Хімія вдома

Цемент

Цемент — це гідравлічне в’яжуче, властивості якого спричиняють його твердіння при змішуванні з водою. Використовується у виробництві розчинів і бетонів . Інгредієнти цементу включають поширені в природі елементи, наприклад, кальцій, кремній, алюміній, залізо та кисень. Сировиною для виробництва цементу є природні мінерали, такі як вапняк, мергельний вапняк, мергель і глинисті мінерали. Кожен з них видобувається в кар’єрах, які найчастіше розташовані поруч з цементними заводами. Основним інгредієнтом цементу є цементний клінкер, а видобуток і первинна обробка сировини є ключовим технологічним етапом виробничого процесу, оскільки безпосередньо впливає на підтримку його сталого складу та якості. Клінкер відповідає за в’яжучі властивості цементу. Сировиною для випалу клінкеру можуть бути різні суміші, наприклад:

• крейда 53,42%+ мергель 46,58%,
• вапняк 88,69%+ сланці 10,06%+ залізовмісні суглинки 1,27%,
• вапняк 87,23%+ сланці 5,01%+ залізистий суглинок 7,76%.

Основними оксидами, що входять до складу клінкеру, є SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , Fe ₂ O ₃ . Під час випалу в печі ці оксиди реагують один з одним під впливом високої температури з утворенням основних мінералів клінкеру, тобто:

• трикальцієвий силікат Ca ₃ SiO ₅ , так званий аліт з технологічною формулою C ₃ S,
• двокальцієвий силікат Ca ₂ SiO ₄ , так званий біліт C ₂ S,
• трикальцієвий алюмінат Ca ₃ Al ₂ O ₆ – C ₃ A,
• тетракальцієвий алюмінат Ca ₄ Al ₂ Fe ₂ O ₁₀ , так званий браунміллерит C ₄ AF

Склад цементу визначає його тип: портландцемент, металургійний цемент з добавкою шлаку і пуцолановий цемент з добавкою пуцолану. Портландцемент отримують подрібненням цементного клінкеру з гіпсом на цементних млинах. Портландклінкер складається з 55–58 %C ₃ S, 12–19 %C ₂ S, 5–12 %C ₃ A і 3–7 %C ₄ AF. Додавання гіпсу регулює час схоплювання цементу, тому що без наявності сульфатів під час гідратації твердіння цементу відбувалося б практично відразу після додавання води. Перегляньте асортимент добавок для бетону та домішок від PCC Group. Дивіться також: мікрокремнезем .

Ступка

Розчин – це суміш, яка повинна мати добрі в’яжучі властивості, зчеплення з основою, міцність, легкоукладальність і відповідні поточним потребам технічні параметри, такі як морозостійкість, водопоглинання і теплозахист. Залежно від типу в’яжучого в складі розчину його поділяють на цементний, цементно-вапняний, гіпсовий і гіпсово-вапняний. Портландцемент найчастіше використовується для цементних розчинів, і його застосування включає в себе стіни і фундаменти будівель, підстилки, підлоги і т. д. Такі розчини тверднуть у воді так само легко, як і на відкритому повітрі. не тільки на повітрі, але й вапняні розчини тверднуть в результаті карбонізації частинок кальцію під впливом вуглекислого газу з атмосфери. Гашене вапно , яке є компонентом цього розчину, реагує з молекулами CO ₂ , утворюючи молекулу карбонату кальцію та молекулу води. У зв’язку з повільним перебігом цього процесу іноді застосовують штучне сушіння гарячими вуглекислими газами. Вапняний розчин має хороші теплоізоляційні властивості, але він не дуже стійкий до погодних умов і швидко псується. Цементно-вапняні розчини поєднують в собі позитивні властивості обох вищезгаданих видів. Вони швидко твердіють, мають високу міцність і хорошу оброблюваність. Використовують також гіпсові або гіпсово-вапняні розчини, але вони не дуже стійкі до вологи і зазвичай використовуються для штукатурки стін і стелі всередині приміщень, виконання оздоблювальних робіт і кріплення килимів.

Утеплення будинку

Система утеплення повинна складатися з кількох шарів, тобто розчину або клею, теплоізоляційного матеріалу, механічного кріпильного елемента, армуючого шару, штукатурки, грунтовки, фасадної фарби та наповнювача. Хімічно клейовий розчин складається із суміші полімеру та цементу. Теплоізоляційні матеріали включають, наприклад, пінополіуретан (докладніше про ізоляцію напиленням ), фенольну піну та екструдований пінополістирол. Традиційна цементно-вапняна штукатурка складається з цементу, кальцію, піску та води, а ґрунтовки, які підвищують адгезію, — це дисперсії синтетичних смол і зерна мінерального наповнювача, наприклад, кварцу або карбонату. Перегляньте асортимент теплоізоляційних панелей PIR від PCC Group.

Лакофарбові матеріали

Сьогодні гарний колір – не єдиний показник хорошої фарби. Вимоги споживачів зростають – фарби повинні бути швидковисихаючими, стійкими до стирання, забезпечуючи ідеальне покриття лише в один шар. Всі ці властивості вимагають використання відповідних інгредієнтів. Основними компонентами фарб є:

• сполучні речовини , що викликають утворення мембраноутворюючої плівки на пофарбованій поверхні. Вони відповідають за такі властивості, як блиск, довговічність, адгезія, стійкість до погодних умов, міцність і гнучкість. Синтетичні або природні смоли, такі як поліуретани , поліефіри , силани, епоксидні смоли та олії, найчастіше використовуються як сполучні;
• розріджувачі , призначені для розчинення полімеру і зниження його в’язкості. Ця речовина повинна легко випаровуватися в процесі сушіння; крім того, це впливає на нанесення продукту під час фарбування. Використовуються два основних типи розчинників – вода для фарб на водній основі та комбінація органічних розчинників для фарб на масляній основі. Такі суміші найчастіше створюють шляхом поєднання ароматичних сполук – похідних ксилолу, спиртів і кетонів ;
• пігменти мають досить очевидний ефект – вони дають потрібний колір. Для надання кольору використовуються як природні пігменти, включаючи глини, кремнеземи, карбонат кальцію і тальк, так і синтетичні пігменти, такі як кальциновані глини, сульфат барію, осаджений карбонат кальцію і пірогенні кремнеземи. Деякі з пігментів виступають також і в якості наповнювачів, тобто відносно дешевих речовин, призначених для збільшення об’єму фарби і зміцнення її структури при здешевленні виробництва. До цієї групи відносять діатоміт, тальк, вапно, барит і глину;
• модифікатори додаються в невеликих кількостях і мають строго визначене завдання в рецептурі. Вони можуть впливати на різні властивості готового продукту, наприклад, поверхневий натяг, стабільність, спінювання або температуру замерзання.

Фарби можна класифікувати за сполучною речовиною:

• акрилові, де сполучною є водна дисперсія акрилової смоли;
• латекс, де сполучною є гума;
• вінілові, де сполучною є поліацетат або полівінілхлорид;
• клей, де сполучною речовиною є рослинний або тваринний клей;
• силікатна, де сполучною є калієве рідке скло;
• силіконові, де сполучною є силіконова смола.

На відміну від фарби, лак виготовляється з твердого і лінійного полімеру. Призначений для створення прозорого або кольорового покриття в декоративних або захисних цілях. Його шар повинен запобігти механічним пошкодженням і проникненню вологи. Вони поділяються на дві групи – лаки на розчиннику та на водній основі. У процесі виробництва лаків на основі розчинників можна використовувати поліуретан, нітроцелюлозну смолу, оліфу, натуральні та синтетичні смоли. З іншого боку, водорозчинні лаки виготовляються з використанням акрилу, поліуретану на водній основі та їх сумішей.

скло

Аморфна речовина з механічними властивостями, подібними до твердої, утворена в результаті переохолодження розплавленої сировини, головним чином мінералів та інших неорганічних сполук, без кристалізації компонентів. Через відсутність просторового розташування структури скло схоже на рідину, але жорсткість і крихкість наближає його до твердого тіла. Склоподібний стан, у якому знаходиться скло, є термодинамічно нестійким. У виробництві скла використовується наступна сировина:

• скляний пісок (кварцовий) – джерело кремнезему SiO ₂
• сода, яка є джерелом основних оксидів металів, головним чином Na ₂ O
• вапняки CaCO ₃ , магнезити MgCO ₃ , доломіти CaCO ₃ MgCO ₃ , які є джерелом оксидів кальцію і магнію
• бура – ​​джерело оксиду бору B ₂ O ₃
• натрієво-калієві польові шпати, що містять оксид алюмінію
• діоксид титану TiO ₂ і діоксид цирконію ZrO ₂

При виробництві скла також використовується сировина, що містить пігменти, такі як:

• оксид міді Cu ₂ O для отримання синього і зеленого кольорів
• оксиди заліза – жовті, бурштинові, синьо-зелені залежно від ступеня окислення заліза
• сполуки кобальту – синій
• сполуки золота – від рожевого до фіолетового

Крім того, деколонізуючі сполуки іноді використовують для прискорення плавлення або освітлення скломаси.

Хімічна енергія

Такі предмети, як батареї, а також рослини в горщиках у вашому домі є прикладами повсякденних звичайних хімічних реакцій. Хімічна енергія може перетворюватися в іншу енергію в результаті хімічної реакції. Вищезгадані батареї насправді є електрохімічними осередками, де перехід іонів між електродами генерує електрику. З іншого боку, у рослин відбувається процес фотосинтезу, під час якого під впливом джерела енергії, тобто сонячного випромінювання, вуглекислий газ перетворюється на кисень. Спалювання, наприклад, дров у каміні також виділяє хімічну енергію у вигляді тепла. Докладніше: як виготовляються батареї?

Інтернет і хімія

Здається, що фізично важко до Інтернету та хімії. Однак слід подумати про вуглецевий слід , який став темою інтенсивних дискусій в останні роки. Виявляється, глобальна мережа викидає величезну кількість газів, таких як вуглекислий газ, метан, закис азоту та інші парникові гази. Сервери, центри обробки даних, комутатори та маршрутизатори мають найбільший вплив, хоча їх використання зменшується в результаті заміни аналогових технологій волоконно-оптичними . Сьогодні виробляються оптичні волокна зі скляних волокон і пластмас , наприклад, тетрахлориду кремнію .