Избранные главы курса химии. Павлов А.И. - 39 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

76 77
А. И. Павлов. Избранные главы курса химии
MgCO
3
→ MgO + CO
2
. Одним из продуктов обжига будет жженая
магнезия. Смесь жженой магнезии с раствором хлорида магния либо
с раствором сульфата магния и называется магнезиальным цементом.
Твердение магнезиального цемента сопровождается реакциями
полимеризации с образованием полимерных молекул, в которых
чередуются атомы магния и кислорода: –Mg–O–Mg–O–.
Основу растворимого стекла составляют Na
2
SiO
3
и K
2
SiO
3
. По
внешнему виду материал похож на обычное стекло, но оно растворимо
в воде, особенно при высоких температурах. Твердение растворимого
стекла сопровождается реакциями полимеризации с образованием по-
лимерных молекул, в которых чередуются атомы кислорода и кремния.
Портландцементный клинкер получают путем обжига смеси
известняка, глины и добавок при температуре 1300–1400 °С. При этом
протекают химические реакции с образованием сложных химических
соединений, главным образом силикатов и алюминатов кальция.
Портландцементный клинкер включает в себя четыре основных
искусственных минерала: 3CaO ⋅ SiO
2
– трехкальциевый силикат (алит);
2CaO ⋅ SiO
2
– двухкальциевый силикат (белит); 3CaO ⋅ Al
2
O
3
–
трехкальциевый алюминат (целит); 4CaO ⋅ Al
2
O
3
⋅ Fe
2
O
3
– четырех-
кальциевый алюмоферрит (браунмиллерит).
Измельченный портландцементный клинкер с добавками называ-
ется портландцементом.
При взаимодействии минералов клинкера с водой протекают слож-
ные химические реакции с образованием различных минералов пере-
менного состава. Основу их составляют гидросиликаты и гидроалю-
минаты кальция, например 2CaO ⋅ Al
2
O
3
⋅ 6H
2
O или 2CaO ⋅ SiO
2
⋅ nH
2
O.
13.2. Стекло
При нагревании смеси силикатов некоторых элементов с диокси-
дом кремния получаются прозрачные аморфные сплавы, относимые
к стеклам.
Стеклом называют все аморфные тела, полученные путем пере-
охлаждения расплава, независимо от их химического состава. По струк-
туре стёкла представляют собой переохлажденные жидкости. Наибо-
лее распространены оксидные стекла: силикатные (на основе SiO
2
),
алюмосиликатные (Al
2
O
3
, SiO
2
), боросиликатные (B
2
O
3
, SiO
2
) и др.
Обычное оконное стекло, а также стекло, из которого приготов-
ляется бóльшая часть стеклянной посуды, состоит главным образом из
силикатов натрия и кальция, сплавленных с диоксидом кремния.
Состав такого стекла можно приблизительно выразить формулой
Na
2
O ⋅ CaO ⋅ 6SiO
2
. Получают его при сплавлении белого песка (SiO
2
),
соды (Na
2
CO
3
) и известняка или мела (CaCO
3
). При этом протекают
такие реакции:
CaCO
3
+ SiO
2
= CaSiO
3
+ CO
2
Na
2
CO
3
+ SiO
2
= Na
2
SiO
3
+ CO
2
Если при варке стекла заменить соду поташом (K
2
СО
3
), то полу-
чается тугоплавкое стекло.
При сплавлении SiO
2
с поташом и оксидом свинца PbO получает-
ся тяжелое стекло, называемое хрусталем. Такое стекло обладает боль-
шой лучепреломляющей способностью и при шлифовании приобрета-
ет сильный блеск.
Большое значение имеет стекло, приготовленное непосредствен-
но из расплавленного кварца (SiO
2
) – кварцевое стекло. В отличие от
обычного стекла, кварцевое стекло пропускает ультрафиолетовые лучи
и имеет очень малый коэффициент термического расширения.
13.3. Керамика
Керамикой называют материалы и изделия, изготовляемые из ог-
неупорных веществ, например из глины, карбидов, оксидов, нитридов
различных соединений.
В зависимости от применения различают строительную, огнеупор-
ную, химически стойкую, бытовую и техническую керамику. К строи-
тельной керамике относятся кирпич, черепица, облицовочные плитки.
Огнеупорные керамические материалы применяют для внутренней об-
лицовки печей, например доменных. Химически стойкая керамика при-
меняется в химической промышленности. К бытовой керамике отно-
сятся фарфоровые и фаянсовые изделия. Техническая керамика приме-
няется при изготовлении изоляторов, конденсаторов, тиглей и т. п.
Самая применяемая строительная керамика – кирпич – получает-
ся из смеси глины с добавками путем ее обжига при температуре по-
рядка 900 °С. Обжиг проводится по строго определенному режиму. Ос-
Тема 13. Химия строительных материалов

Страницы