Bài 23: Công nghiệp Silicat
Thuỷ tinh.

Đồ gốm.

Xi măng.




Thuỷ Tinh
1. Thành phần hoá học.
2. Một số loại thuỷ tinh.
3. Ứng dụng.

1. Thành phần hoá học.
_ Là hổn hợp của natri silicat, canxi silicat và silic đioxit, viết gần đúng dưới dạng Na2O.CaO.6SiO2

_ Sản xuất bằng cách nấu chảy hỗn hợp gồm cát trắng, đá vôi và sođa ở 1400°C :


_ Thuỷ tinh hok có cấu trúc tinh thể mà là chất vô định hình, nên không có nhiệt độ nóng chảy xác định



2. Một số loại thủy tinh
_ Thuỷ tinh kali: khi nấu thủy tinh thay Na2CO3 = K2CO3, có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ hoá mềm cao hơn.
_ Thuỷ tinh pha lê: tt chứa nhiều chì oxit dể nóng chảy và trong suốt.
_ Thuỷ tinh thạch anh: nấu chảy silic đioxit tinh khiết. Có nhiệt độ hoá mềm cao, hệ số nở nhiệt rất nhỏ => không bị nứt khi nóng lạnh đột ngột.
_ Khi cho thêm oxit của một số kim loại, thủy tinh sẽ có màu khác nhau, do tạo nên các silicat có màu.
3. Ứng dụng
_ đồ dùng trong gia đình làm từ thủy tinh. Cốc, chén, bát, đĩa, chai, lọ v.v có thể được làm từ thủy tinh, cũng như bóng đèn, gương, ống thu hình của màn hình máy tính và ti vi, cửa sổ
_ Trong phòng thí nghiệm để làm các thí nghiệm trong hóa học, sinh học, vật lý và nhiều lĩnh vực khác, người ta sử dụng bình thót cổ, ống thử, lăng kính và nhiều dụng cụ thiết bị khác được làm từ thủy tinh.
Đồ Gốm
a. Gạch và ngói
b. Gạch chịu lửa
c. Sành, sứ và men
a. Gạch và ngói
_ Thuộc loại gốm xây dựng.
_ Vật liệu để sản xuất chúng gồm đất sét loại thường và một ít cát được nhào với nước thành khối dẻo, sau đó tạo hình sấy khô và nung ở 900 - 1000°C
_ Sau khi nung, chúng thương có màu đỏ gây nên bởi sắt oxit ở trong đất sét.
b. Gạch chịu lửa
_ Thường được dùng để lót lò cao, lò luyện thép, lò thủy tinh...
_ Có 2 loại là: gạch đinat và gạch samôt.

Gạch đinat
_ Vật liệu để chế tạo gồm 93-96% SiO2, 4-7% CaO và đất sét; nhiệt độ nung khoảng 1300 - 1400°C
_ Chịu được nhiệt độ khoảng 1690 – 1720°C

Gạch samôt
_ Vật liệu để chế tạo gồm bột samôt chộn với đất sét và nước. Sau khi đóng khuôn và sấy khô, vật liệu được nung ở 1300-1400°C
_ Bột samôt là đất sét được nung ở nhiệt độ rất cao rồi nghiền nhỏ
c. Sành, sứ và men
_ Sành
Đất sét sau khi đun nóng ở nhiệt độ 1200-1300°C thì biến thành sành. Sành là vật liệu cứng, gõ kêu, có màu nâu hoặc xám. Để có độ bóng và lớp bảo vệ không thấm nước, người ta tạo một lớp men mỏng ở mặt ngoài của đồ sành.



_ Sứ
Là vật liệu cứng, xốp có màu trắng, gõ kêu. Phối liệu để sản xuất sứ gồm cao lanh, fenspat, thạch anh và một số oxit kim loại. Đồ sứ được nung hai lần, lần đầu ở , sau đó tráng men và trang trí rồi nung lần 2 ở 1400-1500°C
Sứ có nhiều loại: sứ dân dụng, sứ kĩ thuật. Sứ kĩ thuật được dùng để chế tạo các vật liệu cách điện, tụ điện, buzi đánh lửa, các dụng cụ thí nghiệm
_ Men
Có thành phần chính giống sứ, nhưng dễ nóng chảy hơn. Men được phủ lên bề mặt sản phẩm, sau đó nung ở nhiệt độ thích hợp biến thành một lớp thủy tinh che kín bề mặt sản phẩm.
Xi măng
1. Thành phần hóa học và phương pháp sản xuất

2. Quá trình đông cứng xi măng
1. Thành phần hóa học và phương pháp sản xuất
_ Xi măng thuộc loại vật liệu dính, được dùng trong xây dựng. Quan trọng và thông dụng nhất là xi măng Pooclăng. Đó là chất bột min, màu lục xám, thành phần chính gồm canxi silicat và canxi aluminat Ca2SiO5 hoặc 3CaO.SiO2, Ca2SiO4 hoặc 2CaO.SiO2 , Ca3(AlO3)2 hoặc 3CaO.Al2O3.
_ Xi măng Pooclăng được sản xuất bằng cách nghiền nhỏ đá vôi, trộn với đất sét có nhiều SiO2 và một ít quặng sắt bằng phương pháp khô hoặc phương pháp ướt, rồi nung hỗn hợp trong lò quay hoặc lò đứng ở 1400-1600°C Sau khi nung, thu được một hỗn hợp màu xám gọi là clanhke. Để nguội rồi nghiền clanhke với một số chất phụ gia thành bột mịn, sẽ được xi măng.
2. Quá trình đông cứng xi măng
_ Trong xây dựng, xi măng được trộn với nước thành khối nhão, sau vài giờ sẽ bắt đầu đông cứng. Quá trình đông cứng của xi măng chủ yếu dựa vào sự kết hợp của các hợp chất có trong xi măng với nước, tạo nên những tinh thể hiđrat đan xen vào với nhau thành khối cứng và bền.

_ Hiện nay người ta còn sản xuất các loại xi măng có những tính năng khác nhau: xi măng chịu axit, xi măng chịu nước biển...

3CaO.SiO2 + 5H2O -> Ca2SiO4 .4H2O + Ca(OH)2
2CaO.SiO2 + 5H2O -> Ca2SiO4 .4H2O
3CaO.Al2O3 + 5H2O -> Ca3(AlO3)2 .6H2O

_ Ở nước ta có nhiều nhà máy xi măng lớn như nhà máy xi măng Hải Phòng, Hoàng Thạch, Bỉm Sơn, Chinfon, Hoàng Mai, Hà Tiên...