ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ
Частина II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
Розділ 11. ПІДГРУПА КАРБОНУ
§ 11.9. Виробництво скла та цементу
Із штучних силікатів найбільше значення мають скло, цемент і кераміка.
Скло. Склад звичайного віконного скла наближено виражається формулою Na2O СаО ∙ 6SiO2.
Скло добувають сплавлянням у спеціальних печах суміші соди Nа2СО3, вапняку СаСО3 і білого піску SiO2. Хімізм процесу можна представити так: при сплавлянні утворюються силікати натрію і кальцію:
SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + СО2↑;
SiO2
Ці силікати та кремнезем (його беруть у надлишку) сплавляють у масу, яка поступово охолоджується:
Na2SiO3 + СаSiO3 + 4SiO2 = Na2O ∙ СаО ∙ 6SiO2.
Часто у виробництві скла соду замінюють сульфатом натрію і вугіллям. У цьому разі силікат натрію утворюється за рівнянням реакції:
2SiO2 + С + Na2SO4 = 2Na2SiO4 + СО2↑ + 2SO2↑.
Для виготовлення спеціального скла змінюють склад вихідної суміші. Замінюючи соду Nа2СО3 поташем К2СО3, отримують тугоплавке скло (для хімічного посуду). Замінюючи крейду СаСО3 оксидом плюмбуму(ІІ) РbО, а соду – поташем, добувають кришталеве скло. Воно має більшу променезалом
Добавки оксидів металів до вихідної суміші надають склу різного забарвлення: оксид хрому(ІІІ) Сr2О3 – зеленого, оксид кобальту(ІІ) СоО – синього, оксид мангану(ІV) МnО2 – червонувато-лілового і т. д. Скло при підвищенні температури поступово розм’якшується і переходить в рідкий стан. Зворотний процес також здійснюється поступово – скляна маса загусає в міру охолодження. На цій властивості скла грунтується формування з нього різних виробів. За допомогою машин із скляної маси витягують листове скло (рис. 11.4).
Із скла виготовляють волокна і тканини для технічних потреб. Освоєно випуск склокристалічних матеріалів – ситалів, які порівняно зі склом мають більшу міцність. З них виготовляють електричні ізолятори, посуд і т. ін. Цемент. Звичайний силікатний цемент, або портландцемент,- зеленувато-сірий порошок, який під час змішування з водою твердне на повітрі (або у воді), перетворюючись на каменеподібну масу. Звичайно його добувають прожарюванням (1 400-1 600°С) до спікання сировинної суміші, що складається з вапняку та глини.
Прожарювання здійснюється у спеціальних циліндричних обертових печах. Спечена зерниста маса, що утворюється, називається клінкером. Це – напівфабрикат. Клінкер з відповідними добавками розмелюють до тонкого порошку в кульових млинах і отримують остаточний продукт.
У природі трапляються породи, які містять вапняк і глину у співвідношеннях, необхідних для добування портландцементу. їх називають мергелями. Значні поклади мергелю є в районі Новоросійська; на їх основі працюють великі цементні заводи.
Суміш сировини готують і штучним способом. Регулюючи склад суміші, отримують різні види цементу – швидкотвердіючі, морозостійкі, корозійностійкі та ін.
Із суміші цементу, води і наповнювачів (пісок, гравій, щебінь, шлак) після їх затвердіння отримують штучний камінь – бетон. Суміш цих матеріалів до затвердіння називається бетонною сумішшю. При затвердінні цементне тісто зв’язує зерна наповнювачів. Тверднення відбувається навіть у воді. Бетон зі стальною арматурою (внутрішнім каркасом) називається залізобетоном. Бетон і залізобетони у значних кількостях йдуть на спорудження гідроелектростанцій, шляхів, несучих конструкцій будівель.
Розроблено і виготовляються також бетони, в яких як зв’язуюче використовуються органічні полімери або полімери разом із цементом. Це так звані пластобетони, що мають особливі властивості.
Рис. 11.4. Машина для витягування листового скла:
1 – розплавлене скло; 2 – човник; 3 – вальці; 4 – скляна стрічка
Виробництво скла, цементу і кераміки належить до силікатної промисловості, яка переробляє природні сполуки силіцію.
1 Керамікою називають матеріали і різні вироби, які виготовляють з природних глин шляхом формування, сушіння і випалювання. Це цегла, облицювальні плитки, черепиця, труби, глиняний посуд, фарфорові та фаянсові вироби тощо.
(2 votes, average: 4,50 out of 5)