Врачи говорят, что глины лечебно-косметические – не просто основа для лекарств, а вещества, которые являются лекарствами сами по себе. Оставляя внутреннее применение этого вещества врачам, поговорим о том, как она помогает сделать кожу здоровой и красивой.
Что же это такое?
С точки зрения геологии, глина – вещество, возникшее из-за разрушения горных пород под многолетним воздействием воды и ветра.
С точки зрения химии – смесь оксида кремния и оксида алюминия с примесями красящих ионов и органических веществ. Кремний предотвращает старение кожи, разглаживает морщины, ускоряет процессы заживления. Оксид алюминия в виде мельчайших частичек (не превышающих 1 микрон) мягко отшелушивает отмершие частички эпидермиса, делая кожу гладкой и нежной. А еще он обладает подсушивающим, вяжущим действием. Кроме того, из полезных макро- и микроэлементов здесь есть фосфаты, азот, железо.
Глина способна поглощать и удерживать воду, и растворенные в ней вещества, в том числе и токсические. Это свойство используется не только в косметологии, но и врачами при лечении болезней желудочно-кишечного тракта. Собственно, в этом ее свойстве заключен ответ на вопрос «вытягивает ли косметическая глина токсины с кожи?».
С точки зрения физики – это хороший теплоноситель. Местный тепловой эффект особенно полезен при : расширяются капилляры, улучшается микроциркуляция. Этот эффект может быть полезен и при лечении болезней суставов, мышц и связок.
Таким образом, косметическая глина, применяемая в нашем случае для лица, обладает следующими свойствами:
- очищение и детоксикация,
- пилинг,
- увлажнение поверхности кожи (важное условие: маске нельзя позволить высохнуть),
- минерализация кожного покрова,
- успокаивающий эффект (снимает покраснения, раздражение и отек),
- усиливает эффективность косметических средств (улучшает их проникновение за счет плотного прилегания).
Срок годности «чистой» (без дополнительных косметических ингредиентов) высушенной до порошка глины практически не ограничен.
Может ли глина вызывать аллергию? Нет, не может. Спровоцировать аллергическую реакцию способны добавленные активные компоненты, например, эфирные масла. Проверить реакцию можно с помощью стандартного кожного теста: нанести небольшое количество подготовленной в нужных пропорциях смеси в области локтевого сгиба, выдержать полчаса, смыть, через сутки оценить состояние кожи на месте аппликации.
Для приготовления масок или обертываний используется только керамическая, стеклянная или пластмассовая — ни в коем случае не металлическая! – посуда. Шпатель для разведения и аппликации маски тоже не должен быть металлическим.
Чем жирнее кожа, тем дольше можно держать на ней маску, и тем меньше может быть перерыв между процедурами. Дамам с сухой кожей не рекомендуется наносить маску более чем на 5 минут раз в неделю. Жирная кожа позволяет держать маску 15 минут и использовать ее через день.
Разновидности косметической глины и их свойства
Белая
Известна также под названием «каолин». Самая распространенная, химически нейтральна, за счет чего используется в фармакопее как наполнитель для смешивания веществ, которые разрушаются при контакте с органикой. Точно так же инертна и при контакте с кожей: из самой белой глины (без дополнительных компонентов) в кожные ткани не переходят никакие химические вещества. Зато при этом прекрасно выводятся продукты жизнедеятельности клеток, болезнетворные бактерии, продукты воспаления. За счет этого свойства каолин хорошо успокаивает – при , нейродермитах, он уменьшает отек и зуд.
Разведенная водой маска лучше всего подходит для жирной кожи.
- В качестве мягкого скраба:
Порошок развести с водой 1 к 1, нанести на лицо, массировать 5 минут, не позволяя высыхать. Умыться прохладной водой.
- В качестве подсушивающей маски при чрезмерном выделении себума (кожного жира):
Разведенный 1 к 1 порошок нанести на лицо на 10-12 минут. Подсохшую маску смыть прохладной водой.
Зеленая
Еще один отличный вариант для жирной кожи. Суживает поры, нормализует секрецию сальных желез, тонизирует. В составе такие элементы как серебро, магний, кальций, цинк, кобальт, фосфор, медь. Они улучшают обменные процессы, способствуют укреплению кожных тканей.
- Маска от прыщей
На 1 столовую ложку с горкой порошка взять ½ чайной ложки масла виноградной косточки и добавить 3-5 капель эфирного масла чайного дерева. Развести водой до консистенции густой сметаны. Нанести на лицо на 10-15 минут, смыть теплой (не горячей!) водой.
- Маска от черных точек (комедонов)
К 1 столовой ложке порошка прибавить 5-10 капель лимонного сока, добавить воды до консистенции густой сметаны. Держать на лице 10-15 минут, не допуская высыхания (можно сбрызгивать лицо водой). Смыть.
Голубая
Отбеливает кожу, тонизирует ее, может разгладить мелкие морщины.
- Отбеливающая маска
Смешать в равных количествах голубую глину, томатный сок и кислое молоко.
Но лучшее применение косметической глины голубого цвета – для тела, в качестве обертываний против целлюлита.
Как делать обертывания
Перед процедурой обертывания обязательно нужно сделать пилинг. Глину развести теплой водой до консистенции кашицы. Подогреть на водяной бане до температуры около 40-45 градусов: смесь должна быть горячей, но комфортной для тела. При желании, можно добавить эфирные масла лимона, апельсина, грейпфрута, кедра, розмарина (последнее лучше не сочетать с другими маслами) – но и без них обертывание очень эффективно. Нанести смесь на проблемные зоны тела толстым слоем, обернуть пленкой, укрыться одеялом для того, чтобы предотвратить потерю тепла. Продолжительность процедуры 20-40 минут, курс 8-10 процедур, которые проводятся через день. Нельзя применять глиняные обертывания при высокой температуре, тиреотоксикозе, варикозном расширении вен, беременности, онкологических заболеваниях.
Розовая
Разглаживает кожный рельеф, поэтому используется в масках от морщин.
- Маска для увядающей кожи
2 столовые ложки порошка смешать с 1 ложкой миндального масла, добавить теплой воды до нужной консистенции. Держать на лице 5-10 минут не допуская высыхания.
- Маска для сухой кожи лица
К 2 столовым ложкам глины добавить столовую ложку персикового масла и 5 капель масла пачули. Смыть через 5-10 минут, не допускать высыхания.
Красная
Уменьшает раздражение, улучшает кровоснабжение. Можно использовать для горячих обертываний с липолитическими и тонизирующими свойствами. Хороша и для ванн.
Фото взято с ресурса Recommend.ru
Ванна с красной косметической глиной
Помогает от аллергии, воспалений, нарывов. Разболтать в ванне 200 г глины. По желанию (и, если кожа переносит) добавить 1-2 горсти морской соли. Принимать такую ванну можно не чаще раза в 2 недели.
Красная глина может использоваться не только в виде ванн, а и местно для лечения нарывов. Для этого нужно густо развести порошок, шпателем выложить на кусочек ткани слоем около 2 см толщиной. Наложить на пораженный участок, прибинтовать, выдержать 40 минут. Смесь повторно использовать нельзя. Впрочем, таким образом можно применять любой вид глины: эффект окажут ее адсорбирующие и антибактериальные свойства. Ни в коем случае нарыв нельзя греть!
Черная глина
Не рекомендуется использовать для сухой и чувствительной кожи. А вот для жирной она оптимальна. Если возникает вопрос, какую глину выбрать при проблемной коже лица, лучший вариант – черная. Она отлично впитывает излишек жира, продукты воспаления, суживает поры, стимулирует микроциркуляцию и лимфоток, уменьшая отеки.
- Глубоко очищающая маска
К двум столовым ложкам глины добавить по чайной ложке настойки календулы и сока лимона. Выдержать 10-15 минут, после маски обязательно нанести увлажняющий крем.
- Домашний скраб
К столовой ложке порошка добавить чайную ложку мелко помолотого кофе, 2 капли эфирного масла, воды до консистенции сметаны. Нанести на лицо, выдержать 5 минут не давая подсохнуть, смыть, бережно массируя. Такой скраб будет хорош для молодой кожи, а вот для зрелой или чувствительной лучше ограничится просто чистой смесью без добавок. Впрочем, как антицеллюлитное средство он весьма неплох в любом возрасте.
Применение косметической глины для волос
Свойства глины адсорбировать различные вещества позволяют использовать ее не только для лица. Шампуни и маски для волос на ее основе – простой и недорогой способ улучшить их вид. Особенно хороши такие маски для . Их применение помогает уменьшить выпадение, увеличить перерывы между мытьем. Поскольку грязь – это смесь излишков кожного сала и пыли, глина может быть отличным шампунем. Для того, чтобы использовать ее в этом качестве, глиняную кашицу обильно наносят на кожу головы, массируют ее несколько минут и тщательно промывают. После глиняного шампуня нужно обязательно ополоснуть волосы подкисленной водой.
- Натуральный сухой шампунь из розовой глины
5 столовых ложек порошка смешать с таким же количеством горчицы, добавить столовую ложку соли, по 5 капель масла чайного дерева и мяты. Нанести на влажную кожу головы, тщательно помассировать, смыть. Использовать бальзам по желанию.
- Шампунь из косметической глины и соды
К 6 частям глины добавить 1 часть талька и 1 часть соды.
- Шампунь с хвощом для очень жирных волос
В стакане теплого отвара хвоща размешать 2 ст. л. глины, нанести на волосы, выдержать 5-10 минут, тщательно промыть.
- Увлажняющая маска-шампунь
3-5 чайных ложек порошка, чайная ложка меда, желток, столовая ложка лимонного сока, половина стакана кефира (ориентировочно). Вместо кефира можно использовать чай (для темных волос) или травяной настой. Нанести на кожу головы и волосы, укрыть пакетом и платком на полчаса-час, тщательно промыть (только не горячей водой!).
- Маска для сухих волос
2 столовых ложки порошка смешать с равным количеством пюре из мякоти авокадо, добавить чайную ложку оливкового масла, при необходимости – воды до нужной консистенции. Выдержать на волосах 30 минут.
О лечении сухих волос читайте .
- Маска против выпадения волос
Смешать глину с касторовым маслом до густоты сметаны. Держать на волосах от 30 минут до часа.
Познакомится с народными рецептами от выпадения волос вы можете в статье « ».
- Маска для жирных волос
Заварить столовую ложку сухой крапивы стаканом кипятка. Процедить. Развести отваром глину до густоты сметаны. Добавить половину чайной ложки натурального яблочного уксуса. Держать от 30 минут до часа.
Как выбрать косметическую глину
В составе сухого порошка не должно быть ничего кроме глины нужного цвета. Некоторые недобросовестные производители добавляют красители: это становится сразу заметно во время разведения. Рекомендуем сразу выбросить такой, с позволения сказано, продукт: мало ли на чем еще решил сэкономить производитель, и где он его «накопал».
Качественный продукт также не содержит ароматизаторов.
Готовые глиняные маски обычно выпускаются в виде пасты, в которую добавлены дополнительные ингредиенты и вода. Разумеется, с соответствующей наценкой.
Чем тоньше смолот порошок, тем нежнее будет консистенция готовой маски.
Некоторые производители выпускают белую глину в виде гранул – это допустимо.
А вот посторонние примеси, слежавшиеся комки и грубые неперемолотые остатки – показатель низкого качества.
Заключение
Несмотря на то, что глина – натуральный косметический продукт, подходящий для любого возраста, самый заметный эффект он оказывает на молодую жирную или проблемную кожу. Применять ее «в чистом виде» обладательницам сухой и возрастной кожи не рекомендуется. В этом случае ее нужно смешать с базовыми и эфирными маслами, отварами трав.
Использовать средства для тела хорошо, как в качестве обертываний, так и местных аппликаций. Вместо обертываний можно использовать и ванны, но в таком случае процедура делается раз в две недели.
Маски для волос, как и маски для кожи, лучше всего работают при избытке кожного сала, жирной себорее. Любительницам натуральных сухих шампуней понравятся самодельные шампуни с глиной в качестве основного компонента.
Глина является полезным ископаемым и представляет собой осадочную мелкозернистую горную породу. В сухом состоянии она является пылевидной, а при увлажнении становится пластичной и может увеличиваться в размерах.
Описание
В составе материала присутствует один или несколько минералов группы каолинита. В основе может быть минерал группы монтмориллонита и других алюмосиликатов слоистого типа, которые еще называются глинистыми минералами. Может содержать карбонатные и песчаные частицы.
Породообразующим минералом выступает каолинит, который состоит из оксида кремния в объеме 47 %, оксида алюминия - 39 %, а также воды - 14 %. Значительная часть химического состава желтой глины - это Al 2 O 3 и SiO 2 . Материал может иметь следующие цвета:
- зеленый;
- синий;
- коричневый;
- черный;
- лиловый.
Окраска обусловлена примесями ионов, в качестве которых выступают хромофоры.
Основные виды
Глина - полезное ископаемое, которое имеет несколько видов. Каждый из них обладает своей областью использования. Если число пластичности достигает 0,27, то материал называется легким. Когда этот параметр превышает упомянутую цифру, то глина является тяжелой. Обычно добываемая и реализуемая глина по большей части состоит из каолина, который используется в целлюлозно-бумажной промышленности и при производстве огнеупорных изделий, а также фарфора.
Глина - полезное ископаемое, которое представлено еще и строительной разновидностью, а также глинистым сланцем. Этот материал идет на изготовление огнеупорного кирпича, а также ложится в основу жаропрочных изделий. Среди видов важное место занимает бентонит. Он образуется при химическом распаде вулканического пепла. В воде данная разновидность разбухает и увеличивается в объеме в несколько раз. Используется при бурении скважин и при производстве буровых растворов.
Глина - полезное ископаемое, которое представлено еще и сукновальной разновидностью, которая ценится за отбеливающие свойства при очистке нефтепродуктов. Из этого типа глины изготавливаются фильтры, которые применяются при очистке минеральных и растительных масел.
Еще одна разновидность - комовая глина, которая называется гончарной. Она нашла свое применение при изготовлении посуды. Глинистый сланец - это важное сырье, которое вместе с известняком используется при производстве портландцемента. Наиболее распространенными в природе являются:
- глина из песчаника;
- белая глина, которая является каолином;
- красная глина.
Сорта используются для производства огнеупорных изделий, а также фаянса и фарфора.
Основные свойства
Глина - полезное ископаемое, которое обладает рядом свойств, среди них следует выделить:
- воздушную и огневую усадку;
- пластичность;
- спекаемость;
- огнеупорность;
- вязкость;
- цвет керамического черепка;
- пористость;
- усушку;
- дисперсность;
- набухание.
Глина - это наиболее устойчивый гидроизолятор, который не пропускает влагу, что является одним из важных качеств. Глиняная почва имеет устойчивость. Она развита на пустошах и пустырях. Развитие корневой растительности в глиняных залежах невозможно.
Для сохранения качества подземных вод полезна водонепропускаемость материала. Между глинистыми слоями залегает большая часть качественных артезианских источников.
Технические характеристики и дополнительные свойства
Теперь вам известно, является ли глина полезным ископаемым. Однако это не все, что следует знать об этой горной породе. Важно ознакомиться еще и с основными характеристиками, например, удельным и объемным весом молотой глины, который составляет 1400 кг/м 3 . Шамотной глине свойственен показатель 1800 кг/м 3 .
Когда глина имеет вид сухого порошка, ее объемный и удельный вес составляет 900 кг/м 3 . Важна еще и плотность мокрой глины, которая варьируется от 1600 до 1820 кг/м 3 . У сухой этот показатель примерно равен 100 кг/м 3 . Сухое сырье обладает теплопроводностью, которая достигает 0,3 Вт/(м*К). У материала во влажном состоянии этот параметр равен 3,0 Вт/(м*К).
Условное обозначение
Условное обозначение глины вам должно быть интересно, если вы занимаетесь ее изучением. Когда в материале имеются примеси песков, он обозначается штрихами и точками. Если же в глине присутствуют валуны, то к штрихам добавляются кружочки. Глинистые сланцы имеют такое же обозначение, как и слоистая глина, это длинные штрихи, густо расположенные и проводимые по направлению пластов.
Песок и глина
Песок и глина - полезные ископаемые, которые являются наиболее распространенными. Они образуются при разрушении горных пород по типу гранита. Под действием воды, солнца и ветра гранит разрушается, это способствует образованию глины и песка. По цвету они отличаются друг от друга: песок чаще бывает желтым, иногда серым, тогда как глина - белая или коричневая.
Песок состоит из отдельных частиц разной величины. Крупинки между собой не скреплены. Поэтому песок является сыпучим. Глина состоит из мелких частиц, похожих на чешуйки, хорошо скрепленных друг с другом. Песок является осадочной горной породой или может быть искусственным материалом из зерен горных пород. Обычно он состоит почти из чистого минерала кварца, веществом выступает диоксид кремния.
Природный материал обладает зернами с размерами в пределах 5 мм в диаметре. Минимальное значение составляет 0,16 мм. Классифицировать песок можно по условиям накопления. Материал с учетом этого подразделяется на следующие виды:
- аллювиальный;
- делювиальный;
- морской;
- озерный;
- эоловый.
Если песок появился в результате деятельности водоемов, то он обладает более округлой формой частиц.
Свойства гранита
Песок, глина, гранит, известняк - полезные ископаемые. Если более подробно рассматривать гранит, то он представляет собой магматическую платоническую горную породу кислого состава. В основе лежат:
- калиевый полевой шпат;
- плагиоклаз;
- кварц;
- биотит;
- мусковит.
Гранит распространен в континентальной земной коре. Его плотность достигает 2600 кг/м³, тогда как прочность на сжатие равна 300 МПа. Материал начинает плавиться при 1215 °C. При присутствии давления и воды температура плавления снижается до 650 °C.
Гранит - это наиболее важная порода земной коры, она широко распространена и слагает большую часть всех компонентов. Среди разновидностей гранитов можно выделить аляскит и плагиогранит. Последний имеет светло-серый цвет с резким преобладанием плагиоклаза. Аляскит - это розовый гранит, в нем присутствует резкое преобладание калиево-натриевого полевого шпата.
Свойства известняка
Рассматривая таблицу полезных ископаемых: песка, глины, гранита, известняка, вы можете остановить внимание на последнем. Он представляет собой осадочную горную породу органического или хемогенного происхождения. В основе чаще всего лежит карбонат кальция в виде кристаллов разного размера.
Известняк состоит из раковин морских животных и обломков. Плотность материала составляет 2,6 г/см 3 , его морозостойкость равна F150. Прочность на сжатие эквивалентна 35 МПа, тогда как потеря прочности во влагонасыщенных условиях достигает 14 %. Пористость материала равна 25 %.
В заключение
Глина - это осадочная горная порода, которая при соединении с водой начинает размокать и разделяться на отдельные частицы. В результате образуется взвесь или пластичная масса. Глиняное тесто пластично, а в сыром виде может принять любую форму. После высыхания материал сохраняет ее, но уменьшается в объеме. Пластичные глины еще называются жирными, ведь на ощупь кажутся именно такими. Если пластичность невысока, то материал называется тощим. Кирпичи из него быстро рассыпаются и имеют плохую прочность.
Порода клейкая и обладает связующей способностью. Она насыщается некоторым объемом воды, а после больше не пропускает жидкость, что говорит о водоупорности. Глина имеет кроющую способность, поэтому раньше ее широко использовали для побелки стен домов и печей. Среди свойств следует выделить сорбционность. Это выражено в способности поглощать вещества, растворенные в воде. Данная характеристика позволяет использовать глину для очистки растительных жиров и продуктов нефтепереработки.
Глина - продукт выветривания горных пород, в основном полевого шпата и слюды. Землетрясения, сильные ветры, наводнения сдвигают с места пласты пород, измельчают их до пудры. Уложенные в трещинах земной коры, они за миллионы лет затвердевают.
Кембрийские глины являются первичными, они за миллионы лет не вымывались, хотя и подвергались выветриванию. Другие глины называются вторичными, это продукт отложения. Вторичные глины встречаются среди осадочных толщ всех типов - континентальных, включая озерные, прибрежно-лагунные и морские.
Озерные глины часто имеют мономинеральный каолинитовый состав. Чистые монтмориллонитовые глины (бентониты) образуются обычно в результате изменения вулканических пеплов и пемз. В промышленности выделяют 4 наиболее важные группы глин: грубокерамические, огнеупорные и тугоплавкие, каолины, адсорбционные и
высокодисперсные монтмориллонитовые.
Основными химическими компонентами глины являются вторичные минералы простого состава: двуокись кремния (кварц, SiO„ 30-70%), гидрокись алюминия (АЬОз, 10- 40%) и Н20 (5-10%). Присутствуют в глинах ТЮ2, гидрокись железа (Fe20„ FeO), MnO, MgO, CaO, K20, Na20.
Кроме того, в процессе выветривания образуются также вторичные минералы более сложного строения (алюмо — и феррисиликаты). Они более высокодисперсные, чем первичные минералы. Все вторичные минералы сложного состава имеют пластинчатое строение и содержат химически связанную воду. Поскольку эти минералы являются важнейшей составной частью различных глин, они получили название глинистых, или глинных, минералов (А. И. Болдырев, 1974). При всем разнообразии глинистых материалов у них есть общая особенность: они образовались при химическом разрушении других минералов и потому размеры их кристалликов очень малы - всего 1…5 мкм в поперечнике.
В составе глины главную роль играют каолинит, монтмориллонит, гидрослюды, шпаты, известняки, мраморы. По преобладанию глинистого минерала выделяют минеральные типы глин: каолинитовые, монтмориллонитовые, гидрослюдистые и др.
К минералам каолинитовой группы относятся каолинит AL2Si2Os(OH4) и галлуазит АЬ28і2Ол(ОН4) х 2Н?0, а также некоторые другие минералы. Каолинитовые глины содержат примерно 20-25% илистых частиц (меньше 0,001 мм), из них 5-10% частиц коллоидных размеров (меньше 0,25 микрона). Минералы этой группы довольно часто встречаются во многих типах глин. Такие глины имеют сравнительно небольшую на-бухаемость и липкость.
Бентониты - осадочные породы, состоящие из минералов группы монтмориллонита. Эти минералы имеют слоистую кристаллическую структуру как у графита или талька, т. е. состоят из тончайших чешуек, способных при механическом воздействии на них скользить друг по другу. Поэтому эти минералы на ощупь кажутся жирными. Между чешуйками имеются полости, в которые легко проникают молекулы воды. Благодаря этому бентонитовые глины сильно набухают в воде и образуют пластичное тесто.
Из минералов монтмориллонитовой группы в глинах наиболее распространены монтмориллонит AL2Si40|9(OH2) х пН20, бейделлит ALoSbOyfOH?) х пН20, нонтронит Fe2Si4 0|о(ОНз) х пН20. Монтморри-лонитовые глины обладают, в отличие от каолинито-вых, высокой набухаемостью, липкостью и связностью.
Для них весьма характерным признаком является высокая степень дисперсности (до 80% частиц меньше 0,001 мм, из которых 40-45% меньше 0,25 микрона).
Среди глинистых минералов большое место принадлежит минералам группы гидрослюд. В эту группу ВХОДЯТ гидромусковит (иллит) KAb[(Si, Al)4O|0](OH)2 х пН,0, гидробиотит K(Mg, Fe)3[(Al, Si)40io](OH)2 х пН20 и вермикулит (Mg, Fe++, Fe+++)2[(Al, Si)4O|0](OH)2 х nH20.
Кроме глинистых материалов все глины содержат то или иное количество примесей, которые сильно влияют на свойства глин.
Кварц - один из самых распространенных на Земле минералов, состоящий из одной лишь двуокиси кремния - кремнезема (Si02).
Полевой шпат - минерал, в котором наряду с кремнеземом обязательно присутствует глинозем - окись алюминия (А120з), а также окись одного из металлов типа натрия, калия, кальция.
Слюда очень легко расщепляется на тончайшие прозрачные пластинки. Слюда содержат кремнезем, глинозем и (часто) соединения железа, натрия, магния.
Чаще всего эти минералы-примеси и составляют присутствующий в глине песок. Реже в глине встречаются зерна известняка, гипса, других пород и минералов.
Разные минералы по-разному влияют на свойства глины. Так, кварц снижает ее пластичность, но повышает прочность.
Кристаллическая решетка глины
Глинистые минералы различаются по структуре. Такие важные свойства глины, как растворимость, летучесть, вязкость и другие свойства, характеризующие устойчивость соединения, обусловлены энергией кристаллической решетки. Глина относится к кристаллическим твердым телам, т. е. она имеет четкую внутреннюю структуру, обусловленную правильным расположением частиц в строго определенном периодически повторяющемся порядке. Частицы в кристаллах (атомы, молекулы или ионы) располагаются закономерно, образуя так называемую пространственную решетку кристалла.
Кристаллическая решетка различных глинистых минералов построена из одних й тех же элементарных структурных единиц, состоящих из атомов кремния и кислорода, а также из атомов алюминия, кислорода и водорода. В состав глинистых минералов могут также входить Fe, Mg, К, Ми и другие. Глинистые минералы имеют слоистое строение и относятся к слоистым силикатам. Слои глинистых минералов состоят из сочетания кремнекислородных и кислород-гидроксиалю-миниевых соединений.
Элементарной ячейкой кремне кислородного соединения является тетраэдр, четыре вершины которого заняты анионами 02", а в центре этого тетраэдра находится более мелкий катион Si.
Тетраэдр (SiC>4)4 является основной структурной единицей не только глинистых минералов, но и всех существующих в природе соединений кремния с кислородом (А. И. Болдырев, 1974).
Избыток отрицательных зарядов этой элементарной ячейки может быть нейтрализован присоединением каких-либо катионов или соединением нескольких тетраэдров через вершины, когда кислородный ион оказывается одновременно связанным с двумя ионами кремния. Для глины наиболее типичным являются такие соединения, в которых кремнекислородные тетраэдры соединены в слои (или листы) циклической структуры. В таком слое на каждые два иона кремния приходится пять ионов кислорода, что соответствует формуле (Si20s)2
Кремнекислородные тетраэдрические слои могут соединяться со слоем кислород — алюмогидроксильных атомов, которые образуют октаэдры. В них ион алюминия окружен атомами кислорода и гидроксид-ионами. Алюмогидроксильные октаэдры соединяются так же, как и кремнекислородные тетраэдры, - в октаэдрические сетки или слои. Они могут быть построены по аналогии с минералом гиббситом А1(ОН)з или бруситом Mg(OH)2.
Кремнекислородные и кислород-гидроксид-алюми-ниевые сетки образуют так называемые тетраэдро-окта-эдрические слои и пакеты. При соединении тетраэдри-ческого и октаэдрического слоев ионы 0?’ тетраэдриче-ского слоя, расположенные на вершинах тетраэдров, становятся общими для обоих слоев, т. е. ионы 0?" будут служить своеобразными «мостиками» между ионами Si4~ одного слоя и ионами АЬз+ другого слоя. Такая структура наиболее устойчива, так как количество положительных зарядов Si4+ и АЦ+ в этой структуре равно количеству отрицательных зарядов 0?" и ОН".
Минералы группы каолинита имеют двухслойную фисталлическую решетку, пакеты которой образованы из двух связанных через общие атомы кислорода слоев: слоя кремнекислородных тетраэдров и алюмо-гидроксильного слоя, имеющего диоктаэдрическое строение. Такие двухслойные пакеты чередуются в кристалле с промежутками, придавая ему пластинчатое строение. Каолинит не способен впитывать воду в межпакетные пространства и поэтому не обладает способностью к набуханию.
Минералы монтмориллонитовой группы по своим кристаллохимическим свойствам разделяются на две группы:
Диоктаэдрические (монтмориллонит, нонтронит, бейделлит);
Триоктаэдрические (сапонит, гекторит).
Монтмориллонит относится к трехслойным минералам. Его пакеты состоят из октаэдрического слоя (ди-октаэдрического строения), который заключен между двумя тетраэдрическими слоями.
Состав этих слоев вследствие изоморфных замещений не постоянен. Кремний тетраэдров также может быть частично замещен на алюминий и железо, а в октаэдрах, кроме ионов алюминия, могут находиться ионы магния. В отличие от каолинита, межпакетные расстояния монтмориллонита могут изменяться. Эти расстояния изменяются в зависимости от количества воды, находящейся между пакетами. В силу этого монтмориллонит обладает большой способностью к набуханию.
Минералы группы гидрослюд включают гидромусковит (иллит), гидробиотит, вермикулит и другие гид-ратизированные разновидности слюд. Способность поглощения у гидрослюд в несколько раз выше, чем у каолинита, но в 2-3 раза меньше, чем у монтмориллонита.
Структура иллита подобна структуре монтмориллонита, с той лишь разницей, что в его кристаллической решетке имеются многочисленные изоморфные замещения. Так, ион А1з+ в октаэдрических слоях замещен на ион Fe3+ и ион Mg?+, причем два иона алюминия замещаются тремя ионами магния с замещением октаэдрических пустот. В иллите нередко два иона алюминия в октаэдрах замещаются на два иона магния, при этом избыточные отрицательные заряды компенсируются ионами калия, которые размещаются в межпакетных промежутках.
Алюмосиликаты - цеолиты - имеют «молекулярные сита», используемые в качестве катализаторов в нефтехимической промышленности для получения высокооктановых бензинов. Цеолиты являются наилучшими адсорбентами для радиоактивных отходов атомных электростанций. Они прекрасно себя зарекомендовали при выведении радионуклидов из организма «ликвидаторов», а также сельскохозяйственных животных, обитающих на зараженной территории. Цеолиты жизненно необходимы животным. Наевшись вдоволь природных цеолитовА животные здоровели: лучше прибавляли в массе, а среди телят уменьшался падеж. Объясняется это тем, что цеолиты способны поглощать вредные вещества и поставлять в организм недостающие ему компоненты.
Важнейшие физико-химические и водно-физические свойства глины - емкость поглощения, гидро-фильность, связность, липкость, реакция среды - находятся в прямой зависимости от минералогического состава.
Свободная и связанная вода в глине
Молекулы воды сами по себе нейтральны. Однако стоит только поместить дипольные молекулы воды во внешнее электрическое поле, как тотчас начнет проявляться дипольный характер этих молекул.
Гидратация гидрофильных коллоидов также обусловливается электростатическими силами, т. е. за счет электрических зарядов, возникающих вследствие ионизации. На поверхности коллоидных частиц гли ны образуются оболочки, состоящие из диполей воды, ориентированных в зависимости от вида заряда своим положительным или отрицательным концом.
Таким образом, в гидрофильных коллоидах, т. е. в растворах глины, какая-то часть воды оказывается прочно связанной с коллоидными частицами, другая же часть играет роль среды, в которой находятся коллоидные мицеллы.
Свойства связанной воды резко отличаются от свойств свободной воды. По степени упорядоченности структуры связанная вода приближается к свойствам твердого тела и имеет большую плотность по сравнению с водой свободной. Гидратационные оболочки высокомолекулярных соединение не обладают растворяющими свойствами, поэтому высокомолекулярное вещество растворяется только в свободной воде. Связанная вода при охлаждении раствора глины не замерзает, тогда как свободная вода подвержена замерзанию.
Обмен веществ в глине
Часто глины находятся под слоем песка, почвы. При вымывании из почвы минеральных веществ и органических остатков они попадают на глиняную подложку. Наиболее интенсивное проникновение их происходит в верхнем слое глины толщиной 10- 15 см. В Оренбургской области разведано и используется месторождение миоценовой подугольной глины (Н. П. Торопова и соавторы, 2000).
Глина является превосходным «обменным пунктом» ионов минеральных вод. В то же время на состав глины большое влияние оказывают природные минеральные воды. Так, если сульфатно-кальциевые (или магниевые) подземные воды мигрируют среди глинистых пород морского происхождения, обычно содержащих обменный натрий, то протекают реакции:
глина = 2Na+ + Са++ + SO4 <-»2Na+ + SO4 + глина = Са++
глина = 2Na+ + Mg++ + SO4 <-> 2Na+ + SO4 + глина = Mg++
Символом «глина=Са++» обозначена глина, содержащая обменный кальций (или другой обменный катион). Так происходит обмен катионов, количество аниона (SO4 ~) при этом не меняется.
Постепенно весь обменный натрий переходит из глин в раствор. Воды из сульфатных кальциевых (магниевых) превращаются в сульфатные натриевые, а поглощающий комплекс из типичного морского - натриевого становится типично континентальным - кальциевомагниевым (А. И. Перельман, 1982).
В глинистой фракции почв и пород содержатся две категории ионов: одни легко переходят в раствор и способны участвовать в реакциях - это обменные катионы и анионы; другие прочно закреплены в узлах кристаллических решеток и могут переходить в раствор лишь в результате разрушения минералов в ходе длительных процессов выветривания.
Примеси, входящие в глину, определяют ее цвет, консистенцию, особую пластичность или каменную твердость. Различают до 40 видов глин, использующихся в фаянсовой и фарфоровой промышленности, фармакологии, строительстве, парфюмерии (основная часть пудры), химии, в пищевой промышленности. Глина бывает белая, голубая, серая, красная, коричневая, зеленая, черная. Иногда встречаются глины шоколадного или грязно-черного цвета.
Цвета глины определяются большим количеством присутствующих в них солей:
Красный цвет - калий, железо;
Зеленоватый - медь, двухвалентное железо;
Голубой - кобальт, кадмий;
Темно-коричневый и черный - углерод, железо;
Желтый - натрий, трехвалентное железо, сера и ее соли.
Наиболее активной считается голубая, зеленая и черная глина. Хорошо изучен каолинит - основа для фарфоровых изделий, он белый. Огнеупорные глины в основном каолиновые, они пластичны, но в них мало железа.
Обычно химический состав легкоплавких глин составляет, %: SiO 2 – 60…85; Al 2 O 3 вместе с TiO 2 – не менее 7; Fe 2 O 3 вместе с FeO- не более 14; CaO + MgO – не более 20; R 2 O (K 2 O + Na 2 O) – не более 7.
Сравнительная характеристика химического состава различных глин приведена в табл. 1.
Таблица 1
Химический состав глин
Кремнезем (SiO 2) находится в глинах в связанном и свободном состояниях. Первый входит в состав глинообразующих минералов, а второй представлен кремнеземистыми примесями. С увеличением содержания SiO 2 пластичность глин снижается, увеличивается пористость, снижается прочность обожженных изделий. Предельное содержание SiO 2 – не более 85%, в том числе свободного кварца – не более 60%.
Глинозем (Al 2 O 3) находится в составе глинообразующих минералов и слюдистых примесей. С увеличением содержания Al 2 O 3 повышается пластичность и огнеупорность глин. Обычно по содержанию глинозема косвенно судят об относительной величине глинистой фракции в глинистой породе. Глинозема содержится от 10-15% в кирпичных и до 32-35% - в огнеупорных глинах.
(СаO и MgO) в небольших количествах участвуют в составе некоторых глинистых минералов. При высоких температурах СаО вступает в реакцию с Al 2 O 3 и SiO 2 и, образуя эвтектические расплавы в виде алюмо-кальций-силикатных стекол, резко понижают температуру плавления глин.
Оксиды щелочноземельных металлов (Na 2 O и K 2 O) входят в состав некоторых глинобразующих минералов, но в большинстве случаев участвуют в примесях в виде растворимых солей и в полевошпатовых песках. Они понижают температуру плавления глины и ослабляют красящее действие Fe 2 O 3 и TiO 2 . Оксиды щелочных металлов являются сильными плавнями, способствуют повышению усадки, уплотнению черепка и повышению его прочности.
В качестве предельного значения соединений серы в пересчете на SO 3 принимается не более 2%, в том числе сульфидной – не более 0,8%. При наличии SO 3 более 0,5%, в том числе сульфидной не более 0,3%, в процессе испытаний глинистой породы должны определяться способы устранения высолов и выцветов на необожженных изделиях путем перевода растворимых солей в нерастворимые.
2.3. Гранулометрический состав глин.
Гранулометрический состав глин – это распределение зерен в глинистой породе по их величине. Обычно зерновой состав различных глин характеризуется данными, приведенными в табл.2.
Глина - пластичный природный материал, применяемый в строительстве, народных промыслах, лечении и оздоровлении организма и в других сферах жизни человека. Именно такое широкое применение обуславливают определенные качества и свойства глины. А на свойства глины во многом влияет ее состав.
Применение глины
Глина очень доступна, а польза ее непереоценима и поэтому она применяется людьми с очень давних времен. Много упоминаний об этом чудесном материале в учебниках по истории всех стран мира.
Строительство . В настоящее время глина применяется как материал для изготовления красного кирпича. Глину определенного состава формуют и обжигают по некой технологии получая прочный и недорогой слиток - кирпич. А из кирпича уже строятся здания и сооружения. В некоторых странах и регионах глину все еще используют для постройки жилища - мазанки, широко распространено использование глины при постройки печей из кирпича, где связующим (в качестве цемента) служит глина. Эта же глина применяется и для штукатурки печей.
Медицина. Оздоровительная и традиционная медицина применяет глину в виде грязевых ванн и масок. Весь смысл в питании поверхности кожи полезными элементами глины. Разумеется, не вся глина тут подейдет.
Сувениры и посуда . Два больших направления я объединяю в одно, так как многие экземпляры посуды имеют лишь сувенирный характер. Тарелки, горшочки, кувшины и вазы - в изобилии присутствуют в современных магазинах. Ни одна ярмарка не обходится без продажи глиняных сувениров - дымковствая игрушка, свустульки, таблички, брелки и многое другое. Многое мы с вами попробуем слепить самостоятельно.
Глина может входить в состав других материалов . Часовоярская глина тонкого помола, например, является элементом художественных красок (гуашь), соуса, пастели и сангины. Почитайте об этом в статьях "Помощь художнику".
Свойства глины
Цвет. Глина различных составов имеет множество оттенков. Глина так и называется по цветам: красная, голубая, белая... Правда при сушке и дальнейшем обжиге цвет может полностью поменяться. На это стоит обратить внимание при работе с глиной.
Пластичность. Именно возможность деформироваться и удерживать приданную ей форму и позволила человеку найти применение глины в своем быту. Тут стоит заметить, что все зависит от консистенции - соотношения количества воды, глины и песка. Для разных работ нужны разные составы. Так, для лепки песок может быть вообще излишним.
Гигроскопичность позволяет глине впитывать воду, изменяя свои свойства вязкости и пластичности. Но после обжига изделия из глины приобретают водостойкость, прочность и легкость. Развитие технологии позволило получить фаянс и фарфор, незаменимые и в современном мире.
Огнеупорность . Свойство, применяемое скорее в строительстве, нежели в художественных промыслах, если не считать обжиг изделий. Технология обжига различна для того или иного состава глины. С сушкой и обжигом тесно связано свойство усадки глины или сжимаемость - изменение массы и размеров за счет вывода из состава части воды.
Состав глины
Свойства глины определяет ее химический состав. Для разных видов глины свойственны различные химические составы. Так, например, красная глина содержит много окисей железа. Глина в своей основе содержит некие вещества - глинистые минералы - которые образуются в ходе различных природных явлений. Формат статьи не предусматривает рассмотрение химических свойств и состава глины, поэтому я не буду вдаваться в подробности.
Состав глины, пригодной для применения в народных промыслах, как уже говорилось, определяется тремя важнейшими элементами: глиняные минералы, вода и песок.
Пропорции этих элементов можно изменять, правда гораздо проще добавлять, чем убирать. Так, например, сухую глину можно быстро растворить, однако, совсем не просто жидкую как сметана глину сделать пригодной для лепки. Песок очень просто добавить, но вот вынять его из глины - нетривиальная задача.
Различают «тощие» и «жирные» глины. Шкала «жирности » определяет коэффициент пластичности, и связующие свойства глины позволяет регулировать жирность путем смешивания ее с другими природными материалами, например, с песком. Тощая глина обладает меньшей пластичностью, ее связующая сила слабее, но она дает меньше усадки при сушке и обжиге.
Залежи глины находятся в различном состоянии по всему миру. Это обеспечило применение ее ремесленниками разных национальностей, и послужило появлению такого многообразия изделий и технологий.
Ремесленники научились контролировать поведение и состояние глины путем различных добавок в состав. Так можно отощать глину, отмучивать , придавать ей большую огнеупорность, уменьшать усадку. В результате таких манипуляций опытный мастер сможет получить в итоге качественное высокохудожественное изделие.