Все минералы, имеющие в своем составе полевой шпат при выветривании дают глину - всем известное землистое вещество, как правило, жирное на ощупь, которое повсеместно встречается как на поверхности земли, так и в глубине. Полевой шпат состоит из четырех основных компонентов: оксида алюминия (глинозема), оксида кремния (кремнезема), оксидов калия и натрия. При выветривании из шпата уходят последние два соединения, в результате чего собственно глина состоит из глинозема (39,5%), кремнезема (46,5%) и воды.
В чистом виде природная глина встречается редко, и, как правило, всегда содержит примеси: слюду, кварц, песок, углекислые соли кальция и магния, соединения железа. Содержание последних определяет ее цвет.
Свойства глины
Сухая глина хорошо поглощает воду, но намокнув, становится водонепроницаемой. После переминания и перемешивания она приобретает свойство принимать различные формы и сохранять их после высыхания. Такое свойство называется пластичностью. К тому же глина обладает связывающей способностью: с порошкообразными твердыми телами (песок) дает однородное "тесто", также обладающее пластичностью, но уже в меньшей степени. Очевидно, что чем больше в глине примеси песка или воды, тем ниже пластичность смеси.
По характеру глины делятся на "жирные" и "тощие".
Глины с высокой пластичностью называются "жирными", так как в замоченном состоянии дают осязательное ощущение жирного вещества. "Жирная" глина блестяща и скользка на ощупь (если такую глину взять на зубы, то она скользит), содержит мало примесей. Тесто", приготовленное из нее, нежное. Кирпич из такой глины при сушке и обжиге дает трещины, и во избежание этого к замесу прибавляют так называемые "отощающие" вещества: песок, "тощую" глину, жженый кирпич, гончарный бой, древесные опилки и проч.
Глины малопластичные или непластичные называются "тощими". На ощупь они шероховатые, с матовой поверхностью, и при трении пальцем легко крошатся, отделяя землистые пылинки. "Тощие" глины содержат много примеси (хрустят на зубах), при разрезании ножом не дают стружек. Кирпич из "тощей" глины непрочен и рассыпчат. Важным свойством глины является ее отношение к обжигу и вообще к повышенной температуре: если замоченная глина на воздухе твердеет, высыхает и легко вытирается в порошок, не претерпев при этом никаких внутренних изменений, то при высокой температуре происходят химические процессы и состав вещества меняется.
При очень высокой температуре глина плавится. Температура оплавливания (начала плавления) характеризует огнеупорность глины, которая неодинакова для различных ее сортов. Редкие сорта глины требуют для обжига колоссального жара -до 2000°С, трудно получаемого даже в заводских условиях. В этом случае возникает необходимость снижения огнеупорности. Снизить температуру оплавливания можно за счет введения добавок следующих веществ (до 1% по массе): магнезии, окиси железа, извести. Такие добавки называются флюсами (плавнями).
Окраска глин разнообразна: светло-серая, голубоватая, желтая, белая, красноватая, бурая с различными оттенками. Качество изготавливаемого кирпича не зависит от цвета глины.
Способ определения пластичности глины.
Небольшой кусок исследуемого материала замешивают до густоты "теста", не прилипающего к рукам. Скатывают шарик, диаметром 5 см. Затем его сдавливают двумя дощечками до тех пор, пока в нем не образуются трещины. У высокопластичных глин трещины появляются при степени сжатия шарика до половины диаметра, у глин средней пластичности - до 1/3, у "тощих" - при незначительном сжатии.
Глина, годная под кирпич, узнается также по ее способности "прилипать" к пальцам. Образец смешивается с водой и полученное "тесто" пробуют на "прилипание". Берут полную горсть сырой, тщательно размытой глины и делают из нее шар, который оставляют сохнуть на воздухе. Если полностью просушенный шар не развалился сам собой, а дал лишь незначительные трещины, и при этом на поверхности остался ясно различимый отпечаток пальцев, значит глина вполне пригодна для кирпичного дела". Если шар не развалился, но отпечатки пальцев на его поверхности плохо просматриваются, значит глина очень "тоща". "Тощую" глину можно исправить, прибавляя к ней "жирную" или отмучивая ее. Отмучивание глины - это довольно трудоемкая операция, направленная на удаление лишних примесей.
В случае удачной пробы необходимо провести более глубокое исследование. Для этого приготавливают пробные кирпичи, сушат их, а затем обжигают. Таким способом определяется количество песка, которое необходимо примешать к данной глине, а также степень ее огнеупорности, цвет после обжига и механические свойства. Пробные кирпичи делаются с разным количеством примеси песка, например: кирпич из чистой глины; 1 часть глины и 1 часть песка; 2 части глины и 1 часть песка; 1 часть глины и 2 части песка и т. д.
Образцы следует обязательно пометить, чтобы не перепутать. Затем пробы высушиваются. Те кирпичи, которые после сушки покоробились и дали трещины, указывают на то, что смесь сравнительно "жирна" и требует добавки песка. А те пробы, которые после просушки развалились, указывают на "истощенность" смеси.
Результаты высушивания пригодной пробы находятся примерно посередине между двумя описанными вариантами и кирпич из нее должен сохранить правильную форму. Окончательное суждение о необходимом количестве примесей делается только после пробного обжига, который можно проводить в русской печи, обычной комнатной, на углях и даже на костре. Если образец после обжига покоробился или дал трещины, это означает, что к "тесту" необходима добавка песка.
Опытным путем установлено, что в составе глины допустим небольшой процент примесной извести и оптимальным является следующее соотношение компонентов: кремнезем - 75 %, глинозем- 24 %, известь - 1 %. Большее количество извести вредит делу, так как при гашении она расширяется: кирпич дает трещины и разрушается.
Способ выявления извести в глине
Берут кусочек исследуемой глины, часть аккуратно срезают, следя за тем, чтобы поверхность среза была гладкой, и.дают просохнуть в тени. Затем срез поливают небольшим количеством столового уксуса или другим кислым раствором: водкой, лимонной выжимкой и т. п. Если в жидкости покажутся пузырьки, извести много.
Канаев А.М, Шадрин А.Е. Изготовление красного строительного кирпича
