집에서의 화학

시멘트

시멘트는 물과 섞이면 굳어지는 특성을 지닌 수경성 바인더입니다. 이는 모르타르와 콘크리트 생산에 사용됩니다. 시멘트의 성분에는 칼슘, 규소, 알루미늄, 철, 산소 등 자연에서 흔히 볼 수 있는 원소가 포함됩니다. 시멘트 생산에 사용되는 원료는 석회석, 말리 석회석, 이회석 및 점토 광물과 같은 천연 광물입니다. 이들 각각은 대부분 시멘트 공장 옆에 위치한 노천 광산에서 공급됩니다. 시멘트의 기본 성분은 시멘트 클링커이며, 원료의 추출 및 초기 가공은 일관된 구성과 품질 유지에 직접적인 영향을 미치기 때문에 제조 공정의 핵심 기술 단계입니다. 클링커는 시멘트의 결합 특성을 담당합니다. 클링커 소성을 위한 원료는 다양한 혼합물이 될 수 있습니다. 예:

• 초크 53.42%+ 말 46.58%,
• 석회석 88.69%+ 셰일 10.06%+ 철함유양토 1.27%,
• 석회석 87.23%+ 셰일 5.01%+ 철 함유 양토 7.76%.

클링커를 구성하는 기본 산화물은 SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , Fe ₂ O ₃ 입니다. 가마 소성 과정에서 이러한 산화물은 고온의 영향으로 서로 반응하여 기본 클링커 광물을 형성합니다. 즉, 다음과 같습니다.

• 규산삼칼슘 Ca ₃ SiO ₅ , 기술 공식 C ₃ S를 갖는 소위 알라이트,
• 규산이칼슘 Ca ₂ SiO ₄ , 소위 벨라이트 C ₂ S,
• 알루민산3칼슘 Ca ₃ Al ₂ O ₆ – C ₃ A,
• 테트라칼슘 알루미네이트 Ca ₄ Al ₂ Fe ₂ O ₁₀ , 소위 브라운밀러라이트 C ₄ AF

시멘트의 조성에 따라 그 유형이 정의됩니다. 포틀랜드 시멘트, 슬래그가 첨가된 야금 시멘트, 포졸란이 첨가된 포졸란 시멘트입니다. 포틀랜드 시멘트는 시멘트 공장에서 시멘트 클링커를 석고와 함께 분쇄하여 얻습니다. 포틀랜드 클링커는 55~58%C ₃ S, 12~19%C ₂ S, 5~12%C ₃ A 및 3~7%C ₄ AF로 구성됩니다. 석고 첨가는 시멘트 응결 시간을 조절하는데, 그 이유는 수화 동안 황산염이 존재하지 않으면 물 첨가 직후 시멘트 경화가 진행되기 때문입니다. PCC 그룹의 다양한 콘크리트 첨가제 및 혼화제를 확인하세요. 참조: 마이크로실리카 .

박격포

모르타르는 우수한 결합성, 기질에 대한 접착성, 강도, 작업성 및 내한성, 수분 흡수 및 열 보호와 같은 현재 요구 사항에 적합한 기술 매개 변수를 가져야 하는 혼합물입니다. 모르타르 조성물에 존재하는 결합제의 유형에 따라 시멘트, 시멘트 석회, 석고 및 석고 석회로 구분됩니다. 포틀랜드 시멘트는 시멘트 모르타르에 가장 많이 사용되며 건물 벽과 기초, 밑깔개, 바닥 밑깔개 등에 사용됩니다. 이러한 모르타르는 야외에서처럼 물에서도 쉽게 경화됩니다. 공기 중에서뿐만 아니라 석회 모르타르도 대기 중 이산화탄소의 영향으로 칼슘 입자가 탄화되어 경화됩니다. 이 모르타르의 성분인 소석회 는 CO ₂ 분자와 반응하여 탄산칼슘 분자와 물 분자를 생성합니다. 이 과정의 느린 과정으로 인해 때때로 뜨거운 이산화탄소 가스를 이용한 인공 건조가 사용됩니다. 석회 모르타르는 단열성이 우수하지만 기상 조건에 대한 저항력이 약하고 빨리 열화됩니다. 시멘트 석회 모르타르는 위에서 언급한 두 가지 유형의 긍정적인 특징을 결합합니다. 경화가 빠르고 강도가 높으며 작업성이 좋습니다. 석고 또는 석고-석회 모르타르도 사용되지만 습기에 별로 강하지 않으며 일반적으로 실내의 벽과 천장을 석고로 만들고 마감재를 만들고 카펫을 고정하는 데 사용됩니다.

주택 단열

단열 시스템은 모르타르 또는 접착제, 단열재, 기계적 고정 요소, 강화층, 석고, 프라이머, 외관 페인트 및 충전재 등 여러 층으로 구성되어야 합니다. 화학적으로 접착 모르타르는 폴리머와 시멘트의 혼합물로 구성됩니다. 단열재에는 폴리우레탄 폼( 스프레이 단열재 에 대해 자세히 알아보기), 페놀 폼 및 압출 폴리스티렌이 포함됩니다. 전통적인 시멘트-석회 석고는 시멘트, 칼슘, 모래 및 물로 구성되며 접착력을 높이는 프라이밍제는 합성수지 분산액과 광물 충전재 입자(예: 석영 또는 탄산염)입니다. PCC 그룹의 PIR 단열 패널 제품군을 확인하세요.

페인트 및 바니시

요즘에는 좋은 색상이 좋은 페인트의 유일한 지표는 아닙니다. 고객 요구가 증가하고 있습니다. 페인트는 속건성, 내마모성, 단 한 번의 코팅으로 완벽한 커버를 제공해야 합니다. 이러한 모든 기능에는 적절한 재료를 사용해야 합니다. 페인트의 기본 성분은 다음과 같습니다.

• 도장된 표면에 막 형성 필름을 형성시키는 결합제 입니다. 그들은 광택, 내구성, 접착력, 기후 조건에 대한 저항성, 강도 및 유연성과 같은 특성을 담당합니다. 폴리우레탄 , 폴리에스테르 , 실란, 에폭시 수지 및 오일과 같은 합성 또는 천연 수지가 바인더로 가장 일반적으로 사용됩니다.
• 희석제 , 폴리머를 용해하고 점도를 낮추도록 고안되었습니다. 이 물질은 건조 중에 쉽게 증발해야 합니다. 또한 도장 중 제품 적용에 영향을 미칩니다. 희석제는 크게 두 가지 유형, 즉 수성 페인트에는 물을 사용하고 유성 페인트에는 유기 용제를 혼합하여 사용합니다. 이러한 혼합물은 자일렌 유도체, 알코올 및 케톤 과 같은 방향족 화합물을 결합하여 가장 자주 생성됩니다.
• 안료는 다소 분명한 효과를 가지고 있습니다. 즉, 올바른 색상을 제공합니다. 점토, 실리카, 탄산칼슘, 활석 등의 천연 색소와 소성 점토, 황산바륨, 침강성 탄산칼슘, 발열성 실리카 등의 합성 색소가 색상을 표현하는 데 사용됩니다. 일부 안료는 충전제 역할도 합니다. 즉, 페인트의 부피를 늘리고 구조를 강화하는 동시에 제조 비용을 낮추도록 고안된 상대적으로 저렴한 물질입니다. 이 그룹에는 규조토, 활석, 석회, 중정석 및 점토가 포함됩니다.
• 수정자는 소량으로 추가되며 공식화에서 엄격하게 정의된 작업을 갖습니다. 이는 표면 장력, 안정성, 거품 발생 또는 어는점 등 완제품의 다양한 특성에 영향을 미칠 수 있습니다.

페인트는 바인더에 따라 분류할 수 있습니다.

• 결합제가 아크릴 수지의 수분산체인 아크릴;
• 바인더가 고무인 라텍스;
• 결합제가 폴리아세테이트 또는 폴리염화비닐인 비닐;
• 접착제(결합제가 식물성 또는 동물성 접착제인 경우);
• 결합제가 칼륨 물유리인 규산염;
• 실리콘, 여기서 바인더는 실리콘 수지입니다.

페인트와 달리 바니시는 단단한 선형 폴리머로 만들어집니다. 장식 또는 보호 목적으로 투명하거나 유색 코팅을 생성하도록 설계되었습니다. 그 층은 기계적 손상과 습기 침투를 방지해야 합니다. 이들은 용제형 바니시와 수성 바니시라는 두 그룹으로 분류됩니다. 용제형 바니시의 제조 과정 에서 폴리우레탄, 니트로셀룰로오스 수지, 건성유, 천연 및 합성 수지를 사용할 수 있습니다. 반면, 수용성 바니시는 아크릴, 수성 폴리우레탄 및 그 혼합물을 사용하여 생산됩니다.

유리

구성요소의 결정화 없이 주로 광물 및 기타 무기 화합물과 같은 용융된 원료의 과냉각 결과로 형성된 고체와 유사한 기계적 특성을 갖는 비정질 물질입니다. 구조의 공간적 배치가 부족하기 때문에 유리는 액체와 유사하지만 강성과 취약성으로 인해 고체에 더 가까워집니다. 유리가 발생하는 유리 상태는 열역학적으로 불안정합니다. 유리 생산에 사용되는 원료는 다음과 같습니다.

• 유리 모래(석영) – 실리카 SiO ₂ 공급원
• 기본 금속 산화물(주로 Na ₂ O)의 공급원인 소다
• 석회석 CaCO ₃ , 마그네사이트 MgCO ₃ , 백운석 CaCO ₃ MgCO ₃ (칼슘 및 산화마그네슘의 공급원)
• 붕사 – 산화붕소 B ₂ O ₃ 의 공급원
• 산화알루미늄을 함유한 나트륨-칼륨 장석
• 이산화티타늄 TiO ₂ 및 이산화지르코늄 ZrO ₂

유리 생산 과정에서 다음과 같은 안료를 함유한 원료도 사용됩니다.

• 청색과 녹색을 얻기 위한 산화구리 Cu ₂ O
• 산화철 – 산화철의 정도에 따라 노란색, 호박색, 청록색
• 코발트 화합물 – 파란색
• 금 화합물 – 분홍색에서 보라색까지

그 외에도, 탈집락화 화합물은 때때로 유리 덩어리의 용융 또는 정화를 가속화하는 데 사용됩니다.

화학 에너지

배터리와 같은 품목뿐만 아니라 집에 있는 화분도 일상적이고 일반적인 화학 반응의 예입니다. 화학 에너지는 화학 반응의 결과로 다른 에너지로 변환될 수 있습니다. 위에서 언급한 배터리는 실제로 전극 사이의 이온 전이가 전기를 생성하는 전기화학 전지입니다. 반면, 식물은 광합성 과정을 거치는데, 이 과정에서 에너지원, 즉 태양 복사의 영향으로 이산화탄소가 산소로 변환됩니다. 예를 들어 벽난로에서 장작을 태우는 경우에도 열의 형태로 화학 에너지가 방출됩니다. 더 읽어보기: 배터리는 어떻게 제조되나요?

인터넷과 화학

인터넷과 화학이 물리적으로 어려운 것 같습니다. 하지만 최근 몇 년간 뜨거운 논의의 주제가 되고 있는 탄소발자국 에 대해서는 생각해 볼 필요가 있다. 글로벌 네트워크는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소 및 기타 온실가스 등 엄청난 양의 가스를 배출하는 것으로 나타났습니다. 서버, 데이터 센터, 스위치 및 라우터는 아날로그 기술을 광섬유 로 대체한 결과로 그 사용이 감소하고 있지만 가장 큰 영향을 미칩니다. 오늘날 제조된 광섬유는 유리 섬유와 사염화규소 등의 플라스틱 으로 만들어집니다.