Виды глины в природе. Происхождение глины и её виды. Из чего состоит глина

Свойства глины

Виды глины

Глины классифицируют по составу, происхождению, окраске, по их практическому использованию. Если один из минералов преобладает, глины называют по этому минералу — каолинитовая, галлуазитовая и т.д. Чаще глина представлена смесью трёх и более минералов, т.е. является полиминеральной. Обычно в глине присутствуют примеси, обломки различных или минералов, органические вещества и новообразованные минералы, при большом содержании которых происходит переход от собственно глины к , глинистым пескам, глинистым углям и др. От химического, минералогического и гранулометрического состава глин зависят их многочисленные физико-химические и технологические свойства (пластичность, набухание, усадка, спекаемость, огнеупорность, вспучиваемость, адсорбция и др.), которые и определяют промышленные применения глины и глинистых пород.

Адсорбционные глины

Адсорбционные глины по минералогическому составу в основном монтмориллонитовые, отличаются повышенной связующей способностью, высокой ёмкостью обменных оснований, адсорбционной и каталитической активностью. К этой группе глин относятся .

Подробности Создано 09.08.2011 21:57 Обновлено 24.05.2012 03:10 Автор: Admin

Глины образовались в результате естественного выветривания магматических полевошпатных горных пород - в основном гранитов, вулканического стекла, туфов, порфиритов, а также за счет разрушения метаморфических пород (гнейсов) и др.

Полевые шпаты в результате выветривания превращаются в глинистое вещество, которое образуется в основном в виде минералов каолинита по следующей схеме (для ортоклаза):

Причинами такого разложения полевошпатных пород являются физическое (колебания температур, замерзание воды, кристаллизация солей), химическое (под действием кислорода воздуха, углекислоты, воды, органических кислот) и биологическое (жизнедеятельность микроорганизмов) выветривания, В результате физического и химического выветривания на разнообразных горных породах и месторождениях возникает кора выветривания.

Минералы коры выветривания образуются двумя путями - синтетическим, например преобразованием полевого шпата в отдельные окислы - Аl 2 О 3 и SiO 2
и коагуляцией этих окислов в минерал состава каолинита, и путем гидролиза первичных минералов. Минералы каолинит, иллит (гидрослюда) и монтмориллонит являются основными породообразующими минералами глинистого сырья.

Под словом «глина» понимается мелкообломочная осадочная горная порода, состоящая из частиц минералов размером менее 0,005 мм, по химическому составу представляющих водные алюмосиликаты и сопутствующих примесей иных минералов. Так как граниты вместе с переходными разностями составляют примерно всех изверженных пород, т. е. их имеется в природе значительно больше, чем других, то в осадочных породах глин имеется наибольшее количество (как продукта распада наиболее распространенных минералов магматических пород - полевых шпатов, например ортоклаза, альбита, анортита).

Подсчитано, что земная кора состоит из 95% магматических пород и 5% осадочных, из которых 4% составляют только глины. Глины могут быть первичными, которые остались на месте своего образования, и вторичными, которые отлагались в новых местах в результате аллювиальных, делювиальных, флювио-глациальных, эоловых и других процессов. Первичная глина перемещаясь одним из этих способов, например, водой могла освобождаться от первоначально сопутствовавших ей примесей и поэтому в новом месте откладываться в более чистом виде, при этом улучшаясь качественно. Так образовывались каолины, отличающиеся высоким содержанием минерала каолинита, высокой огнеупорностью, незначительным содержанием красящих окислов, вследствие чего до обжига и после него они приобретают преимущественно белый цвет.

Глины с несколько повышенным содержанием плавней и красящих окислов выделяются в особый вид - огнеупорные глины, а глины, содержащие значительное количество примесей (красящих окислов, плавней и др.), становятся легкоплавкими - обыкновенные глины. Если делить глинистое сырье по области применения в промышленности, то чистые белые каолины и некоторые огнеупорные глины (беложгущееся сырье) входят в группы фарфоровых и фаянсовых, огнеупорные - в группы трубочных, клинкерных, терракотовых, а легкоплавкие - в группы гончарных, кирпично-черепичных, керамзитовых глин.

Для глин четвертичного и верхне-третичного возраста, особенно часто удовлетворяющих требованиям, предъявляемым к глинистому сырью для производства кирпича, черепицы, керамзита и других керамических материалов и изделий, характерно наличие значительной примеси песчаных частиц и полиминералыюсть глинистой части. Среди глинистых минералов в этих породах обычно преобладает гидрослюда. Каолинит и монтмориллонит имеют второстепенное значение, а другие минералы (хлорит, галлуазит и т. п.) присутствуют в виде примесей.

Малое количество каолинита существенно не влияет на повышение температуры обжига, а монтмориллонит заметно ее снижает, что является ценным качеством при изготовлении строительного кирпича. Для изготовления некоторых видов кирпича и керамических плиток в России, США и некоторых других странах используются лёссовые породы - широко распространенные четвертичные отложения, содержащие в своем составе, кроме песка и глины, много мелкого пылеватого материала (50-70%).

Глинистые породы могут находиться в рыхлом и камневидном состояниях. Но в каком бы состоянии эти породы не находились, в них имеется группа тонкодисперсных минералов, которые сообщают глине пластичность, способность формоваться (для камневидных после тонкого измельчения) и сохранять приданную форму после высыхания. Эту группу минералов, представляющую собой водные алюмосиликаты, называют глинистыми или глинистой субстанцией.

Кроме каолинитовых глин, в природе широкое распространение имеют гидрослюдистые . Они образуются в результате выветривания силикатных пород в условиях влажного климата и представляют собой продукты первой стадии химического выветривания. Главные породообразующие минералы в этих глинах - гидрослюда, в том числе глауконит, второстепенные - каолинит, монтмориллонит. Первичные гидрослюдистые глины встречаются в коре выветривания кристаллических пород, вторичные - представлены континентальными осадками - озерными, речными, ледниковыми, морскими (шельфовыми) и лагунными отложениями.

Особой разновидностью глинистых пород является бентонит . Он образовался путем выветривания эффузивных пород туфов, вулканических пеплов и др. (такое название получил по наименованию американского форта Бентон, в районе которого был впервые обнаружен).

Бентонит состоит в основном из минералов монтмориллонитовой группы, имеет также примеси. Применяется для приготовления фарфоровых масс, промывочных растворов при бурении, как адсорбент для осветления жидкости,
при обогащении железных руд и т. д.

Полиминеральные глины образуются в том случае, когда осадочная дифференциация вещества недостаточно совершенна. Большинство этих глин имеет вторичное происхождение. Они широко развиты в делювиальных осадках, в аллювиальных отложениях, редко в морских осадках и иногда в коре выветривания. В них содержатся гидрослюда, каолинит, монтмориллонит, кварц, слюды. Они применяются для изготовления изделий грубой керамики. Некоторые их разновидности пригодны для получения керамзита.

• < Назад
• Вперёд >

Врачи говорят, что глины лечебно-косметические – не просто основа для лекарств, а вещества, которые являются лекарствами сами по себе. Оставляя внутреннее применение этого вещества врачам, поговорим о том, как она помогает сделать кожу здоровой и красивой.

Что же это такое?

С точки зрения геологии, глина – вещество, возникшее из-за разрушения горных пород под многолетним воздействием воды и ветра.

С точки зрения химии – смесь оксида кремния и оксида алюминия с примесями красящих ионов и органических веществ. Кремний предотвращает старение кожи, разглаживает морщины, ускоряет процессы заживления. Оксид алюминия в виде мельчайших частичек (не превышающих 1 микрон) мягко отшелушивает отмершие частички эпидермиса, делая кожу гладкой и нежной. А еще он обладает подсушивающим, вяжущим действием. Кроме того, из полезных макро- и микроэлементов здесь есть фосфаты, азот, железо.

Глина способна поглощать и удерживать воду, и растворенные в ней вещества, в том числе и токсические. Это свойство используется не только в косметологии, но и врачами при лечении болезней желудочно-кишечного тракта. Собственно, в этом ее свойстве заключен ответ на вопрос «вытягивает ли косметическая глина токсины с кожи?».

С точки зрения физики – это хороший теплоноситель. Местный тепловой эффект особенно полезен при : расширяются капилляры, улучшается микроциркуляция. Этот эффект может быть полезен и при лечении болезней суставов, мышц и связок.

Таким образом, косметическая глина, применяемая в нашем случае для лица, обладает следующими свойствами:

• очищение и детоксикация,
• пилинг,
• увлажнение поверхности кожи (важное условие: маске нельзя позволить высохнуть),
• минерализация кожного покрова,
• успокаивающий эффект (снимает покраснения, раздражение и отек),
• усиливает эффективность косметических средств (улучшает их проникновение за счет плотного прилегания).

Срок годности «чистой» (без дополнительных косметических ингредиентов) высушенной до порошка глины практически не ограничен.

Может ли глина вызывать аллергию? Нет, не может. Спровоцировать аллергическую реакцию способны добавленные активные компоненты, например, эфирные масла. Проверить реакцию можно с помощью стандартного кожного теста: нанести небольшое количество подготовленной в нужных пропорциях смеси в области локтевого сгиба, выдержать полчаса, смыть, через сутки оценить состояние кожи на месте аппликации.

Для приготовления масок или обертываний используется только керамическая, стеклянная или пластмассовая — ни в коем случае не металлическая! – посуда. Шпатель для разведения и аппликации маски тоже не должен быть металлическим.

Чем жирнее кожа, тем дольше можно держать на ней маску, и тем меньше может быть перерыв между процедурами. Дамам с сухой кожей не рекомендуется наносить маску более чем на 5 минут раз в неделю. Жирная кожа позволяет держать маску 15 минут и использовать ее через день.

Разновидности косметической глины и их свойства

Белая

Известна также под названием «каолин». Самая распространенная, химически нейтральна, за счет чего используется в фармакопее как наполнитель для смешивания веществ, которые разрушаются при контакте с органикой. Точно так же инертна и при контакте с кожей: из самой белой глины (без дополнительных компонентов) в кожные ткани не переходят никакие химические вещества. Зато при этом прекрасно выводятся продукты жизнедеятельности клеток, болезнетворные бактерии, продукты воспаления. За счет этого свойства каолин хорошо успокаивает – при , нейродермитах, он уменьшает отек и зуд.

Разведенная водой маска лучше всего подходит для жирной кожи.

• В качестве мягкого скраба:

Порошок развести с водой 1 к 1, нанести на лицо, массировать 5 минут, не позволяя высыхать. Умыться прохладной водой.

• В качестве подсушивающей маски при чрезмерном выделении себума (кожного жира):

Разведенный 1 к 1 порошок нанести на лицо на 10-12 минут. Подсохшую маску смыть прохладной водой.

Зеленая

Еще один отличный вариант для жирной кожи. Суживает поры, нормализует секрецию сальных желез, тонизирует. В составе такие элементы как серебро, магний, кальций, цинк, кобальт, фосфор, медь. Они улучшают обменные процессы, способствуют укреплению кожных тканей.

• Маска от прыщей

На 1 столовую ложку с горкой порошка взять ½ чайной ложки масла виноградной косточки и добавить 3-5 капель эфирного масла чайного дерева. Развести водой до консистенции густой сметаны. Нанести на лицо на 10-15 минут, смыть теплой (не горячей!) водой.

• Маска от черных точек (комедонов)

К 1 столовой ложке порошка прибавить 5-10 капель лимонного сока, добавить воды до консистенции густой сметаны. Держать на лице 10-15 минут, не допуская высыхания (можно сбрызгивать лицо водой). Смыть.

Голубая

Отбеливает кожу, тонизирует ее, может разгладить мелкие морщины.

• Отбеливающая маска

Смешать в равных количествах голубую глину, томатный сок и кислое молоко.

Но лучшее применение косметической глины голубого цвета – для тела, в качестве обертываний против целлюлита.

Как делать обертывания

Перед процедурой обертывания обязательно нужно сделать пилинг. Глину развести теплой водой до консистенции кашицы. Подогреть на водяной бане до температуры около 40-45 градусов: смесь должна быть горячей, но комфортной для тела. При желании, можно добавить эфирные масла лимона, апельсина, грейпфрута, кедра, розмарина (последнее лучше не сочетать с другими маслами) – но и без них обертывание очень эффективно. Нанести смесь на проблемные зоны тела толстым слоем, обернуть пленкой, укрыться одеялом для того, чтобы предотвратить потерю тепла. Продолжительность процедуры 20-40 минут, курс 8-10 процедур, которые проводятся через день. Нельзя применять глиняные обертывания при высокой температуре, тиреотоксикозе, варикозном расширении вен, беременности, онкологических заболеваниях.

Розовая

Разглаживает кожный рельеф, поэтому используется в масках от морщин.

• Маска для увядающей кожи

2 столовые ложки порошка смешать с 1 ложкой миндального масла, добавить теплой воды до нужной консистенции. Держать на лице 5-10 минут не допуская высыхания.

• Маска для сухой кожи лица

К 2 столовым ложкам глины добавить столовую ложку персикового масла и 5 капель масла пачули. Смыть через 5-10 минут, не допускать высыхания.

Красная

Уменьшает раздражение, улучшает кровоснабжение. Можно использовать для горячих обертываний с липолитическими и тонизирующими свойствами. Хороша и для ванн.

Фото взято с ресурса Recommend.ru

Ванна с красной косметической глиной

Помогает от аллергии, воспалений, нарывов. Разболтать в ванне 200 г глины. По желанию (и, если кожа переносит) добавить 1-2 горсти морской соли. Принимать такую ванну можно не чаще раза в 2 недели.

Красная глина может использоваться не только в виде ванн, а и местно для лечения нарывов. Для этого нужно густо развести порошок, шпателем выложить на кусочек ткани слоем около 2 см толщиной. Наложить на пораженный участок, прибинтовать, выдержать 40 минут. Смесь повторно использовать нельзя. Впрочем, таким образом можно применять любой вид глины: эффект окажут ее адсорбирующие и антибактериальные свойства. Ни в коем случае нарыв нельзя греть!

Черная глина

Не рекомендуется использовать для сухой и чувствительной кожи. А вот для жирной она оптимальна. Если возникает вопрос, какую глину выбрать при проблемной коже лица, лучший вариант – черная. Она отлично впитывает излишек жира, продукты воспаления, суживает поры, стимулирует микроциркуляцию и лимфоток, уменьшая отеки.

• Глубоко очищающая маска

К двум столовым ложкам глины добавить по чайной ложке настойки календулы и сока лимона. Выдержать 10-15 минут, после маски обязательно нанести увлажняющий крем.

• Домашний скраб

К столовой ложке порошка добавить чайную ложку мелко помолотого кофе, 2 капли эфирного масла, воды до консистенции сметаны. Нанести на лицо, выдержать 5 минут не давая подсохнуть, смыть, бережно массируя. Такой скраб будет хорош для молодой кожи, а вот для зрелой или чувствительной лучше ограничится просто чистой смесью без добавок. Впрочем, как антицеллюлитное средство он весьма неплох в любом возрасте.

Применение косметической глины для волос

Свойства глины адсорбировать различные вещества позволяют использовать ее не только для лица. Шампуни и маски для волос на ее основе – простой и недорогой способ улучшить их вид. Особенно хороши такие маски для . Их применение помогает уменьшить выпадение, увеличить перерывы между мытьем. Поскольку грязь – это смесь излишков кожного сала и пыли, глина может быть отличным шампунем. Для того, чтобы использовать ее в этом качестве, глиняную кашицу обильно наносят на кожу головы, массируют ее несколько минут и тщательно промывают. После глиняного шампуня нужно обязательно ополоснуть волосы подкисленной водой.

• Натуральный сухой шампунь из розовой глины

5 столовых ложек порошка смешать с таким же количеством горчицы, добавить столовую ложку соли, по 5 капель масла чайного дерева и мяты. Нанести на влажную кожу головы, тщательно помассировать, смыть. Использовать бальзам по желанию.

• Шампунь из косметической глины и соды

К 6 частям глины добавить 1 часть талька и 1 часть соды.

• Шампунь с хвощом для очень жирных волос

В стакане теплого отвара хвоща размешать 2 ст. л. глины, нанести на волосы, выдержать 5-10 минут, тщательно промыть.

• Увлажняющая маска-шампунь

3-5 чайных ложек порошка, чайная ложка меда, желток, столовая ложка лимонного сока, половина стакана кефира (ориентировочно). Вместо кефира можно использовать чай (для темных волос) или травяной настой. Нанести на кожу головы и волосы, укрыть пакетом и платком на полчаса-час, тщательно промыть (только не горячей водой!).

• Маска для сухих волос

2 столовых ложки порошка смешать с равным количеством пюре из мякоти авокадо, добавить чайную ложку оливкового масла, при необходимости – воды до нужной консистенции. Выдержать на волосах 30 минут.

О лечении сухих волос читайте .

• Маска против выпадения волос

Смешать глину с касторовым маслом до густоты сметаны. Держать на волосах от 30 минут до часа.

Познакомится с народными рецептами от выпадения волос вы можете в статье « ».

• Маска для жирных волос

Заварить столовую ложку сухой крапивы стаканом кипятка. Процедить. Развести отваром глину до густоты сметаны. Добавить половину чайной ложки натурального яблочного уксуса. Держать от 30 минут до часа.

Как выбрать косметическую глину

В составе сухого порошка не должно быть ничего кроме глины нужного цвета. Некоторые недобросовестные производители добавляют красители: это становится сразу заметно во время разведения. Рекомендуем сразу выбросить такой, с позволения сказано, продукт: мало ли на чем еще решил сэкономить производитель, и где он его «накопал».

Качественный продукт также не содержит ароматизаторов.

Готовые глиняные маски обычно выпускаются в виде пасты, в которую добавлены дополнительные ингредиенты и вода. Разумеется, с соответствующей наценкой.

Чем тоньше смолот порошок, тем нежнее будет консистенция готовой маски.

Некоторые производители выпускают белую глину в виде гранул – это допустимо.

А вот посторонние примеси, слежавшиеся комки и грубые неперемолотые остатки – показатель низкого качества.

Заключение

Несмотря на то, что глина – натуральный косметический продукт, подходящий для любого возраста, самый заметный эффект он оказывает на молодую жирную или проблемную кожу. Применять ее «в чистом виде» обладательницам сухой и возрастной кожи не рекомендуется. В этом случае ее нужно смешать с базовыми и эфирными маслами, отварами трав.

Использовать средства для тела хорошо, как в качестве обертываний, так и местных аппликаций. Вместо обертываний можно использовать и ванны, но в таком случае процедура делается раз в две недели.

Маски для волос, как и маски для кожи, лучше всего работают при избытке кожного сала, жирной себорее. Любительницам натуральных сухих шампуней понравятся самодельные шампуни с глиной в качестве основного компонента.

Глина - это мелкозернистая осадочная горная порода, пылевидная в сухом состоянии, пластичная при увлажнении.

Происхождение глины.

Глина - вторичный продукт, образующийся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания. Основным источником глинистых пластов служат полевые шпаты, при разрушении которых под воздействием атмосферных агентов образуются силикаты группы глинистых минералов. Некоторые глины образуются в процессе местного накопления этих минералов, но большинство из них представляют собой наносы водных потоков, скапливающиеся на дне озёр и морей.

В целом по происхождению и составу все глины подразделяются на:

- глины осадочные , образовавщиеся в результате переноса в другое место и отложения там глинистых и других продуктов коры выветривания. По происхождению осадочные глины делятся на морские глины, отложившиеся на дне моря, и континентальные глины, образовавшиеся на материке.

Среди морских глин различают:

• Прибрежно-морские - образуются в береговых зонах (зонах взмучивания) морей, незамкнутых заливах, дельтах рек. Характеризуются часто неотсортированностью материала. Быстро переходят в песчанистые и грубозернистые разновидности. Замещаются песчаными и карбонатными отложениями по простиранию Такие глины обычно переслаиваются с песчаниками, алевролитами, пластами угля и карбонатными породамм.
• Лагунные - образуются в морских лагунах, полузамкнутых с повышенной концентрацией солей или опресненных. В первом случае глины неоднородны по гранулометрическому составу, недостаточно отсортированы и ветречаются совместно с гипсом или солями. Глины опреснённых лагун обычно тонкодисперсные, тонкослоистые, содержат включения кальцита, сидерита, сульфидов железа и др. Среди этих глин встречаются огнеупорные разновидности.
• Шельфовые - образуются на глубине до 200 м. при отсутствии течений. Характеризуются однродным гранулометрическим составом, большой мощностью (до 100 м. и более). Распространены на большой площади.

Среди континентальных глин выделяют:

• Делювиальные - характеризуются смешанным гранулометрическим составом, резкой его изменчивостью и неправильной слоистостью (иногда отсутствует).
• Озёрные с однородным гранулометрическим составом и тонкодисперсные. В таких глинах присутствуют все глинистые минералы, но каолинит и гидрослюды, а также минералы водных окислов Fе и Аl преобладают в глинах пресных озёр, а минералы монтмориллонитовой группы и карбонаты - в глинах соляных озёр. К озёрным глинам принадлежит лучшие разновидности огнеупорных глин.
• Пролювиальные , образованные временными потоками. Характеризуются очень плохой сортировкой.
• Речные - развиты в речных террасах, особенно в пойме. Обычно плохо отсортированы. Быстро переходят в пески и галечники, чаще всего неслоистые.

Остаточные - глины, возникающие в результате выветривания различных горных пород на суше, и в море в результате изменения лав, их пеплов и туфов. Вниз по разрезу остаточные глины постепенно переходят в материнские породы. Гранулометрический состав остаточных глин изменчив - от тонкодисперсных разновидностей в верхней части залежи до неравномернозернистых - в нижней. Остаточные глины, образовавшиеся из кислых массивных пород, не пластичны или мало пластичны; более пластичны глины, возникшие при разрушении осадочных глинистых пород. К континентальным остаточным глинам относятся каолины и др. элювиальные глины. В Российской Федерации широко распространены, кроме современных, древние остаточные глины - на Урале, в Зап. и Вост. Сибири, (их много также на Украине), - имеющие большое практическое значение. В упомянутых районах на основных породах возникают глины преимущественно монтмориллонитовые, нонтронитовые и др., на средних и кислых - каолины и гидрослюдистые глины. Морские остаточные глины образуют группу глин отбеливающих, сложенных минералами монтмориллонитовой группы.

Глина есть повсюду. Не в смысле - в каждой квартире и тарелке борща, а в любой стране. И если алмазов, желтого металла или черного золота кое-где не хватает, то глины хватает везде. Что, в общем, неудивительно - глина, осадочная порода, это камень, потертый временем и внешним влиянием до состояния порошка. Последняя стадия эволюции камня. Камень-песок-глина. Впрочем, последняя? И песок может залежатса в камень - золотистый и мягкий песчаник, а глина стать кирпичом. Или человеком. У кого какая удача.

Глину окрашивает камень-создатель и соли железа, алюминия и тому подобных полезных ископаемых, оказавшихся рядом. В глине размножаются, живут и умирают разные организмы. Так и получается красная, желтая, голубая, зеленая, розовая и другие цветные глины.

Ранее глину добывали по берегам рек и озер. Или копали специально под нее яму. Затем глину оказалось возможным не копать самостоятельно, а купить у гончара, например. Во времена нашего детства обычную, красную глину, выкапывали сами, а благородную белую покупали в магазинах для художников или, особенно чистую, в аптеке. Теперь в найпоганенький лавке, торгующей косметикой, непременно есть глина. Правда, не совсем в чистом виде, а в смеси с различными моющими, увлажняющими и питательными средствами.

Наша земля глиной богата. Пробиты в суглинистом почве дороги и тропы в жару становятся источниками пыли, а в слякоть - сплошной грязью. Глинистый пыль покрывал путника с головы до ног и добавлял домашней работы хозяйкам, чей дом стоял у дороги. Удивительно, но вблизи дорог, одетых в асфальт, пыли меньше не стало. Правда, с рыжего он стал черным. Багульник, густо замешано на глине, не только мешает ходить пешеходу и ездить колесу, но и под настроение не против проглотить сапог или джип.

Глина состоит из одного или нескольких минералов группы каолинита (происходит от названия местности Каолин в Китайской Народной Республике (КНР)), монтмориллонита или других слоистых алюмосиликатов (глинистые минералы), но может содержать и песчаные и карбонатные частицы. Как правило породообразующим минералом в глине является каолинит, его состав: 47 % оксида кремния (IV) (SiO 2), 39 % оксида алюминия (Al 2 О 3) и 14 % воды (Н 2 0). Al 2 O 3 и SiO 2 - составляют значительную часть химического состава глинообразующих минералов.

Диаметр частиц глин менее 0,005 мм; породы, состоящие из более крупных частиц, принято классифицировать как лёсс. Большинство глин - серого цвета, но встречаются глины белого, красного, жёлтого, коричневого, синего, зелёного, лилового и даже чёрного цветов. Окраска обусловлена примесями ионов - хромофоров, в основном железа в валентности 3 (красный, желтый цвет) или 2 (зеленый, синеватый).

Сухая глина хорошо поглощает воду, но намокнув, становится водонепроницаемой. После переминания и перемешивания она приобретает свойство принимать различные формы и сохранять их после высыхания. Такое свойство называется пластичностью. К тому же глина обладает связывающей способностью: с порошкообразными твердыми телами (песок) дает однородное "тесто", также обладающее пластичностью, но уже в меньшей степени. Очевидно, что чем больше в глине примеси песка или воды, тем ниже пластичность смеси.

По характеру глины делятся на "жирные" и "тощие".

Глины с высокой пластичностью называются "жирными", так как в замоченном состоянии дают осязательное ощущение жирного вещества. "Жирная" глина блестяща и скользка на ощупь (если такую глину взять на зубы, то она скользит), содержит мало примесей. Тесто", приготовленное из нее, нежное. Кирпич из такой глины при сушке и обжиге дает трещины, и во избежание этого к замесу прибавляют так называемые "отощающие" вещества: песок, "тощую" глину, жженый кирпич, гончарный бой, древесные опилки и проч.

Глины малопластичные или непластичные называются "тощими". На ощупь они шероховатые, с матовой поверхностью, и при трении пальцем легко крошатся, отделяя землистые пылинки. "Тощие" глины содержат много примеси (хрустят на зубах), при разрезании ножом не дают стружек. Кирпич из "тощей" глины непрочен и рассыпчат.

Важным свойством глины является ее отношение к обжигу и вообще к повышенной температуре: если замоченная глина на воздухе твердеет, высыхает и легко вытирается в порошок, не претерпев при этом никаких внутренних изменений, то при высокой температуре происходят химические процессы и состав вещества меняется.

При очень высокой температуре глина плавится. Температура оплавливания (начала плавления) характеризует огнеупорность глины, которая неодинакова для различных ее сортов. Редкие сорта глины требуют для обжига колоссального жара - до 2000°С, трудно получаемого даже в заводских условиях. В этом случае возникает необходимость снижения огнеупорности. Снизить температуру оплавливания можно за счет введения добавок следующих веществ (до 1% по массе): магнезии, окиси железа, извести. Такие добавки называются флюсами (плавнями).

Окраска глин разнообразна: светлосерая, голубоватая, желтая, белая, красноватая, бурая с различными оттенками.

Минералы, содержащиеся в глинах:

• Каолинит (Al2O3·2SiO2·2H2O)
• Андалузит, дистен и силлиманит (Al2O3·SiO2)
• Галлуазит (Al2O3·SiO2·H2O)
• Гидраргиллит (Al2O3·3H2O)
• Диаспор (Al2O3·H2O)
• Корунд (Al2O3)
• Монотермит (0,20·Al2O3·2SiO2·1,5H2O)
• Монтмориллонит (MgO·Al2O3·3SiO2·1,5H2O)
• Мусковит (K2O·Al2O3·6SiO2·2H2O)
• Наркит (Al2O3·SiO2·2H2O)
• Пирофиллит (Al2O3·4SiO2·H2O)

Минералы, загрязняющие глины и каолины:

• Кварц(SiO2)
• гипс (CaSO4·2H2O)
• доломит (MgO·CaO·CO2)
• 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)

Глина появилась на земле много тысяч лет назад. Ее «родителями» считаются известные в геологии породообразующие минералы - каолиниты, шпаты, некоторые разновидности слюды, известняки и мраморы. При опрделенных условиях даже некоторые виды песка трансформируются в глину. Все известные породы, имеющие геологические выходы на поверхности земли, подвержены влиянию стихий - дождя, вихревой бури, снегов и паводковых вод.

Перепады температур днем и ночью, нагревание породы солнечными лучами способствуют появлению микротрещин. В образовавшиеся трещинки попадает вода и, замерзая, разрывает поверхность камня, образуя на ней большое количество мельчайшей пыли. Природные циклоны дробят и растирают пыль в еще более мелкую пыль. Там, где циклон меняет свое направление или просто затихает, со временем образовываются огромные скопления частичек породы. Они спрессовываются, пропитываются водой, и в результате получается глина.

В зависимости от того, из какой породы образуется глина и каким образом идет ее образование, она приобретает различные цвета. Наиболее часто встречаются желтая, красная, белая, голубая, зеленая, темно-коричневая и черная глины. Все цвета, кроме черного, коричневого и красного, говорят о глубинном происхождении глины.

Цвета глины определяются присутствием в ней следующих солей:

• красная глина - калий, железо;
• зеленоватая глина - медь, двухвалентное железо;
• голубая глина - кобальт, кадмий;
• темно-коричневая и черная глина - углерод, железо;
• желтая глина - натрий, трехвалентное железо, сера и ее соли.

Различно окрашеные глины.

Также мы можем привести промышленную классификацию глин, которая основывается на оценке этих глин по совокупности ряда признаков. К примеру, это внешний вид изделия, цвет, интервал спекания (плавления), стойкость изделия к резкой смене температуры, а также прочность изделия к ударам. По данным признакам можно определить название глины и ее назначение:

• фарфоровая глина
• фаянсовая глина
• беложгущаяся глина
• кирпичная и черепичная глина
• трубочная глина
• клинкерная глина
• капсульная глина
• терракотовая глина

Практическое использование глины.

Глины широко применяются в промышленности (в производстве керамической плитки, огнеупоров, тонкой керамики, фарфоро-фаянсовых и сантехнческих предметов торговли), строительстве (производство кирпича, керамзита и др. стойматериалов), для бытовых нужд, в косметике и как материал для художественных работ (лепка). Производимый из керамзитовых глин путём отжига со вспучиванием керамзитовый гравий и песок широко используются при производстве строительных материалов (керамзитобетон, керамзитобетонные блоки, стеновые панели и др.) и как тепло- и звукоизоляционный материал. Это лёгкий пористый строительный материал, получаемый путём обжига легкоплавкой глины. Имеет форму овальных гранул. Производится также в виде песка - керамзитовый песок.

В зависимости от режима обработки глины получается керамзит различной насыпной плотности (объемного веса) - от 200 до 400 кг/ M3 и выше. Керамзит обладает высокими тепло- и шумо-изоляционными свойствами и используется преимущественно как пористый заполнитель для лёгких бетонов, не имеющий серьёзной альтернативы. Стены из керамзитобетона долговечны, имеют высокие санитарно-гигиенические характеристики, а сооружения из керамзитобетона, построенные более 50 лет назад, эксплуатируются и по сей день. Жилье, возводимое из сборного керамзитобетона, дёшево, качественно и доступно. Самым крупным производителем керамзита является Россия.

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 предметов торговли.

Природная красная глина.

В природе эта глина имеет зеленовато-коричневую окраску, которую придает ей оксид железа (Fe2O3), составляющий 5-8% от общей массы. При обжиге в зависимости от температуры или типа печи глина приобретает красную или белесую окраску. Она легко разминается и выдерживает нагрев не более 1050-1100 С. Большая эластичность этого вида сырья позволяет использовать его для работ с глиняными пластинами или для моделирования небольших скульптур.

Белая глина.

Ее месторождения встречаются во всем мире. Во влажном состоянии она светло-серая, а после обжига приобретает белесый цвет или цвет слоновой кости. Белой глине свойственна эластичность и просвечиваемость из-за отсутствия в ее составе оксида железа.

Глина используется для изготовления посуды, кафеля и предметов сантехники или для поделок из глиняных пластин. Температура обжига: 1050-1150 °С. Перед глазурованием рекомендуется выдерживать работу в печи при температуре 900-1000 °С. (Обжиг неглазурованного фарфора называется бисквитным.)

Пористая керамическая масса.

Глина для керамики представляет собой белую массу с умеренным содержанием кальция и повышенной пористостью. Ее натуральный цвет - от чисто-белого до зеленовато-коричневого. Обжигается при низких температурах. Рекомендуется необожженная глина, так как для некоторых глазурей однократного обжига недостаточно.

Майолика - это вид сырья из легкоплавких пород глины с повышенным содержанием белого глинозема, обжигается при низкой температуре и покрывается глазурью с содержанием олова.

Название «майолика» происходит от острова Майорка, где ее впервые использовал скульптор Флорентино Лука де ла Роббиа (1400-1481). Позднее эта техника имела широкое распространение в Италии. Керамические предмета торговли из майолики называли также фаянсовыми, так как их изготовление началось в цехах по производству фаянсовой посуды.

Каменная керамическая масса.

Основу этого сырья составляют шамот, кварц, каолин и полевой шпат. Во влажном состоянии оно имеет черно-коричневый цвет, а после сырого обжига - цвет слоновой кости. При нанесении глазури каменная керамика превращается в прочное, водостойкое и несгораемое изделие. Она бывает очень тонкой, непрозрачной или в виде однородной, плотно спекшейся массы. Рекомендуемая температура обжига: 1100-1300 °С. При ее нарушении глина может рассыпаться. Материал используют в различных технологиях изготовления гончарных предметов торговли из пластинчатой глины и для моделирования. Отличают предмета торговли из красной глины и каменную керамику в зависимости от их технических свойств.

Глина для фарфоровых предметов торговли состоит из каолина, кварца и полевого шпата. Она не содержит оксида железа. Во влажном состоянии имеет светло-серый цвет, после обжига - белый. Рекомендуемая температура обжига: 1300-1400 °С. Этот вид сырья обладает эластичностью. Работа с ним на гончарном круге требует больших технических издержек, поэтому лучше использовать готовые формы. Это твердая, непористая глина (с низким во-допоглощением. - Ред.). После обжига фарфор становится прозрачным. Обжиг глазури проходит при температуре 900-1000 °С.

Различные предмета торговли из фарфора, сформованные и обожженные при температуре 1400 °С.

Крупнопористые крупнозернистые керамические материалы применяются для изготовления крупногабаритных предметов торговли в строительстве, архитектуре малых форм и т. п. Эти сорта выдерживают высокие температуры и термические колебания. Их пластичность зависит от содержания в породе кварца и алюминия (кремнезема и глинозема. - Ред.). В общей структуре много глинозема с высоким содержанием шамота. Температура плавления колеблется от 1440 до 1600 °С. Материал хорошо спекается и дает незначительную усадку, поэтому используется для создания больших объектов и крупноформатных настенных панно. При изготовлении художественных объектов не следует превышать температуру в1300°С.

Это глиняная масса с содержанием оксида или красочного пигмента, представляющая собой гомогенную смесь. Если, проникая глубоко в глину, часть краски останется во взвешенном состоянии, то может нарушиться ровный тон сырья. Как цветную, так и обыкновенную белую или пористую глину можно приобрести в специализированных магазинах.

Массы с цветным пигментом.

Пигменты - это неорганические соединения, которые окрашивают глину и глазурь. Пигменты можно разделить на две группы: оксиды и красящие вещества. Оксиды - основной материал естественного происхождения, который образуется среди пород земной коры, очищается и распыляется. Чаще всего используются: медный оксид, который в окислительной среде обжига принимает зеленый цвет; оксид кобальта, образующий голубые тона; оксид железа, дающий в смеси с глазурью голубые тона, а в смеси с глиной -ангобы земляных тонов. Оксид хрома придает глине оливково-зеленый цвет, оксид магния - коричневый и пурпурный, оксид никеля - серовато-зеленые тона. Все эти оксиды можно смешивать с глиной в пропорции 0,5-6%. Если превысить их процентное содержание, то оксид будет действовать как флюс, понижая температуру плавления глины. При окраске предметов торговли температура не должна превышать 1020 °С, иначе обжиг не даст результата. Вторая группа - красящие вещества. Их получают промышленным способом или путем механической обработки природных материалов, которые представляют полную гамму красок. Красящие вещества смешиваются с глиной в пропорции 5-20%, отчего зависит светлый или темный тон материала. Все специализированные магазины имеют в ассортименте пигменты и красящие вещества как для глины, так и для ангобов.

Приготовление керамической массы требует большого внимания. Ее можно составить двумя способами, которые дают совершенно разные результаты. Более логичный и надежный путь: вносить красящие вещества под давлением. Более простой и, разумеется, менее надежный метод: подмешивать красители в глину рукой. Второй способ применяется, если нет точных представлений об окончательных результатах окраски или же есть необходимость повторить какие-то определенные цвета.

Техническая керамика.

Техническая керамика - большая группа керамических предметов торговли 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 объемное и поверхностное сопротивление, большую электрическую прочность, небольшой тангенс угла диэлектрических потерь).

Производство цемента.

Для изготовления цемента сначала добывают карбонат кальция и глину из карьеров. Карбонат кальция (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 «глиноземистый» 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 емкостях 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 жидком и сухом состояниях.

Вспомогательная информация.

Обычно химический состав легкоплавких глин составляет, %: SiO 2 – 60…85; Al 2 O 3 вместе с TiO 2 – не менее 7; Fe 2 O 3 вместе с FeO- не более 14; CaO + MgO – не более 20; R 2 O (K 2 O + Na 2 O) – не более 7.

Сравнительная характеристика химического состава различных глин приведена в табл. 1.

Таблица 1

Химический состав глин

Кремнезем (SiO 2) находится в глинах в связанном и свободном состояниях. Первый входит в состав глинообразующих минералов, а второй представлен кремнеземистыми примесями. С увеличением содержания SiO 2 пластичность глин снижается, увеличивается пористость, снижается прочность обожженных изделий. Предельное содержание SiO 2 – не более 85%, в том числе свободного кварца – не более 60%.

Глинозем (Al 2 O 3) находится в составе глинообразующих минералов и слюдистых примесей. С увеличением содержания Al 2 O 3 повышается пластичность и огнеупорность глин. Обычно по содержанию глинозема косвенно судят об относительной величине глинистой фракции в глинистой породе. Глинозема содержится от 10-15% в кирпичных и до 32-35% - в огнеупорных глинах.

(СаO и MgO) в небольших количествах участвуют в составе некоторых глинистых минералов. При высоких температурах СаО вступает в реакцию с Al 2 O 3 и SiO 2 и, образуя эвтектические расплавы в виде алюмо-кальций-силикатных стекол, резко понижают температуру плавления глин.

Оксиды щелочноземельных металлов (Na 2 O и K 2 O) входят в состав некоторых глинобразующих минералов, но в большинстве случаев участвуют в примесях в виде растворимых солей и в полевошпатовых песках. Они понижают температуру плавления глины и ослабляют красящее действие Fe 2 O 3 и TiO 2 . Оксиды щелочных металлов являются сильными плавнями, способствуют повышению усадки, уплотнению черепка и повышению его прочности.

В качестве предельного значения соединений серы в пересчете на SO 3 принимается не более 2%, в том числе сульфидной – не более 0,8%. При наличии SO 3 более 0,5%, в том числе сульфидной не более 0,3%, в процессе испытаний глинистой породы должны определяться способы устранения высолов и выцветов на необожженных изделиях путем перевода растворимых солей в нерастворимые.

2.3. Гранулометрический состав глин.

Гранулометрический состав глин – это распределение зерен в глинистой породе по их величине. Обычно зерновой состав различных глин характеризуется данными, приведенными в табл.2.