Водные свойства глин.

При свободном взаимодействии глинистого сырья с водой проявляются его водные свойства. Глина в смеси с водой и добавками образовывает различные по физическому состоянию массы – от твердого тела до текучей жидкости

В зависимости от содержания воды могут быть:

 -  жесткие (сухие или полусухие), с содержанием воды затворения в  количестве 4-12 % по массе;

-  пластичные   - 18-28 % по массе;

 -  литьевые (шликеры) – 30 % и более.

Водозатворяемость  (вода затворения)  показывает какое количество воды необходимо добавить к абсолютно сухой глине (в % по массе) для получения пасты нормальной рабочей рабочей консистенции

Водозатворяемость   Вз связана с молекулярной влагоемкостью Вм следующим соотношением:  Вз = 1,7.Вм

Чаще глины в смеси с водой образуют вязкое пластичное тесто, способное принимать любую форму в сыром виде и сохранять ее после сушки и обжига.С уменьшением размеров глинистых частиц возрастает количество связанной воды в глинах, а также влияние адсорбционных процессов на свойства глинистых пород

Взаимодействие между глинистыми частицами и растворами может протекать на физической, химической и физико-механической основе

Глинистые частицы, находясь даже в воздушно-сухом состоянии, всегда имеют связанную с поверхностью воду (гигроскопическая влага)

Пленка воды имеет неодинаковую толщину в пределах поверхности частицы

Количество воды, связываемой с поверхностью частиц, зависит от величины, минералогического состава и обменных катионов

Чаще глины в смеси с водой образуют вязкое пластичное тесто, способное принимать любую форму в сыром виде и сохранять ее после сушки и обжига

С уменьшением размеров глинистых частиц возрастает количество связанной воды в глинах, а также влияние адсорбционных процессов на свойства глинистых пород

Взаимодействие между глинистыми частицами и растворами может протекать на физической, химической и физико-механической основе

Глинистые частицы, находясь даже в воздушно-сухом состоянии, всегда имеют связанную с поверхностью воду (гигроскопическая влага)

Пленка воды имеет неодинаковую толщину в пределах поверхности частицы

Количество воды, связываемой с поверхностью частиц, зависит от величины, минералогического состава и обменных катионов

Набухание – способность глины увеличивать свой объем за счет поглощения влаги из воздуха или при ее непосредственном контакте с водой, зависит от природы тонкодисперсной части глин

Различают два взаимосвязанных процесса, сопутствующих процессу набухания: капиллярное всасывание и собственно само набухание

Капиллярное всасывание – способность глинистых пород к впитыванию воды и размоканию

Процесс набухания во времени затухает

 Рыхлые породы набухают быстрее, чем плотные

Запесоченность глин понижает степень их набухания

Монтмориллонитовые глины сильнее набухают (18-25%), чем каолинитовые (3-10%). Гидрослюдисто- монтмориллонитовые – 16-18%, лессовидные глины и суглинки, содержащие монтмориллонит – 9-24%

Количественно степень набухания измеряется относительным увеличением первоначального объема, выраженным в % или набухаемостью – приростом объема поглощенной воды по отношению к первоначальной массе глины

Поскольку частица глинистого вещества представляет собой агрегат из слипшихся первичных зерен глинообразующих минералов, поляризованные молекулы воды вклеиваются между ними, и адсорбируясь на их поверхности раздвигают зерна, создавая вокруг них водную оболочку вследствие чего глина набухает

Размокание -  распад в воде крупных глинистых агрегатов на более мелкие и элементарные частицы

Первая стадия распада глинистого агрегата происходит при его набухании, когда молекулы воды, втягиваясь в промежутки между зернами глины, расклинивают  их

По мере увеличения толщины водной оболочки ослабляется связь между отдельными зернами глины, и они начинают свободно перемещаться в воде, находясь в ней во взвешенном состоянии, - происходит полное размокание глины.

Плотные глины размокают очень трудно

Для ускорения процесса размокания глины перемешивают, механически разрушая ее куски или подогревают воду

Самопроизвольное обратимое упрочнение нарушенной структуры глинистых масс разной степени влажности, происходит под воздействием тиксотропии

Тиксотропное упрочнение – свойство влажной глиняной массы самопроизвольно восстанавливать нарушенную структуру и прочность при постоянной влажности

Самоупрочнение глины  происходит вследствие процесса переориентации частиц глины и молекул воды, что увеличивает силу их сцепления. При этом происходит процесс перехода части свободной воды в связанную

Причина тиксотропного упрочнения связана с развитием сольватных оболочек на глинистых частицах.Через сутки, двое тиксотропное упрочнение достигает предела

Если глинистую массу пробить или промять, ее прочность вернется к прежнему уровню, но затем снова начнет нарастать. Процесс этот повторим многократно

Тиксотропия глин важна для приготовления шликеров, пластичного теста и формовании изделий

При выдерживании или вылеживании глинистой массы разной степени влажности, но без потери ею влаги происходит нарастание механической прочности под влиянием тиксотропии

С механической стороны, тиксотропия проявляется также в увеличении упругой деформации глины