2. Силікатні товари. Скло та скляні вироби

1. Загальні відомості

Силікатні вироби – це посуд зі скла та будівельні вироби на основі вапна і кварцового піску. Виробництво силікатних виробів полягає у приготуванні вапнянокремної суміші, формуванні з неї виробів (пресуванням, вібруванням) і подальшій обробці їх насиченою парою в автоклавах. До найпоширеніших силікатних виробів відносять силікатну цеглу, стінові камені, блоки і панелі, плити покриття і перекриттів з конструктивного і конструктивно-теплоізоляційного силікатного бетону, тепло- і звукоізоляційні плити з піно- і газосилікату та ін. Крім вапна і кварцового піску, для виготовлення силікатних виробів використовують відвальні металургійні шлаки та ін.

Виробництво скла базується на використанні силікатів. Силікати – це сполуки двоокису кремнію з оксидами інших хімічних елементів. Основою їхньої будови є тетраедри SiO₄, що можуть бути ізольованими, здвоєними, з’єднаними в ланцюги, стрічки, кулі, каркаси, а також їхні комбінації. Силікати дуже поширені на Землі. Вони становлять понад 80% маси оболонки Землі (земної кори і її мантії). Силікати становлять понад 90% маси гірських порід Місяця. На земній кулі до силікатів належать: польові шпати, олівін (мінерал змінного хімічного складу – (Мg, Fе)₂SiO₄; оливково-зеленого, жовтувато-зеленого кольорів, іноді безбарвний; використовується у виробництві вогнетривких матеріалів); хризоліт – як дорогоцінне каміння; буває природним або штучним; піроксени (група мінералів, які найчастіше використовуються в ювелірній справі); амфіболи (група породо-утворювальних мінералів, тобто кремнекисневих сполук магнію, заліза, кальцію, іноді – алюмінію і лугів; використовується як виробний та облицювальний камінь) і слюди, які використовують в електро- і радіотехніці. Вони є породоутворювальними мінералами гранітів, базальтів та інших гірських порід.

Силікати використовують як будівельні матеріали та сировину для виготовлення будівельних і вогнетривких матеріалів, керамічних виробів тощо. Деякі забарвлені силікати використовують як дорогоцінне каміння та виробне каміння. В Україні родовища виробного каміння є на Донбасі, в Карпатах, у Криму та в інших регіонах. Це нефрит, лазурит, содаліт, родоніт, малахіт, авантюрин, рожевий кварц, агат, яшма, іризуючий лабрадорит, везувіан, кам’яна сіль, гіпс, мармур, ангідрит та ін. Кращі зразки агату, янтарю та деяких мінералів є дорогоцінним камінням.

Скло в природі зустрічалося задовго до спроб змінити його склад, надати форму або використовувати для продажу мільйонам споживачів, що насолоджуються виробами зі скла до цих пір. Воно виникає під час плавлення звичайних елементів земної кори. Наприклад природний обсидіан утворився в результаті активної вулканічної діяльності з розплаву оксидів, що перетворилися при швидкому охолоджуванні на повітрі в склоподібне тіло.

Технологія скла еволюціонувала впродовж 6000 років, а окремі технології мають дуже довгу історію. Не відома точна дата появи першого синтетичного скла, але сама подія овіяна легендами. Так, фаянс був отриманий єгиптянами, які формували статуетки з піску – найбільш поширеного склоутворювального оксиду. Потім статуетки покривали природною кристалічною содою – відкладеннями річки Ніл, що складалися переважно з карбонату кальцію, кальцинованої соди, солі і окислів міді. В результаті дифузії СаО у пісок і подальшої їхньої взаємодії з піском при нагріванні на поверхні виробу утворювався шар скляної глазурі. Блакитного забарвлення виробу надавала присутність окису міді.

Згідно з одним із визначень минулого століття, «скло є неорганічною речовиною, стан якої нагадує рідкий стан речовини, і в результаті оборотної зміни в’язкості під час охолодження здатне стати досить в’язким, аби використовуватися в побуті як тверда речовина». Американське наукове товариство з випробування матеріалів визначає скло як «неорганічний продукт плавлення, який, охолоджуючись без кристалізації, стає міцним твердим тілом». Склоподібний стан властивий як органічним, так і неорганічним матеріалам, якщо вони набувають некристалічної структури.

Важливим досягненням у технології виробництва скла стало використання склодувної трубки, яка вперше була застосована близько 100-ого року до нашої ери. З того часу технологія виготовлення скла стала розвиватися бурхливими темпами (рис. 2.1).

а) б)

Рис. 2.1. Склодувні трубки: а) – ХVІІІ століття; б) – сучасний вигляд

Спочатку отримували кольорове скло, забарвлене за рахунок присутності різних домішок, таких, як оксиди заліза або хрому. Абсолютно безбарвне скло вперше отримали близько 1500 років тому. До цього часу відноситься розвиток скляної справи в Римі, звідки вона поширилася у багато країн Європи.

Художніми виробами зі скла прославилася Венеція. Тут виробництво скла істотно вдосконалилося. У ХІІІ столітті численні заводи з виготовлення виробів зі скла перемістилися з Венеції на сусідній острів Мурано. Італійський Мурано до теперішнього часу – центр виготовлення штучних виробів із скла вручну (рис. 2.2).

а) б)

Рис. 2.2. Муранське скло: а) острів Мурано; б) типовий візерунок

У ХVІ столітті скло вже виробляли у всій Європі. Зараз широко відоме своєю непідробленою красою богемське скло (рис. 2.3), що випускається в Республіці Чехія. На англійських та ірландських заводах виробляють високоякісний кришталевий столовий посуд зі скла з високим вмістом свинцю. Іншою країною виробництва художнього кришталю стала Швеція.

Рис. 2.3. Богемське скло

У Північній Америці перше виробництво скла було різновидом скляної фабрики. Англійські поселенці почали виробляти скло на початку ХVІІ століття в Джеймстауні, штат Вірджинія.

У наш час скло виробляють у багатьох країнах світу. В більшості випадків вироби зі скла отримують на автоматичних технологічних лініях.

Скляна промисловість складається з окремих сегментів, що включають ринок листового скла, скляного посуду, склотари, виробництво оптичного скла і сегмент ринку скла для наукових цілей.

У виробництві оптичного скла і скла для наукових цілей спостерігається тенденція до об’єднання, і в більшості країн воно сконцентроване в руках одного або двох постачальників. Ці виробництва відрізняються значно меншими об’ємами в порівнянні з секторами споживчого ринку. Кожен із вказаних секторів розвивався за рахунок багатолітнього фінансування спеціальних галузей скляної промисловості або вдосконалення технології.

Виробництво склотари, наприклад, почалося на початку ХХ століття зі створення високошвидкісних машин для виготовлення пляшок. Виробники склотари в Україні подані у табл. 2.1.

Таблиця 2.1

Підприємства-виробники склотари в Україні

ЗАТ «Консюмерс-Скло-Зоря» с. Зоря, Рівненський район, Рівненська обл.	Пляшки та банки з прозорого скла
ПАТ «Костопільський завод скловиробів» м. Костопіль, Рівненська обл.	Склотара для слабоалкогольних напоїв та безалкогольних напоїв, тара парфумерна та консервна, горілчана пляшка
ВАТ «Рокитнівський скляний завод» смт. Рокитне, Рівненська обл.	Пляшки із зеленого та прозорого скла
ВАТ «Сімферопольський склотарний завод»	Пляшки з безкольорового скла
ВАТ «Ветропак – Гостомельський склозавод»	Горілчані, пивні, винні пляшки та медична тара
ВАТ «Індустріальна скляна компанія»	Банка від 0,25 до 3 л
ТОВ «Торгівельна компанія «Кристал» Донецька обл., м. Костянтинівка, вул. Шмідта, 3	Всі види пляшок із зеленого скла
ТОВ «Артемівський завод скловиробів», Донецька обл., м. Артемівськ	Пляшки, банки
ЗАТ «Київський склотарний завод»	Банки
ВАТ «Песковський завод скловиробів» с. Песковка, Бородянський район,	Пляшки, банки з безкольорового скла
ТОВ «Південноукраїнська скляна компанія» м. Одеса	Пляшки із зеленого скла

Виробництво листового скла почало розвиватися на початку 60-х років – одночасно із розробкою технології подібного скла. Споживчий ринок побутового скляного посуду включає чотири основні категорії: столовий посуд (включаючи столові прибори, чашки і кухлі); сортовий посуд; посуд для випічки (або посуд для використання в печі); посуд для теплової обробки.