На свойства глин большое влияние оказывает содержание коллоидной составляющей, которая определяется способом набухания или измерением высоты столба устойчивой суспензии. Поэтому для получения смеси с равной прочностью во влажном состоянии (40—60 кПа) отношение глины и воды должно быть 2:1, а бентонита и воды—1:1. Практически в состав формовочной смеси вводится 10—15% глины или 5—7% бентонита при общей влажности 4—6%. С увеличением коллоидальности формовочных глин возрастает прочность формовочных смесей во влажном состоянии (табл. 1.16).
Набухание и усадка. Образование сольватных оболочек на поверхности частиц глинистых минералов происходит с такой силой, что молекулы воды, втягиваясь между пакетами, раздвигают их. Поэтому при поглощении воды, как правило, наблюдается некоторое увеличение объема глин — набухание. Обычно набухание глин невелико. Значительное набухание свойственно бентонитам, в которых наблюдается внутрикрч-сталлическое набухание минеральных частиц. Некоторые бентониты могут увеличивать свой объем в 10—15 раз.
Явление, обратное набуханию (уменьшение объема при высушивании), называется воздушной усадкой, или усушкой. Чем мельче частицы, тем больше усадка. Для монтмориллонита она достигает нескольких сотен процентов. Набухание и усадка связаны со степенью дисперсности, минералогическим составом и составом обменных катионов. Толщина слоя воды в системе глина — вода определяется общим содержанием воды и степенью дисперсности глинистых частиц.
Водяные пленки, образующиеся на поверхности глинистой частицы, при некотором ограниченном количестве воды способствуют более полному проявлению поверхностных сил сцепления. Так, например, наибольшая связанность частиц монтмориллонита наступает при толщине водной пленки 0,8 нм, что приблизительно равно толщине слоя из трех молекул воды. В этом случае связь между частицами воды и глины обусловлена образованием моста, направленного (ориентированного) диполя воды. Такое состояние частиц глины и воды обеспечивает наибольшую прочность формовочной смеси.