Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Многие люди считают глину обыкновенной. На самом деле, привычный всем материал - очень интересен. Интересно узнать: что такое глина?

Глина -широко распространенная горная порода и вторичный продукт земной коры,осадочная горная порода,образовавшаяся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания.

Основным источником глинистых пород служит полевой шпат, при распаде которого под воздействием атмосферных явлений образуются каолинит и которого под воздействием атмосферных явлений образуются каолинит и другие гидраты алюминиевых силикатов. Некоторые глины осадочного происхождения образуются в процессе местного накопления упомянутых минералов, но большинство из них представляют собой наносы водных потоков, выпавшие на дно озёр и морей.

Ранее глину добывали по берегам рек и озер. Или копали специально под нее яму. Затем глину оказалось возможным не копать самостоятельно, а купить у гончара, например. Во времена нашего детства обычную, красную глину, выкапывали сами, а благородную белую покупали в магазинах для художников или, особенно чистую, в аптеке.

В зависимости от того, из какой породы образуется глина и каким образом идет ее образование, она приобретает различные цвета. Наиболее часто встречаются желтая, красная, белая, голубая, зеленая, темно-коричневая и черная глины.

Глины широко применяются в промышленности (в производстве керамической плитки, огнеупоров, тонкой керамики, фарфоро-фаянсовых и сантехнических предметов торговли), строительстве (производство кирпича, керамзита и др. стройматериалов), для бытовых нужд, в косметике и как материал для художественных работ (лепка). Мы решили изучить состав и свойства глины и провести с ней эксперименты.

Актуальность работы : распространение глины в природе.

Гипотеза : различные свойства глины можно использовать для различного применения.

Цель работы : исследование и применение свойств глины для создания декоративной поделки

Задачи :

Изучить общие сведения о глине, используя литературные источники.

Изучить и провести наблюдения за физическими свойствами глины, проанализировать результаты исследований.

Провести практические опыты с глиной.

Изготовить декоративное глиняное изделие.

Методы исследования :

Работа с источниками информации. Теоретические исследования.

Экспериментальные методы.

Наблюдение и фотографирование.

Анализ полученных результатов.

1. Теоретическая часть. Основные сведения о глине .

1.1. Горная порода - глина

Глины и глинистые породы слагают около половины всех осадочных пород земной коры. Гли́на — мелкозернистая осадочная горная порода, пылевидная в сухом состоянии, пластичная при увлажнении. Глина состоит из одного или нескольких минералов группы каолинита (происходит от названия местности Каолин в Китае), породообразующим минералом в глине является каолинит, его состав: 47 % (мас) оксида кремния(IV) (SiO 2), 39 % оксида алюминия(Al 2 О 3) и 14 % воды (Н 2 O).

Оксиды алюминия и оксиды кремния — составляют значительную часть химического состава глин жёлтого, коричневого, синего, зелёного, лилового и даже чёрного цветов. Глина есть повсюду. Что, в общем, неудивительно - глина, осадочная порода, это камень, потертый временем и внешним влиянием до состояния порошка. Последняя стадия эволюции камня. (Камень-песок-глина.)

Глина появилась на земле много тысяч лет назад. Ее «родителями» считаются известные в геологии породообразующие минералы — каолиниты, шпаты, некоторые разновидности слюды, известняки и мраморы. При опрделенных условиях даже некоторые виды песка трансформируются в глину. Все известные породы, имеющие геологические выходы на поверхности земли, подвержены влиянию стихий — дождя, вихревой бури, снегов и паводковых вод.

Перепады температур днем и ночью, нагревание породы солнечными лучами способствуют появлению микротрещин. В образовавшиеся трещинки попадает вода и, замерзая, разрывает поверхность камня, образуя на ней большое количество мельчайшей пыли. Циклон дробит и растирает пыль в еще более мелкую пыль. Там, где циклон меняет свое направление или просто затихает, со временем образовываются огромные скопления частичек породы. Они спрессовываются, пропитываются водой, и в результате получается глина.

1.2. Свойства глины

Свойства глин : пластичность, огневая и воздушная усадка, огнеупорность, спекаемость, цвет керамического черепка, вязкость, усушка, пористость, набухание, дисперсность. Глина является самым устойчивым гидроизолятором — водонепропускаемость является одним из её качеств. За счёт этого глиняная почва — самый устойчивый тип почвы, развитый на пустырях и пустошах. Водонепропускаемость глины полезна для сохранения качества подземных вод - значительная часть качественных артезианских источников залегает между глинистыми слоями.

Глину окрашивает камень-создатель и соли железа, алюминия и тому подобных полезных ископаемых, оказавшихся рядом. В глине размножаются, живут и умирают разные организмы. Так и получается красная, желтая, голубая, зеленая, розовая и другие цветные глины.

Сухая глина хорошо поглощает воду, но намокнув, становится водонепроницаемой. После переминания и перемешивания она приобретает свойство принимать различные формы и сохранять их после высыхания. Такое свойство называется пластичностью. К тому же глина обладает связывающей способностью: с порошкообразными твердыми телами (песок) дает однородное "тесто", также обладающее пластичностью, но уже в меньшей степени. Очевидно, что чем больше в глине примеси песка или воды, тем ниже пластичность смеси.

По характеру глины делятся на "жирные" и "тощие". Глины с высокой пластичностью называются "жирными", так как в намоченном состоянии дают осязательное ощущение жирного вещества. "Жирная" глина блестящая и скользкая на ощупь (если такую глину взять на зубы, то она скользит), содержит мало примесей. "Тесто", приготовленное из нее, нежное. Кирпич из такой глины при сушке и обжиге дает трещины, и во избежание этого к замесу прибавляют так называемые "отощающие" вещества: песок, "тощую" глину, жженый кирпич, гончарный бой, древесные опилки и прочее. Глины малопластичные или непластичные называются "тощими".

Важным свойством глины является ее отношение к обжигу и вообще к повышенной температуре: если замоченная глина на воздухе твердеет, высыхает и легко стирается в порошок, не претерпев при этом никаких внутренних изменений, то при высокой температуре происходят химические процессы и состав вещества меняется.

При очень высокой температуре глина плавится. Температура оплавливания (начала плавления) характеризует огнеупорность глины.

Окраска глин разнообразна: светлосерая, голубоватая, желтая, белая, красноватая, бурая с различными оттенками. Качество изготавливаемого кирпича не зависит от цвета глины.

Важнейшими свойствами глины являются:

1)способность в смеси с водой образовывать тонкие "взвеси"(мутные лужи) и вязкое тесто.

2)способность набухать в воде.

3)пластичность глиняного теста,т.е.способность его принимать и сохранять любую форму в сыром виде.

4)способность сохранять эту форму и после "высыхания с уменьшением объема".

5)клейкость.

6)связующая способность.

7)водоупорность, т.е. способность после насыщения определенным количеством воды не пропускать через себя воду.Из глиняного теста делают различные изделия-кувшины,кринки,горшки,миски и т.п.,которые после обжига становятся совершенно твердыми и не пропускают воду.

Не все глины и не в одинаковой степени обладают перечисленными свойствами.

1.3. Значение и применение глины

При различных заболеваниях помогает глина определенного цвета.

С помощью белой глины лечат заболевания кишечника, ожирение, выпадение волос, укрепляют ногти. Красную глину используют при заболеваниях сердечно-сосудистой системы, гипотонии, варикозном расширении вен, нервных и эндокринных заболеваниях. Желтая глина применяется при инсульте, заболеваниях желудка и кишечника, мигрени, головной боли, остеохондрозе. Черная глина используется для снижения температуры, при различных видах сердцебиения, воспалениях кожи и внутренних органов, способствует омоложению организма. Голубая глина хорошо лечит ожирение, гипофункцию щитовидной железы, снимает мышечную слабость и обеспечивает подвижность суставов. В косметическом плане голубая глина используется при жирной коже. Если нет глины нужного цвета, то можно использовать любую глину.

Практическое использование

Производимый из керамзитовых глин путём отжига со вспучиванием керамзитовый гравий и песок широко используются при производстве строительных материалов (керамзитобетон, керамзитобетонные блоки, стеновые панели и др.) и как тепло- и звукоизоляционный материал. Это лёгкий пористый строительный материал, получаемый путём обжига легкоплавкой глины. Стены из керамзитобетона долговечны, имеют высокие санитарно-гигиенические характеристики, а сооружения из керамзитобетона, построенные более 50 лет назад, эксплуатируются и по сей день. Самым крупным производителем керамзита является Россия.

Многие врачи рекомендуют использовать голубую глину в виде присыпок, паст, мазей при кожных заболеваниях (язвах, ожогах, опрелостях). Внутрь взрослым людям рекомендуется принимать по 20-30 г за один прием и не более 100 г в сутки при желудочно-кишечных заболеваниях (колите, энтерите, пищевом отравлении).

В народной медицине голубой глиной лечат: язву желудка, понос, вздутие живота, желтуху, цирроз печени, астму, туберкулез легких, анемию, нарушение обмена веществ, атеросклероз, паралич, эпилепсию и даже алкоголизм, желче- и мочекаменную болезнь. Берут 20 г глины, разводят в 150 мл теплой воды, принимают за 15-20 минут до еды.

Глины относятся к минеральному сырью массового потребления. Они используются в самых разнообразных отраслях народного хозяйства, для самых различных целей.

Кирпичное производство

Для выработки строительного кирпича применяются широко распространенные легкоплавкие песчанистые ("тощие") глины любого цвета..

Производство цемента

Портланд - цемент представляет собой тонко размолотый порошок смеси глины и известняка.

Искусство

Пластичные зеленые, серо-зеленые и серые глины широко применяются в скульптуре. Обычно все скульпторы первоначально - создают свои произведения из глины с последующей отливкой их из гипса или бронзы. Отрасли промышленности

К ним относятся, например, мыловаренная, парфюмерная, текстильная, абразивная, карандашная и ряд других.

Быт и сельское хозяйство.

Глины, кроме того, широко используются и в быту, особенно в сельском хозяйстве: для кладки печей, глинирования токов, побелки стен и прочее. Большие перспективы имеет применение набухающих глин бентонитового типа при постройке плотин, водохранилищ и других подобных сооружений. Глина - важная и необходимая для многих отраслей народного хозяйства полезное ископаемое.

2. Практическая часть

2.1. Выбор и подготовка материалов и оборудования для работы

Оборудование: химический стакан, стеклянная палочка, предметное стекло, шпатель, муфельная печь, стеки, клеенка, поролоновая губка. (Приложение 2, фото 5).

Практический опыт 1. Ознакомление с образцом глины

План работы : ознакомление с образцом глины.

Цель - изучить внешний вид глины.

Результат ознакомления с образцами глины изложен в виде таблицы

Таблица 1. Свойства глины

(Приложение 1, фото 2).

Внимательно рассмотрев образец, я записала свои наблюдения в таблицу

Таблица 2. Описание физических свойств глины

Свойства глины	Наблюдения
Агрегатное состояние
	Серо-зеленый
	Отсутствует
	Земляной
Твердость (по шкале Мооса, справочник)
Пластичность,хрупкость, эластичность
Растворимость в воде	нерастворимая
Температура плавления (справочник)
Плотность (справочник)
Теплопроводность (справочник)
Электропроводность (справочник)

Вывод : свойства веществ - это признаки, по которым одни вещества отличаются от других. Зная свойства веществ, человек может использовать их с большой пользой для себя.

Практический опыт 2. Изучение растворимости глины

Цель: изучить процесс растворения глины.

Сырье : глина; вода.

Ход работы : В химический стакан налили небольшое количество воды и положили маленький кусочек глины размером с горошину. Стеклянной палочкой размешали глину в воде.

Результат : Вода стала мутной, глина осела на дно.

Вывод : Глина плохо растворяется в воде, образуя двухкомпонентную систему из глины и воды. (Приложение 2, фото 4).

Практический опыт 3. Изучение пластичности глины

Цель: исследовать пластичность глины.

Сырье : глина; вода.

Ход работы : Кусочек глины увлажнить с помощью влажной поролоновой губки до тех пор, пока она не станет мягкой и пластичной.

Результат : глина при увлажнении стала мягкой и легко поддается лепке.

Вывод : глина при увлажнении приобретает новые свойства - пластичность и мягкость. (Приложение 1, фото 3).

Практический опыт 4. Исследование сушки сырой глины

Цель: изучить процесс сушки сырой глины.

Сырье : глина

Ход работы : Кусочек увлажненной сырой глины использовали для изготовления декоративной глиняной поделки. Глина легко поддается лепке, она мягкая и пластичная, поэтому можно вылепить любое изделие. В ходе практической работы была вылеплена фигурка собаки размером 10х10 см. Фигурку собаки из сырой глины оставили в помещении для просушки на воздухе. Время сушки составило одни сутки.

Результат : после сушки глиняное изделие изменило свой цвет. Сырая глина серо-зеленого цвета, а сухая глина - светло-серого цвета.

Вывод : при высыхании сырой глины происходит медленное испарение лишней воды. Изделие из глины приобретает свойства: изменение цвета, твердость.

Практический опыт 5. Обжиг глины

Цель: изучить процесс обжига глины.

Сырье :высушенная глиняная поделка.

Ход работы : высушенную глиняную поделку поместили в муфельную печь для обжига. Процесс обжига протекает при температуре 900-1010 0 С. Время обжига составляет 8 часов.

Результат : после обжига глиняное изделие приобрело другой цвет и стало более твердым. Сухая глина имеет светло-серый цвет, а обожженная глина - коричнево-оранжевый цвет.

Вывод : при обжиге глина теряет практически всю влагу и приобретает новые свойства: прочность и водонепроницаемость. (Приложение 1, фото 1).

Практический опыт 6. Покрытие лаком и красками глиняной поделки.

Цель: создание раскрашенной творческой глиняной поделки.

Сырье : обожженная глиняная поделка, краски, лак.

Ход работы : обожженную глиняную поделку расписываем красками и покрываем лаком.

Результат : после росписи красками получили красивую декоративную поделку.

Вывод : обожженные изделия можно покрывать красками и лаками, заливать глазурями для придания этим изделиям новых свойств: водонепроницаемость, гигиеничность, декоративность.

Заключение

В ходе работы узнала много новой интересной информации о глине, ее добывании, применении и свойствах.

Глина - это широко распространенная горная порода и вторичный продукт земной коры, осадочная горная порода, образовавшаяся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания. Она бывает разного цвета, это зависит от камня-создателя. Применяется для косметики, здоровья и омоложения. Огромное промышленное значение имеет производство строительных материалов из глины: кирпич, цемент и т.д.

В работе изучены и использованы следующие свойства глины с целью создания декоративной поделки: пластичность, водоупорность, влагоиспарение, высыхание и обжиг.

Гипотеза подтвердилась: различные свойства глины можно использовать для различного применения. Зная определенные свойства глины можно использовать ее для различных нужд. Полезные свойства глины: она применяется для косметики, здоровья и омоложения. Огромное промышленное значение имеет производство строительных материалов из глины: кирпич, цемент и т.д.

Выводы

1. Используя литературные источники были изучены общие сведения о глине, её свойства, значение и применение.

2. В практической части работы изучили и провели наблюдения за физическими свойствами глины.

3. В ходе работы проведены опыты и наблюдения с фотофиксацией полученных результатов. Исследовали физические свойства глины: мягкость, пластичность, хрупкость, теплоемкость, твердость, прочность, цвет, водонепроницаемость. Все вышеперечисленные свойства глины изучены и применены на практике при изготовлении глиняной поделки.

4. В практической части работы изготовлено декоративное глиняное изделие в форме собаки размером 10х10 см.

Список литературы

Габриелян О.С. Химия. 8 класс: учеб. для общеобразоват.учреждений - М.: Дрофа, 2013 - 267 с.

Крицман В.А. Книга для чтения по неорганической химии. Пособие для учащихся. - М.: Просвещение, 1975 - 303 с.

Нахтигаль В. Большая серия знаний. - М.: ООО «ТД «Издательство Мир книги», 2005 - 128 с.

Электронный ресурс: статья Глина на www.xHYPERLINK "http://www.xumuk.ru/"umuk.ru .

Приложения

Глина - один из древнейших строительных материалов, применяемых в строительстве по сей день. Свойство этого природного материала к затвердеванию в определённых условиях позволяет использовать его в различных целях при строительстве построек различного назначения - и жилых, и хозяйственных. Из глины делают несущие конструкции (саманные стены ), на ней заводят раствор для кладки печей (из неё же собственно делают и сам печной кирпич), её используют как утеплитель, а также глиной штукатурят стены. В связи с тем, что этот природный и экологически чистый материал может широко использоваться в строительстве , мы решили подготовить статью по вопросу применения глины в строительных целях.

Немного о глине

Глина - мелкозернистая осадочная горная порода, пылевидная в сухом состоянии, пластичная при увлажнении. Глина состоит из одного или нескольких минералов группы каолинита (происходит от названия местности Каолин в Китае), монтмориллонита или других слоистых алюмосиликатов (глинистые минералы), но может содержать и песчаные и карбонатные частицы. Как правило, породообразующим минералом в глине является каолинит, его состав: 47 % оксида кремния (IV) (SiO2), 39 % оксида алюминия (Al2О3) и 14 % воды (Н2O).

Al2O3 и SiO2 — составляют значительную часть химического состава глинообразующих минералов.

Диаметр частиц глин менее 0,005 мм; породы, состоящие из более крупных частиц, принято классифицировать как лёсс. Большинство глин - серого цвета, но встречаются глины белого, красного, жёлтого, коричневого, синего, зелёного, лилового и даже чёрного цветов. Окраска обусловлена примесями ионов - хромофоров, в основном железа в валентности 3 (красный, желтый цвет) или 2 (зеленый, синеватый).

Основным источником глинистых пород служит полевой шпат, при распаде которого под воздействием атмосферных явлений образуются каолинит и другие гидраты алюминиевых силикатов. Некоторые глины осадочного происхождения образуются в процессе местного накопления упомянутых минералов, но большинство из них представляют собой наносы водных потоков, выпавшие на дно озёр и морей.

Глина - это вторичный продукт земной коры, осадочная горная порода, образовавшаяся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания (ru.wikipedia.org).

Саманное строительство

Что из себя представляет саман ? Сам термин происходит от тюркского «солома». Подразумевает саман под собой строительный материал из глинистого грунта, высушенного на открытом воздухе.

Ещё в сравнительно недавнем прошлом этот материал имел достаточно широкое распространение в мире. По сей день саманные постройки повсеместно встречаются и в Азии, и в Европе, и на территории России.

Несмотря на то, что в настоящее время принято применять современные материалы, считающиеся более прочными и долговечными, существуют живые свидетельства того, что многие материалы современности в значительной степени уступают по прочности домам, построенным из глины.

Например, на сайте www.subscribe.ru в статье «саманное строительство» приводятся данные о том, что участники войны в Афганистане свидетельствовали о том, что при попадании из танка прямой наводкой в стену из самана она не разрушалась, а оставался только след.

Теперь немного о том, как сделать саман. На сайте www.subscribe.ru по этому поводу приводится следующая информация: Земля под ногами - основной источник материала для строительства. Песок и глина лежат практически везде. Для смеси всегда нужно также достаточно длинной, прочной, сухой соломы. Идеальная смесь содержит много грубого песка и немного глины.

Глины нужно ровно столько, чтобы склеить песок и солому, приблизительно в соотношении 3 или 4 к 1, песок к глине.

Большинство почв - смесь песка, глины и других примесей. Нужно понять Вашу почву и с ней работать.

Ил для самана не подходит. Избегайте почв с более чем незначительным содержанием ила. Ил снижает клейкость глины и непрочен на сжатие. Глина существенно отличается от ила. Глины усыхают линейно на 5-15 %, поэтому растрескиваются, если не смешать их с большим количеством песка и соломы. Когда же глина высыхает в пространстве между грубыми зёрнами песка, она плотно скрепляет их вместе. В результате получается на удивление прочный материал - саман.

Конечно, это лишь краткая информация о том, как сделать саман. Если вы хотите приготовить его правильно и профессионально, то вопрос поиска и подбора материалов, а также составления пропорций надо изучить более тщательно. Благо, интернет-ресурсы позволяют сделать это без особых затруднений.

Использование глины для кладки печей

Глина является основным материалом для приготовления раствора для кладки печей. Качество этого раствора оказывает прямое влияние на качество кладки, а значит и печи.

О том, как правильно приготовить раствор, приведём информацию из книги А.М. Шепелева «Как построить сельский дом»: «Правильно приготовленный глиняный раствор не трескается, прочно связывает между собой кирпичи и не выкрашивается. Трещины в швах кладки нарушают нормальную работу печи.

Толщина швов влияет на прочность кладки. Швы должны быть толщиной 3 мм (как исключение - 5 мм). Чем меньше в печи глины и больше кирпича, тем выше качество печной кладки. Вот почему, готовя глиняный раствор желательно отдельно просеять глину и песок через сита с отверстиями не более 3x3мм, а затем ещё раз процедить раствор.

Доза песка, добавляемого в глину, зависит от жирности последней: жирнее глина - больше песка, и наоборот.

Глину для раствора нужно хорошо размочить и промять. Делают это так. Берут большой крепкий ящик или бочку, заполняют их на 1/3 объёма глиной, заливают водой, тщательно перемешивают и оставляют на сутки или больше. Затем все перемешивают и, если надо, добавляют воду. Полученное глиняное молоко процеживают на сите с отверстиями не более 3×3 мм в другую ёмкость. Оставшиеся комки вновь заливают водой, разминают, добавляют глину и т. д.

Оставшуюся от глиняного молока воду сливают, используя её при замочке следующей порции глины. Отстоявшаяся глина должна иметь густоту сметаны.

Приготовив нужное количество глины, определяют её жирность и потребность в песке. Для этого берут какую-то одну объёмную часть процеженной глины (например, банку из-под консервов) и вливают её в ведро. Этой же меркой отмеряют 3 части песка, добавляют его небольшими порциями в глину и все перемешивают веслом или палкой. Если раствор сильно обволакивает весло (палку) - он жирный и нужно добавить песка. Если к веслу (палке) прилипают отдельные сгустки - раствор нормальной жирности и годен для кладки. Измерив «ставшийся песок, определяют жирность глины, вернее потребность в песке. Например, осталось 0,5 банки песка, значит, для приготовления нормального по жирности раствора на 1 часть глины требуется 2,5 части песка (состав 1:2,5).

Таким образом, в зависимости от качества глины на одну её объемную часть может потребоваться от 0,5 до 3-х и более частей песка.

Нормальный по жирности раствор не трескается, крепко связывает между собой кирпичи; жирный раствор сильно трескается, а тощий - непрочный.

Качество раствора можно проверить так. Из густого раствора скатывают шарик диаметром 5 см и делают лепешку толщиной 1 см и диаметром 10 см. И то и другое высушивают при обычной комнатной температуре. Высохнув, они не должны растрескиваться, а шарик при падении с высоты 1 м не должен рассыпаться. В этом случае раствор пригоден для кладки.

Готовят раствор на бойке или в ящике. Для этого грядкой насыпают отмеренную порцию песка, делают в ней углубление, наливают порцию приготовленного глиняного теста и все перемешивают до полной однородности. При необходимости добавляют воду, получая сметанообразную массу, легко сползающую с железной лопаты, но не растекающуюся по ней. При ощупывании между пальцами должен ощущаться сплошной шероховатый слой песчинок, а не скользкая с разрозненными песчинками глина.

Во время кладки глиняный раствор должен быть таким, чтобы при небольшом нажиме на него кирпичом, смоченным водой, он легко выдавливал из шва излишне наложенный раствор.

Для кладки 1000 кирпичей при швах толщиной до 5 мм требуется 250 л процеженного раствора.

Время, затраченное на процеживание раствора, с лихвой окупается удобством в работе».

Использование глины как утеплителя

Глина также используется в качестве утеплителя. Чаще всего её используют для утепления потолка. Для получения качественного утеплителя помимо глины применяют опилки.

На сайте www.domoustroi.ru приводится следующая информация по утеплению потолков этим способом: Потолок из глины и опилок отличается хорошей термостойкостью, легкостью в изготовлении, легким весом, противопожарным качеством и доступностью в цене.

Чтобы утеплить потолок и сделать потолок из глины и опилок, следует приобрести в первую очередь глину и опилки. Опилки сейчас приобрести не трудно, так как их даже раздают бесплатно самовывозом на предприятиях деревообработки. Даже если придется покупать опилки, то их стоимость будет ничтожна, по сравнению с другими материалами для потолка. Глина же будет немного дороже, но её нужно совсем мало, поэтому ее можно добыть и самому.

Итак, для начала подготовим потолочное перекрытие для будущего потолка.

Так как смесь глины и песка будет жидкой, то необходимо на потолочные доски что-либо постелить водонепроницаемое. Можно взять обычную пленку и пристрелять её к дереву обыкновенным строительным степлером. Некоторые под пленку застилают картон. Картон имеет гофрированный слой между плоскими слоям, это дает дополнительное утепление, но потолок становится более пожароопасным.

После того, как потолок застелен пленкой, можно приступать к замешиванию глино-опилкового раствора.

Для этого необходимо залить полную бочку водой и высыпать туда четыре-пять вёдер глины. Глина должна размочиться.

Перемешивать глину в бочке до того момента, пока она максимально не растворится. Вода должна приобрести характерный грязный цвет. Далее, залить в бетономешалку пару вёдер полученной смеси из глины и воды и засыпать опилками. Нельзя забывать добавлять глиняную воду по мере перемешивания опилок. Консистенция не должна быть ни густой, не жидкой.

Далее, замешав раствор, нанести его на потолок равномерным слоем 5-10 см. в зависимости от необходимого утепления и пригладить слегка утрамбовывая. Через несколько дней потолок должен подсохнуть, и если появятся небольшие трещины, то их проще всего затереть простой глиной, хотя можно оставить и так, потому, что трещины будут незначительные.

В данной статье мы рассмотрели различные случаи применения глины, а именно: строительство стен , приготовление раствора для кладки печей и утепление потолков . Во всех этих случаях глина является эффективным строительным материалом. В завершение следует заметить, что это не все варианты применения глины в строительстве, например, её применяют в производстве керамзита и цемента, поэтому этот природный материал безо всякого преувеличения оправдывает название этой статьи: «Глина - универсальный природный материал для строительства».

Статью подготовил Евгений ИЗМАЙЛОВ,

фото srubnbrus.com

1.Пластичность – это способность глин в увлажненном состоянии принимать под влиянием внешних воздействий требуемую форму и размеры и сохранять её без разрывов и трещин при сушке и обжиге. Пластичность зависит от минерального состава и тонкости частиц глины. Пластичность можно повысить:

введением пластифицирующих добавок

отмучиванием – отчистка глины от примесей песка

вылёживанием в водонасыщенном состоянии в течение нескольких месяцев.

Пластичность можно уменьшить введением отощающих добавок.

2.Усадка глины – это уменьшение линейных размеров глиняного сырца при сушке (воздушная усадка) и обжиге (огневая усадка). Усадку выражают в % от первоначального размера изделия.

Воздушная усадка имеет значение равное от 2 до 12% от первоначального размера изделия

Огневая усадка – 2-8%

Полная усадка складывается как сумма воздушной и огневой усадок.

3.Спекаемость глин илиповедение глин при воздействии высоких температур.

При температуре свыше 100 0 С из керамики удаляется физически связанная вода, затем выгорают выгорающие и порообразующие добавки, в интервале температур 450-750 0 С удаляется химически связанная вода – этот процесс сопровождается необратимой потерей пластичности.

В интервале температур 900-1000 0 С из остатков алюмосиликатов образуется новая фаза муллит , которая и придаёт керамики камнеподобное состояние.

Общая схема производства керамических изделий

Производство керамических изделий включает следующие этапы:

Карьерные работы,

Механическую обработку глиняной массы,

Формование изделий,

Их сушку,

Обжиг и декорирование поверхности.

Карьерные работы. Они включают добычу глины в открытых карьерах, транспортирование ее на заводы по производству керамических изделий и хранение промежуточного запаса глины. При хранении происходит т.н. вылеживание глины – технологическая операция, в результате которой, под действием переменной температуры и влажности, глиняные частицы распадаются на более мелкие агрегаты.

Механическая обработка глиняной массы . Она осуществляется с помощью глинообрабатывающих машин и имеет целью выделение или измельчение каменистых включений, гомогенизацию керамической массы и введение необходимых добавок.

Выделение каменистых включений из глины осуществляют, пропуская ее через винтовые камневыделительные вальцы или применяя другие специализированные машины. Практически полного выделения камней из глины можно добиться гидравлическим обогащением. Глину распускают в глиноболтушках, а затем пропускают через сито и обезвоживают. Измельчение глины производят после выделения каменистых включений. После измельчения глину с необходимым количеством воды и добавками проминают в специальных глиномялках, представляющих собой цилиндрическую конструкцию, в центре которой вращается вал с лопастями. В результате получают однородную (гомогенную) керамическую массу.

Формование керамических изделий. Задачей формования является придание глиняной массе геометрической формы и размеров будущего изделия. В результате образуется заготовка керамического изделия – сырец. Формование производят тремя способами:

- пластическое формование . Изделия стеновой керамики формуют из пластичных (с влажностью 18 – 28%) глиняных масс на ленточных шнековых прессах, которые могут быть вакуумными и безвакуумными при давлениях до 7 МПа;

- полусухое прессование. Оно производится в пресс-формах на одно или несколько керамических изделий. Керамические изделия формуются на гидравлических или механических прессах способом полусухого прессования под давлением 15 – 40 МПа из керамических пресс – порошков с влажностью 8 – 12%.

- способ литья (или шликерный ). Этим способом изготавливаются в основном тонкие глазурованные плитки на конвейерных автоматизированных линиях, а также изделия сложной конфигурации (например, санитарно-техническая керамика). При производстве плитки сырьевая масса с влажностью 40 – 60% разливается на керамические пористые поддоны и покрывается глазурным слоем. Двигаясь по конвейеру, керамическая масса быстро подсыхает на пористом поддоне и поступает сначала на зачистное, а затем на режущее устройство, разрезающее подсохшую массу на плитки заданного размера. При производстве сложных керамических изделий используют гипсовые формы.

Сушка сырца. Формовочная влажность изделий, изготовленных различными методами формования, различна. Перед обжигом изделие надо высушить до содержания влаги не более 5% во избежание неравномерной усадки и растрескивания при обжиге. Сушку проводят в туннельных сушилках, в которых по принципу противотока сырец движется навстречу потоку горячего воздуха или дымовых газов. Сушка протекает при t о = 120-150 о С в течении 16-36 часов. На современных автоматических заводах используют туннельные щелевые сушилки, в которых время сушки сокращается до 5-7 часов.

Обжиг изделий. Обжиг является важнейшим и завершающим этапом производства изделий строительной керамики. Для обжига используют кольцевые и туннельные печи . В кольцевых печах обжиг продолжается в течение 1,5 –3 суток, в туннельных печах от 18 до 24 часов, проходя зоны подогрева, обжига и охлаждения. Максимальная температура обжига составляет:

Для кирпича и камней керамических – 950 - 1100 о С;

Для облицовочной керамики - 1000 - 1200 о С;

Для санитарно-технической керамики - 1150 - 1300 о С;

Для кислотоупорной керамики - 1200 - 1300 о С;

Для огнеупорной керамики - 1350 - 2000 о С;

Декорирование изделий . Оно происходит либо в процессе формования (нанесение рельефной структуры на лицевую поверхность, торкретирование, ангобирование), либо после сушки или после обжига изделий (глазурование, окрашивание специальными красками). Поверхностное окрашивание осуществляется подглазурными и надглазурными красками. Подглазурные краски наносятся на неглазурованные изделия, которые покрываются глазурью и обжигаются. Надглазурные краски наносятся на глазурованные обожженные изделия и закрепляются последующим обжигом. Краски наносят различными способами: распылением с применением трафарета или без него, с помощью переводных рисунков, сериографией (продавливанием через сетку-трафарет цветных мастик с последующим их глазурованием и обжигом).

Глина - широко распространенная горная порода. Глина представляет собой горную породу, очень сложную и непостоянную как по составу входящих в нее минералов, так и по физическим и технологическим свойствам. Чрезвычайно разнообразны и условия образования глин.

Чистые глины, т. е. не загрязненные различными примесями, представляют собой породы, состоящие из очень маленьких частиц (около 0,01 мм и меньше), причем эти частицы относятся к определенным минералам. Многими исследователями они так и называются «глинистыми» минералами. Эти минералы являются сложными химическими соединениями, в состав которых входят алюминий, кремний и вода. В минералогии их называют водными алюмосиликатами.

Глины обладают способностью размокать, распускаться в воде на отдельные частицы, образуя, в зависимости от количества воды, либо пластичное тесте, либо «взвеси» (муть), т. е. такие жидкие смеси, в которых мельчайшие частицы глины находятся во взвешенном состоянии. Такие глиняные взвеси обладают ярко выраженной вязкостью.

Следовательно, глину можно определить как землистую горную породу, состоящую в основном из водных алюмосиликатов с величиной частиц менее 0,01 мм, легко распускающуюся в воде, с образованием вязких взвесей или пластичного теста, сохраняющего приданную ему форму после высыхания и приобретающего твердость камня после обжига.

СВОЙСТВА ГЛИНЫ

Свойства глин целиком зависят от их химического и минерального состава, а также от величины составляющих их частиц. Уже одни эти. факты указывают нам на важнейшие свойства глин.

Важнейшими свойствами глин являются:

1) способность"в смеси с водой образовывать тонкие «взвеси» (мутные лужи) и вязкое тесто;

2) способность набухать в воде;

3) пластичность глиняного теста, т. е. способность его принимать и сохранять любую форму в сыром виде;

4) способность сохранять эту форму и после "высыхания с уменьшением объема;

5) клейкость;

6) связующая способность;

7) водоупорность, т. е. способность после насыщения определенным количеством воды не пропускать через себя воду.

Из глиняного теста делают различные изделия - кувшины, кринки, горшки, миски и т. п., которые осле обжига становятся совершенно твердыми и не пропускают воду. Кирпичные заводы вырабатывают из глины строительные кирпичи, также обладающие большой механической прочностью. Это указывает еще на одно важное свойство глины - ее способность твердеть после обжига, давая материал, не размокающий в воде и непроницаемый для нее.

Глины могут быть всех цветов - от белого до черного. На Украине и в некоторых других районах белая глина служит материалом для побелки стен, печей и т. д. Когда хотят покрасить стены в цветные тона, берут желтые, красные, зеленые и другие глины. Таким образом, здесь мы имеем дело с новым свойством глины - с красящей и кроющей ее способностью.

На нефтеперегонных заводах используют некоторые сорта глин для очистки нефтепродуктов. Применяют их и для очистки растительных масел и жиров. Таким образом, мы сталкиваемся еще с одним свойством глины: с ее способностью поглощать из жидкости некоторые растворенные в ней вещества. В технике это свойство называется «сорбционной способностью».

Вследствие того, что глины содержат большое количество окиси алюминия, их применяют и как химическое сырье, главным образом для получения сернокислых солей этого металла.

Таковы важнейшие свойства глин, на которых основываются многочисленные виды их практического использования. Конечно, не все глины и не в одинаковой степени обладают перечисленными свойствами.

РАЗНОВИДНОСТИ ГЛИНЫ

Наиболее ценными для народного хозяйства являются следующие разновидности глин:

Каолин - глина белого цвета. В основном он состоит из минерала каолинита. Обычно менее пластичен по сравнению с другими белыми глинами. Он является основным сырьем для фарфорово-фаянсовой и бумажной промышленности.

Огнеупорные глины. Для этих глин характерен белый и серо-белый цвет, иногда со слегка желтоватым оттенком. При обжиге они должны выдерживать без размягчения температуру не ниже 1580°. Основными образующими их минералами являются каолинит и гидрослюды. Пластичность их может быть различной. Используются эти глины для производства огнеупорных и фарфорово-фаянсовых изделий.

Кислотоупорные глины. Эти глины представляют собой разновидность огнеупорных глин с небольшой примесью железа, магния, кальция и серы. Используются для химических фарфорово-фаянсовых изделий.

Формовочные глины - разновидность огнеупорных глин, обладающая повышенной пластичностью и повышенной связующей способностью. Они применяются в качестве связующего материала при изготовлении форм для металлургического литья. Иногда для этих целей применяются также тугоплавкие глины (при обжиге менее устойчивые, чем огнеупорные) и даже легкоплавкие-бентонитовые глины.

Цементные глины обладают различным цветом и разным минеральным составом. Вредной примесью является магний. Применяются эти глины для получения портланд-цемента.

Кирпичные глины - легкоплавкие, обычно со значительной примесью кварцевого песка. Их минеральный состав и цвет могут быть различными. Применяются эти глины для производства кирпича.

Бентонитовые глины. Основным образующим их минералом является монтмориллонит. Цвет их различный. Они сильно набухают в воде. Обладают более высокой отбеливающей способностью, чем другие глины. Применяются эти глины для очистки нефтепродуктов, растительных и смазочных масел, при бурении скважин, а иногда, как отмечалось ранее, - при изготовлении литейных форм.

В промышленности и технике нередко называются и другие разновидности глин: гончарные, черепичные, сукновальные, керамические, буровые, фаянсовые, фарфоровые, капсельные, строительные, красочные и т. п. Однако эти названия практически не характеризуют особых свойств глин.

В производственной практике встречается также деление глин на «жирные» и «тощие» (супеси, суглинки). Такое деление глин связано со степенью загрязненности их кварцевым песком. Кварцевый песок - наиболее частая и почти всегда преобладающая примесь в глинах, особенно в месторождениях глин остаточного типа. В «жирных» глинах песка мало, а в «тощих» его много.

Как уже указывалось, глины широко распространены в природе и обычно залегают на небольшой глубине от поверхности. Все это делает их дешевым видом минерального сырья. Однако перевозки их на дальние расстояния нецелесообразны. Поэтому их как минеральное сырье стараются по возможности использовать на месте. Например, все кирпичные и черепичные заводы обязательно строятся на самом месторождении глин, так как гораздо целесообразнее подвозить к заводу более дорогое топливо, чем огромные массы влажной и очень тяжелой глины.

Однако не все разновидности глин встречаются повсеместно. Некоторые разновидности их залегают только в отдельных, немногих районах. Между тем спрос на них очень большой, а потребители (заводы, стройки и т. д.) нередко удалены от места добычи на многие сотни и даже тысячи километров. В таких случаях дальние перевозки глины становятся неизбежными.

Глины относятся к минеральному сырью массового потребления. Они используются в самых разнообразных отраслях народного хозяйства, для самых различных целей. Вот только некоторые из них:

Кирпичное производство

Это самый крупный потребитель глин. Оно не предъявляет к сырью особо строгих требований. Для выработки обычного строительного кирпича применяются широко распространенные легкоплавкие песчанистые («тощие») глины любого цвета. Месторождения таких глин встречаются почти повсюду и на них базируется большое количество местных кирпичных заводов.

Помимо «тощих» глин, кирпичное производство может использовать также «жирные» пластичные глины, однако в этом случае в них для придания кирпичам устойчивости при сушке и обжиге добавляется кварцевый песок. Кирпичные глины не должны содержать щебня, гальки, гравия, крупных кусков известняка, гипса и других примесей. Обжиг строительного кирпича производится при температуре 900-1000°.

Наряду с небольшими кирпичными заводами, обслуживающими мелких потребителей, у нас в стране близ крупных промышленных центров и больших новостроек создаются мощные, полностью механизированные предприятия, выпускающие ежегодно много миллионов кирпичей. Такие предприятия требуют мощных сырьевых баз, подготовка которых является важнейшей народнохозяйственной задачей.

Производство цемента

Портланд-цемент представляет собой тонко размолотый порошок, полученный из обожженной при температуре 1450-1500° смеси глины и известняка (с небольшой добавкой гипса). Эта обожженная смесь носит в технике название «клинкер». Клинкер может готовиться либо из мергеля, представляющего собой природную смесь известняка с глиной, либо из искусственной смеси их примерно в соотношении 1 часть глины и 3 части известняка.

Качественные требования к глинам, используемым в портланд-цементной промышленности, не отличаются особой строгостью. Вполне пригодны широко распространенные песчанистые бурые и красные глины, даже при очень большом содержании железа (до 8-10%). Вредной примесью является окись магния. Не допускается присутствие крупного песка, гальки, щебня и других крупных частей. Возможность использования той или иной разновидности глины в значительной мере зависит от химического состава смешиваемого с ней известняка и определяется практически в каждом конкретном случае.

Глинит-цементом называется порошок, полученный путем совместного помола обожженной глины при температуре 750-900°, сухой гашеной извести и гипса в соотношении 80: 20: 2.

Искусство

Пластичные зеленые, серо-зеленые и серые глины широко применяются в скульптуре. Обычно все скульпторы первоначально - создают свои произведения из глины с последующей отливкой их из гипса или бронзы. Только в редких случаях глиняный оригинал подвергается обжигу. Обожженная, не покрытая глазурью глиняная скульптура называется «терракотой», глазурованная - «майоликой».

Прочие потребители

Имеется еще много отраслей промышленности, применяющих глины. К ним относятся, например, мыловаренная, парфюмерная, текстильная, абразивная, карандашная и ряд других.

Глины, кроме того, широко используются и в быту, особенно в сельском хозяйстве: для кладки печей, глинирования токов, побелки стен и пр. Большие перспективы имеет применение набухающих глин бентонитового типа при постройке плотин, водохранилищ и других подобных сооружений. Глина - важное и необходимое для многих отраслей народного хозяйства полезное ископаемое.

Глина является очень распространённой горной породой. Сложная, как по составу, так и по физико-технологическим свойствам. Чистая порода состоит из сложных химических соединений - «глинистых» минералов, в состав которых входят алюминий, кремний и вода. В минералогии их называют водными алюмосиликатами.

Свойство глины зависит от её химического и минерального состава. Землистая порода - глина легко распускается в воде, образовывая «взвеси» (муть) или пластичное тесто, которое сохраняет приданную ему форму после высыхания и приобретает твердость камня после обжига. Также ещё одним свойством глины можно считать «сорбционность» - способность поглощать из жидкости некоторые растворенные в ней вещества. Так как в глине содержится большое количество окиси алюминия, её применяют в качестве химического сырья, для получения сернокислых солей.

Характеристика и виды

Всю существующую глину для удобства эксплуатации разделили на такие виды:

• Каолин - самый востребованный вид, белого цвета, состоящий из минерала каолинита. Применяется в фарфорово-фаянсовой и бумажной промышленности.
• Огнеупорная глина , бывает белого или серого цвета. При обжиге выдерживает температуру примерно 1580°. В состав входят минералы каолинита и гидрослюды. Используют для изготовления огнеупорной посуды.
• Кислотоупорная глина - это разновидность огнеупорной глины, в состав которой входит железо, магний, кальций и сера.
• Формовочная глина - обладает повышенной пластичностью и связующей способностью. Используют в виде скрепляющего материала при изготовлении ёмкостей для металлургического литья.
• Цементная глина обладает богатой цветовой палитрой. Входит в состав портланд-цемента.
• Кирпичная глина - легкоплавкая, в состав входит значительная примесь кварцевого песка. Широко используют в кирпичном производстве.
• Бентонитовая глина - главным образующим минералом, является монтмориллонит. Богатая цветовая гамма. Обладает самой высокой отбеливающей способностью. Данный вид незаменим при очистке нефтепродуктов, растительного и смазочных масел.
• Минеральная природная глина - используется в медицине и косметологии

(На картинке разновидность косметической глины )

В производственной практике глину подразделяют на «жирные» и «тощие» группы. Всё зависит от степени загрязненности их кварцевым песком. В «жирных» глинах песка не много, а в «тощих» его большое количество.

Месторождение и добыча

Глина широко распространена в природе, залегает на небольшой глубине. Всё это способствует невысоким затратам при добыче, делая сырьё дешёвым. Обычно на самом месторождении глины строятся кирпичные и черепичные заводы. Самые большие месторождения глины находятся на территории Украины и России. Сравнительно небольшие скопления породы имеются в Грузиии, Казахстане, Узбекистане, Туркмении и других странах СНГ.

Применение глины

Глину можно отнести к минеральному сырью массового потребления. Она используется в самых разнообразных отраслях, например в хозяйственной, где изготовляют посуду и другие изделия. В строительной, для производства строительного кирпича любого цвета и цемента. А так же в промышленности: мыловарении, парфюмерии, текстиле и многих других.

Заводы используют определённый вид глины для очистки нефтепродуктов, растительных масел и жиров. Незаменима глина и в искусстве, пластичная цветная глина является отличным материалом для создания скульптур. Широкую популярность заслужила в сельском хозяйстве: для кладки печей, глиняных потолков, побелки стен и пр.