黏土成分

黏土是含沙粒很少、有黏性的土壤，水分不容易從中通過才具有較好的可塑性。一般的粘土都由矽酸鹽礦物在地球表面風化後形成，一般在原地風化，顆粒較大而成分接近原來的石塊的，稱為原生黏土或者是一次黏土。這種黏土的成分主要為氧化矽與氧化鋁，色白而耐火，為配製瓷土之主要原料。

基本介紹

• 中文名：黏土
• 外文名：clay
• 成分：矽鋁酸鹽

結構

黏土(英語：clay)，又作粘土，是顆粒非常小的（<2μm）可塑的矽鋁酸鹽。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。

黏土一般由矽鋁酸鹽礦物在地球表面風化後形成。但是有些成岩作用也會產生黏土。在這些過程中黏土的出現可以作為成岩作用進展的指示。

黏土是一種重要的礦物原料。由多種水合矽酸鹽和一定量的氧化鋁、鹼金屬氧化物和鹼土金屬氧化物組成，並含有石英、長石、雲母及硫酸鹽、硫化物、碳酸鹽等雜質。

黏土礦物的顆粒細小，常在膠體尺寸範圍內，呈晶體或非晶體，大多數是片狀，少數為管狀、棒狀。

黏土礦物用水濕潤後具有可塑性，在較小壓力下可以變形並能長久保持原狀，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。

主要成分

矽鋁酸鹽的主要成分是氧化鋁和二氧化矽。

氧化鋁

氧化鋁（Al2O3），工業Al2O3是由鋁礬土（Al2O3▪3H2O）和硬水鋁石製備的，對於純度要求高的Al2O3，一般用化學方法製備。Al2O3有許多同質異晶體，目前已知的有10多種，主要有3種晶型，即γ-Al2O3、β-Al2O3、α-Al2O3。其中結構不同性質也不同，在1300℃以上的高溫時幾乎完全轉化為α-Al2O3。

二氧化矽

二氧化矽，化學術語，純的二氧化矽無色，常溫下為固體，化學式為SiO₂，不溶於水。不溶於酸，但溶於氫氟酸及熱濃磷酸，能和熔融鹼類起作用。自然界中存在有結晶二氧化矽和無定形二氧化矽兩種。二氧化矽用途很廣泛，主要用於制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、氣凝膠氈、矽鐵、型砂、單質矽、水泥等，在古代，二氧化矽也用來製作瓷器的釉面和胎體。一般的石頭主要由二氧化矽、碳酸鈣構成。

形成

粘土一般由矽酸鹽礦物在地球表面風化後形成。一般在原地風化，顆粒較大並且成分接近之前的石塊的，被稱作原生黏土或一次黏土。這種黏土的成分主要是氧化矽和氧化鋁，色澤白且耐火，是配製瓷土之主要原料。

而黏土再繼續風化而變幼，再經流水及風力遷移，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，為配製陶土之主要原料。

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,最高白度大於95%,硬度為1~4。[1]

種類

黏土

黏土是一類層狀矽酸鹽，層片由矽氧四面體和鋁氧八面體組成。

按其結構分為以下四類：

·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，為耐火製品的主要原料。耐火黏土中的硬質黏土用於製作高爐耐火材料，煉鐵爐、熱風爐、盛鋼桶的襯磚、塞頭磚。在陶瓷工業中，硬質黏土和半硬質黏土可以作為製造日用陶瓷、建築瓷和工業瓷的原材料。

紙類

國內也稱“紙漿黏土”。成分包括紙漿，膠質，長石和纖維等。無需燒烤，乾燥後的質感介於陶土和石膏之間，不會摔碎，可永久保存不變形。既可雕刻，又可附著於各種物體貼上、塑形，和石材、木材、玻璃都能很好搭配，套用十分廣泛。普通的紙黏土為白色，乾後可著顏色，水性和油性的顏料均可，如水彩、壓克力、油彩，並且無毒無味。

隨著工藝的發展，紙黏土更加細膩、質輕、黏度更高，可以製作比較精細的工藝品，而且出現了彩色紙黏土。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，許多創造的作品成為時尚的裝飾，已經融入日常生活。

油類

油粘土一般是在作品完成後輔助使用的，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，目的使作品能穩固。油粘土的特性是： 軟/硬油泥即使暴露於空氣中，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。

樹脂類

樹脂粘土有兩種，一種是麵包花（麵粉粘土）。麵包花起源於拉丁美洲的一種說法，當地人用吃剩的麵包碎屑，收集起來，烘乾磨成粉，加入白膠漿，製成“麵粉粘土”。可是用這種麵粉粘土延展性不夠，也不夠結實，造出的作品在風乾後，很容易碎裂，不能長久擺放。後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，製成麵粉粘土。這種麵粉粘土本身是半透明色，性質柔軟，可延展至很薄又不會裂開，即使乾燥後也能保持彈性，可自由的做出纖細作品。它可塑性高，質感強烈，用法簡單，可使用油畫顏料、丙稀顏料來調校色彩，然後塑造出心目中形象，自然風乾就成了。製成的作品能保持不變的形態，可用於花、小動物 、公仔、飾件等多種作品的製作。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，作品乾後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乾硬，還覺得碎，不過加入顏色後，越搓越柔軟，做出來的作品非常堅硬，適合做一些迷你器皿，如碗、碟、花盆。[1]

其它類

石粉類

質地細膩，延展性好，乾後有強度，有石的質感。易塑、易雕。最適合人形及壁飾的製作。

木質類

以天然木製成，乾後成硬質地，可雕刻出尖銳形狀，適合木質風格製品。

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，可廣泛用於DIY手工與珠寶、陶土、金屬結合，可以輕鬆燒制出各種形狀的個性時尚美麗的純銀飾品和純銀禮品。

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後形成泥團，在外力的作用下，泥團發生變形但不開裂，外力散去後，仍能保持原有形狀不變，黏土的這種性質稱為可塑性。

結合性

黏土的結合性是指黏土結合非塑性原料而形成良好的可塑泥團並且有一定的乾燥強度的能力。黏土的結合性對於半成口的乾燥、修坯和上釉存在著重要的影響。黏土垢結合性由其結合瘠性料的結合力的大小所決定的，而結合力的大小又和黏土礦物的種類、結構等因素相關。一般來講，可塑性強的黏土，其結合力也大。

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，靜止後逐漸恢復原狀。此外，泥漿放置一段時間後，在保持原水分不變的條件下也會出現變稠和固化的現象。黏土的這種性質稱為觸變性。

收縮

黏土泥料在一定溫度下乾燥時，由於顆粒間水分的排出，顆粒之間相互靠攏以及顆粒間距縮短而引起的體積收縮，稱為乾燥收縮。乾燥後的黏土泥料經過高溫煅燒時，由於發生諸如脫水作用、分解作用、莫來石的生成、石英的晶型轉化、易熔雜質的轉化以及各類熔融物填充質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。成型黏土樣品經過乾燥和煅燒後的尺寸總變化稱為總收縮。

燒結

黏土是由多種礦物混合而成的，沒有固定的熔點，而是在一定的溫度範圍內逐漸軟化。

當黏土在加熱煅燒的過程中，到達一定溫度（800℃~900℃）後，繼續升高溫度時，黏土中低共熔物質開始熔化，液相出現並逐漸增加，填充在固體顆粒之間，由於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溫度。

當溫度繼續升高時，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，此時對應的溫度稱為燒結溫度。

一類土二類土三類四類土

按硬度分

土建土石方開挖土壤類型是按土壤的堅硬程度來劃分的，其中乾土和濕土劃分的標準是以地下水位為準，地下水位以上者為乾土，地下水位以下者為濕土。建築土石方工程用土分類如下： 一類土 一類土是指砂、腐殖土等； 二類土 二類土是指黃土類、軟鹽漬土和鹼土、鬆散而軟的礫石、摻有碎石的砂和腐殖土等。 一、二類土的堅固係數較低(0，5--0．8)，用尖鍬、少數用鎬即可開挖。 三類土 三類土是指粘土或冰粘土、重壤土、粗礫石、乾黃土或摻有碎石的自然含水量黃土等，土的堅固係數為0．81--1．0，須用尖鍬並同鎬開挖。 四類土 四類土是指硬粘上、含碎石的重壤土、含巨礫的冰磧粘土、泥板岩等，上的堅固係數達1．0～1．5，土的開挖須用尖鍬、鎬和撬棍同時進行。

按顏色分

根據土壤的顏色分：

一、黑土 黑土在華北比較常見。

二、黃土 黃土主要在黃土高原及長江、黃河流域較為常見。

三、紅土 紅土在華南有分部。

按含有物質比例分

根據土壤中沙子和黏土的比例分：

一、沙土 土壤中沙子的比例比黏土高的叫沙土。

二、黏土 土壤中黏土的比例比沙子高的叫黏土。

三、壤土 土壤中沙子和黏土的比例差不多的叫壤土。

一類土、二類土、三類土的區別

一類土指砂、腐殖土等； 二類土指黃土類、軟鹽漬土和鹼土、鬆散而軟的礫石、摻有碎石的砂和腐殖土等。 一、二類土的堅固係數較低(0，5--0．8)，用尖鍬、少數用鎬即可開挖。 三類土指粘土或冰粘土、重壤土、粗礫石、乾黃土或摻有碎石的自然含水量黃土等，土的堅固係數為0．81--1．0，須用尖鍬並同鎬開挖。 四類土指硬粘上、含碎石的重壤土、含巨礫的冰磧粘土、泥板岩等，上的堅固係數達1．0～1．5，... 土石方，用深度來劃分的。 根據現行02定額，一、二類土 1.2米； 三類土 1.5米； 四類土 2.0米。 可以根據現場土質條件，挖土深度小於放坡起始點的按直槽算；反之則按放坡係數放坡，都是截面積乘以長度計算土方量。