Chimica a casa

Cemento

Il cemento è un legante idraulico le cui proprietà lo fanno indurire se miscelato con acqua. Viene utilizzato nella produzione di malte e calcestruzzi . Gli ingredienti del cemento includono elementi comuni in natura, ad esempio calcio, silicio, alluminio, ferro e ossigeno. Le materie prime utilizzate nella produzione del cemento sono minerali naturali come calcare, calcare marnoso, marna e minerali argillosi. Ciascuno di essi proviene da miniere a cielo aperto che molto spesso si trovano accanto a cementifici. L’ingrediente base del cemento è il clinker di cemento e l’estrazione e la lavorazione iniziale delle materie prime rappresentano una fase tecnologica chiave del processo di produzione, poiché influiscono direttamente sul mantenimento della sua composizione e qualità costanti. Il clinker è responsabile delle proprietà leganti del cemento. Le materie prime per la cottura del clinker possono essere varie miscele, ad esempio:

• gesso 53,42%+ marna 46,58%,
• calcare 88,69%+ scisto 10,06%+ terriccio ferroso 1,27%,
• calcare 87,23%+ scisto 5,01%+ terriccio ferroso 7,76%.

Gli ossidi fondamentali che compongono il clinker sono SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , Fe ₂ O ₃ . Durante il processo di cottura in forno, questi ossidi reagiscono tra loro sotto l’influenza dell’alta temperatura per formare minerali basici di clinker, ovvero:

• silicato tricalcico Ca ₃ SiO ₅ , la cosiddetta alite con la formula tecnologica C ₃ S,
• silicato bicalcico Ca ₂ SiO ₄ , la cosiddetta belite C ₂ S,
• alluminato tricalcico Ca ₃ Al ₂ O ₆ – C ₃ A,
• alluminato di tetracalcio Ca ₄ Al ₂ Fe ₂ O ₁₀ , la cosiddetta braunmillerite C ₄ AF

La composizione del cemento ne definisce la tipologia: cemento Portland, un cemento metallurgico con aggiunta di scorie e cemento pozzolanico con aggiunta di pozzolana. Il cemento Portland si ottiene macinando il clinker di cemento con gesso nei cementifici. Il clinker Portland è composto da 55–58%C ₃ S, 12–19%C ₂ S, 5–12%C ₃ A e 3–7%C ₄ AF. L’aggiunta di gesso regola il tempo di presa del cemento, poiché senza la presenza di solfati durante l’idratazione l’indurimento del cemento procederebbe quasi immediatamente dopo l’aggiunta dell’acqua. Scopri la gamma di additivi e additivi per calcestruzzo del Gruppo PCC. Vedi anche: microsilice .

Mortaio

La malta è una miscela che deve possedere buone proprietà leganti, adesione al supporto, resistenza meccanica, lavorabilità e parametri tecnici adeguati alle attuali esigenze, quali resistenza al gelo, assorbimento d’acqua e protezione dal calore. A seconda del tipo di legante presente nella composizione della malta, questa si divide in cemento, cemento-calce, gesso e gesso-calce. Il cemento Portland viene spesso utilizzato per malte cementizie e il loro utilizzo comprende la costruzione di muri e fondazioni, sottofondi, sottofondi per pavimenti, ecc. Tali malte si induriscono in acqua con la stessa facilità con cui lo fanno all’aria aperta. non solo nell’aria, ma anche le malte di calce induriscono a causa della carbonizzazione delle particelle di calcio sotto l’influenza dell’anidride carbonica dell’atmosfera. La calce spenta , che è un componente di questa malta, reagisce con le molecole di CO ₂ , formando una molecola di carbonato di calcio e una molecola di acqua. A causa del lento svolgimento di questo processo, talvolta viene utilizzata l’essiccazione artificiale con gas caldi di anidride carbonica. La malta di calce ha buone proprietà termoisolanti, ma è poco resistente agli agenti atmosferici e si deteriora rapidamente. Le malte bastarde uniscono le caratteristiche positive di entrambe le tipologie sopra citate. Induriscono rapidamente e hanno un’elevata resistenza e una buona lavorabilità. Vengono utilizzate anche malte di gesso o gesso-calce, ma non sono molto resistenti all’umidità e vengono solitamente utilizzate per intonacare pareti e soffitti in interni, realizzare finiture e fissare moquette.

Isolamento della casa

Il sistema isolante dovrebbe essere costituito da più strati, ovvero malta o adesivo, materiale isolante termico, elemento di fissaggio meccanico, strato di rinforzo, intonaco, primer, pittura per facciate e materiale di riempimento. Chimicamente la malta adesiva è costituita da una miscela di polimero e cemento. I materiali per l’isolamento termico includono, ad esempio, schiume poliuretaniche (maggiori informazioni sull’isolamento spray ), schiume fenoliche e polistirene estruso. L’intonaco cementizio tradizionale è costituito da cemento, calcio, sabbia e acqua, mentre gli agenti di primer che aumentano l’adesione sono dispersioni di resine sintetiche e granuli di carica minerale, ad esempio quarzo o carbonato. Scopri la gamma di pannelli termoisolanti PIR del Gruppo PCC.

Pitture e vernici

Al giorno d’oggi, un bel colore non è l’unico indicatore di una buona vernice. Le richieste dei clienti sono in aumento: le vernici devono essere ad asciugatura rapida, resistenti all’abrasione e fornire una copertura perfetta con una sola mano. Tutte queste caratteristiche richiedono l’utilizzo di ingredienti adeguati. Gli ingredienti base delle vernici sono:

• leganti che provocano la formazione di una pellicola membranacea sulla superficie verniciata. Sono responsabili di proprietà quali lucentezza, durata, adesione, resistenza alle condizioni atmosferiche, resistenza e flessibilità. Le resine sintetiche o naturali, come poliuretani , poliesteri , silani, resine epossidiche e oli, sono più comunemente utilizzate come leganti;
• diluenti , progettati per sciogliere il polimero e abbassarne la viscosità. Questa sostanza deve evaporare facilmente durante l’essiccazione; inoltre incide sull’applicazione del prodotto in fase di verniciatura. Vengono utilizzati due tipi principali di diluenti: l’acqua per le vernici a base d’acqua e una combinazione di solventi organici per le vernici a base di olio. Tali miscele vengono spesso create combinando composti aromatici: derivati ​​dello xilene, alcoli e chetoni ;
• i pigmenti hanno un effetto piuttosto evidente: danno il colore giusto. Per dare colore vengono utilizzati sia pigmenti naturali, tra cui argille, silici, carbonato di calcio e talchi, sia pigmenti sintetici come argille calcinate, solfato di bario, carbonato di calcio precipitato e silici pirogeniche. Alcuni pigmenti fungono anche da riempitivi, cioè sostanze relativamente economiche progettate per aumentare il volume della vernice e rafforzarne la struttura, riducendo allo stesso tempo i costi di produzione. Questo gruppo comprende farina fossile, talco, calce, barite e argilla;
• i modificatori vengono aggiunti in piccole quantità e hanno un compito rigorosamente definito nella formulazione. Possono influenzare diverse proprietà del prodotto finito, ad esempio la tensione superficiale, la stabilità, la formazione di schiuma o il punto di congelamento.

Le vernici possono essere classificate in base al loro legante:

• acrilico, dove il legante è una dispersione acquosa di resina acrilica;
• lattice, dove il legante è gomma;
• vinile, dove il legante è poliacetato o cloruro di polivinile;
• colla, dove il legante è colla vegetale o animale;
• silicato, dove il legante è vetro solubile di potassio;
• silicone, dove il legante è resina siliconica.

A differenza della vernice, la vernice è composta da un polimero duro e lineare. È progettato per creare un rivestimento trasparente o colorato a scopo decorativo o protettivo. Il suo strato dovrebbe prevenire danni meccanici e penetrazione dell’umidità. Sono classificati in due gruppi: vernici a solvente e vernici a base acqua. Durante il processo di produzione delle vernici a solvente possono essere utilizzati poliuretano, resina nitrocellulosica, oli essiccanti, resine naturali e sintetiche. Le vernici idrosolubili, invece, vengono prodotte utilizzando acrilici, poliuretanici a base acqua e loro miscele.

Bicchiere

Sostanza amorfa con proprietà meccaniche simili a un solido, formata a seguito del sottoraffreddamento di materie prime fuse, principalmente minerali e altri composti inorganici, senza cristallizzazione dei componenti. A causa della mancanza di disposizione spaziale della struttura, il vetro è simile a un liquido, ma la sua rigidità e fragilità lo avvicinano a un solido. Lo stato vetroso in cui si trova il vetro è termodinamicamente instabile. Le materie prime utilizzate nella produzione del vetro sono:

• sabbia di vetro (quarzo) – fonte di silice SiO ₂
• soda, che è una fonte di ossidi metallici di base, principalmente Na ₂ O
• calcari CaCO ₃ , magnesite MgCO ₃ , dolomiti CaCO ₃ MgCO ₃ , che sono la fonte di ossidi di calcio e magnesio
• borace – fonte di ossido di boro B ₂ O ₃
• feldspati sodio-potassio contenenti ossido di alluminio
• biossido di titanio TiO ₂ e biossido di zirconio ZrO ₂

Durante la produzione del vetro vengono utilizzate anche materie prime contenenti pigmenti come:

• ossido di rame Cu ₂ O per ottenere i colori blu e verde
• ossidi di ferro – giallo, ambra, blu-verde a seconda del grado di ossidazione del ferro
• composti di cobalto – blu
• composti dell’oro – dal rosa al viola

Oltre a ciò, i composti decolonizzanti vengono talvolta utilizzati per accelerare la fusione o la chiarificazione della massa vetrosa.

Energia chimica

Oggetti come le batterie, ma anche le piante in vaso della tua casa, sono esempi di reazioni chimiche ordinarie e quotidiane. L’energia chimica può essere trasformata in un’altra energia a seguito di una reazione chimica. Le batterie sopra menzionate sono in realtà celle elettrochimiche dove la transizione degli ioni tra gli elettrodi genera elettricità. Le piante, invece, subiscono il processo di fotosintesi, durante il quale l’influenza di una fonte di energia, cioè la radiazione solare, trasforma l’anidride carbonica in ossigeno. La combustione, ad esempio, della legna in un caminetto, libera anche energia chimica, sotto forma di calore. Per saperne di più: come vengono prodotte le batterie?

Internet e la chimica

Sembra che sia difficile fisicamente Internet e la chimica. Tuttavia, bisognerebbe pensare all’impronta di carbonio , che negli ultimi anni è diventata argomento di intenso dibattito. Si scopre che la rete globale emette enormi quantità di gas come anidride carbonica, metano, protossido di azoto e altri gas serra. Server, data center, switch e router hanno l’impatto maggiore, anche se il loro utilizzo sta diminuendo a causa della sostituzione delle tecnologie analogiche con la fibra ottica . Oggi, le fibre ottiche prodotte sono costituite da fibre di vetro e plastica , ad esempio tetracloruro di silicio .