Формула глины – Химический состав глин

Химический состав глин

Происхождение глин

Глинистые материалы – горные породы полиминерального состава, землистого вида, образующие с водой пластичное тесто, способное сохранять придаваемую форму и принимать после обжига твердость камня. Диаметр частиц глин менее 0,005 мм; породы, состоящие из более крупных частиц, принято классифицировать как лёсс. Глинистые материалы – продукт разрушения (выветривания) изверженных горных пород.

По условиям образования (генетическому признаку) глинистые материалы подразделяют на первичные (остаточные) или элювиальные – обычно загрязнены песком и остатками неразрушившейся материнской породы и вторичные (переотложенные) – загрязнены тонкодисперсными примесями.

Вторичные глины подразделяют на:

— делювиальные – перенесенные дождевыми и снеговыми водами, места отложения недалеко от мест происхождения, для месторождений характерно напластование, неоднородный состав, засоренность мелкими примесями.

— ледниковые – перенесены ледниками, характер залегания линзообразный, сильно засорены каменистыми включениями.

— лёссовидные – перенесенные ветром, месторождения обычно на окраинах бывших пустынь, характеризуются отсутствием слоистости и однородностью состава, с характерной дисперсностью и сильно пористым строением.

Все глинообразующие минералы – водные алюмосиликаты, при затворении водой образуют тесто, способное формоваться.

Состав глин

1.2.1 Вещественный состав– глинистое сырье и примеси.

Главными глинообразующими минералами являются: каолинит, монтмориллонит и иллит (гидрослюда).

Каолинит (Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O) – имеет относительно плотное и неподвижное строение кристаллической решетки с наименьшим расстоянием из закономерно повторяющихся групп ионов. Поэтому каолинит неспособен присоединять и прочно удерживать большое количество воды. При сушке относительно свободно отдает присоединенную воду. Размеры частиц каолинита 1 – 3 мкм.

Монтмориллонит (Al₂O₃·4SiO₂·H₂O·nH₂O), однако в состав кристаллической решетки могут входить разновидности минералов Mg, Na, Fe. Кристаллическая решетка имеет слоистое строение, отдельные слои могут раздвигаться под действием вклинивающихся молекул воды. Поэтому монтмориллонит способен интенсивно поглощать довольно большое количество воды, сильно набухать при увлажнении (объем увеличивается в 16 раз), прочно удерживает воду и трудно отдает ее при сушке. Размеры частиц монтмориллонита много меньше 1мкм.

Иллит (гидрослюда) (K₂O·MgO·4Al₂O₃·7SiO₂·2H₂O) – продукт многолетней гидратации слюд, с неразбухающей кристаллической решеткой. По интенсивности связи с водой занимает среднее положение между каолинитом и монтмориллонитом. Особенность минерала – в составе принимают окислы щелочных и щелочноземельных металлов, а также отдельные катионы, способные к изоморфным замещениям (например, Si

4+ может замещаться Al³⁺ , который, в свою очередь, замещается Mg²⁺). Размеры частиц около 1мк.

В зависимости от преобладания в составе глинистого сырья того или иного минерала различают: каолинитовые, монтмориллонитовые и гидрослюдистые глины.

 

Другие минералы, присутствующие в составе глин:

Андалузит, дистен и силлиманит (Al₂O₃·SiO₂) – минералы, содержащие в виде примесей железо, марганец, применяемые при производстве высокоглинозёмистых огнеупоров и тонкокерамических изделий, не требуют предварительного обжига, огнеупорность до 1850°C. Твердость по шкале Мооса 7 – 8.

Галлуазит (Al₄· [Si₄O₁₀(OH)₈]•4H₂O) – минерал группы каолинитов, но отличается содержанием межслоевой воды.

Гидроаргиллит (Al₂O₃·3H₂O) – минерал, содержащий до 65% глинозема, твердость 2,5 – 3,5.

Мусковит (K₂O·Al₂O₃·6SiO₂·2H₂O) – минерал из группы слюд, твердость 3, наиболее важное практическое свойство заключается в высоких электроизоляционных качествах.

 

Минералы, загрязняющие глины и каолины

Кварц(SiO₂) – кварцевый песок и тонкодисперсная кварцевая пыль – шлюф, отощают глину, ухудшают ее формовочные свойства, обжиговые свойства ухудшают, понижают трещиностойкость обожженных изделий при охлаждении. Кварцевый песок улучшает сушильные свойства глин, а шлюф – ухудшает.

Карбонатные примеси – встречаются трех видов:

1. тонкодисперсные равномерно распределенные пылеватые частицы – при обжиге (CaCO₃) – CaO + CO₂) ведет к повышению пористости, некоторому снижению прочности. Не считаются ухудшающими свойства, только не для керамики со спекшимся черепком и керамзита.

2. рыхлые примазки и скопления – при механической обработке легко удаляются, образуя безвредную тонкодисперсную примесь, количество которой небольшое и отрицательно при производстве не сказывается.

3. каменистые включения – являются вредными, вызывающими пороки – «дутики».

Железистые включения – глауконит (K₂O·Fe₂O₃·4SiO₂·10H₂O), лимонит (Fe₂O₃·3H₂O), магнетит (FeO·Fe₂O₃), марказит (FeS₂), пирит (FeS₂), сидерит (FeO·CO₂). Тонкодисперсные железистые включения придают глине и керамическому черепку окраску (желто-коричневая – красная). Повышение содержания железа сказывается при обжиге на интенсивности окраски керамического черепка. Красящее действие окислов железа ослабляется при наличии карбонатных примесей. Включения пирита, в меньшей степени и сидерита, может вызывать на обожженных изделиях образование выплавок, и тонкодисперсных включений – точечные черные пятна «мушки».

Другие загрязняющие примеси: гипс (CaSO₄·2H₂O), доломит (MgO·CaO·CO₂), кальцит (CaO·CO₂), рутил (TiO₂), серпентин (3MgO·2SiO₂·2H₂O).

1.2.2 Гранулометрический (зерновой) состав глин – процентное содержание зерен различной величины в глинистой породе.

Гранулометрический состав глин для производства тонкой керамики характеризуется шестичленной классификацией с размером частиц, мкм: 1000 – 250, 250 – 50, 50 – 10, 10 – 5, 5 – 1, менее 1мкм. При такой классификации г глинистому веществу относят фракцию менее 1мкм. При производстве стеновых и других изделий грубой керамики используют трехчленную классификацию (по Рутковскому) к глинистой части относят частицы размером менее 5мк, к пылевидной – 5 – 50 мк, к песчаной более 50мк. Включениями считаются частицы размером более 2мм. Глины по содержанию включений делят следующим образом:

В зависимости от размера включений на:

мелкие – содержащие зерна менее 2мм;

средние – содержащие зерна размером 2 – 5мм;

крупные – содержащие зерна размером более 5мм.

В зависимости от содержания включений более 0,5мм на:

с низким содержание – менее 1%;

со средним содержанием – 1 – 5%;

с высоким содержанием – более 5%.

В зависимости от характера включений: закварцованные, железистые, карбонатные, гипсоносные.

 

Химический состав глин

В химическом составе глин принимают участие окислы: (кремнезем) SiO₂, (глинозем) Al₂O₃, (щелочные окислы) Na₂O и K₂O, (красящие окислы) Fe₂O₃ и TiO₂, а также (известь) CaO и (магнезия) MgO.

Кремнезем находится в глинах в связанном (в глинообразующих минералах) и свободном состоянии (в примесях песка и шлюфа). Общее количество в глинах 60 – 65%, в запесоченных – до 85%.

Глинозем находится в глинах в связанном состоянии (глинообразующие минералы и слюдистые примеси). Это наиболее тугоплавкий окисел, с повышением его содержания возрастает огнеупорность глин. Общее содержание в кирпичных глинах 10 – 15%, до 35% в наиболее ценных огнеупорных глинах.

Известь и магнезия входят в состав карбонатов – кальцита и доломита. При высоких температурах обжига известь вступает в реакцию с глиноземом и кремнеземом, образуя расплавы и понижая температуру плавления глины. Содержание извести иногда достигает 20%, магнезии – 3%.

Окись железа содержится в составе примесей, оказывая прежде всего красящее действие. Содержание в глинах в пересчете на Fe₂O₃ от долей процента в беложгущихся глинах, до 8% в кирпичных глинах.

Двуокись титана содержится в примесях, придавая обожженному черепку зеленоватый оттенок. Содержание не превышает 1,5%. По интенсивности окрашивания составляет 2/3 от интенсивности окрашивания оксидом железа.

Щелочные окислы входят в состав глинообразующих минералов и примесей, содержание 5 – 6%. Они ослабляют красящее действие оксида железа и титана, понижают температуру плавления глин.

Химический состав глин имеет определяющее значение при определении промышленного назначения глинистого сырья. Пригодность тех или иных глин для производства оценивают диаграммой А.И. Августиника.

Классификации глин по химическим показателям:

1. по содержанию глинозема + двуокиси титана, %, в прокаленном состоянии:

— высокоосновные – более 40%;

— основные 30 – 40%;

— полукислые 15 – 30%;

— кислые – менее 15%.

2. по содержанию красящих окислов в прокаленном состоянии:

— с очень низким содержание – в сумме до 1%;

— с низким содержанием — Fe₂O₃ до 1,5% и TiO₂ до 1%;

— со средним содержание- Fe₂O₃ 1,5 – 3% и TiO₂ 1 – 2%;

— с высоким содержание- Fe₂O₃ более 3% и TiO₂ более 2%.

---

Дата добавления: 2018-08-31; просмотров: 2175;

---

znatock.org

2.2. Химический состав глин.

Содержание основных химических составляющих в глинистой породе оценивают по количественному содержанию диоксида кремния, в том числе свободного кварца, сумме оксидов алюминия и титана, железа, кальция и магния, калия и натрия, сумме соединений серы (в пересчете на SO₃), в том числе сульфидной.

Обычно химический состав легкоплавких глин составляет, %: SiO₂ – 60…85; Al₂O₃ вместе с TiO₂ – не менее 7; Fe₂O₃ вместе с FeO- не более 14; CaO + MgO – не более 20; R₂ O (K₂O + Na₂O) – не более 7.

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

Таблица 1

Химический состав глин

Тип глин	Содержание, %
	SiO2	Al2O3 + TiO2	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	K2O + Na2O	ппп
Огне-упорные	46-62	25-39	0,4-2,7	0,2-0,8	0,2-1	следы -0,5	0,3-3	8-18
Тугоплавкие	53-73	16-29	1-9	0,5-2,0	0,3-2,6	следы -0,6	0,7-3,2	4-12
Легко-плавкие	55-80	7-21	3-12	0,5-15 и более	0,5-3	следы -3	1-5	3-15 и более

Кремнезем (SiO₂) находится в глинах в связанном и свободном состояниях. Первый входит в состав глинообразующих минералов, а второй представлен кремнеземистыми примесями. С увеличением содержания SiO₂ пластичность глин снижается, увеличивается пористость, снижается прочность обожженных изделий. Предельное содержание SiO₂ – не более 85%, в том числе свободного кварца – не более 60%.

Глинозем (Al₂O₃) находится в составе глинообразующих минералов и слюдистых примесей. С увеличением содержания Al₂O₃ 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.

Оксиды щелочноземельных металлов (СаO и MgO) в небольших количествах участвуют в составе некоторых глинистых минералов. При высоких температурах СаО вступает в реакцию с Al₂O₃ и SiO₂ и, образуя эвтектические расплавы в виде алюмо-кальций-силикатных стекол, резко понижают температуру плавления глин.

Оксиды щелочноземельных металлов (Na₂O и K₂O) 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 Fe₂O₃ и TiO₂. Оксиды щелочных металлов являются сильными плавнями, способствуют повышению усадки, уплотнению черепка и повышению его прочности.

В качестве предельного значения соединений серы в пересчете на SO₃ принимается не более 2%, в том числе сульфидной – не более 0,8%. При наличии SO₃ 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.

Таблица 2

studfile.net

Глина

Сайт строителя

Другим важным сырьем для производства цемента является глина. Глины в основном представляют собой продукты выветривапия щелочных и щелочноземельных алюмосиликатов, таких как полевые шпаты и слюды.

Компоненты глин

Основными компонентами глин являются гидроалюмосиликаты. Глины подразделяются на следующие минеральные группы:
группа каолинов Al₂O₃•2SiO₂•2H₂O — каолинит, диккит, накрит, галлуазит;
группа монтмориллонитов — монтмориллонит Al²O³•4SiO²•H²O+nH²O,бейделлит Al₂O₃•3SiO₂•nH₂O, нонтронит (Al, Fe)₂O₃•3SiO₂•nH₂O, сапонит 2MgO•3SiO₂•nH₂O;
группа щелочесодержащих глин — глинистые гидрослюды, включая иллит,— минералы с различным соотношением K₂O, MgO, Al₂O₃, SiO₂, H₂O.
Минералы группы каолинов различаются содержанием SiO₂, кристаллографической структурой и оптическими свойствами. Название «каолинит» применяется для обозначения основного минерала группы. Глинистые минералы имеют тонкозернистую текстуру; размеры зерен, как правило, не превышают 2 мкм.

Глинистые минералы имеют следующие удельные поверхности, м²/г:

• каолин — около 15;
• галлуазит — около 43;
• иллит — около 100;
• монтмориллонит около 800

Объемная масса глинистых минералов составляет, т/м³:

• каолина — 2,60—2,68;
• галлуазита — 2,00—2,20;
• иллита — 2,76—3,00.

Химический состав глин

Точка плавления глин находится в интервале 1150—1785°C (конус Зегера № 1—35).Химический состав глин различен; имеются глины, содержащие чистые глинистые минералы, и глины, в состав которых входит значительное количество химических примесей, например, гидроксид железа, пирит, кварц, карбонат кальция и т. д.

Гидроксид железа чаще всего является красящим компонентом глины; различную окраску глинам также могут придавать органические вещества. Глина без примесей имеет белый цвет. Главным источником появления щелочей в цементах является глинистый компонент сырьевой смеси.

Таблица 1.2.1. Химический состав глин

Компонент	Тип глины
	1	2	3	4
В таблице приведен химический состав различных глин, применяющихся при производстве портландцемента.
Потери при прокаливании	7,19	8,67	10,40	6,40
SiO2	67,29	62,56	52,30	60,10
Al2O3	8,97	15,77	24,70	18,00
Fe2O3	4,28	4,47	6,10	8,20
CaO	7,27	4,80	4,40	0,80
MgO	1,97	1,38	0,10	0,20
SO3	0,32	—	1,10	3,80
K2O	1,20	} 2,35	} 0,80	} 2,50
Na2O	1,51
Итого	100,00	100,00	99,90	100,00

Книга Вальтера Дуды «Цемент».

stroyremkom.ru

Глина Википедия

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, его состав: 47 % (мас) оксида кремния (IV) (SiO₂), 39 % оксида алюминия (Al₂О₃) и 14 % воды (Н₂O).

Al₂O₃ и SiO₂ — составляют значительную часть химического состава глин жёлтого, коричневого, синего, зелёного, лилового и даже чёрного цветов. Окраска обусловлена примесями ионов — хромофоров.

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.

ru-wiki.ru

Глина

Основные характеристики глины

Для изготовления керамических изделий применяется сырье минерального происхождения – каолины, глины, кварц, известняк, полевые шпаты и др. Наиболее древним и по-прежнему основным сырьем для производства керамических изделий является глина.

Глина – осадочная порода, состоящая из гидроалюмосиликатов с общей химической формулой n Al2O3 • mSiO2 • zh3O. Частицы глинистых материалов имеют малый размер (0,01–10 мкм) и в основном пластинчатую форму. Они не только способны включать воду в свою химическую структуру (химически связанная вода), но и удерживать ее вокруг частиц в виде тонких прослоек (физически связанная вода). При смачивании глины вода входит в межслойное пространство минерала и его слои получают возможность легко сдвигаться относительно друг друга. Этим объясняется одно из важнейших свойств глин – пластичность. В настоящее время известны следующие глинистые материалы: каолинит, монтмориллонит, галлуазит и иллит (гидрослюда), определяющие минеральный состав всех видов глин.

Химический состав глин колеблется в широких пределах и зависит от минерального состава и наличия примесей. Основными компонентами глин являются кремнезем SiO2, глинозем Al2O3, оксиды щелочных и щелочноземельных металлов K2O, Na2O, CaO, MgO, оксиды Fe и Ti. На основе химического анализа можно предположительно судить о пригодности глин для какого-либо производства, но глины состоят не только из глинистых минералов и обычно содержат примеси кварца, полевого шпата, карбонатов, оксидов железа, слюды, а также органические соединения. Так, в высококачественном (отмученном) каолине содержитс (%) я: каолинита – 85–90, кварца – 7–10, полевого шпата – 3–5. В обычной гончарной глине полиминерального состава содержится (%): глинистых минералов – 45–60, кварца – 25–35, карбонатов – 2–8. Органические примеси в глинах колеблются от 3–4 до 18–20 %.

Содержание глинозема Al2O3 определяет в основном степень огнеупорности глины; так, для изготовления огнеупорных керамических изделий применяют глины, содержащие не менее 28% Al2O3. Оксиды калия и натрия, напротив, являются сильными плавнями и в огнеупорных глинах их должно быть не более 2%. Содержание в глине Fe2O3 и TiO2 свыше 2% свидетельствует о том, что эта глина после обжига будет иметь красноватый цвет, а при 5% и выше – темно-красный цвет. CaO и MgO являются сильными плавнями при температуре обжига свыше 1000? С; эти компоненты нельзя использовать в фарфоровом производстве, т.к. они повышают склонность фарфоровой массы к деформации.

Пластичностью называют свойство глин образовывать при затворении с водой тесто, способное под действием внешних усилий принимать любую форму и сохранять ее в процессе дальнейшей обработки (сушки и обжига). Пластичное состояние глины характеризуют как промежуточное между хрупким (сухая глина) и текучим (глинистые суспензии) состояниями. На пластичности глинистых минералов основан метод пластического формования глиносодержащих масс.

По пластичности природные глины делятся на две основные группы (5 подгрупп): от высокопластичных до непластичных.

По спекаемости – объему открытых пор в обожженном образце – глины делятся на три категории: сильноспекающиеся, слабоспекающиеся, неспекающиеся. Для улучшения спекаемости в глину добавляют плавни (или флюсы) – разновидности полевых шпатов (алюмосимикаты щелочных и щелочноземельных металлов).

По огнеупорности глины подразделяются на три группы: легкоплавкие, тугоплавкие, огнеупорные.

По чувствительности к сушке – возможности принудительной сушки без образования трещин – глины делят на три категории: высокочувствительные, среднечувствительные, малочувствительные. Успешной сушке изделия способствует применение непластичных, отощающих материалов. Введенные в глину, они уменьшают возможность образования трещин и деформации, облегчая удаление воды из изделия. Отощающие материалы – кварцевый песок, полевые шпаты, шамот и т.д.

Шамот – дегидратированная (обожженная при температуре свыше 450? С) и перемолотая глина. В условиях небольшого производства, не имеющего соответствующего оборудования, для приготовления шамота можно использовать шамотный порошок, изготавливаемый огнеупорными заводами.

artkeramica.ru

ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ГЛИНЫ

ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ГЛИНЫ

Кочегура Д.Д. 1

---

1

Егорова Т.Ю. 1

---

1

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение

Многие люди считают глину обыкновенной. На самом деле, привычный всем материал – очень интересен. Интересно узнать: что такое глина?

Глина -широко распространенная горная порода и вторичный продукт земной коры,осадочная горная порода,образовавшаяся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания.

Основным источником глинистых пород служит полевой шпат, при распаде которого под воздействием атмосферных явлений образуются каолинит и 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.

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.

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.

Глины широко применяются в промышленности (в производстве керамической плитки, огнеупоров, тонкой керамики, фарфоро-фаянсовых и сантехнических предметов торговли), строительстве (производство кирпича, керамзита и др. стройматериалов), для бытовых нужд, в косметике и как материал для художественных работ (лепка). Мы решили изучить состав и свойства глины и провести с ней эксперименты.

Актуальность работы: распространение глины в природе.

Гипотеза: различные свойства глины можно использовать для различного применения.

Цель работы: исследование и применение свойств глины для создания декоративной поделки

Задачи:

• Изучить общие сведения о глине, используя литературные источники.

• Изучить и провести наблюдения за физическими свойствами глины, проанализировать результаты исследований.

• Провести практические опыты с глиной.

• Изготовить декоративное глиняное изделие.

Методы исследования:

• Работа с источниками информации. Теоретические исследования.

• Экспериментальные методы.

• Наблюдение и фотографирование.

• Анализ полученных результатов.

1. Теоретическая часть. Основные сведения о глине.

1.1. Горная порода – глина

Глины и глинистые породы слагают около половины всех осадочных пород земной коры. 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), породообразующим минералом в глине является каолинит, его состав: 47 % (мас) оксида кремния(IV) (SiO₂), 39 % оксида алюминия(Al₂О₃) и 14 % воды (Н₂O).

Оксиды алюминия и оксиды кремния — составляют значительную часть химического состава глин жёлтого, коричневого, синего, зелёного, лилового и даже чёрного цветов. Глина есть повсюду. Что, в общем, неудивительно — глина, осадочная порода, это камень, потертый временем и внешним влиянием до состояния порошка. Последняя стадия эволюции камня. (Камень-песок-глина.)

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. Циклон дробит и растирает 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.

1.2. Свойства глины

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. Водонепропускаемость глины полезна для сохранения качества подземных вод — значительная часть качественных артезианских источников залегает между глинистыми слоями.

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.

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 намоченном состоянии дают осязательное ощущение жирного вещества. «Жирная» глина блестящая и скользкая 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 прочее. Глины малопластичные или непластичные называются «тощими».

Важным свойством глины является ее отношение к обжигу и вообще к повышенной температуре: если замоченная глина на воздухе твердеет, высыхает и легко стирается 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.

Окраска глин разнообразна: светлосерая, голубоватая, желтая, белая, красноватая, бурая с различными оттенками. Качество изготавливаемого кирпича не зависит от цвета глины.

Важнейшими свойствами глины являются:

1)способность в смеси с водой образовывать тонкие «взвеси»(мутные лужи) и вязкое тесто.

2)способность набухать в воде.

3)пластичность глиняного теста,т.е.способность его принимать и сохранять любую форму в сыром виде.

4)способность сохранять эту форму и после «высыхания с уменьшением объема».

5)клейкость.

6)связующая способность.

7)водоупорность, т.е. способность после насыщения определенным количеством воды не пропускать через себя воду.Из глиняного теста делают различные изделия-кувшины,кринки,горшки,миски и т.п.,которые после обжига становятся совершенно твердыми и не пропускают воду.

Не все глины и не в одинаковой степени обладают перечисленными свойствами.

1.3. Значение и применение глины

При различных заболеваниях помогает глина определенного цвета.

С помощью белой глины лечат заболевания кишечника, ожирение, выпадение волос, укрепляют ногти. Красную глину используют при заболеваниях сердечно-сосудистой системы, гипотонии, варикозном расширении вен, нервных и эндокринных заболеваниях. Желтая глина применяется при инсульте, заболеваниях желудка и кишечника, мигрени, головной боли, остеохондрозе. Черная глина используется для снижения температуры, при различных видах сердцебиения, воспалениях кожи и внутренних органов, способствует омоложению организма. Голубая глина хорошо лечит ожирение, гипофункцию щитовидной железы, снимает мышечную слабость и обеспечивает подвижность суставов. В косметическом плане голубая глина используется при жирной коже. Если нет глины нужного цвета, то можно использовать любую глину.

Практическое использование

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. Стены из керамзитобетона долговечны, имеют высокие санитарно-гигиенические характеристики, а сооружения из керамзитобетона, построенные более 50 лет назад, эксплуатируются и по сей день. Самым крупным производителем керамзита является Россия.

Многие врачи рекомендуют использовать голубую глину в виде присыпок, паст, мазей при кожных заболеваниях (язвах, ожогах, опрелостях). Внутрь взрослым людям рекомендуется принимать по 20-30 г за один прием и не более 100 г в сутки при желудочно-кишечных заболеваниях (колите, энтерите, пищевом отравлении).

В народной медицине голубой глиной лечат: язву желудка, понос, вздутие живота, желтуху, цирроз печени, астму, туберкулез легких, анемию, нарушение обмена веществ, атеросклероз, паралич, эпилепсию и даже алкоголизм, желче- и мочекаменную болезнь. Берут 20 г глины, разводят в 150 мл теплой воды, принимают за 15-20 минут до еды.

Глины относятся к минеральному сырью массового потребления. Они используются в самых разнообразных отраслях народного хозяйства, для самых различных целей.

Кирпичное производство

Для выработки строительного кирпича применяются широко распространенные легкоплавкие песчанистые («тощие») глины любого цвета..

Производство цемента

Портланд — цемент представляет собой тонко размолотый порошок смеси глины и известняка.

Искусство

Пластичные зеленые, серо-зеленые и серые глины широко применяются в скульптуре. Обычно все скульпторы первоначально — создают свои произведения из глины с последующей отливкой их из гипса или бронзы. Отрасли промышленности

К ним относятся, например, мыловаренная, парфюмерная, текстильная, абразивная, карандашная и ряд других.

Быт и сельское хозяйство.

Глины, кроме того, широко используются и в быту, особенно в сельском хозяйстве: для кладки печей, глинирования токов, побелки стен и прочее. Большие перспективы имеет применение набухающих глин бентонитового типа при постройке плотин, водохранилищ и других подобных сооружений. Глина — важная и необходимая для многих отраслей народного хозяйства полезное ископаемое.[1]

2. Практическая часть

2.1. Выбор и подготовка материалов и оборудования для работы

Оборудование: химический стакан, стеклянная палочка, предметное стекло, шпатель, муфельная печь, стеки, клеенка, поролоновая губка. (Приложение 2, фото 5).

Практический опыт 1. Ознакомление с образцом глины

План работы: ознакомление с образцом глины.

Цель – изучить внешний вид глины.

Результат ознакомления с образцами глины изложен в виде таблицы

Таблица 1. Свойства глины

Образец	Цвет	Прозрачность
Глина обыкновенная	Серо-зеленый	Отсутствует

(Приложение 1, фото 2).

Внимательно рассмотрев образец, я записала свои наблюдения в таблицу

Таблица 2. Описание физических свойств глины

Свойства глины	Наблюдения
Агрегатное состояние	Твердое
Цвет	Серо-зеленый
Блеск	Отсутствует
Запах	Земляной
Твердость (по шкале Мооса, справочник)
Пластичность,хрупкость, эластичность
Растворимость в воде	нерастворимая
Температура плавления (справочник)	1440-1600
Плотность (справочник)
Теплопроводность (справочник)
Электропроводность (справочник)

Вывод: свойства веществ – это признаки, по которым одни вещества отличаются от других. Зная свойства веществ, человек может использовать их с большой пользой для себя.

Практический опыт 2. Изучение растворимости глины

Цель: изучить процесс растворения глины.

Сырье: глина; вода.

Ход работы: В химический стакан налили небольшое количество воды и положили маленький кусочек глины размером с горошину. Стеклянной палочкой размешали глину в воде.

Результат: Вода стала мутной, глина осела на дно.

Вывод: Глина плохо растворяется в воде, образуя двухкомпонентную систему из глины и воды. (Приложение 2, фото 4).

Практический опыт 3. Изучение пластичности глины

Цель: исследовать пластичность глины.

Сырье: глина; вода.

Ход работы: Кусочек глины увлажнить с помощью влажной поролоновой губки до тех пор, пока она не станет мягкой и пластичной.

Результат: глина при увлажнении стала мягкой и легко поддается лепке.

Вывод: глина при увлажнении приобретает новые свойства – пластичность и мягкость. (Приложение 1, фото 3).

Практический опыт 4. Исследование сушки сырой глины

Цель: изучить процесс сушки сырой глины.

Сырье: глина

Ход работы: Кусочек увлажненной сырой глины использовали для изготовления декоративной глиняной поделки. Глина легко поддается лепке, она мягкая и пластичная, поэтому можно вылепить любое изделие. В ходе практической работы была вылеплена фигурка собаки размером 10х10 см. Фигурку собаки из сырой глины оставили в помещении для просушки на воздухе. Время сушки составило одни сутки.

Результат: после сушки глиняное изделие изменило свой цвет. Сырая глина серо-зеленого цвета, а сухая глина – светло-серого цвета.

Вывод: при высыхании сырой глины происходит медленное испарение лишней воды. Изделие из глины приобретает свойства: изменение цвета, твердость.

Практический опыт 5. Обжиг глины

Цель: изучить процесс обжига глины.

Сырье:высушенная глиняная поделка.

Ход работы: высушенную глиняную поделку поместили в муфельную печь для обжига. Процесс обжига протекает при температуре 900-1010⁰С. Время обжига составляет 8 часов.

Результат: после обжига глиняное изделие приобрело другой цвет и стало более твердым. Сухая глина имеет светло-серый цвет, а обожженная глина – коричнево-оранжевый цвет.

Вывод: при обжиге глина теряет практически всю влагу и приобретает новые свойства: прочность и водонепроницаемость. (Приложение 1, фото 1).

Практический опыт 6. Покрытие лаком и красками глиняной поделки.

Цель: создание раскрашенной творческой глиняной поделки.

Сырье: обожженная глиняная поделка, краски, лак.

Ход работы: обожженную глиняную поделку расписываем красками и покрываем лаком.

Результат: после росписи красками получили красивую декоративную поделку.

Вывод: обожженные изделия можно покрывать красками и лаками, заливать глазурями для придания этим изделиям новых свойств: водонепроницаемость, гигиеничность, декоративность.

Заключение

В ходе работы узнала много новой интересной информации о глине, ее добывании, применении и свойствах.

Глина – это широко распространенная горная порода и вторичный продукт земной коры, осадочная горная порода, образовавшаяся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания. Она бывает разного цвета, это зависит от камня-создателя. Применяется для косметики, здоровья и омоложения. Огромное промышленное значение имеет производство строительных материалов из глины: кирпич, цемент и т.д.

В работе изучены и использованы следующие свойства глины с целью создания декоративной поделки: пластичность, водоупорность, влагоиспарение, высыхание и обжиг.

Гипотеза подтвердилась: различные свойства глины можно использовать для различного применения. Зная определенные свойства глины можно использовать ее для различных нужд. Полезные свойства глины: она применяется для косметики, здоровья и омоложения. Огромное промышленное значение имеет производство строительных материалов из глины: кирпич, цемент и т.д.

Выводы

1. Используя литературные источники были изучены общие сведения о глине, её свойства, значение и применение.

2. В практической части работы изучили и провели наблюдения за физическими свойствами глины.

3. В ходе работы проведены опыты и наблюдения с фотофиксацией полученных результатов. Исследовали физические свойства глины: мягкость, пластичность, хрупкость, теплоемкость, твердость, прочность, цвет, водонепроницаемость. Все вышеперечисленные свойства глины изучены и применены на практике при изготовлении глиняной поделки.

4. В практической части работы изготовлено декоративное глиняное изделие в форме собаки размером 10х10 см.

Список литературы

• Габриелян О.С. Химия. 8 класс: учеб. для общеобразоват.учреждений – М.: Дрофа, 2013 – 267 с.

• Крицман В.А. Книга для чтения по неорганической химии. Пособие для учащихся. – М.: Просвещение, 1975 – 303 с.

• Нахтигаль В. Большая серия знаний. – М.: ООО «ТД «Издательство Мир книги», 2005 – 128 с.

Электронный ресурс: статья Глина на www.xHYPERLINK «http://www.xumuk.ru/»umuk.ru.

Приложения

Приложение 1

Фото автора. Фото 1.

Фото автора. Фото 2.

Фото автора. Фото 3.

Приложение 2

Фото автора. Фото 4.

Фото автора. Фото 5.

Просмотров работы: 5271

school-science.ru

Природная глина: состав, разновидности, свойства

Природная глина – это горная порода осадочного типа. В сухом состоянии она представляет собой глыбы или пыль, которые при намокании приобретают пластичные свойства. Это ископаемое образуется под воздействием сил природы при разрушении скалистых массивов.

Что такое природная глина?

Основным материалом глинистых пластов являются ископаемые, например, полевой шпат. Распространенность глины и ее легкодоступность позволяют использовать данный материал повсеместно. Глинистые материалы – это породы, которые представляют наносы водных течений, накапливающихся на дне водоемов.

Типовой состав

Уже не одно столетие самый распространенный и популярный материал в строительстве по праву занимает глина. Природная глина формируется вследствие того, что идёт расщепление глинистых пород земли натуральным образом, а также благодаря содействию механических воздействий.

Материал обладает непостоянной структурой, поэтому состав глины разнообразен. Она представляет собой сложное соединение частиц воды, алюминия и кремния. Вода в глине может играть связующую роль, она находится в химически связанном состоянии между частицами прослоек. Порода без примесей представляет собой массу с минимальным диаметром частиц. Данный материал очень пластичен.

В состав глины входят примеси следующих веществ: кварц, оксид магния, сульфид железа и так далее. По минеральному составу можно выделить следующие глинистые материалы:

• каолин;
• галлуазит;
• иллит;
• монтмориллонит.

Как выглядит природная глина

Сырье именуют исходя из того, как будет применяться глинистый материал. Важной характеристикой материала является процентное содержание примесей (например, содержание кварцевого песка). Огнеупорность глины определяется процентным содержанием глинозема.

Виды

Вышеперечисленные свойства, несомненно, не могут быть присущи всем разновидностям глины одновременно. Самыми ценными разновидностями природного строительного материала являются:

• огнеупорная;
• каолин;
• кирпичная;
• кислотоупорная;
• цементная;
• бентонитовая.

Первые две разновидности материала являются одним из основных видов сырья для производства фарфора. При этом огнеупорная глина может использоваться для изготовления огнеупорной продукции широкого спектра.

Формовочная глина характеризуется уникальными связующими свойствами, а также огнеупорна. Поэтому использование данной разновидности абсолютно оправдано при производстве литейных форм.

Что касается кислотоупорных глин, то они включают в свой состав магний, кальций, а также железо. Производят из такого материала в основном фаянс.

Отличный строительный материал получается из цементных и кирпичных глин. Фильтрация нефтепродуктов осуществляется посредством использования бентонитовой глины, которая, к слову, сильно набухает при контакте с водой.

В производстве различают глину с высоким содержанием кварцевого песка (примесь, преобладающая в глине) и с низким его содержанием. Первую называют «тощей», а вторую – «жирной».

Свойства глины

Глина является универсальным природным материалом. Разнообразная по составу, а также физическим свойствам она применяется повсеместно для производства предметов быта и строительных материалов, к числу которых ее причисляют в чистом виде.

Свойства глины напрямую зависят от ее состава. Так, она может по-разному себя вести, вступая с водой в контакт. В некоторых случаях при смешивании материала с водой образуется масса, похожая на тесто. В других случаях результатом такой процедуры становится образование взвеси. В первом случае, глина обладает уникальными свойствами и может принимать какую угодно форму и сохранять ее при высыхании.

Распространенность глины и ее легкодоступность позволяют использовать данный материал повсеместно. Вместе с тем ввиду нецелесообразности транспортировки тяжелого материала на дальние расстояния производственные комплексы располагаются непосредственно в месте глиняных залежей.

Цвет

Разноцветная глина – это материал, который содержит оксиды металлических элементов или пигменты, и представляет собой однородную смесь:

1. Природные пигменты придают глине тот или иной оттенок, их разделяют на две категории: оксиды металлических элементов и собственно красящие вещества.
2. 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.
3. Легкоплавкая глина майолика черного цвета. После обжига масса напоминает изделия из слоновой кости по цвету. Благодаря использованию глазури изделия из сырья становятся необычайно прочными, обладают высокой водостойкостью.
4. Для придания материалу голубого цвета применяют кислородсодержащие соединения кобальта. Соединения хрома обеспечивают цвет оливок, а соединения магния и никеля – коричневый и серый соответственно.
5. Красящие компоненты добавляют в сырье в количестве от 1 до 5%. При более высоком содержании пигментов могут возникнуть нежелательные последствия в процессе обжига.

Пластичность

Высыхая, глина будет сохранять ту форму, которую ей придать, но уменьшится в своих размерах. При обжиге она станет твердой, словно камень. Её часто применяют при изготовлении посуды и другой кухонной утвари. Из обожженной глины часто производят кирпичи, они имеют достаточно хорошую прочность при механических повреждениях.

Пластичность природной глины

Глина имеет связывающую способность, а также хорошую клейкость. Когда глина наберёт в себя достаточно количество воды, она больше её не будет пропускать, то есть станет водоупорной.

Материал обладает высокой кроющей способностью. Это свойство обуславливает применение материала в качестве побелки для стен домов и печей.

Гигроскопичность

Не водостойкое сырье, при попадании в воду начинает размокать, делится на части, образуется кашеобразная масса.

Она может поглощать в себя соединения, растворенные в водной среде (сорбционная способность). Это свойство обуславливает применение материала для очистки нефтепродуктов, паточных сиропов, соков, растительных жиров.

Огнеупорность

Огнеупорная глина имеет хорошую прочность. Глина в сыром виде может принимать всевозможные конфигурации. Такие типы глин называют «жирными», так как они при прикасании кажутся жирными. А вот глины, которые менее пластичны, называют «тощими». Кирпич, сделанный из такой глины, будет очень рассыпчатым и непрочным.

Полезные и лечебные свойства глины

Несомненно, глина оказывает положительное влияние на организм человека. Каждый сорт глины воздействует на организм по-разному в силу разного химического состава.

Глина, которая является природным материалом, оказывает благотворное влияние по той причине что, по сути, это осадочная порода, которая образовалась в результате разрушения горных пород и долгое время впитывала в себя всевозможные микроэлементы.

Голубая природная глина

Из всех сортов наиболее древней считается кембрийская голубая глина. С давних времен люди довольно успешно используют ее целебные свойства в медицине. Своим названием эта глина обязана периоду в истории на протяжении, которого она образовывалась.

Иные глинистые материалы считаются вторичными. Они образуются в результате разрушения горных пород потоками воды. По большей части в составе вторичных сортов содержатся силикатные частицы.

Голубая природная глина

Одной из основных причин, по которым глину используют в медицинских целях, является ее способность удерживать тепло. По этой причине глина так распространена в теплолечении. В большинстве случаев перед использованием глины ее доводят по консистенции сметаны, разбавляя водой.

По количеству добавленной воды можно судить о теплоемкости и теплопроводности глины.

Белая глина

На данный момент насчитывается примерно сорок видов глины. Белая глина или каолин в наше время наиболее изучена:

1. Данная глина широко применяется не только в лечении, но также в изготовлении фарфоровых изделий, широко используется в химической промышленности, изготовлении духов и тому подобное.
2. Белая глина обладает обволакивающими, а также впитывающими свойствами. Поэтому она собственно и применяется при лечении ожогов, опрелостей, язв и других кожных заболеваниях.
3. У этого сорта существует не только внешнее применение, но и внутреннее. Внутрь она принимается при проблемах с желудочно-кишечным трактом, а также, при отравлениях. Данную глину охлаждают и покрывают ушибы или места вывихов на теле.
4. Часто используются популярные компрессы из глины. В народе глиной просто присыпают места ран и повреждений. Еще она может быть использована в роли детской присыпки. Но, не смотря на все полезные свойства белой глины, в народе большей популярностью пользуется голубое ее аналог. Потому как, по мнению большинства, она наиболее пластичная и обладает самой высокой теплоёмкостью.

Сфера применения

Самой распространенной сферой применения глины является производство фарфора и стройматериалов. Самым важным этапом производства предметов из глины является их обжиг. Так, по завершении этой процедуры предмет приобретает прочность и влагостойкость. Строительный материал, произведенный из глины, обладает удивительной стойкостью к механическому воздействию.

Не менее важны кроющая способность глины, а также ее красящие свойства. В природе глины встречаются самой разнообразной окраски. Белая, например, отлично подходит для побелки поверхностей, а цветная — для их покраски.

Некоторые разновидности глины пригодны для фильтрации нефтяных продуктов, а также растительных масел. Данное свойство материала заключается в его сорбционной способности.

Месторождения

Глина распространена повсеместно, это естественно, так как она относится к осадочным породам, и является, по сути, измельченными до порошкообразного состояния скальными породами.

Места добычи ископаемого зачастую располагаются по берегам водоемов. Выходы на поверхность многочисленны, однако далеко не все месторождения пригодны для промышленной добычи.

Самые известные месторождения – Каштымское, Астафьевское, Палевское. Стоит отметить, что огнеупорная и каолиновая глины встречается значительно реже. Зачастую тугоплавкие разновидности соседствуют с огнеупорными видами.

В настоящее время глину добывают карьерным способом. Глинистые карьеры могут быть различной глубины. Часто в одном карьере может производиться выработка различных типов глин.

1nerudnyi.ru