เคมีที่บ้าน

ปูนซีเมนต์

ซีเมนต์เป็นสารยึดเกาะไฮดรอลิกที่มีคุณสมบัติทำให้แข็งตัวเมื่อผสมกับน้ำ ใช้ในการผลิตปูนและ คอนกรีต ส่วนผสมในปูนซีเมนต์ ได้แก่ ธาตุที่พบได้ทั่วไปในธรรมชาติ เช่น แคลเซียม ซิลิคอน อลูมิเนียม เหล็ก และออกซิเจน วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตปูนซีเมนต์ ได้แก่ แร่ธาตุธรรมชาติ เช่น หินปูน หินปูนมาร์ลี่ มาร์ล และแร่ดินเหนียว แต่ละแห่งมีแหล่งที่มาจากเหมืองแบบเปิดซึ่งส่วนใหญ่มักจะตั้งอยู่ติดกับโรงงานปูนซีเมนต์ ส่วนผสมพื้นฐานของซีเมนต์คือปูนเม็ด และการสกัดและการแปรรูปวัตถุดิบเบื้องต้นเป็นขั้นตอนทางเทคโนโลยีที่สำคัญของกระบวนการผลิต เนื่องจากส่งผลโดยตรงต่อการบำรุงรักษาองค์ประกอบและคุณภาพที่สม่ำเสมอ ปูนเม็ดมีหน้าที่รับผิดชอบคุณสมบัติการยึดเกาะของซีเมนต์ วัตถุดิบสำหรับการเผาปูนเม็ดสามารถเป็นส่วนผสมได้หลากหลาย เช่น:

• ชอล์ก 53.42%+ มาร์ล 46.58%
• หินปูน 88.69%+ หินดินดาน 10.06%+ ดินร่วนที่มีเหล็ก 1.27%
• หินปูน 87.23%+ หินดินดาน 5.01%+ ดินร่วนที่มีเหล็ก 7.76%

ออกไซด์พื้นฐานที่ประกอบเป็นปูนเม็ดคือ SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , Fe ₂ O ₃ ในระหว่างกระบวนการเผาเตาเผา ออกไซด์เหล่านี้จะทำปฏิกิริยากันภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูงเพื่อสร้างแร่ธาตุชนิดเม็ดพื้นฐาน เช่น:

• tricalcium silicate Ca ₃ SiO ₅ ที่เรียกว่า alite ด้วยสูตรเทคโนโลยี C ₃ S
• ไดแคลเซียมซิลิเกต Ca ₂ SiO ₄ ที่เรียกว่าเบไลต์ C ₂ S
• ไตรแคลเซียมอะลูมิเนต Ca ₃ Al ₂ O ₆ – C ₃ A,
• tetracalcium aluminate Ca ₄ Al ₂ Fe ₂ O ₁₀ ที่เรียกว่า braunmillerite C ₄ AF

องค์ประกอบของซีเมนต์กำหนดประเภทของ: ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ซึ่งเป็นซีเมนต์โลหะที่มีการเติมตะกรันและซีเมนต์ปอซโซลานด้วยการเติมปอซโซลาน ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ได้มาจากการบดปูนเม็ดด้วยยิปซั่มในโรงงานปูนซีเมนต์ ปูนเม็ดพอร์ตแลนด์ประกอบด้วย 55–58%C ₃ S, 12–19%C ₂ S, 5–12%C ₃ A และ 3–7%C ₄ AF การเติมยิปซั่มจะควบคุมระยะเวลาการแข็งตัวของซีเมนต์ เนื่องจากหากไม่มีซัลเฟตในระหว่างการให้ความชุ่มชื้น การแข็งตัวของซีเมนต์จะเกิดขึ้นเกือบจะในทันทีหลังจากการเติมน้ำ ดูกลุ่ม สารเติมแต่งและน้ำยาผสมคอนกรีต จากกลุ่ม PCC ดูเพิ่มเติมที่: ไมโครซิลิกา

ปูน

ปูนเป็นส่วนผสมที่ควรมีคุณสมบัติในการยึดเกาะที่ดี การยึดเกาะกับพื้นผิว ความแข็งแรง ความสามารถในการใช้งานได้ และพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่เหมาะสมกับความต้องการในปัจจุบัน เช่น ความต้านทานต่อน้ำค้างแข็ง การดูดซึมน้ำ และการป้องกันความร้อน ขึ้นอยู่กับชนิดของสารยึดเกาะที่มีอยู่ในองค์ประกอบของปูนจะแบ่งออกเป็นซีเมนต์ปูนขาวยิปซั่มและยิปซั่มมะนาว ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์มักใช้สำหรับปูนซีเมนต์มอร์ตาร์ และการใช้งานรวมถึงผนังอาคารและฐานราก การปูพื้น แผ่นรองพื้น ฯลฯ ปูนดังกล่าวจะแข็งตัวในน้ำได้ง่ายเช่นเดียวกับที่ทำในที่โล่ง ไม่เพียงแต่ในอากาศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงมอร์ตาร์ปูนขาวที่แข็งตัวอันเป็นผลมาจากการทำให้อนุภาคแคลเซียมกลายเป็นคาร์บอนภายใต้อิทธิพลของคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศ ปูนขาว ซึ่งเป็นส่วนประกอบของปูนนี้ทำปฏิกิริยากับโมเลกุล CO ₂ ทำให้เกิดโมเลกุล แคลเซียมคาร์บอเนต และโมเลกุลน้ำ เนื่องจากกระบวนการนี้ช้า บางครั้งจึงใช้การอบแห้งเทียมด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ร้อน ปูนขาวมีคุณสมบัติเป็นฉนวนความร้อนได้ดีแต่ไม่ทนต่อสภาพอากาศและเสื่อมสภาพเร็ว ปูนซิเมนต์ปูนขาวผสมผสานคุณสมบัติเชิงบวกของทั้งสองประเภทที่กล่าวมาข้างต้น แข็งตัวเร็วและมีความแข็งแรงสูงและสามารถใช้การได้ดี นอกจากนี้ยังใช้ยิปซั่มหรือปูนยิปซั่มปูนขาว แต่ไม่สามารถทนต่อความชื้นได้มากนักและมักใช้สำหรับการฉาบผนังและเพดานในอาคารตกแต่งและยึดพรม

ฉนวนบ้าน

ระบบฉนวนควรประกอบด้วยหลายชั้น ได้แก่ ปูนหรือสารยึดติด วัสดุฉนวนความร้อน ส่วนประกอบยึดเชิงกล ชั้นเสริมแรง ปูนปลาสเตอร์ สีรองพื้น สีผนังอาคาร และวัสดุอุด ในทางเคมี ปูนกาวประกอบด้วยส่วนผสมของโพลีเมอร์และซีเมนต์ วัสดุฉนวนความร้อน ได้แก่ เช่น โฟมโพลียูรีเทน (อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ ฉนวนสเปรย์ ) โฟมฟีนอล และโพลีสไตรีนอัดขึ้นรูป ปูนปลาสเตอร์ปูนขาวแบบดั้งเดิมประกอบด้วยซีเมนต์ แคลเซียม ทราย และน้ำ และสารรองพื้นที่เพิ่มการยึดเกาะ ได้แก่ การกระจายตัวของเรซินสังเคราะห์และเม็ดของตัวเติมแร่ เช่น ควอตซ์หรือคาร์บอเนต ดูกลุ่ม ผลิตภัณฑ์แผงฉนวนกันความร้อน PIR จากกลุ่ม PCC

สีและสารเคลือบเงา

ในปัจจุบันนี้ สีที่ดีไม่ได้เป็นเพียงตัวบ่งชี้ถึงสีที่ดีเท่านั้น ความต้องการของลูกค้าเพิ่มมากขึ้น สีจะต้องแห้งเร็ว ทนทานต่อการเสียดสี ให้การปกปิดที่สมบูรณ์แบบด้วยการทาเพียงครั้งเดียว คุณสมบัติทั้งหมดนี้จำเป็นต้องใช้ส่วนผสมที่เหมาะสม ส่วนผสมพื้นฐานของสีคือ:

• สารยึดเกาะ ที่ทำให้เกิดฟิล์มขึ้นรูปเมมเบรนบนพื้นผิวที่ทาสี พวกเขามีความรับผิดชอบต่อคุณสมบัติต่างๆ เช่น ความมันวาว ความทนทาน การยึดเกาะ ความต้านทานต่อสภาพอากาศ ความแข็งแรงและความยืดหยุ่น เรซินสังเคราะห์หรือเรซินธรรมชาติ เช่น โพลียูรี เทน โพลีเอสเตอร์ ไซเลน อีพอกซีเรซิน และน้ำมัน มักใช้เป็นสารยึดเกาะ
• สารเจือจาง ออกแบบมาเพื่อละลายโพลีเมอร์และลดความหนืด สารนี้จะต้องระเหยได้ง่ายระหว่างการอบแห้ง นอกจากนี้ยังส่งผลต่อการใช้งานผลิตภัณฑ์ในระหว่างการทาสีอีกด้วย ทินเนอร์ที่ใช้หลักๆ สองประเภท ได้แก่ น้ำสำหรับสีน้ำ และตัวทำละลายอินทรีย์ผสมสำหรับสีน้ำมัน สารผสมดังกล่าวมักถูกสร้างขึ้นโดยการรวมสารประกอบอะโรมาติก เช่น อนุพันธ์ของไซลี น แอลกอฮอล์ และ คีโตน
• เม็ดสี มีผลค่อนข้างชัดเจน โดยให้สีที่ถูกต้อง ทั้งเม็ดสีธรรมชาติ รวมถึงดินเหนียว ซิลิกา แคลเซียมคาร์บอเนต และทัลก์ และเม็ดสีสังเคราะห์ เช่น ดินเหนียวเผา แบเรียมซัลเฟต แคลเซียมคาร์บอเนตตกตะกอน และซิลิกาไพโรจีนิก ถูกนำมาใช้เพื่อให้สี เม็ดสีบางชนิดยังทำหน้าที่เป็นสารตัวเติม เช่น สารที่มีราคาค่อนข้างถูกซึ่งออกแบบมาเพื่อเพิ่มปริมาณสีและเสริมสร้างโครงสร้างให้แข็งแรง ในขณะเดียวกันก็ช่วยลดต้นทุนการผลิตด้วย กลุ่มนี้รวมถึงดินเบา แป้ง ปูนขาว แบไรท์ และดินเหนียว
• ตัวดัดแปลง จะถูกเพิ่มในปริมาณเล็กน้อยและมีงานที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดในการกำหนด สิ่งเหล่านี้อาจส่งผลต่อคุณสมบัติต่างๆ ของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป เช่น แรงตึงผิว ความเสถียร การเกิดฟอง หรือจุดเยือกแข็ง

สีสามารถจำแนกตามสารยึดเกาะ:

• อะคริลิกโดยที่สารยึดเกาะคือการกระจายตัวของน้ำของเรซินอะคริลิก
• น้ำยางโดยที่สารยึดเกาะเป็นยาง
• ไวนิลโดยที่สารยึดเกาะคือโพลีอะซิเตตหรือโพลีไวนิลคลอไรด์
• กาวโดยที่สารยึดเกาะเป็นกาวผักหรือสัตว์
• ซิลิเกตโดยที่สารยึดเกาะคือแก้วน้ำโพแทสเซียม
• ซิลิโคนโดยที่สารยึดเกาะเป็นซิลิโคนเรซิน

วานิชทำจากโพลีเมอร์แข็งและเป็นเส้นตรงต่างจากสีทา ได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างการเคลือบโปร่งใสหรือสีเพื่อการตกแต่งหรือการป้องกัน ชั้นของมันควรจะป้องกันความเสียหายทางกลและการซึมผ่านของความชื้น แบ่งออกเป็นสองกลุ่ม – วาร์นิชแบบตัวทำละลายและแบบน้ำ สามารถใช้โพลียูรีเทน ไนโตรเซลลูโลสเรซิน น้ำมันสำหรับทำแห้ง เรซินธรรมชาติและเรซินสังเคราะห์ในระหว่าง กระบวนการผลิต สารเคลือบเงาที่ใช้ตัวทำละลาย ในทางกลับกัน น้ำยาเคลือบเงาที่ละลายน้ำได้นั้นผลิตขึ้นโดยใช้อะคริลิก โพลียูรีเทนสูตรน้ำ และส่วนผสมของพวกมัน

กระจก

สารอสัณฐานที่มีคุณสมบัติเชิงกลคล้ายกับของแข็ง เกิดขึ้นจากการระบายความร้อนแบบยวดยิ่งของวัตถุดิบที่หลอมละลาย ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแร่ธาตุและสารประกอบอนินทรีย์อื่น ๆ โดยไม่มีการตกผลึกของส่วนประกอบ เนื่องจากขาดการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของโครงสร้าง แก้วจึงมีลักษณะคล้ายกับของเหลว แต่ความแข็งแกร่งและความเปราะบางทำให้มันเข้าใกล้ของแข็งมากขึ้น สถานะคล้ายแก้วซึ่งแก้วเกิดขึ้นนั้นไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์ วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตแก้วคือ:

• ทรายแก้ว (ควอตซ์) – แหล่งของซิลิกา SiO ₂
• โซดาซึ่งเป็นแหล่งของออกไซด์ของโลหะพื้นฐาน ส่วนใหญ่เป็น Na ₂ O
• หินปูน CaCO ₃ , แมกนีไซต์ MgCO ₃ , โดโลไมต์ CaCO ₃ MgCO ₃ ซึ่งเป็นแหล่งของแคลเซียมและแมกนีเซียมออกไซด์
• บอแรกซ์ – แหล่งที่มาของโบรอนออกไซด์ B ₂ O ₃
• เฟลด์สปาร์โซเดียมโพแทสเซียมที่มีอลูมิเนียมออกไซด์
• ไทเทเนียมไดออกไซด์ TiO ₂ และเซอร์โคเนียมไดออกไซด์ ZrO ₂

ในระหว่างการผลิตแก้ว ยังใช้วัตถุดิบที่มีเม็ดสี เช่น:

• คอปเปอร์ออกไซด์ Cu ₂ O เพื่อให้ได้สีน้ำเงินและสีเขียว
• เหล็กออกไซด์ – เหลือง, เหลือง, น้ำเงินเขียว ขึ้นอยู่กับระดับของการเกิดออกซิเดชันของเหล็ก
• สารประกอบโคบอลต์ – สีน้ำเงิน
• สารประกอบทองคำ – จากสีชมพูถึงสีม่วง

นอกจากนี้ บางครั้งมีการใช้สารประกอบแยกตัวเพื่อเร่งการหลอมละลายหรือการทำให้มวลแก้วกระจ่างขึ้น

พลังงานเคมี

สิ่งของต่างๆ เช่น แบตเตอรี่ และกระถางต้นไม้ในบ้านของคุณ เป็นตัวอย่างหนึ่งของปฏิกิริยาเคมีทั่วไปในชีวิตประจำวัน พลังงานเคมีสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานอื่นได้อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมี แบตเตอรี่ที่กล่าวมาข้างต้นจริงๆ แล้วเป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีซึ่งการเปลี่ยนไอออนระหว่างอิเล็กโทรดจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า ในทางกลับกัน พืชจะผ่านกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งในระหว่างนั้นอิทธิพลของแหล่งพลังงาน เช่น รังสีแสงอาทิตย์ เปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นออกซิเจน การเผาไม้ในเตาผิง เช่น การเผาไม้ในเตาผิงยังปล่อยพลังงานเคมีออกมาในรูปของความร้อนอีกด้วย อ่านเพิ่มเติม: แบตเตอรี่ผลิตได้อย่างไร?

อินเทอร์เน็ตและเคมี

ดูเหมือนว่าเป็นเรื่องยากสำหรับอินเทอร์เน็ตและเคมีทางกายภาพ อย่างไรก็ตาม เราควรคิดถึง รอยเท้าคาร์บอน ซึ่งกลายเป็นหัวข้อที่มีการถกเถียงกันอย่างเข้มข้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ปรากฎว่าเครือข่ายทั่วโลกปล่อยก๊าซจำนวนมหาศาล เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน ไนตรัสออกไซด์ และก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ เซิร์ฟเวอร์ ศูนย์ข้อมูล สวิตช์ และเราเตอร์มีผลกระทบมากที่สุด แม้ว่าการใช้งานจะลดลงเนื่องจากการแทนที่เทคโนโลยีอะนาล็อกด้วย ไฟเบอร์ออปติก ปัจจุบัน เส้นใยแก้วนำแสงที่ผลิตขึ้นทำจากใยแก้วและ พลาสติก เช่น ซิลิคอนเตตราคลอไรด์