Бентонитовая глина: описание и сферы применения материала

Бентонитовая глина — это материал природного происхождения, который отличается тем, что может применяться едва ли не всюду. Основной составляющей его является монтмориллонит. Именно благодаря ему она приобретает столь выдающиеся свойства гидрофильности и разбухания.

При этом отмечено, что если ограничить количество жидкости, вливаемой в нее, а так же пространство, то из нее возможно получить гель, отталкивающий влагу.

Помимо этого он обладает и следующими характеристиками:

1. Очищение воды;
2. Способность препятствовать механическому воздействию;
3. Прием любой формы без использования каких-либо сложных механизмов;
4. Задержание не только токсинов, но и влаги.

Кроме этого, отмечается, что в состоянии покоя бентонит способен разжижаться, тогда как при использовании его плотность существенно сгущается. Это и объясняет широкую сферу применения глины данного вида.

Выложить печь ˗ дело достаточно трудоемкое и требующее навыков и знаний.

Доверить такое ответственное дело нельзя несведущим людям, которые не владеют тонкостями профессии. Умение это складывается годами. Путем проб и ошибок печники оттачивали свое мастерство и ни с кем не делились своими секретами. Эти секреты нельзя найти ни в одном пособии. Раньше это дело передавалось от отца сыну или родственнику.

Одним из секретов являлся подбор кладочного печного раствора. Это было основой основ, потому что от раствора зависела долговечность печи и функциональные качества.

В зависимости от предназначения печи использовался и определенный раствор. Различные части в конструкции тоже требовали определенного состава смеси. Для топки требовался огнеупорный кирпич и раствор, для фундамента прочный, влагостойкий состав. Знание этих особенностей было необходимо, потому что от этого зависела жизнь и здоровье хозяев, долговечность сооружения.

Опытный мастер в своей работе использует как минимум 3 раствора чтобы сложить печь. Это связано с тем, что печь дает усадку и если неправильно подобран связующий раствор, она попросту может растрескаться и развалиться. При нарушении герметичности стенок печи люди могут отравиться угарным газом.

В печной топке температура пламени повышается выше 1000 градусов, образуются различные продукты горения. Поэтому нужно использовать только огнестойкие материалы. Они выдерживают не только повышенную температуру, но и действие продуктов горения. Топка должна быть абсолютно герметичной и прочной.

Универсальный растворов, используемый в укладке печи, является глиняный.

Преимущества глиняного раствора:

• Он простой и дешевый, особенно если печник сам находит глину;
• Огнестойкость;
• Устойчивость к воздействию агрессивных продуктов горения;
• Выдерживает температуру до 1100 градусов;
• Прочность при высыхании, вместе с кирпичом образуется практически монолит;
• Можно заново переложить печь, структура кирпича не нарушается;
• Раствор сохраняется неограниченное время. При высыхании можно в любое время размочить и использовать вновь;
• Устойчивый гидроизолятор.

• При смачивании глиняная кладка размокает и разваливается, поэтому эта кладка уместна только в закрытых помещениях или отштукатурена с применением влагостойкого раствора;
• Нужно знать, какая глина для чего подходит, уметь ее найти;
• Для приготовления раствора из глины требуются навыки и время.

Глина является осадочной породой из группы алюмосиликатов в сочетании с карбонатными частицами. Прочность придает кремний, а пластичность оксид алюминия в сочетании с водой. Различные незначительные примеси дают разнообразную окраску. Глина бывает белая, синяя, зеленая, красная, желтая, коричневая и черная.

Это древнейший строительный материал, который использовался человеком. Трудно переоценить роль этого невзрачного минерала в истории развития человечества. Люди оценили и поняли ее преимущества и научились использовать в своих целях. Это строения, печи, посуда, даже писали на глиняных табличках, которые сохранились до сих пор.

Глина применяется в медицине, косметологии, бумажной промышленности, в производстве посуды и керамических изделий, строительстве и других отраслях.

Свойства и характеристики

Огнеупорная глина должна храниться при определенных условиях. Длительное хранение сказывается на положительных свойствах огнеупорной глины. Опасным фактором для нее служит слишком влажный воздух.

Характеристики шамотной глины:

• От 2 до 10% влагопоглощения в случае с высокоожженым шамотом и 25% — с низкоожженым.
• Не больше 5% влажности.
• До 1850 градусов огнеупорность.

Такие показатели соответствуют требованиям ГОСТа.

Из одного пакета шамотной глины, который весит 20 кг, получается около 25 кирпичей. Если температура воздуха держится на уровне -10-+25 градусов, раствор после изготовления окончательно затвердеет только по прошествии 2 дней.

Абсолютную прочность раствор набирает по истечении 28 суток. Хранить в упаковке такую глину можно около 3 лет.

Использование бентонитита в огнеупорных средах без угля

Пеллетизация железной руды является одним из ключевых видов использования бентонитовых глин в офлегорий без угля. Бентонит используется в качестве потока, что делает стрельбу менее энергоемким процессом, и позволяет окисления магнетита гематита впереди доменной печи (16). Пеллетизация делает для более эффективного процесса плавления из-за большей площади поверхности к объему соотношение, и происходит в туннельной печи, что приводит к шарообразной гранулы. Сообщалось, что доля добавок (т.е. бентонита и антрацита) оказывает глубокое влияние на общий процесс формирования гранул, информируя такие свойства, как холодная сила сжатия и пористость среди других (17).

При производстве огненных глиняных кирпичей всего на 1,5% по весу добавление бентонита к обычным материалам значительно увеличило сжатую прочность — считается, что бентонит увеличивает коагуляцию смеси. Повышенная пористость и внутренняя площадь поверхности приводит к улучшению огнеупорной производительности (18).

Кроме того, в производстве преимущественно каолин основе огнеупорных кирпичей, добавление бентонита в пропорциях 2% было показано, увеличить как прочность и плотность кирпичей производится — при одновременном снижении стоимости (19). Еще в 1970-х годах в СССР кирпичные производственные мощности экспериментировали с частичной заменой обычной глины и песка на каолин, содержащий кирпичи для высокую производительность и декоративное применение. Авторы сообщали, что плотность и прочность произведенных кирпичей составили порядка 19% — все это при одновременном снижении общей стоимости в сотни тысяч рублей, что в то время было значительным значением. Те же принципы по-прежнему применяются и сегодня.

В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E558, препятствующей слёживанию и комкованию.

Бентонит применяется для приготовления бурового раствора. Применяется в литейном деле, при переработке нефтепродуктов и железных руд, в производстве керамики, для осветления растворов.

Бентонит является биологически активным веществом, добавление его в корм и с удобрениями в почву повышает продуктивность животных и урожайность с/х культур.

Бентонит используется в гидростроительстве для борьбы с фильтрацией, им экранируют каналы. В СССР разрабатывалось более десятка крупных месторождений бентонитовых глин: Черкасская область, Кавказ, Казахстан.

Изучение и освоение месторождений отечественного бентонита началось с крымского кила. Долгое время кил служил эталоном для сравнения с глинами других регионов СССР.

Основным компонентом бентонита является монтмориллонит, который после модификации используется в нефтегазовой, пищевой, косметической, фармакологической и строительной промышленностях.

Бентонит также применяется для декорирования различного вида террариумов, палюдариумов, аквариумов и иных приспособлений для содержания земноводных и других представителей водных стихий в домашних условиях.

Применение в виноделии [ править | править код ]

В виноделии бентонит используют для ускорения осветления сусла, виноматериалов и стабилизации вин против белковых помутнений. Основной компонент бентонита (60—70 %) — монтмориллонит Al₂[Si₄O₁₀](ОH)₂·nH₂О, который представляет собой листовой силикат с расширяющейся структурной ячейкой; обладает высокой набухаемостью и способен давать гелеобразную суспензию.

Бентонит добавляют в виноматериал в виде 20 % водной суспензии из расчета 1—4 г/л. Дозу определяют путём проведения пробной оклейки. Обычно производственную обработку Б. совмещают с деметаллизацией, оклейкой желатином или поливинилпирролидоном. Для ускорения образования осадка добавляют полиакриламид или полиоксиэтилен. При осветлении сусла бентонит повышает скорость оседания мутящих частиц, адсорбирует окислительные ферменты, удаляет микроорганизмы, снижает количество белка и др. веществ.

Осветление достигается путём совместного действия процессов флокуляции и адсорбции бентонитом мутящих частиц виноматериала, стабильность — вследствие адсорбции белка, конденсированных фенольных веществ, полисахаридов и др. соединений, которые при длительном хранении способны вступать в реакцию между собой и с другими компонентами вина или выпадать в осадок.

Бентонит также добавляют в тиражную смесь для улучшения условий ремюажа в производстве шампанского.

Дизайн интерьера и архитектура

Глина представляет собой осадочную горную породу, имеющую мелкозернистую структуру. Это очень интересный по своим свойствам вид породы, потому что в сухом состоянии она рассыпчатая и похожа на пыль, а вот в увлажненном виде — мягкая и пластичная, способная принимать любую заданную форму. При застывании же после увлажнения глина становится удивительно крепкой и прочной.

Влажная глина мягкая и пластичная. Она способна принимать любую форму

Глина является осадочной горной породой, представляющей собой вторичный продукт земной коры, который образовался в результате разрушения скальных пород путем их выветривания.

Самым главным источником для образования глины служит полевой шпат, который в процессе распада под воздействием атмосферных осадков образует каолинит и другие составляющие части глин.

Глины четвертичного периода, найденные в Эстонии

Минералы в составе глин

В состав глины входит один или несколько минералов группы каолинита, монтмориллонита или других слоистых глинистых минералов. В глине также могут содержаться карбонатные и песчаные частицы.

В зависимости от количества и качества минералов, входящих в состав глины, это полезное ископаемое может быть самых разных цветов и оттенков — светло — желтого, оранжевого, красновато — коричневого, серого, белого и многих других.

Варианты цветовых оттенков глины

В различные сорта глины входят следующие минералы:

• каолинит
• андалузит
• монтмориллонит
• галлуазит
• мусковит
• гидраргиллит
• накрит
• диаспор
• пирофиллит
• корунд
• монотермит

Существуют также некоторые виды минералов, которые загрязняют глины. Среди них можно выделить следующие:

• кварц
• гипс
• кальций
• доломит
• глауконит
• лимонит
• магнетит
• маркозит
• рутил
• пирит
• сертпентин
• сидерит

Бентонитовая глина содержит в своем составе монтмориллонит

Свойства глины

Среди основных характерных свойств глины можно назвать следующие:

1. Высокий уровень пластичности
2. Способность принимать любую заданную форму
3. Огнеупорные свойства
4. Способность к воздушной и термической усадке
5. Отличная спекаемость
6. Вязкость глин различных сортов
7. Степень усушки
8. Пористость глины
9. Набухание глин
10. Плотность
11. Водонепроницаемость

Красная глина

Виды глины

Различают несколько видов глин, среди которых можно назвать следующие:

• Каолин— так называется знаменитая белая глина, которую используют для производства красивейшего фарфора и огнеупорных изделий.
• Строительная глина — используется для приготовления растворов, которые применяются в процессе возведения сооружения различного назначения.
• Глинистый сланец — применяется в процессе производства цемента.
• Огнеупорная глина — подходит для изготовления огнеупорных кирпичей и других жаропрочных изделий.
• Бентонит — при погружении в воду увеличивается в объеме в несколько раз, используется в буровых растворах в процессе бурения скважин.
• Сукновальная глина — обладает отбеливающими и фильтрующими свойствами. Фильтры из сукновальной глины широко используются для очистки от примесей нефтепродуктов, а также различных видов масел — как пищевых, так и технических.
• Гончарная ( комовая ) глина применяется в процессе изготовления керамической посуды.
• Красная глина — применяется в качестве лечебного и косметического средства для нанесения масок на лицо и тело.
• Глина из песчаника — используется для изготовления посуды, декоративных керамических изделий и сувениров.

Каолин — белая глина

Сфера применения глины

После соединения с нужным количеством воды глина способна образовывать массу в виде теста, обладающую пластичными свойствами. В зависимости от расположения месторождения данного природного сырья, глина характеризуется различными качественными показателями. Поэтому ее используют для различных целей. Среди сфер применения различных сортов глины можно назвать следующие:

• Производство керамики — одна из самых главных сфер применения глины. Из различных сортов этого природного материала делают прекрасные образцы керамической посуды, фаянс и фарфор . Гончарное искусство насчитывает уже несколько тысячелетий, и продолжает совершенствоваться и в наши дни.

Процесс изготовления гончарных изделий

• Изготовление стройматериалов — глина повсеместно применяется в производстве кирпича . На сегодняшний день подавляющее большинство кирпичных изделий производятся на заводах, однако существует также кустарный способ ручной формовки кирпича, который с успехом применяется в некоторых регионах.

Ручная формовка кирпича из глины

• Производство цемента — для изготовления цемента используется смесь глины ( 25%) с известняком ( 75%). В процессе производства сырье аккуратно измельчают, а затем тщательно перемешивают. При этом должна соблюдаться строгая дозировка компонентов, иначе получится цемент низкого качества.

Глина является сырьем для производства цемента

• Техническая керамика представляет собой достаточно обширную группу специальных керамических изделий, изготовленных из пластичной массы, основу которой составляет глина. Керамика технического назначения широко используется в различных областях жизни и деятельности человека — в виде сантехнической керамики, в качестве изоляторов электрического тока в приборах и в проводке, и во многих других сферах.

Образцы термостойкой технической керамики

• Глинобитное строительство — глинобитные постройки представляют собой архитектурные сооружения, главным материалом для возведения которых служит глина. Глинобитные дома являются одними из первых образцов древнейшей архитектуры . При этом способы использования глины могут быть разными. Так, глиняную массу могут утрамбовывать в форму из деревянных дощечек, или же глину смешивают с измельченной соломой и замазывают этим составом дощатую основу.

Глинобитный дом

• Медицина и косметология — издавна глина широко используется в лечебных и косметических целях. Глина входит в состав некоторых лечебных мазей, а также сорбентов и препаратов для избавления от диареи. А в косметологии из глины делают маски для лица и тела, а также включают ее в состав некоторых кремов.

Применение косметической глины

• Пищевая глина — некоторые виды глины являются съедобными и употребляются в пищу. Пищевая глина представляет собой специальную добавку к основному рациону питания человека, и является ценным источником минеральных солей и микроэлементов. Съедобная глина служит сорбентом природного происхождения, который помогает очистить организм человека от шлаковых отложений и вредных токсинов. В то же время глина обладает обволакивающим действием и может использоваться в качестве натурального антисептика.

Белая съедобная глина