Гидросиликаты алюминия

Более широкое использование в качестве сырья для изготовления различных видов строительных материалов получили гидросиликаты алюминия, образующие в своей массе глины и каолины. К ним относят в основном минералы: каолинит, диккит, накрит, галлуазит и метагаллуазит. Каолинит рассматривается как продукт разрушения и химического превращения полевошпатовых горных пород.

Каолинит и его разновидности кристалличны, пластинчатого строения, с водой каолинит образует пластичное тесто, а при обжиге дает муллит и кристобаллит.

Кроме минералов каолинитовой группы, в состав многих глин входят гидросиликаты алюминия, относящиеся к минералам группы монтмориллонита (монтмориллонит, бейделит и нонтронит) и минералы группы аллофана, а также гидрослюда в виде монотермита.

Перечисленные выше минералы совместно с другими им подобными и составляют основу промышленных глин и каолинов.

В природе глины, состоящие только из перечисленных выше минералов, в чистом виде встречаются довольно редко. Обычно они содержат различные примеси, среди которых доминирующее значение принадлежит кварцевым пескам, известнякам, магнезитам, железистым соединениям и др. В зависимости от минерального состава гидроалюмосиликатов и тех примесей, какие в них содержатся, свойства глин значительно отличаются друг от друга. Обычно глины и каолины содержат различное количество песка и в зависимости от этого их называют суглинками, содержащими на 1 часть глины от 3 до 7 частей песка, и супесями, содержащими от 7 до 10 частей песка, переходящими в глинистые пески при содержании последних свыше 10 и до 50 частей на 1 часть глины.

Если глины содержат значительное количество железистых соединений, их называют железистыми или охристыми. Глины, содержащие значительное количество известняков, называют мергелистыми.

Тонкодисперсная глинистая порода, содержащая в среднем 50% СаО и 50% А1₂O₃+Fе₂O₃+SiO₂, называется мергелем. Последние представляют собой основной вид сырья для получения портландцементного клинкера. Кроме мергелей и мергелистых мин, обращают на себя внимание флоридиновые или отбеливающие глины, благодаря своей пористости хорошо поглощающие основные пигменты из растительных и животных масел, легконабухающие, жирные, на ощупь мылоподобные глины; черные на вид пропитанные различными битумами — битуминозные глины, а также малопластичные и труднозатворяемые водой сухарные глины, сухари, глинистые слайды и сланцеватые глины.

Среди строительных материалов и для изготовления изделий строительного назначения глины находят очень широкое применение. Из глин изготовляют строительный и огнеупорный кирпич, черепицу, канализационные трубы, облицовочную керамику, плитки для полов, майолику и терракоту, технический и санитарный фаянс и многие другие изделия. Глины и каолины широко применяют при изготовлении фарфора и специальных масс, а также при изготовлении вяжущих веществ, в частности портландцемента. Технические свойства глинистого сырья для керамической промышленности регламентируются ГОСТом.

В соответствии с требованиями ГОСТа глинистые материалы разделяют на огнеупорные с показателем огнеупорности свыше 1580°C, тугоплавкие с огнеупорностью от 1350 до 1580°С и легкоплавкие — ниже 1350° С. По спекаемости глины могут быть сильноспекающимися (с водопоглощением обожженного образца не более 2%) и среднеспекающимися (более 5% водопоглощения). В зависимости от химического состава глины делят на высокоосновные — свыше 40% А1₂0₃+ТiO₂, основные — от 30 до 40%, полукислые —от 15 до 30% и кислые — менее 15% А1₂0₃+ТiO₂. Глины бывают высокопластичными с числом пластичности свыше 25, среднепластичными — от 15 до 25, умереннопластичными — от 7 до 15, малопластичными — менее 7 и непластичными.

Глинистое сырье также классифицируют по содержанию красящих окислов, наличию тонкодисперсных фракций, количеству и величине зернистости включений и по их виду.

В производстве изделий из глины особое значение имеет связность и связующая способность, адсорбционные свойства, изменение цвета при обжиге, окраска после него и ряд других свойств.