Сучасні силікатні матеріали

Сучасні силікатніматеріали

Цілі:ознайомитись із гірськими силікатними породами й мінералами та найважливішими будівельними матеріалами, які виробляють на їх основі;вміння аргументувати свою відповідь. дбайливо ставитися до навколишнього середовища.

Солı - силıкати: нерозчиннı, крıм солей Натрıю ı Калıю(Na2 Si. O3, K2 Si. O3),воднı розчини яких називають рıдким склом (силıкатний клей).

Сучаснı силıкатнı матерıали – цемент, бетон, цегла, скло, керамıка.

Порцеляна – один ıз видıв тонкої керамıки, складається в основному з Si. O2, Al2 O3 ı К2 О. як сировину використовують бıлу глину – каолıн, кварцовий пıсок ıпольовий. Al2 O3•6 Si. O2).шпат (К2 О• З порцелянивиготовляють санıтарно-технıчнıелектроıзолятори, побуту ı художнıвироби, предмети вироби

Фаянс – керамıчний матерıал, схожий на порцеляну, покритий тонкою склоподıбною плıвкою – поливою. Мıстить тı самı компоненти, що й порцеляна, але в ıнших спıввıдношеннях. Із фаянсу виготовляють облицювальну плитку, посуд, художнı вироби.

Рецепт виготовлення скла ıз сумıшı вапняку, соди й кремнезему був вıдомий ще в Давньому Єгиптı.Із тих часıв технологıя виплавки скла значно вдосконалилася, однак основнı принципи залишилися незмıнними. Формулу найпростıшого силıкатного скла прийнято записувати у виглядı сумıшı оксидıв: У виробництвı скла сумıш пıску, соди та вапняку розтоплюють. Із напıврıдкого скла виготовляють рıзноманıтний посуд, видувають художнı вироби. За допомогою спецıальних машин одержують пласке вıконне скло.

Додаванням до розплавленого скла рıзних оксидıв одержують кольоровı стекла. Наприклад, оксиди Феруму забарвлюють скло в зелений, блакитний або червоно- бурий кольори, Со. О — у синıй, Сr2 О3 — у зелений, Мn. О — у фıолетовий, Сu2 O — у червоний. Додаванням до скла Рb. О одержують кришталь — скло, яке сильнозаломлює променı свıтла ı полıрується. А з додаваннямдобре В2o3виготовляють тугоплавке боросилıкатне скло. З такого скла марки «Ругех» виготовляють термостıйкий лабораторний посуд.

Переважна більшість мінералів, щоскладають г ірськіпороди земної кори, є силікатними. Наночастинки мезопористого кремнезему

До них відносяться такі мінерали, як: Кварц. Si. O2 Альбıто-натрıєвий польовий шпат Na2 O·Al2 O3·6 Si. O2 Слюда. KAl2(Si3 Al)O10(OH, F)2

До них відносяться такі мінерали, як: Амфıбол-азбест[Si4 O11]6-Пıроксени. XY[Z2 O6]Олıвıн(Mg,Fe)2[Si. O4]

а також велика різноманітність глинистих мінералів: Каолıнıт. Al4 [Si4 O10] (OH)8 Монтморилонıт(Na,Ca)0,33(Al,Mg)2(Si4 O10) (OH)2·n. H2 Ó Галаузит. Al2 Si2 O5(OH)4

а також велика різноманітність глинистих мінералів: Серпентин. X^(2-) 3 Si2 O5(OH)4 Гıдрослюди. Kx(Al,Mg,Fe)^(2‑)3[Si^(4‑)x. Alx. O10](OH)2·n. H2 OХлорити(Fe, Mg, Al)6(Si, Al)4 O10(OH)8або (Mg, Fe)^(6-)n(Al, Fe^(3+))n(OH)8 Aln. Si^(4-) n. O10,

а також велика різноманітність глинистих мінералів: Палигорськıт(Mg,Al)₅(Si,Al)₈O₂₀(OH)₂·8 H₂OСепıолıт. Mg4(Si6 O15)(OH)2 · 6 H2 O

Будıвельним блоком усıх цих мıнералıв є кремнеземний тетраедр, поєднання чотирьох атомıв кисню та одного атома кремнıю. Вони розташованı так, що площини, проведенı через атоми кисню, утворюють тетраедр. Оскıльки ıон кремнıю має заряд +4, а кожен ıз чотирьох ıонıв кисню має заряд –2, тетраедр кремнıю має сумарний заряд –4.

У силıкатних мıнералах цı тетраедри розташованı та з’єднанı мıж собоюрıзними способами, вıд Найпростıша силıкатнаокремих одиниць до структура, структураскладних каркасıв. мıнералу олıвıну ,складається з ıзольованих тетраедрıв, пов’язаних з ıонами залıза та/або магнıю. В олıвıнı заряд –4 кожного кремнеземного тетраедра врıвноважується двома двовалентними (тобто +2) катıонами залıза або магнıю. Олıвıн може бути або Mg 2 Si. O 4 або Fe 2 Si. O 4 , або якоюсь їх комбıнацıєю (Mg,Fe) 2 Si. O 4 . Двовалентнı катıони магнıю та залıза досить близькı за радıусом (0,73 проти 0,62 ангстрем). Через цю подıбнıсть розмıрıв ı тому, що обидва вони є двовалентними катıонами (обидва мають заряд +2), залıзо ı магнıй можуть легко замıнювати один одного в олıвıнı та багатьох ıнших мıнералах.

КОНФІГУРАЦІЇ ТЕТРАЕДРІВ:

Окрıм мусковıту, бıотиту та хлориту, ıснує багато ıнших листових силıкатıв (або фıлосилıкатıв), якı зазвичай ıснують у виглядı фрагментıврозмıром з глину (тобто менше 0,004 мм). До них вıдносяться глинистı мıнерали каолıнıт , ıлıт ı смектит , ı хоча їх важко вивчити через їх дуже малий розмıр, вони є надзвичайно важливими компонентами гıрських порıд ı особливо ґрунтıв.Іліт (KH3)(Al. Mg. Fe)2(Al. Si)4 O10 [(OH)2•H2 O]

Усı листовı силıкатнı мıнерали також мають у своїй структурı воду.

Тетраедри кремнезему скрıпленı в тривимıрних каркасах як у польових шпатах , так ı в кварцı . Це незалıзомагнıєвı мıнерали —вони не мıстять нı залıза, нı магнıю. Крıм кремнеземних тетраедрıв, польовı шпати мıстять катıони алюмıнıю, калıю, натрıю ı кальцıю в рıзних комбıнацıях. Кварц мıстить тıльки кремнеземнı тетраедри.

Трьома основними мıнералами польового шпату є калıєвий польовий шпат (вıн же К- польовий шпат або К-шпат) ı два типи плагıоклазового польового шпату: альбıт (тıльки натрıй) ı анортит (тıльки кальцıй). Як ı у випадку ıз залıзом ı магнıєм в олıвıнı, мıж альбıтом ı анортитом у плагıоклазı ıснує безперервний дıапазон складıв (ряд твердих розчинıв). Будь-який промıжний склад мıж Ca. Al2 Si3 O8 ı Na. Al. Si3 O8 може ıснувати/

Плагıоклазовı польовı шпати промıжного складу — олıгоклаз (вıд 10 до 30 % Ca), андезин (вıд 30 до 50 % Ca), лабрадорит (вıд 50 до 70 % Ca) ı бıтовнıт (вıд 70 до 90 % Ca). Лабрадорит

1. Назвіть відомі вам будівельні матеріали, наведіть приклади.2. Як різні добавки впливають на властивості скла?3. Поясніть, на яких властивостях скла, цементу, бетону ґрунтується їх використання.4. Для чого використовують силікатні матеріали?Закріпимо: