Geologie cihel

Běžná cihla je jeden z našich největších vynálezů, umělý kámen. Cihla přeměňuje bahno s nízkou pevností na silné materiály, které mohou vydržet po staletí, pokud se o ně bude náležitě starat.

Hlavní složkou cihel je hlína, skupina povrchové minerály které vyplývají z zvětrávání vyvřelých hornin. Hlína sama o sobě není k ničemu - výroba cihel z obyčejné hlíny a jejich sušení na slunci činí z robustní budovy „kámen“. Mít trochu písku ve směsi pomáhá zabránit tomu, aby tyto cihly praskaly.

Sundried jíl se trochu liší od měkkých břidlice.

Mnoho z nejstarších budov na raném Středním východě bylo vyrobeno ze slunných cihel. Obvykle to trvalo asi generaci, než se cihly zhoršily v důsledku zanedbávání, zemětřesení nebo počasí. Se starými budovami roztavenými na hromádku hlíny byly starověká města periodicky vyrovnávána a nahoře stavěna nová města. V průběhu staletí se tyto městské mohyly, zvané vyprávění, rozrostly do značné míry.

Vytváření sluncem sušených cihel s trochou slámy nebo hnoje pomáhá svázat hlínu a poskytuje stejně starověký produkt zvaný adobe.

Staří Peršané a Asýřané vyráběli silnější cihly tím, že je pražili v pecích. Proces trvá několik dní, teplota se zvýší nad 1000 ° C po dobu jednoho dne a potom se postupně ochladí. (To je mnohem žhavější než mírné pražení nebo kalcinace používané k výrobě vrchního obvazu baseballová hřiště.) Římané pokročili v technologii, jako to udělali s betonem a metalurgií, a rozložili vypálenou cihlu do každé části své říše.

Od té doby je výroba cihel v podstatě stejná. Až do 19. století si každá lokalita s ložiskem hlíny vybudovala vlastní cihelnu, protože doprava byla tak drahá. Se vzestupem chemie a průmyslové revoluce se spojily cihly ocel, sklenka a beton jako sofistikované stavební materiály. Dnes je cihla vyráběna v mnoha recepturách a barvách pro různé náročné strukturální a kosmetické aplikace.

Během doby palby se cihlová hlína stává metamorfovanou horninou. Jílové minerály se rozkládají, uvolňují chemicky vázanou vodu a mění se na směs dvou minerálů, křemene a mullitu. Křemen v té době krystalizoval velmi málo a zůstal ve sklovitém stavu.

Klíčovým minerálem je mullit (3AlO)₃· 2SiO₂), směsná směs oxidu křemičitého a aluminy, která je v přírodě poměrně vzácná. Je pojmenován pro svůj výskyt na ostrově Mull ve Skotsku. Nejen, že je mullit tvrdý a houževnatý, ale také roste v dlouhých, tenkých krystalech, které fungují jako sláma v adobe, čímž spojují směs v zámkové rukojeti.

Železo je menší přísada, která oxiduje na hematit, což odpovídá červené barvě většiny cihel. Další prvky, včetně sodíku, vápníku a draslíku, pomáhají tavení siliky snadněji - to znamená, že fungují jako tavidlo. To vše jsou přírodní součásti mnoha jílových ložisek.

Země je plná překvapení - zvažte přírodní jaderné reaktory který kdysi existoval v Africe - ale mohl by přirozeně produkovat pravou cihlu? Existují dva druhy kontaktů metamorfismus zvážit.

Zaprvé, co když velmi horká magma nebo propuknutá láva pohltila tělo sušené hlíny způsobem, který umožňuje úniku vlhkosti? Uvedl bych tři důvody, které to vylučují:

• 1. Lavas jsou zřídka tak horké jako 1100 ° C.
• 2. Lavas by se rychle ochladil, jakmile pohltí povrchové horniny.
• 3. Přírodní jíly a pohřbené břidlice jsou mokré, které by lávou odebíraly ještě více tepla.

Jedinou vyvřelou horninou, která má dostatek energie, aby mohla dokonce vypálit vlastní cihlu, by byla láva superhot známá jako komatiite, o které se předpokládá, že dosáhla 1600 ° C. Interiér Země však nedosáhl této teploty od časné proterozoické éry před více než 2 miliardami let. A v té době ve vzduchu nebyl žádný kyslík, což způsobovalo, že chemie byla ještě nepravděpodobnější.

Na ostrově Mull se mullit objevuje v blátě, která byla upečena lávovými proudy. (Bylo také nalezeno v pseudotachylity, kde tření při poruchách zahřívá suchou skálu na tání.) Pravděpodobně to je daleko od skutečné cihly, ale měli byste tam jít sami, abyste se ujistili.

Za druhé, co kdyby skutečný oheň mohl péct ten správný druh písečné břidlice? Ve skutečnosti se to děje v uhelné zemi. Lesní požáry mohou začít spalovat uhelné lože a jakmile začaly, mohou tyto požáry uhelných slojí pokračovat po staletí. Jistě dost, břidlice překrývající uhlí se mohou proměnit v červenou slínku, která je dostatečně blízko na pravou cihlu.

Tento výskyt se bohužel stal běžným, protože požáry způsobené člověkem začínají v uhelných dolech a hromádkách kuliček. Významný zlomek celosvětových emisí skleníkových plynů je způsoben požárem uhlí. Dnes překonáváme přírodu v tomto temném geochemickém kousku.