黏土，是一種重要的礦物原料。是顆粒非常小的（<2μm）可塑的硅酸鋁鹽。除了鋁外，黏土還包含少量鎂、鐵、鈉、鉀和鈣，一般由硅酸鹽礦物在地球表面風(fēng)化后形成。黏土是一種重要的礦物原料，廣泛分布于世界各地的巖石和土壤中，可用于制造陶瓷制品，耐火材料，建筑材料等。黏土礦物用水濕潤(rùn)后具有可塑性，在較小壓力下可以變形并能長(zhǎng)久保持原狀，而且比表面積大，顆粒上帶有負(fù)電性，因此有很好的物理吸附性和表面化學(xué)活性，具有與其他陽(yáng)離子交換的能力。

粘土_黏土 -簡(jiǎn)介

工業(yè)用黏土礦有高嶺土、膨潤(rùn)土（主要組成為蒙脫石）、活性白土（組成不定）等。高嶺土最早由中國(guó)在江西高嶺村開采，用來制造陶瓷。膨潤(rùn)土于1888年在美懷俄明州開始開采，活性白土于1906年在美國(guó)得克薩斯州首次開采。組成

黏土是一種重要的礦物原料。由多種水合硅酸鹽和一定量的氧化鋁、堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物組成，并含有石英、長(zhǎng)石、云母及硫酸鹽、硫化物、碳酸鹽等雜質(zhì)。

黏土礦物的顆粒細(xì)小，常在膠體尺寸范圍內(nèi)，呈晶體或非晶體，大多數(shù)是片狀，少數(shù)為管狀、棒狀。

黏土礦物用水濕潤(rùn)后具有可塑性，在較小壓力下可以變形并能長(zhǎng)久保持原狀，而且比表面積大，顆粒上帶有負(fù)電性，因此有很好的物理吸附性和表面化學(xué)活性，具有與其他陽(yáng)離子交換的能力。

粘土_黏土 -工藝性能

黏土的化學(xué)組成、礦物組成和顆粒組成決定著黏土的工藝性能：

可塑性

黏土與適量的水混合后形成泥團(tuán)，在外力的作用下，泥團(tuán)發(fā)生變形但不開裂，外力散去后，仍能保持原有形狀不變，黏土的這種性質(zhì)稱為可塑性。

結(jié)合性

黏土的結(jié)合性是指黏土結(jié)合非塑性原料而形成良好的可塑泥團(tuán)并且有一定的干燥強(qiáng)度的能力。黏土的結(jié)合性對(duì)于半成口的干燥、修坯和上釉存在著重要的影響。黏土垢結(jié)合性由其結(jié)合瘠性料的結(jié)合力的大小所決定的，而結(jié)合力的大小又和黏土礦物的種類、結(jié)構(gòu)等因素相關(guān)。一般來講，可塑性強(qiáng)的黏土，其結(jié)合力也大。

觸變性

黏土泥漿或可塑泥團(tuán)受到振動(dòng)或攪拌時(shí)，黏度會(huì)降低，而其流動(dòng)性則會(huì)增加，靜止后逐漸恢復(fù)原狀。此外，泥漿放置一段時(shí)間后，在保持原水分不變的條件下也會(huì)出現(xiàn)變稠和固化的現(xiàn)象。黏土的這種性質(zhì)稱為觸變性。

收縮

黏土泥料在一定溫度下干燥時(shí)，由于顆粒間水分的排出，顆粒之間相互靠攏以及顆粒間距縮短而引起的體積收縮，稱為干燥收縮。干燥后的黏土泥料經(jīng)過高溫煅燒時(shí)，由于發(fā)生諸如脫水作用、分解作用、莫來石的生成、石英的晶型轉(zhuǎn)化、易熔雜質(zhì)的轉(zhuǎn)化以及各類熔融物填充質(zhì)點(diǎn)間空隙等一系列物理化學(xué)變化，使得黏土泥料進(jìn)一步收縮，稱為燒成收縮。成型黏土樣品經(jīng)過干燥和煅燒后的尺寸總變化稱為總收縮。

燒結(jié)

黏土是由多種礦物混合而成的，沒有固定的熔點(diǎn)，而是在一定的溫度范圍內(nèi)逐漸軟化。

當(dāng)黏土在加熱煅燒的過程中，到達(dá)一定溫度（800℃~900℃）后，繼續(xù)升高溫度時(shí)，黏土中低共熔物質(zhì)開始熔化，液相出現(xiàn)并逐漸增加，填充在固體顆粒之間，由于液相表面張力的作用，使得未熔顆粒進(jìn)一步靠攏，引起體積急劇的收縮，氣孔率下降，密度提高，這種對(duì)應(yīng)體積開始急劇變化時(shí)的溫度稱為開始燒結(jié)溫度。

當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)，收縮將不斷增大至最大值，氣孔率降至最小值，密度達(dá)到最大值，黏圭完全燒結(jié)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度稱為燒結(jié)溫度。

粘土_黏土 -分布

黏土礦廣泛分布于世界各地的巖石和土壤中。世界膨潤(rùn)土礦資源為 1.3Gt以上，主要分布于美國(guó)和加拿大。高嶺土礦儲(chǔ)量約 1.6Gt，主要分布于中國(guó)、美國(guó)、蘇聯(lián)、墨西哥、西班牙等國(guó)。中國(guó)是高嶺土資源十分豐富的國(guó)家，礦質(zhì)優(yōu)良、成因類型齊全，主要產(chǎn)地有江蘇蘇州、湖北均縣、四川敘永縣等地。活性白土主要產(chǎn)于美國(guó)和加拿大。

粘土_黏土 -分類

黏土是一類層狀硅酸鹽，層片由硅氧四面體和鋁氧八面體組成。

按結(jié)構(gòu)不同

按其結(jié)構(gòu)分為以下四類：
?高嶺石族（TheKaoliniteGroup），1:1型。
?蒙脫石族（TheMontmorillonite/SmectiteGroup），2:1型。
?伊利石族（TheIllite(orTheClay-mica)Group），2:1型。
?綠泥石族（TheChloriteGroup），2:1:1型。

按性質(zhì)用途

按性質(zhì)和用途可分為陶瓷黏土、耐火黏土、磚瓦黏土和水泥黏土。硬質(zhì)黏土常呈塊狀或板片狀，一般在水中不浸散，耐火度較高，為耐火制品的主要原料。耐火黏土中的硬質(zhì)黏土用于制作高爐耐火材料，煉鐵爐、熱風(fēng)爐、盛鋼桶的襯磚、塞頭磚。在陶瓷工業(yè)中，硬質(zhì)黏土和半硬質(zhì)黏土可以作為制造日用陶瓷、建筑瓷和工業(yè)瓷的原材料。

粘土_黏土 -黏土礦物

高嶺石：Al2O3.2SiO2.2H2O
石脂：Al2[(OH)4|Si2O5]*nH2O
蒙脫石：(Al,Mg)2[(OH)2|Si4O10](Na,Ca)x*nH2O
蛭石：(Mg,Ca)0,31(H2O)n{Ti0,18Al0,03Fe(III)1,09Mg1,25[Si2,80Al1,20O10(OH)2]}
伊利石：K0,65Al2,0Al0,65Si3,35O10(OH)2
水鋁英石：Al2O3.SiO2.2,5H2O

粘土_黏土 -應(yīng)用

1、應(yīng)用制瓦
2、制陶瓷，與石灰?guī)r混合后制水泥
3、在工業(yè)、模型制造和藝術(shù)中做模型。藝術(shù)家使用黏土制做模型，但也適用黏土直接塑造藝術(shù)品
4、在飲水加工和其它化學(xué)工藝中作為離子交換器
5、高嶺石是瓷器的原料，還可以使紙的表面特別光滑和吸收墨水
6、陶粒在建筑業(yè)中作為隔離層以及在無(wú)土栽培中使用
7、密封垃圾堆填區(qū)
8、在顏料工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)中作填補(bǔ)物
9、在催化器中使用
10、制成磚頭

粘土_黏土 -案例

高液土
在工程中判別高液限土的3個(gè)指標(biāo)為：小于0.074mm的顆粒含量大于50%、液限大于50%，塑性指數(shù)大于26的土。邊坡工程對(duì)具有膨脹性的高液限土設(shè)計(jì)思路基本是參考膨脹土進(jìn)行的，除了具有遇水膨脹、失水收縮的特征外，更主要的特征是高液限土壓實(shí)性差，經(jīng)過壓實(shí)后的土的壓縮性仍然較大，且有明顯的應(yīng)變軟化。很多邊坡工程失去效用，都是由于不能認(rèn)清楚高液限土的本質(zhì)特征而引起的。
高液限土
高液限土通常含有大量的蒙脫石、伊利石、高嶺石等黏土成分。其中蒙脫石是由顆粒極細(xì)的含水鋁硅酸鹽構(gòu)成的礦物，其晶格單元由兩層硅氧四面體層夾一層氧化鋁八面體層構(gòu)成，層間聯(lián)接依靠范得華力，較弱，水分子容易進(jìn)入晶胞之間，增大晶胞距離，脫水后，又產(chǎn)生相應(yīng)的收縮，其液限變化范圍可達(dá)到140～710%，塑限范圍為50～100%；在晶格之間，由于同晶置換作用，使蒙脫石具有很強(qiáng)的吸附能力，大量的Na+、Ca2+填充進(jìn)來，產(chǎn)生雙電層效應(yīng)，導(dǎo)致粒間的膨脹。相似的，伊利石也具有2：1的三層晶體結(jié)構(gòu)，但其吸附的陽(yáng)離子主要為Na+、K+，晶格間連接力較強(qiáng)，水分子不容易進(jìn)入，所以伊利石親水性、脹縮性不如蒙脫石，其液限變化范圍為80～120%，塑限為45～60%.伊利石屬于較不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物，性質(zhì)介于蒙脫石和高嶺石之間，并隨著層間K+含量的逐漸減少，而接近于蒙脫石。高嶺石的結(jié)構(gòu)單元是由一層鋁氫氧晶片和一層硅氧晶片組成的晶胞。晶胞之間的聯(lián)結(jié)是氧原子與氫氧基之間的氫鍵，聯(lián)結(jié)力較強(qiáng)，晶胞之間的距離不易改變，水分子不能進(jìn)入，親水性及膨脹性較前兩種礦物成分。高液限土的工程性質(zhì)與其母巖成份、含水量、密實(shí)度、外荷載大小及作用方式、其他物理化學(xué)作用等都有關(guān)系。根據(jù)大量工程實(shí)踐可知：高液限土透水性較差；干硬時(shí)強(qiáng)度高，堅(jiān)硬不易挖掘，不易壓實(shí)；毛細(xì)現(xiàn)象明顯，吸水后能長(zhǎng)時(shí)間保持水分，故吸水后承載力小、穩(wěn)定性差；具有較大的可塑性、弱膨脹性和粘性。

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