A cserépkályha építés egyik alapanyaga: az agyag

2011-02-17

A cserépkályha építés egyik nélkülözhetetlen eleme az agyag.
Cikkünkben részletesen bemutatjuk az agyagot mint ásványt, előfordulási helyét, keletkezését, felhasználhatóságát a tűzálló agyagot.

Az agyag

Törmelékes, üledékes kőzet, színe igen különböző.
Ha teljesen tiszta: fehér, ha vasat vagy mangánoxidot tartalmaz: sárga, barna vagy vörös.
Rendkívül kicsiny, 0,002 mm-nél kisebb szemcsékből áll.
Az agyag nem egynemű, mikroszkóp alatt megkülönböztethetők benne az eredeti kőzet (homok, iszap,illetve a mészkő és dolomit mállástermékeinek) ásványai.
Az agyag a mélytengerek jellemző üledéke, de keletkezik tavakban és folyótorkolatokban is.
Legjellemzőbb tulajdonságai a vízátnemeresztés (impermeabilitás), képlékenység, duzzadás, zsugorodás, szerves festékek mohó felvétele, oldatának hosszú ideig tartó zavarossága.
Az agyag igen elterjedt kőzetféleség, finomszemcsés összetevőkből áll.
Azon üledékes kőzeteket sorolják ide, melyek szemcsemérete nem haladja meg a 0,02 mm-t.
Egyes államokban ezt a méretet 0,039 mm-ben határozzák meg, mert ez a méret a kolloid tulajdosággal rendelkező szemcsék felső mérethatára.
Az agyagásványokon (kaolinit, montmorillonit, filoszilikátok) kívül tartalmaznak kvarcszemcséket, szerves szennyeződéseket, meszes vagy kovasavas kötőanyagokat.
Egyes fajtái (így a bentonit) nagy mennyiségű vizet képesek felvenni a kristályrácsok és a mikronméretű szemcsék közé, melyet molekulárisan, finom kapillárisokban megkötnek.
A szemcsemérethatárt azért szabták meg 0,02 mm-ben, mert az így kialakult hézagok bakteriálisan már nem járhatók át.
A finomszemcsés tömeg szemcsefelszíne rendkívül nagy, a szemcseeloszlás és a szemcsealak függvényében több m2/pond mértékű lehet.
A talajmechanikai gyakorlatban talajok szemnagyság szerinti osztályozásakor azonban a 0,002 mm-nél kisebb szemnagyságú talajt nevezzük agyagnak.

 

Az agyag keletkezése

 

Magmás kőzetek földpátjainak bomlása során alakulnak ki az agyagásványok, melyek mállási helyükön vagy víz által elszállítva, legtöbbször tengeri üledék formájában alakulnak ki.
A finom szemcsék leülepedése megtörténhet mocsarakban, tavakban és folyómedrekben is.

 

Az agyag tulajdonságai

 

A meghatározó finomszemcsék tömege molekulárisan képes megkötni a vizet, és azt nehezen adja le.
Ennek köszönhetően kiváló vízzáró rétegeket alkot.
Termőföldként kötött talajként viselkedik.
Térfogatváltoztató anyag a víztartalom függvényében, ami az építésföldtani tervezésnél bír nagy jelentőséggel.
Képlékenysége alapján megkülönböztetnek könnyen sodorható sovány, és nagyobb ellenállású kövér agyagokat.
Vízben nem áznak szét, mint a szemcseméretben közel álló iszapok.
Vízzáró képességükből adódóan áteresztő képességük rendkívül alacsony.
Vízzel összegyúrva jól alakítható, de alaktartó.

 

Agyagásványok

 

A természetes agyag tulajdonságait leginkább az agyagásványok és azok arányai határozzák meg.
A legfontosabb agyagásványok:

kaolinit
nacrit
halloysit
montmorillonit
beidellit
nontronit
saponit
illit
glaukonit
metahalloysit

A tulajdonságokat meghatározó további tényezők: A mész, gipsz, vas stb.

 

Az agyag fajtái és felhasználása

 

Finom kerámiai alapanyag:

Nagy tisztaságú, főként kaolint tartalmazó egyenletes szemcseméretű.
Vízzel kezelve könnyen megmunkálható a kiszáradás során formázott alakját jól megtartja.
Kiégetve fehér színű, többnyire áttetsző porcelán-alapanyag.

 

Szigetelő csiga:
szaniter berendezések (fürdőszoba, kórház).

 

Fazekas alapanyag:
Szennyezések miatt elszíneződött sárgás, enyhén vöröses, ritkábban szürkés agyagféleség.
Alakítható, alaktartó. Kiégetve vöröses árnyalatú, díszíthető kiégetés előtt és után is utánégetéssel.
A korai kultúrák különböző tárolóedények készítésére használták.
Különböző kerámiák készítésére ma is használják.

Egy klasszikus szakma: cserépkályha készítés

 

A középkorban használati edények készültek ólommázas cserépből.
Ezek az egészségre igen károsak voltak. Ezért később csak kályhacsempéket készítettek belőle.
A XV. századból szép zöldmázas, néha figurális díszítésű kályhacsempék maradtak fenn.
A XVII. században különösen Németországban a nagyméretű, domborműves kályhacsempék terjedtek el.
Az empire kortól kezdve a finomabb, könnyedebb formák váltak általánosabbakká.

 

Tűzálló agyagok
A tartósan magas 1550 °C feletti hőmérsékleten is alaktarók, tehát amely nem olvad meg, rossz hővezetők, így jó hőtároló tulajdonságú samott alapanyagok.

Tégla és cserépipari alapanyag:
Szervesanyag-tartalma miatt sokszor szürkés árnyalatú, de kiégetve vöröses árnyalatúvá válik.
Utólagosan mázasítható, festhető. Meszes kötőanyagtartalom esetén kiégetés után is fehéres, sárgás elszíneződésű.

 

Építőanyag:
Földművek, gátak és védművek építésénél nagyobb szennyezettség is megengedhető.
Nagy tömegű alkalmazásban használatos.

 

Mélyalapozás esetén:
Cölöpalapozásnál a fúrt cölöp "talajfalának" megtámasztására (a végleges kibetonozásig) "fúróiszap", résfal készítésénél az előzőhöz hasonlóan a rés megtámasztására "résiszap" használják.
Síkalapozás esetén az agyagtalajra épített egy-két szintes (könnyű) épületek érzékenyek az agyag altalaj nedvességtartalmának változására.

 

Az útépítés anyaga:
Kőben gazdag vidéken is használták, de leginkább kőben szegény helyeken terjedt el, a klinkertégla, valamint a keramittégla.
Magas hőmérsékleten kiégetett, kemény, fagyálló burkolat készült járdának, de a közúti forgalom céljára is.
Hátránya, hogy a nagysebességű járművek elterjedésével a keramitburkolat csúszósnak bizonyult Sajnos a városokban sebességkorlátozás helyett a burkolatok kíméletlen felbontásával, "modern" aszfalt és beton burkolatok építésével a balesetveszélyt felszámolták…
Jobb esetben (a fényesre kopott bazalt anyagú nagy-kockakő, vagy kis-kockakő burkolathoz hasonlóan) megmaradt útalapnak, és ráaszfaltoztak (8–20 cm)
Erre a sorsra jutottak a járdák is: a jobbik eset itt is öntöttaszfalttal való lefedés…
Ma már a beton "műkő" (melyet szintén kézi munkával kell lerakni) elterjedésével számítani lehet a keramit és klinker burkolatok reneszánszára is.

Szigetelő agyagok:
Utólagosan falazatok és egyéb építési szerkezetek mögötti injektálásra a bentonit-féleségeket alkalmazzák.
A budapesti metróalagút építésénél is általánosan alkalmazták.
Kis mennyiségben betonadalékanyagként a cementszemcsék közötti porozitás kitöltésére, a vízzáróság fokozására.

 

Ipari felhasználásban:
Az egynemű, egyenletes tulajdonságú bentonit-jellegű alapanyag használatos.
Öntvényformázásoknál homokkeverékekben alkalmazzák.
Finom őrleményként mélyfúrások iszapöblítésénél használatos, ahol fontos az állagmegtartó (tixotróp) tulajdonság, a kenőképesség (súrlódáscsökkentés), a hűtőképesség, a viszkózusság.

Magas szervesanyag-tartalmúak:
Az olajpala-féleségek sorolhatók ide, köztük az alginit.

 

Humán alkalmazás:
Magas kovasav kötőanyagú agyagok, jellemzően hévizes források környezetében hidrotermásan képződő agyagok gyógyhatású iszap és krémpakolásként alkalmazva.
A korai Egyiptomban a Nílus agyaghordalékát, mely kolloid méretű szemcsékben is gazdag, gyógyászati célokra már alkalmazták.
Az „iszap” elnevezés a ma használatos alak megkülönböztetés szerint kolloidtartalmú (lebegő finomszemcsés) agyagféleség.

Papírgyártásban:
A finom fehér agyagőrlemények alkalmazása a rostos papírok kitöltőanyagaként.

Festékgyártásban:
A természetes színező- és töltőanyagként vörös festékföld, okkersárga-agyag, barnaagyag, budaiföld formájában.

 

Talajjavító agyagok:
A magas meszes kötőanyag-tartalom esetén homok és vizmegkötő finomszemcséjű fajták alkalmazásával.

Előfordulásai

 

Az agyagféleségek a föld leggyakoribb felszínközeli kőzet-előfordulásai, egyben a történelem legkorábban bányászat alá vont kőzete.
Nemesebb formái gyakori Kínában, Japánban, Bulgáriában és Németország területén a kaolinok; az Egyesült Államok területén Wyoming államban "Fotr Benton"-ban ahonnan a bentonit a nevét kapta.

Agyag-előfordulások Magyarországon

Az ország sok területén. Ezeken a helyeken tégla- vagy cserépgyárak települtek pl.:Békéscsaba .
Nemesebb agyagfajták előfordulásai: Mád, Komlóska, Szegilong, Istenmezeje, Nagytétény, Solymár, Romhány, a Velencei-hegység több pontja, Sárisáp.