磚的地質(zhì)學

普通磚塊是我們最偉大的發(fā)明之一,一塊人造石頭。磚加工將低強度泥漿轉化為堅固的材料,在適當照顧下可以持續(xù)數(shù)個世紀。

粘土磚

磚的主要成分是粘土,粘土是火成巖風化產(chǎn)生的一組表面礦物。粘土本身并不是無用的,用普通粘土制作磚,在陽光下干燥它們會形成堅固的建筑物"石頭"混合物中有一些沙子有助于防止這些磚開裂。

日落粘土與軟頁巖幾乎沒有什么不同。

中東早期許多最古老的建筑都是用曬干的磚制成的。這些通常持續(xù)了大約一代,然后磚因忽視,地震或天氣而惡化。隨著舊建筑融化成粘土堆,古代城市被定期平整,新城市建在頂部。幾個世紀以來,這些城市土墩被稱為告訴,發(fā)展到相當大的規(guī)模。

用一點稻草或糞便制作曬干的磚有助于粘合粘土并產(chǎn)生同樣古老的產(chǎn)品adobe。

燒結磚

古代波斯人和亞述人通過在kilns中烘烤它們來制作更強的磚。該過程需要幾天時間,將溫度升至1000℃以上一天左右,然后逐漸冷卻。(這比用于制作棒球場**敷料的溫和烘烤或煅燒要熱得多。)羅馬人推進了這項技術,就像他們在混凝土和冶金方面所做的那樣,并將火磚傳播到他們帝國的每個地方。

從那以后,磚塊制作基本上是一樣的。直到19世紀,每個有粘土礦床的地方都建造了自己的磚塊,因為運輸非常昂貴。隨著化學和工業(yè)革命的興起,磚作為復雜的建筑材料連接鋼,玻璃和混凝土. 今天,磚塊以多種配方和顏色制成,適用于各種苛刻的結構和化妝品應用。

科普_1

磚燒制化學

在射擊期間,磚粘土變成變質(zhì)巖。粘土礦物分解,釋放化學結合水,并變成石英和莫來石兩種礦物的混合物。石英在那個時候結晶很少,保持玻璃狀態(tài)。

關鍵礦物是莫來石(3AlO·2SiO),一種二氧化硅和氧化鋁的混合化合物,在自然界非常罕見。它因其在蘇格蘭穆爾島上的出現(xiàn)而得名。莫來石不僅堅硬堅韌,而且還生長在細長的晶體中,就像adobe中的吸管一樣起作用,將混合物粘合在互鎖夾具中。

鐵是氧化成赤鐵礦的較少成分,占大多數(shù)磚的紅色。其他元素包括鈉,鈣和鉀有助于二氧化硅更容易熔化-也就科普獎是說,它們充當通量。所有這些都是許多粘土礦床的天然部分。

有天然磚嗎?

地球充滿驚喜考慮曾經(jīng)存在于非洲的天然核反應堆,但它能自然生產(chǎn)真正的磚塊嗎?有兩種接觸**需要考慮。

首先,如果非常熱的巖漿或噴發(fā)的熔巖以允許水分逸出的方式吞沒了一塊干粘土怎么辦?我會給出三個排除這種情況的原因:

  • 1。灌洗很少像1100°C那樣熱。
  • 2。灌洗一旦吞噬地表巖石就會迅速冷卻。
  • 3。天然粘土和埋藏的頁巖是濕的,會從熔巖中吸收更多的熱量。

**具有足夠能量甚至有機會發(fā)射適當磚的火成巖將是被稱為komatite的超高溫熔巖,據(jù)認為已達到1600°C。但地球內(nèi)部尚未到達d自20多億年前元古代以來的這種溫度。當時空氣中沒有氧氣,化學反應更不可能。

在穆爾島上,莫來石出現(xiàn)在熔巖流中烘烤的泥石中。(它也被發(fā)現(xiàn)在pseudotachylites中,斷層上的摩擦會使干燥的巖石融化。)這些可能與真正的磚塊相差甚遠,但你應該自己去那里確保。

其次,如果實際的火災可以烘烤出正確的沙質(zhì)頁巖呢?事實上,這確實發(fā)生在煤炭國家。森林火災可以開始煤床燃燒,一旦開始,這些煤礦火災可能會持續(xù)幾個世紀。當然,覆蓋煤火的頁巖可以變成一塊紅色的斜巖,它足夠接近真正的磚塊。

不幸的是,隨著人類火災在煤礦和稈堆中開始,這種情況已經(jīng)變得很普遍。全球溫室氣體排放的很大一部分來自煤火。今天,我們在這個模糊的地球化學特技中超越了大自然。