мини||десно|Глина мини|Глинац мини|Глинац, са више кластичне компоненте
Глина је пластични полувезан седимент настао дијагенезом (везивањем) муља, пелитског материјала транспортованог водом и исталоженог у воденој средини. Осим глина које постају транспортом и таложењем муљевитог материјала, постоје и оне које су постале и остале на месту распадања примарног материјала. То су такозване резидуалне или седиментарне глине. Овај пелитски материјал може бити везан или исушивањем или истискивањем воде под притиском горњих слојева. Глина представља средњи стадијум у дијагенези муљевитог материјала. Под утицајем притисака, или врло интензивним исушивањем, овај материјал губи пластичност и прелази у чврсту слојевиту стену која се назива глинац.
Глина је тип ситнозрног природног земљишног материјала који садржи минерале глине (хидрозни филосиликати алуминијума, нпр. каолинит, Al2Si2O5(OH)4). Већина чистих минерала глине су беле или светле боје, али природне глине показују различите боје од нечистоћа, као што је црвенкаста или браонаста боја од малих количина оксида гвожђа.
Глине развијају пластичност када су мокре, али се могу очврснути печењем. Глина је најдуже познати керамички материјал. Праисторијски људи открили су корисна својства глине и користили је за прављење грнчарије. Неки од најранијих уломака грнчарије датирани су на око 14.000 година пре нове ере, а глинене плоче су биле први познати медиј за писање. Глина се користи у многим савременим индустријским процесима, као што су производња папира, производња цемента и хемијско филтрирање. Између једне половине и две трећине светске популације живи или ради у зградама направљеним од глине, често печене у циглу, као суштинског дела њене носиве конструкције.
Глина је веома честа супстанца. Шкриљац, формиран углавном од глине, је најчешћа седиментна стена. Иако многе природне наслаге укључују и муљ и глину, глине се разликују од других ситнозрнатих земљишта по разликама у величини и минералогији. Муљ, који су ситнозрна тла која не укључују минерале глине, обично имају веће величине честица од глине. Мешавине песка, муља и мање од 40% глине називају се иловача. Земљишта са високим садржајем глине која бубри (експанзивна глинаHobart king, "Expansive Soil and Expansive Clay: The hidden force behind basement and foundation problems". Geology.com. Accessed March 19, 2015.Biswas, Rajdip, and Nemani Kriscna. “Effect of fly ash on strength and swelling aspect of an expansive soil.“ Department of Civil Engineering National Institute of Technology. Visited on November 19th, 2015.), која су минерали глине која се лако шири када апсорбује воду, представљају велики изазов у грађевинарству.
Особине thumb|23.500 пута увећан електронски микрограф смектитне глине
Дефинишуће механичко својство глине је њена пластичност када је мокра и њена способност да се стврдне када се осуши или пече. Глине показују широк спектар садржаја воде у оквиру којих су веома пластичне, од минималног садржаја воде (која се назива пластична граница) где је глина довољно влажна да се обликује, до максималног садржаја воде (која се назива граница течности) где је обликована глина тек довољно сува да задржи свој облик. Граница пластичности каолинитне глине се креће од око 36% до 40%, а њена течност се креће од око 58% до 72%. Висококвалитетна глина је такође жилава, мерено количином механичког рада потребног да се узорак глине равно котрља. Његова чврстина одражава висок степен унутрашње кохезије.
Глина има висок садржај глинених минерала који јој дају пластичност. Минерали глине су водени алуминијумски филосиликатни минерали, састављени од јона алуминијума и силицијума који су повезани у мале, танке плоче међусобним повезивањем кисеоника и хидроксидних јона. Ове плоче су чврсте, али флексибилне, а у влажној глини се лепе једна за другу. Добијени агрегати дају глини кохезију која је чини пластичном. У каолинитној глини, веза између плоча је обезбеђена филмом молекула воде који водонично везује плоче заједно. Везе су довољно слабе да омогуће да плоче клизе једна поред друге када се глина обликује, али довољно јаке да држе плоче на месту и омогућавају обликованој глини да задржи свој облик након што је обликована. Када се глина осуши, већина молекула воде се уклања, а плоче се везују водоником директно једна за другу, тако да је осушена глина крута, али још увек крхка. Ако се глина поново навлажи, поново ће постати пластична. Када се глина пече до ступња земљаног посуђа, реакција дехидрације уклања додатну воду из глине, узрокујући да глинене плоче неповратно приањају једна за другу преко јачег ковалентног везивања, што јача материјал. Минерал глине каолинит се претвара у неглинени материјал, метакаолин, који остаје крут и тврд ако се поново навлажи. Даље печење кроз фазе од камена, 3rd edition, 1989, Phaidon. Metropolitan Museum of Art, New York.. Metropolitan Museum of Art, New York. и порцелана додатно рекристализује метакаолин у још јаче минерале као што је мулит.
Мала величина и плочасти облик честица глине дају минералима глине велику површину. У неким минералима глине, плоче носе негативно електрично наелектрисање које је уравнотежено околним слојем позитивних јона (катјона), као што су натријум, калијум или калцијум. Ако се глина помеша са раствором који садржи друге катјоне, они могу заменити места са катјонима у слоју око честица глине, што глини даје висок капацитет за размену јона. Хемија минерала глине, укључујући њихов капацитет да задрже хранљиве катјоне као што су калијум и амонијум, важна је за плодност земљишта.
Глина је уобичајена компонента седиментних стена. Шкриљац се углавном формира од глине и најчешћи је вид седиментних стена. Међутим, већина наслага глине је нечиста. Многе природне наслаге укључују и муљ и глину. Глине се разликују од других ситнозрних земљишта по разликама у величини честица и минералогији. Муљ, који су ситнозрна тла која не укључују минерале глине, обично имају веће величине честица од глине. Међутим, постоји извесно преклапање у величини честица и другим физичким својствима. Разлика између муља и глине варира у зависности од дисциплине. Геолози и научници земљишта обично сматрају да се раздвајање дешава при величини честица од 2 μm (глина је финија од муља), седиментолози често користе 4–5 μm, а колоидни хемичари користе 1 μм. Честице величине глине и минерали глине нису исти, упркос степену преклапања у њиховим дефиницијама. Геотехнички инжењери праве разлику између муља и глине на основу својстава пластичности тла, мерених Атерберговим границама тла. ISO 14688 оцењује честице глине као мање од 2 μм и честице муља као веће. Мешавине песка, муља и мање од 40% глине називају се иловача.
Неки минерали глине (као што је смектит) се описују као минерали глине која бубри, јер имају велики капацитет да упијају воду, а када то чине, значајно се повећавају у запремини. Када се осуше, враћају се на првобитни волумен. Ово производи карактеристичне текстуре, као што су пукотине од блата или текстура „кокица”,Jackson, J.A., 1997, Glossary of Geology (4th ed.), American Geological Institute, Alexandria, VA, 769 p. у наслагама глине. Земљишта која садрже минерале бубреће глине (као што је бентонит) представљају значајан изазов за грађевинарство, јер глина која бубри може сломити темеље зграда и уништити корита пута.
Минерални састав
Глине и глинци су веома распрострањене седиментне стене. Састоје се од минерала глина и разних примеса.
Међу минералима глина најважнији су каолинит, хидролискуни (илит), монморионит, и други алуминијски силикати. Споредним састојцима у глинама сматрамо зрна кварца и, веома ретко, циркона, апатита, граната и других. Глине често као примесе садрже и хидроксиде гвожђа, који стену пигментирају црвенкасто, жуто, или мркоцрвено. Често садрже и органске супстанце (нарочито битумију), које им опет дају тамносиву, па чак и црну боју. Мале количине мангана боје стену зеленкасто.
У глинама може преовлађивати један од минерала глина, и тада су то мономинералне глине, или је неколико минерала заступљено у приближним количинама, када их називамо полиминералним.
Врсте глина према минералном саставу
каолинитске или ватросталне глине, које су претежно изграђене од каолинита. Често настају и као продукти распадања на месту, у непосредној близини матичне стене (обично гранита). Употребљавају се у индустрији порцелана и електропорцелана, затим у ливачкој индустрији, када морају имати мали садржај гвожђа и високу ватросталност. монморионитске глине, изграђене су претежно од монморионита. Имају јако изражену особину бубрења и апсорпције органских материја. Користе се у индустрији фине керамике, текстилној индустрији, ливачкој индустрији, индустрији шећера, итд. Бентонитске глине су по саставу монморионитске глине, које настају изменама вулканског пепела - туфова. За индустријске потребе, бентонитске глине морају имати бар 80% монморионита. ума, или сукнарска глина, такође је монморионитска глина. То је глина са великом способношћу за упијање масти, и некада је употребљавана у сукнарству, по чему је и добила име. Ума обично садржи повећану количину магнезијума и калцијума. Као ума се користила и свака монморионитска масна глина, укључујући и бентонит. иловаче су нечисте глине које садрже песак и калцијум - карбонат. Употребљавају се у цигларској индустрији, ако састав глина није строго стандардизован. Песковита иловача је нечиста глина са великим садржајем песка, као кластичног компонента. лапоровита глина, садржи калцијум - карбонат, обично 5 - 15%.
Боја глине зависи од јако малих количина разних примеса и степена оксидације код припреме. Искуства показују, да је глина боље активна, ако је дуже била изложена сунцу, ваздуху и киши. Зелена глина обично се користи у лековите сврхе, док се у козметици предност даје бијелој глини.
Врсте глине по боји бела сива смеђа црвена зелена
Геолошки састав глине
Састав сиве глине словенског порекла (Болус глина из Коменде, Словенија) је:
Силицијум – 63,20% Алуминијум – 20,0% Оксид гвожђа – 2,60% Калцијум оксид – 0,41% Магнезијум оксид – 1,30% Калијум оксид – 3,40% Титанијумов оксид – 0,98% Натријум оксид – 1,30%
Просечни састав зелене глине италијанског порекла је:
Силицијум – 46,7% Алуминијум – 11,30% Оксид гвожђа – 5,20% Калцијум оксид – 10,60% Магнезијум оксид – 4,95% Калијум оксид – 2,70% Титанов оксид – 0,65% Натријум оксид – 1,30%
Просечни састав зелене глине француског порекла је:
Силицијум – 49,10% Алуминијум – 14,61% Оксид гвожђа – 5,65% Калцијум оксид – 4,44% Магнезијум оксид – 4,24% Калијум оксид – 3,08% Титанов оксид – 0,74% Натријум оксид – 7,40%
Можемо видети да су саставни елементи глине практично непроменљиви иако постоје одређене разлике зависно од места порекла.
Подела глина према постанку
Према месту постанка, глине делимо на речне, барске, језерске и маринске. Специфично место овде свакако заузимају седиментарне (резидуалне) глине.
Барске глине имају обично сочиваст начин појављивања, загађене су шљунком, песком и органском материјом, при чему је дебљина сочива редовно мала. Језерске глине су слојевите и могу имати знатно распрострањење. Садржај крупније фракције у глини расте према обалској линији. Ова лежишта дају добре ватросталне каолинитске глине. Маринске глине стварају се у дубокоморском и приобалном региону. У приобалном делу материјал је слабије сортиран. Слојевитост је честа, али се маринске глине јављају и у облику сочива. Дубокоморске глине обично имају велико хоризонтално распрострањење и уједначену гранулацију и састав.