黏土特性

黏土的化學組成、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，在外力的作用下，泥團發(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并且有一定的干燥強度的能力。黏土的結(jié)合性對于半成口的干燥、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。一般來講，可塑性強的黏土，其結(jié)合力也大。

觸變性

黏土泥漿或可塑泥團受到振動或攪拌時，黏度會降低，而其流動性則會增加，靜止后逐漸恢復原狀。此外，泥漿放置一段時間后，在保持原水分不變的條件下也會出現(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，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，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)點間空隙等一系列物理化學變化，使得黏土泥料進一步收縮，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，而是在一定的溫度范圍內(nèi)逐漸軟化。

當黏土在加熱煅燒的過程中，到達一定溫度（800℃~900℃）后，繼續(xù)升高溫度時，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，這種對應體積開始急劇變化時的溫度稱為開始燒結(jié)溫度。

當溫度繼續(xù)升高時，收縮將不斷增大至最大值，氣孔率降至最小值，密度達到最大值，黏土完全燒結(jié)，此時對應的溫度稱為燒結(jié)溫度。

黏土

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。

按其結(jié)構(gòu)分為以下四類：

·高嶺石族（The Kaolinite Group），1:1型。

·蒙脫石族（The Montmorillonite/Smectite Group），2:1型。

·伊利石族（The Illite (or The Clay-mica) Group），2:1型。

·綠泥石族（The Chlorite Group），2:1:1型。

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。

紙類

國內(nèi)也稱“紙漿黏土”。成分包括紙漿，膠質(zhì)，長石和纖維等。無需燒烤，干燥后的質(zhì)感介于陶土和石膏之間，不會摔碎，可永久保存不變形。既可雕刻，又可附著于各種物體粘貼、塑形，和石材、木材、玻璃都能很好搭配，應用十分廣泛。普通的紙黏土為白色，干后可著顏色，水性和油性的顏料均可，如水彩、壓克力、油彩，并且無毒無味。

隨著工藝的發(fā)展，紙黏土更加細膩、質(zhì)輕、黏度更高，可以制作比較精細的工藝品，而且出現(xiàn)了彩色紙黏土。這種黏土在國外某些國家從20世紀70年代已經(jīng)普及，通常是兒童雕塑課堂使用的材料。成為了流行的手工捏塑材料，許多創(chuàng)造的作品成為時尚的裝飾，已經(jīng)融入日常生活。

黏土油類

油粘土一般是在作品完成后輔助使用的，比如說做粘土花盆景上盆時候，只需取出適量粘土放入盆中，將作品插上，目的使作品能穩(wěn)固。油粘土的特性是： 軟/硬油泥即使暴露于空氣中，都不會變硬的，一般情況下只需按自己的喜好選擇軟油泥或硬油泥便可。

黏土樹脂類

樹脂粘土有兩種，一種是面包花（面粉粘土）。面包花起源于拉丁美洲的一種說法，當?shù)厝擞贸允５拿姘樾?，收集起來，烘干磨成粉，加入白膠漿，制成“面粉粘土”。可是用這種面粉粘土延展性不夠，也不夠結(jié)實，造出的作品在風干后，很容易碎裂，不能長久擺放。后來這種樸素的手藝傳至日本，日本人將它改良，加入防腐劑及其他化學品，制成面粉粘土。這種面粉粘土本身是半透明色，性質(zhì)柔軟，可延展至很薄又不會裂開，即使干燥后也能保持彈性，可自由的做出纖細作品。它可塑性高，質(zhì)感強烈，用法簡單，可使用油畫顏料、丙稀顏料來調(diào)校色彩，然后塑造出心目中形象，自然風干就成了。制成的作品能保持不變的形態(tài)，可用于花、小動物 、公仔、飾件等多種作品的制作。用此粘土最適合是做花，能夠伸展至很薄，做出很輕巧自然的感覺，但做出來的作品，比較啞色，作品干后必須在表面薄薄的掃上油彩以增加它的美感及立體感。

還有一種樹脂粘土取出時非常硬，還十分細碎，但加入顏色后，會越搓越柔軟，做出來的作品干燥后非常堅硬，適合做一些迷你器皿，如碗、碟、花盆。

黏土其它類

石粉類

質(zhì)地細膩，延展性好，干后有強度，有石的質(zhì)感。易塑、易雕。最適合人形及壁飾的制作。

木質(zhì)類

以天然木制成，干后成硬質(zhì)地，可雕刻出尖銳形狀，適合木質(zhì)風格制品。

布類

液體狀粘土，細膩、輕柔。極適合搭配各種布料使用。在完成的作品表面再以布粘土處理過，更有截然不同的效果。

銀類

又稱純銀粘土，可廣泛用于DIY手工與珠寶、陶土、金屬結(jié)合，可以輕松燒制出各種形狀的個性時尚美麗的純銀飾品和純銀禮品。

土黏土種類一覽表

粘土一般由硅酸鹽礦物在地球表面風化后形成。一般在原地風化，顆粒較大而成分接近原來的石塊的，稱為原生黏土或一次黏土。這種黏土的成分主要為氧化硅與氧化鋁，色白而耐火，為配制瓷土之主要原料。

而黏土再繼續(xù)風化而變幼，再經(jīng)流水及風力遷移，而在下游形成一層厚厚的黏土，稱為次生黏土或二次黏土。這種黏土因受污染，含金屬氧化物較多，色深而耐火度較低。因黏性及可塑性佳，為配制陶土之主要原料。

高嶺土是以高嶺石亞族礦物為主要成分的軟質(zhì)黏土。主要由高嶺石礦物組成。自然界中,組成高嶺土的礦物有黏土礦物和非黏土礦物兩類。顏色為白色,最高白度大于95%,硬度為1~4。

黏土(英語：clay)，又作粘土，是顆粒非常小的（<2μm）可塑的硅鋁酸鹽。除了鋁外，黏土還包含少量鎂、鐵、鈉、鉀和鈣，是一種重要的礦物原料。

黏土一般由硅鋁酸鹽礦物在地球表面風化后形成。但是有些成巖作用也會產(chǎn)生黏土。在這些過程中黏土的出現(xiàn)可以作為成巖作用進展的指示。

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、長石、云母及硫酸鹽、硫化物、碳酸鹽等雜質(zhì)。

黏土礦物細小，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。

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

一些粘土礦物的礦物有：

高嶺石：

石脂：

蒙脫石：

蛭石：

伊利石：

水鋁英石：Al2O3.SiO2.2,5H2O //

詞目：黏土

拼音：nián tǔ

注音： ㄋㄧㄢˊ ㄊㄨˇ

解釋：有黏性的泥土。

例句：《書·禹貢》“厥土赤埴墳” 孔 傳“土黏曰埴” 唐 孔穎達 疏：“《考工記》用土為瓦，謂之塼埴之工，是埴為黏土，故土黏曰埴?！?/p>

黏土礦廣泛分布于世界各地的巖石和土壤中。世界膨潤土礦資源為 1.3Gt以上，主要分布于美國和加拿大。高嶺土礦儲量約 1.6Gt，主要分布于中國、美國、俄羅斯、墨西哥、西班牙等國。中國是高嶺土資源十分豐富的國家，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)于美國和加拿大。

造陶瓷

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

制水泥

與石灰?guī)r混合后制水泥

用途

在工業(yè)、模型制造和藝術中做模型。藝術家使用黏土制做模型，但也適用黏土直接塑造藝術品

在飲水加工和其它化學工藝中作為離子交換器

高嶺石是瓷器的原料

高嶺石還可以使紙的表面特別光滑和吸收墨水

陶粒在建筑業(yè)中作為隔離層以及在無土栽培中使用

密封垃圾填埋場

密封垃圾堆填區(qū)

在顏料工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)中作填補物

在催化劑中使用

高液土

在工程中判別高液限土的3個指標為：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。邊坡工程對具有膨脹性的高液限土設計思路基本是參考膨脹土進行的，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性差，經(jīng)過壓實后的土的壓縮性仍然較大，且有明顯的應變軟化。很多邊坡工程失去效用，都是由于不能認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，水分子容易進入晶胞之間，增大晶胞距離，脫水后，又產(chǎn)生相應的收縮，其液限變化范圍可達到140～710%，塑限范圍為50～100%；在晶格之間，由于同晶置換作用，使蒙脫石具有很強的吸附能力，大量的Na 、Ca2 填充進來，產(chǎn)生雙電層效應，導致粒間的膨脹。相似的，伊利石也具有2：1的三層晶體結(jié)構(gòu)，但其吸附的陽離子主要為Na 、K ，晶格間連接力較強，水分子不容易進入，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，晶胞之間的距離不易改變，水分子不能進入，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、密實度、外荷載大小及作用方式、其他物理化學作用等都有關系。根據(jù)大量工程實踐可知：高液限土透水性較差；干硬時強度高，堅硬不易挖掘， 不易壓實；毛細現(xiàn)象明顯，吸水后能長時間保持水分，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。

（一）礦物組成

為便于研究黏土的礦物組成，根據(jù)其性質(zhì)和數(shù)量可分成兩大類，即黏土礦物和雜質(zhì)礦物。

黏土礦物的種類和性質(zhì)已如前所述，主要為高嶺石類、蒙脫石類和伊利石類，以及較少見的水鋁英石等。

除此之外，在黏土形成過程中，常由于巖石風化未完全，或由于其它因素而混入一些非黏土礦物和有機物質(zhì)，這些物質(zhì)我們統(tǒng)稱為雜質(zhì)礦物。雜質(zhì)礦物通常以細小晶粒極其集合體分散于黏土中，常會影響甚至決定黏土的工藝性能。

雜質(zhì)礦物的類別及其影響：

1）石英和母巖殘渣。這些雜質(zhì)一般以較粗顆?；煸陴ね林校瑢︷ね恋目伤苄院透稍锖髲姸犬a(chǎn)生很大影響。工廠多采用淘洗法除去粗顆粒雜質(zhì)。

2）碳酸鹽及硫酸鹽類。細顆粒的碳酸鹽分布在黏土中對其影響不大，碳酸鹽在高溫下可分解出CaO、MgO，起熔劑作用，能降低陶瓷的燒成溫度。較多的硫酸鹽在氧化氣氛中容易引起坯泡。

3）鐵和鈦的化合物。這類雜質(zhì)礦物能使坯體呈色，降低黏土的耐火度，也會嚴重影響制品的介電性能、化學穩(wěn)定性等。

4）有機雜質(zhì)。黏土中存在少量的有機雜質(zhì)，可以增加黏土的可塑性和泥漿的流動性，但有機物質(zhì)過多時也可能會造成瓷器表面起泡與針孔。

（二）化學組成

由于黏土中的主要黏土礦物都是含水的鋁硅酸鹽。此外，還有少量的堿金屬氧化物以及堿土金屬氧化物等。

一般黏土原料的化學分析如包括以上九個項目，即已滿足生產(chǎn)上的參考需要。

（三）顆粒組成

是指黏土中含有不同大小顆粒的質(zhì)量分數(shù)。

為什么黏土中的細顆粒愈多愈好？由于細顆粒的比表面積大，其表面能也大，因此黏土中的細顆粒愈多時，則其可塑性愈強，干燥收縮大，干后強度高，在燒成時也易于燒結(jié)，燒后的氣孔率也小，有利于成品的力學強度、白度和半透明度的提高。

此外，黏土的顆粒形狀和結(jié)晶程度也會影響其工藝性質(zhì)。片狀結(jié)構(gòu)比桿狀結(jié)構(gòu)的顆粒堆積致密，塑性大、強度高；結(jié)晶程度差的顆?？伤苄砸泊?。

測定黏土原料顆粒大小的方法很多，有用顯微鏡、水簸法、渾濁計法、吸附法等。最簡單和最普通的方法是篩分析（0.06mm以上）與沉降法（1~50um）。

黏土的化學組成、礦物組成和顆粒組成決定著黏土的工藝性能：

黏土壤土可塑性

黏土與適量的水混合后形成泥團，在外力的作用下，泥團發(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。

黏土壤土結(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并且有一定的干燥強度的能力。黏土的結(jié)合性對于半成口的干燥、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。一般來講，可塑性強的黏土，其結(jié)合力也大。

黏土壤土觸變性

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

黏土壤土收縮

黏土泥料在一定溫度下干燥時，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，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)點間空隙等一系列物理化學變化，使得黏土泥料進一步收縮，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。

黏土壤土燒結(jié)

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

當黏土在加熱煅燒的過程中，到達一定溫度（800℃~900℃）后，繼續(xù)升高溫度時，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，這種對應體積開始急劇變化時的溫度稱為開始燒結(jié)溫度。

當溫度繼續(xù)升高時，收縮將不斷增大至最大值，氣孔率降至最小值，密度達到最大值，黏土完全燒結(jié)，此時對應的溫度稱為燒結(jié)溫度。

（一）黏土的成因

黏土是由富含長石等鋁硅酸鹽礦物的巖石經(jīng)過風化作用或熱液蝕變作用而形成的。這類經(jīng)風化或蝕變作用而生成黏土的巖石統(tǒng)稱為黏土的母巖。

母巖經(jīng)風化作用而形成的黏土產(chǎn)于地表或不太深的風化殼以下；母巖經(jīng)熱液蝕變作用而形成的黏土常產(chǎn)于地殼較深處。

風化作用類型有：1）機械的（物理的）；2）化學的；3）生物的。

熱液蝕變型：高溫巖漿冷凝結(jié)晶后，殘余巖漿中含有大量的揮發(fā)分及水，溫度進一步降低時，水分則以液態(tài)存在，但其中溶有大量其它化合物。當這種熱液（水）作用于母巖時，會形成黏土礦床，這就稱為熱液蝕變型黏土礦，如衡陽界牌土。

（二）黏土的分類

1、按成因分類

1）原生黏土：又稱一次黏土，殘留黏土，是母巖風化崩解在原地殘留下來的黏土。特點：顆粒較粗，可塑性較差，耐火度高。

2）次生黏土：又稱二次黏土，沉積黏土，是由風化形成的黏土，經(jīng)雨水河流的沖刷及有時外加風力的作用，遷移至盆地或其他地勢較低處沉積下來，而形成黏土層。特點：顆粒較細，可塑性較好，耐火度差 。

2、按可塑性分類

1）高可塑性黏土：軟質(zhì)黏土。其分散度大，多呈疏松狀。如粘性土、膨潤土、木節(jié)土等。

2）低可塑性黏土：硬質(zhì)黏土。其分散度小，多呈致密塊狀。如葉蠟石、焦寶石、瓷石等。

3、按耐火度分類

1）耐火黏土：一般耐火黏土的耐火度在1580℃ 以上，較純，含雜質(zhì)較少。

2）難熔黏土：其耐火度在1350~1580℃ ，含易熔雜質(zhì)在10~15%。

3）易熔黏土：其耐火度在1380℃ 以下，含有大量的雜質(zhì)。

4、按化學組成分類

1）富鋁黏土 ；2）貧鋁黏土。

（三）黏土的主要礦物類型

黏土礦物主要為高嶺石類（包括高嶺石、多水高嶺石等）、蒙脫石類（包括蒙脫石、葉蠟石等）和伊利石類（也稱水云母）等等。

1、高嶺石類

因首先在江西景德鎮(zhèn)東部的高嶺村山頭發(fā)現(xiàn)，故國際上都把這種制瓷黏土稱為高嶺(Kaolin)土，其主要礦物成分是高嶺石(Kaolinite)和多水高嶺石。

屬于高嶺石類的黏土礦物還有地(迪)開石(Dickite)、珍珠陶土(Nacrite)和多水高嶺石(埃洛石Hallysite，又稱敘永石，為我國四川敘永縣以盛產(chǎn)這種礦物為主的黏土而得名)等。

2、蒙脫石類

概述：蒙脫石（Montmorillonite）也是一種常見的黏土礦物，以蒙脫石為主要組成礦物的黏土稱為膨潤土（bentonite），一般呈白色、灰白色、粉紅色或淡黃色，被雜質(zhì)污染時呈現(xiàn)其它顏色，其晶粒呈不規(guī)則細粒狀或鱗片狀。

特性：1）吸濕膨脹性：吸水后體積可膨脹20-30倍；2）離子交換性：在水中呈懸浮和凝膠狀，具有良好的陽離子交換特性。

3、伊利石類

伊利石是白云母經(jīng)強烈的化學風化作用而轉(zhuǎn)變?yōu)槊擅撌蚋邘X石過程中的中間產(chǎn)物。

組成成分與白云母相似。

4、水鋁英石

是一種非晶質(zhì)的含水硅酸鋁，它的結(jié)構(gòu)可能是由硅氧四面體和金屬離子配位八面體任意排列而成，沒有任何對稱性。

它與其它黏土礦物的區(qū)別是它能在鹽酸中溶解。而其它結(jié)晶質(zhì)的黏土礦物不溶解于鹽酸，但溶解于硫酸。

它在自然界中并不常見，往往少量地包含在其它黏土中。