Сделай Сам (Огонек) 1993-01, страница 7

5

О ГЛИНЕ

Происхождение глины

Кирпич и другие керамические материалы изготавливают из глин, а также из смесей глины с минеральными и органическими добавками. Отличительная особенность глин — их способность образовывать с водой пластичное тесто, сохраняющее при высыхании заданную форму. После обжига при температурах от 800 до 1200°С глины необратимо переходят в камнеподобное состояние.

Глины более чем на 50% состоят из чешуеобразных частиц размером менее 0,01 мм, причем более половины из этих частиц имеют размеры менее 0,001 мм.

Главными химическими компонентами глины являются кремнезем (SiOJ — 30— 70%, глинозем (А1₂О_э) — 10—40% и вода (Н₂0) - 5-10%.

Глины образуются в результате выветривания пород полевого шпата под воздействием воды, ветра и колебаний температуры. При попадании воды в трещины горных пород часть минералов растворяется. При замерзании же воды в этих трещинах образуется лед, объем которого в среднем на 10% больше исходного объема воды, что приводит к раскалыванию камней. Мелкие обломки камней уносит ветер, разрушая их на еще более мелкие частицы.

При выветривании наиболее распространенного в земной коре кремнезе-м а, составляющего до 12% массы земной коры, образуются пески.

Глинозем встречается в виде алюмосиликатов, из которых в земной коре наиболее распространены полевые шпаты и каолиниты. Прочность полевого шпата в 15—20 раз меньше прочности кварца, поэтому он легче поддается выветриванию. Каолинит (водный алюмосиликат) является вторичным продуктом химического разрушения полевого шпата при действии на него воды и углекислого газа. Он очень легко выветривается, в результате чего превращается в глины.

Таким образом скопившиеся продукты разрушения горных пород образуют горный песок и первичную глину. Первичные продукты разрушения переносятся водой, ледниками, ветром. В результате их отложения или осаждения образуются вторичные глины. Эти глины обладают большей дисперсностью и содержат в качестве примесей песок, известняк, соединения железа. Отличительной особенностью отложений вторичных глин является их слоистость по высоте.

На большей части территории России под небольшими толщами почвенного

слоя залегают глинистые породы толщиной от 2 до 6 м.

При осаждении глин в воде наиболее быстро опускаются вниз тяжелые крупные частицы. Легкие мелкие частицы остаются сверху. Это приводит к образованию механической слоистости глинистой породы по высоте.

Наибольшее влияние на свойства глины, идущей на изготовление керамического кирпича, оказывает глинозем. Так, повышенное содержание глинозема в глине повышает ее пластичность и огнеупорность.

Как уже говорилось, содержание кремнезема в глине достигает 70%. Увеличение количества кремнезема в глине уменьшает ее связующую способность, повышает пористость кирпича и снижает его прочность. При содержании кремнезема более 85%, а глинозема менее 6—8% глинистая порода теряет вяжущие свойства, в результате чего из нее становится невозможным получать керамические изделия.

Окись железа, а также закись железа и пирит, присутствующие в глине, придают обожженному кирпичу красный цвет. Закись железа способствует также образованию особо плотного обожженного кирпича.

Окись кальция, сокращая время спекания глин, ухудшает эксплуатационные характеристики кирпича. Аналогично действие соединений магния в виде карбоната (MgC0₃) и доломита (MgC0₃ CaC0₃). Находящийся в глине сернистый ангидрит уменьшает прочность обожженного кирпича. Крайне нежелательно присутствие в глинах мела, извести и гипса. Органические примеси влияют на усадку сырца, снижают огнеупорность глин.

Значительно понижают температуру обжига и повышают прочность кирпича окиси калия и натрия.

Свойства глины

Важнейшими свойствами глин являются их пластичность, воздушная усадка при сушке сырца, огневая и полная усадки, связующая способность.

Пластичность глин обуславливает возможность легкого формования из них кирпича-сырца. Пластичность глины увеличивается с повышением содержания в ней частиц размером менее 0,005 мм, а также растворимых солей, воды и органических примесей. Более пластичные глины требуют больше воды затворения (до 20—28% и более), дают большую усадку (10—15%), чем малопластичные глины. Заметим, что малопластичные глины плохо формуются, а высокопластичные растрескиваются при сушке.