Глина — определение, свойства, образуване и приложения
Глина: определение, свойства, образуване и приложения — всичко за видовете, пластичността, произхода и употребите й в керамика, строителство и екология.
Глината е финозърнест силикатен минерал, който се получава при разпадането на скалите. Влажната глина е мека и може да се оформя за направата на керамика, тухли и други неща. Когато се оформи и след това се изпече в пещ, за да стане твърда, тя се превръща в керамика. Допълнително, глината най-често е смес от няколко различни глинести минерала (например каолинит, илит, смектит/монтморилонит и др.), плюс недиспергирани кварцови и полевшпаткови частици и следи от органични вещества и оксиди.
Определение и състав
При геолози и инженери с термин "глина" често се означава както минералогичната съставка (глинести минерали), така и фракцията от почвата с много малки частици. Глинестите минерали са фило-силикати с пластинчата кристална структура, които задържат вода и йони между листовете си. Това им дава специфични свойства като пластичност при намокряне и способност за обмен на катиони (CEC — cation exchange capacity), която е важна за почвеното плодородие и за индустриални приложения.
Физични и химични свойства
- Пластичност и кохезия: Влажната глина става пластична благодарение на водния филм около частиците и електростатичните взаимоотношения между тях; при изсъхване се втвърдява и често се напуква (свиване).
- Свиваемост и подуване: Някои глинени минерали (особено смектитовите) абсорбират вода и набъбват значително, което е критично за строителството и пътищата.
- Тиксотропия: Някои глини намаляват вискозитета си при механично възбуждане и постепенно възстановяват структурата си — поведение, което може да предизвика свлачища или проблеми при сондажи.
- Цвят и примеси: Цветът варира от бял (чиста каолинова глина) до червени/жълти при наличие на железни оксиди; органични вещества оцветяват глините в тъмни тонове.
- Специфична повърхност: Глинените частици имат много голяма обща повърхност спрямо обем, което увеличава адсорбцията и реактивността им.
Образуване и източници
Кварцът, фелдшпатите, железните оксиди и карбонатите могат да изветрят до размерите на типичен глинен минерал. Образуването на глината е добре проучено. Тя може да произхожда от почвата, вулканичната пепел и заледяването. Древните кални камъни са друг източник, тъй като те лесно изветряват и се разпадат.
Процесите включват химическо изветряне (хидролиза на полевшпати до каолинит и други глини), трансформация чрез подземни води, хидротермални изменения и механично смилане от ледници или реки. Вулканичната пепел, особено ако е богата на вулканско стъкло, лесно се трансформира в смектитни глини при взаимодействие с вода.
Размерна класификация и седиментология
Глината е най-фината разпознаваема частица в калните скали. По стандартни песъчни/глинести класификации частиците с диаметър по-малки от 2 микрона (µm) се считат за глина, а частиците в диапазона приблизително 2–63 µm за тиня (тиня, а не глина
— следвайте линка за дефиниции). Типична песъчинка има диаметър от 0,06 mm до 2 mm, така че глинената частица е многократно по-малка — често порядъци по-малка от песъчинка. Поради малкия си размер, глинестите частици остават в суспензия по-дълго и утаяват при по-спокойни водни условия, което обяснява често срещаното им наличие в тиховодни депозити и лагуни.Приложения и икономическо значение
- Керамика и порцелан: Основна суровина за съдове, плочки, санитарна керамика и изкуствени камъни.
- Строителство: Тухли, керемиди, циментови добавки, уплътнителни и хидроизолационни слоеве (например глинени бариери в депа).
- Индустрия: Петрохимия и сондажни течности използват глини с контролирани свойства; каолин се използва в хартията, смазочни материали, бои и козметика.
- Селско стопанство и екология: Подобрение на почвените свойства, задържане на хранителни вещества и изграждане на бариери срещу замърсяване.
- Медицински и потребителски продукти: Катни материали като котешки пясък, филтри, някои фармацевтични и козметични формули.
Геотехнически и екологични аспекти
Глините могат да бъдат проблематични при строителство: свиваемостта и подуването водят до пукнатини и нестабилност на сгради; плитките слоеве глина с висока пластичност могат да предизвикат свлачища, особено при тиксотропно поведение и насищане с вода. От друга страна, глинените бариери се използват за предотвратяване на просмукване в депа и канали поради тяхната ниска пропускливост.
Кратко обобщение
Глината е група финоразпределени глинести минерали и фракции от почви с уникални физико-химични свойства — пластичност, голяма специфична повърхност, способност за задържане и обмен на вода и йони. Тези качества правят глината ценна за много индустрии, но същевременно изискват специално внимание при инженерни проекти заради риска от свиване, набъбване и нестабилност.
Как изглежда глината: Естонската глина от епохата на кватернера
Въпроси и отговори
В: Какво е глина?
О: Глината е финозърнест силикатен минерал, който се получава при разпадането на скалите.
В: Какво може да се направи от мокра глина?
О: Мократа глина може да бъде оформена за направата на керамика, тухли и други неща.
В: Какво се случва с глината, когато се изпече в пещ?
О: Когато глината се изпече в пещ, тя става твърда и се превръща в керамика.
В: Какво често съдържа глината и защо?
О: Глината често съдържа малко вода, тъй като водните молекули полепват по малките зрънца. В глината може да има и органични материали.
В: Колко вида глинести минерали са разпознати на Земята?
О: На Земята има 35 признати вида глинести минерали.
В: Откъде идва глината?
О: Глината може да произхожда от почвата, вулканичната пепел, заледяванията и древните кални камъни, които лесно изветряват и се разпадат.
В: Каква е разликата между тиня и глина?
О: Когато зърната са широки повече от няколко милиметра, материалът се нарича тиня, а не глина. Глинената частица е широка около 1/1000 от песъчинката, което означава, че глинената частица ще се движи 1000 пъти по-далеч при постоянна скорост на водата, като по този начин изисква по-спокойни условия за заселване.
обискирам