Виды глины и чем они полезны
У этого термина существуют и другие значения, см. Глина (значения).
Запрос «Глины» перенаправляется сюда; см. также другие значения.
Глина, извлечённая из-под земли во время строительства станции метро «Театральная» Петербургского метрополитена
Гли́на — мелкозернистая осадочная горная порода, пылевидная в сухом состоянии, пластичная при увлажнении. Глина состоит из одного или нескольких минералов группы каолинита (происходит от названия местности Каолин в Китае), монтмориллонита или других слоистых алюмосиликатов (глинистые минералы), но может содержать и песчаные и карбонатные частицы. Как правило, породообразующим минералом в глине является каолинит (Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈), его состав: 47 % (от массы) оксида кремния (IV) (SiO2), 39 % оксида алюминия (Al2О3) и 14 % воды (Н2O).[источник не указан 143 дня]
Al2O3 и SiO2 — составляют значительную часть химического состава глин жёлтого, коричневого, синего, зелёного, лилового и даже чёрного цветов. Окраска обусловлена примесями ионов — хромофоров.[источник не указан 143 дня]
Свойства глин: пластичность, огневая и воздушная усадка, огнеупорность, спекаемость, цвет керамического черепка, вязкость, усушка, пористость, набухание, дисперсность. Глина является самым устойчивым гидроизолятором — водонепропускаемость является одним из её качеств. За счёт этого глиняная почва — самый устойчивый тип почвы, развитый на пустырях и пустошах. Развитие какой-либо корневой растительной системы в глиняных залежах невозможно. Водонепропускаемость глины полезна для сохранения качества подземных вод — значительная часть качественных артезианских источников залегает между глинистыми слоями.[источник не указан 143 дня]
Минералы, содержащиеся в глинах[править | править код]
- Каолинит (Al2O3·2SiO2·2H2O)
- Андалузит, дистен и силлиманит (Al2O3·SiO2)
- Галлуазит (Al2O3·SiO2·H2O)
- Гидраргиллит (Al2O3·3H2O)
- Диаспор (Al2O3·H2O)
- Корунд (Al2O3)
- Монотермит (0,2[K2MgCa]O·Al2O3·2SiO2·1,5H2O)
- Монтмориллонит (MgO·Al2O3·3SiO2·1,5H2O)
- Мусковит (K2O·Al2O3·6SiO2·2H2O)
- Накрит (Al2O3·SiO2·2H2O)
- Пирофиллит (Al2O3·4SiO2·H2O)
Минералы, загрязняющие глины и каолины[править | править код]
- Кварц (SiO2)
- Гипс (CaSO4·2H2O)
- Доломит (CaCO3•MgCO3)
- Кальцит (CaO·CO2)
- Глауконит (K2O·Fe2O3·4SiO2·10H2O)
- Лимонит (Fe2O3·3H2O)
- Магнетит (FeO·Fe2O3)
- Марказит (FeS2)
- Пирит (FeS2)
- Рутил (TiO2)
- Серпентин (3MgO·2SiO2·2H2O)
- Сидерит (FeO·CO2)
Происхождение[править | править код]
Основным источником глинистых пород служит полевой шпат, при распаде которого под воздействием атмосферных явлений образуются каолинит и другие гидраты алюминиевых силикатов. Некоторые глины осадочного происхождения образуются в процессе местного накопления упомянутых минералов, но большинство из них представляют собой наносы водных потоков, выпавшие на дно озёр и морей.
Глина — это вторичный продукт земной коры, осадочная горная порода, образовавшаяся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания.
Применение[править | править код]
Гончарное производство[править | править код]
Глина является основой гончарного, кирпичного производства. В смеси с водой глина образует тестообразную пластичную массу, пригодную для дальнейшей обработки. В зависимости от места происхождения природное сырьё имеет существенные различия. Одно можно использовать в чистом виде, другое необходимо просеивать и смешивать, чтобы получить материал, пригодный для изготовления различных изделий.
Глинобитные строения[править | править код]
Это архитектурные сооружения, возводимые из глины или земли с обязательной примесью глины. Иногда глину смешивали с соломой или вереском. Получаемые из форм «кирпичики» прочно спрессовывались между собой утрамбовкой в форме прямо поверх нижнего слоя — буквально битья глины для возведения стены.
Перед употреблением в глинобитное дело, глину готовили. Перемешивали с водой, пока не превратится в однородную массу, затем давали высохнуть до состояния сухого теста и уминали ногами, пока масса не начинала уверенно держать рабочего.
Чтобы земляные воды не размывали глиняную стену, сооружали кирпичный или щитовой цоколь. Стену возводили на высоту до 70 сантиметров, после чего выравнивали и давали окрепнуть в течение нескольких дней. После чего возводили стену дальше на такую же высоту. С целью устойчивости стена у основания была толще, чем наверху.
Техническая керамика[править | править код]
Техническая керамика — большая группа керамических изделий и материалов, получаемых термической обработкой массы заданного химического состава из минерального сырья и других сырьевых материалов высокого качества, которые имеют необходимую прочность, электрические свойства (большое удельное объёмное и поверхностное сопротивление, большую электрическую прочность, небольшой тангенс угла диэлектрических потерь).
Производство цемента[править | править код]
Для изготовления цемента сначала добывают известняк и глину из карьеров. Известняк (приблизительно 75 % количества) измельчают и тщательно перемешивают с глиной (примерно 25 % смеси). Дозировка исходных материалов является чрезвычайно трудным процессом, так как содержание извести должно отвечать заданному количеству с точностью до 0,1 %.
Эти соотношения определяются в специальной литературе понятиями «известковый», «кремнистый» и «глинозёмистый» модули. Поскольку химический состав исходных сырьевых материалов вследствие зависимости от геологического происхождения постоянно колеблется, легко понять, как сложно поддерживать постоянство модулей. На современных цементных заводах хорошо зарекомендовало себя управление с помощью ЭВМ в комбинации с автоматическими методами анализа.
Правильно составленный шлам, подготовленный в зависимости от избранной технологии (сухой или мокрый метод), вводится во вращающуюся печь (длиной до 200 м и диаметром до 2—7 м) и обжигается при температуре около 1450 °C — так называемой температуре спекания. При этой температуре материал начинает оплавляться (спекаться), он покидает печь в виде более или менее крупных комьев клинкера (называемого иногда и портландцементным клинкером). Происходит обжиг.
В результате этих реакций образуются клинкерные материалы. После выхода из вращающейся печи клинкер попадает в охладитель, где происходит его резкое охлаждение от 1300 до 130 °C. После охлаждения клинкер измельчается с небольшой добавкой гипса (максимум 6 %). Размер зерен цемента лежит в пределах от 1 до 100 мкм. Его лучше иллюстрировать понятием «удельная поверхность». Если просуммировать площадь поверхности зёрен в одном грамме цемента, то в зависимости от толщины помола цемента получатся значения от 2000 до 5000 см² (0,2—0,5 м²). Преобладающая часть цемента в специальных ёмкостях перевозится автомобильным или железнодорожным транспортом. Все перегрузки производятся пневматическим способом. Меньшая часть цементной продукции доставляется во влаго- и разрывостойких бумажных мешках. Хранится цемент на стройках преимущественно в силосах.
Применение в медицине и косметологии[править | править код]
Чаще всего в медицине и косметике используют каолин.
- Глина используется в медицине, например, глина входит в состав некоторых лечебных мазей, противодиарейных средств.
- В косметике глина является основой масок, некоторых мазей.
- Лечебные глины и грязи широко используются в курортолечении кожных, гинекологических болезней, заболеваний опорно-двигательного аппарата
- Белая глина может использоваться в качестве противоядия благодаря своим сорбентным свойствам (попугаи ара известны тем, что поедая глину, нейтрализуют токсины, содержащиеся в неспелых плодах).
Съедобная глина[править | править код]
- пищевые добавки в корм скоту (глина монтмориллонитовая)
- для подкрашивания блюд в кулинарии — левкасная глина.
Запекание в глине[править | править код]
В кухнях некоторых народов (напр. Юго-восточной Азии, маорийская кухня) применяется запекание в глине рыбы, птицы.
Однако, этот способ приготовления может быть использован — и используется — представителями любых народов — напр., в походе, на рыбалке, охоте, разведчиками, диверсантами, партизанами, жителями сельской местности.
Тушка птицы (с удалёнными внутренностями) или рыбы обмазывается толстым слоем глины (замуровывается в глиняный ком),
который кладётся в костёр, в котором это печётся до готовности.
При этом рыбу не очищают от чешуи, а птицу — не ощипывают —
когда готовый ком из обожжённой глины — кирпичный — раскалывают, рыбья чешуя и птичьи перья остаются на кирпичной оболочке, так что чистить тушку не приходится.
Применение в истории[править | править код]
В Вавилонском царстве глину использовали в качестве писчего материала. Из глины изготавливались таблички, после чего на ней деревянной палочкой выдавливались штрихи. В конце табличка высушивалась, а текст, соответственно, фиксировался.
Качество глины[править | править код]
Качество глины напрямую зависит от срока выдержки её после добычи на открытом воздухе.
Для производства фарфора глина вылеживалась ранее до 20 — 25 лет. Средний возраст вылеживания глины 2 — 3 года. Именно после такой выдержки она приобретает нужные качества. 3 года отведённого срока, глина, находясь на открытом воздухе и подвергаясь различным климатическим влияниям, окисляется и измельчается. В дальнейшем это придаёт ей повышенную пластичность в формовке. За 3 года под воздействием окружающей среды полностью разлагаются находящиеся в глине органические остатки.
В современном производстве этот срок может быть сокращён при условии постоянной переработки глины специальном оборудованием с постоянным увлажнением.
Виды глины[править | править код]
Различают несколько разновидностей глины. Каждая из них используется по-своему. Глину с числом пластичности от 0,17 до 0,27 называют лёгкой, свыше 0,27 — тяжёлой. Большую часть добываемых и поступающих в продажу глин составляет каолин, который применяется в целлюлозно-бумажной промышленности и в производстве фарфора и огнеупорных изделий. Вторыми по важности материалами являются обычная строительная глина и глинистый сланец. Огнеупорная глина идёт на изготовление огнеупорного кирпича и других жаропрочных изделий.
Важное место среди видов глин занимает бентонит. Считают, что эта глина образовалась в результате химического распада вулканического пепла. При погружении в воду она разбухает, увеличивая свой объём в несколько раз. В основном она используется в буровых растворах при бурении скважин.
Сукновальная глина ценится за её отбеливающие свойства при очистке нефтепродуктов. Фильтры из сукновальной глины применяются при очистке растительных и минеральных масел.
Гончарная глина, именуемая также комовой, находит применение при изготовлении посуды. Глина или глинистый сланец представляет собой важное сырьё, которое вместе с известняком используется в производстве портландцемента.
Наиболее распространёнными в природе являются: красная глина, белая глина (каолин), глина из песчаника. Сорта глины — для производства фарфора, фаянса и огнеупорных изделий — каолин.
Религия[править | править код]
Библейский рассказ о сотворении Адама и Евы, грехопадении и изгнании их из рая (книга Бытия, I—V) породил обширную литературу апокрифического характера. Наиболее крупным памятником этого рода является так называемая «Адамова книга», в которой описана жизнь Адама и Евы после изгнания из рая.
Известный книжный, часто ироничный или пренебрежительный, фразеологизм «колосс на глиняных ногах», означающий что-либо величественное, могущественное с виду, но по существу слабое, легко разрушающееся, также восходит к библейскому рассказу о вавилонском царе Навуходоносоре, которому приснился зловещий сон. Он увидел огромного истукана, у которого голова была из золота, грудь и руки из серебра, живот и бёдра — из меди, колени — из железа, а ноги — из глины. Камень, упавший с горы, ударил колосса по глиняным ногам, и тот обратился в прах. Царь собрал жрецов и прорицателей, но никто не смог правильно истолковать его сон, кроме еврейского пророка Даниила, который истолковал этот сон как роковое предзнаменование грядущего разрушения и гибели Вавилонского царства под ударами персов.
Известно ещё одно существо — пражский Голем, персонаж еврейской мифологии, человек из неживой материи — глины, оживлённый каббалистами с помощью тайных знаний.
Коран о сотворении человека.
Коран: Сура 15 аят 26 (перевод Иман Валерии Пороховой) “Мы сотворили человека из гончарной глины, (Сухой) и звонкой (как фаянс), Которой Мы придали форму.
Литература[править | править код]
- Райс Г. Глины, их залегание, свойства и применение. Перевод с английского с дополнением и статьей В. И. Лучицкого по глинам СССР. Л.: Госхимиздат, 1932. 528 с.
- Росс Д. Керамика: техника. Приёмы. Изделия / Пер. с нем. Ю. О. Бем. — М.: АСТ, 2003.
- Фадеев П. А. Глина. Строительство, медицина, косметология, психотерапия, изделия из глины, кулинария. Издательство «Сага», 2015 г.
Ссылки[править | править код]
- Горная порода глина — описание, фото, месторождения
- Как искать месторождения глин
- Глина в GeoWiki
- Свойства глины — сайт о народных промыслах.
Глина относится к вторичным горным породам, которые образовались вследствие выветривания скальных массивов в ходе эволюционного процесса. Глина чаще других материалов используется как строительный материал. Состав глины весьма сложен и непостоянен. В чистом своем виде глина практически не содержит примеси. Диаметр ее частиц не превышает 0,01 мм, как правило, глина пластична. В состав всех разновидностей глин входит химически связанная вода, она удерживается в виде тончайших плёнок между частицами глинистого материала.
Характеристика и свойства
В состав глины входят кремниевые и алюминиевые компоненты. Наиболее распространённые примеси – гидроксид железа оксиды щелочные земельных металлов кварц и сульфид железа. Породы с высоким содержанием глинозема используют для получения огнеупорных материалов, содержание глинозема в таких горных породах колеблется от 25 до 30%.
При намокании всех разновидностей глин вода заполняет промежутки между частицами, вследствие чего они легко сдвигаются относительно друг друга. Это свойство обуславливает пластичность глинистых материалов.
Глинистый материал в природе широко распространен. Глины разделяют на подгруппы зависимо от минерального состава и диаметра частиц, наличия тех или иных примесей. Существуют такие виды глины:
- красная,
- белая,
- песчаная,
- глина для фарфора,
- каолиновая.
Красная глина
Гранулометриия тех или иных видов материалов зависит от минеральных компонентов и химического состава. Практически всем разновидностям этого уникального ископаемого свойственны пластичность, адсорбция, набухание. При намокании характерны усадка, вспучивание, эти свойства являются определяющими при применении материала в промышленности.
По промышленным техническим требованиям горная порода подразделяется на разновидности:
- легкоплавкую,
- тугоплавкую,
- адсорбционную,
- каолиновую.
Размокшая глина становится пластичной, она способна принимать практически любую форму.
Пластичные массы называются «жирными», так как на ощупь воспринимаются как жирный материал. Разновидности глин с низкой степенью пластичности называют «тощими» или постными. Изделия, выполненные из таких материалов, быстро рассыпаются, для производства кирпича «тощая» глина не подходит.
- Высохшая глина хорошо держит форму, которую ей придали, при этом она незначительно уменьшается в объеме, уплотняется, затвердевает и стает прочной как камень. Благодаря этим свойствам с давних пор глина считается самым широко применяемым материалом для изготовления посуды и прочих предметов быта.
- Кроме всего прочего данная порода обладает такой способностью как клейкость.
- Впитав в себя определенное количество влаги, материал более не пропускает воду, это свойство обуславливает водоупорность материала.
- Ещё одно свойство глины – кроющая способность. Благодаря этому свойству глину издавна используют для покрытия стен зданий, печей.
- Сорбционная способность материала позволяет применять глину в качестве очистителя жиров и продуктов переработки нефти.
Все вышеперечисленные свойства обеспечивают длительный срок службы предметам, изготовленным из глины.
Виды глины и их происхождение
По происхождению глинистые материалы разделяют на подгруппы.
Осадочные глины. Образуются в результате нанесения водными потоками разрушенных пластов горных пород. Эти материалы делятся на морские и материковые. По названию первого ясно, что глина образуется на морском дне, во втором случае образование происходит на материках, в донных отложениях рек и озер.
Красная глина
В природных условиях данная разновидность имеет коричневый оттенок, его придает материалу железосодержащие соединения – оксиды феррума, которые содержатся в глине в количестве от 5 до 9%. Это, как правило, осадочные глины. Они образуются в результате нанесения водой разрушенных пластов горных пород.
В процессе обжига красная глина стаёт красной или белой зависимо от условия процесса и типа обжигающего оборудования. Данная разновидность может выдержать нагревание до 1100 градусов.
Этот сорт глины пластичный, хорошо разминается. Высокая эластичность материала обуславливает его применение в качестве материала для скульптурной лепки.
Природная белая глина
Залежи природного ископаемого находятся повсеместно. Зачастую они скапливаются в лагунах морских или пресных. В случае с морскими заливами, глина являет собой неоднородную массу, имеет многочисленные примеси.
- При намокании глина приобретает светло-серый оттенок, в результате процесса обжига она превращается в материал красивого белого цвета. Этому сорту глины присуща эластичность.
- Из-за отсутствия соединений железа белая глина слегка просвечивается. Она широко используется для производства бытовых предметов, посуды, кувшинов, декоративных статуэток. Кроме того материал используется при производстве кафельной плитки и сантехники.
- Предметы из этой глины покрывают глазурью, выдерживая в печах при 900- 950 градусах.
Природная белая глина
Пористая масса для производства керамики
Сырье являет собой глинистый материал с незначительным содержанием кальция и высокой пористостью.
- Эта глина состоит из каолинита, иллита и других алюмосиликатов, также в ней имеются вкрапления песка и карбонатов. Кремнеземы и глинозем являют собой основу глиногенных минералов.
- Пористая масса относится к осадочным типам глины. Она образуется в результате нанесения водой разрушенных пластов горных пород.
- Естественный цвет такой глины колеблется от белого до коричневого. Встречаются и зеленоватые глины. Материал подвергается обжигу при невысоких температурах.
Майолика
Это легкоплавкая разновидность глинистого материала, в которой содержится большое количество глинозема белого цвета. Сырье подвергается обжигу при невысокой температуре. Глазируют майолику специальными смесями с содержанием соединений олова.
Слово «майолика» произошло от наименования острова Майорки, где данный материал был использован впервые. Майолика широко использовалась в Италии. Традиционно предметы из майолики называют фаянсовыми, потому что впервые они начали производиться в специальных отделениях по изготовлению фаянса.
Каминная глиняная масса
В состав этой породы входит кварц, значительное количество полевого шпата и шамот. По происхождению это шельфовые породы. Они образуются на глубине около двухсот метров. Обязательное условие – отсутствие какого-либо рода течений.
Материал черного цвета. После обжига масса напоминает изделия из слоновой кости по цвету. Благодаря использованию глазури изделия из сырья становятся необычайно прочными, обладают высокой водостойкостью.
Данное сырье представляет собой запекшуюся массу. Обжигают его при температуре 1100 – 1300 градусов. Процесс обжига проводится под тщательным присмотром с соблюдением технологических правил, в противном случае глиняные изделия могут рассыпаться.
Каменную керамическую массу используют для моделирования, для изготовления различных керамических предметов. Изделия из этого материала очень красивы. Каменная керамика обладает уникальными техническими свойствами.
Глина для производства фарфора
В состав сырья входит полевой шпат, значительное количество кварца и каолин. Примесей железа эта разновидность глины не содержит.
При смачивании водой масса приобретает серый оттенок, а после процесса обжига становится идеально белой. Обжигают материал в печах при температуре 1300 – 1400 градусов. Данное сырье очень эластично.
Глина для производства фарфора
Не рекомендуется использовать эту разновидность для работ на гончарных кругах. Материал является очень плотным, практически без пор, поглощение воды очень низкое. Обожжённый материал становится прозрачным. Предметы из фарфорового глинистого материала покрывают различными глазурями.
Материалы для грубой керамики
Крупнопористая глина применяется для производства габаритных предметов, зачастую используется в строительстве. Изделия материала отличаются высокой термостойкостью, они прекрасно выдерживают колебания температур.
Пластические свойства сырья зависят от наличия в соединении кварца и алюминия. Характерные особенности материала обусловлены наличием значительного содержания шамота и глинозема.
Материал относится к тугоплавким разновидностям. Температура плавления – 1400 1600 градусов. Грубокерамический материал прекрасно спекается, он практически не дает усадки. Эти свойства определяют его применение для производства габаритных объектов, а также крупных панно и мозаик.
Монтмориллонитовая глина
Сырье применяют в качестве отбеливателя при очистке палаточных сиропов, в пивоварении, при производстве сока и рафинированных масел. Данный материал улучшает качество готовых продуктов, кроме того данная разновидность глины используется как средство для борьбы с грызунами и насекомыми.
Адсорбционная глина
Характерная особенность – высокие связующие свойства, высокая степень катализа. Самая распространенная среди адсорбционных глин – бентонит.
Цветные глинистые материалы
Разноцветная глина – это материал, который содержит оксиды металлических элементов или пигменты, и представляет собой однородную смесь.
- При проникновении в толщу материала пигментов некоторая часть их остаётся во взвешенном состоянии, при этом однородность тона сырья нарушается.
- Природные пигменты придают глине тот или иной оттенок, их разделяют на две категории: оксиды металлических элементов и собственно красящие вещества.
- Оксиды – это природные компоненты натурального происхождения, образующиеся в толще кары земли. Данные вещества подвергают очистке и тонкому измельчению. Для придания глине той или иной окраски чаще всего используют оксид меди. Это вещество в процессе обжига в результате процесса окисления приобретает зеленоватый оттенок.
- Для придания материалу синего оттенка применяют кислородсодержащие соединения кобальта. Соединения хрома обеспечивают цвет оливок, а соединения магния и никеля – коричневый и серый соответственно.
- Красящие компоненты добавляют в сырье в количестве от 1 до 5%. При более высоком содержании пигментов могут возникнуть нежелательные последствия в процессе обжига.
Сфера применения
Глина активно применяется в строительстве для изготовления кирпичей, керамических изделий. Она обладает неоспоримыми достоинствами, а также сравнительно низкой стоимостью. К преимуществам данного сырья следует отнести термоустойчивость, адсорбционные свойства, экологичность, воздухопроницаемость.