Geológia tehál
Tehly a malta sú dva veľmi odlišné typy umelého kameňa.
Memo Vasquez / Getty Images
Obyčajná tehla je jedným z našich najväčších vynálezov, umelý kameň. Výroba tehál premieňa bahno s nízkou pevnosťou na pevné materiály, ktoré pri správnej starostlivosti vydržia stáročia.
Hlinené tehly
Hlavnou zložkou tehál je hlina, skupina povrchové minerály ktoré vznikajú zvetrávaním vyvrelých hornín. Hlina sama osebe nie je zbytočná – výroba tehál z obyčajnej hliny a ich sušenie na slnku vytvára pevný stavebný „kameň“. Prítomnosť piesku v zmesi pomáha zabrániť praskaniu týchto tehál.
Sušená hlina sa len málo líši od mäkkej bridlica .
Mnohé z najstarších budov na ranom Blízkom východe boli postavené z tehál sušených na slnku. Tie vo všeobecnosti trvali asi jednu generáciu, kým sa tehly znehodnotili zanedbaním, zemetrasením alebo počasím. So starými budovami roztavenými na hromady hliny boli staroveké mestá pravidelne vyrovnávané so zemou a na vrchole boli postavené nové mestá. V priebehu storočí tieto mestské mohyly, nazývané tells, narástli do značnej veľkosti.
Výroba tehál sušených na slnku s trochou slamy alebo hnoja pomáha viazať hlinu a poskytuje rovnako starý produkt nazývaný nepálenica.
Pálené tehly
Starí Peržania a Asýrčania vyrábali pevnejšie tehly pražením v peciach. Proces trvá niekoľko dní, pričom sa teplota zvýši nad 1000 °C na jeden deň a potom sa postupne ochladzuje. (Toto je oveľa horúcejšie ako mierne praženie alebo kalcinácia používané na výrobu vrchného dresingubejzbalové ihriská.) Rimania pokročili v technológii, ako to urobili s betónom a metalurgiou, a rozšírili pálenú tehlu do každej časti svojej ríše.
Tehliarstvo je odvtedy v podstate rovnaké. Až do 19. storočia si každá lokalita s ložiskom hliny postavila vlastnú tehelňu, pretože doprava bola drahá. S rozmachom chémie a priemyselnou revolúciou sa spojili tehly oceľ ,skloabetónako sofistikované stavebné materiály. Tehla sa dnes vyrába v mnohých formuláciách a farbách pre rôzne náročné konštrukčné a kozmetické aplikácie.
Chémia výpalu tehál
Počas doby výpalu sa tehliarska hlina stáva metamorfovanou horninou. Ílové minerály sa rozkladajú, uvoľňujú chemicky viazanú vodu a menia sa na zmes dvoch minerálov, kremeňa a mullitu. Kremeň za ten čas kryštalizuje veľmi málo a zostáva v sklovitom stave.
Kľúčovým minerálom je mullit (3AlO3 · 2SiOdva), zmes oxidu kremičitého a oxidu hlinitého, ktorá je v prírode pomerne zriedkavá. Je pomenovaná po svojom výskyte na ostrove Mull v Škótsku. Nielen, že je mullit tvrdý a húževnatý, ale tiež rastie v dlhých tenkých kryštáloch, ktoré fungujú ako slamka v nepálených črevách a spájajú zmes do prepleteného zovretia.
Železo je menšou zložkou, ktorá sa oxiduje na hematit, čo zodpovedá za červenú farbu väčšiny tehál. Ostatné prvky vrátane sodíka, vápnika a draslíka pomáhajú kremičitému taveniu ľahšie – to znamená, že pôsobia ako tavivo. To všetko sú prirodzené súčasti mnohých ílových ložísk.
Existuje prírodná tehla?
Zem je plná prekvapení – zvážte prírodné jadrové reaktory ktorý kedysi existoval v Afrike – ale mohol by prirodzene produkovať pravú tehlu? Existujú dva druhy kontaktu metamorfóza zvážiť.
Po prvé, čo ak veľmi horúca magma alebo vybuchnutá láva pohltia telo vysušenej hliny spôsobom, ktorý umožňuje únik vlhkosti? Uviedol by som tri dôvody, ktoré to vylučujú:
- 1. Lávy sú zriedka také horúce ako 1100 °C.
- 2. Lávy by sa rýchlo ochladili, keď by pohltili povrchové skaly.
- 3. Prírodné íly a zasypané bridlice sú mokré, čo by z lávy čerpalo ešte viac tepla.
Jedinou vyvrelou horninou s dostatočnou energiou na to, aby vôbec mala šancu vypáliť správnu tehlu, by bola super horúca láva známa ako komatiit, o ktorej sa predpokladá, že dosiahla 1600 °C. Vnútro Zeme však túto teplotu nedosiahlo od skorých proterozoických období pred viac ako 2 miliardami rokov. A v tom čase nebol vo vzduchu kyslík, takže chémia bola ešte nepravdepodobnejšia.
Na ostrove Mull sa mullit objavuje v bahenných kameňoch, ktoré boli vypálené v lávových prúdoch. (Našiel sa aj v pseudotachylitov , kde sa trenie o zlomy zahrieva k roztaveniu suchej horniny.) Tieto sú pravdepodobne ďaleko od skutočných tehál, ale mali by ste tam ísť sami, aby ste sa uistili.
Po druhé, čo ak skutočný oheň dokáže upiecť správny druh piesočnatej bridlice? V skutočnosti sa to deje v uhoľnej krajine. Lesné požiare môžu spustiť horenie uhoľných ložísk a po ich vzniku môžu tieto požiare v uhoľných slojoch trvať stáročia. Iste, bridlicové uhoľné požiare sa môžu zmeniť na červenú klinkerovú skalu, ktorá je dostatočne blízko pravej tehly.
Bohužiaľ, tento jav sa stal bežným, pretože v uhoľných baniach a stodolách vznikajú požiare spôsobené ľuďmi. Významná časť globálnych emisií skleníkových plynov pochádza z požiarov uhlia. Dnes v tomto nejasnom geochemickom kúsku prekonávame prírodu.