Chémia doma

Cement

Cement je hydraulické spojivo, ktorého vlastnosti po zmiešaní s vodou spôsobujú tvrdnutie. Používa sa pri výrobe mált a betónov . Zložky v cemente zahŕňajú prvky, ktoré sú bežné v prírode, napr. vápnik, kremík, hliník, železo a kyslík. Suroviny používané pri výrobe cementu sú prírodné minerály ako vápenec, slieňový vápenec, slieň a ílovité minerály. Každý z nich pochádza z povrchových baní, ktoré sa najčastejšie nachádzajú v blízkosti cementární. Základnou zložkou cementu je cementový slinok a ťažba a prvotné spracovanie surovín je kľúčovou technologickou fázou výrobného procesu, pretože priamo ovplyvňuje zachovanie jeho konzistentného zloženia a kvality. Slinok je zodpovedný za spojivové vlastnosti cementu. Surovinou na vypaľovanie slinku môžu byť rôzne zmesi, napr.

• krieda 53,42 %+ slieň 46,58 %,
• vápenec 88,69 %+ bridlica 10,06 %+ železonosná hlina 1,27 %,
• vápenec 87,23 %+ bridlica 5,01 %+ železonosná hlina 7,76 %.

Základné oxidy, ktoré tvoria slinok, sú SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , Fe ₂ O ₃ . Počas procesu vypaľovania v peci tieto oxidy navzájom reagujú pod vplyvom vysokej teploty za vzniku základných slinkových minerálov, tj:

• trikalciumsilikát Ca ₃ SiO ₅ , takzvaný alit s technologickým vzorcom C ₃ S,
• dikalciumsilikát Ca ₂ SiO ₄ , takzvaný belit C ₂ S,
• hlinitan trikalcium Ca ₃ Al ₂ O ₆ – C ₃ A,
• hlinitan tetravápenatý Ca ₄ Al ₂ Fe ₂ O ₁₀ , takzvaný braunmillerit C ₄ AF

Zloženie cementu určuje jeho typ: portlandský cement, hutnícky cement s prídavkom trosky a pucolánový cement s prídavkom pucolánu. Portlandský cement sa získava mletím cementového slinku so sadrou v cementárskych mlynoch. Portlandský slinok sa skladá z 55 – 58 %C ₃ S, 12 – 19 %C ₂ S, 5 – 12 %C ₃ A a 3 – 7 %C ₄ AF. Pridaním sadry sa reguluje čas tuhnutia cementu, pretože bez prítomnosti síranov pri hydratácii by tvrdnutie cementu prebiehalo takmer okamžite po pridaní vody. Pozrite si sortiment prísad a prísad do betónu od skupiny PCC. Pozri tiež: mikrosilica .

Malta

Malta je zmes, ktorá má mať dobré spojivové vlastnosti, priľnavosť k podkladu, pevnosť, spracovateľnosť a technické parametre zodpovedajúce aktuálnym potrebám, ako je mrazuvzdornosť, nasiakavosť a tepelná ochrana. V závislosti od typu spojiva prítomného v maltovej kompozícii sa delí na cement, cementovo-vápno, sadru a sadrovo-vápno. Portlandský cement sa najčastejšie používa na cementové malty a ich použitie zahŕňa steny a základy budov, podkladové vrstvy, podlahové podklady atď. Takéto malty tvrdnú vo vode rovnako ľahko ako na čerstvom vzduchu. nielen na vzduchu, ale aj vápenné malty tvrdnú v dôsledku karbonizácie vápenatých častíc vplyvom oxidu uhličitého z atmosféry. Hasené vápno , ktoré je súčasťou tejto malty, reaguje s molekulami CO ₂ , čím vzniká molekula uhličitanu vápenatého a molekula vody. Kvôli pomalému priebehu tohto procesu sa niekedy používa umelé sušenie horúcimi plynmi oxidu uhličitého. Vápenná malta má dobré tepelno-izolačné vlastnosti, ale nie je veľmi odolná voči poveternostným vplyvom a rýchlo sa kazí. Cementovo-vápenné malty spájajú pozitívne vlastnosti oboch vyššie uvedených typov. Rýchlo tvrdnú a majú vysokú pevnosť a dobrú spracovateľnosť. Používajú sa aj sadrové alebo vápenno-sádrové malty, ktoré však nie sú veľmi odolné voči vlhkosti a zvyčajne sa používajú na omietanie stien a stropov v interiéri, na konečnú úpravu a upevnenie kobercov.

Izolácia domu

Zatepľovací systém by mal pozostávať z niekoľkých vrstiev, tj malty alebo lepidla, tepelnoizolačného materiálu, mechanického upevňovacieho prvku, výstužnej vrstvy, omietky, základného náteru, fasádnej farby a výplňového materiálu. Chemicky sa lepiaca malta skladá zo zmesi polyméru a cementu. Medzi tepelnoizolačné materiály patria napr. polyuretánové peny (viac o striekanej izolácii ), fenolové peny a extrudovaný polystyrén. Tradičná cementovo-vápenná omietka pozostáva z cementu, vápnika, piesku a vody a základnými látkami, ktoré zvyšujú priľnavosť, sú disperzie syntetických živíc a zrná minerálneho plniva, napr. kremeň alebo uhličitan. Pozrite si ponuku tepelnoizolačných panelov PIR od skupiny PCC.

Farby a laky

V dnešnej dobe nie je len pekná farba indikátorom dobrého laku. Nároky zákazníkov sa zvyšujú – farby musia byť rýchloschnúce, odolné voči oderu, poskytujúce dokonalú kryciu schopnosť už pri jednej vrstve. Všetky tieto vlastnosti vyžadujú použitie vhodných prísad. Základné zložky farieb sú:

• spojivá , ktoré spôsobujú tvorbu membránotvorného filmu na lakovanom povrchu. Sú zodpovedné za také vlastnosti ako lesk, trvanlivosť, priľnavosť, odolnosť voči poveternostným vplyvom, pevnosť a pružnosť. Ako spojivá sa najčastejšie používajú syntetické alebo prírodné živice, ako sú polyuretány , polyestery , silány, epoxidové živice a oleje;
• riedidlá , určené na rozpustenie polyméru a zníženie jeho viskozity. Táto látka sa musí počas sušenia ľahko odparovať; navyše ovplyvňuje aplikáciu produktu počas lakovania. Používajú sa dva hlavné typy riedidiel – voda pre vodou riediteľné farby a kombinácia organických rozpúšťadiel pre olejové farby. Takéto zmesi najčastejšie vznikajú spojením aromatických zlúčenín – derivátov xylénu, alkoholov a ketónov ;
• Pigmenty majú pomerne zrejmý účinok – dodávajú správnu farbu. Na sfarbenie sa používajú prírodné pigmenty, vrátane ílov, oxidov kremičitých, uhličitanu vápenatého a mastencov, ako aj syntetické pigmenty, ako sú kalcinované íly, síran bárnatý, zrážaný uhličitan vápenatý a pyrogénne oxidy kremičité. Niektoré pigmenty pôsobia aj ako plnivá, teda relatívne lacné látky určené na zväčšenie objemu farby a spevnenie jej štruktúry pri znížení výrobných nákladov. Do tejto skupiny patrí kremelina, mastenec, vápno, baryt a íl;
• modifikátory sa pridávajú v malých množstvách a majú vo formulácii presne definovanú úlohu. Môžu ovplyvniť rôzne vlastnosti hotového výrobku, napr. povrchové napätie, stabilitu, penivosť alebo bod tuhnutia.

Farby možno klasifikovať podľa ich spojiva:

• akryl, kde spojivom je vodná disperzia akrylovej živice;
• latex, kde spojivom je guma;
• vinyl, kde spojivom je polyacetát alebo polyvinylchlorid;
• lepidlo, kde spojivom je rastlinné alebo živočíšne lepidlo;
• kremičitan, kde spojivom je draselné vodné sklo;
• silikón, kde spojivom je silikónová živica.

Na rozdiel od farby je lak vyrobený z tvrdého a lineárneho polyméru. Je určený na vytvorenie priehľadného alebo farebného náteru na dekoratívne alebo ochranné účely. Jeho vrstva má zabrániť mechanickému poškodeniu a prenikaniu vlhkosti. Delia sa do dvoch skupín – laky na báze rozpúšťadiel a laky na vodnej báze. Pri výrobe lakov na báze rozpúšťadiel možno použiť polyuretán, nitrocelulózovú živicu, sušiace oleje, prírodné a syntetické živice. Vodou riediteľné laky sa naproti tomu vyrábajú s použitím akrylu, polyuretánu na vodnej báze a ich zmesí.

sklo

Amorfná látka s mechanickými vlastnosťami podobnými pevnej látke, ktorá vzniká podchladením roztavených surovín, najmä minerálov a iných anorganických zlúčenín, bez kryštalizácie zložiek. Nedostatočným priestorovým usporiadaním štruktúry je sklo podobné kvapaline, ale svojou tuhosťou a krehkosťou sa približuje k pevnej látke. Sklovitý stav, v ktorom sa sklo vyskytuje, je termodynamicky nestabilný. Pri výrobe skla sa používajú tieto suroviny:

• sklársky piesok (kremeň) – zdroj oxidu kremičitého SiO ₂
• sóda, ktorá je zdrojom oxidov základných kovov, najmä _Na20
• vápence CaCO ₃ , magnezity MgCO ₃ , dolomity CaCO ₃ MgCO ₃ , ktoré sú zdrojom oxidov vápnika a horčíka
• bórax – zdroj oxidu boritého B ₂ O ₃
• sodno-draselné živce obsahujúce oxid hlinitý
• oxid titaničitý _Ti02 a oxid zirkoničitý _Zr02

Pri výrobe skla sa používajú aj suroviny obsahujúce pigmenty, ako napr.

• oxid meďnatý Cu ₂ O na získanie modrej a zelenej farby
• oxidy železa – žlté, jantárové, modrozelené v závislosti od stupňa oxidácie železa
• zlúčeniny kobaltu – modrá
• zlúčeniny zlata – od ružovej po fialovú

Okrem toho sa niekedy používajú dekolonizačné zlúčeniny na urýchlenie tavenia alebo čírenia sklenej hmoty.

Chemická energia

Predmety ako batérie, ale aj rastliny v črepníkoch vo vašej domácnosti sú príkladmi každodenných, bežných chemických reakcií. Chemická energia sa môže v dôsledku chemickej reakcie premeniť na inú energiu. Vyššie uvedené batérie sú vlastne elektrochemické články, kde prechodom iónov medzi elektródami vzniká elektrina. Na druhej strane v rastlinách prebieha proces fotosyntézy, pri ktorom vplyvom energetického zdroja, teda slnečného žiarenia, dochádza k premene oxidu uhličitého na kyslík. Spaľovanie napr. dreva v krbe tiež uvoľňuje chemickú energiu vo forme tepla. Prečítajte si viac: Ako sa vyrábajú batérie?

Internet a chémia

Zdá sa, že je ťažké fyzicky internet a chémiu. Treba sa však zamyslieť nad uhlíkovou stopou , ktorá sa v posledných rokoch stala témou intenzívnych diskusií. Ukazuje sa, že globálna sieť vypúšťa obrovské množstvo plynov, ako je oxid uhličitý, metán, oxid dusný a ďalšie skleníkové plyny. Servery, dátové centrá, prepínače a smerovače majú najväčší vplyv, aj keď ich využitie sa znižuje v dôsledku nahradenia analógových technológií optickými vláknami . Dnes sa vyrábané optické vlákna vyrábajú zo sklenených vlákien a plastov , napr. chloridu kremičitého .