Какой материал не гниет в земле
Перейти к содержимому

Какой материал не гниет в земле

  • автор:

Астрономы MPIA нашли аналог Солнечной системы в «детском» возрасте

Астрономы изучают прошлое Солнечной системы, анализируя другие звезды на более ранних этапах эволюции. Долгое время им не удавалось найти аналог нашей системы в «детском» виде, а именно — богатый железом протопланетный диск. Без железа Земля имела бы совсем другой облик и жизнь в нынешнем виде вряд ли была возможна. Теперь ученым из Института астрономии Общества Макса Планка удалось найти систему, в которой есть три региона, где могут сформироваться каменистые планеты, — один из них как раз близок по диаметру орбите Земли.

Не видно похожих на нас

Древние люди помещали Землю в центр Вселенной и считали ее уникальным объектом. Это было естественно, поскольку трудно представить себе, что тусклые точки в небе могут вблизи быть похожи на планету под ногами и на раскаленное Солнце. Но чем больше люди наблюдали за небом, тем острее понимали, что античная геоцентрическая модель ошибочна.

Наиболее радикально ей стал возражать итальянский мыслитель Джордано Бруно. Он взял за основу теорию астронома Коперника о вращении Земли вокруг Солнца и сделал из нее далеко идущие философские выводы. Бруно утверждал, что Вселенная бесконечна, а не ограничена небесной сферой, что Солнце — лишь одна из многих звезд, а небесная материя принципиально тождественна земной и что миры, подобные нашему, должны существовать во Вселенной повсюду.

Его подход не был научным в современном смысле слова и основывался он, в первую очередь, на античной мистике и философии. Тем не менее, его воззрения повлияли на современников-интеллектуалов и способствовали Научной революции. Интересно, что казнили его вовсе не за космологию, а за отрицание христианских догматов — в первую очередь, он не верил в божественность Христа и посмертное воздаяние, а так же отождествлял Бога с материальной Вселенной.

Учение Бруно в своих основных выводах совпадает с современной астрофизикой, — в частности, астрономы исходят из предпосылки, что Солнечная система не уникальна, а одна из многих похожих. Следовательно, наблюдая за соседними звездными системами, можно найти аналог нашей на раннем или более позднем этапе эволюции. Однако до настоящего момента астрономам не удавалось найти ни один протопланетный диск с богатыми железом участками.

Как появилась Солнечная система и протопланетный диск

Солнечная система, как и все другие, возникла из газопылевого облака около 4,5 млрд лет назад. Облако состояло в основном из водорода, первичного элемента Вселенной, все остальные элементы присутствовали как примеси, синтезированные предыдущими поколениями звезд. Под действием гравитации это облако постепенно сжималось и, из-за закона сохранения углового момента, начинало вращаться. Постепенно из-за сжатия возникла плотная и горячая область, а материал по краям под действием центробежной силы вытянулся в протопланетный диск. Когда центральный объект достаточно разогрелся и сжался, зажглась термоядерная реакция и возникла звезда.

Железо — один из наиболее распространенных химических элементов планет земной группы: Меркурия, Венеры, Земли и Марса. Оно составляет 32% массы Земли и в основном сосредоточено в ядре. На другие тяжелые элементы — магний, кремний и кислород — приходится 59%. Такое соотношение элементов не типично для Вселенной, которая в основном состоит из водорода. Земля же приобрела свой химический состав из-за неоднородности протопланетного диска, вращавшегося вокруг Солнца на ранних этапах существования системы. Бо́льшая часть водорода ушла на формирование Солнца и планет-гигантов, а тяжелые элементы, способные образовывать горные породы, в значительной степени сконцентрировались во внутренних областях системы, между современными орбитами Меркурия и Главным поясом астероидов.

Таким образом, если бы астрономам не удалось найти «зачатки» будущих каменистых планет с большой долей железа в составе, это бы поставило под сомнение гипотезу заурядной (или типичной) Солнечной системы и Земли.

Три концентрических кольца

Йозеф Варга из Института астрономии Общества Макса Планка (MPIA) и его коллеги исследовали систему звезды HD 144432 A в 500 св. годах от Земли. Они пришли к выводу, что ее можно считать аналогом молодой Солнечной системы. Современные телескопы позволяют напрямую увидеть лишь самые яркие экзопланеты и точно не способны сделать фотографию небольших участков протопланетного диска. Вместо этого ученые на протяжении долгого времени анализировали излучение всей системы и отдельных ее крупных регионов с помощью спектрометров. Основным инструментом был «Очень большой телескоп» (VLT), расположенный в Чили.

Мы живем в заурядной солнечной системе? Астрономы нашли «зачатки» планет, подобных Земле

Астрономы изучают прошлое Солнечной системы, анализируя другие звезды на более ранних этапах эволюции. Долгое время им не удавалось найти аналог нашей системы в «детском» виде, а именно — богатый железом протопланетный диск. Без железа Земля имела бы совсем другой облик и жизнь в нынешнем виде вряд ли была возможна. Теперь ученым из Института астрономии Общества Макса Планка удалось найти систему, в которой есть три региона, где могут сформироваться каменистые планеты, — один из них как раз близок по диаметру орбите Земли.

Не видно похожих на нас

Древние люди помещали Землю в центр Вселенной и считали ее уникальным объектом. Это было естественно, поскольку трудно представить себе, что тусклые точки в небе могут вблизи быть похожи на планету под ногами и на раскаленное Солнце. Но чем больше люди наблюдали за небом, тем острее понимали, что античная геоцентрическая модель ошибочна.

Наиболее радикально ей стал возражать итальянский мыслитель Джордано Бруно. Он взял за основу теорию астронома Коперника о вращении Земли вокруг Солнца и сделал из нее далеко идущие философские выводы. Бруно утверждал, что Вселенная бесконечна, а не ограничена небесной сферой, что Солнце — лишь одна из многих звезд, а небесная материя принципиально тождественна земной и что миры, подобные нашему, должны существовать во Вселенной повсюду.

Его подход не был научным в современном смысле слова и основывался он, в первую очередь, на античной мистике и философии. Тем не менее, его воззрения повлияли на современников-интеллектуалов и способствовали Научной революции. Интересно, что казнили его вовсе не за космологию, а за отрицание христианских догматов — в первую очередь, он не верил в божественность Христа и посмертное воздаяние, а так же отождествлял Бога с материальной Вселенной.

Учение Бруно в своих основных выводах совпадает с современной астрофизикой, — в частности, астрономы исходят из предпосылки, что Солнечная система не уникальна, а одна из многих похожих. Следовательно, наблюдая за соседними звездными системами, можно найти аналог нашей на раннем или более позднем этапе эволюции. Однако до настоящего момента астрономам не удавалось найти ни один протопланетный диск с богатыми железом участками.

Как появилась Солнечная система и протопланетный диск

Солнечная система, как и все другие, возникла из газопылевого облака около 4,5 млрд лет назад. Облако состояло в основном из водорода, первичного элемента Вселенной, все остальные элементы присутствовали как примеси, синтезированные предыдущими поколениями звезд. Под действием гравитации это облако постепенно сжималось и, из-за закона сохранения углового момента, начинало вращаться. Постепенно из-за сжатия возникла плотная и горячая область, а материал по краям под действием центробежной силы вытянулся в протопланетный диск. Когда центральный объект достаточно разогрелся и сжался, зажглась термоядерная реакция и возникла звезда.

Железо — один из наиболее распространенных химических элементов планет земной группы: Меркурия, Венеры, Земли и Марса. Оно составляет 32% массы Земли и в основном сосредоточено в ядре. На другие тяжелые элементы — магний, кремний и кислород — приходится 59%. Такое соотношение элементов не типично для Вселенной, которая в основном состоит из водорода. Земля же приобрела свой химический состав из-за неоднородности протопланетного диска, вращавшегося вокруг Солнца на ранних этапах существования системы. Большая часть водорода ушла на формирование Солнца и планет-гигантов, а тяжелые элементы, способные образовывать горные породы, в значительной степени сконцентрировались во внутренних областях системы, между современными орбитами Меркурия и Главным поясом астероидов.

Таким образом, если бы астрономам не удалось найти «зачатки» будущих каменистых планет с большой долей железа в составе, это бы поставило под сомнение гипотезу заурядной (или типичной) Солнечной системы и Земли.

Три концентрических кольца

Йозеф Варга из Института астрономии Общества Макса Планка (MPIA) и его коллеги исследовали систему звезды HD 144432 A в 500 св. годах от Земли. Они пришли к выводу, что ее можно считать аналогом молодой Солнечной системы. Современные телескопы позволяют напрямую увидеть лишь самые яркие экзопланеты и точно не способны сделать фотографию небольших участков протопланетного диска. Вместо этого ученые на протяжении долгого времени анализировали излучение всей системы и отдельных ее крупных регионов с помощью спектрометров. Основным инструментом был «Очень большой телескоп» (VLT), расположенный в Чили.

Телескоп VLT | Источник: G.Hudepohl/ESO

Данные собирали с 2019 по 2022 год и анализировали с помощью физических моделей: какой должна быть планетная система, чтобы порождать такое излучение.

Как выяснилось, наблюдаемая часть протопланетного диска состоит из четко различимых колец, разделенных пробелами.

«При изучении распределения пыли во внутренней области диска мы впервые обнаружили сложную структуру, в которой пыль формирует три концентрические кольца. Этот регион соответствует зоне формирования каменистых планет Солнечной системы», — пояснил Рой ван Бокель, один из соавторов работы.

Первое кольцо удалено от звезды на расстояние орбиты Меркурия, второе — между Землей и Марсом, третье примерно соответствует орбите Юпитера. Ранее похожие кольцевые структуры находили лишь в удаленных регионах систем, примерно на месте орбит Урана и дальше. Как считают ученые, пробелы между кольцами порождены двумя планетами-гигантами, «зачистившими» свою орбиту от газа и пыли. Исходя из ширины разрывов, масса этих планет должна быть близкой к Юпитеру, однако ученые допускают и альтернативную интерпретацию, но наблюдают не разрывы, а темные участки.

Три кольца протопланетного диска | Источник: J. Varga et al./MPIA

Железное царство

Куда более планет-гигантов земным ученым интересны остатки протопланетного диска, где в течение следующих эпох могут образоваться планеты земного типа. Как оказалось, пыль состоит из металло-силикатно-кислородных компонентов и, возможно, из металлического железа — как раз такой состав имеют планеты земной группы.

Долгое время астрономы считали, что наблюдаемые протопланетные диски состоят из углеродо-силикатной пыли.

«Однако с точки зрения химии для горячих внутренних областей диска смесь железа и силикатов более вероятна. И действительно, химическая модель, которую мы использовали, дает более точные результаты при замене углерода на железо», — поясняют ученые.

Диск неоднороден. Например, в участке радиусом 1,3 земных орбиты сосредоточена основная масса материи в кристаллической форме, в первую очередь, минерала форстерита (Mg2SiO4) и энстатита (Mg2[Si2O6]). Это связано с градиентом температуры: внутренние области диска раскалены до 1500 градусов Цельсия, а внешние имеют температуру около 25 градусов. Высокая температура плавит материал и заставляет его сливаться в кристаллы.

По этой же причине во внутренних областях мало твердого углерода, поскольку при высокой температуре он окисляется до угарного или углекислого газа.

«Мы думаем, что диск HD 144432 может быть очень похож на раннюю Солнечную систему, которая оставила много железа каменистым планетами. Наше исследование — еще один пример, показывающий, что состав Солнечной системы может быть вполне заурядным [в Галактике]», — подводят итог астрономы.

В ближайшем будущем ученые планируют использовать эту же методологию для анализа других протопланетных дисков, среди которых, по их мнению, есть еще более перспективные и похожие на Солнечную систему, чем HD 144432.

Чем обработать деревянные бортики высоких грядок от гниения

Грядки с ограничивающим бортиком по периметру становятся все более популярными среди огородников. Самый востребованный материал для их изготовления, распространенный, доступный и не слишком дорогой — это дерево. Но у древесины, помимо очевидных плюсов, есть и минус — она недолговечна. Этот натуральный материал разрушается под действием атмосферных явлений, а главное — от деятельности живых существ.

Деревянные грядки: красиво, удобно. А насколько долговечно?

Деревянные грядки: красиво, удобно. А насколько долговечно?

Агротехнических и эстетических вопросов пользы таких конструкций для растений и внешнего вида участка мы в этом материале касаться не станем. Поговорим о том, чем обработать деревянные грядки, чтобы продлить срок их службы.

Почему древесина гниет

Эффективно бороться с чем-либо можно, только если знаешь истинные причины проблемы. В нашем случае факторов, влияющих на разрушение древесины, много: это и ультрафиолетовое излучение, и ветер с дождем, и температурные колебания. Однако в сравнении с другими материалами древесина обладает довольно высокой устойчивостью к атмосферной коррозии. Наибольшую опасность для изделий из этого натурального материала представляет всевозможная живность, считающая, что целлюлоза и лигнин — самое вкусное, что есть на свете. Это бактерии, водоросли, моллюски, насекомые, а главное — грибы: плесневые, деревоокрашивающие и дереворазрушающие.

Существует много факторов, разрушающих древесину

Существует много факторов, разрушающих древесину

Принято считать, что древесину в первую очередь необходимо защищать от влаги. Однако сама по себе вода не слишком опасна. Дерево, постоянно омываемое дождями, довольно долго служит, если хорошо проветривается и высыхает. Полностью погруженное в водную среду (без доступа кислорода), оно может сохранять свои качества на протяжении сотен лет и даже становиться прочнее. Пример того — форт Кронштадта, деревянные ряжи которого заменили на каменные конструкции только спустя век — и не потому, что они пришли в негодность, а из-за масштабных ремонтных работ после наводнения 1824 года. Или Венеция, уже которую сотню лет стоящая на сваях из лиственницы.

Не открытая вода, а сочетание постоянно повышенной влажности и кислорода губительно для древесины. Именно эти условия (да еще тепло) необходимы для процветания большей части дереворазрушающей живности. А еды для них в деревянных конструкциях предостаточно по определению.

Способы защиты дерева от разрушения

Один из способов защиты древесины — пропитка антисептическими средствами

Исходя из вышесказанного, путей решения вопроса всего три:

  • устранить влажность,
  • поместить древесину в бескислородное пространство,
  • сделать ее несъедобной.

Один из способов защиты древесины — пропитка антисептическими средствами

Деревянное ограждение высокой грядки довольно специфичная с точки зрения защиты от гнили конструкция. Поместить бортики в вакуум мы не можем — впрочем, как и устранить влажность. Деревянные перила террасы, беседка, облицовка фасада или забор постоянно подвергаются воздействию воды, но также регулярно проветриваются и высыхают. А в грядке одна сторона всегда соприкасается со средой, оптимальной для развития плесневых и других грибов, — с землей, которая еще и в ассортименте содержит разнообразных любителей целлюлозы и их споры.

Тот, кто хоть раз делал какие-нибудь конструкции из дерева (например, забор на деревянных столбах), наверное, обращал внимание, что быстрее и сильнее всего повреждается не верхняя часть столба. Она только сереет от воздействия солнца, дождей и морозов, но остается вполне крепкой. Портится именно то место, где проходит граница «воздух-почва». То есть там, где активность разрушителей древесины максимальна: верхний слой грунта богат кислородом, там достаточно влажно, и он хорошо прогревается. В грядке около бортов создаются подобные условия: там темно, влажно от поливов и тепло (стенки грядки прогреваются сильнее). А рыхлая почва, заботливо насыщенная огородником органикой, прекрасно аэрируется.

Как защитить древесину?

Как защитить древесину?

Часто встречаются советы гидроизолировать бортик путем выстилания внутренней поверхности грядки полиэтиленом или рубероидом. На мой взгляд, это совершенно бессмысленный, а то и вредный способ. Потому что даже если у вас и получится перекрыть пленкой все возможные пути для затекания воды сверху, гидроизолирущий материал не защитит от проникновения влаги снизу, из почвы. Он, наоборот, создаст условия для появления конденсата, который будет образовываться между доской бортика и слоем пленки при охлаждении теплого воздуха ночью. Поэтому остается только одно — попробовать защитить доски с помощью краски, лака и пропитки. Вот эти варианты и рассмотрим подробнее.

Средства для защиты древесины

Лакокрасочное покрытие продлевает срок эксплуатации древесины

На современном рынке строительных материалов представлен широкий выбор средств для защиты древесины. Их можно условно разделить на 2 категории:

  • создающие на поверхности доски влагонепроницаемую пленку;
  • делающие древесину невкусной для тех, кто ею питается.

Лакокрасочное покрытие продлевает срок эксплуатации древесины

Лаки и краски для дерева

Влагонепроницаемое покрытие дадут краска или лак. Используйте те, на которых есть указание, что они подходят для уличных работ, то есть наиболее устойчивые к внешним воздействиям: морозостойкие, с УФ-фильтрами и УФ-абсорбентами, светостабилизаторами и прочими добавками. Современные красящие составы имеют разную основу — алкидные или полиуретановые смолы, латексные, акрилатные, силиконовые полимеры. Поэтому они далеко не всегда имеют «устрашающий» химический запах.

В магазинах есть выбор

Подходящие для уличных работ материалы в своей линейке продуктов имеют практически все производители.

  • «Белинка» (Belinka), Словения. Эмаль на водной основе для защиты древесины от внешних воздействий Belinka Exterier Email, алкидная эмаль Belinka Email Universal, алкидно-уретановый лак Belinka Yacht (яхтный лак) для древесины.
  • «Тиккурила» (Tikkurila), Финляндия. Краска на алкидной основе Tikkurila Unica Ulkokalustemaali, алкидная эмаль Tikkurila Miranol, алкидно-уретановый лак Tikkurila Unica Super.
  • «Альпина» (Alpina), Германия. Краска для деревянных поверхностей с большой нагрузкой Alpina Die Langlebige für Holzfassaden, лак Alpina Yacht.
  • «Неомид» (Neomid), Россия. Краска резиновая Neomid (препятствует появлению грибка и плесени), алкидно-уретановый лак Neomid Yacht.
  • «Текнос» (Teknos), Финляндия. Масляно-алкидная краска Wintol, уретано-алкидный лак Helo 90.

В магазинах есть выбор

Нужно иметь в виду, что краски и лаки не станут средством, которое защитит ваши грядки навсегда: даже в менее жестких условиях эксплуатации (для окраски фасадов, уличных деревянных конструкций) производители дают гарантию от 5 до 15 лет. Максимально продлить срок службы позволит обработка древесины антисептическими пропитками перед нанесением покрытия.

Пропитка для дерева

Если краски создают защитный слой на поверхности, прочно сцепляющийся с основой, то пропитки, как понятно из названия, проникают в волокна древесины.

Последствия действия деревоокрашивающих грибов на досках

Последствия действия деревоокрашивающих грибов на досках

  • биоциды — защищают от плесени, гнили, жучков и пр.,
  • антипирены — препятствуют легкому возгоранию древесины,
  • биопирены — совмещают в себе оба качества.

Антисептики бывают и декоративными

Антисептики бывают и декоративными

Антисептик Сенеж био

Пожара на грядке опасаться вряд ли стоит, а вот биозащита, учитывая экстремальность условий эксплуатации, потребуется основательная. Поэтому стоит обратить внимание на составы, соответствующие 4-му классу по BS EN 335:2013 (европейский стандарт, нормирующий прочность изделий из древесины). В этот класс попадают средства, используемые для изделий, имеющих прямой контакт с грунтом.

  1. Антисептик невымываемый, усиленный Neomid 433.
  2. Антисептик невымываемый декоративный Neomid 435. Помимо защиты, придает изделию коричневый оттенок.
  3. Невымываемый антисептик Neomid 430 Eco, концентрат. Максимальная защита древесины различных пород в тяжелых условиях эксплуатации, в том числе при длительном контакте с грунтом и влагой. Безопасно для людей и животных.
  4. Антисептик «Сенеж Ультра» — защита от гниения, плесени, синевы и насекомых-древоточцев на открытом воздухе при непосредственном воздействии атмосферных осадков, гигроскопическом и конденсационном увлажнении, контакте с грунтом.
  5. Консервирующий трудновымываемый антисептик «Сенеж» — усиленная защита древесины от синевы, гниения, плесени, древоточцев на открытом воздухе в особо тяжелых условиях эксплуатации: при активном и продолжительном воздействии атмосферной или почвенной влаги, длительном контакте с грунтом, органическими отходами, даже в тропическом влажном климате. «Сенеж Био» имеет те же качества, но используется в сферах, где есть непосредственный контакт человека и домашних животных с обработанной конструкцией.

Антисептик «Сенеж Био»

Дешево и сердито

В Сети можно встретить немало народных советов, как защитить древесину от вредного влияния. Некоторые из них не выдерживают критики. Но все же рассмотрим и их.

Деготь

К таким неоднозначным рекомендациям относится применение в качестве пропитки дегтя. Хотя во времена парусного флота это и был один из важнейших экспортных продуктов в России (да и во многих других северных странах), сегодня купить это черное вещество со специфическим запахом в количестве большем, чем в аптечной склянке, весьма затруднительно. Но таки да: если найдете деготь в приличных объемах, можете обработать им доски. Грибы (в том числе плесневые) и насекомые его не любят.

Сейчас дёготь продают в аптечных склянках

Сейчас деготь продают в аптечных склянках

Кстати сказать, деготь можно успешно использовать в качестве инсектицида для борьбы с вредителями. Об этом вы можете прочитать в публикации Березовый деготь всегда выручит: 18 неожиданных способов применения.

Жидкое стекло

Предлагают также гидроизолировать древесину при помощи силикатов натрия или калия («жидкого стекла»). Гидрофобные свойства от обработки «жидким стеклом» появляются у бетонных конструкций и растворов на основе цемента при химическом взаимодействии силиката и компонентов цемента. На доске жидкое стекло при высыхании даст хрупкий слой, частично растворяющийся водой.

Отработка

Отработка: дешево и сердито?

Еще один распространенный вариант подручного средства — отработанное моторное масло (или, как его называют, отработка). Это действительно эффективный способ, но есть нюансы.

  • Достаточно долгую защиту можно обеспечить только правильным нанесением — отработанное масло лучше впитывается, если его предварительно нагреть.
  • Оно токсично. Возможно, во времена, не далеко ушедшие от эпохи парусных кораблей, отработка была почти безвредной — в качестве моторного масла аж до 40-х годов прошлого века часто применялось касторовое. Современные синтетические масла со всевозможными присадками и добавками — это уже совсем иная «химия».

Отработка: дешево и сердито?

Медный купорос

Раствор медного купороса — хороший фунгицид, в том числе и для защиты древесины (подробнее о свойствах купоросов вы можете прочитать в материале Купорос в садоводстве: какой бывает, зачем нужен и как применять). Однако, чтобы его применение было эффективным (действия хватало на сколько-нибудь продолжительный срок), недостаточно просто помазать кисточкой доски. Обработку нужно проводить 3-4-кратным даже не окунанием, а замачиванием в ванне с раствором с тщательной промежуточной просушкой.

Раствором медного купороса сложно обработать правильно

Раствором медного купороса сложно обработать правильно

Обжиг дерева — бесплатно, стильно и эффективно

В большинстве случаев «дедушкины» способы обработки древесины от гниения сегодня труднодоступны и малоэффективны. В домашних или даже дачных условиях им сложно соревноваться по действенности с антисептиками для дерева нового поколения, которые не вымываются со временем, вступая в реакцию с целлюлозой и лигнином — меняя химический состав дерева и становясь его частью. Например, описанные выше средства компаний Neomid и «Сенеж» защищают от гнили на 35 лет!

Однако есть экологичный, эффективный и почти бесплатный способ — обжиг древесины. При обжиге уничтожаются уже имеющиеся колонии грибов, насекомых и другой живности. Огонь выжигает органику в верхнем слое, и потому вновь прибывшим дереворазрушающим организмам нечего съесть на обработанной обжигом доске. Кроме того, пиролиз (процесс, происходящий при обжиге) верхнего слоя древесины (до 2 мм) сужает каналы древесных волокон, а продукты горения дополнительно закупоривают микропоры материала, делая поверхность гидрофобной. Обработанная таким образом доска может без изменений просуществовать, тесно соприкасаясь с землей, до 80 лет.

Обжиг древесины препятствует ее гниению

Обжиг древесины препятствует ее гниению

Сегодня это не только способ защиты древесины, но и модная дизайнерская «фишка»: технология называется загадочным японским словосочетанием Shou Sugi Ban. Подробнее об этом способе обработки древесины вы можете прочитать в публикации Техники состаривания древесины: браширование и обжиг. Возможно, вам понравятся дизайнерские грядки. Если обжигать без фанатизма, то защитные свойства будут ниже, но зато внешний вид — более традиционным.

А на вашем участке есть приподнятые грядки? Как и с помощью чего вы защищаете деревянные конструкции на даче? Поделитесь в комментариях.

  • Высокие грядки, которые не сгниют и через 10 лет
  • Красивые грядки, красивый огород: идеи для ценителей прекрасного
  • Нестандартные грядки
  • Делаем высокую теплую грядку с парником
  • Всегда на высоте, или Приподнятые грядки для декоративных растений
  • Жуки в доме: как защитить деревянные строения от вредителей
  • Как защитить постройки из дерева: выбираем лучший антисептик

Что такое глина, ее виды и свойства

как выглядит глина

Глина – один из самых известных и распространенных материалов, которые используются в строительстве. Она образуется в результате разрушения глинистых пород естественным путем или с помощью механических и биохимических влияний в ходе эволюции.

Из чего состоит глина

Эта горная порода довольно сложна и непостоянна, как по составу, так и по своим характеристикам. Чистая глина, которая не содержит примесей, состоит из маленьких частиц минералов размером не более 0,01 мм. Обычно они имеют пластинчатую форму.

Подобные «глинистые» материалы представляют собой сложные соединения из алюминия, кремния и воды. Они не только включают воду в свою структуру (такая вода называется химически связанной), но и удерживают ее в виде прослоек между частичками (такую воду называют физически связанной).

Если материал смочить, вода попадает в пространство между слоями материала, и в результате они легко сдвигаются по отношению друг к другу. Именно благодаря такой особенности глина обладает высокой пластичностью.

В глине есть примеси таких веществ, как карбонат кальция, кварц, сульфид железа, гидроксид железа, оксид магния, оксид кальция и т. д. В зависимости от химического состава, выделяют такие глинистые материалы, как каолиниты, галлуазиты, иллиты и монтмориллониты.

Исходя из предназначения сырья, его нормируют в зависимости от того, каков процент оксидов железа, кварцевого песка, различных примесей. Степень огнеупорности материала зависит от содержания в нем глинозема. Для выполнения огнеупорных изделий используют глину, в которой содержится хотя бы 28% глинозема.

Так выглядит образец глины под микроскопом:

как выглядит образец глины под микроскопом

Технические характеристики и свойства

Характеристики глины определяются химическим и минеральным составом и размером частичек.

Объемный и удельный вес огнеупорной молотой глины составляет 1300-1400 кг/м3, шамотной – 1800 кг/м3, сухой глины в порошке – 900 кг/м3. Плотность мокрой глины – 1600-1820 кг/м3, сухой – около 100 кг/м3. Теплопроводность сухого сырья составляет 0,1-0,3 Вт/(м*К), влажного – от 0,4 до 3,0 Вт/(м*К).

Основные свойства:

  • попадая в воду, глина размокает, разделяется на отдельные частички и образует или пластичную массу, или взвесь;
  • глиняное тесто очень пластично, в сыром виде оно может принять любую форму. Пластичные глины называют «жирными», поскольку на ощупь они кажутся жирным материалом. Глины с невысокой пластичностью называют «тощими». Кирпичи, изготовленные из такой глины, быстро рассыпаются и обладают плохой прочностью;
  • после высыхания глина сохраняет свою форму, несколько уменьшаясь в объеме, а в результате обжига становится твердой, как камень. Именно благодаря такой способности она издавна является одним из наиболее популярных материалов для производства посуды. Также из глины изготавливают кирпичи, которые имеют высокую механическую прочность;
  • обладает клейкостью и связующей способностью;
  • насыщаясь определенным объемом воды, глина больше не пропускает воду, то есть обладает водоупорностью;
  • глина обладает кроющей способностью. Поэтому в старину ее широко использовали для побелки печей и стен дома;
  • глина обладает сорбционной способностью, то есть поглощает вещества, растворенные в жидкости. Это позволяет применять ее для очистки продуктов нефтепереработки и растительных жиров.

Анонс статьи по применению глины

Свойства материала обеспечивают изделиям и постройкам из глины долгий срок службы, но только в том случае, когда за ними осуществляется определенный уход, а в процессе изготовления не были допущены ошибки.

Происхождение и добыча глины

Глина может иметь различное происхождение – осадочное или остаточное. Осадочные породы формируются при переносе продуктов выветривания на другое место. Они могут быть морскими или континентальными.

Морские глины образуются в береговых районах, дельтах рек, лагунах, на шельфах. Континентальные глины могут быть делювиальными, пролювиальными, озерными, речными или остаточными.

Остаточные породы формируются при выветривании горных пород в море или на суше. Примером континентальных остаточных глин является каолин (белая глина). Морские остаточные породы обычно являются отбеливающими.

Как происходит добыча

процесс добычи глины в карьере

Большинство видов глины можно легко найти, поскольку она часто встречается в природе, залегает неглубоко и является дешевым с точки зрения добычи сырьем.

Но, в силу большого веса и высокой влажности, перевозить материал на большие расстояния невыгодно, поэтому производство обычно устраивают неподалеку от места разработки. Так, заводы по производству кирпича всегда строят прямо на месторождении.

Отдельные разновидности встречаются лишь в некоторых регионах. Поскольку спрос на них высок, а заводы часто находятся на расстоянии от месторождения, приходится прибегать к перевозкам сырья.

Залегает глина в виде линз или пластов, между которыми находятся прослойки песка. Обычно в месторождении около 3-6 слоев глины, иногда – до 20. Толщина слоя может составлять как 2-5, так и 20-30 м.

Ранее глину добывали преимущественно на берегах озер и рек. Сейчас ее добывают преимущественно в карьерах. Разработка ведется обычно открытым способом с помощью экскаваторов. Перед началом добычи выполняются подготовительные работы: геологическая разведка для определения типа залегания и оценки запасов сырья, очистка поверхности от растительности, удаление непригодных пород.

Глина обязательно проходит естественную обработку, в ходе которой происходит ее вымораживание и вылеживание. После этого с помощью специальной техники выполняют механическую обработку материала.

Как это происходит можно посмотреть на видео ниже:

Виды и разновидности глины

На Земле встречается глина самых разных видов, которые различаются по составу, характеристикам и даже цвету. Цвет материала зависит от химического состава. Глина может быть белой, желтой, красной, голубой, серой, коричневой, зеленой и даже черной.

Разновидности глины выделяют по различным признакам: пластичности, спекаемости, огнеупорности, чувствительности к сушке и т. д.

Существуют следующие ее виды:

  • бентонитовая — используется преимущественно для очистки растительных жиров, продуктов нефтепереработки, в процессе бурения скважин, реже – в производстве литейных форм.;
  • природная красная — содержит в себе много железа, большая эластичность позволяет использовать его для работ с глиняными пластинами или для моделирования небольших скульптур.;
  • обожженная — отличается повышенной прочностью;
  • абразивная — применяется для чистики полировки металлов;
  • строительная — подходит для фундаментов, отмосток и растворов;
  • керамическая — используется для изготовления посуды и декоративных изделий;
  • порошковая — удобна для приготовления различных растворов и смесей;
  • тугоплавкая — подходит для производства шамотных кирпичей;
  • монтмориллонитовая — используется как отбеливающий материал для очистки патоки, сиропов, пива, вин, фруктовых соков, растительных масел, нефтепродуктов, как добавка к мылам, повышающая их качество; также в производстве лекарственных пилюль и средств борьбы с вредителями сельского хозяйства;
  • шамотная — ее часто используют для внешней отделки зданий. Смесь готовят, добавляя в порошок воду. Чтобы получить нужную консистенцию, ее настаивают на протяжении трех дней, периодически размешивая и т. д.

Анонс статьи про бентонитовую глину

Бентонитовая глина образуется при химическом распаде вулканического пепла. Такая глина хорошо разбухает в воде и обладает высокой отбеливающей способностью по сравнению с другими разновидностями. Она может иметь различную окраску.

В видео подробно рассказано о видах глины и продемонстрированы их образцы:

Сколько стоит

Стоимость глины может существенно варьироваться в зависимости от ее разновидности и характеристик. Цена на нее составляет от 100 до 500 руб. за 1 куб. м. Продажа глины достаточно популярна. Это связано с минимальными затратами по добыче и довольно большим ее запасом в недрах земли.

Анонс статьи про шамотную глину

Шамотная глина представляет собой глину, обожженную при высокой температуре (больше 340 градусов) и перемолотую в порошок.

Преимущества и недостатки

В наше время глина используется в строительстве преимущественно как вспомогательный материал или сырье для производства других материалов (кирпича, керамики). Материалы, изготовленные на основе глины, обладают массой достоинств, и сама глина может использоваться для строительства и отделки.

Основными преимуществами глины в качестве стройматериала можно считать:

  • полную экологичность;
  • устойчивость к действию высокой температуры;
  • гипоаллергенность;
  • поддержание уровня влажности на оптимальном уровне;
  • свободное прохождение воздуха через стены;
  • абсорбирование вредных веществ;
  • безотходное производство.

Среди недостатков материала следует отметить существенную усадку, деформацию стен после высыхания, необходимость дополнительной гидроизоляции сооружения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *