§ 1. Пластичность и связующая способность глин

Глина, замешанная с определенным количеством воды, образует глиняное тесто, обладающее связностью и пластичностью. При смачивании сухой глины ощущается характерный запах увлажняемой земли и выделение тепла. Молекулы воды (диполи) втягиваются между чешуйчатыми частицами каолинита и расклинивают их (рис. 32), вызывая набухание глины.

Рис. 32. Схема расклинивающего действия адсорбируемой воды: 1 — слипшиеся глинистые частицы с отрицательными зарядами на концах; 2 — дипольная молекула воды (по М. И. Роговому)

Тонкие слои воды между пластинчатыми частицами глинистых минералов обусловливают характерные свойства глиняного теста. Это подтверждает следующий опыт. Расплющим между двумя чистыми стеклянными пластинками каплю воды и теперь почувствуем, как нелегко оторвать пластинки друг от друга (рис. 33).

Рис. 33. Схема опыта, показывающего особые свойства тонких слоев воды, находящихся между поверхностями твердых тел

Однако сопротивляясь отрыву, пластинки легко скользят при сдвиге, причем слой воды играет роль смазки, облегчающей скольжение, поэтому глина, смешанная с водой, дает легко формующуюся пластичную массу.

Пластичностью глины называют ее свойство во влажном состоянии принимать под влиянием внешнего воздействия желаемую форму без образования разрывов и трещин сохранять полученную форму при последующих сушке и обжиге. Поскольку глиняное тесто представляет собой пластично-вязкую систему, к нему применимо уравнение Бингама — Шведова. Исходя из этого уравнения предложено характеризовать пластичность физическим показателем пластичности Ф(с-1), который представляет отношение предельного напряжения сдвига То к пластической вязкости:

Тело не будет пластичным, если Ф = 0. Это возможно в двух случаях: 1) когда система текучая и То = 0 или 2) когда тело хрупкое и ц — "оо. Кривые зависимости показателя Ф от влажности глины позволяют установить оптимальную влажность, при которой проявляется наибольшая пластичность.

Техническим показателем пластичности является число пластичности

Рис. 34. Изменение деформативных свойств глины в зависимости от ее влажности (по М. И. Роговому): область состояния: А — хрупкого; Б — пластического; В — вязкотекучего

Для производства строительных керамических изделий обычно применяют умеренно пластичные глины с числом пластичности Пл-7 — 15. Малопластичные глины с Пл<Л плохо формуются, а глины с Лл>15 растрескиваются при сушке и требуют отощения.

Связующая способность глины проявляется в возможности связывания зерен непластичных материалов (песка, шамота и др.), а также в образовании при высыхании достаточно прочного изделия — сырца. Связующую способность глиняных строительных растворов используют при кладке печей, труб.