球[黏]土結(jié)構(gòu)

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

球（黏）土一般由硅鋁酸鹽礦物在地球表面風(fēng)化后形成。但是有些成巖作用也會(huì)產(chǎn)生球（黏）土。在這些過(guò)程中球（黏）土的出現(xiàn)可以作為成巖作用進(jìn)展的指示。

球（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(zhǎng)石、云母及硫酸鹽、硫化物、碳酸鹽等雜質(zhì)。

球（黏）土礦物的顆粒細(xì)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。

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

粘土一般由硅酸鹽礦物在地球表面風(fēng)化后形成。一般在原地風(fēng)化，顆粒較大而成分接近原來(lái)的石塊的，稱為原生球（黏）土或一次球（黏）土。這種球（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。

而球（黏）土再繼續(xù)風(fēng)化而變幼，再經(jīng)流水及風(fēng)力遷移，而在下游形成一層厚厚的球（黏）土，稱為次生球（黏）土或二次球（黏）土。這種球（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)球（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球（黏）土礦物和非球（黏）土礦物兩類。顏色為白色,最高白度大于95%,硬度為1~4。

球（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)和用途可分為陶瓷球（黏）土、耐火球（黏）土、磚瓦球（黏）土和水泥球（黏）土。硬質(zhì)球（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。耐火球（黏）土中的硬質(zhì)球（黏）土用于制作高爐耐火材料，煉鐵爐、熱風(fēng)爐、盛鋼桶的襯磚、塞頭磚。在陶瓷工業(yè)中，硬質(zhì)球（黏）土和半硬質(zhì)球（黏）土可以作為制造日用陶瓷、建筑瓷和工業(yè)瓷的原材料。

國(guó)內(nèi)也稱“紙漿球（黏）土”。成分包括紙漿，膠質(zhì)，長(zhǎng)石和纖維等。無(wú)需燒烤，干燥后的質(zhì)感介于陶土和石膏之間，不會(huì)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(yīng)用十分廣泛。普通的紙球（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(wú)毒無(wú)味。

隨著工藝的發(fā)展，紙球（黏）土更加細(xì)膩、質(zhì)輕、黏度更高，可以制作比較精細(xì)的工藝品，而且出現(xiàn)了彩色紙球（黏）土。這種球（黏）土在國(guó)外某些國(guó)家從20世紀(jì)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(shí)尚的裝飾，已經(jīng)融入日常生活。

球[黏]土油類

油粘土一般是在作品完成后輔助使用的，比如說(shuō)做粘土花盆景上盆時(shí)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(huì)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。

球[黏]土樹(shù)脂類

樹(shù)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(shuō)法，當(dāng)?shù)厝擞贸允５拿姘樾?，收集起?lái)，烘干磨成粉，加入白膠漿，制成“面粉粘土”?？墒怯眠@種面粉粘土延展性不夠，也不夠結(jié)實(shí)，造出的作品在風(fēng)干后，很容易碎裂，不能長(zhǎng)久擺放。后來(lái)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(xué)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(huì)裂開(kāi)，即使干燥后也能保持彈性，可自由的做出纖細(xì)作品。它可塑性高，質(zhì)感強(qiáng)烈，用法簡(jiǎn)單，可使用油畫顏料、丙稀顏料來(lái)調(diào)校色彩，然后塑造出心目中形象，自然風(fēng)干就成了。制成的作品能保持不變的形態(tài)，可用于花、小動(dòng)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(jué)，但做出來(lái)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(shù)脂粘土取出時(shí)非常干硬，還覺(jué)得碎，不過(guò)加入顏色后，越搓越柔軟，做出來(lái)的作品非常堅(jiān)硬，適合做一些迷你器皿，如碗、碟、花盆。

球[黏]土其它類

石粉類

質(zhì)地細(xì)膩，延展性好，干后有強(qiáng)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(fēng)格制品。

布類

液體狀粘土，細(xì)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(guò)，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(gè)性時(shí)尚美麗的純銀飾品和純銀禮品。

土球（黏）土種類一覽表

球[黏]土特性

球（黏）土的化學(xué)組成、礦物組成和顆粒組成決定著球（黏）土的工藝性能：

可塑性

球（黏）土與適量的水混合后形成泥團(tuán)，在外力的作用下，泥團(tuán)發(fā)生變形但不開(kāi)裂，外力散去后，仍能保持原有形狀不變，球（黏）土的這種性質(zhì)稱為可塑性。

結(jié)合性

球（黏）土的結(jié)合性是指球（黏）土結(jié)合非塑性原料而形成良好的可塑泥團(tuán)并且有一定的干燥強(qiáng)度的能力。球（黏）土的結(jié)合性對(duì)于半成口的干燥、修坯和上釉存在著重要的影響。球（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)合力的大小又和球（黏）土礦物的種類、結(jié)構(gòu)等因素相關(guān)。一般來(lái)講，可塑性強(qiáng)的球（黏）土，其結(jié)合力也大。

觸變性

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

收縮

球（黏）土泥料在一定溫度下干燥時(shí)，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。干燥后的球（黏）土泥料經(jīng)過(guò)高溫煅燒時(shí)，由于發(fā)生諸如脫水作用、分解作用、莫來(lái)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(diǎn)間空隙等一系列物理化學(xué)變化，使得球（黏）土泥料進(jìn)一步收縮，稱為燒成收縮。成型球（黏）土樣品經(jīng)過(guò)干燥和煅燒后的尺寸總變化稱為總收縮。

燒結(jié)

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

當(dāng)球（黏）土在加熱煅燒的過(guò)程中，到達(dá)一定溫度（800℃~900℃）后，繼續(xù)升高溫度時(shí)，球（黏）土中低共熔物質(zhì)開(kāi)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(jìn)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(duì)應(yīng)體積開(kāi)始急劇變化時(shí)的溫度稱為開(kāi)始燒結(jié)溫度。

當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)，收縮將不斷增大至最大值，氣孔率降至最小值，密度達(dá)到最大值，球（黏）土完全燒結(jié)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度稱為燒結(jié)溫度。

球（黏）土礦廣泛分布于世界各地的巖石和土壤中。世界膨潤(rùn)土礦資源為 1.3Gt以上，主要分布于美國(guó)和加拿大。高嶺土礦儲(chǔ)量約 1.6Gt，主要分布于中國(guó)、美國(guó)、蘇聯(lián)、墨西哥、西班牙等國(guó)。中國(guó)是高嶺土資源十分豐富的國(guó)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(guó)和加拿大。

工業(yè)用粘土礦有高嶺土、膨潤(rùn)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(guó)在江西高嶺村開(kāi)采，用來(lái)制造陶瓷。膨潤(rùn)土于1888年在美懷俄明州開(kāi)始開(kāi)采，活性白土于1906年在美國(guó)得克薩斯州首次開(kāi)采

砂質(zhì)黏壤土包括砂質(zhì)土、黏土以及類似黏土性質(zhì)的土壤。黏質(zhì)土顆粒細(xì)小，孔隙度高，由于粒問(wèn)孔隙很小，通氣透水性差，土壤內(nèi)部排水困難，容易積水而澇。土中膠體數(shù)量多，比表面大，吸附能力強(qiáng)，保水保肥性好。

《土木工程名詞》第一版。 2100433B

粘土成分大于80%左右的稱為粘土，60%左右的稱為粘壤土，40%左右的稱為砂壤土，20%左右的稱為沙土。粘土的保水保肥性能好，但是通透性差，沙土則相反。壤土則居中，而且耕作適宜。所以一般園藝上多采用沙壤土。