БУДІВЕЛЬНІ МАТЕРІАЛИ
Із природних матеріалів, що містять Силіцій, виготов¬ляють скло, кераміку, цемент.
Скло—це твердий прозорий матеріал. Найпоширені¬шим є силікатне скло, основний компонент якого — оксид силіцію(ІУ) 8Ю2.
Сировиною для виробництва звичайного скла є сода Na2CO3, вапняк СаСО3 і пісок SiO2. Усі складові частини очищають, змішують і сплавляють за температури близько 1400 °С. Відбуваються такі реакції (спрощено):
Фактично до складу скла входять силікати натрію і кальцію, а також надлишок SiO2. Тому склад звичайного віконного скла можна подати такою спрощеною формулою: NajO • СаО • 6SiO2.
Змінюючи склад шихти, додаючи різні добавки, одер¬жують скло з наперед заданими властивостями. Так, якщо замість соди NajCOj взяти поташ К2СО3, то можна добути високоякісне тугоплавке скло, з якого виготовляють хіміч¬ний посуд. А якщо взяти поташ К2СО3, кремнезем SiO2 і оксид плюмбуму(П) РЬО, то утвориться кришталь.
Особливий вид скла —кварцове скло. Воно являє собою склоподібну форму чистого кремнезему SiO2. Таке скло зовсім не чутливе до різких коливань температури, воно має цінні оптичні властивості (пропускає ультрафіолетові про¬мені).
Скло широко використовують майже у всіх галузях промисловості та в побуті. З нього виготовляють труби, тару, лабораторний посуд, деталі оптичних приладів, худож¬ні вироби, побутовий посуд. На основі скла виготовляють скловолокно, яке застосовують для пошиття спецодягу, а також склопластики, зокрема склотекстоліт. Цей склопластик — чудовий будівельний матеріал (міцний, не гниє, легко обробляється). Склотекстоліт використовують як конструкційний матеріал у машинобудуванні, а в елек¬троніці — як ізолятор. На основі скла створюють мікрок¬ристалічні матеріали—ситали. Вони дуже міцні, хімічно й термічне стійкі, а тому використовуються для виготовлення апаратури для хімічних виробництв, деталей машин і механізмів, труб, електроізоляторів тощо. Сучасна промис¬ловість виробляє спеціальне скло, стійке проти дії радіоактивного випромінювання.
Кераміка. Вироби з глини називають керамікою, а кера¬мічне виробництво —гончарним. Найпоширеніша кераміка та, що складається з різних оксидів, у тому числі —оксиду силіцію(ІУ) SiO2. Із керамічних виробів важливе значення мають порцеляна і фаянс.
Порцеляна — один із видів тонкої кераміки — білий матеріал, складається в основному з SiO2, А12О3 і K2O. Як сировину для добування порцеляни використовують білу глину — каолін, кварцовий пісок і польо¬вий шпат (K2O • Al2O3 • 6SiO2). Порцеляна має невелику пористість, через що вона водо- і газонепроникна, доволі високу механічну міцність і термостійкість, електроізоляційні властивості. З неї виготовляють сані¬тарно-технічні вироби, електроізолятори, предмети побуту і художні ви¬роби.
Фаянс — керамічний матеріал, схожий на порцеляну, покритий тонкою склоподібною плівкою — поливою. Містить ті самі компоненти, що й порцеляна, але в інших співвідношеннях. Із фаянсу виготовляють облицювальну плитку, посуд, художні вироби.
Велика група спеціальних керамічних виробів використовується у будівництві. З кераміки виготовляють цеглу, панелі для стін, плитку для підлоги, черепицю, труби, а також глиняний посуд, горщики для квітів.
Цемент. Цемент являє собою сірий порошок, який складається із силікатів та алюмінатів кальцію, що під час змішування з водою швидко висихає і твердне, перетво¬рюючись на каменеподібну масу.
Для добування цементу як сировину використовують вапняк, глину та інші речовини. Сировина завантажується у піч, перемішується і спікається за температури у межах 1400—1600 °С. Одержану масу, основними компонентами якої є CaO, SiO2 і А12О3, охолоджують і перемелюють на порошок. Добувають цемент різних сортів: морозовитривалий, такий, що швидко твердне, та ін.
Цемент — важливий будівельний матеріал. Із суміші цементу, піску й води готують будівельні розчини. Цемент, змішаний з водою і наповнювачами (піском, щебенем, гравієм, шлаком), утворює суміш, з тужавінням якої утво¬рюється бетон. Якщо бетоном залити сталевий каркас, дістанемо залізобетон. Із нього роблять балки, панелі, тру¬би, мости, перекриття, шпали.