粘土

  粘土是一种重要的矿物原料。由多种水合硅酸盐和一定量的氧化铝、碱金属氧化物和碱土金属氧化物组成,并含有石英、长石、云母及硫酸盐、硫化物、碳酸盐等杂质。粘土矿物的颗粒细小,常在胶体尺寸范围内,呈晶体或非晶体,大多数是片状,少数为管状、棒状。粘土矿物用水湿润后具有可塑性,在较小压力下可以变形并能长久保持原状,而且比表面积大,颗粒上带有负电性,因此有很好的物理吸附性和表面化学活性,具有与其他阳离子交换的能力。

形成原因

粘土
                粘土
  粘土一般由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成。一般在原地风化,颗粒较大而成分接近原来的石块的,称为原生黏土或一次黏土。这种黏土的成分主要为氧化锡与氧化铝,色白而耐火,为配制瓷土之主要原料。
  而黏土再继续风化而变幼,再经流水及风力迁移,而在下游形成一层厚厚的黏土,称为次生黏土或二次黏土。这种黏土因受污染,含金属氧化物较多,色深而耐火度较低。因黏性及可塑性佳,为配制陶土之主要原料。
  高岭土是以高岭石亚族矿物为主要成分的软质黏土。主要由高岭石矿物组成。自然界中,组成高岭土的矿物有黏土矿物和非黏土矿物两类。颜色为白色,最高白度大于95%,硬度为1~4。粘土一般由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成。一般在原地风化,颗粒较大而成分接近原来的石块的,称为原生黏土或一次黏土。这种黏土的成分主要为氧化锡与氧化铝,色白而耐火,为配制瓷土之主要原料。
  而黏土再继续风化而变幼,再经流水及风力迁移,而在下游形成一层厚厚的黏土,称为次生黏土或二次黏土。这种黏土因受污染,含金属氧化物较多,色深而耐火度较低。因黏性及可塑性佳,为配制陶土之主要原料。
  高岭土是以高岭石亚族矿物为主要成分的软质黏土。主要由高岭石矿物组成。自然界中,组成高岭土的矿物有黏土矿物和非黏土矿物两类。颜色为白色,最高白度大于95%,硬度为1~4。

粘土分类

·高液限粘土

  在工程中判别高液限土的3个指标为:小于0.074mm的颗粒含量大于50%、液限大于50%,塑性指数大于26的土。目前边坡工程对具有膨胀性的高液限土设计思路基本是参考膨胀土进行的,除了具有遇水膨胀、失水收缩的特征外,更主要的特征是高液限土压实性差,经过压实后的土的压缩性仍然较大,且有明显的应变软化。很多边坡工程失去效用,都是由于认清楚高液限土的本质特征而引起的。
  高液限土通常含有大量的蒙脱石伊利石、高岭石等黏土成分。其中蒙脱石是由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的矿物,其晶格单元由两层硅氧四面体层夹一层氧化铝八面体层构成,层间联接依靠范得华力,较弱,水分子容易进入晶胞之间,增大晶胞距离,脱水后,又产生相应的收缩,其液限变化范围可达到140~710%,塑限范围为50~100%;在晶格之间,由于同晶置换作用,使蒙脱石具有很强的吸附能力,大量的Na+、Ca2+填充进来,产生双电层效应,导致粒间的膨胀。相似的,伊利石也具有2:1的三层晶体结构,但其吸附的阳离子主要为Na+、K+,晶格间连接力较强,水分子不容易进入,所以伊利石亲水性、胀缩性不如蒙脱石,其液限变化范围为80~120%,塑限为45~60%.伊利石属于较不稳定的中间产物,性质介于蒙脱石和高岭石之间,并随着层间K+含量的逐渐减少,而接近于蒙脱石。高岭石的结构单元是由一层铝氢氧晶片和一层硅氧晶片组成的晶胞。晶胞之间的联结是氧原子与氢氧基之间的氢键,联结力较强,晶胞之间的距离不易改变,水分子不能进入,亲水性及膨胀性较前两种矿物成分。 高液限土的工程性质与其母岩成份、含水量、密实度、外荷载大小及作用方式、其他物理化学作用等都有关系。根据大量工程实践可知:高液限土透水性较差;干硬时强度高,坚硬不易挖掘, 不易压实;毛细现象明显,吸水后能长时间保持水分,故吸水后承载力小、稳定性差;具有较大的可塑性、弱膨胀性和粘性。

·纸黏土

  国内也称“纸浆黏土”。成分包括纸浆,胶质,长石和纤维等。无需烧烤,干燥后的质感介于陶土和石膏之间,不会摔碎,可永久保存不变形。既可雕刻,又可附着于各种物体粘贴、塑形,和石材、木材、玻璃都能很好搭配,应用十分广泛。普通的纸黏土为白色,干后可着颜色,水性和油性的颜料均可,如水彩、压克力、油彩,并且无毒无味。
  近年来随着工艺的发展,纸黏土更加细腻、质轻、黏度更高,可以制作比较精细的工艺品,而且出现了彩色纸黏土。这种黏土在国外某些国家从20世纪70年代已经普及,通常是儿童雕塑课堂使用的材料。近年来成为流行的手工捏塑材料,许多创造的作品成为时尚的装饰,已经融入日常生活。

·树脂黏土

  树脂粘土有两种,一种是面包花(面粉粘土)。面包花起源于拉丁美洲的一种说法,当地人用吃剩的面包碎屑,收集起来,烘干磨成粉,加入白胶浆,制成“面粉粘土”。可是用这种面粉粘土延伸性不够,也不够结实,造出的作品在风干后,很容易碎裂,不能长久摆放。后来这种朴素的手艺传至日本,日本人将它改良,加入防腐剂及其他化学品,制成现在的面粉粘土。这种面粉粘土本身是半透明色,性质柔软,可延展至很薄又不会裂开,即使干燥后也能保持弹性,可自由的做出纤细作品。它可塑性高,质感强烈,用法简单,可使用油画颜料、丙稀颜料来调校色彩,然后塑造出心目中形象,自然风干就成了。制成的作品能保持不变的形态,可用于花、小动物 、公仔、饰件等多种作品的制作。用此粘土最适合是做花,能够伸展至很薄,做出很轻巧自然的感觉,但做出来的作品,比较哑色,作品干后必须在表面薄薄的扫上油彩以增加它的美感及立体感。
  还有一种树脂粘土取出时非常干硬,还觉得碎,不过加入颜色后,越搓越柔软,做出来的作品非常坚硬,适合做一些迷你器皿,如碗、碟、花盆。

·油黏土

  油粘土一般是在作品完成后辅助使用的,比如说做粘土花盆景上盆时候,只需取出适量粘土放入盆中,将作品插上,目的使作品能稳固。油粘土的特性是: 软/硬油泥即使暴露于空气中,都不会变硬的,一般情况下只需按自己的喜好选择软油泥或硬油泥便可。

·石粉黏土

  质地细腻,伸展性好,干后有强度,有石的质感。易塑、易雕。最适合人形及壁饰的制作。

·木质黏土

  以天然木制成,干后成硬质地,可雕刻出尖锐形状,适合木质风格制品。

·布黏土

  液体状粘土,细腻、轻柔。极适合搭配各种布料使用。在完成的作品表面再以布粘土处理过,更有截然不同的效果。

·银黏土

  又称纯银粘土,可广泛用于DIY手工与珠宝、陶土、金属结合,可以轻松烧制出各种形状的个性时尚美丽的纯银饰品和纯银礼品。

应用领域

粘土
                 粘土
  工业用粘土矿有高岭土、膨润土(主要组成为蒙脱石)、活性白土(组成不定)等。高岭土最早由中国在江西高岭村开采,用来制造陶瓷膨润土于1888年在美怀俄明州开始开采,活性白土于1906年在美国得克萨斯州首次开采。
  与石灰岩混合后制水泥
  在工业、模型制造和艺术中做模型。艺术家使用黏土制做模型,但也适用黏土直接塑造艺术品
  在饮水加工和其它化学工艺中作为离子交换器
  高岭石是瓷器的原料
  高岭石还可以使纸的表面特别光滑和吸收墨水
  陶粒在建筑业中作为隔离层以及在无土栽培中使用
  密封垃圾填埋场
  在颜料工业和医药工业中作填补物
  在催化器中使用