Теплопроводность горных пород и минералов, их плотность и теплоемкость

Религия

Библейский рассказ о сотворении Адама и Евы, грехопадении и изгнании их из рая (книга Бытия, I—V) породил обширную литературу апокрифического характера. Наиболее крупным памятником этого рода является так называемая «Адамова книга», в которой описана жизнь Адама и Евы после изгнания из рая.

Известный книжный, часто ироничный или пренебрежительный, фразеологизм «колосс на глиняных ногах», означающий что-либо величественное, могущественное с виду, но по существу слабое, легко разрушающееся, также восходит к библейскому рассказу о вавилонском царе Навуходоносоре, которому приснился зловещий сон. Он увидел огромного истукана, у которого голова была из золота, грудь и руки из серебра, живот и бёдра — из меди, колени — из железа, а ноги — из глины. Камень, упавший с горы, ударил колосса по глиняным ногам, и тот обратился в прах. Царь собрал жрецов и прорицателей, но никто не смог правильно истолковать его сон, кроме еврейского пророка Даниила, который истолковал этот сон как роковое предзнаменование грядущего разрушения и гибели Вавилонского царства под ударами персов.

Известно ещё одно существо — пражский Голем, персонаж еврейской мифологии, человек из неживой материи — глины, оживлённый каббалистами с помощью тайных знаний.

Коран о сотворении человека.

Коран: Сура 15 аят 26 (перевод Иман Валерии Пороховой) «Мы сотворили человека из гончарной глины, (Сухой) и звонкой (как фаянс), Которой Мы придали форму.

Виды глины

Различают несколько разновидностей глины. Каждая из них используется по-своему. Глину с числом пластичности от 0,17 до 0,27 называют лёгкой, свыше 0,27 — тяжёлой. Большую часть добываемых и поступающих в продажу глин составляет каолин, который применяется в целлюлозно-бумажной промышленности и в производстве фарфора и огнеупорных изделий

Вторыми по важности материалами являются обычная строительная глина и глинистый сланец. Огнеупорная глина идёт на изготовление огнеупорного кирпича и других жаропрочных изделий.

Важное место среди видов глин занимает бентонит. Считают, что эта глина образовалась в результате химического распада вулканического пепла

При погружении в воду она разбухает, увеличивая свой объём в несколько раз. В основном она используется в буровых растворах при бурении скважин.

Сукновальная глина ценится за её отбеливающие свойства при очистке нефтепродуктов. Фильтры из сукновальной глины применяются при очистке растительных и минеральных масел.

Гончарная глина, именуемая также комовой, находит применение при изготовлении посуды

Глина или глинистый сланец представляет собой важное сырьё, которое вместе с известняком используется в производстве портландцемента.. Наиболее распространёнными в природе являются: красная глина, белая глина (каолин), глина из песчаника

Сорта глины — для производства фарфора, фаянса и огнеупорных изделий — каолин.

Наиболее распространёнными в природе являются: красная глина, белая глина (каолин), глина из песчаника. Сорта глины — для производства фарфора, фаянса и огнеупорных изделий — каолин.

Примечания

  1. Существуют также поверхностная плотность (отношение массы к площади) и линейная плотность (отношение массы к длине), применяемые соответственно к плоским (двумерным) и вытянутым (одномерным) объектам.
  2. Подразумевается также, что область стягивается к точке, то есть, не только её объём стремится к нулю (что могло бы быть не только при стягивании области к точке, но, например, к отрезку), но также стремится к нулю и её диаметр (максимальный линейный размер).
  3. Агекян Т. А. . Расширение Вселенной. Модель Вселенной // Звёзды, галактики, Метагалактика. 3-е изд. / Под ред. А. Б. Васильева. — М.: Наука, 1982. — 416 с. — С. 249.
  4. . Санкт-Петербургский Государственный Технологический Университет Растительных Полимеров (2014). Дата обращения 4 января 2019.
  5. , p. 158.
  6. , p. 136.
  7. , p. 96.
  8. , p. 160.
  9. , p. 138.
  10. , p. 198.
  11. , p. 319.
  12. ↑ , p. 165.
  13. , p. 179.
  14. , p. 163.
  15. , p. 141.
  16. , p. 67.
  17. , p. 108.
  18. , p. 57.
  19. , p. 313.
  20. , p. 105.
  21. , p. 50.
  22. , p. 151.
  23. , p. 111.
  24. , p. 60.
  25. , p. 168.
  26. , p. 101.
  27. , p. 54.
  28. , p. 134.
  29. , p. 98.
  30. , p. 47.

Нюансы изготовления глинобита

Глинобитом называют густую массу, изготовленную из жирной глины, не имеющей примесей. Вся технология её приготовления, заключается в разведении глины водой, и тщательной её утрамбовке. По мере того, как испаряется вода, раствор густеет.

  • Готовность проверяют дедовским способом: кладут на палку глиняный брусок, и если он лишь слегка изогнётся и больше не деформируется – значит, глинобит получился качественным. Именно из него и изготавливают кирпич глинобитный (глинобетонный камень).
  • Он является отличным материалом для возведения печей, а вот для строительства домов люди издавна предпочитали делать камни с наполнителем в виде соломенной сечки, шерсти, опилок. Причина проста: стены из них получаются более тёплыми.
  • В сельских местностях, располагающихся в южных широтах, глиносоломенный камень (саман), и сегодня достаточно популярен. Из него строят не только сараи, курятники и свинарники, но и жилые дома.

Двухэтажный саманный дом

Обмазка наружных стен глинобитом

Хозяину вдвойне приятен тот факт, что выглядеть такой дом может очень интересно, и даже с претензией на оригинальность, а цена, которую при этом придётся заплатить, будет минимальной.

Особенности камня из глины

Глинобетонный отформованный камень — как, впрочем, и саман, может быть только высушен, а может быть ещё и обожжён. В первом случае это будет кирпич-сырец, а во втором — полноценный кирпич.

При соблюдении стандартных размеров, вес глиняного кирпича ручной формовки, не особо отличается от веса обычного полнотелого кирпича, и варьируется в пределах 3,25-3,45кг.

Обожжённый кирпич из светлой глины: ручная формовка

Несмотря на то, геометрия бруска не всегда соответствует существующему стандарту, и имеет некоторые отклонения, в целом он имеет неплохой вид, и может использоваться не только для строительства печей, но и для лицевой кладки фасадов, оформляемых под старину.

Кирпич глиняный красный

Что касается самана, то он после обжига получается пористым — а значит, показатели его теплопроводности улучшаются. Поры образуются за счёт выгорания соломы в процессе обжига.

При этом камень перестаёт быть восприимчивым к влаге. В таком случае, его можно использовать для частного строительства даже в местностях с сырым климатом.

Саманная стена с кирпичной облицовкой

Если саманные стены обложить лицевым кирпичом, что мы и видим на представленном выше примере, дом получится не только тёплым, но и будет иметь вполне достойный внешний вид. Саман является прекрасной альтернативой ячеистобетонным блокам, которые стоят во много раз дороже, да и не в каждой местности есть в продаже.

Обмазка печи глиной

Кладка кирпича на глину предпочтительна и при строительстве печей, что делается уже не ради экономии. В условиях высоких температур, раствор из глины образует с кирпичом монолит, который идеально удерживает тепло. Именно поэтому, печи зачастую сверху полностью обмазывают глиной.

Чтобы глинобит получился качественным

Для получения правильной глинобитной массы, глина, используемая для замеса, должна быть однородной. В ней не должно быть даже незначительного содержания гравия. При нагревании он расширяется сильнее, и будет попросту разрушать камень изнутри.

Итак:

  • Чтобы получить глиняный красный кирпич хорошего качества, либо раствор для кладки печи, в ней не должно быть ещё и известковых включений.
  • При высоких температурах известь превращается в кипелку, и при попадании воды провоцирует образованию в кирпичах вздутий и трещин.
  • Поэтому при заливке глины водой, её сначала прощупывают руками, удаляя все крупные включения. Если это комки извести размером более 3 мм, необходимо определить их процентное содержание.
  • Для этого взвешивают всю порцию замоченной глины, и отдельно – известковые комки. Оказалось, что на 5кг глины приходится более 0,5кг извести? Для печного кирпича она точно непригодна!

Вымешивают глину ногами

  • А вообще, лучший помощник в изготовлении глинобита – это время. Если вы всерьёз задались целью изготовить самостоятельно кирпич, имейте в виду, что подготовка глины должна начинаться за год, а ещё лучше за два.
  • Её расстилают в огороде слоем в 10-12 см, и оставляют прямо под открытым небом. Многократные циклы замораживания и оттаивания разрушат все примеси, и останется одна только качественная глина.
  • Её равномерное насыщение водой — крайне важный нюанс. Поэтому перед тем, как приступать к вымешиванию раствора, её просто заливают, и дают несколько часов для набухания.

Потом массу перемешивают лопатой, обрабатывают трамбовкой, и только потом начинают мять ногами. По окончании этого процесса утрамбованную глину накрывают мокрой тканью и оставляют полежать ещё 10-12 часов — только после этого можно начинать формовать глинобитный кирпич.

Виды глины

Зеленая глина (монтмориллонит)
Является одной из наиболее сильнодействующих. Обладает антисептическими свойствами, подавляет размножение бактерий. Особенно рекомендуется для ухода за жирной кожей с тенденцией к угревой сыпи и себорее. Оказывает очищающее, противовоспалительное действие, аккуратно подтягивает и укрепляет кожу. Стимулирует микроциркуляцию, а также мягко отшелушивает мертвый эпидермис. Помогает удалить комедоны, пустулы и папулы. Глубоко очищает и стягивает расширенные поры, разглаживает неровности кожи и регулирует работу сальных желез. Матирует блестящие участки лица, так называемую Т-зону (лоб, нос и подбородок).

Желтая глина
Предназначена для ухода за нормальной и комбинированной, зрелой кожей. Реминерализирует, питает и нежно очищает. Замедляет процессы старения. Содержит очень много железа, благодаря чему обладает высокими регенерирующими способностями.

Красная глина (иллит)
Рекомендуется для ухода за смешанной, жирной и чувствительной кожей. Стимулирует механизмы восстановления кожи. Улучшает циркуляцию крови и лимфы. Помогает при куперозе и розацеа. Эффективно восстанавливает раздраженный эпидермис и укрепляет хрупкие и чувствительные сосуды, успокаивая покрасневшую кожу. Ускоряет заживление раздражений и микротравм кожи. Оказывает особенно нежное очищающее действие и сужает поры. Работает более мягко, чем зеленая глина, но не менее эффективно. Маска из красной глины выводит токсины, что восстанавливает уставшую кожу и уменьшает ее несовершенства.

Белая глина (каолин)
Как одна из легких, особенно рекомендуется для «серой», сухой и чувствительной кожи. Обладает уникальными успокаивающими свойствами, не вызывает раздражения. Успокаивает, разглаживает и мягко очищают кожу, не вызывая сухости. Улучшает микроциркуляцию, благодаря чему кожа становится гладкой и приобретает правильный цвет. Придает коже исключительную гладкость и мягкость. Питает сухую, обезвоженную кожу, которая, как правило, мало эластичная и очень тонкая, таким образом усиливает увлажнение зрелой кожи, восстанавливает усталую и лишенную блеска кожу.

Глина Гассул (Рассул)
Обладает уникальным очищающим действием. Может быть использована как натуральный шампунь для волос, в качестве геля для мягкого мытья лица и тела, а также в виде очищающих масок. Особое ее действие заключается в превосходном результате очистки путем поглощения загрязнений, а не через растворение, характерное для моющих средств. Она моет в нежной манере, не лишая волос и кожи, как минимум, здорового липидного покрытия.Применение глины Гассул вместо синтетических косметических средств, нормализует функционирование тканей, снимает раздражение, нормализует секрецию кожного сала. Особенно рекомендуется для ухода за кожей и волосами жирного и смешанного типа, но может быть применена также и для сухих кожи и волос.

Розовая глина
Имеет в значительной степени свойства красной глины, но при этом является более умеренной, поэтому рекомендуется людям, для которых красная глина оказалась слишком сильной. Проявляет также лечебными свойствами, уменьшает видимость рубцов, выравнивает текстуру кожи. Оказывает успокаивающее, очищающее действие, обладает свойствами детоксикации. Регулирует циркуляцию крови в коже, разглаживает ее, придавая здоровый, розовый цвет и свежесть.

Для чего применяется шамот?

В виде сухой смеси шамотная глина используется для приготовления рабочих кладочных или штукатурных растворов, а также из нее изготавливают и огнеупорные кирпичи. Шамотная глина является незаменимым продуктом в случаях, когда для сада нужна костровая чаша, печь для обогрева дома, тандыр для приготовления пищи, тигель для обжига материалов.

Кладка печей

Для выполнения печных работ, когда устанавливаются сборные элементы при кладке печи, барбекю или камина, используется не только специальный огнеупорный кирпич, но и шамотная смесь, полученная из глины. Для работ потребуется приобретать сухую глину с маркировкой «Ш», что обозначает «шамот».

Так как огнеупорный кирпич стоит дорого, то его в основном применяют для обустройства внутренней топки печи, а наружную часть печной конструкции собирают из красного глиняного кирпича. Чтобы надежно связать все элементы кладки между собой, кирпичи нужно укладывать на шамотную огнестойкую глину, которая имеет равный с кирпичами коэффициент расширения при нагревании.

Штукатурка

Кроме смесей для выполнения кирпичной кладки, из шамота делают и штукатурные составы для отделки стеновых поверхностей или в качестве адгезивного вещества при облицовке отделочным материалом. Шамотная штукатурка является отличным вариантом для придания надежности кладке при обустройстве печей. Таким составом обрабатывают те части печи, которые имеют выход в другие помещения. Этот подход позволяет снизить нагрев стеновых поверхностей и создать заслон для нагретого воздуха. Толщина такой штукатурной отделки не должна превышать 1,2 см.

Все виды работ с растворами из шамотной смеси выполняют с применением шпателя. Упрощает процесс применение ленты-серпянки. После завершения процесса кладки или штукатурки потребуется дождаться, чтобы раствор успел схватиться и высохнуть.

Другие способы применения

Современные дизайнеры нередко используют шамотную глину не только для обустройства жаропрочных конструкций, но и для создания эстетически привлекательных декоративных изделий. Это может быть керамика, изразцы, горшки для цветов, кашпо, посуда, плитка, уличные вазоны для цветов. Шамот применяют для лепки фигурок, статуэток, сувениров. Всесторонняя применяемость шамотной глины объясняется привлекательной фактурой, а также высокой прочностью и огнестойкостью.

Шамотная глина – это податливый и пластичный материал, с которым приятно работать. Изделия из него всегда выглядят оригинально и могут гармонично сочетаться с любым дизайнерским стилем. В составе шамота полностью отсутствуют вредные для человека примеси, поэтому работать с ней можно не только взрослым, но и детям. После того как изделие будет сформовано, его отправляют в печь для обжига, в процессе которого все геометрические пропорции сохраняются у изделия в неизменном виде.

Технические характеристики

Каждая подгруппа глин отличается значениями пористости, минерализации поровой воды, емкости обменного комплекса, объемного и удельного веса, теплопроводности и так далее, так как эти показатели напрямую зависят от размеров частиц материала, а также от их химического и минерального состава. Таблица показателей удельного веса для различных видов глины:

Теплопроводность влажного сырья находится в пределах от 0,4 до 3,0 Вт/(м·К), а сухого — 0,1÷0,3 Вт/(м·К).

Плотность глины

Для глины, как правило, указывают насыпную плотность, реальную, технологическую и условную (ее определяют в лабораторных условиях). Причем, условная всегда значительно превышает реальную. Плотность вычисляют, разделив массу тела на занимаемый им объем. В системе СИ плотность измеряют в кг/м², а в системе СГС в г/см³. Плотность мокрой глины колеблется в пределах от 1600 до 1820 кг/м², а плотность сухой находится в пределах до 1000 кг/м³.

Одним из технических показателей пластичного материала (как впрочем, и других сыпучих веществ) является коэффициент уплотнения, который определяется отношением фактической объемной плотности к объему нормально уплотненного материала, находящегося на определенной глубине (опытным путем была доказана зависимость плотности глины от глубины ее залегания). Плотность считается нормальной, если это отношение равно единице; если меньше 1, то горная порода недостаточно уплотнена.

Производство

По данным Геологической службы США, мировая добыча железной руды составила в 2007 году 1,93 млрд тонн, увеличившись по сравнению с предыдущим годом на 7 %. Китай, Бразилия и Австралия обеспечивают две трети добычи, а вместе с Индией и Россией — 80 %.

По данным U.S. Geological Survey, мировая добыча железной руды в 2009 году составила 2,3 млрд тонн (рост на 3,6 % по сравнению с 2008 годом).

Крупнейшие производители железорудного сырья в 2010 году
Компания Страна Производственная мощность, млн т/год
Vale Бразилия 417,1
Rio Tinto Великобритания 273,7
BHP Billiton Австралия 188,5
ArcelorMittal Великобритания 78,9
Fortescue Metals Австралия 55,0
Евразхолдинг Россия 56,90
Металлоинвест Россия 44,7
AnBen Китай 44,7
Метинвест Холдинг Украина 42,8
Anglo American ЮАР 41,1
LKAB Швеция 38,5

См. также

Видеоурок: плотность вещества

  • Список химических элементов с указанием их плотности
  • Удельный вес
  • Удельная плотность
  • Относительная плотность
  • Объёмная плотность
  • Конденсация
  • Консистенция (лат. consistere — состоять) — состояние вещества, степень мягкости или плотности (твёрдости) чего-либо — полутвердых-полумягких веществ (масел, мыла, красок, строительных растворов и т. д.); наприм., глицерин имеет сиропообразную консистенцию.
  • Консистометр — прибор для измерения в условных физических единицах консистенции различных коллоидных и желеобразных веществ, а также суспензий и грубодисперсных сред, к примеру, паст, линиментов, гелей, кремов, мазей.
  • Концентрация частиц
  • Концентрация растворов
  • Плотность заряда
  • Уравнение неразрывности

Ссылки

Обломочные горные породы

Группа пород Размер обломков Не сцементированные Сцементированные
Окатанные Не окатанные Окатанные Не окатанные
Грубообломочные породы (псефиты) 10 — 1 м Глыбовые валуны Глыбы
1 м — 10 см Валуны Отломы (блоки) Валунный конгломерат Отломовая (блоковая) брекчия
10 — 1 см Галька Щебень Галечниковые конгломераты Щебеночные брекчии
1 см — 2 мм Гравий Дресва Гравелиты Дресвяники
Песчаные породы (псаммиты) 2 — 0,05 мм Пески Песчаники
Пылеватые породы (алевриты) 0,05 — 0,005 мм Алевриты Алевролиты
Глинистые породы (пелиты) < 0,005 мм Илы, глины Глины, аргиллиты

Технические параметры и свойства

Характеристики шамотной глины у каждого производителя должны соответствовать нормативам ГОСТ 6137-8, который определяет основные параметры продукта:

  • цвет сухой шамотной смеси – серый, по структуре продукт сыпучий, без комков и крупных конгломератов;
  • фракция зерен по диаметру – приблизительно 2 мм;
  • высокожженый шамот имеет коэффициент поглощения влаги от 2 до 10%;
  • низкожженый шамот имеет коэффициент степени влажности в пределах 25%;
  • общая влажность продукта не должна превышать 5%;
  • температура плавления находится в диапазоне от 1550 до 1850°C.

Срок годности сухого шамотного состава не превышает 3 лет, при хранении его в сухой и плотно закрытой упаковке. Шамотные глиняные смеси применяют для кладки печей, каминов, дымоходов.

Обоженный каолин обладает следующими полезными свойствами:

  • высокая степень устойчивости к высоким температурным режимам дает возможность применять продукт для обустройства каминов, печей, а также дымоходов;
  • глина способна пропускать сквозь себя влагу, тем самым удерживая комфортный микроклимат в помещении;
  • при кладке глина используется в виде раствора, который обладает высокими адгезивными свойствами;
  • натуральный состав глины является абсолютно безопасным продуктом для здоровья человека и окружающей среды;
  • срок службы глины длительный, и в процессе эксплуатации материал не растрескивается и не крошится.

Основными физическими свойствами шамотной глины является ее огнеупорность, хорошая пластичность, способность к спекаемости и огневой усадке.

Пластичность – под этим термином у увлажненного шамотного состава подразумевается возможность при приложении небольших усилий видоизменять заданную форму, при этом смесь остается в своем пластичном виде и не растрескивается. У глины пластичные свойства проявляются только при условии контакта с водой, причем в небольших количествах. Свойства пластичности находятся в зависимости от состава минералов, входящих в структуру глины, а также от размера частиц. В условиях нагревания до 150°C пластичность смеси носит обратимый характер. Однако если после окончания дегидратационного процесса нагреть шамот до 500-600°C, то обратимость пластичности будет утрачена. Если требуется снизить пластичность, то к глине добавляются так называемые отощители в виде кварца, шамотного песка. Кроме того, излишняя пластичность может быть снижена путем добавления малопластичных глин другого состава.

Чтобы получить изделие по заданным размерным и объемным параметрам, при формовании необходимо учитывать процент усадки и увеличивать параметры заготовки. Процесс усадки у шамотной глины начинает происходить уже при температуре от 600°C, он протекает довольное длительное время. Происходит этот равномерный процесс до того момента, когда температура не повышается до 1000°C. После этого рубежа усадка идет наиболее интенсивно и продолжается до температуры 1300-1400°C, после достижения этой отметки усадка останавливается.

  • Температура спекания – это показатель температурного режима, при действии которого глиняная смесь утрачивает способность к впитыванию влаги, то есть она спекается. Огнеупорный шамотный состав и все изделия, выполненные из него, спекается без расплавления и деформации, не утрачивая способность к огнеупорности.
  • Огнеупорность – под этим термином понимают свойство глиняной смеси не расплавляться под воздействием температурных режимов в пределах 1580°C. Такая огнестойкость у глины достигается из-за малого процента содержащихся в ней посторонних примесей. Подобный тип глины используется при изготовлении жаропрочных изделий, в том числе фаянса или фарфора.

Благодаря своим огнеупорным качествам глина чаще всего востребована для выполнения кладки печей. Кроме того, из этого материала изготавливается огнеупорный кирпич, необходимый для выкладывания печи изнутри, то есть для формирования топки. Эта же глина применяется и в качестве кладочного раствора, так как имеет хорошую адгезивную способность к поверхностям. Кроме использования шамотной глины в печном деле, она используется и для обмазок в виде огнеупорных масс и мертелей. Для этих целей применяют марки ПГБ или ПГА.

Зависимость плотности от температуры

Как правило, при уменьшении температуры плотность увеличивается, хотя встречаются вещества, чья плотность в определённом диапазоне температур ведёт себя иначе, например, вода, бронза и чугун. Так, плотность воды имеет максимальное значение при 4 °C и уменьшается как с повышением, так и с понижением температуры относительно этого значения.

При изменении агрегатного состояния плотность вещества меняется скачкообразно: плотность растёт при переходе из газообразного состояния в жидкое и при затвердевании жидкости. Вода, кремний, висмут и некоторые другие вещества являются исключениями из данного правила, так как их плотность при затвердевании уменьшается.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector