ГЛИНЫ (а. clay; н. Tone; ф. argiles; и. argilla) — осадочные горные породы, состоящие в основном из глинистых минералов; с водой образуют пластичное тесто, при высыхании способное сохранять приданную ему форму, а после обжига получать твёрдость камня.
- Характеристики и свойства
- Классификация и виды
- Нахождение в природе
- Группы:
- Легкоплавкие глины
- Цементная глина
- Огнеупорные и тугоплавкие
- Каолин
- Адсорбционные глины
Глина, свойства, виды и разновидности, происхождение, добыча и применение.
Глина представляет собой осадочную горную породу с мелкозернистой структурой и сложным составом. Пластичность, вязкость, огнеупорность и другие свойства глины определяются тем, какое породообразующее вещество является основным.
Глина
Характеристики и свойства глины. «Жирная» и «тощая» глины. Цвет. Водоупорность. Пластичность. Огнеупорность. Спекаемость
Виды и разновидности глины
Происхождение глины
Добыча глины. Методы разработки карьеров
Применение и использование глины. Преимущества
Свойства гранита
Песок, глина, гранит, известняк – полезные ископаемые. Если более подробно рассматривать гранит, то он представляет собой магматическую платоническую горную породу кислого состава. В основе лежат:
- калиевый полевой шпат;
- плагиоклаз;
- кварц;
- биотит;
- мусковит.
Гранит распространен в континентальной земной коре. Его плотность достигает 2600 кг/м³, тогда как прочность на сжатие равна 300 МПа. Материал начинает плавиться при 1215 °C. При присутствии давления и воды температура плавления снижается до 650 °C.
Гранит – это наиболее важная порода земной коры, она широко распространена и слагает большую часть всех компонентов. Среди разновидностей гранитов можно выделить аляскит и плагиогранит. Последний имеет светло-серый цвет с резким преобладанием плагиоклаза. Аляскит – это розовый гранит, в нем присутствует резкое преобладание калиево-натриевого полевого шпата.
Глина:
Глина представляет собой осадочную горную породу с мелкозернистой структурой и сложным составом. Пластичность, вязкость, огнеупорность и другие свойства глины определяются тем, какое породообразующее вещество является основным.
Это могут быть такие глинистые материалы, как каолинит (Al2O3·2SiO2·2H2O), андалузит, дистен и силлиманит (Al2O3·SiO2), монтмориллонит (MgO·Al2O3·3SiO2·1,5H2O), галлуазит (Al2O3·SiO2·H2O), гидраргиллит (Al2O3·3H2O), диаспор (Al2O3·H2O), корунд (Al2O3), монотермит (0,2[K2MgCa]O·Al2O3·2SiO2·1,5H2O), мусковит (K2O·Al2O3·6SiO2·2H2O), накрит (Al2O3·SiO2·2H2O) и пирофиллит (Al2O3·4SiO2·H2O).
Например, монтмориллонит, который относится к слоистым силикатам, обладает сорбционными свойствами и имеет ярко выраженную способность к сильному набуханию.
Различные виды глины могут содержать в разном соотношении частицы каолинита, андалузита, мусковита, гидраргиллита, накрита, корунда, пирофиллита и прочих составляющих минералов.
Среди примесей наиболее часто встречаются частицы кварца, гипса, кальция, доломита, пирита, сидерита, магнетита, глауконита.
Как выбрать
Уход за кожей лица и шеи требует индивидуального подхода. Поэтому выбирать средство нужно исходя из проблем, которые волнуют обладателя того или иного типа эпидермиса. Зная лечебные свойства каждого вида глины, можно сделать правильный выбор. Чтобы подобрать косметический порошок, нужно знать тип своей кожи. Для сухой, жирной, нормальной и комбинированной кожи нужны свои отдельные компоненты, позволяющие улучшить ее структуру. Консультация косметолога поможет определить свой тип кожи и правильно выбрать глину для нанесения в домашних условиях. Про то какую глину для лица выбрать читайте тут.
Характеристики и свойства глины:
Характеристики глинистых материалов зависят от их состава, размера гранул, влажности материала, места добычи. При оценке свойств глины применяется целый комплекс характеристик – от плотности и растворимости в воде до пористости и теплопроводности.
Основные свойства глины:
– при попадании в воду она размокает и распадается на отдельные частицы, образуя взвесь или образует массу, похожую на тесто;
– в сухом состоянии она имеет структуру пыли, во влажном – приобретает мягкость, пластичность, легко принимает любую форму;
– после высыхания или обжига она становится крепкой и прочной. Высыхая, она немного уменьшается в объеме из-за естественной усадки;
– во увлажненном состоянии она обладает хорошими связующими способностями. Благодаря этим качествам ее применяют в изготовлении кирпича, некоторых видов посуды;
– глина во влажном состоянии имеет хорошие кроющие качества, поэтому раньше она часто применялась для обмазки дровяных печей, стен домов и хозяйственных построек;
– этот материал способен поглощать вещества, растворенные в жидкостях. Сорбционные свойства позволяют использовать ее для фильтрации и очистки от посторонних примесей растительных жиров, нефтепродуктов.
Технологии обработки глины, изменение ее состава или «жирности» позволяют получать сырье с заданными свойствами – нужного оттенка, с большей огнеупорностью, меньшей усадкой и пр.
Как делать маски
Традиционный способ приготовления маски для лица в домашних условиях – соединение очищенной воды или травяного отвара, а также самого глиняного порошка: 2 ст. л. жидкой составляющей на 3 ст. л. глины. Как только жидкость хорошо впитается в порошок, основа перемешивается до однородной консистенции, чтобы не оставалось комочков.
Метод приготовления, нанесения и смывания маски из глины.
В противном случае нанесение средства не даст нужного эффекта. Структура приготовленной массы должна быть похожа на густую сметану.
Глина любит свет, поэтому перед нанесением маску на ее основе следует оставить на солнце или под дневной лампой.
Перемешивание проводится только деревянной лопаточкой или ложкой. Домашняя маска оставляется на 40-60 мин. в теплом месте, затем добавляется немного эфирного масла. Его количество будет зависеть от цели использования. Для жирной кожи вместо воды используются соки фруктов или овощей, добавляется эфирное масло лимона и лаванды. Для сухой и нормальной отлично подойдет мед, молоко, оливковое масло и яичные желтки.
«Жирная» и «тощая» глины:
Изменение пропорций основных компонентов и примесей делают глину «тощей» или «жирной». От этого свойства зависит пластичность материала, качество конечного продукта.
Изделия из слишком «жирной» глины портятся на этапе сушки или обжига – покрываются трещинами или коробятся. Применение отощающих добавок позволяет уменьшить усадку материала при естественной сушке или термической обработке. В качестве такой добавки чаще всего применяется песок: мелкий, средней дисперсности или крупный. Его тщательно промывают, чтобы избавиться от пыли, поскольку она снижает вязкость глиняной массы.
«Тощая» глина имеет низкую пластичность и малопригодна для лепки или формования. Для повышения пластических свойств применяется технология отмучивания. Это обогащение материала путем отделения частиц глины от примесей. После разведения исходного сырья водой медленно оседающие глиняные частицы отфильтровывают от более тяжелого песка, камней.
Противопоказания
Домашние глиняные процедуры могут иметь противопоказания к применению. Не следует делать маски из глины при заболеваниях кровеносной системы и при обострении индивидуальных хронических болезней. Любая косметическая смесь из глины может вызвать аллергические реакции. Чаще всего они проявляются не от самой глины, а от некоторых составляющих маски. Не стоит использовать ее при хронических кожных заболеваниях. Сначала делается пробный мазок глины на внутреннем сгибе локтя и наблюдается реакция. Если есть покраснение и жжение, следует отменить применение маски на некоторое время.
Перед применением маски из глины,необходимо провести аллерготест. Для этого следует нанести небольшое количество глины на внутреннюю часть предплечья и подождать несколько часов, если зуда и жжения не наступает, то можно наносить маску на лицо.
Запрещается маска из глины женщинам в период беременности и во время менструального цикла. Чистая глина противопоказана женщинам с увядающей кожей любого типа, так как после ее применения уровень влаги в кожных покровах уменьшается до критичного уровня.
Цвет глины:
Окраска породы может быть желтой, коричневой, синей, зеленоватой, черной. Цвет зависит от концентрации хромофоров – ненасыщенных атомов. Соединения кобальта придают материалу голубой оттенок, хром делает ее оливковой, примеси магния и никеля — коричневого и серого. После обжига изделия из глины становятся красного или белого цвета.
Глинистые минералы
Глина Физико-химические свойства
Гидрослюдистые Каолшштовые Монтмориллонитовые и бейделлитовые глины
Пределы изменения показателей преломления Двупреломление Облик агрегатов частиц под обычным микроскопом Облик частиц в электронном микроскопе Цвет при окрашивании 0,001 %- ным раствором метиленголубого красителя То же, при добавке насыщенного раствора КСl Цвет при окрашивании насыщенным раствором солянокислого бензидина Способность к пабуханию Характер кривой нагревания 1,560-1,600 . 0,014-0,020 Удлиненные пластинки с резко очерченными краями Удлиненные полупрозрачные и непрозрачные пластинки с резкими очертаниями Фиолетово-синий, синий Фиолетово-синий, синий, голу¬бой Грязновато-синий и серо-синий Незначительная Три эндотермические реакции в интервалах 100—150, 500—600 и 850—900° и иногда одна экзотермическая реакция в интервале 925-1020° 1,558—1,570 0,005-0,009 Изометричные или удлиненные пластинки с неровными краями Шестиугольные непрозрачные пластинки и неправильные по форме частицы с резко очерченными краями Блеклый светло-фиолетовый Блеклый светло-фиолетовый Не окрашивается Ничтожная Эндотермическая реакция в интервале 500—600° и две экзотермические реакции в интервалах 900—1050 и 1100-1200°. Иногда еще одна небольшая эндотермическая реакция в интервале 100— 150° (у пластичных тонкодисперсных глин и у глин с примесью галлуазита)
В некоторых случаях пригодность глин может быть определена по их внешнему виду. Так, глины ярко-красного или бурого цвета, как содержащие много соединений железа, не могут быть огнеупорными и керамическими. Если такие ярко-окрашенные глины однородны и не содержат крупных включений карбонатов, то они могут быть кирпичными. Если они тонкозернистые, то могут использоваться как гончарные, а при значительном содержании окислов железа— относятся к группе минеральных красок.
Глины белого цвета, светло-серые, светло-желтые, светло-розовые и светло-зеленые могут быть огнеупорными, тугоплавкими или даже легкоплавкими, если они сложены монтмориллонитом. Огнеупорными могут быть иногда глины темно-серого и черного цвета, и, наоборот, даже очень светлые глины могут быть не огнеупорными, если в них присутствуют в значительном количестве карбонаты, соли, гипс и другие легкоплавкие минералы.
Неразмокающие камнеподобные глины с раковистым изломом могут быть огнеупорными. Глины, кусочки которых при погружении в воду, размокая, сильно набухают и длительное время сохраняют свою форму, всегда оказываются поглощающими.
Огнеупорность глины:
По способности выдерживать воздействие высоких температур без потери прочности глинистые материалы бывают:
– легкоплавкими. Их обработка выполняется при температуре +1350 °C. Они применяются в производстве облицовочного кирпича, черепицы, декоративных элементов кладки стен;
– тугоплавкими. Минимальное количество примесей в составе делает возможной обработку при более высокой температуре — до +1580 °C. Их используют в производстве облицовочных строительных материалов, канализационных труб;
– огнеупорными. Материалы этой группы практически не содержат примесей в своем составе, поэтому для их плавки нужна температура выше +1580 °C. В основном их используют в производстве шамотного кирпича для облицовки печей, кладки каминов, дымоходов.
Итоги
- Маска – своего рода пилинг, помогает нормализовать работу сальных желез, питает и увлажняет, дезинфицирует, придает коже упругость и эластичность, оздоровляет дерму и глубоко очищает поры.
- Каждый вид глины имеет свои индивидуальные свойства, поэтому их применение возможно для любого типа кожи.
- Смешивание разных видов минерала усиливает их действие.
- Глина сама по себе не имеет противопоказаний, поэтому безопасна для применения.
- Пользоваться масками можно в любое время года, но особенно они эффективны в летний и зимний периоды, когда уровень стресса для кожи от ультрафиолета или холода достаточно высок.
Качественная домашняя глиняная маска подразумевает соблюдение точных пропорций, а также правильное нанесение на кожу и условия хранения. Про рецепты как сделать маску из глины в домашних условиях читайте здесь.
Спекаемость глины:
Это свойство определяется как способность пластичного материала при высокотемпературном обжиге переходить в твердое, камневидное состояние. Глина после обжига не должна размокать в воде. Это свойство приобретается из-за необратимых изменений структуры материала, а именно — удаления физически связанной воды, разложения глинистого материала на оксид кремния и оксид алюминия. При температуре от +1000 °C до +1200 °C образуются новые водостойкие минеральные соединения. Расплав легкоплавких составляющих при охлаждении затвердевает, делая массу твердой и прочной.
Монтмориллонитовые глины Глинистые породы монтмориллонитовой группы
Монтмориллонитовые глины раньше назывались сукновальными в связи с их применением для обезжиривания шерсти при валянии сукна, а также отбеливающими глинами или фулеровыми землями. В настоящее время их чаще называют бентонитами и флоридинами. В состав этих пород входят кроме монтмориллонита и нонтронита также смешаннослойные образования, чаще всего монтмориллонит-гидрослюдистые, близкие по составу к монтмориллонитовой группе. Некоторые разновидности монтмориллонитовых глин сильно разбухают при погружении в воду.
Виды и разновидности глины:
В промышленности, строительстве, косметологии применяются глины разные по составу, характеристикам, цвету. Разделение материалов на виды определяется сочетанием таких свойств, как пластичность, спекаемость, огнеупорность, количество примесей. Самыми распространенными являются:
– каолиновая (белая) глина. Белую глину применяют в производстве фарфора и фаянса;
– голубая глина. Востребована в косметологии и медицине;
– бентонитовая глина. При изготовлении водного раствора она увеличивается в объеме в несколько раз. Это свойство делает ее незаменимой в строительстве свайных фундаментов, бурении скважин;
– шамотная глина. Используется в производстве огнеупорного кирпича;
– сланцевая глина. Глинистый сланец идет на изготовление цемента;
– гончарная (комовая) глина. Комовая глина идет на изготовление гончарных изделий;
– монтмориллонитовая (сукновальная) глина. Ее применяют для очистки таких продуктов, как патока, пиво, вино, сиропы, соки, масла, нефтепродукты, а также применяют как улучшающую добавку при изготовлении мыла.
Основные свойства
Глина – полезное ископаемое, которое обладает рядом свойств, среди них следует выделить:
- воздушную и огневую усадку;
- пластичность;
- спекаемость;
- огнеупорность;
- вязкость;
- цвет керамического черепка;
- пористость;
- усушку;
- дисперсность;
- набухание.
Глина – это наиболее устойчивый гидроизолятор, который не пропускает влагу, что является одним из важных качеств. Глиняная почва имеет устойчивость. Она развита на пустошах и пустырях. Развитие корневой растительности в глиняных залежах невозможно.
Для сохранения качества подземных вод полезна водонепропускаемость материала. Между глинистыми слоями залегает большая часть качественных артезианских источников.
Происхождение глины:
Глина — это продукт природного происхождения, образованный из полевого шпата и магматических скальных пород, который в сухом состоянии имеет мелкодисперсную структуру. По происхождению эти породы бывают континентальными, образованными на материке, и морскими — образованными на дне морей.
В результате сдвигов земных пластов, землетрясений, наводнений происходило измельчение гранитов, вулканического стекла, туфов, порфиритов. На физическое изменение и разрушение горных пород оказывала влияние кристаллизация солей, замерзание воды, жизнедеятельность микроорганизмов.
Образование пластов морской глины происходило при наносе глинистых веществ водными течениями, их скоплении и оседании. Глины морской группы бывают:
– прибрежно-морскими. Их место образования это береговые регионы, дельты рек и заливов. Часто глинистые пласты чередуются с угольными, песчаными, алевритовыми;
– лагунными. Глины, образованные в морских лагунах, содержат в высокой концентрации сульфиды, кальциты, железо. Среди лагунных наносных пород часто встречаются огнеупорные виды;
– шельфовыми. Породы, которые были образованы на глубине более 200 м, имеют более плотную структуру и однородный состав.
Континентальные глины также делятся по месту происхождения. Они бывают:
– делювиальными. Характерная черта — смешанный состав, его неоднородность даже в одном временном пласте;
– озерными. Самые лучшие огнеупорные глины образованы именно на дне и берегах озер. В их составе содержатся все компоненты, необходимые для изготовления шамотных материалов;
– пролювиальными. Они образованы путем разрушения скальных пород, смываемых и выносимых по эрозионным бороздам к подножиям гор. Их характерная черта — слоистость, рыхлость, неоднородный состав;
– речными. Их можно встретить в поймах рек, они содержат большое количество примесей в составе и чаще всего переходят в галечники.
Еще выделяют остаточные породы с невысокой пластичностью, образованные в результате выветривания горных пород.
Добыча глины. Методы разработки карьеров:
В нашей стране добыча глины ведется на Урале, в Восточной и Западной Сибири. Часто на одном месторождении ведется выработка нескольких типов глины. По сложности добычи карьеры бывают 3 групп:
– первая группа. Разработка верхних слоев почвы с растительными остатками, ведутся работы по выемке суглинка;
– вторая группа. Это уплотненная порода, насыщенная влагой, а также залежи комковатых пород, с примесями гравия;
– третья группа. Ведется разработка затвердевших сланцевых пластов, промерзшего глинистого грунта.
Методы разработки карьеров зависят от объема и глубины залежей, их расположения. Самым распространенным способом добычи глиносодержащих пород является выемка полезных ископаемых при помощи спецтехники – зубофрезерных экскаваторов. Подрыв скальных пород применяется при глубинной разработке больших залежей. Каолиновую белую и голубую глину добывают с применением устройств, создающих плотную водяную струю. Чаще всего гидромониторы применяют при большой влажности слоя.
Добыча материалов для предприятий по изготовлению керамики ведется зубофрезерными экскаваторами путем срезания слоев разной толщины. Перед началом разработки проводится подготовка:
– прокладка подъездных путей;
– очистка карьерного горизонта;
– доставка оборудования.
Разработанный грунт и песок вывозят из карьера и высыпают в отвал, а глину перевозят к месту назначения. Если в одном месторождении найдено несколько разновидностей глин, разработка пластов ведется по отдельности. Эта технология носит название «Селективная выработка». Она более эффективна, чем валовая добыча, в процессе которой одновременно срезаются все слои.
Применение и использование глины:
При соединении сухой глины с водой образуется пластичная масса. В зависимости от места выработки и состава ее применяют в самых разных сферах и отраслях:
– производство керамики. Это одна из основных областей применения глины. Разные сорта идут на изготовление керамики, фаянса, фарфора. Из этих материалов изготавливают посуду, статуэтки, вазы, сувениры. Хотя гончарное дело известно уже очень давно, оно продолжает совершенствоваться и сейчас;
– изготовление строительных материалов. Глина является основным компонентом растворов, которые применяют в изготовлении облицовочного и кладочного кирпича, черепицы. Глиняная или керамическая черепица считается одним из самых лучших кровельных материалов. Она отличается долговечностью, прочностью, морозостойкостью, хорошо держит тепло, не «шумит» во время дождя;
– производство цемента. Для изготовления цемента применяют глинистый сланец, который содержит 22% диоксида кремния, 5% оксида кальция. Содержание глины в цементе не превышает 25%, на долю второго компонента, известняка, приходится 75%. Компоненты разводят водой, полученную массу отправляют на обжиг. Полученный гранулированный клинкер охлаждают, измельчают до состояния пыли, добавляют 5% гипса;
– техническая керамика. К этой категории относится довольно большая группа керамических изделий, для которых характерна повышенная твердость, жаростойкость, устойчивость к абразивному износу и механической деформации. Основные виды технокерамики — конструкционная, инструментальная, электрорадиотехничесчкая, керамика со специальными свойствами. Это сантехника, электрические изоляторы, нитепроводящая гарнитура, ролики, муфты, втулки. Корундовые керамические материалы применяют в производстве бронепанелей и бронежилетов.
Месторождения
Природные скопления пород называют месторождениями. Территория России богата запасами самых разных видов глин. Для керамической промышленности представляют большой интерес месторождения чистых пород, в которых содержится мало примесей. Они относятся к каолиновым и огнеупорным глинам. Добыча обыкновенных (легкоплавных) разновидностей в России производится практически повсеместно. А вот месторождения огнеупорной и голубой глины встречаются намного реже.
Добыча глины в России производится в таких месторождениях, как Каштымское, Невьянское, Астафьевское, Палевское. Каждое из них имеет свои особенности в зависимости от условий образования, химического и минерального состава.
Месторождения огнеупорных видов встречаются намного чаще, нежели каолиновых. Но при этом наиболее многочисленными являются места, где тугоплавкие разновидности соседствуют с огнеупорными. В России наиболее известные среди них – Трошковское, Латненское и Гжельское месторождения.
А вот основными местами добычи бентонитов являются Гумбрийское, Аксанское и Оглалинское месторождения.
Место добычи глины всегда выбирается в зависимости от качественных показателей сырья, объемов запасов и экономической выгоды их разработки.
