Силикатная промышленность. Керамика. Цемент

       Силикатная промышленность – это производство различных строительных материалов, стекла и керамики из различных природных силикатов.

      Силикатные изделия – это такие изделия, которые состоят из смесей или сплавов силикатов, полисиликатов, алюмосиликатов.

      Силикатная промышленность состоит из трех производств.

КЕРАМИНКА

Основным сырьем для производства керамики (от греч. “керамон” - глина) является глина.

Изготовление этих изделий основано на свойстве глины при смешивании ее с небольшим количеством воды образовывать пластичную массу. Этой массе можно придать любую форму, которая сохраняется после высыхания и закрепляется посредством обжига при высокой температуре.

Фарфор .

Состав фарфора: 50% белой глины, 25% кварцевого песка, 25% полевого шпата. Фарфор - тонкий, плотный, мелкопористый, стекловидный материал с высокой прочностью, водо- и газонепроницаемостью, термической и химической стойкостью.

Родина фарфора – Китай, где фарфор известен уже в 220г. В 1746 г – налажено производство фарфора в России. В России первый фарфоровый завод заработал в 1747 году в Санкт-Петербурге, разработки отечественных технологий вел Д.И.Виноградов. Известен Дулевский фарфор, Гжельский – своей неповторимой глазуровкой в синих тонах. Из фарфора изготавливают столовую и химическую посуду, сантехнику, электроизоляторы, худ.изделия

Мейсенский фарфор

Ленинградский фарфор

 Фаянс - от названия итальянского города Фаэнца. Где в 14-15веках было развито керамическое ремесленничество. Фаянс – отличается от фарфора большим содержанием глины (85%), более низкой температурой обжига. Он более пористый, менее прочный.

Кирпич также является керамическим изделием. Огнеупоры - жаропрочные материалы для обкладки мартеновских, доменных и других промышленных печей, обшивки космических кораблей и других аппаратов..
Огнеупорные кирпичи – красные, создаются на основе тугоплавких глин.
Силикатный кирпич – белый. Он менее прочен, не выносит высоких температур и влаги, т.к. изготавливается только из песка и гашеной извести без добавления глины.

Для более полного представления о процессе производства керамики можно узнать из следующих видеофрагментов:

Как это сделано. Керамика
Технология производства тонкой керамики

Как это сделано. Кирпичи

ЦЕМЕНТ

Производство строительных вяжущих материалов (цемента). Строительные вяжущие материалы – это такие вещества, которые в тонкоизмельченном состоянии при смешивании с водой образуют пластичную массу и со временем затвердевают и приобретают камневидное состояние. Сюда относятся вяжущие материалы на основе гипса, цемент.

Слово “цемент” происходит от латинского “цементум”, что означает битый камень. Цемент – собирательное название различных порошкообразных вяжущих веществ, способных при смешении с водой образовывать пластическую массу, приобретающую со временем камневидное состояние.

Первый цемент был открыт во времена Римской империи. Примерно в это же время жители Древней Руси заметили, что устойчивость к воде придает извести измельченная обожженная глина.

Одним из наиболее распространенных промышленных цементов является портландцемент.

Известно несколько видов цемента: быстротвердеющий, расширяющийся, морозостойкий (добавляют хлорид кальция), жаропрочный, портландцемент.

Основное сырье: известняк и глина, содержащие оксид кремния (IV), маргелистые породы, а также различные добавки – шлак, бокситы и др.

Эти вещества размалывают и тщательно перемешивают, смесь обжигают в наклонных цилиндрических печах (длина – более 200 м, в поперечнике – 5 м). В процессе обжига печь медленно вращается, и исходные материалы постепенно движутся к нижней ее части навстречу потоку раскаленных газов- продуктов сгорания поступающего топлива.

Видео "Цилиндрическая печь"

Происходят различные химические превращения. Образовавшиеся в результате реакций вещества спекаются в виде отдельных кусков - клинкер. После охлаждения их размалывают до тонкого порошка.

Процесс затвердевания цементного теста объясняется тем, что входящие в состав алюминаты и силикаты реагируют с водой с образованием каменистой массы.

3СаО ∙ SiO₂ + nH₂O → 3СаО ∙ SiO₂ ∙ 2H₂O + Cа(ОН)₂  + (n-3)H₂O.

Видео "Как это сделано. Производство цемента"

Бетон – смесь щебня и песка с цементом. 

Видео "Производство бетона"

При смешивании цемента со шлаком получают шлакобетон. Бетонные сооружения получают ещё более прочные, если в бетон закладывают каркас из железных стержней. Такой строительный материал называется железобетоном. Из него воздвигают капитальные строительные объекты: заводские корпуса, плотины и другие сооружения. Пластобетоны – цемент и органические полимеры.

Шифер – цемент с асбестом.