 |
Гранулометрический состав глин.
|
|
|
|
Глины образовались в результате естественного выветривания магматических полевошпатовых горных пород – в основном гранитов, вулканического стекла, туфов, порфиритов, а также за счет разрушения метаморфических пород (гнейсов).
Полевые шпаты в результате выветривания превращаются в глинистое вещество, которое образуется в основном в виде минералов каолинита по следующей схеме:
К20.Al2O3.6SiO2+2H2O+CO2 = Al2O3.2SiO2.2H2O+К2C03+4SiO2
Причинами такого разложения полевошпатовых пород являются физическое (колебания температур, замерзание воды, кристаллизация солей), химическое (под действием кислорода воздуха, углекислоты, воды, органических кислот) и биологическое (жизнедеятельность микроорганизмов) выветривания.
Минералы коры выветривания образуются двумя путями – синтетическим, например преобразованием полевого шпата в отдельные окислы - Al2O3 и SiO2 и коагуляцией этих окислов в минерал состава каолинита и путем гидролиза первичных минералов.
Так как граниты составляют примерно 2/3 всех изверженных пород (т.е. их имеется в природе значительно больше, чем других), то в осадочных породах имеется наибольшее количество глин (как продукта распада наиболее распространенных минералов магматических пород – полевых шпатов, например, ортоклаза, альбита, анортита).
Подсчитано, что земная кора состоит из 95 % магматических пород и 5 % осадочных, из которых 4 % составляют только глины.
Образовавшиеся глинистые минералы в зависимости от местных условий либо оставались на месте образования, либо переносились водой и льдом или ветром в другие места. В 1-ом случае глины называют остаточными или первичными (элювиальными), во 2-м – осадочными или вторичными.
|
|
|
Гранулометрический состав глин. В состав глины входят различные по крупности частицы: 5,0—0,14 мм — песчаные фракции; 0,14—0,005 мм — пылевидные фракции и мельче 0,005 — глинистые фракции. Огнеупорные глины являются высокодисперсными, содержание в их составе фракций меньше 0,001 мм составляет 60—80%- В легкоплавких глинах преобладают фракции 0,01—0,005 и 0,005—0,001 мм, содержание же фракций с размером зерен меньше 0,001 мм редко превышает 50%, а иногда их содержание составляет 6—10%- Большое влияние на связующую способность глин и их усадку оказывают фракции меньше 0,001 мм.
Чем больше содержание глинистых частиц, тем выше пластичность. Пластичность можно повысить добавлением высоко-пластичных глин. Понизить пластичность можно добавлением непластичных материалов, называемых отощителями,— кварцевого песка, шамота, шлака, древесных опилок, крошки угля.
Классификация глинистого сырья по основным признакам.
Глинистое сырье классифицируется по огнеупорности, по содержанию красящих окислов, по степени спекаемости, по пластичности, по содержанию тонкодисперсных и крупнозернистых фракций, по структуре, степени уплотнения, текстуре и т.д.
По огнеупорности: высокоогнеупорные – температура плавления – выше 20000С; огнеупорные – 1580-20000С; тугоплавкие – 1350-15800С; легкоплавкие – до 13500С.
По содержанию красящих оксидов Al2O3+TiO2 в прокаленном состоянии: высокоосновное – с содержанием Al2O3+TiO2 - более 40 %; основное – 30-40%; полукислое – 15-30%; кислое – менее 15 %.
По степени спекаемости: с ильноспекающиеся с водопоглощением черепка, обожженного при температуре 13000С (не более 2%); среднеспекающиеся с водопоглощением черепка, обожженного при температуре 1100-13000С (не более 5%); неспекающиеся - неспособное давать спекшийся черепок (с водопоглощением черепка не более 5%).
По степени пластичности: высокопластичные с числом пластичности более 25; средней пластичности – 15-25; умереннопластичные – 7-15; малопластичные – до 7; непластичные – неспособное при затворении водой давать пластичное тесто.
|
|
|
Группы глин в зависимости от содержания тонкодисперсных фракций, %
| Группа | Фракция, мкм, менее 10 | Фракция, мкм, менее 1 (0,001мм) |
| Высокодисперсная Среднедисперсная Низкодисперсная Грубодисперсная | Свыше 85 » 60-80 » 30-60 30 и менее | Свыше 60 » 40-60 » 15-40 15 и менее |
По содержанию крупнозернистых фракций: сырье с низким содержанием включений – не более 1% частиц размером более 0,5 мм; со средним -1-5%; с высоким – свыше 5 %.
В зависимости от размера включений: с мелкими включениями – менее 1 мм; со средними – 1-5 мм; с крупными – свыше 5 мм.
В зависимости от вида включений: с кварцевыми; железистыми; карбонатными; гипсовыми; органическими.
По структуре, определяемой характером излома: грубозернистые, тонкозернистые, плотные, пористые.
По текстуре: однородные, неоднородные (пестрые), слоистые.
По степени уплотнения и отвердевания: камнеподобные (обезвоженные толщи глин, аргиллиты, глинистые сланцы), пластичные, рыхлые (глины и суглинки).
По структурно-текстурным особенностям среди глин можно выделить алевролитовые разновидности (с преобладанием зерен крупностью от 0,001 до 0,1 мм), содержание обломочного материала в которых изменяется от 0,08 до 35 %.
Чистые глины имеют оптически-ориентированные и спутанно-волокнистое строение.
В бентонитовых глинах хорошо выражена реликтовая (древних эпох) пепловая структура.
Цвет глин меняется в большой гамме – от чисто белого до черного в зависимости от вида и количества примесей.
Лессы – разновидность глинистых материалов, состоящие из пылеватых частиц с большим количеством известковых включений – до 15-20 % и более от общего веса.
Классификация глинистого сырья по огнеупорности и степени спекаемости.
Пластичность глин и классификация глин по пластичности.
Пластичностью глин называется их способность давать при затворении водой тесто, которое под воздействием внешних усилий может принимать любую форму и сохранять ее после прекращения действия внешних усилий. Под водой затво-рения подразумевают количество воды, необходимое для придания глине нормальной рабочей консистенции, выражаемой в % от массы сухой глины. К навеске прибавляют воду при непрерывном постепенном перемешивании массы, пока глина не приобретает нормальной влажности. Для определения нормальной влажности глиняного теста пользуются прибором с иглой. При добавлении к глине более 28—30% воды глина теряет пластичность и превращается в жидкую текучую массу — шликер.
|
|
|
Количественной мерой пластичности (ГОСТ 9169—59) является разность влажностей между нижней границей текучести W1 и границей раскатывания глины в жгут W2.
Число пластичности П вычисляют по формуле
П= W1- W2
где W1 — влажность глиняной массы при нижней границе текучести, %; W2— влажность глиняной массы при верхней границе раскатывания, %
За число пластичности принимается среднее арифметическое двух определений.
В зависимости от числа пластичности П глины делятся на пять классов: высокопластичные с числом пластичности более 25. среднепластичные — от 15 до 25, умеренно-пластичные — от7 до 15, малопластичные — менее 7 и непластичные, не образующие пластичного теста.
Классификация глин по содержанию окиси алюминия и красящих окислов в составе.
Классификация глин по структуре. Текстура глинистых пород.
|
|
|
