Spoiwo wapienne CaO
Wapno palone (CaO) otrzymuje się przez wypalanie kamienia wapiennego (CaCO3) w temperaturze 950 – 1050oC. CaCO3 → CaO + CO2
Zbyt wysoka temperatura wypalania daje tzw. wapno martwe, niepodatne na pro-ces gaszenia, na skutek oblepiania ziarenek wapna palonego nieprzepuszczalnymi dla wody stopionymi tlenkami zanieczyszczeń (krzemionka, tlenki żelaza i glinu lub węglan magnezu).
W budownictwie wapno stosuje się głównie do otrzymywania zaprawy wapie
nnej ., Zaprawę murarską otrzymuje się poprzez zmieszanie
1 części ciasta wapien. + (3-5) części piasku + woda
Proces wiązania i twardnienia zaprawy murarskiej:
Wysychanie i krystalizacja Ca(OH)2 z przesyconego roztworu, Karbonatyzacja Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
Korozja betonu:
• ługowania - wywołaną rozpuszczaniem i wymywaniem z betonu jego rozpuszczalnych składników
• kwasową - wywołaną kwaśnym środowiskiem
• węglanową - wywołaną reakcją z CO2
• magnezową - gdy środowisko zawiera jony Mg2+
• amonową - spowodowaną jonami NH4+
• siarczanową - jonami SO42-
• zasadową - wywołaną zasadowym środowiskiem
Korozja kwasowa
Spowodowana przez wodne roztwory kwasów:
mocnych : HCl, H2SO4, HNO3 ,słaby kwas H2S ,kwasy organiczne: octowy, mlekowy ,kwasy humusowe . Związki te reagują ze składnikami kamienia cementowego, tworząc łatwo rozpuszczalne sole:
Ca(OH)2+2H+→Ca2++2H2O
3CaO*Al2O3+12H+→3Ca2++2Al3++ 6H2O
3CaO*SiO2+6H+→3Ca2++H2SiO3+ 2H2O
Stopniowe zwiększanie porowatości betonu i obniżanie jego wytrzymałości.
Kwasy reagują też z węglanem wapnia (powstającym w wyniku karbona-tyzacji betonu lub wchodzącym w skład kruszywa węglanowego):
CaCO3 + 2H+→Ca2+ +H2O +CO2↑
Twardnienie masy cementowej:
Hydroliza krzemianu trójwapniowego (alitu)
3CaO*SiO2 + (n+1)H2O --> 2CaO*SiO2*nH2O + Ca(OH)2
Hydroliza krzemianu dwuwapniowego (balitu)
2CaO*SiO2 + nH2O --> 2CaO*SiO2*nH2O
Reakcja wodorotlenku wapnia z CO2
Ca(OH)2 + CO2 --> CaCO3 + H2O
Reguła Van’t Hoffa- podwyższenie temp. o 10 stopni zwiększa szybkość reakcji chem. od 2 do 4 razy. Szybkość reakcji chem. jest wprost proporcjonalna do iloczynu stężeń substancji reagujących wyrażonych w mol/dm3
Zasada przekory- jeżeli w jakimkolwiek układzie, będącym w stanie równowagi zmienimy temp., stężenie, cieśnienie lub jakikolwiek inny czynnik char. ten układ, to równowaga chemiczna przesunie się w takim kierunku, aby przeciwdziałać tej zmianie. 3H2+N2↔2NH3+Q
Prawo działania mas(Guldberga i Waaga)-w stanie równowagi chem., w określonej temp. stosunek iloczynu stężeń produktów do iloczynu stężeń substratów reakcji, podniesionych do odpowiednich potęg, ma wartość stałą. Wykładniki potęgowe odpowiadają współczynnikom stechiometrycznym wyst, w równaniach chem.CO+H2O↔CO2+H2
Wskaźniki kwasowo-zasadowe- są to związki, które mają właściwości zmiany barwy w zależności od pH roztworu. Są to najczęściej słabe kwasy bądź słabe zasady organiczne, które przy zmianie pH zmieniają barwę
Reguła Hunda - liczba niesparowanych elektronów w danej podpowłoce powinna być możliwie jak największa, - pary elektronów tworzą się dopiero po zapełnieniu wszystkich poziomów orbitalnych danej podpowłoki przez elektrony niesparowane,- elektrony niesparowane w poziomach orbitalnych danej podpowłoki mają jednakową orientację spinu.
Zakaz Pauliego - jednym atomie dwa elektrony muszą różnić się wartością przynajmniej jednej liczby kwantowej (np. w jednym poziomie orbitalnym muszą mieć przeciwną orientację spinu
Ciasto wapienne- otrzymywane jest w dołach do gaszenia i stanowi układ koloidalny wodorotlenku wapnia w nasyconym wodnym roztworze tegoż wodorotlenku. Zawartość wady wynosi ok.50%
Mleko wapienne-charakteryzuje się znacznym nadmiarem wody w układzie koloidalnym wodorotlenku wapnia
Wapno hydratyzowane-(sucho gszone) jest sproszkowanym wodorotlenkiem wapnia, który otrzymuje się metodą przemysłową przez gaszenie wapna palonego małą ilością wody
Hydroliza-reakcja chemiczna polegająca na rozpadzie cząsteczek związku chemicznym na dwa lub więcej mniejszych fragmentów w reakcji z wodą lub parą wodną Hydroliza belitu Ca2SiO4
2CaO*SiO2+2H2O→CaSiO3*H2O+Ca(OH)2
Hydratacja-uwodnienie-ogół procesów chemicznych lub fizycznych, w któ®ych związkiem chemicznym przyłączonym do innej substancji jest woda
Hydratacja glinianu triwapnia 3CaO*Al2O3+6H2O→3CaO*Al2O3*6H2O
Karbonatyzacja-uwęglanowienie- reakcja chemiczna między kwasem węglowym a minerałami. Pod wpływem kwasu węglowego minerały całkowicie lub częściowo się rozpuszczają Wapno hydratyzowane Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
Plastomery – polimery, które pod wpływem naprężeń wykazują bardzo małe odkształcenia (mniejsze niż 1%). Do plastomerów zalicza się termoplasty i duroplasty
Elastomery – tworzywa, które przy małych naprężeniach wykazują duże odkształcenie (do 1000%), można je rozciągać i ściskać, w wyniku czego zmieniają znacznie swój kształt, ale po odjęciu siły wracają do poprzednich kształtów. Elastomery zastąpiły prawie całkowicie kauczuk naturalny, ale znalazły też szereg nowych zastosowań, niedostępnych dla zwykłego kauczuku
Tworzywo termoplastyczne – tworzywo sztuczne, które w określonej temperaturze i ciśnieniu zaczyna mieć własności lepkiego płynu. Tworzywa termoplastyczne można kształtować przez tłoczenie i wtryskiwanie w podwyższonej temperaturze a następnie szybkie schłodzenie do temperatury użytkowej
tworzywa duroplastyczne -Są to wysoko usieciowane materiały polimerowe, które w zakresie temperatury użytkowania zachowują się energoelastycznie (mają sprężystość stali)
POLIMERYZACJA
Reakcja łańcuchowa, Trzy etapy:
•Inicjowanie
Y* + CH2=CH2→Y-CH2-CH2*
•Wzrost łańcucha
Y-CH2-CH2*+ CH2=CH2→Y-CH2-CH2-CH2-CH2* itd.
nCH2=CH2→[-CH2-CH2-]n, eten (etylen), polietylen
•Zakończenie wzrostu łańcucha [poprzez dezaktywację rodników (rekombinację).]
Polikondensacja-reakcja polimeryzacji, przebiegająca stopniowo i z wydzieleniem niskocząsteczkowego produktu ubocznego (np. wody, metanolu, glikolu). Obecnie od tego terminu stopniowo się odchodzi, stosując zamiast niego termin polimeryzacja stopniowa
•reakcja z wydzielaniem produktu ubocznego, np.: H2O, NH3, HCl, CO2itp.
Poliamidy to również produkty polikondensacji diamin z kwasami dikarboksylowymi wiązanie peptydowe (Do celów konstrukcyjnych, do wyrobu spadochronów, węży strażackich, taśm transportowych, pasów bezpieczeństwa)
Kwas karboksylowy- to związki organiczne, których cząsteczki składają się z grupy węglowodorowej oraz grupy karboksylowej-COOH, właściwości kwasów karboksylowych zależą od struktury grupy funkcyjnej oraz od budowy i długości łańcucha węglowego. Otrzymywanie kwasów 2CH4+3O2→2HCOOH+2H2O, np. HCOOH kwas mrówkowy
Wapno palone CaO, Wapno gaszone Ca(OH)2, gipsu CaSO4×2H2O, , kalcytu CaCO3, dolomitu CaMg[CO3]2
Spoiwa hydrauliczne - Spoiwa hydrauliczne mają zdolność wiązania i twardnienia zarów-no na powietrzu jak i w środowisku wodnym. Wykazują tym samym odporność na działanie wody i powietrza. Spoiwa hydrauliczne są to materiały zawierające bezwodne i trwałe wobec wody tlenki nieorganiczne. Po zmieszaniu z wodą następuje proces wiązania i wytworzenia związków uwodnionych. Do grupy spoiw hydraulicznych należą: wapno hydrauliczne, cement portlandzki
Spoiwo powietrzne- po zmieszaniu z wodą ulegają wiązaniu i stwardnieniu jedynie na powie-trzu. Zalicza się do nich; wapno, spoiwo gipsowe, magnezjowe oraz spoiwa krze-mianowe.
Spoiwa gipsowe
Materiały wiążące, otrzymywane z naturalnych siarczanów wapniowych występujących w przy-rodzie w postaci kamienia gipsowego (CaSO4*2H2O) i anhydrytu (CaSO4). Spoiwa gipsowe szybko wiążące otrzymuje się w prażarkach w niskich temperaturach (135 - 230oC). Podczas wypalania zachodzi proces odwodnienia według reakcji
CaSO4*2H2O --> CaSO4*1/2H2O + 3/2H2O
Spoiwa tej grupy należą do spoiw powietrznych szybko wiążących, o początku wiązania od 3 do 12 minut, a końcu wiązania 15 do 20 minut. Spoiwa gipsowe wolno wiążące produkowane są w wysokich temperaturach. Dzielą się one na:
spoiwa anhydrytowe - spoiwo gipsowe powietrzne nie wykazujące właściwości hydraulicznych.
gips hydrauliczny - spoiwo powietrzne wykazujące właściwości hydrauliczne.
Wiązanie spoiw gipsowych polega w zasadzie na reakcji odwrotnej do reakcji odwodnienia surowców stosowanych do produkcji gipsu.
Izotopy-zbiór atomów o tej samej liczbie protonów lecz różnej liczbie neutronów
Liczba atomowa-(Z)określa liczbę protonów w atomie danego pierwiastka
Czas połowicznego rozpadu-okres po którym liczba atomów pierwiastka zmniejszyła się o połowę
Energia aktywacji-minimalna wartość energii kinetycznej substratów potrzebnej aby mógł zachodzić proces przechodzenia substratów w produkty
Szybkość reakcji chemicznych-określa się ubytkiem stężenia substratów lub przyrost stężenia produktów w nieskończenie małym odstępie czasu
Stopień dysocjacji-jest to stosunek ilości cząsteczek zdysocjowanych w stanie równowagi do ogólnej ilości cząsteczek wprowadzonych do danego roztworu. Wskazuje, jaka część rozpuszczonych cząsteczek jest zdysocjowanych na jony
pH-wartość liczbowa ujemnego logarytmu dziesiętnego ze stężenia jonów wodorowych
iloczyn jonowy wody-zależność między stężeniem H+ i OH- niezależnie od tego czy pochodzą one z wody czy też z kwasu lub zasady
stała dysocjacji- jest wielkością stałą w określonej temp. niezależnie od stężenia i z tego względu może służyć jako miara mocy elektrolitu
mol-ilość substancji zawierająca liczbę Avogadra cząsteczek atomów, jonów, rodników, elektrolitów
inhibitor-katalizator ujemny, opóźniający reakcje
katalizator dodatni-katalizator przyspieszający reakcje
katalizator-substancje, które zmieniają szybkość reakcji chemicznej nie ulegając przy tym zmianie
potencjał jonowy