Классификация глин по размеру частиц (по л. Б. Рухину)

Породы	Глины	Содержание частиц, %
		Коллоидные 0,001 мм		Пылеватые 0,001–0,01 мм		Алевритовые 0,01–0,1мм		Песчаные 0,1–1,0мм
Типичные коллоидные			50		26–50	25		5
			в сумме 75
Пылеватые			26–50		50	25		5
			в сумме 50–75
Алевритистые			в сумме 50–75				25		5
Алевритовые			в сумме 50–75				26–50		5
Песчанистые			в сумме 50–75				25		25
Песчаные			в сумме 50–75				25		26–50

Состав глин определяется наличием тонкодисперсных выделений минералов водных алюмосиликатов. В некоторых из них алюминий полностью или частично заменен магнием или железом, в других в значительных количествах присутствуют щелочи или щелочные земли. Свойства глинистых пород обусловлены химическим составом и относительным содержанием минералов, степенью их кристалличности, наличием примеси неглинистых минералов и их формой.

Качество и свойства глин обычно определяют области их применения. Пластичность глин зависит от минерального состава, степени дисперсности, наличия коллоидных веществ, способности удерживать воду и связывать частицы непластичных минералов в однородную массу. Присутствие в глинах гуминовых соединений повышает их пластичность. Пластичные связующие глины при добавке более 50 % отощающих материалов дают формирующееся тесто. К наиболее высокопластичным глинам относят монтмориллонитовые, к низкопластичным – высокодисперсные каолинитовые, бейделлитовые и гидрослюдистые. По степени пластичности глины разделяются на пластичные (размокающие в воде), полупластичные (размокающие в воде частично) и непластичные (совершенно не размокающие в воде).

Воздушная и огневая усадка глин проявляется в уменьшении их объема при сушке (до 10 % и более) и обжиге (до и более 20 %). Усадка зависит от пластичности, дисперсности и формовочной влажности глины. Для уменьшения величины усадки добавляют отощающие мате-риалы.

Спекаемость связана с расплавлением легкоплавких минералов и происходит после выделения из глины конституционной воды, что приводит к резкому уменьшению ее пористости. Температура спекания у глин разного состава изменяется от 450 до 1400°С. В состав спекающейся массы входит стекло, первичные и новообразованные (муллит, кристобалит и др.) минералы. В обожженном образце различают пористость истинную (отношение суммы объемов всех пор к общему объему изделия) и кажущуюся (отношение суммы объема, сообщающихся между собой и атмосферой, к общему объему изделий).

По огнеупорности глины разделяются на огнеупорные (температура плавления более 1580°С), тугоплавкие (температура плавления 1350-1580°С), легкоплавкие (температура плавления менее 1350°С). Высокой огнеупорностью отличаются каолиниты (температура плавления 1770°С), а также галлуазит-каолинитовые и каолинит-гидромуско-витовые минеральные ассоциации. К легкоплавким глинам относятся монтмориллонитовые, бейделлитовые и гидрослюдистые. Присутствие в глинах свободных гидратов глинозема приводит к повышению огнеупорности, наличие оксидов железа, сульфидов, кальцита, гипса и других легкоплавких примесей понижает температуру их плавления.

В керамическом производстве важное значение имеет интервал спекания, определяемый разностью температур спекания и плавления глины. У разных по составу глин эти интервалы колеблются от 100–150°С для низкоплавких и до 400°С для тугоплавких и огнеупорных глин.

Цвет глин определяется: наличием оксидов железа (III), окрашивающих глины в розовый, бурый и красный цвета; оксидов железа (II), придающих синеватую и зеленоватую окраски; оксидов марганца, придающих буроватые оттенки; органического вещества, которое обусловливает палевые, серые, черные или розовые цвета. Важными примесями, окрашивающие глину после обжига, являются соединения железа и формы их вхождения, температура обжига, наличие компонентов (углекислый кальций), ослабляющих красящее действие оксидов железа, оксиды титана, оксиды марганца и ванадия.

В производстве изделий строительной керамики широко используются легкоплавкие глины и суглинки. Строгой зависимости между их свойствами и качеством готовой продукции не прослеживается. Поэтому возможность использования глинистого сырья устанавливается по качеству готовых изделий. Важнейшие требования к качеству легкоплавких глин и суглинков приведены в табл. 3.6.

Таблица 3.6