Evde kimya

Çimento

Çimento, özellikleri su ile karıştırıldığında sertleşmesine neden olan hidrolik bir bağlayıcıdır. Harç ve beton üretiminde kullanılır. Çimentodaki bileşenler arasında kalsiyum, silikon, alüminyum, demir ve oksijen gibi doğada yaygın olan elementler bulunur. Çimento üretiminde kullanılan hammaddeler kireçtaşı, marnlı kireçtaşı, marn ve kil mineralleri gibi doğal minerallerdir. Bunların her biri, çoğunlukla çimento fabrikalarının yanında bulunan açık ocaklardan elde ediliyor. Çimentonun temel bileşeni çimento klinkeridir ve hammaddelerin çıkarılması ve ilk işlenmesi, tutarlı bileşimin ve kalitenin korunmasını doğrudan etkilediği için üretim sürecinin önemli bir teknolojik aşamasıdır. Klinker, çimentonun bağlayıcı özelliklerinden sorumludur. Klinkerin pişirilmesine yönelik ham maddeler çeşitli karışımlar olabilir, örneğin:

• tebeşir %53,42 + marn %46,58,
• kireçtaşı %88,69 + şeyl %10,06 + demir içeren balçık %1,27,
• kireçtaşı %87,23 + şeyl %5,01 + demir içeren balçık %7,76.

Klinkeri oluşturan temel _{oksitler SiO2} , _Al2O3 , _{Fe2O3’tür .} Fırında pişirme işlemi sırasında bu oksitler, yüksek sıcaklığın etkisi altında birbirleriyle reaksiyona girerek temel klinker minerallerini oluştururlar, yani:

• trikalsiyum silikat _Ca3SiO5 teknolojik formülü _C3S olan sözde alit _,
• belit _{C2S olarak} adlandırılan dikalsiyum silikat _Ca2SiO4 ,
• trikalsiyum alüminat Ca ₃ Al ₂ O ₆ – C ₃ A,
• tetrakalsiyum alüminat Ca ₄ Al ₂ Fe ₂ O ₁₀ , sözde braunmillerit C ₄ AF

Çimento bileşimi, türünü belirler: Portland çimentosu, cüruf ilaveli metalurjik bir çimento ve puzolan ilaveli puzolanik çimento. Portland çimentosu, çimento klinkerinin alçıtaşı ile çimento değirmenlerinde öğütülmesiyle elde edilir. Portland klinkeri %55–58 _C3S , %12–19 _C2S , %5–12 _C3A ve %3–7 _C4AF’den oluşur. Alçı ilavesi çimentonun sertleşme süresini düzenler, çünkü hidratasyon sırasında sülfatların varlığı olmasaydı çimento sertleşmesi su ilavesinden hemen sonra gerçekleşir. PCC Grubunun beton katkı maddeleri ve katkı ürün yelpazesine bakın. Ayrıca bakınız: mikro silika

Harç

Harç, iyi bağlama özelliklerine, alt tabakaya yapışmaya, mukavemete, işlenebilirliğe ve dona dayanıklılık, su emme ve ısıya karşı koruma gibi güncel ihtiyaçlara uygun teknik parametrelere sahip olması gereken bir karışımdır. Harç bileşiminde bulunan bağlayıcının türüne bağlı olarak çimento, çimento-kireç, alçı ve alçı-kireç olarak ayrılır. Portland çimentosu çoğunlukla çimento harçları için kullanılır ve kullanımları arasında bina duvarları ve temelleri, altlıklar, zemin altlıkları vb. yer alır. Bu tür harçlar, açık havada olduğu gibi suda da kolaylıkla sertleşir. Sadece havada değil, kireç harçları da atmosferden gelen karbondioksitin etkisi altında kalsiyum parçacıklarının karbonlaşması sonucu sertleşir. Bu harcın bir bileşeni olan sönmüş kireç , _CO2 molekülleri ile reaksiyona girerek bir kalsiyum karbonat molekülü ve bir su molekülü oluşturur. Bu sürecin yavaş ilerlemesi nedeniyle bazen sıcak karbondioksit gazları ile yapay kurutma kullanılmaktadır. Kireç harcı iyi ısı yalıtım özelliklerine sahiptir ancak hava şartlarına çok dayanıklı değildir ve çabuk bozulur. Çimento-kireç harçları yukarıda bahsedilen her iki tipin olumlu özelliklerini birleştirir. Çabuk sertleşirler, yüksek dayanıma ve iyi işlenebilirliğe sahiptirler. Alçı veya alçı-kireç harçları da kullanılır, ancak neme karşı çok dayanıklı değildirler ve genellikle iç mekanlarda duvar ve tavanların sıvanması, son işlemlerin yapılması ve halıların sabitlenmesi için kullanılırlar.

Ev yalıtımı

Yalıtım sistemi harç veya yapıştırıcı, ısı yalıtım malzemesi, mekanik bağlantı elemanı, takviye tabakası, sıva, astar, cephe boyası ve dolgu malzemesi gibi birkaç katmandan oluşmalıdır. Kimyasal olarak yapıştırma harcı polimer ve çimento karışımından oluşur. Isı yalıtım malzemeleri arasında örneğin poliüretan köpükler ( sprey yalıtımı hakkında daha fazla bilgi edinin), fenolik köpükler ve ekstrüde polistiren bulunur. Geleneksel çimento-kireç sıvası çimento, kalsiyum, kum ve sudan oluşur ve yapışmayı artıran astar maddeleri sentetik reçine dispersiyonları ve kuvars veya karbonat gibi mineral dolgu tanecikleridir. PCC Grubunun PIR ısı yalıtım panelleri serisine bakın.

Boyalar ve vernikler

Günümüzde güzel bir renk, iyi bir boyanın tek göstergesi değildir. Müşteri talepleri artıyor; boyaların çabuk kuruması, aşınmaya karşı dayanıklı olması ve tek katla mükemmel bir kaplama sağlaması gerekiyor. Tüm bu özellikler uygun bileşenlerin kullanılmasını gerektirir. Boyaların temel bileşenleri şunlardır:

• boyalı yüzeyde membran oluşturucu bir film oluşumuna neden olan bağlayıcılar . Parlaklık, dayanıklılık, yapışma, hava koşullarına dayanıklılık, sağlamlık ve esneklik gibi özelliklerden sorumludurlar. Poliüretanlar , polyesterler , silanlar, epoksi reçineler ve yağlar gibi sentetik veya doğal reçineler en yaygın olarak bağlayıcı olarak kullanılır;
• seyrelticiler , polimeri çözmek ve viskozitesini düşürmek için tasarlanmıştır. Bu maddenin kuruma sırasında kolayca buharlaşması gerekir; üstelik boyama sırasında ürün uygulamasını da etkiler. İki ana tip tiner kullanılır: su bazlı boyalar için su ve yağ bazlı boyalar için organik solventlerin bir kombinasyonu. Bu tür karışımlar çoğunlukla aromatik bileşiklerin (ksilen türevleri, alkoller ve ketonlar) birleştirilmesiyle oluşturulur;
• Pigmentlerin oldukça belirgin bir etkisi vardır; doğru rengi verirler. Renk vermek için hem kil, silika, kalsiyum karbonat ve talk gibi doğal pigmentler hem de kalsine kil, baryum sülfat, çökeltilmiş kalsiyum karbonat ve pirojenik silis gibi sentetik pigmentler kullanılır. Pigmentlerin bir kısmı aynı zamanda dolgu maddesi olarak da görev yapar; yani boyanın hacmini arttırmak ve yapısını güçlendirirken imalat maliyetini düşürmek için tasarlanmış nispeten ucuz maddelerdir. Bu grup diyatomlu toprak, talk, kireç, barit ve kili içerir;
• değiştiriciler küçük miktarlarda eklenir ve formülasyonda kesin olarak tanımlanmış bir göreve sahiptirler. Bunlar, bitmiş ürünün çeşitli özelliklerini, örneğin yüzey gerilimini, stabiliteyi, köpürme veya donma noktasını etkileyebilir.

Boyalar bağlayıcılarına göre sınıflandırılabilir:

• bağlayıcının akrilik reçinenin su dispersiyonu olduğu akrilik;
• bağlayıcının kauçuk olduğu lateks;
• bağlayıcının poliasetat veya polivinil klorür olduğu vinil;
• bağlayıcının bitkisel veya hayvansal tutkal olduğu tutkal;
• bağlayıcının potasyum su camı olduğu silikat;
• bağlayıcının silikon reçine olduğu silikon.

Vernik, boyanın aksine sert ve doğrusal polimerden yapılır. Dekoratif veya koruyucu amaçlı şeffaf veya renkli bir kaplama oluşturmak üzere tasarlanmıştır. Katmanının mekanik hasarı ve nem girişini önlemesi gerekiyor. Solvent ve su bazlı vernikler olmak üzere iki gruba ayrılırlar. Solvent bazlı verniklerin üretim prosesinde poliüretan, nitroselüloz reçine, kurutma yağları, doğal ve sentetik reçineler kullanılabilmektedir. Suda çözünebilen vernikler ise akrilik, su bazlı poliüretan ve bunların karışımları kullanılarak üretilmektedir.

Bardak

Bileşenlerin kristalleşmesi olmadan, başta mineraller ve diğer inorganik bileşikler olmak üzere erimiş hammaddelerin aşırı soğutulması sonucu oluşan, katıya benzer mekanik özelliklere sahip amorf bir madde. Yapının mekansal düzenlemesinin olmaması nedeniyle cam sıvıya benzer, ancak sertliği ve kırılganlığı onu katıya yaklaştırır. Camın meydana geldiği camsı durum termodinamik olarak kararsızdır. Cam üretiminde kullanılan hammaddeler şunlardır:

• cam kumu (kuvars) – silika SiO ₂ kaynağı
• esas olarak Na ₂ O olmak üzere bazik metal oksitlerin kaynağı olan soda
• kalsiyum ve magnezyum oksitlerin kaynağı olan kireç taşları CaCO _{3 ,} manyezit MgCO 3, dolomit CaCO ₃ MgCO ₃
• boraks – bor oksit kaynağı B ₂ O ₃
• alüminyum oksit içeren sodyum-potasyum feldispatlar
• titanyum dioksit TiO ₂ ve zirkonyum dioksit ZrO ₂

Cam üretimi sırasında pigment içeren hammaddeler de kullanılır:

• mavi ve yeşil renkler elde etmek için bakır oksit _Cu2O
• demir oksitler – demir oksidasyonunun derecesine bağlı olarak sarı, amber, mavi-yeşil
• kobalt bileşikleri – mavi
• altın bileşikleri – pembeden mora

Bunun yanı sıra, cam kütlesinin erimesini veya berraklaşmasını hızlandırmak için bazen kolonizasyondan arındırıcı bileşikler kullanılır.

Kimyasal enerji

Piller gibi eşyalar ve aynı zamanda evinizdeki saksı bitkileri günlük, sıradan kimyasal reaksiyonların örnekleridir. Kimyasal enerji, kimyasal reaksiyon sonucunda başka bir enerjiye dönüşebilir. Yukarıda bahsedilen piller aslında iyonların elektrotlar arasındaki geçişinin elektrik ürettiği elektrokimyasal hücrelerdir. Öte yandan bitkiler, bir enerji kaynağının, yani güneş ışınımının etkisiyle karbondioksitin oksijene dönüştüğü fotosentez sürecinden geçerler. Örneğin odunun şöminede yakılması aynı zamanda ısı formundaki kimyasal enerjiyi de açığa çıkarır. Devamını oku: Piller nasıl üretiliyor?

İnternet ve kimya

İnternet ve kimyanın fiziksel olarak zor olduğu görülüyor. Ancak son yıllarda yoğun tartışma konusu haline gelen karbon ayak izini de düşünmek lazım. Küresel ağın karbondioksit, metan, azot oksit ve diğer sera gazları gibi büyük miktarlarda gaz yaydığı ortaya çıktı. Analog teknolojilerin fiber optiklerle değiştirilmesinin bir sonucu olarak kullanımları azalsa da sunucular, veri merkezleri, anahtarlar ve yönlendiriciler en büyük etkiye sahiptir. Günümüzde üretilen optik fiberler cam fiberlerden ve plastiklerden , örneğin silikon tetraklorürden yapılmaktadır.