§ 42. Угольная и кремниевая кислоты, их соли

Производство строительных материалов на основе силикатов и карбонатов

Природные силикаты и карбонаты служат основой для производства цемента, бетона, стекла.

Цемент получают спеканием известняка CaCO3 и глины, одна из составных частей которой — каолинит, включающий оксиды SiO2 и Al2O3.

ul

В процессе спекания смеси известняка СаСО3 и каолинита Al2[Si2O5](OH)4 образуется сложная смесь безводных солей — силикатов и алюминатов кальция. Напомним, что при смешивании такой тонко измельчённой смеси с водой происходит гидратация, образование кристаллогидратов, срастание отдельных частичек друг с другом (схватывание) и получение твёрдого прочного материала — цементного камня.

Бетон изготавливают из смеси песка, цемента и воды. Добавляя в такую смесь шлак, получают шлакобетон. Если свежеприготовленной смесью заливают металлический каркас, то при затвердевании получаются железобетонные конструкции. При использовании в качестве наполнителя газообразных веществ получают пенобетон.

Стекло применяют в строительной сфере (остекление окон, витражей, дверей, оранжерей), в оптической промышленности, медицине, машиностроении, приборостроении, современной архитектуре, электронике, быту. Как отмечено выше в параграфе, сырьём для производства стекла («варки стекла») являются карбонаты натрия и кальция, а также оксид кремния(IV),то есть кристаллическая сода, мел или известняк и кварцевый песок (Na2CO3, CaCO3, SiO2). Как уже отмечалось в § 41, в состав стекла входят оксиды натрия, кальция и кремния в мольном соотношении 1 : 1 : 6.

Для придания стеклу особых свойств в исходную смесь вводят добавки. Так, для его окрашивания используют различные оксиды: СuO придаёт голубой цвет, FeO — зелёный, СоО — от голубого до сине-фиолетового. Глушители уменьшают прозрачность стекла, делают его матовым. Наклеивание полимерных плёнок увеличивает прочность. Армирование металлической проволокой придаёт декоративные свойства и препятствует образованию больших осколков при растрескивании. Следует отметить возможность многократной переработки стекла.