Классификация и характеристики глины

Скальные породы разрушаются и выветриваются: в результате образуется глина (мелкозернистая осадочная горная порода), основными характеристиками которой являются: плотность глины, ее водонепроницаемость, пластичность, огнеупорность, вязкость, пористость и дисперсность. Основной компонент глины — полевой шпат, в процессе распада которого образуются минералы, относящиеся к группе каолинитов, или другие гидраты алюминиевых силикатов: то есть она состоит из 47% оксида кремния, 39% оксида алюминия и 14% воды. Также в состав этого пластичного материала могут входить песчаные или карбонатные частицы.

Плотность глины является ее основной характеристикой

По каким признакам классифицируют глину

Всю глину делят на:

  • огнеупорную (камнеподобную);
  • сланцевую (которая плохо размокает в воде);
  • каолиновую.

Они в свою очередь подразделяются на три группы:

  • по степени пластичности: жирные, средней жирности и тощие;
  • по количеству содержания окиси алюминия в прокаленном состоянии: кислые (меньше 15%), полукислые (в пределах от 15% до 30%), основные (до 40%) и высокоосновные (больше, чем 40%);
  • по классу огнеупорности: огнеупорные (плавятся при температуре от 1580° C), тугоплавкие (температура плавления 1350÷1580° C) и легкоплавкие (плавятся при температуре ниже 1350° C).

Область промышленного применения каолинита определяют в зависимости от его цвета, внешнего вида, который он приобретает после обжига; количества времени спекания и плавления; а также стойкости при резких сменах температур. Исходя из вышеизложенного, пластичный материал подразделяют на тот, который используют для производства кирпичей, труб, кафеля, фаянса или других изделий.

Промышленное применение глины

Материал различается по цвету: он бывает черным, темно-коричневым, белым, зеленым, голубым, желтым или красным. Все зависит от породообразующего материала, а также от его геологического происхождения.

Разновидности глины

Одну горную породу применяют без дополнительных компонентов, другую подвергают просеиванию и смешиванию со специальными добавками, чтобы получить сырье для изготовления разнообразных изделий: все зависит от места добычи материала.

Область применения

Глину широко используют для приготовления цемента: известняк (составляет 75% от всего объема) измельчают и смешивают с глиной. Затем эту смесь помещают в специальную печь и обжигают при температуре приблизительно 1450° C: в итоге получают клинкер. Затем клинкерные материалы резко охлаждают до температуры 130° C, измельчают, смешивают с гипсом и получают цемент.

Иногда пластичный материал используют при строительстве глинобитных строений. Частицы материала плотно соединяются друг с другом посредством запрессовки. Иногда глину смешивают с соломой или с землей.

Частицы глины соединяют методом запрессовки

Подобные постройки имеют ряд недостатков:

  • они не огнеупорны (при пожаре такая стена начинает интенсивно трескаться и мгновенно разрушаться);
  • подмешанная солома сгнивает (ввиду медленного высыхания строительного материала), в результате чего в стене образуются пустоты, которые ведут к неравномерной осадке здания;
  • солома является отличной приманкой для грызунов.

Кирпичное и гончарное производства также не обходятся без применения глины. Соединенная с водой она образует густую эластичную массу, которая и используется для изготовления фаянса и кирпичей.

Применение глины в производстве кирпича

Глину применяют в медицине (она входит в состав многих лечебных составов и средств; ее используют при лечении различных заболеваний; принимают в качестве сорбента), косметологии (является основным компонентом косметических масок и мазей), пищевой промышленности (подкрашивают блюда) и сельском хозяйстве (дают скоту в качестве пищевых добавок).

Основные свойства глины

К ним относят следующие:

  • при соединении глины с водой, материал размокает и образует пластичную массу, которой в сыром виде можно придать любую форму;
  • изделия из глины после отвердения не меняют своей формы (но немного уменьшаются в объеме), а после обжига становятся намного тверже (по своим прочностным характеристикам не уступают камню);
  • обладает хорошей адгезией;
  • отличается водонепроницаемостью;
  • обладает кроющей способностью высокого качества: поэтому ее часто применяют при отделке печей и стен сооружений.

Технические характеристики

Каждая подгруппа глин отличается значениями пористости, минерализации поровой воды, емкости обменного комплекса, объемного и удельного веса, теплопроводности и так далее, так как эти показатели напрямую зависят от размеров частиц материала, а также от их химического и минерального состава. Таблица показателей удельного веса для различных видов глины:

Удельный вес глины

Теплопроводность влажного сырья находится в пределах от 0,4 до 3,0 Вт/(м·К), а сухого — 0,1÷0,3 Вт/(м·К).

Плотность глины

Для глины, как правило, указывают насыпную плотность, реальную, технологическую и условную (ее определяют в лабораторных условиях). Причем, условная всегда значительно превышает реальную. Плотность вычисляют, разделив массу тела на занимаемый им объем. В системе СИ плотность измеряют в кг/м², а в системе СГС в г/см³. Плотность мокрой глины колеблется в пределах от 1600 до 1820 кг/м², а плотность сухой находится в пределах до 1000 кг/м³.

Одним из технических показателей пластичного материала (как впрочем, и других сыпучих веществ) является коэффициент уплотнения, который определяется отношением фактической объемной плотности к объему нормально уплотненного материала, находящегося на определенной глубине (опытным путем была доказана зависимость плотности глины от глубины ее залегания). Плотность считается нормальной, если это отношение равно единице; если меньше 1, то горная порода недостаточно уплотнена.

Коэффициент уплотнения глины

В заключении

Чаще всего в природе глина имеет неглубокое залегание: поэтому с точки зрения добычи является вполне дешевым сырьем. Правда перевозить ее на большие расстояния невыгодно ввиду большого веса и высокой влажности.

Совет! Производство изделий из глины следует устраивать недалеко от места ее добычи.