Мінералогічний склад глин.
Мінералогічний (речовинний) склад включає глинисту речовину і домішки.
Глиниста речовина - комплекс глиностворюючих мінералів, найголовніші з яких - каолініт, монтморилоніт і гідрослюда. До глинистих мінералів також відносяться галлуазіт, монотерміт, бейделліт і ін.
Каолініт має частки розміром 1-3 мкм, він не здатний приєднувати і міцно утримувати велику кількість води, при сушінні швидко віддає вологу. Каолін з невеликою кількістю домішок вогнетривкі, помірно і малопластичних, мають світле забарвлення. # 929; іст = 1.8-2.2 г / см 3. в кислому середовищі стійкий.
Монтморилоніт - має частки розміром менше 1 мкм. Інтенсивно поглинає воду, міцно її утримує і важко віддає при сушінні. При зволоженні сильно набухає і може збільшитися в обсязі до 16 разів, легкоплавок, високопластічен.
Глинисті породи, в яких переважають монтморилонітові мінерали називаються бентонітами. Бентоніти - високопластичний, дають значну повітряну усадку, схильні до утворення тріщин при сушінні і до здуття при випалюванні. Використовуються в якості добавки для підвищення пластичності і сполучною здібності.
Гідрослюда має в своєму складі оксиди лужних і лужноземельних металів. Розміри частинок - в межах 1 мкм. Гідрослюди помірно або среднепластічние, мають знижену температуру спікання.
Залежно від переважання того чи іншого глинистого мінералу розрізняють глини каолінітові, гідрослюдисті, монтморилонітові, гідрослюдистої-каолінітові, монтморіллоніти-каолінітові, монтморіллоніти-гідрослюдисті і полімінеральні, які містять три і більше глинистих мінералів.
Монотерміт - тонка механічна суміш гідрослюд і каолініту. Набухаемость і водопоглинання сильніше ніж у каолінітів, є пластичною вогнетривкою глиною.
Домішками є всі складові частини глинистої породи, що не володіють властивостями глинистих мінералів. Домішками можуть бути карбонатні включення, залізисті мінерали, лужні оксиди, органічні домішки, гіпс, розчинні солі, слюда.
Гранулометричний (зерновий) склад - кількісне співвідношення часток різного розміру, фракцій, виражене в% по масі.
Хімічний склад глин.
Хімічний склад глин характеризує їх придатність для виробництва різних глин для виробництва виробів певних видів. Хімічний склад глин представляють наступними оксидами: кремнезем в глинах 50-65. в запесоченних глинах -80-85%; глинозем від 14 до 45% і вище, є тугоплавким оксидом, з підвищенням його змісту зростає вогнетривкість глин.
Залежно від змісту оксидів алюмінію глини підрозділяються на високоглиноземисті (понад 45%), високоосновні (38-45%), основні (28-38%), напівкислі (14-28%) і кислі (менше 14%). У виробництві виробів будівельної кераміки зазвичай використовують основні і напівкислі глини.
Оксиди лужноземельних металів: СаО-0,5-20%, МgО - 0,2-4%, сприяють спікання глин (3-4%), при великих кількостях - підвищують пористість черепка. Лужні оксиди - Nа2 Про + К2 О-5-6%, знижують водопоглинання глин. Оксиди заліза -2-14%. Діоксид титану - не більше 1,5%. ППП -3-15%. SO3 - не більше 0,8%.
Глинистий частина становить особлива група мінералів - тонкозернисті водні алюмосилікати, які і визначають основні властивості глин. Цим мінералів притаманні шаруваті структури - вони складаються як би з безлічі шарів особливої будови і мають спайностью.
Залежно від будови шарів основні глинисті мінерали поділяють на групи:
1) мінерали з двоповерхових шарів - одного тетраедричного і одного октаедричного; шари утворюють структури мінералів каолінітової групи (каолініт, Діккі, накрит, галлуазіт);
2) мінерали з триповерхових шарів - двох тетраедричних і укладеного між ними одного октаедричного шару; до них відносяться мінерали груп: монтмориллонитовій (монтморилоніт, нонтроніт), вермикулітової (вермикуліт) і гідрослюдистої (гидромуськовіт, Ілліт, глауконіт);
3) мінерали з пакетів, складених з одного одноповерхового (октаедричного) і одного триповерхового шарів; до них відносяться мінерали хлоритові групи (хлорит);
4) особливу групу глинистих мінералів утворюють мінерали-сростки, представлющіе собою поєднання структур з дво- і триповерхових шарів (монотерміт, бейделліт).
Залежно від того, який елемент переважає в тетраедрах, виникають численні різновиди монтмориллонита: Na - бентоніт; Аl - монтморилоніт; Мg - сапоніт; Fе - нонтроніт (Н2 Fе2 Si2 09) залозистий еквівалент каолинита.
Гранулометричний склад глин.
Глини утворилися в результаті природного вивітрювання магматичних польовошпатових гірських порід - в основному гранітів, вулканічного скла, туфів, порфіритів, а також за рахунок руйнування метаморфічних порід (гнейсов).
Польові шпати в результаті вивітрювання перетворюються в глиниста речовина, яка утворюється в основному у вигляді мінералів каолинита за наступною схемою:
Причинами такого розкладу польовошпатових порід є фізичне (коливання температур, замерзання води, кристалізація солей), хімічне (під дією кисню повітря, вуглекислоти, води, органічних кислот) і біологічне (життєдіяльність мікроорганізмів) вивітрювання.
Мінерали кори вивітрювання утворюються двома шляхами - синтетичним, наприклад перетворенням польового шпату в окремі оксиди - Al2 O3 і SiO2 і коагуляцією цих оксидів в мінерал складу каолинита і шляхом гідролізу первинних мінералів.
Так як граніти складають приблизно 2/3 всіх вивержених порід (тобто їх є в природі значно більше, ніж інших), то в осадових породах є найбільша кількість глин (як продукту розпаду найбільш поширених мінералів магматичних порід - польового шпату, наприклад, ортоклаза, альбіта, анортиту).
Підраховано, що земна кора складається з 95% магматичних порід і 5% осадових, з яких 4% становлять тільки глини.
Утворилися глинисті мінерали в залежності від місцевих умов або залишалися на місці утворення, або переносилися водою і льодом або вітром в інші місця. У 1-му випадку глини називають залишковими або первинними (елювіальними), у 2-му - осадовими або вторинними.
Класифікація глинистого сировини за основними ознаками.
Глиниста сировина класифікується за огнеупорности, за змістом фарбувальних оксидів, за ступенем спікливості, по пластичності, за змістом тонкодисперсних і крупнозернистих фракцій, за структурою, ступеня ущільнення, текстурі і т.д.
За ступенем спікливості: сільноспекающіеся з водопоглинанням черепка, обпаленого при температурі 1300 0 С (не більше 2%); среднеспекающіеся з водопоглинанням черепка, обпаленого при температурі 1100-1300 0 С (не більше 5%); неспекающегося - нездатне давати спечений черепок (з водопоглинанням черепка не більше 5%).
За ступенем пластичності: високопластична з числом пластичності більше 25; середньої пластичності - 15-25; умереннопластічние - 7-15; малопластичні - до 7; непластичні - нездатне при замішуванні водою давати пластичне тісто.
Групи глин в залежності від вмісту тонкодисперсних фракцій,%
Фракція, мкм, менш 10