Строительные материалы

Строительные материалы

Презентационная работа По химии Ученика 11 класса Школы «Крок» Г. Одессы Игоря В.

Строительные Материалы органические Природные ( естественные)

(древесные материалы, солома, костра, камыш, лузга, шерсть, коллаген).

Искусственные

Безобжиговые Обжиговые неорганические (каменные материалы и изделия)

неорга орган ническ ическ ие ие

поли мерн ые

комп лекс ные

шлако вые

орган ическ ие

стекл омасс овые

керам ическ ие

Романцемент

Цемент

Портландцемент Глинозёмистый цемент

Смешанные цементы

Магнезиальный цемент (Цемент Сореля)

Цемент (лат. caementum — «щебень, битый камень») — искусственное неорганическое вяжущее вещество. Один из основных строительных материалов. При растворении с водой, водными растворами солей и другими жидкостями образует пластичную массу, которая затем затвердевает и превращается в камневидное тело. В основном используется для изготовления бетона и строительных растворов. Цемент является гидравлическим вяжущим и обладает способностью набирать прочность во влажных условиях, чем принципиально отличается от некоторых других минеральных вяжущих (гипса, извести), которые твердеют только на воздухе.

Оценка строительного материала Для определения качества, прочности, ценности и области применения того или иного стройматериала, его подвергают тщательному анализу его физических, химических и механических свойств. Среди основных свойств, подвергающихся анализу, выделяются: Определение плотности вещества; Реагирование с водой ( водопоглощенмие\водоотлакиваемость\ водопроницаемость); Теплопроводность; Теплоемкость; Огнеупорность; Упругость; Пластичность; Исходя из всего вышеперечисленного, материал подвергается различным испытаниям на его прочность и способность выдерживать те или иные условия окружающей среды; сопротивляться разрушению.

Получение цемента • Цемент получают тонким измельчением клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция.

• При измельчении клинкера вводят добавки: гипс СaSO4∙2H2O для регулирования сроков схватывания, до 15 % активных минеральных добавок (пиритные огарки, колошниковую пыль, бокситы, пески, опоки, трепелы) для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.

• Обжиг сырьевой смеси проводится при температуре 1470°C в течение 2-4 часов в длинных вращающихся печах (3,6х127 м, 4×150 м и 4,5х170 м) с внутренними теплообменными устройствами, для упрощения синтеза необходимых минералов цементного клинкера. В обжигаемом материале происходят сложные физико-химические процессы.

Интересные факты о цементе: • В 2002 году мировое производство цемента достигло 1,8 млрд. т. В тройку крупнейших производителей вошли Китай (704 млн. тонн), Индия (100 млн. тонн), и США (91 млн. тонн).

• Цена на цемент на европейских биржах составляет около 100$ за тонну. Цены на цемент в Китае составляют около 40$ за тонну. Большинство биржевых сделок с цементом в России на 2010 год осуществляется на Московской Фондовой Бирже.

Бетон • (от фр. béton) — искусственный каменный строительный материал, получаемый в результате формования и затвердевания рационально подобранной и уплотненной смеси состоящей из вяжущего вещества (цемент или др.), крупных и мелких заполнителей, воды. В ряде случаев может содержать специальные добавки, а также отсутствовать вода (например в асфальтобетоне).

Изготовление бетона Бетон производится смешиванием цемента, песка, щебня и воды (соотношение их зависит от марки цемента, влажности песка и щебня), а также небольших количеств добавок. Соотношение воды и цемента («водоцементное соотношение», «водоцементный модуль»; обозначается «В/Ц») — важная характеристика бетона. От этого соотношения напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон. Теоретически, для гидратации цемента достаточно В/Ц = 0,2, однако у такого бетона слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц = 0,3— 0,5. Распространенной ошибкой при производстве бетона является чрезмерное добавление воды, которое увеличивает подвижность бетона, но в несколько раз снижает его прочность.

Защита бетона Первичная К первичной защите бетона относят мероприятия, обеспечивающие непроницаемость конструкционного материала сооружения. Смысл этой защиты: повысить водонепроницаемость, морозостойкость, прочность на сжатие и коррозионную стойкость на весь срок службы, уплотнить структуру бетона.

Вторичная К вторичной защите бетона относят дополнительное покрытие поверхностей конструкций гидроизоляционными материалами (мембранами) со стороны непосредственного воздействия агрессивной среды. Смысл этой защиты: и изоляция поверхности бетона, уменьшение её восприимчивости к окружающей среде.

Стекло вещество и материал, один из самых древних и, благодаря разнообразию своих свойств, — универсальный в практике человека. все виды стёкол при формировании преобразуются в агрегатном состоянии— от чрезвычайной вязкости жидкого до так называемого стеклообразного в процессе остывания со скоростью, достаточной для предотвращения кристаллизации расплавов, получаемых плавлением сырья. Температура варки стёкол, от 300 до 2500 °C, определяется компонентами этих стеклообразующих расплавов(оксидами, фторидами, фосфатами и др.). Прозрачность (для видимого человеком спектра) не является общим свойством для всех видов существующих как в природе, так и в практике стёкол.

Строение и свойства стекла Строение SiO2 — как кварцевого кристалла (природное стекло)

•

Строение SiO2 — в виде кварцевого стекла (стекло, полученное человеком))

Стекло — неорганическое изотропное вещество, материал, известный и используемый с древнейших времён.

Существует: 1)В природе - в виде минералов (обсидиан — вулканическое стекло); 2)В жизни человека - как продукт стеклоделия — одной из древнейших технологий в материальной культуре. Структура: Аморфное вещество, агрегатно относящееся к разряду — твёрдое тело. В практике присутствует огромное число модификаций, подразумевающих массу разнообразных утилитарных возможностей, определяющихся различными свойствами. Независимо от его химического состава и температурной области затвердевания, стекло обладает физико-механическими свойствами твёрдого тела, сохраняя способность обратимого перехода из жидкого состояния в стеклообразное (данное определение позволяет наблюдать, что к стёклам, в расширительном значении, относят все вещества по аналогии процесса образования и ряда формальных свойств, так называемого стеклообразного состояния — на этом она исчерпывается, поскольку материал, как известно, прежде всего характеризуется своими практическими качествами).

Применение В настоящее время разработаны материалы чрезвычайно широкого, поистине — универсального диапазона применения, чему служат и присущие изначально (например, прозрачность, отражательная способность, стойкость к агрессивным средам, красота и многие другие) и не свойственные ранее стеклу — синтезированные его качества (например — жаростойкость, прочность, биоактивность, управляемая электропроводность и т. д.). Различные виды стёкол используется во всех сферах человеческой деятельности: от строительства, изобразительного искусства, оптики, медицины — до измерительной техники, высоких технологий и космонавтики, авиации, военной техники. В твёрдом состоянии силикатные стёкла весьма устойчивы к обычным реагентам (за исключением плавиковой кислоты), и к действию атмосферных факторов. На этом свойстве основано их широчайшее применение: для изготовления предметов быта, оконных стёкол, стёкол для транспорта, стеклоблоков и многих других строительных материалов, предметов медицинского, лабораторного, научно-исследовательского назначения, и во многих других областях. Для специальных целей выпускают химически-стойкое стекло, а также стекло, стойкое к тем или иным видам агрессивных воздействий.

Получение cтекла Стеклообразующие вещества: К стеклообразующим веществам относятся:

Оксиды:

SiO2

B2O3

P2O5

TeO2 GeO2

Фториды: AlF3 и др. Базовый метод получения силикатного стекла заключается в плавлении смеси кварцевого песка (SiO2), соды (Na2CO3) и извести ( CaO ). В результате получается химический комплекс с составом Na2O*CaO*6SiO2. Также встречается в природе( Например, во время попадания молнии в залежи кварцевого песка ).

Роль стекла как строительного материала Благодаря современным химическим и технологическим достижениям потенциал стекла раскрыт крайне широко. В настоящее время его используют в строительстве как составную часть окна, однако, стоит заметить, что его роль теперь не ограничивается простым обеспечением красивого вида из окна помещения. На сегодняшний день, благодаря созданию сверхпрочных и крайне термоустойчивых стёкол, появилась возможность использования их в качестве защитных материалов, позволяющих, к примеру, не давать пожару охватывать всё здание, а также перекидываться на соседние здания. Кроме того, были выведены такие виды стекла, которые не ломаются даже при очень больших нагрузках и внешнем воздействии. Такие стёкла в своей прочности могут посоревноваться с бетоном.

Пластмассы

История • Первая пластмасса была получена английским металлургом и изобретателем Александром Парксом в 1855 году. Паркс назвал её паркезин (позже получило распространение другое название — целлулоид). Паркезин был впервые представлен на Большой Международной выставке в Лондоне в 1862 году. Развитие пластмасс началось с использования природных пластических материалов (жевательной резинки, др. веществ), затем продолжилось с использованием химически модифицированных природных материалов (резина, коллаген и другие) и, наконец, пришло к полностью синтетическим молекулам (бакелит, эпоксидная смола, поливинилхлорид, полиэтилен и другие).

• Паркезин являлся торговой маркой первого искусственного пластика и был сделан из целлюлозы, обработанной азотной кислотой и растворителем. Паркезин часто называли искусственной слоновой костью. В 1866 году Паркс создал фирму Parkesine Company для массового производства материала. Однако, в 1868 году компания разорилась из-за плохого качества продукции, так как Паркс пытался сократить расходы на производство. Преемником паркезина стал ксилонит (другое название того же материала), производимый компанией Даниэля Спилла, бывшего сотрудника Паркса, и целлулоид, производимый Джоном Весли Хайатом.

Термопласты (термопластичные пластмассы) — при нагреве расплавляются, а при охлаждении возвращаются в исходное состояние;

Пластмассы Реактопласты (термореактивные пластмассы) — в начальном состоянии имеют линейную структуру макромолекул, а при некоторой температуре отверждения приобретают сетчатую.

Газонаполненные пластмассы— вспененные пластические массы, обладающие малой плотностью.

Свойства Основные механические характеристики пластмасс те же, что и для металлов. Пластмассы характеризуются малой плотностью, чрезвычайно низкими электрической и тепловой проводимостями, не очень большой механической прочностью. При нагревании (часто с предварительным размягчением) они разлагаются. Не чувствительны к влажности, устойчивы к действию сильных кислот и оснований, отношение к органическим растворителям различное (в зависимости от химической природы полимера). Физиологически почти безвредны. Свойства пластмасс можно модифицировать методами стереоспецифической полимеризации, путём сочетания различных пластмасс друг с другом или с другими материалами, такими как стеклянное волокно, текстильная ткань, введением наполнителей и красителей, и др.

Получение Производство синтетических пластмасс основано на реакциях полимеризации, поликонденсации или полиприсоединения низкомолекулярных исходных веществ, выделяемых из угля, нефти или природного газа. При этом образуются высокомолекулярные связи с большим числом исходных молекул (приставка «поли-» от греческого «много», например этиленполиэтилен).

Опасность пластмассы Отходы пластмассы не разлагаются, из-за чего появляются огромные скопления этого вещества, в связи с чем возникают мусорные свалки. Скопления отходов из пластмасс образуют в Мировом океане под воздействием течений особые мусорные пятна. На данный момент известны пять больших скоплений мусорных пятен — по два в Тихом и Атлантическом океанах, и один — в Индийском океане.