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硅酸盐工业
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7月18日
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一、 知识点
水泥、玻璃的主要成分和生产普通玻璃的化学反应原理。
以含硅物质为原料，经过加热制成硅酸盐产品的工业，如制造水泥、玻璃、陶瓷等产品的工业，叫做硅酸
盐工业。
1. 水泥
水泥是一种重要的建筑材料，制造水泥的主要原料是石灰石、粘土（铝硅酸盐）、铁矿石和石膏。
生产水泥时，将石灰石和粘土及其它辅料按一定比率混合，磨细得生料。将生料装入水泥窑，加热。
100°C时，生料中的水分蒸发。
600°C时，粘土脱水，块状的生料碎成粉料。
900°C时，CaCO3分解，生成的CaO和粘土组分中的SiO2和Al2O3开始发生固态反应。
1400°C时，窑内的物料部分熔化，生成的3 CaO·SiO2以微小的结晶析出，冷却后成为硬块，叫做熟料。再加
入适量的石膏，磨成细粉，就得到水泥，这种水泥叫普通硅酸盐水泥。它的主要成分有：
硅酸三钙：3 CaO·SiO2
硅酸二钙：2 CaO·SiO2
铝酸三钙：3 CaO·Al2O3
水泥是上述主要成分的混合物。水泥具有水硬性，在使用时，加水拌和，石膏与水泥中的硅酸三钙、铝酸
三钙在水的作用下，凝成凝胶状物质，这个过程发生在水泥颗粒表面，靠水分子通过已生成的胶状物的扩
散来继续，是一个缓慢的过程。在此过程中水泥具有可塑性，过一段时间，渐渐变结实，失去可塑性变
硬。这个过程在空气中还是在水中都可以发生，因此也适用于水下工程的建筑材料。
与水泥有关的几个概念如下：
（1） 矿渣硅酸盐水泥：水泥熟料中加入一定的高炉矿渣。
（2） 沸石岩水泥：水泥熟料中掺入一定量的沸石岩。
（3） 水泥沙浆：水泥、沙子和水的混合物，用作粘合剂。
（4） 混凝土：水泥、沙子和碎石按一定比例的混和物硬化后。
（5） 钢筋混凝土：用钢筋作结构，用混凝土建造建筑物。
2. 玻璃
制造普通玻璃的主要原料是纯碱（Na2CO3）、石灰石（CaCO3）和石英（SiO2）。
生产玻璃时，将原料粉碎，按适当比率混合后，放入玻璃熔炉里，加强热。主要发生了如下反应：
在原料里，石英用量较多，普通玻璃是 熔化在一起所得到的物质。玻璃是混合
物，没有固定的熔点，而是在某一温度范围内逐渐软化。这种物质不是晶体，称作玻璃态物质。从小范围
来看，它有一定的晶型排列，从整体来看，却像无定形物质那样无晶形的排列规律。
玻璃有很多种，除普通玻璃外，象耐酸、碱腐蚀、耐骤冷、骤热的硼酸盐玻璃；折光率强，用于制造光学
仪器的铅玻璃；加入某些金属氧化物的有色玻璃；将普通玻璃加热后急速冷却，得到不易破碎的钢化玻
璃；两层玻璃间夹一层弹性的透明材料的夹层"防弹玻璃"；夹层充入干燥空气的中空玻璃；还有用于制造大型反射式望远镜凹镜的微晶玻璃。
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