Вступ

Існуюча наукова гіпотеза (думка) твердить про початок діяльності людини в старокам'яну добу (палеоліт) (100000 р. до н.е.) в т.зв. мустьєрську добу. В цю добу людина навчилась видобували вогонь і разом з цим обробляли глину, готуючи примітивний посуд для своїх потреб.

Перші витвори мистецтва з глини (статуетки) датуються 23000 р. до н.е.

На території України поява таких статуеток відноситься до доби пізнього палеоліту (епохи оріньокська-солютрейська-мадленська – 25000-15000 р. до н.е.).

Біля 9000 р. до н.е. в Японії склалася культура Дзйомон – ремісники оздоблюють глиняний посуд узорами.

Ще в новокам’яну добу (неоліт) (7000-6000 р. до н.е.) на території України людина починає виробляти посуд з глини з різними прикрасами і гончарство дуже облегшує життя.

Найстаріші будови в Західній Азії із цегли-сирцю датуються біля 8000 р. до н.е. А побудова першого міста Чатал-Хююк (Турція) із цегли-сирцю датується біля 6000 р. до н.е. В будинках, що прилягли один до другого споруджених із цегли-сирцю в цей час жило більше 5000 мешканців. В головній кімнати будинку цього міста стояли лавки на яких сиділи і спали були місця для ватри і піч. Міщани займалися зброярством, ткацтвом і гончарством. Біля 4500 р. до н.е. широкого розмаху набирає гончарство в Намібії.

Ще в кам’яному віці в Китаї будували глинобитне житло з дахом в формі конуса, а починаючи десь біля 5000 р. до н.е. стали будувати їх із цегли сирцю.

Біля 4000 р. до н.е. мешканці західного побережжя Африки виготовляють глиняний посуд.

Біля 2500 р. до н.е. в долині ріки Інд (Індія) великими містами були Харапп, Мохенфно-Даро та Лахол. Харап і Мохенджо-Даро зайняли площу біля двох квадратних кілометри. В кожному місті будували храм, громадські басейни для омивання з підігрівом води, великі споруди (можливо дитинці) та зерносховища.

Будинки будувались двохповерховими із випаленої цегли і для захисту від вологи стіни і дахи покривались бітумом. Місто процвітало на протязі 1000 років. І біля 1700 р. до н.е. воно було зруйноване землетрусом і наводненням.

1. Класифікація глин і визначення показників

Глини, як сировина для кераміки, представляють собою групу гірських порід, які складаються із глинистих мінералів і являються сировиною для кераміки класифікуються за слідуючи ми ознаками:

за вогнетривкістю;

за вмістом оксиду алюмінію (Al2O3);

за вмістом красячих оксидів (Fe2O3 і TiO2);

за вмістом водорозчинних солей;

за мінеральним складом;

за вмістом тонко диспансерних фракцій;

за вмістом тонкодисперсних фракцій;

за вмістом крупнозернистих включень;

за пластичністю;

за механічною міцністю на згиб в сухому стані;

за стікаємостю;

за вмістом вільного кремнезему.

Показники за даною класифікувати встановлені Держстандартом 9169-75, який діє на даний час.

Визначення показників якості глинистої сировини повинно проводитись:

вогнетривкість – Держстандарт 4069-69;

вміст оксиду алюмінію (Al2O3) – Держстандарт 2642.1-71;

вміст хлор-іонів в водяні витяжці – Держстандарт 21216.7-75

вміст кальцію і магнію в водяній витяжці – Держстандарт 21216.6-75;

вміст сульфат-іонів в водяній витяжці – Держстандарт 21216.8-75;

вміст двоокису вуглецю – Держстандарт 21216.5-75;

мінеральний склад – Держстандарт 21216.10-75;

вміст тонко диспансерних фракцій – Держстандарт 21216.2-75;

вміст крупнозернистих домішок – Держстандарт 21216.4-75;

пластичність – Держстандарт 21216.1-75;

міцність – Держстандарт 19609.22-74;

спікаємість – Держстандарт 21216.9-75;

вміст вільного кремнію – Держстандарт 21216.3-75

2.1. Глина в природі

Глина в сухому стані – кусковий сипучий матеріал дуже різноманітний за своїм складом і властивостями мінеральних сумішей, які при замочені водою набирають пластичних властивостей, здатні формуватись, висихати та при випалюванні перетворюватися в щільний матеріал.

Глина утворюється внаслідок природного фізичного і хімічного вивітрювання польовошпатових гірських порід таких як граніт, абсид (вулканічне скло), туф, а також при розрушенні гнейсів.

Глини бувають первинні (еллювіальні) це ті що знаходяться на місці утворення, і вторинні, цебто перевідложені водними потоками та вітром. Воринні глини мають слоїсту будову пласту. Вторинні глини в процесі їх переносу водою чи вітром можуть втрачати певні складові частини або забруднюватись побічними домішками (мінералами) в різних кількостях. Що пояснює строкатість глин по зовнішньому виду, хімічному складу та технологічних властивостях в межах одного родовища.

2.2. Види вторинних глин

В природі існує, в основному, три види вторинних глин.

Делювіальні глини – це глини перенесені дощовими та сніговими водами на невелику віддаль від місця свого походження. Характеризуються слоїстістю, дуже не однорідністю по хімічному складу та фізичних властивостях, часто засмічені різними домішками.

Льодовикові глини – переміщені при насуванні льодовиків. Вони залягають лінзами і відзначаються великим вмістом великих та дрібних камінних включень.

Лесовидні глини переносяться вітром. Характеризуються однорідністю складу, пористою будовою та високим вмістом пилу.

2.3. Мінеральна характеристика глин

Глина складається із основних глиноутворюючих мінералів та мінералів примі сей та ряду мікропримісей. До групи глинястих мінералів відносяться.

Каолінітові група, яка включає в себе найбільш поширений глинястий мінерал каолініт, характеризується слоїстою будовою. Розмір лусочок – біля 0,001 мм. Має гідрофільні властивості. З водою утворює пластичне тісто, мало набухає, мало чутливий при суміші та випалу.

Каолініт входить в склад переважної більшості глин, в основному вогнетривких, трудноплавких та каоліну, що являється сировиною в тонкій кераміці (порцеляна, фарфор, фаянс).

Гідрослюдиста група (іпіт, московіт) – найбільш поширена різновидність в легкоплавких глинах та в невеликих кількостях – в вогнетривких глинах. Слюдоподібні пластинки або лєдска різної товщини. Характеризується гідрофільними властивостями. Розмір частинок менше 0,001 мм.

Монтмориланітова група, до складу якої входить власне мінерал, монтморилоніт, а також нонтроніт, бейделіт, який складається із складних гідро алюмосилікатів і містить Са, Mg, Na, Fe. По своїй будові це лусковидні частинки. Характерною ознакою для них є властивість набухань. Мінерали цієї групи входять в склад відбілюючи (бентонітових) та високопластичних глин. Розміри частинок менше мікрона.

2.4. Домішки

Домішками в глині слід вважати такі мінерали як кварц, карбонати кальцію та магнію, гіпс, польовий шпат, слюда та ряд розчинних солей (NaCl кухонна сіль + KCl - сільвін).

2.5. Хімічний склад глин

За хімічним складом глини являють собою сполуки в формі окислів, солей, органічних речовин та води.

В склад поширених глин входять окисли в таких межах:

- двоокис кремнію (SiO2) від 60 до 85%;

- окис алюмінію (Al2O3) не менше 5%;

- окис заліза (Fe2O3) і закисзаліза (FeO) не більше 14%;

- сума окисів кальцію (CaO) і окис магнію (MgO) не більше 20%;

- сума окисів натрію (Na2O) і калію (K2O) – не більше 7%.

Двооксид кремнію (SiO2) в глину входить в зв’язаній формі (SiO2) – кварц.

Складає скелет речовини.

Окис алюмінію (Al2O3) находиться в глині в зв’язаній формі в складі глиноутворюючих мінералів. Він є найбільш трудно плавким окислом. З підвищенням вмісту окису алюмінію в глині підвищується її пластичність та міцність виробів.

Окис заліза (Fe2O3) міститься в основному в складі домішок до глини і придає виробам після їх випалу переважно червоного кольору.

Окис кальцію (CaO) та оксид магнію (MgO) входять в склад карбонатних порід – вапняка, кальцита, доломіту і знаходяться в глині в формі карбонатів CaCO3 і MgCO3. наявність карбонатів в формі зерен приводить до розрушення глиняних виробів.

Окисли лужних металів являються плавнями і сприяють міцності і щільності виробу.

2.6. Зерновий склад

Глина за зерновим складом поділяється на високодисперсну, якщо вона містить фракції менше 0,01 мм більше 85% і фракції менше 0,001 мм 60%, дисперсну, якщо в неї входять фракції менше 0,01 мм, 40 до 855 і фракції, менше 0,01 мм 20 до 60%, грубо дисперсна, якщо відповідно тих фракцій менше 40% і менше 20%. Більш дисперсна глина є пластичніша. Фракції розміром більше 2,0 мм рахуються домішками.

2.7. Технологічні властивості глини.

До найбільш важливих технологічних властивостей глин належать пластичність, повітряне лінійне скорочення (при сушці), чутливість до сушки, лінійне скорочення при випалі.

Пластичність це здатність глини давати при добавленні води давати масу, яка під дією зовнішніх зусиль може без тріскання приймати форму і зберігати її після зняття цих зусиль.

Пластичність залежить від мінерального складу глини, розміру і форми її частинок. По числу пластичності глини розподіляють на п’ять класів: високопластична, середньопластична, помірнопластична, малопластична і непластична (не творить пластичної маси).

Повітряним лінійним скороченням глиняної сировини називають зміну при сушці лінійних розмірів та об’єму відформованих із цієї сировини взірців. Повітряне лінійне скорочення для глин складає від 2 до 8%.

Чутливість глини до сушки характеризують тріщеностійкість глини і визначається коефіцієнтом Кr, який визначається за формулою: