Основы химии минеральных вяжущих веществ
Содержание темы: Общая характеристика, классификация строительных вяжущих веществ. Теории химических процессов твердения минеральных вяжущих веществ.
Воздушные вяжущие вещества. Воздушная известь. Сырье, реакция обжига его. Виды воздушной извести. Процессы твердения воздушной извести. Магнезиальное вяжущее вещество. Производство магнезиального цемента, процессы его твердения.
Гипсовые вяжущие вещества, их виды. Процессы производства и твердения гипсовых вяжущих веществ.
Гидравлические вяжущие вещества. Портландцемент. Сырье. Минералы клинкера и их характеристика. Минералы цементного камня.
Крррозия_бетона. Классификация процессов коррозии бетона. Углекислотная, магнезиальная, сульфатная коррозия бетона. Методы борьбы с коррозией бетона.
Необходимые умения: выражать химический состав сырьевых материалов, минеральных вяжущих веществ формулами. Выражать химизм процессов производства и твердения минеральных вяжущих веществ, процессов коррозии бетона языком химических уравнений.
Вяжущие — вещества, способные затвердевать в результате физико-химических процессов. Переходя из тестообразного в камневидное состояние, вяжущее вещество скрепляет между собой камни либо зёрна песка, гравия, щебня. Это свойство вяжущих используется для изготовления: бетонов, силикатного кирпича, асбоцементных и других необожжённых искусственных материалов; строительных растворов — кладочных, штукатурных и специальных.
Вяжущие вещества по составу делятся на:
1. Неорганические (известь, цемент, строительный гипс, магнезиальный цемент, жидкое стекло и др.), которые затворяют водой (реже водными растворами солей). Включают: вяжущие воздушные, вяжущие гидравлические, вяжущие автоклавного твердения.
|
|
2. Органические (битумы, дёгти, животный клей, полимеры), которые переводят в рабочее состояние нагреванием, расплавлением или растворением в органических жидкостях.
Вяжущие материалы — это минеральные и органические вещества, применяемые для изготовления бетонов и строительных растворов, скрепления (омоноличивания) отдельных элементов строительных конструкций, гидроизоляции (создания водонепроницаемых покрытий).
К минеральным вяжущим материалам относятся порошкообразные вещества, образующие при смешивании (затворении) с водой пластичную массу, которая постепенно затвердевает, образуя прочное камневидное тело.
Различают гидравлические вяжущие — материалы, которые после смешивания с водой и предварительного затвердевания на воздухе сохраняют свою твердость и продолжают упрочняться («набирать» прочность) в воде — это разновидности цементов, гидравлическая известь.
Воздушные вяжущие — это вещества, которые способны твердеть и сохранять прочность только на воздухе (гипс, воздушная известь, жидкое стекло).
Классификация минеральных вяжущих веществ
| Воздушные | Применение | Гидравлические | Применение | Автоклавного твердения | Применение |
| Гипсовые вяжущие вещества Воздушная известь Магнезиальные вяжущие вещества Кислотоупорный цемент | Строительство домов | Силикатный цемент Алюминатный цемент Гидравлическая известь Роман-цемент | Строительство мостов, тоннелей | Известково-кремнеземистые вяжущие вещества Известково-шлаковые вяжущие вещества Нефелиновый цемент | Производство кирпичей |
|
|
Высокомолекулярные соединения
Содержание темы: Высокомолекулярные соединения (ВМС). Особенности внутреннего строения ВМС, полимеров. Способы получения полимеров. Реакции полимеризации. Реакции поликонденсации.
Полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиметилакрилат, фенолформальдегидные и карбамидоформальдегидные смолы.
Необходимые имения: составлять уравнения реакций полимеризации, сополимеризации и поликонденсации.
Полимеры - высокомолекулярные соединения, которые характеризуются молекулярной массой от нескольких тысяч до многих миллионов. Молекулы полимеров, называемые также макромолекулами, состоят из большего числа повторяющихся звеньев. Вследствие большой молекулярной массы макромолекул полимеры приобретают некоторые специфические свойства. Поэтому они выделены в особую группу химических соединений.
Отдельную группу также составляют олигомеры, которые по значению молекулярной массы занимают промежуточное положение между низкомолекулярными и высокомолекулярными соединениями.
Различают неорганические, органические и элементоорганические полимеры. Органические полимеры подразделяют на природные и синтетические.
Макромолекулы полимеров могут быть линейными, разветвленными и сетчатыми.
Линейные полимеры образуются при полимеризации мономеров или линейной поликонденсации.
Разветвленные полимеры могут образовываться как при полимеризации, так и при поликонденсации. Разветвление полимеров при полимеризации может быть вызвано передачей цепи на макромолекулу, росте боковых цепей за счет сополимеризации и другими причинами.
|
|
Линейные и разветвленные макромолекулы из-за способности атомов и групп вращаться вокруг ординарных связей постоянно изменяют свою пространственную форму, имеют много конформационных структур. Это свойство обеспечивает гибкость макромолекул, которые могут изгибаться, скручиваться, распрямляться. Поэтому для линейных и разветвленных полимеров характерно высокоэластическое состояние, т.е. способность к обратимой деформации под действием относительно небольших внешних сил.
При разветвлении полимеров эластические и термопластические свойства становятся менее выраженными. При образовании сетчатой структуры термопластичность теряется. По мере уменьшения длины цепей в ячейках сеток утрачивается и эластичность полимеров, например, при переходе от каучука к эбониту.
Линейные макромолекулы могут быть регулярную и нерегулярную структуру. В полимерах регулярной структуры отдельные звенья цепи повторяются в пространстве в определенной порядке. Полимеры регулярной структуры получили название стереорегулярных.
Большинство полимеров обычно находится в аморфном состоянии. Некоторые полимеры в определенных условиях могут быть иметь кристаллическую структуру. Аморфные полимеры могут находиться в стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем состояниях.
Химические свойства зависят от состава, молекулярной массы и структуры полимеров. Им свойственны реакции соединения макромолекул поперечными связями, взаимодействия функциональных групп друг с другом и низкомолекулярными веществами и деструкции. Наличие у макромолекул двойных связей и функциональных групп обуславливает повышение реакционной способности полимеров.
Механические свойства определяются элементным составом, молекулярной массой, структурой и физическим состоянием макромолекул.
Все вещества подразделяются на диэлектрики, полупроводники и проводники.
Композиционные материалы (композиты) - состоят из основы (органической, полимерной, углеродной, металлической, керамической), армированным наполнителем, в виде высокопрочных волокон и нитевидных кристаллов. В качестве основы используются синтетические смолы и полимеры. Композиты на основе полимеров используются как конструкционные, электро- и теплоизоляционные, коррозийностойкие в электротехнической, авиационной, радиотехнической промышленности, космической технике и т.д.