סוגי מאמר חימר טבעי. מקור, סוגי ומיצוי חימר

חימר הוא תוצר של בליה של סלעים, בעיקר פלד ונציץ. רעידות אדמה, רוחות חזקות, שיטפונות מזיזים שכבות סלעים, טוחנים אותן לאבקה. מונחים בסדקים בקרום כדור הארץ, הם מתקשים במשך מיליוני שנים.

חימר קמבריון הם ראשוניים, הם לא נשטפו במשך מיליוני שנים, למרות שהם עברו בליה. חרסיות אחרות נקראות משניות, זה תוצר של שקיעה. חרסיות משניות מצויות בין שכבות משקע מכל הסוגים - יבשתיות, כולל לקוסטרינות, חופיות-לגונות וימיות.

לחימר לקסטרין יש לרוב הרכב קאוליניט מונומינרלי. טיט מונטמורילוניט טהור (בנטוניט) נוצר בדרך כלל כתוצאה משינוי של אפר וולקני וספוג. בתעשייה מבחינים ב-4 הקבוצות החשובות ביותר של חימר: גס-קרמי, עקשן ועקשן, קאולינים, ספיחה ו

מונטמורילוניט מפוזר מאוד.

המרכיבים הכימיים העיקריים של חימר הם מינרלים משניים בהרכב פשוט: דו תחמוצת הסיליקון (קוורץ, SiO3 30-70%), אלומיניום הידרוקסיד (AlO3, 10-40%) ו-H2O (5-10%). TiO2, הידרוקסיד של ברזל (Fe20, FeO), MnO, MgO, CaO, K20, Na20 נמצאים בחימר.

בנוסף, בתהליך בליה נוצרים גם מינרלים משניים בעלי מבנה מורכב יותר (אלומיניום וסיליקטים פריס). הם מפוזרים יותר מאשר מינרלים ראשוניים. לכל המינרלים המשניים בהרכב מורכב יש מבנה למלרי ומכילים מים קשורים כימית. מאחר שמינרלים אלו הם המרכיב החשוב ביותר של חימרים שונים, הם נקראים חימר או מינרלים חימריים (AI Boldyrev, 1974). עם כל מגוון חומרי החימר, יש להם תכונה משותפת: הם נוצרו במהלך הרס כימי של מינרלים אחרים ולכן גודל הגבישים שלהם קטן מאוד - קוטר של 1 ... 5 מיקרון בלבד.

בהרכב של חימר, קאוליניט, מונטמורילוניט, הידרומיקה, ספינות, אבני גיר וגולות משחקים את התפקיד העיקרי. על פי הדומיננטיות של מינרל החרסית, נבדלים סוגי חימר מינרלים: קאוליניט, מונטמורילוניט, הידרומיקוס וכו'.

המינרלים של קבוצת הקאוליניט כוללים קאוליניט AL2Si2Os(OH4) ו-halloysite Al28i2Ol(OH4) x 2H-0, כמו גם כמה מינרלים אחרים. חרסית קאוליניט מכילה כ-20-25% חלקיקים סחופיים (פחות מ-0.001 מ"מ), מתוכם 5-10% הם חלקיקים קולואידים (פחות מ-0.25 מיקרון). המינרלים של קבוצה זו נפוצים למדי בסוגים רבים של חימר. לחרסיות כאלה יש נפיחות ודביקות נמוכה יחסית.

בנטוניטים הם סלעי משקע המורכבים ממינרלים מקבוצת המונטמוריוניטים. למינרלים אלה מבנה גבישי שכבות כמו זה של גרפיט או טלק, כלומר, הם מורכבים מהפתיתים הדקים ביותר שיכולים להחליק זה על גבי זה בפעולה מכנית. לכן, מינרלים אלה מרגישים שמנוניים למגע. בין הקשקשים יש חללים שלתוכם מולקולות מים חודרות בקלות. בשל כך, חימר בנטוניט תופח חזק במים ויוצר בצק פלסטי.

מבין המינרלים של קבוצת המונטמורילוניטים, הנפוצים ביותר בחימר הם מונטמורילוניט AL2Si40|9(OH2) x nH20, beidelitt ALoSbOyfOH?) x nH20, ו-nontronite Fe2Si4 0|o(OH3) x nH20. לחרסיות מונטמורי-לוניט, בניגוד לחרסיות קאוליניט, יש יכולת התפחה גבוהה, דביקות ולכידות.

עבורם, תכונה מאוד אופיינית היא דרגת פיזור גבוהה (עד 80% מהחלקיקים הם פחות מ-0.001 מ"מ, מתוכם 40-45% פחות מ-0.25 מיקרון).

בין מינרלי החימר, מקום גדול שייך למינרלים מקבוצת ההידרומיקה. קבוצה זו כוללת הידרומוסקוביט (איליט) KAb[(Si, Al)4O|0](OH)2 x pH.0, הידרוביוט K(Mg, Fe)3[(Al, Si)40io](OH)2 x pH20 ו ורמיקוליט (Mg, Fe++, Fe+++)2[(Al, Si)4O|0](OH)2 x nH20.

בנוסף לחומרי חימר, כל החרסיות מכילות כמות כזו או אחרת של זיהומים המשפיעים מאוד על תכונות החימר.

קוורץ הוא אחד המינרלים הנפוצים ביותר בכדור הארץ, המורכב מסיליקון דו חמצני אחד בלבד - סיליקה (Si02).

פלדספר הוא מינרל שבו, יחד עם סיליקה, בהכרח מצויה אלומינה - תחמוצת אלומיניום (A120z), וכן תחמוצת של אחת המתכות כגון נתרן, אשלגן, סידן.

מיקה מתפצלת בקלות רבה לצלחות השקופות הדקות ביותר. נציץ מכיל סיליקה, אלומינה ו(לעיתים קרובות) תרכובות של ברזל, נתרן, מגנזיום.

לרוב, מינרלים אלו מרכיבים את החול הקיים בחימר. פחות נפוצים בחימר הם גרגרי אבן גיר, גבס וסלעים ומינרלים אחרים.

מינרלים שונים משפיעים על תכונות החימר בדרכים שונות. אז, קוורץ מפחית את הפלסטיות שלו, אבל מגביר את החוזק.

סריג קריסטל חימר

מינרלים חימר משתנים במבנה. תכונות חשובות כל כך של חימר כמו מסיסות, נדיפות, צמיגות ותכונות אחרות המאפיינות את יציבות התרכובת נובעות מהאנרגיה של סריג הגביש. חימר מתייחס למוצקים גבישיים, כלומר, יש לו מבנה פנימי ברור בשל סידור נכון של חלקיקים בסדר קבוע קבוע שחוזר על עצמו. חלקיקים בגבישים (אטומים, מולקולות או יונים) מסודרים באופן קבוע, ויוצרים את מה שנקרא הסריג המרחבי של הגביש.

סריג הקריסטל של מינרלים חרסתיים שונים בנוי מאותן יחידות מבניות אלמנטריות, המורכבות מאטומי סיליקון וחמצן, וכן מאטומי אלומיניום, חמצן ומימן. ההרכב של מינרלים חימר עשוי לכלול גם Fe, Mg, K, Mi ואחרים. למינרלים חימר יש מבנה שכבות והם מסווגים כסיליקטים שכבות. שכבות של מינרלים חימר מורכבות משילוב של סיליקון-חמצן ותרכובות חמצן-הידרוקסיאלומיניום.

התא היסודי של תרכובת הסיליקון-חמצן הוא טטרהדרון, שארבעה קודקודים שלו תפוסים על ידי אניונים O2", וקטיון Si קטן יותר ממוקם במרכז הטטרהדרון הזה.

הטטרהדרון (SiC>4)4 הוא היחידה המבנית העיקרית לא רק של מינרלים חרסית, אלא גם של כל התרכובות הטבעיות של סיליקון עם חמצן (AI Boldyrev, 1974).

ניתן לנטרל את עודף המטענים השליליים של תא יחידה זה על ידי הוספת כמה קטיונים או על ידי חיבור של מספר טטרהדרות דרך הקודקודים, כאשר יון החמצן קשור בו זמנית לשני יוני סיליקון. עבור חימר, האופייניות ביותר הן תרכובות שבהן טטרהדרות סיליקון-חמצן מחוברות בשכבות (או יריעות) של מבנה מחזורי. בשכבה כזו יש חמישה יוני חמצן לכל שני יוני סיליקון, התואם את הנוסחה (Si20s)2

שכבות טטרהדרליות של סיליקון-חמצן יכולות לשלב עם שכבה של אטומי חמצן-אלומינה-הידרוקסיל, היוצרים אוקטהדרונים. בהם, יון האלומיניום מוקף באטומי חמצן ויוני הידרוקסיד. אוקטדרוני אלומיניום הידרוקסיל מחוברים באותו אופן כמו טטרהדרות סיליקון-חמצן - ברשתות או בשכבות אוקטהדרליות. ניתן לבנות אותם באנלוגיה למינרל gibbsite Al(OH)3 או brucite Mg(OH)2.

רשתות סיליקון-חמצן וחמצן-הידרוקסיד-אלומיניום יוצרות את מה שמכונה שכבות וחבילות טטרהדרליות-אוקטדרליות. כאשר השכבות הטטרהדרלית והאוקטהדרלית מחוברות, יוני 0?' של השכבה הטטרהדרלית, הממוקמים בקודקודי הטטרהדרה, הופכים למשותפים לשתי השכבות, כלומר, יוני 0? ישמשו כמעין "גשר" בין השכבות. יוני Si4~ של שכבה אחת והיוני Al3+ של שכבה אחרת מבנה כזה הוא היציב ביותר, שכן מספר המטענים החיוביים Si4+ ו-AC+ במבנה זה שווה למספר המטענים השליליים 0? והוא".

למינרלים של קבוצת הקאוליניט יש סריג פיסטלי דו-שכבתי, שחבילותיו נוצרות משתי שכבות המחוברות באמצעות אטומי חמצן משותפים: שכבה של טטרהדרה סיליקון-חמצן ושכבת אלומיניום-הידרוקסיל בעלת מבנה דיוקטהדרלי. חבילות דו-שכבתיות כאלה מתחלפות בגביש במרווחים, ומעניקות לו מבנה למלרי. קאולינייט אינו מסוגל לספוג מים לתוך המרווחים שבין האריזות ולכן אין לו יכולת להתנפח.

מינרלים מקבוצת המונטמורילוניטים מחולקים לשתי קבוצות לפי התכונות הכימיות הגבישיות שלהם:

Dioctahedral (מונטמורילוניט, נונטרוניט, beidellite);

Trioctahedral (ספוניט, הקטוריט).

מונטמורילוניט הוא מינרל תלת שכבתי. החבילות שלו מורכבות משכבה אוקטהדרלית (מבנה דיו-אוקטהדרלי), המוקפת בין שתי שכבות טטרהדרליות.

הרכב השכבות הללו אינו קבוע עקב תחליפים איזומורפיים. ניתן להחליף חלקית את הסיליקון של טטרהדרה באלומיניום ובברזל, ובנוסף ליוני אלומיניום, יוני מגנזיום יכולים להיות מצויים באוקטהדרונים. שלא כמו קאוליניט, מרחקים בין חבילות של מונטמורילוניט יכולים להשתנות. מרחקים אלו משתנים בהתאם לכמות המים בין האריזות. בגלל זה, למונטמורילוניט יש יכולת נפיחות גבוהה.

מינרלים של הידרומיקה כוללים הידרומוסקוביט (איליט), הידרוביוטיט, ורמיקוליט ונציץ לחות אחרים. יכולת הספיגה של הידרומיקה גבוהה פי כמה מזו של קאוליניט, אך קטנה פי 2-3 מזו של מונטמורילוניט.

המבנה של האיליט דומה לזה של מונטמורילוניט, כשההבדל היחיד הוא שיש תחליפים איזומורפיים רבים בסריג הגביש שלו. לפיכך, יון Al3+ בשכבות האוקטהדרליות מוחלף ביון Fe3+ ויון Mgα+, ושני יוני אלומיניום מוחלפים בשלושה יוני מגנזיום עם החלפת חללים אוקטהדרליים. באיליט, שני יוני אלומיניום באוקטהדרונים מוחלפים לרוב בשני יוני מגנזיום, בעוד שמטענים שליליים עודפים מפוצים על ידי יוני אשלגן, הממוקמים במרווחים בין החבילות.

לאלומינוסיליקטים - זאוליטים - יש "מסננות מולקולריות" המשמשות כזרזים בתעשייה הפטרוכימית לייצור בנזין עתיר אוקטן. זאוליטים הם הסופחים הטובים ביותר לפסולת רדיואקטיבית מתחנות כוח גרעיניות. הם הוכיחו את עצמם מצוין בסילוק רדיונוקלידים מגופם של "מסוללים", כמו גם חיות משק החיות באזור המזוהם. זאוליטים חיוניים לבעלי חיים. לאחר שאכלו הרבה זאוליטים טבעיים, בעלי החיים הפכו בריאים יותר: הם עלו במשקל טוב יותר, ובקרב העגלים התמותה ירדה. זה מוסבר בעובדה שזאוליטים מסוגלים לספוג חומרים מזיקים ולספק את הרכיבים החסרים לגוף.

התכונות הפיזיקוכימיות והמים-פיזיקליות החשובות ביותר של חימר - יכולת ספיגה, הידרופיליות, לכידות, דביקות, תגובה של המדיום - תלויות ישירות בהרכב המינרלוגי.

מים חופשיים וקשורים בחימר

מולקולות המים עצמן הן ניטרליות. עם זאת, יש רק להציב מולקולות מים דיפול בשדה חשמלי חיצוני, שכן אופי הדיפול של מולקולות אלו מתחיל מיד להתבטא.

הידרציה של קולואידים הידרופיליים נובעת גם מכוחות אלקטרוסטטיים, כלומר בגלל מטענים חשמליים הנובעים מיינון. קונכיות נוצרות על פני השטח של חלקיקי חימר קולואידים, המורכבים מדיפולי מים המכוונים, בהתאם לסוג המטען, עם הקצוות החיוביים או השליליים שלהם.

לפיכך, בקולואידים הידרופיליים, כלומר בתמיסות חימר, חלק מהמים קשור בחוזקה לחלקיקים קולואידים, בעוד שהחלק השני ממלא את התפקיד של תווך שבו נמצאים מיצללים קולואידים.

המאפיינים של מים קשורים שונים מאוד מאלו של מים חופשיים. מבחינת מידת סדר המבנה, מים קשורים מתקרבים לתכונות של גוף מוצק ובעלי צפיפות גבוהה יותר מאשר מים חופשיים. לקליפות הידרציה של תרכובות מקרו-מולקולריות אין תכונות המסה; לכן, חומר מקרו-מולקולרי מתמוסס רק במים חופשיים. מים קשורים אינם קופאים כאשר תמיסת החימר מתקררת, בעוד מים חופשיים רגישים להקפאה.

חילוף חומרים בחימר

לעתים קרובות חימר נמצא מתחת לשכבת חול, אדמה. כאשר מינרלים ושאריות אורגניות נשטפים מהאדמה, הם נופלים על מצע החימר. החדירה האינטנסיבית ביותר שלהם מתרחשת בשכבה העליונה של חימר בעובי 10-15 ס"מ. באזור אורנבורג נחקר ומשתמשים במשקע של חימר תת-פחם של המיוקן (N.P. Toropova et al., 2000).

חימר הוא "נקודת החלפה" מצוינת של יוני מים מינרליים. יחד עם זאת, הרכב החימר מושפע מאוד ממים מינרליים טבעיים. לכן, אם מי תהום סולפט-סידן (או מגנזיום) נודדים בין סלעי חרס ממוצא ימי, המכילים בדרך כלל נתרן להחלפה, אז מתרחשות התגובות הבאות:

חימר = 2Na+ + Ca++ + SO4<-»2Na+ + SO4 + глина = Са++

חימר = 2Na+ + Mg++ + SO4<->2Na+ + SO4 + חימר = Mg++

הסמל "חימר=Ca++" מציין חימר המכיל סידן להחלפה (או קטיון אחר להחלפה). כך מתרחשת חילופי קטיונים, כמות האניון (SO4 ~) לא משתנה.

בהדרגה, כל הנתרן להחלפה עובר מחימר לתמיסה. מים מסידן סולפט (מגנזיום) הופכים לסולפט נתרן, והקומפלקס הסופג ממימי טיפוסי - נתרן הופך בדרך כלל יבשתי - סידן-מגנזיום (A.I. Perelman, 1982).

חלק החימר של קרקעות וסלעים מכיל שתי קטגוריות של יונים: חלקם עוברים בקלות לתמיסה ומסוגלים להשתתף בתגובות - אלו הם קטיוני חליפין ואניונים; אחרים מקובעים היטב בצמתים של סריג קריסטל ויכולים לעבור לפתרון רק כתוצאה מהרס של מינרלים במהלך תהליכי בליה ארוכי טווח.

הזיהומים הכלולים בחימר קובעים את צבעו, עקביותו, הפלסטיות המיוחדת או קשיותו של האבן. ישנם עד 40 סוגי חימר המשמשים בתעשיות הפאיין והפורצלן, פרמקולוגיה, בנייה, בישום (החלק העיקרי של האבקה), כימיה ותעשיית המזון. חימר הוא לבן, כחול, אפור, אדום, חום, ירוק, שחור. לפעמים יש שוקולד או חימר שחור מלוכלך.

צבעי החימר נקבעים על פי כמות המלחים הגדולה שיש בהם:

צבע אדום - אשלגן, ברזל;

ירקרק - נחושת, ברזל ברזל;

כחול - קובלט, קדמיום;

חום כהה ושחור - פחמן, ברזל;

צהוב - נתרן, ברזל ברזל, גופרית ומלחיה.

הפעיל ביותר הוא חימר כחול, ירוק ושחור. קאולינייט נחקר היטב - הבסיס למוצרי פורצלן, הוא לבן. חימר עקשן הם בעיקר קאולין, הם פלסטיק, אבל יש בהם מעט ברזל.

אמנות הכנת כלים ופריטים ביתיים אחרים מחימר יכולה להיחשב העתיקה ביותר, שהפכה לאחד מסוגי הייצור הטכני הראשונים. מה יכול להיות נפוץ יותר מחימר! בינתיים, תפקידו בחייהם של אנשים הוא גדול וקשור למאפיינים יוצאי הדופן שלו. המוח המתבונן של האדם משך אליהם תשומת לב בימי קדם. חימר שנורה בשריפה הוא החומר המלאכותי הראשון שמתקבל על ידי האדם. תכונות החומר הזה התגלו לאדם בהדרגה. עד עכשיו, שליש מהאנושות חי בהלישי אדובי. וזה לא סופר את הבתים העשויים מלבנים שרופות. לא רק קירות עשויים מחימר, אלא גם אח עם גגות. כדי להגביר את החוזק של רצפת אדובי כזו, שופכים עליה מים מלוחים מדי פעם. כתב יתדות, שהופיע לראשונה במסופוטמיה, נלחץ על לוחות חרס דקים. כן, וההרכב המורכב של נייר מודרני כולל בהכרח חימר לבן.

חימר שימש מאז ימי קדם כתרופה. מתיחה של השברירי טופלה עם טיח של חימר צהוב מדולל בחומץ. ולכאבים בגב התחתון ובמפרקים, על נקודות כואבות מורחים חימר מדולל במים חמים בתוספת נפט. מרפאים העדיפו להשתמש בחימר תנור במהלך חיזוי עתידות. היא טופלה בעין הרע או בחום. סירי חרס קטנים (מחותקי) הונחו על הגוף להצטננות כמו צנצנות רפואיות. הם אפילו עשו "שאיפות לבנים", חיממו לבנה לתרופה, שפכו עליה קליפת בצל ושאפו את העשן. ומפזרים לבנה כזו לענה או ערער, ​​הם הפחידו זבובים ויתושים.

הם אפילו אכלו חימר. תושבי הצפון עדיין אוכלים "שומן יבשתי" - חימר לבן. אוכלים אותו עם חלב איילים או מוסיפים למרק בשר. כן, ובאירופה הכינו מעדן כמו ממתקים מחימר. יש חידה רוסית ישנה: "הייתי על קופנץ, הייתי על טופבדה, הייתי על מעגל, עליתי על אש, עליתי על אש. כשהוא היה צעיר. ואז הוא האכיל את האנשים, אבל העדרים הישנים החלו לחתל. עד לאחרונה, כל כפרי היה מבין את זה במהירות. זה רק סיר תנור רגיל. והחידה עצמה מספרת בפירוט את "מסלול חייו". "קופנטסי" בכפרים הרוסיים נקראו בורות שבהם כורה חימר. הקדרים דיברו עליה בכבוד: "חי". ה"רפסודה החיה" המצוי בטבע כל כך מגוונת בהרכבה עד שניתן למצוא תערובת מוכנה להכנת כל סוג של קרמיקה.
באופן טבעי, אם נמצאו מרבצים של סוגי חימר יקרי ערך, ייצור כלי חרס גדל במהירות סביבם. כך, למשל, זה קרה בג'הל ליד מוסקבה, שם נמצא חימר לבן.

חימר, בניגוד לחול, המסנן לחות, סופג אותו עד כישלון, לא מעביר אותו עמוק יותר. כאשר מערבבים אותו במים, החימר הופך ל"בצק" פלסטי שניתן ליצוק לכל צורה. לאחר הייבוש הוא שומר על הצורה שניתנה ל"בצק" ולאחר השריפה הוא הופך קשה כמו אבן. חימר הוא תוצר של הרס של סלעים. תהליך היווצרות החימר מתרחש כל הזמן, אבל הייתה תקופה שבה היווצרות החימר התרחשה בקנה מידה עצום. תופעה זו מתוארכת לימים קדומים, לתקופות הקרחון והדילוביאליות, כאשר החלק המכני במלאכת הרס הסלעים בוצע על ידי קרחונים שנעו אל המישור. ההרכב של כל חימר כולל אלומינה, כלומר. אלומינה, סיליקה, וזיהומים קלים יכולים להיות אלקליות שונות, סיד, מגנזיה, תחמוצות ברזל וחומצה טיטאנית.

ישנם חרסיות המורכבות בעיקר ממינרל אחד (למשל, חימר עקשן קאוליניט - קאולינים), אך לעתים קרובות יותר הם פולימינרליים, בהיותם תערובת של המינרלים קאוליניט, הלואיסיט ומונטמורילוניט. הסלעים שקדמו לחרסים היו מורכבים בעיקר מספרי שדה ונציצים. שרצים מצויים בכל שלושת סוגי הסלעים על פני כדור הארץ - מטמורפי ומשקע. מאגמות מוצקות - גרניטים, פגמטיטים - אבותיו של מינרל החרסית קאוליניט. בדרך כלל קדמו להלויסיט דיאבסים וגברו; מונטמורילוניט הוא תוצר פירוק של אפר וולקני, טוף ולבה. סלעי האב של החרסיות הושמדו, התפרקו, עברו בליה במשך אלפי שנים, והפכו לשברים, לזבל ולבסוף לחלקיקים הקטנים ביותר. לפעמים הם נשארו במקום חינוכם.

כך הופיעו מרבצי חימר "ראשוניים", "שיוריים", בדרך כלל עבים (עד מאה מטרים או יותר), שתופסים שטחים גדולים. הם מורכבים בעיקר מקאולין ("קאולין" היא מילה סינית מעוותת "גאו לין", כלומר "גבעה גבוהה"; זהו שמו של הכפר בסין בו נכרו החרסיות הללו לראשונה). מחמר אלו, היוצרים רסיס קל בעת השריפה, הם מייצרים קרמיקה משובחת - פורצלן ופאיין. אבל לעתים קרובות יותר נהרות, רוחות, קרחונים נעים נושאים חומרי חימר למרחקים ארוכים. בהדרגה הם מתיישבים במים עומדים. שכבות הסחופת המשוקעות הן הומוגניות במבנה שלהן. בדרך הם נתונים ל"התפלה" טבעית, העשרה, שחרור מסלעים בלתי מפורקים וזיהומים. משקעים כאלה (רובם) הם שכבות, עובים קטן יחסית ושטח ההתרחשות שונה.

החרסיות הרבעוניות הרדודות, הנמצאות בכל מקום, משמשות בדרך כלל לייצור כלי חרס ולבני בנייה. ??לפעמים חלקיקי חימר מצליחים להימנע ממפגשים עם זרמי מים המכילים חומרים שבדרך כלל מזהמים חימר. במקרה זה נוצרים משקעים של חרסיות טהורות, חסינות מאוד, דלי ברזל. הם הולכים למוצרי קרמיקה עם תכונות מיוחדות המשמשות בתעשיות מיוחדות. ייעוד אקלימי נחשף הן במרבצים עתיקים והן במודרניים של מינרלים חרסית. מינרלים כמו הידרומיקה וכלוריט שולטים באזור הקרח הארקטי, מונטמורילוניט באזור לח בינוני, קר וקאוניט באזור הטרופי. ??עוד מאפיין מדהים של חימר אפוי התגלה על ידי מדענים. נמצא שבמהלך השריפה של מוצרי חימר הם מתמגנטים, ומקבעים את תכונות השדה הגיאומגנטי של כדור הארץ באותו רגע בזמן. הכרת השדה הגאומגנטי של הפלנטה שלנו בימי קדם, ניתן לקבוע את עידן הקרמיקה בדיוק של עשרים וחמש שנים. ארכיאולוגים נעזרים בכך על ידי פטרוגרפיה, מיקרוסקופיה, ניתוח ספקטרלי וקרני רנטגן.

פליניוס האב במאה ה-1 נ. ה. ב"תולדות הטבע" שלו הוא הבחין בין חימר לבן (ארגילה) מחימר רגיל, רגיל (לוטום) ומאדמה פשוטה (טרה). ביוונית עתיקה, המילה "קרמוס" פירושה במקור חימר, היא מוזכרת על ידי הומרוס ב"איליאדה" (המאה ה-8 לפני הספירה). בשפה הסלאבית העתיקה, המילה "חימר" לא הייתה, אבל הייתה המילה "brnie", המציינת חימר מעורבב במים, ומכאן כנראה מגיע שמה של העיר הצ'כית ברנו. המושג "קדר" בסלאבית העתיקה סומן במילה "זדון", השורש "זד" עדיין יוצר מילים כמו יוצר, יוצר, בונה. למילה "חימר" מקור מאוחר יותר, כנראה מהמילה "חימר" - אלומינה (אלומינה), שהיא חלק מכל חימר. חימר על הפלנטה שלנו צמח לפני זמן רב, בתקופה הבין-קרחונית, אשר לוותה במשך אלפי שנים בהמסה של כיסוי הקרח, שעוביו היה עד 2 ק"מ באירופה. ההתכה גרמה לזרמי מים חזקים שעשו את עבודת החימר. הם נחלשו, הזיזו והפקידו מחדש חימר וחול, מה שהוביל לערבובם. תהליכים אלה קשורים להיווצרות של מרבצי חימר רבים באירופה, במיוחד ברוסיה, בעלי מאפיינים שונים, אשר אינם נצפים ביבשות אחרות.

אם אנחנו ניגשים לחימר מנקודת מבט מדעית, אז זה מפוזר, כלומר, מורכב מחלקיקים מוצקים בגדלים שונים, סלע משקע של מינרלים למלריים, במונחים של הרכב כימי - hydroaluminosilicates, וזיהומים קשורים של מינרלים אחרים. ובכן, מה זה "הידרו" - כמובן, "אלומו", כנראה, גם סיליקטים הם תרכובות של סיליקון עם חמצן. מינרלים למלריים, בעת אינטראקציה עם מים, יוצרים פלסטיק חימר, המסוגל לעצב ולשמור על צורתו בעת ייבוש. מינרלים לטומאה כמו קוורץ (חול), קרבונטים (גיר, שיש, אבן גיר, דולומיט, מגנזיט) ושדה ספארד (סלעי השדה הנפוצים ביותר הם גרניטים) אינם פלסטיים, ונוכחותם "מדללת" את החימר, מפחיתה את הפלסטיות שלו. ישנם מספר סיווגים של חימר על פי הרכבם הכימי והמינרלוגי, מקורם ויישומם, אך אף אחד מהם אינו מכסה את מכלול התכונות המועילות בקביעת התאמתם של חומרי גלם חימר לייצור מסוים.

חלוקת החימר המקובלת בגיאולוגיה:
א) מובל במים, בקרחון, ברוח (מושקע בשנית);
ב) הישארות במקום היווצרות (חימר ראשוני);
ג) סלעים דמויי אבן שעברו צורה.
בתכנית הסיווג על פי GOST 9169-59, חומרי גלם חימר מחולקים לארבע קבוצות: קאולינים, חרסיות, קרקרים (חימר דמוי אבן עקשן) וחרסיות פצלים (שספוגות בצורה גרועה במים). קבוצות אלו מחולקות לתתי קבוצות:
א) לפי תכולת תחמוצת האלומיניום במצב מבושל (יותר מ-40% - בסיסי מאוד, מ-40 עד 30% - בסיסי, מ-30 עד 15% - חומצי למחצה, פחות מ-15% - חומצי);
ב) עמידות בפני אש (עקשן - התכה בטמפרטורה של 1580 מעלות צלזיוס ומעלה; עקשן - התכה מ-1580 עד 1350 מעלות צלזיוס, ומתיך - התכה מתחת ל-1350 מעלות צלזיוס);
ג) לפי מידת הלכידות או הפלסטיות (יצירת בצק שניתן לעצב בתוספת חול רגיל: יותר מ-50% - קלסרים, מ-50 עד 20% - פלסטיק, פחות מ-20% - רזה; לא יוצר בצק כלל ).

לצד אלו שנחשבו, קיים סיווג תעשייתי של חימר, המבוסס על הערכתם על ידי שילוב של מאפיינים מסוימים, כגון צבע ומראה לאחר השריפה, מרווח התכה של סינטר, חוזק הפגיעה של המוצר ועמידות בפני שינויים פתאומיים בטמפרטורה. . תכונות אלה קובעות את המטרה התעשייתית ואת השם של חימר. כבר בימי הביניים התפתחו ועדיין קיימים שמות של חימר כמו לבנים, צינור, אריחים, חרס, פאיאנס, שריפה לבנה, קלינקר ואחרים. אחר כך, אגב, העריכו חימר רק על ידי מגע, ותכונותיהם היו נגישות להערכת המאסטרים של ימי הביניים. ועכשיו, אני חושב, זה לא חטא לחזור להערכה כזו של חימר, שכן מגע ישיר עם החומר כבר בתחילת העבודה מחבר את המאסטר והחימר לאחד, מאפשר להם להרגיש זה את זה, כי אם הכלי הוא שלוחה של ידיו של הקדר, אז המוצר הוא שלוחה של נשמתו. אז, החימר המשמש בכלי חרס צריך להיות כבד, שמנוני, אלסטי, באופן כללי, עם אופי מוצק - הוא חייב לשמור על צורתו. צבע החימר יכול להיות אדום, חום, כחול, ירוק, אפור או לבן. לפעמים יש חימר של שוקולד (מה שנקרא סניקרס) או צבע שחור מלוכלך. אבל אני לא ממליץ להתמודד איתם, כי במהלך השריפה, זיהומים אורגניים, שכמות גדולה מהם מעניקה להם צבע כהה, נותנות רוח כזו שאתה יכול אפילו לסבול את הקדושים. החימר נצבע על ידי אלומינה, תחמוצת ברזל ותחמוצת טיטניום. אם תחמוצות הברזל והטיטניום אינן עולות על 1 אחוז בסך הכל, אזי החימר לבן גם לאחר השריפה, אך אם הן יותר מאחוז, אזי החימר אדום לאחר השריפה, למרות העובדה שהוא ירוק או כחול בצורתו הגולמית.

קוורץ (חול) קיים בדרך כלל במרבצי חימר בצורה של גרגירים מעוגלים חסרי צבע או צבעוניים. הכמות שלו בחמר יכולה להיות שונה - מאחוזים בודדים ועד כמה עשרות אחוזים. חול, שמוסיפים לחימר חרס כדי לדלל אותו, יש לטחון (אחרת החימר ישפשף ידיים כמו נייר זכוכית), וכמותו לא תעלה על 25 אחוז (אופטימלי - 15%). עם הוספת חול טחון (עד 15%), הפלסטיות של חימר חרס עולה, תוספת חול מפחיתה את הפלסטיות. כמות החול בחימר משפיעה גם על התכווצות המוצר בזמן השריפה. לכן, אם ברצונך להפחית את הצטמקות החימר במהלך הייבוש, אשר בתורו יצמצם עיוות מיותר של מוצרים ויחסוך ממך סדקים ערמומיים בתחתית של כלים בקוטר גדול, אז הוסף עד 25 אחוז של חול או רסיסים נטושים. אל החימר. ביוון העתיקה, למשל, הוסיפו גרוס לחימר, שהיה לא יותר מגרניט כתוש. לעתים קרובות למדי, במיוחד בחרסיות באיכות נמוכה, יש זיהומים של סידן ומגנזיום קרבונטים (גיר ודולומיט) בצורה של גרגרים גדולים וקטנים. הם שימושיים ומזיקים בו זמנית. אני אגיד כמה מילים על התפקיד הכפול של זיהומים אלה בשריפת קרמיקה. במצב מפוזר דק, זיהומים אלה הם שטפים חזקים (תוספים המפחיתים את טמפרטורת הסינטר), אך יחד עם זאת, בטמפרטורות שריפה של עד 1000 מעלות צלזיוס, הם מפחיתים את חוזק הקרמיקה, ועיוות של מוצרים נצפה ברמות גבוהות יותר. טמפרטורות ירי. תכולת הגיר בחימר חרס יכולה להגיע ל-25 אחוז, אך הדבר מצריך פיזור אחיד שלו וטחינה עדינה מאוד. אם קרבונטים נמצאים בחימר בצורה של תכלילים גדולים, אז תחמוצות הסידן והמגנזיום שנותרו לאחר השריפה מתחילות לספוג לחות מהאוויר, יוצרים הידרוקסידים, גדלים בנפח ובסופו של דבר יכולים לשבור את המוצר. תכלילים מזיקים אלה נקראים "דוטיקים".

זיהומים נפוצים למדי בחימר הם גבס ופיריט. הם נראים לאחר ירי בצורה של "זבובים" שחורים קטנים. פיריט בחימר הוא גבישים בעלי ברק צהבהב מתכתי, הגבס יוצר לעיתים מקבצים של גבישים גדולים הנראים לעין. אתה יכול להסיר אותם רק ידנית. טומאה מזיקה בחמר הם גם מלחים מסיסים - סולפטים וכלורידים, היוצרים את מה שנקרא תפרחת על מוצרים. מלחים מסיסים פועלים כציפוי מלח על פני השטח של מוצרי חימר שרופים. כדי להילחם ב"דהייה", מומלץ להכניס בריום קרבונט להרכב החימר. בתנאים של בית מלאכה קטן לקדרות, עדיף להתמודד עם הצרה הזו עם מצב השריפה הנכון. "דעיכה" נוצרת בעיקר בטמפרטורה של 400-500 מעלות צלזיוס, ולכן מומלץ להעלות במהירות את הטמפרטורה ל-600 מעלות צלזיוס. במקרים מסוימים, הימצאות חומרים פחמניים בחימר והפחתת שריפה בטווח של 700-800 מעלות צלזיוס יתאימו לפירוק "תפרחות".

זיהומים אורגניים, ככלל, נשרפים במהלך השריפה ואינם משאירים כמעט עקבות על פני המוצרים, למעט קונכיות קטנות שנוצרו במהלך הבעירה של חלקיקי עץ. (עם זאת, תכונה זו משמשת בעת קישוט מוצרים. לדוגמה, גרגרי אורז, חיטה או אפילו אפונה המוטבעים על פני המוצרים לאחר השריפה ישאירו סימן אופייני.) כמות גדולה של פחמן אורגני בחימר יכולה ליצור מראה מקומי צמצום הסביבה במהלך השריפה, אשר תורם חימר sintering מוקדם יותר ועם שכבה עבה (לבנים, למשל) יכול לתת את החרס דפורמציה מקומית וצביעה לא רצויה. הרכב ואיכויות החרס של החימר מתבררות לבסוף רק לאחר ייצור ושריפה של מוצר ניסיון. הדרך הקלה ביותר היא לרכוש חימר במפעל מיוחד או ישירות במחצבה של פיקדון כלשהו. במפעלים הוא נמכר בשני סוגים: מחצבה - מובא ישירות ממקום החילוץ, כלומר דורש עיבוד מתאים, או באבקה. האבקה היא תערובת מוכנה לעבודה. נותר רק לסגור אותו במים. האבקה כמובן יקרה יותר, אך ברכישתה תחסכו זמן בניקוי החימר. הרכב אבקת החימר הנרכשת במפעלים לייצור אריחי קרמיקה ולבנים מכיל 10-12 אחוז זכוכית טחונה, שתעניק חוזק למוצרים עתידיים. אבל תכונות החרס של חימר שהוכן מאבקה כזו מופחתות במקצת בגלל נוכחותה של אותה זכוכית.

נכון לעכשיו, בערים גדולות הופיעו ארגונים שמוכרים חימר חרס מוכן. שם אתה יכול לקנות חימר מכל הרכב, צ'מוט קטן וגדול, גבס, זיגוג מוכן וחומרים אחרים הדרושים לקדר. אבל אם זה לא אפשרי, אז את החימר הנדרש, באופן עקרוני, ניתן למצוא בכל מקום, למשל, על צלע גבעה תלולה. אפשר למצוא חימר אפילו בצידי הדרכים או, הכי טוב, לאורך גדות ביצות או בריכות קטנות, שנוצרות בגלל שנכנסים מי גשם או מעיינות לקערת החימר. החימר הרצוי (בדרך כלל כחול או ירוק) נמצא או מיד מתחת לדשא, או בעומק בשכבה בעובי משתנה. חימר זה, כמו חימר מחצבה, דורש הכנה קפדנית. יש לייבש אותו, תחילה לשבור אותו לחתיכות קטנות. יש להשקיע מספיק זמן בייבוש זה. כשהחימר יבש לגמרי, ממלאים אותו במים ורצוי חם. יש צורך במים עד כדי כך שרק איים בודדים של חימר נשארים על פניהם. לאחר התפחה יש להניח את המסה על שולחן מכוסה בד או כל בד גס אחר. המתן עד שהחימר יהיה נקי מעודפי מים ויקבל את הלחות הדרושה לעבודה. בעת ייבוש חימר, יש להפוך אותו מעת לעת, ועדיף ללוש.

האיכות העיקרית של חימר הקדרים היא שהוא חייב להיות נקי, כלומר, ללא תכלילים. כמובן שניתן להשיג תוצאה כלשהי באמצעות כל חימר, אך אין זה סביר שהמוצרים יהיו באיכות גבוהה. עבור בעל מלאכה טוב, חלוק נחל קטן או אפילו גרגר חול גדול יכול להיות תואם לעובי דופן הכלי ולהפריע לעבודה. אתה יכול לנקות חימר חרס עם הידיים (שזה לא יעיל, אבל די ריאלי בבית) או על ידי דחיפתו במצב פלסטי דרך רשת עדינה, כאילו חיקוי מכבש פילטר תעשייתי. אפשר גם לחמם את החימר בחבית למטרת טיהור, כלומר לדלל אותו להחלקה (מצב שמנת חמוצה נוזלית) ולחכות שתכלילים גדולים וכבדים ישקעו לתחתית. לאחר מכן, החלק הטהור מתנקז, יוצר חור בחבית בגובה תחילת ההחלקה הטהורה, ומייבש עד למצב הרצוי.

עכשיו אנחנו צריכים לדבר קצת יותר על הקשר של חימר עם מים. למרות העובדה שהדמויות שלהם דומות, קל מאוד לריב איתם, ואז לא לצפות לדברים טובים. אם תגזימו בעת ערבוב החימר ויוצקים יותר מדי מים, יהיה קשה להסירו. בצק חימר יהיה לא אחיד, עם גושים. חימר, בהיותו חומר היגרוסקופי, סופח לחות מהאוויר, נרטב במים ומסוגל להתנפח במצב של השקיה חזקה. לחות הנספגת על ידי חימר נקראת מים קשורים חזק, בניגוד למים קשורים באופן רופף, הממוקמים בין חלקיקי חימר בצורה חופשית יותר, ניתנת להזזה ונסחטים מהחימר במהלך הדחיסה. מים הקשורים בחוזקה מהווים 0.8-1.0 אחוז מתכולת הלחות של קאולין, קופאים בטמפרטורות הרבה מתחת לאפס, וכמעט אינם מוליכים חשמל. מים הקשורים בחוזקה הופכים באופן טבעי למים קשורים באופן רופף, שהופכים לגדולים יותר, ככל שמצב החימר מתקרב יותר לתכולת מי העבודה, כלומר למצב כזה של חימר ומים כאשר מסת החרסית מראה את האופטימלי של הפלסטיות שלו. יכולתו להיות יצוק. עם תכולת הלחות הנכונה, מסת החימר לא נדבקת לגב היד. תכולת מים עבודה זו שונה עבור חרסיות שונות; לדוגמה, בלס זה 18-20 אחוז, בקאולינים - 28-31 אחוז, בחימר ספונדיל - 31-33 אחוז, בשעון-ירסקאיה - 30-32 אחוז, בטרושקובסקי - 30-36 אחוז. עם עלייה נוספת בתכולת המים, החימר מאבד את יכולתו לשמור על צורתו ומתחיל לזרום כמו נוזל צמיג.

מידע זה על תכונות החימר מספיק כדי להתחיל לעבוד איתו. באופן כללי, אפשר לדבר על תכונות החימר במשך זמן רב מאוד, יש יותר משלושים שמות של חימר לבד, ולכל אחד מהם יש תריסר שילובים עם תוספים שונים. כאשר החימר משתחרר מעודפי מים ורוכש את הלחות הדרושה לעבודה, כלומר ללוש אותו במאמץ בידיים, יש ללוש אותו כראוי ולשים אותו בשקית ניילון, ואת השקית - בחבית עם א. מכסה הדוק, שבו הוא צריך לשכב זמן מה לפני תחילת העבודה.פחות מיום, ועדיף - כמה ימים. עם זאת, חימר יכול להיות בחבית לאורך זמן - כל הזמן עד שתשתמש בו. בעלי מלאכה רבים מתאימים לכריית חימר מנגנונים שונים, למשל מטחנות בשר תעשייתיות. "מיכון" דומה יכול להיות מיושם על שלבים אחרים של הכנת חימר. ועוד נקודה חשובה מאוד. רגע לפני שמתחילים לעבוד עם חימר, צריך ללוש אותו שוב כמו שצריך, לקרוע את גוש החימר לשני חלקים ולחבר אותם בחזרה בכוח. כך תוכלו להיפטר מרוב האוויר - האויב האחרון והערמומי של הקדר. ראשית, כאשר מושכים את הכלי על גלגל הקדר, הידיים ייפלו לכיסי האוויר, וניתן לקרוע את המוצר או לקרוע אותו מהגלגל. ושנית, כיסי האוויר שנותרו בחימר עלולים לשבור את המוצר במהלך השריפה, שכן האוויר, כידוע, מתרחב בעת חימום. בייצור תעשייתי, האוויר משתחרר באמצעות מכבש ואקום.

חימר ידוע לאנושות מאז ימי קדם ומשמש באופן פעיל בפעילויות כלכליות. במאמר שלנו, אנו רוצים לדבר על סוגיו וכיצד כורים חימר.

מקור חימר

לפני תחילת שיחה, אני רוצה להגדיר את הגזע. מה זה חימר? זהו סלע משקע עדין בעל מבנה אבקתי כשהוא יבש ופלסטיק כשהוא רטוב.

הוא נוצר כתוצאה מהרס של סלעים, למשל, בתהליך בליה. המקור העיקרי לשכבות חימר הם ספירי שדה. זה במהלך הרס שלהם בהשפעת ריאגנטים אטמוספריים כי מינרלים חימר נוצרים. לעיתים נוצרות שכבות בתהליך הצטברות. אבל לעתים קרובות יותר זה קורה כתוצאה מזרימות משקעים של מים. אז נוצרות הצטברויות של חימר בקרקעית הימים והאגמים.

זנים של חימר

חומרי משקעים נוצרים כתוצאה מהעברה למקום חדש ומשקיעת תוצרי בליית חימר במקום. סלעים כאלה לפי מקורם מחולקים לאיזור יבשתי (נוצר על היבשת) ולימי (נוצר על קרקעית הים).

בתורו, חימר ימי מחולקים ל:

1. חוֹפִי. הם נוצרים באזורי חוף, דלתות נהרות ומפרצים. הם מאופיינים בחומר לא ממוין. לעתים קרובות מאוד, סלעים כאלה משולבים באבן סחף, אבן חול, תפרי פחם.
2. לָגוּנָה. חרסיות כאלה נוצרות בלגונות ימיות (מרעננות או בריכוז מלח גבוה). ככלל, סלעים מכילים סולפידים ברזל, קלציטים. ביניהם יש גם סוגים עקשן.
3. מַדָף. חרסיות כאלה נוצרות בעומק של לא יותר מ-200 מטרים. הם הומוגניים יותר בהרכבם.

אבל בין החימר ממוצא יבשתי, יש:

1. Deluviaal, המתאפיינים בהרכב מעורב ובשינוי החד שלו.
2. אֲגַם. כל מינרלי החימר נמצאים בסלעים כאלה. הוא האמין כי הסוגים הטובים ביותר של מינים עקשן שייכים חימר לקסטרין.
3. פרולוביאלי. סלעים כאלה נוצרים על ידי זרימות זמניות. הם מאופיינים במיון לקוי.
4. ניתן למצוא נהר על טרסות המאגרים, במיוחד במישור ההצפה. סלעים כאלה ממוינים בצורה גרועה והופכים במהירות לחלוקי נחל וחולות.

בנוסף, חרסיות שיוריות מבודדות. הם נוצרים כתוצאה מבליה של כל מיני סלעים בים או ביבשה. בדרך כלל הם מעט פלסטיים. סלעים שיוריים יבשתיים כוללים קאולינים וחרסיות אלוביאליות אחרות.

ברוסיה, הפקת חימר (סלעים שיוריים עתיקים) נפוצה למדי במזרח ובמערב סיביר, באורל.

האם האדמה עשירה בחמר?

חימר נמצא באזורים רבים בעולם. אם אין כל כך הרבה זהב שחור ויהלומים על פני כדור הארץ, אז בהחלט יש הרבה חימר. זה די טבעי, שכן הסלע הוא משקע ולמעשה הוא אבנים שנשחקו על ידי זמן וגורמים חיצוניים, שנמחצו למצב אבקה. מגוון של אורגניזמים חיים בחימר, המשפיעים על הצל שלו. לא את התפקיד האחרון בצביעה של המינרל ממלאים מלחי ברזל. בטבע יש חימר ורוד, ירוק, כחול, צהוב, אדום ועוד.

בימים עברו כרו חימר לאורך גדות אגמים ונהרות. הם גם חפרו בורות מיוחדות לטרף. ואז את המינרל הפך קל יותר לרכוש מקדר מאשר לכרות אותו בעצמך. כמובן, מיצוי של חימר אדום הוא עניין פשוט. אבל, למשל, לבן אצילי היה זמין רק בחנויות מיוחדות לאמנים. נכון לעכשיו, בכל חנות אתה יכול לקנות מינרל בצורה של מוצר קוסמטי. כמובן, חימר כזה לא נמכר בצורתו הטהורה, אלא עם כל מיני תוספים.

קליי פוגש אותנו בחיי היומיום כמעט מדי יום. שבילי שדה ושבילים בחום מכוסים בשכבת אבק, בגשם הם הופכים רפויים, כמו רפש, כי יש כאן גם מינרלים.

תכונות חימר

הכרייה הנרחבת של חימר (התמונות ניתנות במאמר) קשורה ישירות לתכונותיו, מכיוון שהיא שימשה זמן רב על ידי אנשים למגוון מטרות. כשהוא יבש, הוא סופג מים בצורה מושלמת, וכשהוא רטוב, הוא אינו מכניס לחות כלל. כתוצאה מהערבוב והלישה, החימר מסוגל ללבוש מגוון צורות, שומר עליהם גם לאחר הייבוש. תכונה זו נקראת פלסטיות.

בנוסף, לחימר יכולת הדבקה טובה עם מוצקים ואבקות. כתוצאה מערבוב עם חול מתקבלת מסה פלסטית. עם זאת, הפלסטיות שלו פוחתת ככל שתכולת החול והמים בתערובת עולה.

זנים "רזים" ו"שמנים".

חימר מחולקים ל"רזה" ו"שמנה". לאחרונים יש רמה גבוהה של פלסטיות. והם קיבלו את השם "שומני" בגלל העובדה שכשהם מושרים הם נראים שמנוניים למגע. חימר כזה הוא חלקלק ומבריק, הוא מכיל מעט זיהומים.

מיצוי חול וחימר תמיד קשור קשר בל יינתק, שכן, ככלל, נעשה שימוש בתערובת שלהם. כך, למשל, בייצור לבנים מחימר שומני נוצרים סדקים רבים במהלך השריפה. כדי למנוע רגעים לא נעימים כאלה, מוסיפים חול לחימר (לפעמים נסורת, שברי לבנים).

מינרלים שאינם פלסטיים או בעלי פלסטיות נמוכה נקראים "סקיני". הם מחוספסים למגע ובעלי גימור מט. כאשר משפשפים אותו, חימר כזה מתפורר בקלות, מכיוון שהוא מכיל הרבה זיהומים. לבנה העשויה ממינרל כזה אינה עמידה.

תכונה חשובה מאוד של חימר היא היחס שלו לשריפה. כפי שאתה יודע, ספוג, הוא מתקשה בשמש. עם זאת, ניתן לטחון אותו בקלות לאבק. אבל לאחר השריפה, החימר משנה את המבנה הפנימי שלו. בטמפרטורות גבוהות מאוד, חימר יכול אפילו להמיס. נקודת ההיתוך היא המאפיינת את תכונות עקשן של חומר. לדרגות שונות של חימר יש תכונות עקשן שונות לחלוטין. ישנם סוגי מינרלים הדורשים חום עצום לשריפה (כ-2000 מעלות). טמפרטורות כאלה קשה להשיג אפילו במפעל, ולכן יש צורך להפחית את עמידותו. ניתן להשיג זאת על ידי הכנסת תוספים (סיד, תחמוצת ברזל, מגנזיה). הם נקראים שטפים.

לחימר צבע שונה (לבן, צהוב, כחלחל, חום, אדום וכו'). איכות הלבנה אינה תלויה בשום אופן בגוון המינרל.

השימוש בחימר למטרות רפואיות

סוגים מסוימים של חימר משמשים למטרות רפואיות. הלבן משמש לטיפול בהשמנת יתר, מחלות מעיים, נשירת שיער, חיזוק ציפורניים. אדום משמש למחלות לב וכלי דם, דליות, יתר לחץ דם, מחלות אנדוקריניות ועצבים. חימר צהוב עוזר לאוסטאוכונדרוזיס, כאבי ראש, בעיות במעיים ובבטן.

שחור משמש להורדת הטמפרטורה, לטיפול במחלות עור דלקתיות, להצערת הגוף. אבל חימר כחול משמש לטיפול בהשמנת יתר, תת פעילות בלוטת התריס, הקלה על חולשת שרירים ושיפור ניידות המפרקים. בקוסמטולוגיה, סוג זה של חימר משמש לעור שמן.

יישום בתעשייה

חימר משמש באופן פעיל בתעשייה: בייצור של כלי קרמיקה, אריחים, פאיאנס וכלים סניטריים פורצלן. המינרל מבוקש לא פחות בבנייה. חימר משמש לייצור לבנים, חומרי בניין וחימר מורחב. זה גם הבסיס לכל ייצור לבנים וכלי חרס. כאשר מערבבים אותו עם מים, חימר יוצר עיסה דביקה פלסטית הניתנת לעיבוד. המאפיינים הראשוניים של חומרי הגלם עשויים להיות שונים באופן משמעותי בהתאם למקום המוצא.

חימר אדום טבעי חייב את צבעו לנוכחות תחמוצת ברזל בהרכבו. במהלך השריפה, בהתאם לסוג הכבשן, הוא עשוי לקבל גוון לבנבן או אדום. הוא משמש באופן פעיל להכנת פסלים קטנים.

חימר לבן נפוץ למדי בעולם. כשהוא רטוב, יש לו צבע אפור בהיר. אבל לאחר הירי הוא מקבל גוון אצילי של שנהב. מין זה הוא פלסטי להפליא בשל היעדר תחמוצת ברזל בהרכב. חימר לבן משמש לייצור אריחים, כלים, אינסטלציה, אומנות.

לייצור פריטי חרסינה משתמשים בסוג מיוחד של חימר, שבו קיימים קוורץ, קאולין ופלדספאר, אך תחמוצת ברזל, להיפך, נעדרת. כשהוא רטוב, למינרל גוון אפור בהיר, אך לאחר השריפה הוא הופך לבן.

חימר: שיטת כרייה

ישנן מגוון דרכים להפיק את המינרל. הכל תלוי בנפח המלאי ובמיקום. כידוע, קיימות מחצבות להפקת חימר, בהן מתבצעת חפירת המינרל מהמסיבית על ידי מכונות חיתוך גלגלי שיניים או מחפרים.

עם נפחים גדולים של סלעים, במיוחד אם העבודה מתבצעת בחורף, נעשה שימוש בשיטת הנפץ. שאיבת חימר וקאולין (חימר כחול, לבן) בתנאי לחות גבוהה במחצבה או במפעלי קאולין מתבצעת על ידי מוניטורים הידראוליים.

עבור מפעלי קרמיקה, הסלע נכרה במחצבות שתוכננו במיוחד, ולאחר מכן הוא מועבר ברכבת ובכביש ליעדו. ככלל, מספר סוגי חימר מתרחשים בו זמנית בשכבת סלע. כל זן נקטף בנפרד.

מקום לידה

הצטברויות טבעיות של סלעים נקראות משקעים. שטחה של רוסיה עשיר בשמורות של סוגי חימר שונים. עבור תעשיית הקרמיקה, מרבצים של סלעים טהורים, המכילים מעט זיהומים, מעניינים מאוד. הם שייכים לקאולין ולחימר חסין. המיצוי של זנים רגילים (המסים באור) ברוסיה מתבצעת כמעט בכל מקום. אבל פיקדונות של עקשן וחמר כחול הם הרבה פחות נפוצים.

חימר נכרה ברוסיה במרבצים כמו Kashtymskoye, Nevyanskoye, Astafyevskoye, Palevskoye. לכל אחד מהם מאפיינים משלו בהתאם לתנאי היווצרות, הרכב כימי ומינרלים.

משקעים של מינים עקשנים נפוצים הרבה יותר ממשקעי קאולין. אבל יחד עם זאת, הרבים ביותר הם מקומות שבהם זנים עקשן צמודים לאלה. ברוסיה, המפורסמים שבהם הם מרבצי Troshkovskoye, Latnenskoye ו-Gzhelskoye.

אבל המקומות העיקריים לייצור בנטוניטים הם מרבצי Gumbriyskoye, Aksanskoye ו-Oglalinskoye.

מקום החילוץ של חימר נבחר תמיד בהתאם למדדי האיכות של חומרי גלם, נפח הרזרבות והיתרונות הכלכליים של פיתוחם.

במקום פתיח

מאז ימי קדם, אנשים השתמשו בתכונות החימר למטרותיהם. העתודות העצומות שלו מאפשרות להשתמש בו מבלי להסתכל אחורה בתעשיות שונות ובחיי היומיום.

חימר הוא סלע נפוץ מאוד. מורכב, הן בהרכב והן בתכונות הפיזיקליות והטכנולוגיות. סלע טהור מורכב מתרכובות כימיות מורכבות - מינרלים "חימר", הכוללים אלומיניום, סיליקון ומים. במינרלוגיה הם נקראים אלומינוסיליקטים הידרוסים.

תכונת החימר תלויה בהרכב הכימי והמינרלי שלו. סלע אדמתי - חימר מתמוסס בקלות במים ויוצר "תרחיפים" (עכירות) או בצק פלסטי, השומר על צורתו לאחר הייבוש ורוכש קשיות של אבן לאחר השריפה. כמו כן, תכונה נוספת של חימר יכולה להיחשב כ"ספיגה" - היכולת לספוג כמה חומרים המומסים בו מנוזל. מאחר וחימר מכיל כמות גדולה של תחמוצת אלומיניום, הוא משמש כחומר גלם כימי לייצור מלחי סולפט.

מאפיינים וסוגים

כל החימר הקיים לנוחות השימוש חולק לסוגים הבאים:

• קַאוֹלִין- הסוג הפופולרי ביותר, לבן, המורכב מהמינרל קאוליניט. הוא משמש בתעשיית הפורצלן והפאאנס והנייר.
• חימר אש, זמין בצבע לבן או אפור. במהלך השריפה, הוא עומד בטמפרטורה של כ-1580 מעלות. ההרכב כולל מינרלים של קאוליניט והידרומיקה. משמש להכנת כלי בישול עקשן.
• חימר עמיד לחומצההוא סוג של חימר עקשן, הכולל ברזל, מגנזיום, סידן וגופרית.
• יציקת חימר- בעל הפלסטיות המוגברת ויכולת הכריכה. משמש כחומר הידוק בייצור מיכלים ליציקות מתכות.
• חימר מלטבעל פלטת צבעים עשירה. כלול בצמנט פורטלנד.
• חימר לבנים- מתיך, ההרכב כולל תערובת משמעותית של חול קוורץ. בשימוש נרחב בייצור לבנים.
• חימר בנטוניט- המינרל היוצר העיקרי הוא מונטמורילוניט. מגוון צבעים עשיר. יש לו את כוח ההלבנה הגבוה ביותר. סוג זה הכרחי לטיהור מוצרי נפט, שמני צמחים ושמני סיכה.
• חימר טבעי מינרלי- משמש ברפואה ובקוסמטולוגיה

(התמונה מציגה מגוון של חימר קוסמטי)

בפרקטיקה התעשייתית, החימר מחולק לקבוצות "שומן" ו"רזה". הכל תלוי במידת הזיהום של חול הקוורץ שלהם. אין הרבה חול בחמר "שמן", אבל בחמר "רזה" יש כמות גדולה ממנו.

שדה והפקה

חימר נפוץ בטבע, מתרחש בעומקים רדודים. כל זה תורם לעלויות ייצור נמוכות, מה שהופך את חומרי הגלם לזולים. בדרך כלל, מפעלי לבנים ואריחים בנויים על מרבץ החרס עצמו. המרבצים הגדולים ביותר של חימר ממוקמים בשטח של אוקראינה ורוסיה. הצטברויות קטנות יחסית של סלעים נמצאות בגאורגיה, קזחסטן, אוזבקיסטן, טורקמניסטן ומדינות חבר העמים האחרות.

יישום חימר

ניתן לייחס חימר לחומרי הגלם המינרליים של צריכה המונית. הוא משמש במגוון רחב של תעשיות, למשל, במשק הבית, שם מייצרים כלים ומוצרים אחרים. בבנייה, לייצור לבני בניין מכל צבע ומלט. וגם בתעשייה: ייצור סבון, בישום, טקסטיל ועוד רבים אחרים.

מפעלים משתמשים בסוג מסוים של חימר לטיהור מוצרי נפט, שמנים צמחיים ושומנים. חימר הוא הכרחי באמנות, חימר בצבע פלסטיק הוא חומר מצוין ליצירת פסלים. הוא זכה לפופולריות רחבה בחקלאות: להנחת תנורים, תקרות חרס, סיוד קירות וכו'.

חימר מתייחס לסלעים משניים שנוצרו כתוצאה מבליה של מסת הסלע במהלך תהליך האבולוציה. חימר משמש לעתים קרובות יותר מחומרים אחרים כחומר בניין. הרכב החימר מורכב מאוד ומשתנה. בצורתו הטהורה, חימר כמעט אינו מכיל זיהומים. קוטר החלקיקים שלו אינו עולה על 0.01 מ"מ, ככלל, חימר הוא פלסטיק. ההרכב של כל הזנים של חימר כולל מים קשורים כימית, הוא מוחזק בצורה של הסרטים הדקים ביותר בין חלקיקי חומר החימר.

הרכב החימר כולל רכיבי סיליקון ואלומיניום. הזיהומים הנפוצים ביותר הם ברזל הידרוקסיד, תחמוצות מתכת אדמה אלקליין, קוורץ וגופרית ברזל. סלעים בעלי תכולת אלומינה גבוהה משמשים לייצור חומרים עקשן; תכולת האלומינה בסלעים כאלה נעה בין 25 ל-30%.

כאשר כל סוגי החימר נרטבים, מים ממלאים את הרווחים בין החלקיקים, וכתוצאה מכך הם נעים בקלות זה ביחס לזה. תכונה זו קובעת את הפלסטיות של חומרי חימר.

חומר חימר מופץ באופן נרחב בטבע. חרסיות מחולקות לתתי קבוצות בהתאם להרכב המינרלים ולקוטר החלקיקים, נוכחותם של זיהומים מסוימים. ישנם סוגים כאלה של חימר:

1. אָדוֹם,
2. לבן,
3. חוֹלִי,
4. חימר לפורצלן
5. קַאוֹלִין.

הגרנולומטריה של סוגים מסוימים של חומרים תלויה ברכיבים המינרלים ובהרכב הכימי. כמעט כל הזנים של מאובן ייחודי זה מאופיינים בפלסטיות, ספיחה ונפיחות. כאשר רטוב, התכווצות, נפיחות אופייניים, תכונות אלו מכריעות בשימוש בחומר בתעשייה.

על פי דרישות טכניות תעשייתיות, הסלע מחולק לזנים:

1. מתמזג,
2. עַקשָׁן
3. סְפִיחָה,
4. קַאוֹלִין.

חימר ספוג הופך לפלסטיק, הוא מסוגל לקבל כמעט כל צורה.

מסות פלסטיק נקראות "שומניות", שכן הן נתפסות כחומר שומני למגע. זנים של חימר עם רמה נמוכה של פלסטיות נקראים "רזה" או רזה. מוצרים העשויים מחומרים כאלה מתפוררים במהירות; חימר "צנום" אינו מתאים לייצור לבנים.

• חימר מיובש מחזיק היטב את הצורה שקיבל, בעוד שהוא יורד מעט בנפחו, נדחס, מתקשה והופך חזק כמו אבן. בשל תכונות אלה, חימר נחשב מזמן לחומר בשימוש הנפוץ ביותר לייצור כלים ופריטים ביתיים אחרים.
• בין היתר, לגזע הזה יש יכולת כמו דביקות.
• לאחר שספג כמות מסוימת של לחות, החומר כבר לא עובר מים, תכונה זו קובעת את עמידות החומר למים.
• תכונה נוספת של חימר היא האטימות שלו. בשל נכס זה, חימר שימש זמן רב לכיסוי קירות מבנים ותנורים.
• יכולת הספיגה של החומר מאפשרת שימוש בחימר כחומר ניקוי לשומנים ולמוצרי זיקוק שמן.

כל המאפיינים לעיל מספקים חיי שירות ארוכים לפריטים העשויים מחימר.

סוגי חימר ומקורם

לפי מוצא, חומרי חימר מחולקים לתתי קבוצות.

חימר משקע. הם נוצרים כתוצאה מיישום של שכבות סלע הרוסות על ידי זרימות מים. חומרים אלה מחולקים לימיים ויבשתיים. לפי שמו של הראשון, ברור שנוצר חימר על קרקעית הים, במקרה השני, ההיווצרות מתרחשת ביבשות, במשקעים התחתונים של נהרות ואגמים.

בתנאים טבעיים, לזן זה יש גוון חום, הוא ניתן לחומר על ידי תרכובות המכילות ברזל - תחמוצות פרום, הכלולות בחימר בכמות של 5 עד 9%. אלה הם בדרך כלל חימר משקע. הם נוצרים כתוצאה מיישום מים של שכבות סלע שנהרסו.

במהלך תהליך השריפה, חימר אדום הופך לאדום או לבן, בהתאם לתנאי התהליך וסוג ציוד השריפה. מגוון זה יכול לעמוד בחימום עד 1100 מעלות.

כיתה זו של חימר היא פלסטיק, לישה היטב. האלסטיות הגבוהה של החומר קובעת את השימוש בו כחומר למידול פיסולי.

משאבי טבע נמצאים בכל מקום. לעתים קרובות הם מצטברים בלגונות ימיות או מים מתוקים. במקרה של מפרצי ים, חימר הוא מסה הטרוגנית, בעלת זיהומים רבים.

• כשהוא רטוב, החימר מקבל גוון אפור בהיר, כתוצאה מתהליך השריפה הוא הופך לחומר לבן ויפה. סוג זה של חימר הוא אלסטי מטבעו.
• בשל היעדר תרכובות ברזל, חימר לבן מעט שקוף. זה נמצא בשימוש נרחב לייצור של חפצי בית, כלים, כדים, פסלונים דקורטיביים. בנוסף, החומר משמש לייצור אריחים וכלים סניטריים.
• חפצים העשויים מחימר זה מכוסים בזיגוג, נשמרים בתנורים בחום של 900-950 מעלות.

מסה נקבוביה לייצור קרמיקה

חומר הגלם הוא חומר חימר בעל תכולת סידן נמוכה ונקבוביות גבוהה.

• חימר זה מורכב מקאוליניט, איליט ואלומינוסיליקטים אחרים, כמו גם תכלילים של חול וקרבונטים. סיליקה ואלומינה הם הבסיס של מינרלים חימר.
• המסה הנקבוביה מתייחסת לסוגי המשקעים של החימר. הוא נוצר כתוצאה מיישום מים של שכבות סלע שנהרסו.
• הצבע הטבעי של חימר כזה נע בין לבן לחום. יש גם חרסיות ירקרקות. החומר נורה בטמפרטורות נמוכות.

מג'וליה

זהו מגוון מתיך של חומר חימר, המכיל כמות גדולה של אלומינה לבנה. חומר הגלם נורה בטמפרטורה נמוכה. המג'וליה מזוגגת בתערובות מיוחדות המכילות תרכובות פח.

המילה "מג'וליקה" מגיעה משמו של האי מיורקה, שבו נעשה שימוש לראשונה בחומר זה. מג'וליה היה בשימוש נרחב באיטליה. באופן מסורתי, חפצי מיוליקה נקראים חרס, מכיוון שלראשונה החלו לייצר אותם במחלקות מיוחדות לייצור פאיאנס.

מאסת חימר אח

ההרכב של סלע זה כולל קוורץ, כמות משמעותית של ספטור פלד וחמר. לפי מוצא, אלה סלעי מדף. הם נוצרים בעומק של כמאתיים מטרים. תנאי מוקדם הוא היעדר כל סוג של זרמים.

חומר שחור. לאחר השריפה, המסה דומה למוצרי שנהב בצבע. הודות לשימוש בגלזורה, מוצרים העשויים מחומרי גלם הופכים לעמידים במיוחד ובעלי עמידות גבוהה למים.

חומר הגלם הזה הוא מסה עוגה. הוא נורה בטמפרטורה של 1100 - 1300 מעלות. תהליך השריפה מתבצע תחת פיקוח קפדני בהתאם לכללים הטכנולוגיים, אחרת מוצרי חימר עלולים להתפורר.

מסה קרמית מאבן משמשת למידול, לייצור חפצי קרמיקה שונים. מוצרים העשויים מחומר זה יפים מאוד. לאבן תכונות טכניות ייחודיות.

הרכב חומרי הגלם כולל פלדספאר, כמות משמעותית של קוורץ וקאולין. סוג זה של חימר אינו מכיל זיהומי ברזל.

כאשר נרטבים במים, המסה מקבלת גוון אפור, ולאחר תהליך השריפה היא הופכת ללבן לחלוטין. שריפת החומר בתנורים בטמפרטורה של 1300 - 1400 מעלות. חומר הגלם הזה הוא מאוד אלסטי.

לא מומלץ להשתמש בזן זה לעבודה על גלגלי קדרים. החומר צפוף מאוד, כמעט ללא נקבוביות, ספיגת מים נמוכה מאוד. חומר שרוף הופך שקוף. חפצים העשויים מחומר חרסינה מכוסים בזיגוגים שונים.

חומרים לקרמיקה גסה

חימר נקבובי גס משמש לייצור חפצים ממדיים, המשמשים לעתים קרובות בבנייה. מוצרי החומר מאופיינים בעמידות גבוהה בחום, הם עומדים בצורה מושלמת בתנודות טמפרטורה.

התכונות הפלסטיות של חומרי הגלם תלויות בנוכחות של קוורץ ואלומיניום בתרכובת. המאפיינים האופייניים של החומר נובעים מנוכחות של תוכן משמעותי של צ'מוטה ואלומינה.

החומר שייך לזנים עקשן. נקודת התכה - 1400 1600 מעלות. חומר קרמי גס מסונט בצורה מושלמת, הוא כמעט אינו מתכווץ. מאפיינים אלה קובעים את השימוש בו לייצור חפצים ממדיים, כמו גם לוחות ופסיפסים גדולים.

חימר מונטמורילוניט

חומר הגלם משמש כהלבנה בטיהור סירופי אוהלים, בחליטה, בייצור מיץ ושמנים מזוקקים. חומר זה משפר את איכות המוצרים המוגמרים, בנוסף, סוג זה של חימר משמש כאמצעי לשלוט במכרסמים וחרקים.

חימר ספיחה

תכונה אופיינית היא תכונות קשירה גבוהות, רמה גבוהה של קטליזה. חימר הספיחה הנפוץ ביותר הוא בנטוניט.

חומרי חימר צבעוניים

חימר רב צבעוני הוא חומר המכיל תחמוצות של יסודות מתכת או פיגמנטים, והוא תערובת הומוגנית.

1. כאשר פיגמנטים חודרים לתוך עובי החומר, חלקם נשארים בהשעיה, בעוד שאחידות הגוון של חומר הגלם מופרעת.
2. פיגמנטים טבעיים נותנים לחימר גוון מסוים, הם מחולקים לשתי קטגוריות: תחמוצות של יסודות מתכתיים וחומר הצביעה בפועל.
3. תחמוצות הן מרכיבים טבעיים ממקור טבעי, הנוצרים בעובי קרום כדור הארץ. חומרים אלו נתונים לטיהור וטחינה עדינה. כדי לתת לחימר צבע מסוים, תחמוצת נחושת משמשת לרוב. חומר זה בתהליך השריפה כתוצאה מתהליך החמצון מקבל גוון ירקרק.
4. כדי לתת לחומר גוון כחול, משתמשים בתרכובות קובלט המכילות חמצן. תרכובות כרום מספקות את הצבע של זיתים, בעוד תרכובות מגנזיום וניקל מספקות חום ואפור, בהתאמה.
5. לחומר הגלם מוסיפים רכיבי צביעה בכמות של 1 עד 5%. תכולת פיגמנט גבוהה יותר עלולה לגרום להשפעות לא רצויות במהלך תהליך השריפה.

היקף היישום

חימר משמש באופן פעיל בבנייה לייצור לבנים ומוצרי קרמיקה. יש לו יתרונות שאין להכחישה, כמו גם עלות נמוכה יחסית. היתרונות של חומר גלם זה כוללים עמידות בחום, תכונות ספיחה, ידידותיות לסביבה, יכולת נשימה.