Câu hỏi về vật liệu xây dựng

Ngày nay, thủy tinh, gốm và xi măng là những vật liệu quan trọng trong xây dựng, sản xuất đồ gia dụng và thiết bị viễn thông…

• Thủy tinh được dùng làm kính cửa sổ, chai, hộp đựng thực phẩm hoặc đồ uống, bóng đèn…

• Thủy tinh là chất rắn vô định hình, có nhiệt độ nóng chảy xác định

• Gốm thông thường có tính dẫn điện, chịu nhiệt và chống mài mòn tốt, cứng và giòn, có từ tính…

• Trong các loại xi măng, xi măng Portland (OPC) là loại xi măng được sử dụng phổ biến nhất.

Xi măng Portland thông thường (OPC) được sản xuất theo quy trình

• Nguyên liệu thô gồm 80% đá vôi, 20% đất sét hoặc đá phiến sét

• Pha trộn nguyên liệu thô theo tỉ lệ bất kì

• Nung nóng hỗn hợp nguyên liệu ở khoảng 1450oC thu dược sản phẩm clinker

• Xi măng tạo thành được bơm bằng khí nén tới các kho để lưu trữ, đóng gói

Các quá trình vật lí và hóa học xảy ra bên trong lò nung sản xuất xi măng

• Ở nhiệt độ 20oC - 150oC: làm bay hơi các phân tử nước hấp phụ

• Ở nhiệt độ 100oC - 450oC: tách loại nước tạo thành các oxide như SiO2, Al2O3 và Fe2O3

• Ở 1100oC - 1300oC: tạo thành pha silicate thứ cấp

• Ở 1300oC - 1450oC: quá trình thiêu kết và các phản ứng xảy ra bên trong vật liệu nóng chảy.

Gốm có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất

• Các sản phẩm gốm truyền thống bao gồm: gạch, ngói, đồ sành, đồ sứ….

• Đồ gốm được sản xuất theo quy trình gồm 5 giai đoạn

• Thành phần hóa học chính của gốm gồm SiO2, Al2O3.

• Gốm được nung ở nhiệt độ cao nên trong gốm không thể có nước kết tinh.

Thủy tinh được dùng làm kính cửa sổ, chai, hộp đựng thực phẩm hoặc đồ uống, bóng đèn…

• Thủy tinh thông thường trong suốt, khó tạo hình, khả năng chịu lực và chịu nhiệt kém

• Thủy tinh thông thường có khoảng 75% SiO2

• Thủy tinh cường lực là một loại thủy tinh an toàn

• Thủy tinh lead oxide được dùng làm lăng kính quang phổ

Người phát minh ra xi măng Portland là J. Aspdin, người Anh. Năm 1824 ông đã được cấp bằng sáng chế cho một loại vật liệu được sản xuất từ hỗn hợp tổng hợp của đá vôi và đất sét. Vật liệu này được gọi là "xi măng Portland" vì giống với đá Portland.

• Xi măng tạo thành hỗn hợp sệt khi trộn với nước, có thể đông kết. cứng lại…

• Xi măng sau khi đóng rắn vẫn giữ được độ cứng và độ bền ngay cả dưới tác dụng của nước

• Xi măng tạo thành hỗn hợp vữa khi trộn với nước và cốt liệu mịn (ví dụ cát)

• Xi măng tạo thành bê tông khi trộn với nước, cát và sỏi (hay đá nhỏ)

Một loại thủy tinh chịu lực có thành phần theo khối lượng của các oxide như sau: 13% Na2O; 11,7% CaO và 75,3% SiO2.

• Công thức biểu diễn thành phần của loại thủy tinh này là Na2O.CaO.6SiO2

• Tỉ lệ tối giản của các oxide tương ứng là 1:1:3

• Để khắc chữ lên loại thủy tinh trên có thể dùng acid HF

• Thành phần chính của loại thủy tinht trên là Na2O

Để hòa tan 2,4 gam SiO2 có trong một loại thủy tinh cần dùng dung dịch HF 25%.

• Khối lương dung dịch HF cần dùng là 12,8 gam

• Khối lương dung dịch HF cần dùng là 6,4 gam

• 1mol SiO2 phản ứng tối đa với 4mol HF

• Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, mẫu thủy tinh tan hoàn toàn

Ngành công nghiệp silicate gồm các ngành sản xuất thủy tinh, xi măng, gốm, sứ…

• Gạch, ngói là sản phẩm của ngành sản xuất thủy tinh.

• Nguyên liệu chính được sử dụng trong ngành công nghiệp silicate là đất sét (thường là cao lanh), cát trắng và đá vôi.

• Đất sét chỉ có màu nâu

• Các vật dụng làm từ thủy tinh được tạo hình sản phẩm khi thủy tinh còn nóng.

Đồ gốm được tạo thành chủ yếu từ đất sét, gồm các khoáng chất silicate giàu oxide và hydroxide của silicon và aluminium.

• Đồ gốm được phân biệt: gốm xây dựng, gốm kĩ thuật và gốm dân dụng.

• Đồ sứ được tiến hành nung 2 lần: lần đầu ở 1300⁰C; sau đó tráng men và trang trí, nung lần thứ hai ở khoảng 1400-1450⁰C.

• Cao lanh là loại đất sét có thành phần chủ yếu Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O (kaolinite).

• Hầu hết đồ gốm Bát Tràng là đồ gốm sản xuất theo phương pháp thủ công, có cốt đầy, chắc, khá nặng và lớp men có màu vàng nâu