Глина. Властивості глини. склад глини. Косметична глина: дешево та сердито. Унікальний природний засіб для обличчя, волосся та тіла

Глина - цікавий та різноманітний за своїми властивостями матеріал, який утворюється внаслідок руйнування скельних порід. Багато хто, маючи справу з цією пластичною речовиною, замислюється: з чого складається глина? Давайте дізнаємося відповідь на це питання, а також розберемося, чим може бути корисна ця людина.

Що таке глина, з якої речовини складається

Глина – це осадова порода, дрібнозерниста за своєю структурою. У сухому стані вона часто пилоподібна, а якщо її зволожити, то стає пластичним і податливим матеріалом, що набуває будь-якої форми. При застиганні глина стає твердою, форма її змінюється.

Мінеральний склад глин різних видів хоч і різний, але обов'язково містить у собі речовини групи каолініту та монтморилоніту або інші шаруваті алюмосилікати. Також глина може мати в складі інші домішки, карбонатні та піщані частинки.

Типовий склад цієї речовини виглядає так:

• каолініт – 47%;
• оксид алюмінію – 39%;
• вода – 14%.

Це далеко не всі складові глини. Мінеральні вкраплення - галуазит, діаспор, гідаргіліт, корунд, монотерміт, мусковіт та інші - також присутні у різних кількостях. Забруднювати глини та каоліни можуть такі мінерали: кварц, доломіт, гіпс, магнетит, пірит, лимоніт, марказит.

Види глин

Те, з чого складається глина, багато в чому залежить від місця та способу її утворення. Залежно від цього виділяють:

1. Осадові глини – це результат перенесення природних продуктів вивітрювання та їх відкладення у певному місці. Вони бувають морськими, що народжуються на дні морів і океанів і континентальними, що формуються на материку. Морські глини, у свою чергу, поділяють на:

• шельфові;
• лагунні;
• прибережні.

2. Залишкові глини формуються в процесі вивітрювання непластичних гірських порід та їх перетворення на пластичні каоліни. Вивчення таких залишкових покладів може показати плавний перехід глини материнську породу зі зміною висоти.

Властивості глини

Незалежно від того, з якої речовини складається глина і де вона утворилася, є характерні властивості, що відрізняють її від інших природних матеріалів.

У сухому вигляді глина має пилоподібну структуру. Якщо вона застигла грудками, то легко кришиться. Цей матеріал швидко намокає, вбирає воду, внаслідок чого набухає. При цьому глина набуває водостійкості - здатність не пропускати рідину.

Головною особливістю глини є її пластичність - здатність з легкістю набувати будь-якої форми. Залежно від цієї здатності глину можуть класифікувати на "жирну" - якій властива підвищена пластичність, і "худу" - розбавлену іншими речовинами і поступово втрачає цю властивість.

Пластична глина характеризується клейкістю та в'язкістю. Ця властивість широко застосовується у будівництві. Подумайте, будівельна суміш із чого складається? Глина – обов'язкова складова будь-якого сполучного розчину.

Поширення планети

Глина є дуже поширеним матеріалом Землі, тому недорогим. Родовищ глини дуже багато у будь-якій місцевості. На морському узбережжі можна побачити глиняні відвали, які раніше були твердими скелями. Береги та дно річок, озер найчастіше вкрите шаром глини. Якщо лісова стежка або має коричневий або рудий відтінок, то, найімовірніше, вона теж складається з залишкової глини.

При промисловому видобутку глини застосовують спосіб відкритих розробок. Щоб дістатися покладів корисної речовини, спочатку знімають, а потім виймають копалини. На різній глибині пласти глини можуть відрізнятися за складом та властивостями.

Використання глини людиною

Як уже згадувалося, найчастіше глину використовують у будівництві. Усі знають, що звичний матеріал для зведення споруд – цегла. Вони з чого складаються? Пісок і глина - ось основні складові тіста, яке під впливом високих температур стає твердим і перетворюється на цеглу. Щоб стіна з окремо взятих блоків не розсипалася, використовують в'язкий розчин, у складі якого є глина.

Суміш глини із водою стає сировиною для гончарного виробництва. Людство здавна навчилося виробляти вази, піали, глечики та інші ємності з глини. Вони можуть мати різні розміри та форми. Раніше гончарне ремесло було необхідним і поширеним, а глиняні вироби ставали єдиним приладдям, які у побуті і дуже ходовим товаром на ринках.

Широко використовується глина в медицині та косметології. Ті, хто піклується про красу та здоров'я шкіри, знають про благодатний вплив деяких видів цієї речовини. Глина застосовується для обгортань, масок та примочок. Вона ефективно бореться з целюлітом, надає шкірі еластичність, перешкоджає передчасному старінню. При деяких медичних показаннях глину навіть застосовують внутрішньо. А при шкірних захворюваннях висушений і перетертий у пил матеріал призначають як присипок. Важливо згадати, що з таких цілей використовується будь-яка глина, лише деякі її види, мають антисептичні і протимікробні властивості.

Що таке полімерна глина

Полімерна глина дозволяє легко імітувати текстуру інших матеріалів, наприклад дерева або каменю. З цієї пластичної речовини можна самостійно виготовити сувеніри, ялинкові іграшки, біжутерію, прикраси для інтер'єру, брелоки та багато іншого. Такі вироби ручної роботи стануть чудовим подарунком, зможуть довго зберігатися, при цьому не втрачаючи привабливого вигляду та первісної форми.

Полімерна глина із чого складається? Рецепт приготування в домашніх умовах

Керівниці, яких зацікавив процес виготовлення таких яскравих сувенірів, напевно, задумалися про те, як зробити полімерну глину самостійно. Це цілком реальне завдання. Природно, що отриманий матеріал не буде ідентичний заводській полімерній глині, але при правильному виготовленні його властивості нічим не поступатимуться.

Необхідні компоненти:

• клей ПВА – 1 склянка;
• кукурудзяний крохмаль – 1 склянка;
• нежирний крем для рук без силікону – 1 столова ложка;
• вазелін – 1 столова ложка;
• сік лимона – 2 столові ложки.

Ось все, з чого складається яку ми готуватимемо в домашніх умовах.

Крохмаль, клей та вазелін ретельно перемішуємо, додаємо сік лимона і знову заважаємо до отримання однорідної маси. Ставимо в мікрохвильову піч на 30 секунд, перемішуємо і відправляємо туди ж ще на 30 секунд. Корку, яка утворилася на поверхні, потрібно зняти і викинути, а еластичну масу викласти на тацю, змащену кремом для рук, і енергійно вимішувати 5 хвилин. Після остигання наша полімерна глина вже готова до використання.

Дізнавшись, як зробити полімерну глину самостійно, ви можете заощадити на дорогому покупному матеріалі та, не обмежуючи себе, освоїти цікаве, творче заняття.

Глина - цікавий та різноманітний за своїми властивостями матеріал, який утворюється внаслідок руйнування скельних порід. Багато хто, маючи справу з цією пластичною речовиною, замислюється: з чого складається глина? Давайте дізнаємося відповідь це питання, і навіть розберемося, чим може бути корисний цей природний матеріал людині.

Глина вогнетривка

Виявлення нових запасів з корисними копалинами - найважливіша народногосподарська завдання у країні. Це завдання на зорі соціалізму в Росії намагалися вирішувати не тільки силами фахівців-геологів, а й широкими верствами населення. Велика та почесна роль у її вирішенні належала молоді – комсомольцям, школярам, ​​молодим робітникам та колгоспникам. І такий внесок було зроблено ними.

Зараз простори нашої величезної планети все ще приховують масу нерозвіданих корисних копалин, мінералів. Їх пошук не тільки може принести користь, а й принести задоволення, а знання в цій сфері дозволять розширити кругозір, більше дізнатися про захоплюючий світ мінералів своєї Батьківщини, Землі.

Пошуки та розвідка корисних копалин – це не тільки важлива, але й цікава справа. Справді, що може бути цікавішим і цікавішим за організовані літні походи рідним краєм з метою вивчення та виявлення його природних мінеральних багатств?! Ці багатства полягають у покладах золота, алмазів та інших подібних найцінніших корисних копалин. Мінеральні багатства можуть полягати, наприклад, і в звичайнісіньких, знайомих всім глинах.

Глини

Глини – важливі та необхідні для багатьох галузей народного господарства корисні копалини. Наприклад, різновид глин - каолін служить основною сировиною для фарфорово-фаянсової та паперової промисловості. Для виготовлення вогнетривких виробів використовуються «вогнетривкі глини. Формувальні глини застосовуються у ливарному виробництві. Цегляні глини є основною сировиною для цегляного виробництва. Грандіозне промислове та житлове будівництво вимагає для виробництва цегли величезних кількостей цегляних глин.

Ця розповідь про глину містить вказівки юним розвідникам надр та дорослим шукачам добрих пригод – про значення різних видів глин для нашого народного господарства та про найпростіші способи пошуків їх родовищ.

ЩО ТАКЕ ГЛИНА?

Глина- поширена гірська порода. Глина являє собою гірську породу, дуже складну і непостійну як за складом мінералів, що входять до неї, так і за фізичними і технологічними властивостями. Надзвичайно різноманітні та умови утворення глин.

Геологічна наука з достовірністю встановила, що чисті глини, тобто не забруднені різними домішками, є породами, що складаються з дуже маленьких частинок (близько 0,01 мм і менше), причому ці частинки відносяться до певних мінералів. Багатьма дослідниками вони і називаються «глинистими» мінералами. Ці мінерали є складними хімічними сполуками, до складу яких входять алюміній, кремній та вода. У мінералогії їх називають водними алюмосилікатами.

Глини мають здатність розмокати, розпускатися у воді на окремі частинки, утворюючи, залежно від кількості води, або пластичне тісті, або «зважки» (каламут), тобто такі рідкі суміші, в яких дрібні частинки глини знаходяться у зваженому стані. Такі глиняні суспензії мають яскраво виражену в'язкість.

Отже, глину можна визначити як землісту гірську породу, що складається в основному з водних алюмосилікатів з величиною частинок менше 0,01 мм, що легко розпускається у воді, з утворенням в'язких суспензій або пластичного тіста, що зберігає надану йому форму після висихання і твердість каменю, що набуває після випалу .

Як утворюється глина

Щоб усвідомити походження глин, треба хоча б коротко зупинитися на питанні про походження гірських порід взагалі. Земна кора складається з гірських порід, що утворилися в різний час та в різних умовах. Первинними є «магматичні» породи (глибинні і вилилися), що являють собою застиглу магму.

Магмою називається розплавлена ​​маса мінеральних речовин, що знаходиться всередині землі. Вона може застигати поблизу поверхні, не прориваючи земної кори; у порожнинах зі зниженим тиском, утворюючи глибинні породи (граніт, апліт, габро та ін.), а також виходити на поверхню у вигляді лави, як це буває при виверженні вулканів. В останньому випадку магматичні породи називаються зливаються (діабази, базальти, трахіт та ін).

У період свого довгого геологічного життя ці первинні породи піддаються впливу різноманітних сил природи, які переробляють їх у нові породи, що різко відрізняються від материнських. Якщо така переробка відбувається на поверхні землі або "в безпосередній близькості від неї, виникають нові породи-осадові (піски, глини, вапняки, гіпс та ін.). Якщо вони переробляються в глибинних частинах земних надр при високих температурах і великих тисках, утворюються метаморфічні породи (гнейси, сланці, кварцити та ін.).

Матеріалом освіти осадових порід можуть бути як магматичні, а й метаморфічні породи, якщо вони чомусь виступають поверхню. У той же час і метаморфічні породи можуть виникати з осадових, якщо останні виявляються похованими на велику глибину і знаходяться під тиском порід, що лежать вище. Ці три типи порід – магматичні, осадові та метаморфічні – і утворюють всю тверду оболонку нашої Землі – її літосферу.

Глини відносяться до осадових порід. Утворення глин, як та інших осадових порід, пов'язане з двома процесами: хімічним розкладанням вихідних (материнських) порід та фізичним їх руйнуванням. У природі ці процеси відбуваються не відокремлено, а разом. Сили, що руйнують тверді породи і перетворюють їх на пухкі осадові породи, об'єднуються під загальною геологічною назвою «вивітрювання».

Розрізняють три види вивітрювання: фізичне, хімічне та органічне. Фізичним вивітрюванням називається механічне руйнування (дроблення) гірських порід без змін їх хімічного та мінерального складу.

Тепло та холод є основними силами фізичного вивітрювання. Як відомо, сонце надсилає на землю колосальну теплову енергію. Вдень сонячні промені нагрівають поверхню землі, вночі вона остигає. Коливання між денною та нічною температурою в деяких місцях земної кулі досягає 40-50 °. Зміна температури веде до розтріскування гірських порід та до поступового їх руйнування, чому сприяють вода та вітер. Проникаючи в тріщини і замерзаючи в них, вода діє, як клин, - відколює величезні брили каменю, які скочуються до підніжжя гір і утворюють навколо них величезні осипи. Великі уламки під дією тих же сил - температури, води та вітру - піддаються подальшому руйнуванню, звертаючись врешті-решт до найдрібнішого піску і найтоншого пилу, що зноситься водою в морські басейни.

Хімічне вивітрювання полягає у розкладанні гірських порід з утворенням нових хімічних та мінеральних речовин. Інтенсивність процесу хімічного вивітрювання знаходиться в прямій залежності не тільки від мінерального складу породи, що розкладається, і зовнішніх умов, а й від ступеня її механічного руйнування. Хімічні реакції протікають швидше, легше та повніше при малому розмірі частинок. Поруч із хімічне розкладання саме прискорює процес механічного руйнації.

Хімічне вивітрювання викликають гази (і насамперед атмосферне повітря), вода та розчинені в ній солі. Проникаючи по тріщинах в гірські породи, вода, насичена киснем, вуглекислотою та іншими речовинами, розкладає мінерали, що зустрічаються їй по шляху, розчиняє і відносить одні хімічні елементи і відкладає в породах інші.

Органічним вивітрюванням називають руйнування гірських порід у результаті життєдіяльності рослин та тварин організмів. Проникаючи своїм корінням в тріщини, рослини розколюють гірські породи на частини. Одночасно коріння рослин, виділяючи кислоти, а за гниття і вуглекислий газ, руйнують породи і хімічно. Величезні колонії мікроорганізмів, що покривають поверхню скель у вигляді лишайників, а також безліч бактерій, що населяють грунт і дно водойм, у свою чергу невпинно руйнують і видозмінюють гірські породи.

Таким чином, на поверхні землі та поблизу неї відбуваються надзвичайно складні та тривалі процеси переробки одних мінералів на інші. Саме внаслідок зазначених процесів руйнування первинних твердих порід та переробки мінералів відбувається утворення глин.

З "глинистих" мінералів найбільш вивчений каолініт. Він являє собою з'єднання окису кремнію, окису алюмінію та води. Кристали його під час розгляду під мікроскопом мають форму дрібних пластинок або лусочок. Каолініт утворюється в результаті поверхневого хімічного вивітрювання в кислому середовищі як магматичних, так і метаморфічних та осадових - порід, що містять переважно слюду та польовий шпат. Особливо чисті каолінові глини утворюються при хімічному вивітрюванні гранітів, пегматитів, аплітів та ін. Каолінітом складені глини дуже цінного білого різновиду - каолін і деякі вогнетривкі глини.

Іншим глинистим мінералом є галуазит. За хімічним складом він близький до каолініту, але містить трохи більше води. Кристали його під час розгляду під мікроскопом мають форму голок. У ньому часто спостерігається домішка "заліза. Він утворюється переважно в умовах лужного та нейтрального середовища. Вихідними гірськими породами зазвичай служать габро, діабази та ін.

Нарешті, типовим мінералом глин є монтморіллоніт, дуже поширений мінерал ґрунтів та багатьох морських глин. Особливо чисті монтморилонітові глини, що використовуються в нафтовій промисловості (для очищення нафти), утворюються в результаті хімічного розкладання продуктів вулканічної діяльності: попелів, лав, туфів тощо. При розгляді під мікроскопом цей мінерал виявляється складеним надзвичайно дрібними лусочками, листочками та волокнистими виділеннями. Особливістю його є здатність сильно «розбухати» під дією води.

Залежно від способів утворення характер та форма залягання глин бувають різними.

Родовища глин, що утворилися в основному внаслідок хімічного вивітрювання («залишкові» родовища), мають зазвичай плащеподібну форму залягання, відрізняються великою потужністю (до 100 м і більше) і поширюються на значні території.

Каолініт – найбільш характерний мінерал для цих родовищ. Він становить від 10-20 до 100% таких «залишкових» родовищ. Родовища глин, що виникли в результаті розмиву, перенесення та вторинного відкладення глинистих частинок залишкових родовищ, характеризуються яскраво вираженою шаруватістю, відносно невеликою потужністю та строкатістю хімічного складу окремих шарів. Площа поширення цих родовищ може коливатися у межах.

ВЛАСТИВОСТІ ГЛИН

Властивості глин повністю залежать від їх хімічного та мінерального складу, а також від величини їх частинок. Вже одні ці. факти вказують нам найважливіші властивості глин.

Найважливішими властивостями глин є:

1) здатність "в суміші з водою утворювати тонкі «суспензії» (каламутні калачі) і в'язке тісто;

2) здатність набухати у воді;

3) пластичність глиняного тіста, тобто здатність його приймати та зберігати будь-яку форму у сирому вигляді;

4) здатність зберігати цю форму і після "висихання із зменшенням обсягу;

5) клейкість;

6) сполучна здатність;

7) водостійкість, тобто здатність після насичення певною кількістю води не пропускати через себе воду.

З глиняного тіста роблять різні вироби - глечики, глечики, горщики, миски тощо, які ослі випалу стають абсолютно твердими і не пропускають воду. Цегляні заводи виробляють з глини будівельні цеглини, які також мають велику механічну міцність. Це вказує ще на одну важливу властивість глини - її здатність твердіти після випалу, даючи матеріал, що не розмокає у воді та непроникний для неї.

Глини можуть бути всіх кольорів – від білого до чорного. В Україні та деяких інших районах СРСР біла глина служить матеріалом для побілки стін, печей і т. д. Коли хочуть пофарбувати стіни в кольорові тони, беруть жовті, червоні, зелені та інші глини. Таким чином, тут ми маємо справу з новою властивістю глини - з її здатністю, що фарбує і криє.

На нафтоперегінних заводах використовують деякі сорти глин для очищення нафтопродуктів. Застосовують їх і для очищення рослинних олій та жирів. Таким чином, ми стикаємося ще з однією властивістю глини: з її здатністю поглинати з рідини деякі розчинені у ній речовини. У техніці ця властивість називається «сорбційною здатністю».

Внаслідок того, що глини містять велику кількість окису алюмінію, їх застосовують як хімічну сировину, головним чином для отримання сірчанокислих солей цього металу.

Такими є найважливіші властивості глин, на яких ґрунтуються численні види їх практичного використання. Звичайно, не всі глини і не однаковою мірою мають перераховані властивості.

РІЗНОВИДНОСТІ ГЛИН

Найбільш цінними для народного господарства є такі різновиди глин:

Каолін – глина білого кольору. В основному він складається з мінералу каолініту. Зазвичай менш пластичний у порівнянні з іншими білими глинами. Він є основною сировиною для фарфорово-фаянсової та паперової промисловості.

Вогнетривкі глини. Для цих глин характерний білий і сіро-білий колір, іноді з жовтуватим відтінком. При випаленні вони повинні витримувати без розм'якшення температуру не нижче 1580 °. Основними їх мінералами є каолініт і гідрослюди. Пластичність їх може бути різною. Використовуються ці глини для вогнетривких і фарфорово-фаянсових виробів.

Кислототривкі глини. Ці глини є різновидом вогнетривких глин з невеликою домішкою заліза, магнію, кальцію і сірки. Використовуються для хімічних фарфорово-фаянсових виробів.

Формувальні глини - різновид вогнетривких глин, що має підвищену пластичність і підвищену сполучну здатність. Вони застосовуються як сполучний матеріал при виготовленні форм для металургійного лиття. Іноді для цих цілей застосовуються також тугоплавкі глини (при випалюванні менш стійкі, ніж вогнетривкі) і навіть легкоплавкі-бентонітові глини.

Цементні глини мають різний колір і різний мінеральний склад. Шкідливою домішкою є магній. Застосовуються ці глини для одержання портландцементу.

Цегляні глини - легкоплавкі, зазвичай із значною домішкою кварцового піску. Їх мінеральний склад та колір можуть бути різними. Застосовуються ці глини для цегли.

Бентонітові глини. Основним мінералом, що їх утворює, є монтморилоніт. Колір їхній різний. Вони сильно набухають у воді. Мають більш високу відбілюючу здатність, ніж інші глини. Застосовуються ці глини для очищення нафтопродуктів, рослинних і мастил, при бурінні свердловин, інколи ж, як зазначалося раніше, - при виготовленні ливарних форм.

У промисловості та техніці нерідко називаються й інші різновиди глин: гончарні, черепичні, сукнувальні, керамічні, бурові, фаянсові, фарфорові, капсельні, будівельні, барвисті тощо. Однак ці назви практично не характеризують особливих властивостей глин.

У виробничій практиці зустрічається також розподіл глин на «жирні» і «худі» (супеси, суглинки). Такий поділ глин пов'язаний із ступенем забрудненості їх кварцовим піском. Кварцовий пісок - найчастіша і майже завжди переважна домішка в глинах, особливо у родовищах глин залишкового типу. У жирних глинах піску мало, а худих його багато.

Як уже зазначалося, глини широко поширені у природі і зазвичай залягають на невеликій глибині від поверхні. Все це робить їх дешевим видом мінеральної сировини. Однак перевезення їх на далекі відстані є недоцільними. Тому їх, як мінеральну сировину, намагаються по можливості використовувати на місці. Наприклад, всі цегельні та черепичні заводи обов'язково будуються на самому родовищі глин, оскільки набагато доцільніше підвозити до заводу дорожче паливо, ніж величезні маси вологої та дуже важкої глини.

Проте чи всі різновиди глин зустрічаються повсюдно. Деякі різновиди їх залягають лише окремих, небагатьох районах. Тим часом попит на них дуже великий, а споживачі (заводи, будівництва тощо) нерідко віддалені від місця видобутку на багато сотень і навіть тисяч кілометрів. У разі далекі перевезення глини стають неминучими.

До рідко зустрічаються глини відносяться насамперед високосортні бентонітові глини і всі різновиди білих глин - каоліни, фарфорові, фаянсові, вогнетривкі, формувальні і кислототривкі. Саме на пошуки цих рідкісних різновидів глин має бути звернена найбільша увага.

Серйозну допомогу у виявленні таких цінних різновидів глин можуть і мають надати державі добровільні розвідники надр. Білий колір глин надзвичайно полегшує їх пошуки. Пласти білих глин видно в оголеннях по берегах рік і в ярах.

Однак треба мати на увазі, що білий колір мають не тільки глини, але і ряд інших гірських порід, зокрема, чисті кварцові піски і особливо крейда. У деяких місцях населення називає крейду «глинкою», хоча вона не має нічого спільного з глиною ні за своїм хімічним складом, ні за своїми властивостями. Будучи змішаний з водою, крейда, як і глина, добре маже і навіть може здатися пластичним, але досить капнути на нього краплю соляної кислоти, як він відразу виявляє свою хімічну природу: кислота почне скипати від виділення вуглекислого газу. Таке реагування породи на соляну кислоту свідчить, що вона є крейдою, а чи не глиною.

Білий кварцовий пісок відрізнити від білої глини ще легше. Він абсолютно непластичний і при висиханні розсипається навіть від легкого дотику.

ОБЛАСТИ ЗАСТОСУВАННЯ ГЛИН

Глини належать до мінеральної сировини масового споживання. Вони, як зазначалося, використовують у найрізноманітніших галузях народного господарства, найрізноманітніших цілей. Найбільше народногосподарське значення мають такі галузі промислового застосування глин:

Кераміка

Кераміка є однією з найдавніших форм освоєння людиною мінеральної природи. Вчені встановили, що найдавніші керамічні вироби з нільського мулу відносяться до віку до нашої ери, інакше кажучи, налічують понад 13 000 років. На Європейському континенті виявлено посуд ще більш раннього часу, зроблений людиною льодовикового періоду, що налічує понад 15000 років.

Єгиптяни та ассірійці володіли надзвичайно високою технікою керамічного виробництва. Зокрема вони вміли покривати свою кераміку кольоровими глазурями. Особливої ​​досконалості в кераміці досягли древні греки та римляни, про що говорять чудові за красою своїх форм та тонким художнім смаком грецькі чорнофігурні та червонофігурні вази.

Чудових успіхів досягли у кераміці та народи Азії. Достатньо вказати на виробництво найтоншого фарфорового посуду, початок якого було започатковано в Китаї приблизно 4000 років тому.

У Росії її художня кераміка має власну багату історію. При розкопках поблизу Керчі знайдено глиняні судини та статуетки, що належать до IV-VI століть нашої ери. У середні віки кераміка стає улюбленим декоративним матеріалом будівельників давньоруських соборів у Володимирі, Суздалі, Новгороді та ін. Чудові зразки художніх кахлів, які стосуються приблизно XV і XVI століть, можна ще зараз бачити в соборах Василя Блаженного в Москві вербі. Коломенському під Москвою.

У Павлівському, Кусковському, Останкинському та інших палацах-музеях Москви, Ленінграда та інших міст збереглися колекції дивовижних за своєю красою та оригінальністю творів російської національної кераміки, створених талановитими руками кріпаків. Великі заслуги у розвитку російської художньої кераміки належать сучаснику Ломоносова видному вченому Д. І. Виноградову, яким було створено російську порцеляну.

Одночасно з розвитком фарфорового виробництва та художньої кераміки розвивалося виробництво та інших видів керамічних виробів і насамперед будівельних матеріалів: цегли та черепиці, вогнетривкого запасу, посуду тощо. Сучасна керамічна промисловість СРСР є передовим великим машинним виробництвом. Вона об'єднує велику кількість фабрик та заводів, що випускають вироби різного технічного призначення.

Нині сировиною для керамічних виробів служать як глини, а й такі гірські породи, як тальк, пірофіліт, магнезит, доломіт, корунд, діаспор, кіаніт та інших. Проте глини продовжують займати у тому числі перше місце.

Найбільші та важливі для народного господарства галузі керамічної промисловості такі:

Виробництво вогнетривкого запасу (цегли, брусів, тиглів і т. д.) відіграє в народному господарстві надзвичайно велику роль. Особливо необхідні вогнетриви у чорній та кольоровій металургії, цементному виробництві, скляній, тонкокерамічній та хімічній промисловості. Вогнетривкими називаються такі вироби, які витримують без розм'якшення температуру 1580° і більше. Вогнетривкі цеглини застосовуються в основному для футерування печей, в яких ведеться термічна обробка тих чи інших матеріалів.

Вогнетривкі вироби з глини, залежно від вихідної сировини та вмісту в них окису алюмінію (глинозему), поділяються на шамотні та напівкислі.

Шамотними називаються вироби, які виготовляються із суміші сирої вогнетривкої глини і шамота, що представляє собою також вогнетривку глину, але попередньо обпалену і подрібнену на порошок. Глинозему в шамотних виробах має містити щонайменше 30%.

Шамот є «отощаючою» добавкою, тобто такою добавкою, яка зменшує пластичність та усадку виробу, неминучу в процесі його сушіння та випалу.

Напівкислі вироби містять менше 30% глинозему та більше 65% кремнезему (окису кремнію); вони теж виготовляються з шамоту та вогнетривкої глини, але з добавкою кварцового матеріалу.

Таким чином, основною сировиною для виробництва шамотних і напівкислих вогнетривів є вогнетривка глина, що витримує температуру не нижче 1580 °. Іноді як така сировина застосовується також каолін.

Шкідливими домішками, що знижують вогнетривкість глин, вважаються оксиди заліза, вміст яких не повинен перевищувати 3,5%, та мінерали з присутністю лугу (слюда, польовий шпат), вміст яких у глині ​​не повинен бути більшим за 2%. Шкідливе також вапно; вона допускається у кількості трохи більше 1 -1,5%.

Фарфорово-фаянсове виробництво (тонка кераміка) є другим великим споживачем керамічних глин. Вироби з порцеляни та фаянсу відрізняються від інших керамічних виробів білим черепком. Різниця між порцеляною і фаянсом полягає в ступені пористості черепка: пористість фаянсу від 10 до 14%, пористість фарфору не перевищує 0,5%.

Основною сировиною для тонкої кераміки є каолін. Як отощающей добавки у фарфорово-фаянсові маси вводиться кварц або кварцовий пісок, як флюс, що знижує температуру випалу - польовий шпат; сполучним матеріалом служать вогнетривкі пластичні глини, що світляться. Так як ці глини зазвичай зменшують білизну та просвічуваність фарфору, їх намагаються додавати в мінімальній кількості. Це можливо лише за умови високої сполучної здатності застосовуваної глини.

Випалення фарфорових та фаянсових виробів ведеться при температурі 1350°. Дуже важливо, щоб у каоліні та в інших мінералах - складових фарфорових і фаянсових мас - було якнайменше заліза, домішка якого не тільки знижує загальну білизну черепка, а й утворює на ньому чорні плями і крапки («мушки»), що значно знецінюють Вироби. Вміст сполук заліза в глинах, що використовуються у виробництві художньої порцеляни, не повинен перевищувати 0,5-0,9%.

Цегляне виробництво – найбільший споживач глин. Воно не висуває до сировини особливо суворих вимог. Для вироблення звичайної будівельної цегли застосовуються широко поширені легкоплавкі піщанисті («худі») глини будь-якого кольору. Родовища таких глин зустрічаються майже всюди і ними базується велика кількість місцевих цегельних заводів.

Крім «худих» глин, цегельне виробництво може використовувати також «жирні» пластичні глини, проте в цьому випадку в них для надання цегли стійкості при сушінні та випаленні додається кварцовий пісок. Цегляні глини не повинні містити щебеню, гальки, гравію, великих шматків вапняку, гіпсу та інших домішок. Випалювання будівельної цегли проводиться при температурі 900-1000 °.

Поряд з невеликими цегельними заводами, які обслуговують дрібних споживачів, у нас поблизу великих промислових центрів і великих новобудов створюються потужні, повністю механізовані підприємства, що випускають щорічно багато мільйонів цегли. Такі підприємства потребують потужних сировинних баз, підготовка яких є найважливішим народногосподарським завданням.

Виробництво «кам'яного товару» включає в себе виготовлення каналізаційних труб, стінових і статевих плиток, хімічного посуду і т. д. Для цих виробів характерний щільний кольоровий черепок, що спекся. У даному виробництві використовуються тонкозернисті пластичні вогнетривкі та тугоплавкі глини різного кольору.

Гончарний посуд (глечики, глечики, миски, горщики і т. д.) виготовляється головним чином кустарним способом, вручну. Для виготовлення її застосовуються залізисті, не дуже жирні, переважно тонкозернисті глини.

Виробництво цементу

Портландцемент являє собою тонко розмелений порошок, отриманий з обпаленої при температурі 1450-1500° суміші глини та вапняку (з невеликою добавкою гіпсу). Ця обпалена суміш має в техніці назву «клінкер». Клінкер може готуватися або з мергелю, що представляє собою природну суміш вапняку з глиною, або зі штучної суміші їх приблизно у співвідношенні 1 частина глини та 3 частини вапняку.

Якісні вимоги до глини, що використовуються в портландцементній промисловості, не відрізняються особливою суворістю. Цілком придатні широко поширені піщані бурі та червоні глини, навіть при дуже великому вмісті заліза (до 8-10%). Шкідливою домішкою є оксид магнію. Не допускається присутність великого піску, гальки, щебеню та інших великих частин. Можливість використання того чи іншого різновиду глини значною мірою залежить від хімічного складу вапняку, що змішується з нею, і визначається практично в кожному конкретному випадку.

Глініт-цементом називається порошок, отриманий шляхом спільного помелу обпаленої глини при температурі 750-900°, сухого гашеного вапна та гіпсу у співвідношенні 80: 20: 2.

Приготування ливарних форм

Лиття виробів із чорних та кольорових металів проводиться у спеціальних формах. Ці форми готуються із сумішей, матеріалом для яких служать кварцовий пісок та глина. Глина грає роль сполучного матеріалу, тому що один кварцовий пісок, не володіючи пластичністю та сполучною здатністю, не дає міцних форм. Основною технічною вимогою до ливарних глини є їх висока сполучна здатність. Інакше кажучи, вони мають бути жирними. Крім того, глина не повинна давати пригар суміші до поверхні виливків.

Залежно від металу, що виплавляється, розмірів і форм виливків застосовуються глини різного мінерального і хімічного складу. Вважають за краще «жирні» глини з можливо меншою величиною частинок, досить вогнетривкі, з високим вмістом окису алюмінію. В останні роки в ливарній справі з успіхом стали використовуватися бентонітові глини, що мають винятково високу сполучну здатність. Хоча вони і не є вогнетривкими і, більше того, навіть відносяться до типу легкоплавких, проте підвищена сполучна здатність їх цілком заповнює цей недолік. Вона дозволяє вводити їх у формувальну суміш у кількості приблизно в чотири-п'ять разів меншій, ніж звичайні вогнетривкі глини. А це сприяє кращій газопроникності форми та зменшує пригар. Шкідливими домішками у формувальних глинах є польовий шпат, слюда, вапняк, а також мінерали, що містять сірку. Вони знижують вогнетривкість глини і збільшують пригар.

Буріння свердловин

За останні роки глини стали широко використовуватися при бурінні розвідувальних та експлуатаційних свердловин. Розвідка корисних копалин обертальним бурінням з виїмкою зразків пробурених порід набула дуже широкого поширення. Обертальне буріння ведеться за допомогою спеціальних верстатів. Буровий снаряд складається з металевих пустотілих штанг, колонкової труби і бурової коронки, що щільно прикріплюються один до одного. У міру заглиблення свердловини штанга збільшується. Верхнім своїм кінцем вона прикріплюється до верстата, що рухається спеціальним двигуном.

При бурінні свердловин із гірських порід за допомогою коронки висвердлюються циліндричні стовпчики, які називають керном. Висвердлюваний керн у міру поглиблення коронки проштовхується всередину колонкової труби. Для вилучення керна снаряд іноді піднімається на поверхню. Складаючи керни в порядку їх вилучення, одержують точну картину складу, будови, розташування та потужності пробурених порід.

Для успішної роботи бурового верстата свердловину вводиться глинистий розчин. Цей розчин накачується всередину свердловини через штангу спеціальним насосом. Струмені розчину, циркулюючи по свердловині, захоплюють зруйновані коронкою дрібні частинки породи і виносять їх назовні. Глинистий розчин виконує, крім того, й інші надзвичайно важливі функції, а саме: а) утворює на стінках свердловини тонку непроникну для води плівку, що перешкоджає проникненню рідини через пори та тріщини в навколишні породи; б) зміцнює стіни і тим самим оберігає їх від обвалів; в) запобігає можливості газових викидів зі свердловини та проникнення в них підґрунтових вод. Крім того, розчин глини охолоджує бурову коронку, яка сильно нагрівається під час обертання.

Бурова техніка висуває до глини свої специфічні вимоги. Вони повинні бути дуже тонкозернистими, відрізнятися високою пластичністю і не містити піску, гіпсу, вапняку та солей. Найбільш придатні для використання під час буріння бентонітові глини. Однак для цих цілей можуть бути цілком придатні інші різновиди глин. Глини, що дають в'язкі розчини з добовим відстоєм трохи більше 1 % і наявністю піску трохи більше 3-4%, цілком придатні приготування бурових розчинів.

Очищення нафтопродуктів, органічних олій та жирів

Деякі глини мають високу адсорбційну здатність і застосовуються для знебарвлення (відбілювання) різних мінеральних та органічних речовин (гасу, бензину, рослинних олій, тваринних жирів, фруктових соків тощо). Вони вбирають у собі різні забруднюючі домішки, слиз, смолу, пігменти та ін. Для цієї мети придатні глини, що складаються переважно з мінералу монтморилоніту (бентонітові і так звані суббентонітові). Деякі з них добре відбілюють без будь-якої попередньої обробки, інші потребують її і обробляються сірчаною кислотою. Придатність глини для відбілювання зазвичай визначається дослідним шляхом, тому що відбілююча здатність її залежить не тільки від природи самої глини, а й від умов, в яких ведеться очищення, і від речовинного складу матеріалу, що відбілюється.

Паперова промисловість

Ця галузь промисловості використовує білий різновид глини - каолін. Вона споживає до 35% всього видобутку каоліну. Його вводять у паперову масу як наповнювач для того, щоб посилити білизну паперу і зробити її більш щільною і гладкою. Найдрібніші частинки каоліну, заповнюючи проміжки між деревними волокнами, у тому числі виробляється паперова маса, різко підвищують якість паперу.

Основними вимогами паперової промисловості до каоліну є білий колір та відсутність великих зерен кварцового піску. Великі зерна псують як папір, а й дорогі агрегати, у яких вона виробляється.

Гумова промисловість

Ця галузь промисловості також застосовує каолін як наповнювач. Введення його в каучук підвищує механічні властивості гуми. Для виробництва гумових виробів важливо, щоб частинки каоліну були найменших розмірів і щоб у ньому були великі зерна кварцового піску. З домішок даного виробництва шкідливими є залізо, сірка, мідь і марганець. Вміст вологи в каоліні в даному випадку не повинен перевищувати 0,5%.

Виробництво фарб

Ця галузь виробництва використовує тонкозернисті залізисті глини, з яких виробляються фарби жовтого, коричневого та червоного кольорів. Добре всім знайомі охра, мумія та умбра готуються з таких глин. Основними вимогами барвистого виробництва є їх однорідність, тонкозернистість, чистота та інтенсивність фарбування. Крім того, глина повинна мати хорошу здатність, що криє.

Хімічна промисловість

Серед багатьох інших найважливіших продуктів хімічна промисловість виробляє очищення води сірчанокислий алюміній. Виробництво його полягає в кип'ятінні із сірчаною кислотою глини, прожареної при температурі 650° і роздробленої до 2 мм. Для отримання сірчанокислого алюмінію найбільш придатні жирні глини з мінімальним вмістом піску. Колір глини у разі не грає ролі. Хімічна промисловість використовує також каолін для виготовлення фарби – ультрамарину.

Алюмінієва промисловість

Ця галузь промисловості застосовує отримання деяких алюмінієвих сплавів різновид глин - каолін. У майбутньому у цій галузі промисловості поруч із каоліном, безсумнівно, знайдуть широке застосування та інші білі глини. В даний час вже розроблені ефективні методи одержання з малозалізистих глин чистого глинозему, придатного для виготовлення металевого алюмінію.

Мистецтво

Пластичні зелені, сіро-зелені та сірі глини широко застосовуються у скульптурі. Зазвичай усі скульптори спочатку - створюють свої твори з глини з наступним виливом їх із гіпсу чи бронзи. Тільки в окремих випадках глиняний оригінал піддається випалу. Обпалена, не покрита глазур'ю глиняна скульптура називається «теракотою», глазурована – «майолікою».

Інші дрібні споживачі

Є ще багато галузей промисловості, які застосовують глини. До них відносяться, наприклад, миловарна, парфумерна, текстильна, абразивна, олівцева та низка інших.

Глини, крім того, широко використовуються і в побуті, особливо в сільському господарстві: для кладки печей, глинування струмів, побілки стін та ін.

ПОЛІПШЕННЯ ЯКОСТІ ГЛИН

Є ряд родовищ глин, які не розробляються, оскільки за своєю якістю глини не відповідають вимогам галузей народного господарства, що споживають. Наприклад, каоліни багатьох родовищ непридатні для більшості виробництв через великий вміст кварцового піску або окисів, що фарбують (заліза і титану). Є багато вогнетривких глин, застосування яких у промисловості неможливе через домішки мінералів, що знижують температуру їхнього розм'якшення.

Білі глини часом зіпсовані іржавими плямами і патьоками, що знижують загальну білизну матеріалу. Від таких плям і патьоків позбавляються шляхом ручного відбирання жовтих шматків, що йдуть у відвал. Іноді для знебарвлення каоліну він промивається у слабкому розчині сірчаної кислоти. Від піску глина звільняється легко, шляхом промивання її водою в особливих машинах та пристроях осаду. При такому промиванні більші і важкі зерна піску легко і швидко випадають на дно найближчих осадових камер, а дрібні легкі частинки глинистої речовини повільно осідають у спеціальних відстійниках.

Існують інші способи збагачення глин, але вони застосовуються набагато рідше. Для збільшення відбілюючої здатності глин їх обробляють (активують) сірчаною кислотою, а для надання барвистим глинам бажаних відтінків їх іноді піддають випалу. На практиці до збагачення глин вдаються порівняно рідко - тільки коли справа стосується різновидів, що рідко зустрічаються в природі (наприклад, каолінів, високовогнетривких та бентонітових глин).

Такі масові та не дуже вимогливі виробництва, як цегляне, черепичне, гончарне, цементне та ін, застосовують глини в їхньому природному вигляді.

ДЕ І ЯК ШУКАТИ ГЛИНУ

Перш ніж розпочати пошуки глини, треба знати, з якою метою вона призначається, тому що кожне виробництво пред'являє, як ми бачили, до глини свої вимоги.

Якщо відомий її майбутній споживач, завдання пошуків дуже полегшується, оскільки першому етапі можна керуватися суто зовнішніми ознаками, характерними для глин даного призначення. Наприклад, білий колір типовий для каолінів, а також для фаянсових, порцелянових та вогнетривких глин.

Визначивши район пошуків, треба насамперед опитати місцевих жителів, які можуть повідомити дуже цінні відомості про залягання глин у цьому районі. Потім використовують зовнішні ознаки, що вказують на наявність родовищ глин. Ці ознаки такі:

1) заболоченість району;
2) розмаїття струмків і джерел на берегах річок і ярах;
3) низький рівень підґрунтових вод у колодязях.

Всі ці ознаки пов'язані з водонепроникністю глини. Вони вказують на залягання її неподалік поверхні.

Виявити поклади глини найлегше за оголенням гірських порід в урвищах і по берегах річок. Шари порід, що відклалися, можуть лежати горизонтально, але можуть розташовуватися і під деяким кутом до лінії горизонту і навіть стояти вертикально. Про такі шари геологи говорять, що вони «поставлені на голову», Положення окремих шарів в оголенні залежить від різних причин: рельєфу дна водоймища, в якому накопичувалися опади, що відбувалися після їх накопичення скидів, що виявляються біля берегів зсувів і т.д.

На вигляд відрізнити в оголенні глину від інших гірських порід зазвичай важко. Кордони окремих верств у більшості випадків бувають затушовані дощовими потоками та осипами. Для більш надійного огляду оголень роблять їх розчищення. Тоді межі окремих опадів, навіть за незначної потужності шарів, виявляються досить чітко.

Глина в розчищених відслоненнях розпізнається без труднощів. Достатньо відщипнути невеликий шматок породи і злегка розім'яти його між пальцями (при недостатній вологості змочивши його водою), як глина, якщо це вона, легко виявляється по ряду характерних ознак. Вона не розсипається на окремі зерна, як це буває з піском. Вона прилипає до шкіри і, легко піддаючись навіть слабкому натиску руки, приймає та зберігає надану їй форму. Пластичність і податливість глини різко відрізняють її від інших осадових порід, наприклад, від вапняку або доломіту, прошарки яких нерідко зустрічаються в оголеннях.

Якщо пласт глини володіє достатньою потужністю (приблизно 1-3 м) і зверху його покриває не дуже товстий шар інших порід (2-4 м), то родовище, безсумнівно, може представляти практичний інтерес. У цьому випадку необхідно зробити схематичну замальовку розчищеного оголення (розрізу) в масштабі У схематичному розрізі показуються не тільки пласти глин, а й шари всіх вищележачих порід і пласт нижньої (підстилаючої) породи Замальовка забезпечується порядковим номером і умовними позначеннями, які присвоюються окремим породам. у розвідника надр, відзначається порядковий номер замальовки, дається коротка характеристика розрізу, вказуються час та місце замальовки.

Зразковий текст запису у книзі наступний: «Розріз № 4; 25 травня 2008 р.; правий берег нар. СОСНОВКИ, в 300 м нижче за перевезення у с. Степанівки та 0,5 км від ст. Іполитівка. Висота берега рівня річки 10 м, потужність пласта білої глини 0,5 м; потужність покриваючих порід 1,5 м.

ВЗЯТТЯ ПРОБ ГЛИН

Встановлювані на місці оголення колір глин, глибина їх залягання та потужність пластів не завжди дозволяють оцінити їхню придатність для промислового використання. Оцінка придатності глин для тих чи інших практичних цілей зазвичай може бути дано лише внаслідок дослідження їхньої якості.

Досить надійне та всебічне дослідження якостей глин проводиться в лабораторіях за допомогою спеціальних приладів. Для таких досліджень потрібні зразки, що дають правильне уявлення про мінеральний та хімічний склад глин, а також про величину частинок її по всій потужності пласта, від верхньої до нижньої його межі.

Якщо виявлено лише один пласт глини, причому на вигляд глина однорідна, береться одна загальна проба. За наявності кількох пластів, і навіть при неоднорідності глини у кожному пласті (за кольором, за рівнем запесоченности тощо. п.) кожного пласта і кожного відмінного від інших шару береться особлива проба. Кожна із проб нумерується. Номери проб ставляться також і на замальовці оголень у місці їхнього взяття.

Відбір проб в оголеннях проводиться так званим «борозенним методом», який полягає у виїмці деякої кількості породи впоперек пласта. Техніка відбору дуже проста. На попередньо зачищеному місці через весь пласт зверху до низу роблять лопатою або сокирою два паралельні надрізи глибиною близько 20 см кожен, на відстані 10 см один від одного. З наміченої таким чином ділянки тією ж лопатою або ножем без проміжків вирізають шматки глини у формі чотиригранної або тригранної призми.

При однорідній глині ​​всі шматки, взяті з цієї зачищеної ділянки, перемішуються, і проба скорочується до ваги 2-3 кг. При неоднорідних глинах та наявності декількох пластів проби, взяті з окремих шарів, не змішуються, а скорочуються та упаковуються окремо по кожному шару чи пласту. Упаковка проводиться в невеликі матер'яні мішки або папір. Усі спроби, як вказувалося, нумеруються. У кожен мішечок або пакет із пробою обов'язково вкладається записка із зазначенням номера проби, а також шару та місця, з яких вона взята. Ті ж відомості заносяться і в записник, але з більш докладним описом місця взяття проби.

При пошаровому випробуванні на замальовках відслонення відзначається номер взятих проб у кожному шарі.

ВИПРОБУВАННЯ ГЛИН НА МІСЦІ

Для поглиблених лабораторних випробувань глин відібрані проби направляються або в найближче геологічне управління, або в іншу дослідницьку організацію, що займається вивченням мінеральної сировини, зокрема глин. Тут досліджуються мінеральний склад відібраних проб, їх хімічний склад та всі найважливіші фізичні та технічні властивості глин.

Але посилання проб для науково кваліфікованих лабораторних випробувань не виключає можливості попередньої оцінки деяких властивостей глин і самими відкривачами родовищ, у тому числі і добровільними розвідниками надр. Наприклад, на місці можна приблизно визначити ступінь запесоченості глин. Для цього деяка заздалегідь зважена кількість висушеної глини розмочується в склянці чистої води з таким розрахунком, щоб води було вчетверо більше, ніж глини. Потім проба у склянці ретельно перемішується. Після того як глина повністю розпуститься, пробі дають 10-15 хвилин відстоятися. За цей час пісок, величина зерен якого набагато більша за величину глинистих частинок, осяде на дно склянки, а глинисті частинки залишаться (у вигляді каламуті) у зваженому стані. Злив рідину, осілий пісок просушують і зважують. Розділивши вагу осаду на вагу взятої сухої глини та помноживши приватне від такого поділу на 100, одержують відсоток запесоченості глини.

Без особливих труднощів можна відрізнити на місці бентонітові глини від каолінітових. Для цього невеликий шматочок досліджуваної проби занурюється у воду (на блюдце). Каолінітова глина незабаром розпуститься, утворюючи маленький конус, а бентонітова, не розпускаючись, почне швидко збільшуватися в об'ємі, тривалий час зберігаючи початкову форму взятого шматка.

Легко самому визначити відбілюючі властивості глини. Для цього її висушують (при температурі 120-200°) і потім розтирають в дрібний порошок. Порошок цей висипають у пляшку (обов'язково білого скла) і в неї ж наливають забруднений гас, бензин, олію тощо, у кількості, приблизно втричі більшій, ніж взято глини. Суміш у пляшці протягом 10-15 хвилин збовтують і потім дають їй відстоятись. Після цього дивляться, наскільки влита олія чи гас посвітлішає. Чим освітлення більше, тим відбілюючі властивості глини вищі.

Дуже легко визначають дома пластичність глини. Для цього невеликий шматочок глини замішують з водою до утворення тіста, що добре формується. Потім розкочують отримане тісто у валик завтовшки з вказівний палець і довжиною 15-20 см і поступово згинають цей валик у кільце. Глини, що мають високу пластичність, згинаються в кільце легко і без утворення тріщин і розривів. З худих малопластичних глин таке кільце без тріщин отримати не вдається. Кривизна дуги до утворення тріщин служить мірилом пластичності.

Колір теж певною мірою характеризує якість глини. Білі та світло-сірі глини завжди містять мало заліза і зазвичай бувають вогнетривкими або тугоплавкими. Якщо пластичність їх невелика, молодий розвідник надр з основою може вважати, що має справу з каоліном. Червоно-жовтий або червоно-бурий колір глини вказує на те, що вона не має вогнетривкості і придатна лише для грубої кераміки. Чорний колір глини вказує на велику домішку в ній органічних речовин. Однак це далеко ще не визначає її технологічних властивостей. У ряді випадків такі глини можуть виявитися цілком задовільною керамічною сировиною, тому що після випалення органічні домішки вигоряють і колір черепка стає іноді майже білим.

Зазвичай хімічний склад легкоплавких глин становить %: SiO 2 – 60…85; Al 2 O 3 разом із TiO 2 – не менше 7; Fe 2 O 3 разом з FeO - не більше 14; CaO + MgO - не більше 20; R 2 O (K 2 O + Na 2 O) – трохи більше 7.

Порівняльна характеристика хімічного складу різних глин наведена у табл. 1.

Таблиця 1

Хімічний склад глин

Кремнезем(SiO 2) знаходиться в глинах у зв'язаному та вільному станах. Перший входить до складу глиноутворюючих мінералів, а другий представлений кремнеземистими домішками. Зі збільшенням вмісту SiO 2 пластичність глин знижується, збільшується пористість, знижується міцність обпалених виробів. Граничний вміст SiO 2 – трохи більше 85%, зокрема вільного кварцу – трохи більше 60%.

Глинозем(Al 2 O 3) знаходиться у складі глиноутворюючих мінералів та слюдистих домішок. Зі збільшенням вмісту Al 2 O 3 підвищується пластичність та вогнетривкість глин. Зазвичай за вмістом глинозему побічно судять про відносну величину глинистої фракції глинистої породи. Глинозем міститься від 10-15% в цегляних і до 32-35% - вогнетривких глинах.

(СаO та MgO) у невеликих кількостях беруть участь у складі деяких глинистих мінералів. При високих температурах СаО входить у реакцію з Al 2 O 3 і SiO 2 і, утворюючи евтектичні розплави як алюмо-кальций-силикатного скла, різко знижують температуру плавлення глин.

Оксиди лужноземельних металів(Na 2 O і K 2 O) входять до складу деяких глинобразующих мінералів, але в більшості випадків беруть участь у домішках у вигляді розчинних солей і в пісках польових шпатів. Вони знижують температуру плавлення глини і послаблюють барвник Fe 2 O 3 і TiO 2 . Оксиди лужних металів є сильними плавнями, сприяють підвищенню усадки, ущільненню черепка та підвищенню його міцності.

Як граничне значення сполук сірки в перерахунку на SO 3 приймається не більше 2%, у тому числі сульфідної - не більше 0,8%. За наявності SO 3 більше 0,5%, у тому числі сульфідної не більше 0,3%, у процесі випробувань глинистої породи повинні визначатися способи усунення висолів та вицвітів на необпалених виробах шляхом переведення розчинних солей у нерозчинні.

2.3. Гранулометричний склад глин.

Гранулометричний склад глин - це розподіл зерен у глинистій породі за їх величиною. Зазвичай зерновий склад різних глин характеризується даними, наведеними у табл.2.

Глина відома людству з давніх-давен і активно використовується в господарській діяльності. У нашій статті ми хочемо поговорити про її види і про те, як відбувається видобуток глини.

Походження глини

Перш ніж розпочати розмову, хочеться дати визначення породі. Що таке глина? Це осадова дрібнозерниста гірська порода, яка має пилоподібну структуру в сухому стані та пластичну при зволоженні.

Вона утворюється внаслідок руйнування скельних порід, наприклад, у процесі вивітрювання. Головним джерелом пластів глини є польові шпати. Саме за її руйнації під впливом атмосферних реагентів утворюються глинисті мінерали. Іноді пласти утворюються у процесі накопичення. Але найчастіше це відбувається внаслідок наносів потоків води. Тоді скупчення глини формуються на дні морів та озер.

Різновиди глини

Осадові глини утворюються в результаті перенесення на нове місце та осідання там глинистих продуктів вивітрювання. Такі породи за походженням поділяють на континентальні (утворені на материку) та морські (утворені на морському дні).

У свою чергу морські глини поділяють на:

1. Прибережно-морські. Вони утворюються в берегових регіонах, дельтах річок та затоках. Їх характерна неотсортированность матеріалу. Найчастіше такі породи перешаровуються з алевролітами, пісковиком, пластами вугілля.
2. Лагунні. Такі глини утворюються в морських лагунах (опріснених або з підвищеною концентрацією солі). Як правило, породи містять сульфіди заліза, кальцити. Серед них є і вогнетривкі види.
3. Шельфові. Такі глини утворюються на глибині трохи більше 200 метрів. Вони більш однорідні за складом.

А ось серед глин континентального походження виділяють:

1. Делювіальні, які характеризуються змішаним складом та різкою його зміною.
2. Озерні. У таких породах є всі глинисті мінерали. Вважається, що саме до озерних глини належать найкращі типи вогнетривких видів.
3. Пролювіальні. Такі породи утворені тимчасовими потоками. Для них характерне погане сортування.
4. Річкові можна знайти на терасах водойм, особливо в заплаві. Такі породи погано відсортовані та досить швидко переходять у галечники та піски.

Крім того, виділяють залишкові глини. Вони утворюються внаслідок вивітрювання різноманітних порід на морі чи суші. Зазвичай вони мало пластичні. До континентальних залишкових пород відносять каоліни та інші елювіальні глини.

У Росії її видобуток глини (давніх залишкових порід) досить поширена Східної і Західної Сибіру, ​​на Уралі.

Чи багата земля на глини?

Глина є у багатьох регіонах земної кулі. Якщо чорного золота та алмазів на Землі не так багато, то вже глини точно достатньо. Це цілком природно, оскільки порода є осадовою і, по суті, є потертим часом і зовнішніми факторами камені, подрібнені до порошкового стану. У глині ​​мешкають різні організми, які впливають на її відтінок. Не останню роль у фарбуванні мінералу відіграють солі заліза. У природі існує рожева, зелена, блакитна, жовта, червона та інші глини.

У минулі часи видобуток глини здійснювався на берегах озер і річок. Також копали спеціальні ями для видобутку. Потім мінерал стало простіше придбати у гончара, ніж самостійно її добувати. Звичайно, видобуток глини червоного кольору – справа нехитра. А от, наприклад, благородну білу раніше можна було придбати лише у спеціальних магазинах для художників. В даний час у будь-якому магазині можна придбати мінерал у вигляді косметичного засобу. Звичайно, така глина продається не в чистому вигляді, а з будь-якими добавками.

Глина зустрічається нам у повсякденному житті практично щодня. Польові стежки та доріжки у спеку вкриті шаром пилу, в дощ розкисають, як жижа, бо тут теж є мінерали.

Властивості глини

Повсюдна видобуток глини (фото наведені у статті) безпосередньо пов'язана з її властивостями, оскільки вона здавна використовується людьми у різних цілях. У сухому вигляді вона добре поглинає воду, а намокнувши, зовсім не пропускає вологу. В результаті перемішування і переминання глина здатна прийняти різні форми, зберігаючи їх навіть після висихання. Таку властивість називають пластичністю.

Крім того, глина має хорошу зв'язувальну здатність з твердими та порошкоподібними тілами. В результаті змішування з піском виходить пластична маса. Однак її пластичність зменшується зі збільшенням вмісту піску та води в суміші.

"Худі" та "жирні" різновиди

Глини поділяють на «худі» та «жирні». Другі мають високий рівень пластичності. А назву «жирні» вони отримали через те, що у замоченому вигляді здаються жирними на дотик. Така глина слизька та блискуча, у ній міститься мало домішок.

Видобуток піску та глини завжди нерозривно пов'язані, оскільки використовується, як правило, їхня суміш. Так, наприклад, при виробництві цеглини з жирної глини при випаленні утворюється безліч тріщин. Щоб уникнути таких неприємних моментів, до глини додають пісок (іноді тирсу, цегляні уламки).

Мінерали непластичні або малопластичні називають «худими». Вони шорсткі на дотик і мають матову поверхню. При терті така глина легко кришиться, оскільки в ній міститься дуже багато домішок. Виготовлена ​​з такого мінералу цегла не відрізняється міцністю.

Дуже важливою властивістю глини є її ставлення до випалу. Як відомо, замочена, вона твердіє на сонці. Однак її з легкістю можна подрібнити на пил. Але після випалу глина змінює внутрішню структуру. За дуже високих температур глина здатна навіть плавитися. Саме температура плавлення характеризує вогнетривкі властивості речовини. Різні сорти глини мають зовсім різні вогнетривкі властивості. Існують такі види мінералу, які вимагають колосальної спеки для випалу (близько 2000 градусів). Такі температури складно отримати навіть у заводських умовах, тому виникає потреба знизити вогнетривкість. Домогтися цього можна за допомогою введення добавок (повістки, окису заліза, магнезії). Їх називають флюс.

Глина має різне забарвлення (біле, жовте, блакитне, буре, червоне і т. д.). Якість цегли не залежить від відтінку мінералу.

Застосування глини з лікувальною метою

Деякі різновиди глини застосовують у лікувальних цілях. Білу використовують для лікування ожиріння, захворювань кишківника, випадання волосся, зміцнення нігтів. Червону ж застосовують при серцево-судинних захворюваннях, варикозі, гіпотонії, ендокринних та нервових захворюваннях. Жовта глина допомагає при остеохондрозі, головних болях, проблемах із кишечником та шлунком.

Чорна застосовується для зниження температури, лікування запальних захворювань шкіри, для омолодження організму. А ось блакитну глину використовують для лікування ожиріння, гіпофункції щитовидної залози, зняття м'язової слабкості та для покращення рухливості суглобів. У косметології такий вид глини застосовується при жирній шкірі.

Застосування у промисловості

Глину активно використовують у промисловості: у виробництві керамічного посуду, плитки, фаянсової та порцелянової сантехніки. Не менш потрібний мінерал і в будівництві. Глину використовують при виробництві цегли, будматеріалів та керамзиту. Вона також є основою для всього цегельного та гончарного виробництва. У суміші з водою глина утворює пластичну тістоподібну масу, яку можна обробляти. Початкові властивості сировини можуть відрізнятися залежно від місця походження.

Природна червона глина зобов'язана своїм кольором присутності у її складі оксиду заліза. При випаленні, залежно від типу печі, вона може набувати білястого або червоного відтінку. Її активно застосовують виготовлення невеликих скульптур.

Біла глина досить поширена у світі. У вологому вигляді вона має світло-сірий колір. А ось після випалу набуває благородного відтінку слонової кістки. Цей вид неймовірно пластичний через відсутність у складі оксиду заліза. Білу глину використовують для виготовлення кахлю, посуду, сантехніки, виробів.

Для виробництва фарфорових предметів використовується особливий вид глини, в якому присутні кварц, каолін і польовий шпат, а ось оксид заліза - навпаки, відсутній. У вологому вигляді мінерал має світло-сірий відтінок, а ось після випалу набуває білого кольору.

Глина: спосіб видобутку

Існують різні способи видобутку мінералу. Все залежить від обсягів запасів та місця розташування. Як відомо, існують кар'єри з видобутку глини, в яких вилучення мінералу з масиву здійснюють зубофрезерними машинами або екскаваторами.

При більших обсягах порід, особливо якщо роботи виготовляються в зимовий час, застосовують вибуховий метод. Видобуток глини та каоліну (блакитної, білої глини) в умовах високої кар'єрної вологості або на каолінових заводах ведеться гідромоніторами.

Для керамічних підприємств породу добувають у спеціально розроблених кар'єрах, після чого її переправляють залізничним та автомобільним транспортом у місце призначення. Як правило, у пласті порід залягають відразу кілька видів глин. Виїмка кожного різновиду провадиться окремо.

Місце народження

Природні скупчення порід називають родовищами. Територія Росії багата запасами різних видів глин. Для керамічної промисловості становлять великий інтерес родовища чистих порід, у яких міститься мало домішок. Вони відносяться до каолінових та вогнетривких глини. Видобуток звичайних (легкоплавних) різновидів у Росії виробляється майже повсюдно. А ось родовища вогнетривкої та блакитної глини зустрічаються набагато рідше.

Видобуток глини у Росії виробляється у таких родовищах, як Каштимське, Нев'янське, Астаф'євське, Палевське. Кожна з них має свої особливості залежно від умов освіти, хімічного та мінерального складу.

Родовища вогнетривких видів зустрічаються набагато частіше, ніж каолінових. Але при цьому найбільш численними є місця, де тугоплавкі різновиди є сусідами з вогнетривкими. У Росії найбільш відомі серед них – Трошківське, Латненське та Гжельське родовища.

А ось основними місцями видобутку бентонітів є Гумбрійське, Аксанське та Оглалінське родовища.

Місце видобутку глини завжди вибирається залежно від якісних показників сировини, обсягів запасів та економічної вигоди їхньої розробки.

Замість післямови

З давніх-давен люди використовують властивості глини у своїх цілях. Її великі запаси дають можливість без огляду застосовувати у різних галузях промисловості та у побуті.

Для того щоб зрозуміти, в чому різниця, торкнемося деяких геологічних питань. Адже, власне, поняття «глина» поєднує широкий клас порід осадового походження. Глина складається з найдрібніших частинок гірських порід, що утворилися внаслідок вітрової та водної ерозії. Її хімічний склад визначається складом цих порід, що на різних територіях різний. Тому глини, здобуті в одній місцевості, можуть помітно відрізнятись від глин іншого регіону. Строго кажучи, всі види природних глин мають лише одну загальну властивість — пластичність і розмір частинок, її складових (частки повинні мати діаметр менше 1/270 міліметра). Оскільки глини утворюються з матеріалів земної кори, загальний їхній хімічний склад загалом близький до її «складу». В основному це силікати алюмінію, катіони калію, натрію, магнію, кальцію та інших елементів.

Але глини можуть разюче відрізнятися між собою за своїм мікроелементним складом. На це впливає не тільки місце утворення цієї глини, але й час її утворення і перетворення, які вона зазнала в ході еволюції нашої планети.

Щоб розібратися з цим, подивимося, як утворюються глини неглибокого залягання, з якими ми стикаємося найчастіше — під час заміської прогулянки чи садовій ділянці. Як правило, це дуже молоді люди.первинні глини, утворені з найдрібніших частинок пилу, які, беручи в облогу на поверхні грунту, проникають крізь крупнозернисті шари грунту (жвір, пісок). При цьому в процесі фільтрації дрібні частинки поступово злипаються один з одним, спочатку утворюючи найтонший шар, який, на відміну від піску, не пропускає воду і тому починає гальмувати переміщення інших таких частинок. Так поступово утворюється глиняний пласт. Цей процес відбувається досить повільно. У середньому за три роки таким шляхом створюється шар глинистих опадів завтовшки близько 1 мм. Глиняні пласти та лінзи не пропускають воду і тим самим утворюють водоносний горизонт, даючи нам можливість отримувати джерельну та колодязну воду,

Якщо ви, дотримуючись легковажних порад «знавців», спробуєте використовувати таку первинну глину з лікувальною метою, просто накопавши її лопаткою, то ризик буде чималий. Сучасний пил у поєднанні із забрудненими опадами, досягаючи глинистих горизонтів, може буквально отруїти їх. І глина, здобута в такий спосіб, здатна серйозно посилити стан вашого здоров'я. Адже, перш ніж користуватися яким-небудь водним джерелом, обов'язково проводиться хіміко-бактеріологічний аналіз складу води. Але те, що нам здається цілком природним для води, не меншою мірою стосується і глини. Тим більше при використанні глини як лікарський або косметичний засіб. Тому головна заповідь лікування глиною — Не використовуйте глину, хіміко-бактеріологічний склад якої вам не відомий. Це небезпечно!

Але навіть якщо склад глини не викликає побоювання, це зовсім не говорить про те, що вона може бути цілющою. Цілюща глина повинна мати ряд властивостей, якими первинні глини неглибокого залягання мають рідко. Лікувальні глини найчастіше зустрічаються середвторинних глин , що утворюються при повторних випадках вітрової та водної ерозії первинних глин В результаті цієї ерозії її частинки набувають ще більш дрібних розмірів - до 1/500 мм і менше. Вторинні глини, зрозуміло, більш давнього походження. Вони можуть залягати на великих глибинах, зазнаючи впливу високих температур, тиску та інших мінливостей геологічних процесів, які впливають на фізико-хімічні властивості та структуру глин, надаючи їм нових якостей.

Інакше кажучи, чим давнє походження глини, тим різноманітніший її склад, дрібніші її частки і вища їх пористість . Найбільший вплив на цілющі властивості глин має те, в якому геологічному періоді, і на якій території вони сформувалися. Адже глина, як осадова порода, зберігає в собі сліди тієї історичної епохи в житті нашої планети, під час якої вона сформувалася.

Відповідно до цього викопні глини зазвичай звуться геологічних періодів, яких вони приурочені. Так,кембрійські блакитні глини (геологічна назва – «сині») належать до найдавніших (вони сформувалися 530-600 млн. років тому). Саме кембрійські глини мають найбільші лікувальні властивості.Але здебільшого ці глини через свою давнину поховані на кілометрових глибинах і лише в кількох точках нашої планети залягають близько до земної поверхні.