ĐỒ GỐM, THỦY TINH, VÀ XI MĂNG CỦA NGÀNH CÔNG NGHỆ SILICAT

I. Đồ gốm

1. Khái niệm

 - Gốm là những chất liệu với nguồn gốc từ đất sét, cao lanh và được nung đến nhiệt độ phù hợp. Gốm được dùng để chế tạo thành các sản phẩm phục vụ 4 mục đích chính: gia dụng, nghệ thuật trang trí, kiến trúc và kỹ thuật.

2. Thành phần

 - Chủ yếu được tạo thành từ đất sét và cao lanh.

3. Phân loại

a. Gốm

 - Gốm là đất sét sau khi nung ở nhiệt độ 1200 - 1300⁰C.

b. Sứ: được sản xuất từ cao lanh, fenspat, thạch anh và một số oxit kim loại. Đồ sứ được nung 2 lần, lần đầu ở 1000⁰C, sau đó tráng men và trang trí rồi nung lần thứ 2 ở nhiệt độ khoảng 1400 - 1450⁰C.

- So sánh chất liệu của gốm và sứ

c. Gạch và ngói: thuộc loại gốm xây dựng được sản xuất bằng cách đem đất sét và cát nhào với nước thành một khối dẻo, tạo hình rồi sấy khô, nung ở 900 - 1000⁰C. Gạch và ngói thường có màu đỏ là màu của oxit sắt có trong đất sét.

d. Gạch chịu lửa: gồm 2 loại chính là gạch đinat và gạch samôt. Gạch đinat gồm 93 - 96% SiO₂; 4 - 7%CaO và đất sét nung ở khoảng 1300 - 1400⁰C. Gạch samôt gồm bột samôt trộn với đất sét và nước đem đóng khuôn và sấy khô, vật liệu được nung ở 1300 - 1400⁰C.

II. Thủy tinh

 - Là hỗn hợp của natri silicat, canxi silicat và silic đioxit có thành phần gần đúng được viết dưới dạng các oxit là Na₂O.CaO.6SiO₂.

 - Sản xuất thủy tinh bằng cách nấu chảy hỗn hợp cát trắng, đá vôi và sôđa ở 1400⁰C:

6SiO­₂ + CaCO₃ + Na₂CO₃ → Na₂O.CaO.6SiO₂ + 2CO₂

 - Thủy tinh là chất vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy xác định. Khi đun nóng nó mềm ra rồi mới chảy.

 - Một số loại thủy tinh:

+ Thủy tinh thông thường (như trên).

+ Thủy tinh Kali: Thay Na₂CO₃ bằng K₂CO₃.

+ Thủy tinh phalê: chứa nhiều chì oxit.

+ Thủy tinh thạch anh: sản xuất bằng cách nấu chảy SiO₂ tinh khiết.

+ Thêm các oxit kim loại vào sẽ tạo ra các loại thủy tinh có màu sắc khác nhau.

III. Xi măng

 - Thành phần hóa học chính của xi măng pooclăng là canxi silicat và canxi aluminat: Ca₃SiO₅ hoặc (3CaO.SiO₂), Ca₂SiO₄ (hoặc 2CaO.SiO₂), Ca₃(AlO₃)₂ (hoặc 3CaO.Al₂O₃).

 - Cách sản xuất: 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 - 1600⁰C → hỗn hợp màu xám là clanhke. Để nguội, nghiền clanke với các chất phụ gia thành bột mịn → xi măng.

 - Quá trình đông cứng của xi măng: chủ yếu là sự kết hợp của các hợp chất có trong xi măng với nước tạo thành những tinh thể hiđrat đan xen nhau tạo thành khối cứng và bền:

3CaO.SiO₂ + 5H₂O → Ca₂SiO₄.4H₂O + Ca(OH)₂

2CaO.SiO₂ + 4H₂O → Ca₂SiO₄.4H₂O

3CaO.Al₂O₃ + 6H₂O → Ca₃(AlO₃)₂.6H₂O

Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng