Chemie thuis

Cement

Cement is een hydraulisch bindmiddel waarvan de eigenschappen ervoor zorgen dat het uithardt wanneer het met water wordt gemengd. Het wordt gebruikt bij de productie van mortels en beton . Tot de ingrediënten in cement behoren elementen die veel voorkomen in de natuur, bijvoorbeeld calcium, silicium, aluminium, ijzer en zuurstof. De grondstoffen die bij de cementproductie worden gebruikt, zijn natuurlijke mineralen zoals kalksteen, mergelkalsteen, mergel en kleimineralen. Elk van hen is afkomstig uit dagbouwmijnen die zich meestal naast cementfabrieken bevinden. Het basisingrediënt van cement is cementklinker, en de winning en initiële verwerking van grondstoffen is een belangrijke technologische fase van het productieproces, omdat dit rechtstreeks van invloed is op het behoud van de consistente samenstelling en kwaliteit. De klinker is verantwoordelijk voor de bindende eigenschappen van cement. De grondstoffen voor het bakken van klinkers kunnen verschillende mengsels zijn, bijvoorbeeld:

• krijt 53,42%+ mergel 46,58%,
• kalksteen 88,69%+ schalie 10,06%+ ijzerhoudende leem 1,27%,
• kalksteen 87,23%+ schalie 5,01%+ ijzerhoudende leem 7,76%.

De basische oxiden waaruit de klinker bestaat zijn SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , Fe ₂ O ₃ . Tijdens het stookproces van de oven reageren deze oxiden onder invloed van hoge temperaturen met elkaar en vormen basische klinkermineralen, dwz:

• tricalciumsilicaat Ca ₃ SiO ₅ , de zogenaamde aliet met de technologische formule C ₃ S,
• dicalciumsilicaat Ca ₂ SiO ₄ , het zogenaamde belite C ₂ S,
• tricalciumaluminaat Ca ₃ Al ₂ O ₆ – C ₃ A,
• tetracalciumaluminaat Ca ₄ Al ₂ Fe ₂ O ₁₀ , het zogenaamde braunmilleriet C ₄ AF

De samenstelling van cement bepaalt het type: Portland-cement, een metallurgisch cement met toevoeging van slakken en puzzolaancement met toevoeging van puzzolaan. Portlandcement wordt verkregen door cementklinker met gips te malen in cementmolens. Portlandklinker bestaat uit 55–58%C ₃ S, 12–19%C ₂ S, 5–12%C ₃ A en 3–7%C ₄ AF. De toevoeging van gips reguleert de hardingstijd van het cement, omdat zonder de aanwezigheid van sulfaten tijdens de hydratatie de cementverharding vrijwel onmiddellijk na de toevoeging van water zou plaatsvinden. Bekijk het assortiment betonadditieven en hulpstoffen van de PCC Group. Zie ook: microsilica .

Mortier

Mortel is een mengsel dat goede bindingseigenschappen, hechting aan de ondergrond, sterkte, verwerkbaarheid en technische parameters moet hebben die passen bij de huidige behoeften, zoals vorstbestendigheid, wateropname en hittebescherming. Afhankelijk van het type bindmiddel dat in de mortelsamenstelling aanwezig is, wordt het onderverdeeld in cement, cementkalk, gips en gipskalk. Portlandcement wordt het vaakst gebruikt voor cementmortels, en het gebruik ervan omvat bouwmuren en funderingen, ondervloeren, ondervloeren voor vloeren, enz. Dergelijke mortels harden net zo gemakkelijk uit in water als in de open lucht. niet alleen in de lucht, maar ook Kalkmortels harden uit als gevolg van carbonisatie van calciumdeeltjes onder invloed van kooldioxide uit de atmosfeer. Gebluste kalk , een bestanddeel van deze mortel, reageert met CO ₂ -moleculen, waardoor een calciumcarbonaatmolecuul en een watermolecuul ontstaan. Vanwege het langzame verloop van dit proces wordt soms kunstmatig drogen met hete kooldioxidegassen gebruikt. Kalkmortel heeft goede warmte-isolerende eigenschappen, maar is niet erg goed bestand tegen weersomstandigheden en verslechtert snel. Cement-kalkmortels combineren de positieve eigenschappen van beide bovengenoemde typen. Ze harden snel uit en hebben een hoge sterkte en goede verwerkbaarheid. Gips- of gips-kalkmortels worden ook gebruikt, maar deze zijn niet erg goed bestand tegen vocht en worden meestal gebruikt voor het bepleisteren van muren en plafonds binnenshuis, het maken van afwerkingen en het bevestigen van tapijten.

Isolatie van huis

Het isolatiesysteem dient uit meerdere lagen te bestaan, te weten mortel of lijm, thermisch isolatiemateriaal, mechanisch bevestigingselement, verstevigingslaag, pleisterwerk, primer, gevelverf en vulmateriaal. Chemisch gezien bestaat de lijmmortel uit een mengsel van polymeer en cement. Thermische isolatiematerialen omvatten bijvoorbeeld polyurethaanschuimen (lees meer over spuitisolatie ), fenolschuimen en geëxtrudeerd polystyreen. Traditionele cement-kalkpleister bestaat uit cement, calcium, zand en water en de hechtingsverhogende grondmiddelen zijn kunstharsdispersies en korrels minerale vulstof, bijvoorbeeld kwarts of carbonaat. Bekijk het assortiment PIR thermische isolatiepanelen van de PCC Group.

Verven en vernissen

Tegenwoordig is een mooie kleur niet de enige indicator voor goede verf. De eisen van de klant worden steeds hoger: de verven moeten sneldrogend zijn, slijtvast en met slechts één laag een perfecte dekking bieden. Al deze kenmerken vereisen het gebruik van de juiste ingrediënten. De basisingrediënten van verven zijn:

• bindmiddelen die de vorming van een membraanvormende film op het geverfde oppervlak veroorzaken. Ze zijn verantwoordelijk voor eigenschappen als glans, duurzaamheid, hechting, weerstand tegen weersomstandigheden, sterkte en flexibiliteit. Synthetische of natuurlijke harsen, zoals polyurethaan , polyesters , silanen, epoxyharsen en oliën, worden het meest gebruikt als bindmiddel;
• verdunningsmiddelen , ontworpen om het polymeer op te lossen en de viscositeit ervan te verlagen. Deze stof moet tijdens het drogen gemakkelijk verdampen; bovendien heeft het invloed op de producttoepassing tijdens het verven. Er worden twee hoofdtypen verdunners gebruikt: water voor verf op waterbasis en een combinatie van organische oplosmiddelen voor verf op oliebasis. Dergelijke mengsels worden meestal gemaakt door aromatische verbindingen te combineren – xyleenderivaten, alcoholen en ketonen ;
• pigmenten hebben een vrij duidelijk effect: ze geven de juiste kleur. Zowel natuurlijke pigmenten, waaronder klei, silica, calciumcarbonaat en talk, als synthetische pigmenten zoals gecalcineerde klei, bariumsulfaat, neergeslagen calciumcarbonaat en pyrogene silica, worden gebruikt om kleur te geven. Sommige pigmenten fungeren ook als vulmiddel, dat wil zeggen relatief goedkope stoffen die zijn ontworpen om het volume van de verf te vergroten en de structuur ervan te versterken, terwijl de productiekosten worden verlaagd. Deze groep omvat diatomeeënaarde, talk, kalk, bariet en klei;
• modificatoren worden in kleine hoeveelheden toegevoegd en hebben een strikt gedefinieerde taak in de formulering. Ze kunnen verschillende eigenschappen van het eindproduct beïnvloeden, bijvoorbeeld de oppervlaktespanning, stabiliteit, schuim- of vriespunt.

Verven kunnen worden geclassificeerd op basis van hun bindmiddel:

• acryl, waarbij het bindmiddel een waterdispersie van acrylhars is;
• latex, waarbij het bindmiddel rubber is;
• vinyl, waarbij het bindmiddel polyacetaat of polyvinylchloride is;
• lijm, waarbij het bindmiddel plantaardige of dierlijke lijm is;
• silicaat, waarbij het bindmiddel kaliumwaterglas is;
• siliconen, waarbij het bindmiddel siliconenhars is.

In tegenstelling tot verf is vernis gemaakt van hard en lineair polymeer. Het is ontworpen om een ​​transparante of gekleurde coating te creëren voor decoratieve of beschermende doeleinden. De laag moet mechanische schade en het binnendringen van vocht voorkomen. Ze worden ingedeeld in twee groepen: vernissen op oplosmiddelbasis en vernissen op waterbasis. Polyurethaan, nitrocellulosehars, drogende oliën, natuurlijke en synthetische harsen kunnen worden gebruikt tijdens het productieproces van de oplosmiddelhoudende vernissen. Wateroplosbare vernissen worden daarentegen geproduceerd met behulp van acryl, polyurethaan op waterbasis en hun mengsels.

Glas

Een amorfe stof met mechanische eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van een vaste stof, gevormd als gevolg van onderkoeling van gesmolten grondstoffen, voornamelijk mineralen en andere anorganische verbindingen, zonder kristallisatie van componenten. Door het gebrek aan ruimtelijke ordening van de structuur lijkt glas op een vloeistof, maar door zijn stijfheid en kwetsbaarheid komt het dichter bij een vaste stof. De glasachtige toestand waarin glas voorkomt is thermodynamisch instabiel. De grondstoffen die worden gebruikt bij de glasproductie zijn:

• glaszand (kwarts) – bron van silica SiO ₂
• frisdrank, een bron van basische metaaloxiden, voornamelijk Na ₂ O
• kalksteen CaCO ₃ , magnesiet MgCO ₃ , dolomiet CaCO ₃ MgCO ₃ , de bron van calcium- en magnesiumoxiden
• borax – bron van booroxide B ₂ O ₃
• natrium-kaliumveldspaten die aluminiumoxide bevatten
• titaandioxide TiO ₂ en zirkoniumdioxide ZrO ₂

Bij de productie van glas worden ook grondstoffen gebruikt die pigmenten bevatten, zoals:

• koperoxide Cu ₂ O om blauwe en groene kleuren te verkrijgen
• ijzeroxiden – geel, amber, blauwgroen, afhankelijk van de mate van ijzeroxidatie
• kobaltverbindingen – blauw
• goudverbindingen – van roze tot paars

Daarnaast worden soms dekoloniserende verbindingen gebruikt om het smelten of klaren van de glasmassa te versnellen.

Chemische energie

Voorwerpen als batterijen, maar ook de potplanten in huis zijn voorbeelden van alledaagse, gewone chemische reacties. Chemische energie kan als gevolg van een chemische reactie worden omgezet in een andere energie. De bovengenoemde batterijen zijn eigenlijk elektrochemische cellen waarbij de overgang van ionen tussen de elektroden elektriciteit opwekt. Aan de andere kant ondergaan planten het proces van fotosynthese, waarbij de invloed van een energiebron, dat wil zeggen zonnestraling, koolstofdioxide omzet in zuurstof. Bij het verbranden van bijvoorbeeld hout in een open haard komt ook chemische energie vrij, in de vorm van warmte. Lees meer: ​​hoe worden batterijen vervaardigd?

Het internet en de chemie

Het lijkt erop dat het fysiek moeilijk is om internet en chemie te gebruiken. Men moet echter nadenken over de ecologische voetafdruk , die de afgelopen jaren een onderwerp van intense discussie is geworden. Het blijkt dat het mondiale netwerk enorme hoeveelheden gassen uitstoot, zoals kooldioxide, methaan, lachgas en andere broeikasgassen. Servers, datacenters, switches en routers hebben de grootste impact, al neemt het gebruik ervan af als gevolg van de vervanging van analoge technologieën door glasvezel . Tegenwoordig worden gefabriceerde optische vezels gemaakt van glasvezels en kunststoffen , bijvoorbeeld siliciumtetrachloride .