Навигация
3. Классификация
Глинистые породы классифицируются по физическим свойствам и минеральному составу.
По первому признаку в составе глинистых пород выделяют собственно глины и аргиллиты. Характерной особенностью глин является их способность размокать в воде и становиться пластичными, т. с. сохранять во влажном состоянии приданную им форму. Наиболее типичные свойства пластичных глин — их высокая общая и довольно низкая эффективная пористость, отсутствие проницаемости, высокая электрохимическая активность, средние значения удельного электрического сопротивления, магнитной восприимчивости, радиоактивности, механической прочности.
Аргиллиты в воде не размокают. Эго твердые камнеподобные породы, которые образовались в результате уплотнения глины, уменьшения ее микропористости, дегидратации коллоидов, перекристаллизации глинистых минералов и ряда других эпигенетических процессов, протекающих под воздействием гравитационной нагрузки или тектонических давлений. Аргиллиты являются первой стадией изменения глин на пути их превращения в глинистые сланцы. Аргиллиты широко распространены в геосинклинальных областях, в то время как на платформах они встречаются лишь на очень больших глубинах.
К аргиллитам можно также отнести сравнительно редкие каолиновые сухарные глины, образование которых связывают со старением и кристаллизацией выпавших в водоеме гелей А2Оз и SiО2 .
Аргиллиты, содержащие примесь пирокластического материала (от 10 до 50%), получили название туфоаргиллитов.
Глинистые породы характеризуются сложным минеральным составом. Кроме глинистых минералов они могут содержать обломочные зерна кварца, полевых шпатов, слюд, а также гидроокислы железа, карбонаты, сульфаты и прочие аутогенные минералы. Наличие обломочной примеси оказывает существенное влияние на степень пластичности глины.
За основу минералогической классификации глинистых пород принимается состав глинистых минералов. По этому признаку рассматриваемые породы подразделяются на олигомиктовые и поли-миктовые.
Олигомиктовые глины характеризуются преобладанием какого-либо одного глинистого минерала. Наиболее распространенными глинистыми породами олигомиктового состава являются гидрослюдистые, каолиновые и монтмориллонитовые глины.
Гидрослюдистые глины окрашены в желтовато-зеленые, серые, коричневатые или бурые тона. Особенностью их минерального состава является значительное содержание обломочной примеси. Характерно землистое сложение; текстура беспорядочная или слоистая. Гидрослюдистые глины малопластичны.
Гидрослюдами сложены преимущественно аргиллиты, представляющие собой твердую крепкую породу, часто с жирным блеском и раковистым изломом. Иногда в аргиллитах проявляется сланцеватость, которая способствует расчленению породы на остроугольные плитки.
Разновидностью гидрослюдистых глин являются породы, сложенные глауконитом. Глауконитовые глины обычно зеленого цвета, но иногда из-за обильной примеси органического вещества почти черные.
Каолиновые глины сложены минералом каолинитом. Обычно эти глины окрашены в светлые тона, жирны на ощупь, малопластичны, огнеупорны. Своеобразной разновидностью каолинов являются сухарные глины, встречающиеся в подошве угольных пластов. Они не размокают в воде, отличаются значительной крепостью и хрупкостью, часто имеют характерное брекчиевидное строение.
Монтмориллонитовые глины белого, светло-серого или желтовато-зеленого цвета, жирные на ощупь, иногда имеют сосковидный облик. Имеется две разновидности монтмориллонитовых глин — бентониты и флоридины. Для бентонитов характерно набухание— способность увеличиваться в объеме при поглощении воды. Объем образца бентонитовой глины при насыщении ее водой увеличивается в 40 раз, гидрослюдистой глины — в 9 раз, каолиновой не более чем в 3 раза. На бентонитовых глинах не развивается растительность, поверхность их после дождя превращается в студенистую массу, которая при высыхании покрывается трещинами и распадается на твердые остроугольные куски. В связи с набуханием присутствие бентонитовых глин обычно приводит к развитию оползневых явлений. Флоридиновые глины обладают высокой адсорбционной способностью. Структуры и текстуры монтмориллонитовых глин разнообразны. Бентониты, образовавшиеся за счет разложения туфогенных пород, характеризуются реликтовой пепловой структурой.
Полимиктовые глины содержат два или несколько глинистых минералов, причем ни один из них не является преобладающим. Макроскопический облик подобных глин весьма разнообразен. Они могут быть окрашены в бурые, коричневые, серые или зеленоватые тона. Полимиктовые глины обычно содержат значительное количество песчаной и алевритовой примеси и различные аутогенные образования — карбонаты, сульфаты, сульфиды, гидроокислы железа и т. п.
4. Химический состав
Химический состав глин колеблется в широких пределах, и входящие в состав глин оксиды по разному влияют на процесс получения конечные свойства керамики.
В глинах наиболее характерных видов содержится (в % по массе): кремнезема – 46-85, глинозема – 10-35, оксида железа – 0,2-10, диоксида титана – 0,2-1,5, оксидов щелочных металлов – 0,1-6, сернистого ангидрида – 0-0,5, потери при прокаливании (п.п.п.) – 8-14.
| Литологические разновидности глин | Содержание компонентов, % (от-до/среднее) на сухое вещество | ||||
| SiO2 | AI2O3 | Fe2O3 | TiO2 | п.п.п. | |
| Аргиллитиподобные | 36,09-58,31 44,4 | 26,73-40,55 36,11 | 0,09-4,29 1,41 | 0,5-5,37 1,92 | 10,19-16,0 14,32 |
| Аргиллитиподобные углистые | 31,4-49,94 40,09 | 24,92-41,42 33,45 | 0,28-3,1 1,85 | 0,38-4,58 1,72 | 46,0-33,0 20,72 |
| Пластичные | 31,88-77,44 47,0 | 25,25-40,87 32,24 | 0,41-4,19 2,65 | 0,18-4,31 1,72 | 7,05-16,0 13,14 |
| Пластичные углистые | 32,99-64,62 40,0 | 25,29-39,06 30,27 | 0,28-3,39 2,26 | 0,79-4,31 1,59 | 16,0-35,0 22,79 |
| Аргиллитиподобные пластичные и песчаные | 33,53-67,1 60,78 | 20,32-36,03 23,02 | 0,6-4,1 2,44 | 0,88-3,34 1,6 | 7,47-11,36 9,64 |
Примеси в глинах находятся в виде тонкодисперсных частиц либо включений и оказывает существенное влияние как на формовочные свойства глин, так и на свойства готовых изделий.
Кварцевый песок, количество которого может достигать в глинах по массе 60%, ухудшает пластичность, связующую способность глин и повышает трещинообразование на стадии охлаждения в процессе обжига, что, в свою очередь, приводит к снижению прочности и морозостойкости готовых изделий.
Оксид алюминия (глинозем – А1203) при повышенном его количество в глине приводит к увеличению температуры обжига и интервала спекания. А изделия с низким содержанием глинозма обладают невысокой прочностью.
Наличие железистых примесей (оксидов и гидроксидов железа, лимонит, пирит, сидерит) придает обжигаемым изделиям в зависимости от их количества цвет от светлокремового до красно-бурого. Глины с повышенным содержанием красящих оксидов железа могут слуюить природными пигментами: до 25% гидроксида железа – желтая охра, до 40% оксида железа -красная охра, до 60% оксида железа – яркокрасный сурик и др. В определенных количествах железистые соединения повышают количество керамических изделий, а также указывают на способность глин к вспучиванию.
Включения пирита и гипса являются причиной появления на поверхности готовых изделий зеленоватых выцветов и выплавов.
Наличие сульфатов вызывает после обжига появление на поверхности изделий высолов.
Карбонатные примеси (кальцит, доломит) понижают огнеупорность глин, сокращают интервал спекания, повышают пористость и понижают прочность готовых изделий. Тонкодисперсные примеси карбонатных пород практически не оказывает влияние на качество стеновой керамики, но очень вредны для производства изделий с плотным черепком – напольных плиток, канализационных труб, дорожного кирпича. Крупные же включения (более 1 мм) переходят при обжиге сырца в известь, которая гидратируется, поглощая водяные пары из воздуха или при увлажнении изделий в службе, резким увеличением объема, приводящим к появлению локальных вздутий («дутиков») либо полному разрушению изделий.
Оксид кальция в виде СаС03 также понижает температуру плавления, изменяет окраску обжигаемых изделий, придавая им желтый или розовый цвет, повышает пористость, снижает прочность и морозостойкость изделий.
Оксиды щелочных металлов являются сильными плавнями. Они понижают температуру обжига, повышают плотность и пористость изделий, ослабляют красящие свойства оксида железа.
Органические примеси (п.п.п.) в виде остатков растений и гумусовых кислот окрашивают изделия в темные тона, повышают пластичность за счет большого количества связанной воды и, следовательно воздушную осадку. С увеличением их содержания возрастает пористость, тем самым снижая механическую прочность изделий. Они полезны при получении стеновой керамики, но нежелательны в производстве напольных плиток, особенно бе-ложгущихся.
Минеральный состав глин отличается неоднородностью, однако в нем всегда преобладают глинистые вещества. В составе глинистого сырья в виде примесей встречаются зерна кварца, полевых шпатов, слюды, оксиды и гидрооксиды железа и марганца, а также органические вещества, растительные и животные остатки. В глинистом веществе может содержаться в большом количестве один или несколько минералов. Исходя из этого, глины подразделяют на мономинеральные, когда глинистое вещество состоит преимущественно из одного минерала, и полиминеральные, когда глинистое вещество состоит из нескольких минералов.
Глинистые минералы представляют собой водные алюмосиликаты
(xАl2О3 • ySiO2 • zH2O),
где х, y, z имеют различные значения.
К важнейшим глинистым минералам относятся: каолинит — Аl2О3 • 2SiO2 • 2Н2О, монтмориллонит — (Са, Mg)O • Аl2О3 • 4 — 5SiO2 • xН2О, гидрослюда (иллит) — К2О • MgO • 4Аl2О3 • 7SiO2 • 2Н2О и др.
Мономинеральные глины, состоящие преимущественно из каолинита или минералов каолинитовой группы, называют каолином. Каолин отличается от других глин высоким содержанием глинозема Аl2О3, меньшей пластичностью и обладает свойством придавать повышенную белизну обожженному керамическому материалу.
Похожие работы
... , сложенных известняками или доломитами. Мрамор довольно устойчив к «обычному» выветриванию, сохраняет крутые, вплоть до «отвесных», природные склоны. 3. Назовите основные физико-механические свойства горных пород, необходимые для проектирования и строительства. Опишите условия образования и строительные свойства морских грунтовых отложений Основные физико-механические свойства горных пород ...
... породы. 4. Если породы сложены аморфным веществом, это аморфные породы. Оформим в виде схемы приведенный алгоритм определения горных пород первого порядка. Напишем алгоритмы второго порядка определения отдельно для обломочных, глинистых, кристаллических и аморфных пород. Алгоритмы определения обломочных пород. Так как обломочные породы сложены обломками, то эти породы можно разделять ...
... как наполнители бетонов. Песчаники служат хорошими основаниями для сооружений; глины используют для производства кирпича; известняки – для получения извести и т.д. Заключение Осадочные горные породы – один из видов горных пород, которые образовались в результате осаждения солей в высыхающих водоемах – химические осадки, скопления остатков растительного и животного мира – органогенные, а ...
... пласты-коллекторы и уточнить их строение, определить параметры зоны проникновения фильтрата промывочной жидкости и истинное удельное сопротивление пластов. 2.2 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДА БК Боковой каротаж является разновидностью электрического каротажа по методу сопротивления. Он входит в группу модификаций электрического каротажа, в которых используются зонды с управляемым электрическим ...
0 комментариев