Agyag

Agyag

Agyagbányászat egy i.e. 6. századi görög ábrázoláson

Az agyag igen elterjedt üledék, finomszemcsés összetevőkből áll. Azokat az üledékeket 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 tulajdonsággal rendelkező szemcsék felső mérethatára. Az agyagásványokon (kaolinit, montmorillonit, filloszilikátok) 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/gramm mértékű lehet.

A talajmechanikai gyakorlatban talajok szemnagyság szerinti osztályozásakor azonban a 0,002 mm-nél kisebb szemnagyságú talajt nevezzük agyagnak.

Az agyag még egyértelműen üledék, az agyagkövet már üledékes kőzetnek tekinthetjük.

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. Térfogat változtató 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 aránya határozza meg. A legfontosabb agyagásványok:

• kaolinit
• nacrit
• halloysit
• montmorillonit
• beidellit
• nontronit
• saponit
• glaukonit
• metahalloysit

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

Az agyag fajtái és felhasználása

Finomkerámiai 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.

• szigetelőcsiga
• szaniter berendezés, fürdőszoba, kórház)

Fazekas alapanyag

Anjou-kori agyag palackdugó

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.

A kerámia az athéni Keramaikosz térről kapta nevét, az ottani fazekasok telepéről. [1]

A magyar fazekasság helyei és egyéb elnevezések:

• gömöri és a révi fazekasság
• Korond
• Mezőtúr[2]
• Badár Balázs kerámiák [3]
• habán kerámia [4]
• terrakotta

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 [5]

Tégla és cserépipari alapanyag

Több szennyezőanyagot tartalmaz. 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] épület érzékeny az altalaj nedvességtartalmának változására.)

Az útépítés anyaga

A klinkertéglát és a keramittéglát kőben gazdag vidéken is használták, de leginkább kőben szegény helyeken terjedt el. Magas hőmérsékleten kiégetett, kemény, fagyálló burkolat készült járdának, de a közúti forgalom céljára is.

Hátránya, hogy a nagysebességű járművek elterjedésével a keramitburkolat csúszósnak bizonyult. A városokban sebességkorlátozás helyett a burkolatok felbontásával, aszfalt és beton burkolatok építésével számolták fel a balesetveszélyt. Egyes esetekben (a fényesre kopott bazalt anyagú nagy-kockakő vagy kis-kockakő burkolathoz hasonlóan) meghagyták útalapnak, és ráaszfaltoztak (8–20 cm).

A járdák esetében is megszüntették ezeket a burkolatokat, például aszfalttal történő lefedéssel.

Ma már a beton „műkő” (melyet szintén kézi munkával kell lerakni) elterjedésével számítani lehet a keramit és klinker burkolatok reneszánszára is.

Beltéri burkolatoknál – ahol a csúszásmentesség helyett a vegyszerállóság a fontosabb – a jelentőségük nem csökkent.

Szigetelőagyag

Falazat és egyéb építési szerkezetek mögötti utólagos injektálásra a bentonit-féleségeket alkalmazzák. Kis mennyiségben, beton-adalékanyagként a budapesti metróalagút építésénél is általánosan alkalmazták a cementszemcsék közötti porozitás kitöltésére, a vízzáróság fokozására.

Ipari felhasználása

Az egynemű, egyenletes tulajdonságú bentonit-jellegű alapanyag használatos. Öntvényformához használt homokkeverékekben is alkalmazzák. Finom őrleményként mélyfúrások iszapöblítésénél használják, ahol fontos az állagmegtartó (tixotróp) tulajdonság, a kenőképesség (súrlódáscsökkentés), a hűtőképesség, a viszkózusság.

Tűzálló agyag

A samott tartósan magas – 1550 °C feletti – hőmérsékleten is alaktartó; rossz hővezető, így jó hőtároló tulajdonságú.

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.)

Bolus adstringens:

• 150 mg csersavas fehérje
• 150 mg bázisos bizmut-gallát
• 300 mg nehéz kaolin …megkötik a bélben jelenlévő mérgező anyagokat…

Élelmiszer-kezelésben

A finom szemcseméretből adódó abszorpciós képességet kihasználva folyadékok derítőanyagául bentonit-féleségeket alkalmaznak. (Például a bor „tükrösítésére”) lásd:Alginit

Papírgyártásban

A finom fehér agyagőrlemények alkalmazása a rostos papírok kitöltőanyagaként.

Festékgyártás

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

Talajjavító agyagok

A magas meszes kötőanyag-tartalom esetén homok és vízmegkötő finomszemcséjű fajták alkalmazásával.

Kozmetikai ipar

Egyedi kristályos szerkezetének és finom szemcséinek köszönhetően elsősorban tisztító és nedvszívó hatása miatt alkalmazzák a kozmetikai iparban. A különböző agyagoknak (kémiai összetétel, kristály szerkezetek) eltérő erősségű tisztító, nedvszívó és egyéb funkciói vannak. Az agyag (pl.: INCI: kaolin) felhasználása, mint kozmetikai alapanyag: mechanikai hámlasztó, nedvszívó, csomósodásgátló, dúsító töltelékanyag, kozmetikai színezék, opálosító. A 3 leggyakoribb agyagásvány a kozmetika iparban: kaolin, illite, montmorillonite.

Előfordulása

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

• Mallorca > majolika
• Faenza > fajansz

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, Felsőpetény a Velencei-hegység több pontja, Sárisáp.

Felsőpetényi nemesagyag-bánya: A bánya eocén és oligocén korú agyagot, agyagmárgát tartalmaz.

További információk

A Wikimédia Commons tartalmaz Agyag témájú médiaállományokat.

• Sárosi-Soha-Kelemen: Bentonit az építőiparban. Műszaki Könyvkiadó. Budapest. 1967.
• Kézdi Árpád: Talajmechanika. Tankönyvkiadó. Budapest. 1969.
• Koch Sándor: Magyarország ásványai. Akadémiai Kiadó. 1985.
• http://www.kfki.hu/~cheminfo/hun/eloado/kemia/keramia.html