Где используется химия в строительстве

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Л. И. Лаптева, В. В. Овчинников

Проявление метастабильного парагенезиса при твердофазовом взаимодействии в системе СаО — SiO 2 — al 2O 3

Текст научной работы на тему «Строительство и химические материалы»

Л.И. Лаптева, В.В. Овчинников

СТРОИТЕЛЬСТВО И ХИМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Химия и строительство — две обширных и древних области деятельности человека в течение многих веков -развиваются в тесном контакте, взаимопроникая друг в друга. Можно с уверенностью сказать, что характерная особенность строительства — это быстрое освоение и продуктивное использование всего нового, что появлялось в химической науке.

В силу этих причин, современное развитие строительства трудно представить себе без использования продукции химической промышленности: применения и внедрения новых конструкционных полимерных материалов, пластических масс, синтетических волокон, каучуков, вяжущих и отделочных веществ и многих других полезных продуктов «большой» и «малой» химии. Техника строительства реконструируется не только по направлению интенсификации и модернизации самих процессов строительного производства, но и по направлению повышения значимости роли химических и физико-химических процессов. Внедрение таких процессов, как склеивание, сварка, формование — это результат химизации строительства. Быстротвердеющие бетоны и растворы стали возможны за счет тщательного и продуктивного исследования химических реакций их компонентов, а применение вяжущих веществ совершенствуется в ходе изучения процессов, реализующихся при их твердении.

Материаловедение | Учебный фильм, 2018

В настоящей статье нет возможности подробно остановиться на всех аспектах использования химических веществ и материалов в строительстве, однако некоторые основополагающие разделы строительной химии важно рассмотреть более подробно.

Химическая термодинамика — основа строительной химии

Теоретическое обоснование химических проблем, с которыми встречается строитель в практической деятельности, должно основываться на фундаменте

физической химии, оперирующей многими методами, среди которых химическая термодинамика является наиболее важным. Так, химическая термодинамика привлекается для анализа теоретической прочности твердых тел, изучения поверхностных явлений, выполняющих важную роль при понимании проблем склеивания, пленкообразования, фазовых и энергетических переходов. Термодинамический анализ позволяет также обосновать механизмы протекания процессов гидратации минеральных вяжущих и устойчивость гидратных образований, от которых зависит прочность бетонов. Знание максимального тепловыделения, равно как и его скорости, необходимо при выборе цемента для гидротехнических и иных видов строительства; без термодинамического анализа трудно оценить процессы коррозии строительных материалов и их защиты. Термодинамика играет важную роль в подведении теоретического фундамента под многочисленными химическими и физико-химическими процессами в строительном производстве [1].

Напомним читателям, что термодинамика в применении к химии помогает определить возможность осуществления химических реакций и предел их протекания, выход целевых продуктов того или иного взаимодействия, т. е. предельно возможную степень превращения реагентов в продукты реакций и сопровождающие их тепловые эффекты (последние, как правило, стараются относить к стандартным условиям: температура 298 К и давление в 101 Кпа). Пользуясь первым законом термодинамики, проводят расчеты энергетических балансов химических процессов, а с помощью второго и третьего -рассчитывают химические равновесия, используя такие важные термодинамические функции, как свободная энергия ( Ав°), энтальпия (Д Н0) и энтропия (Д 8°).

Средние энергии связей (кДж) некоторых минералов

Формула Связь Энергия

3СаО*2БЮ2 Са—О 550,6

3 СаО*2БЮ2* 1, 17Н2О Са—О 588,3

СаБО4*0,5Н2О Са—О 651,9

СаБО4*2Н2О Са—О 694,5

БЮ2 (кварц) Б1—О 443,5

С помощью термохимических расчетов удается определить энергии связей между различными атомами. Важно подчеркнуть, что знание этих величин представляет не только научный, но и практический интерес, поскольку позволяет определить количество энергии, необходимой на разрушение (разрыв) и образование тех или иных химических связей в реакции. Применительно к веществам, которые входят в составы строительных материалов, вслед за известными физико-химиками В.И.Бабушкиным и О.П.Мчедловым-Петросяном, в течение длительного времени занимавшихся исследованиями в этой области, можно охарактеризовать средние энергии образующих их связей (табл. 1) [1,2].

Из сопоставления средних значений энергий связи Ca-O в вяжущих веществах и их гидратных образованиях следует, что включение молекул воды (гидратация) способствует увеличению энергии этой связи и поэтому энергетически выгодно. К этому следует добавить, что получение силикатов кальция из устойчивых форм SiO2 и CaO требует затраты энергии и поэтому осуществляется в автоклавах при высокой температуре.

Силикаты металлов и вяжущие материалы

Динамичное развитие промышленности потребовало создания высокопрочных, огнеупорных, термостойких строительных материалов. В связи с этим, особое внимание химиков было обращено к силикатам и другим тугоплавким соединениям [3]. Известно, что свойства соединений связаны, главным образом, с особенностями строения веществ и типами образующих их химических связей. Поэтому знание особенностей структуры и свойств силикатных и других тугоплавких соединений в различных состояниях -кристаллическом, жидком, стеклообразном и коллоидном — позволит целенаправленно осуществлять процессы их промышленного и лабораторного получения с заранее прогнозируемыми эксплуатационными свойствами.

Основу силикатных соединений составляют неорганические кислородные соединения кремния, включающие в себя тетраэдрическую группу ^Ю4]4- с силоксановыми ( ~ 30% ионности) связями Si-O и Si-O-Si; причем их характерной особенностью является способность ассоциировать друг с другом, образуя циклические, длинные ленточные, двумерные и слоистые (пространственные) структуры [3].

Атомы Li, №, ^ Be, Mg, Ca, Fe, B, Al и др., входящие в состав силикатов, связаны с атомами кислорода ковалентно-ионными связями. Состав силикатов усложняется их склонностью к образованию твердых растворов. Под конституцией понимают структуру веществ, наличие в решетке определенных группировок атомов или ионов, природу и прочность связей в решетке, способность элементов решетки вступать в реакции и замещаться другими элементами. Конституция силикатов трактовалась прежде в свете

алюмоосновной и алюмокислотной теорий. Согласно первой из них, утверждалось, что все силикаты, содержащие металлы, являются солями различных кремниевых кислот.

Гидратационное твердение минеральных вяжущих материалов — достаточно важный процесс в строительной химии и может служить иллюстрацией того, как необходимо знание химии для понимания сущности реализующихся при этом реакций и осознанного управления ими. Достаточно отметить, что привлечение к теории твердения минеральных вяжущих веществ химических воззрений, равно как и приложение новых физико-химических исследований, позволило продвинуться вперед в изучении этих вопросов [1]. С точки зрения термодинамики, процесс сводится к превращению в воде вяжущих веществ, характеризующихся избыточной свободной энергией, в такие соединения или так называемые гидратные новообразования, свободная энергия которых меньше и, следовательно, которые термодинамически более устойчивы. Это положение достаточно наглядно при гидратации трехкальциевого алюмината; свободная энергия ДG и энтальпия процесса ДH составляют, соответственно, -203.4 и -357.3 кДж/моль:

3CaO*Al2O3 + 15ЦР ^ 0.75(CaO*Al2O3*19H2O) + 0.25(Al2O3*3H2O).

Следует заметить, что между процессами растворения вяжущих веществ и неорганических солей имеется много общего. Так, основные составляющие портландцементного клинкера при растворении в воде диссоциируют: алит (3CaO*SiO2) и белит (2CaO*SiO2) -на ионы кальция и силикатные ионы, трехкальциевый алюминат (3CaO*Al2O3) — на ионы кальция и алюминатные ионы, четырехкальциевый алюмоферрит (4CaO*Al2O3*Fe2O3) — на ионы кальция, алюминатные и ферритные ионы. Очевидно, что ионы гидратированы в воде в соответствии с обычной схемой растворения, присущей для неорганических труднорастворимых солей. Это дает основания полагать, что обозначения клинкерных минералов в виде окислов носит условный характер, поскольку все вяжущие, за исключением извести, относятся к классу неорганических солей.

Не затрагивая особенностей химической основы получения и технологии мономинеральных низкоосновных вяжущих материалов, таких как однокальциевый алюминат, пятикальциевый трехалюминат, однокальциевый двухалюминат и другие, отметим лишь, что эти процессы, осуществляемые при высокой температуре, характеризуются получением термодинамически неустойчивых, метастабильных фаз, обусловливающих многие практически полезные свойства вяжущих.

В состав цементного камня, образующегося при выкристаллизовывании новой фазы из пересыщенных растворов, входят гидросиликаты кальция — основные носители его прочности и долговечности: волокнистые тоберморитоподобные фазы — соединения общего

3СаО*28Ю2*3Н2О, а также гидросиликаты с отношением СаО : 8Ю2 = 1.7^2.

В настоящее время получены прочные структуры твердения при автоклавной обработке веществ, состоящих не только из атомов кальция, кислорода и кремния, но и из элементов других групп Периодической системы элементов Д.И.Менделеева. В силу этих причин, проблему твердения минеральных вяжущих можно условно расположить на вершине пирамиды, средней частью и основанием которой служат разделы аналитической, коллоидной, физической химии и кристаллохимии.

Коррозия строительных материалов

Цементный камень как бетонных, так и иных строительных сооружений, не остается неизменным по отношению к окружающей среде — он постепенно подвергается воздействию и разрушается быстрее, чем природные породы. Именно этот процесс разрушения строительных материалов принято называть «коррозией строительных конструкций».

С позиций термодинамики все коррозионные процессы протекают в направлении образования веществ, более стойких (имеющих более отрицательное значение энтальпии образования) в данных условиях по сравнению с исходными [1-3]. Таким образом, долговечность строительных материалов определяется их свойствами и агрессивностью окружающей среды. Для оценки возможности протекания реакции коррозии необходимо:

а) знание составных частей корродируемого материала — бетона и химического состава окружающей среды;

б) написать уравнения всех предполагаемых и имеющих место реакций в изучаемой термодинамической системе;

в) осуществить собственно термодинамический анализ — по возможности рассчитать изменение энергии Гиббса и констант равновесия, описанных в п. б) реакций. Если константа какого-либо равновесия очень мала, т.е. реакция не осуществляется до конца, то этот процесс можно не принимать во внимание.

Например, рассмотрим взаимодействие твердого тоберморита с газообразным сернистым газом в присутствии кислорода воздуха и воды:

1/5 5СаО*68Ю2*5.5Н2О (ж) + 8О2 (г) + 0.9Н2О (ж) Са8О4*2Н2О (кр) + 6/5 8Ю2 (кр).

Энергия Гиббса (А в) при р=0.1 МПа и температуре 298 К составляет -333.8 кДж/моль; т.е. тоберморит в атмосферных условиях является термодинамически неустойчивым и при достижении в воздухе количества сернистого газа, определяемого равновесным парциальным давлением около 10-53 Па, будет подвергаться превращению в двуводный гипс.

Таким же образом проводят расчеты для взаимодействия составных частей цементного камня

и бетона с углекислым газом и сероводородом [4].

Аналогично можно оценить возможность взаимодействия составных частей цементного камня и бетона в средах с различным значением рН.

Наиболее часто процесс разрушения строительных материалов и конструкций осуществляется под действием воды, которая «проникает» в тело бетона различным образом, и, двигаясь в его порах, растворяет и гидролизует кальцийсодержащие минералы с вымыванием гидрата окиси кальция, как это показано на примере процесса гидролиза трехкальциевого силиката — алита. На открытых поверхностях вода испаряется, а гидроокись кальция подвергается действию углекислого газа и приводит к образованию труднорастворимого углекислого кальция.

3СаО*8Ю2+Н2О ^ 2СаО*8Ю2 + Са(ОН)2 Са(ОН)2 + СО2 СаСО3 + Н2О.

Основные случаи коррозии бетона вызываются, в основном, действием на него растворов солей, содержащихся в природных и промышленных водах. Большое разнообразие химических веществ, находящихся в водной среде, соприкасающейся с бетоном, не позволяет дать полную классификацию соединений по их агрессивному действию на бетон, однако приближенное деление по характеру коррозионных процессов возможно. Так, коррозионное действие кислот тем сильнее, чем более растворимы их кальциевые соли. В силу этих причин, даже достаточно слабая уксусная кислота относится к сильно агрессивным средам по отношению к бетону.

В бетоне, как правило, процессы осложняются возможностью образования более сложных соединений. В частности, при действии хлористого кальция на бетон хлорид-ион будет связываться гидроалюминатами кальция и образовывать гидрохлоралюминаты кальция по следующей схеме: 3СаО*А12О3*6Н2О + СаС12 *4Н2О ^ СаО*А12О3*Саа2*ШН2О.

Обследование сооружений, находящихся в самых различных условиях действия внешней среды и построенных из разных материалов, показывает, что они далеко не вечны. Химические и физико-химические процессы, осуществляющиеся на их поверхности с окружающей средой, или внутренние процессы, протекающие между составляющими цементного камня, между поровой жидкостью и заполнителем, приводят к разрушению его монолитности и преждевременному выходу сооружений из строя. Поэтому тщательное изучение возможных процессов коррозии и разработка способов предупреждения коррозии — это важная проблема как химиков, так и строителей.

Полимеры в строительстве

Синтетические полимерные материалы стали применять в строительстве сравнительно недавно — не

более 50 — 60 лет, однако они по праву заняли достойное место в этой области в силу своей используемости в конструкционных прочных материалах, применения в качестве связующих, в дорожных покрытиях, тепло- и гидроизоляторов [4]. Важными свойствами синтетических пластмасс (часто в отличие от природных) является их химическая стойкость, водонепроницаемость, стойкость к микроорганизмам.

Широкое приненение в строительных конструкциях получили стекло- и древесные пластики, полимербетоны, пено- и сотопласты как отделочный материал. Несмотря на различные области использования строительных пластмасс, можно сформулировать некоторые основные требования, относящиеся ко всем перечисленным материалам.

Прежде всего, это высокая долговечность и достаточная механическая прочность. Внимание к этим характеристикам обусловлено тем, что молекулярная решетка принадлежит к самым непрочным, а энергия разрыва связей между атомами в органических соединениях значительно меньше, чем в молекулах большинства неорганических соединений, применяемых в качестве строительных материалов (см. табл.). Этим обусловлена невысокая температура, при которой возможна эксплуатация пластмасс, а также их подверженность процессам окислительной деструкции, приводящим к изменению как физико-химических, так и технических показателей полимерных материалов. Под этим подразумеваются так называемые процессы старения полимерных материалов.

Широкое применение в дорожных покрытиях получили полимерцементные бетоны — затвердевшие смеси цемента и полимера с наполнителями или без наполнителей. Как было показано выше, составляющие цемента, вступая в химическое взаимодействие с водой, образуют цементный камень, соединяющий частицы наполнителя в монолит. Полимер, будучи равномерно распределен в бетоне, улучшает сцепление цементного камня с наполнителем и отдельных цементных зерен -между собой.

В последнее время особую популярность приобрели лакокрасочные материалы, а также различные полимерные материалы в качестве разнообразных защитных и декоративных покрытий. В этом отношении полимерное связующее должно обеспечивать достаточную твердость, необходимую эластичность, повышенную износостойкость и гидравлическую устойчивость. Поэтому направление исследований в этой области связано зачастую с исследованиями кинетики отверждения термопластичных, в частности, полиуретанов и феноксисмол [6], продуктов очистки эпоксидных полимеров, используемых для покрытий [7], и многое другое.

Весьма краткое рассмотрение некоторых вопросов химизации строительства заставляет задуматься о перспективах ее развития: будут ли в дальнейшем интенсивно развиваться процессы внедрения новейших достижений химии в строительное дело, получат ли развитие физико-химические методы контроля качества строительных материалов, как может осуществляться подобное развитие? Оценивая имеющийся накопленный опыт, можно полагать, что достойное место среди конструкционных материалов займут стеклопластики, теплоизоляционные и отделочные полимерные материалы, которые могут значительным образом изменить как технологию строительства, так и облик сооружений.

Введение в строительные материалы и композиции новых типов металл- и элементоорганических низко- и высокомолекулярных соединений может придать свойства негорючести и биостойкости, сочетания прочности и эластичности. Активнее должны применяться изделия из небьющегося стекла, прозрачные материалы и новые клеящие и лакокрасочные композиции с высокой адгезией к бетону и металлу. По-прежнему высок спрос на металлоконструкции, использование прочных и легких сплавов. Сочетание различных неорганических и органических материалов должно привести к созданию новых видов стеклопластиков, бетонов, армированных материалов. Внедрение в строительную практику элементов химической кибернетики, автоматических устройств для анализов, рентгеноструктурного и газового анализов позволит прогнозировать долговечность изделий, конструкций и элементов зданий и сооружений с учетом длительного воздействия на них разнообразных агрессивных сред и разрабатывать эффективную защиту от последних.

1. Ратинов В.Б., Иванов Ф.М. Химия в строительстве. М.: Стройиздат, 1969. — 198 с.

2. Бабушкин В.И., Матвеев Г.М., Мчедлов-Петросян О.П. Термодинамика силикатов. М.: Госстройиздат, 1965. -205с.

3. Горшков В.С., Савельев В.Г., Федоров Н.Ф. Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений. М.: Высшая школа, 1988. — 399 с.

4. Кузнецова Т.В., Кудряшов И.В., Тимашев В.В. Физическая химия вяжущих материалов. М.: Высшая школа, 1989. — 382 с.

5. Иванов А.М., Алгазинов К.Я., Мартинец Д.В. Строительные конструкции из полимерных материалов. М.: Высшая школа, 1978. — 238 с.

6. Гучинов В. А., Бажева Р.Ч., Лигидов М.Х., Флоев В.З., Микитаев А.К. //Лакокрасочные материалы. 1999. .№1. — С. 38-39.

7. Чалых А.Е., Пименова В.П., Шодэ Л.Б., Бусыгин В.Б., Иваненко О.И., Цейтлин Г.М.//Лакокрасочные материалы. 1999. №> 6. — С. 10-12.

Источник: cyberleninka.ru

Химия в профессии строителя

Предлагаемая информация поможет учителю расширить кругозор учащихся, что будет способствовать пониманию ими связей между знаниями, получаемыми при изучении трудной дисциплины химии и выбранной учащимися профессии.

Активизировать познавательную деятельность на уроке химии можно при условии пробуждения познавательного интереса у обучающихся, например, при помощи, специально подобранных задач профессиональной направленности. Учителю необходимо обеспечить понимание учащимися материала для этого он должен постараться акцентировать внимание на то, что знания полученные сегодня на уроке действительно пригодятся им в будущем.

1. Вовлечь учащихся в беседу, подводящую к изучению нового материала или посвящённую закреплению.
2. Использовать небольшой (2-3 мин) рассказ-иллюстрацию учителя или учащегося к изучаемому материалу.
3. Создать проблемную ситуацию, которая потребует использование учащимися знаний, почерпнутых на других уроках или из окружающей жизни.
4. Познавательные задачи. И т.д.

При изучении темы “Химия металлов” учащимся, которые занимаются у нас в колледже на занятиях в кружке “Мозаика” я даю задание подготовить рассказ-иллюстрацию о применении в качестве протрав сернистого железа (железного купороса) и хлорного железа, сернокислой меди (медного купороса) и хлорной меди, марганцево-кислого калия и двухромовокислого калия (хромпика). Ребята каждый год проводят исследования о влиянии концентрации вещества на цветовые тона древесины при протравном крашении. Таким образом, знания, полученные ими на уроках химии, находят непосредственное применение на практике, и они могут подготовить себе для работы шпон с нужным оттенком цвета и использовать его.

Окрашивание древесины наиболее интенсивно осуществляется тогда, когда красящие вещества вступают во взаимодействие с дубильными веществами (главным образом танином), содержащимися в древесине. Такие красящие вещества называют протравами, а процесс окраски ими — травлением. При травлении массив древесины прокрашивается на значительную глубину, а шпон — насквозь.

Поэтому часто древесину специально насыщают танином, чтобы получить необходимый эффект. Лучше всего окраску воспринимает таниносодержащая древесина (бук, дуб, каштаны). Хуже — древесина липы, берёзы, где танина значительно меньше (см. таблицу).

Все учащиеся получат заряд познавательной активности — дополнительную мотивацию к изучению химии как жизненно важного предмета, если их сверстники покажут картину, сделанную своими собственными руками, и расскажут об исследованиях проведенных ими. А потом можно предложить решить задачу, например:

По старинным рецептам для протравы древесины рекомендовали применять “купорос зелёный” (FeSO4 *7H20), который получали обработкой железных стружек “рудничными водами”, содержащими медный купорос (Cu SO4*5H20). Какая масса протравы была получена при взаимодействии железа с 2,5 кг рудничной воды, содержащей 3,2% сульфата меди(II), если доля выхода продукта составляет 72% теоретически возможного?

Академик М.В. Ломоносов долгое время занимался получением квасцов, которые как он писал, “не токмо цвета ладные имеют, но и раны огнестрельные лечат”. Квасцы можно использовать в качестве протрав. Одно из таких веществ М.В. Ломоносов выделил. Какова формула квасцов, если известно, что это двеннадцативодный кристаллогидрат с массовым соотношением компонентов “сухой” части K:AL:S:O=39:27:64:128

В практике, особенно в строительном деле, приходится готовить растворы нужных концентраций из более концентрированных растворов, поступающих на базу. Например, соляная кислота поступает в виде 36%-ного раствора, а для промывки стен и потолка нужна 2%-ная кислота. Аммиак поступает в виде 25%-ного раствора, а для штукатурных работ нужна 6%-ная аммиачная вода, для приготовления клея 8%-ная и т.д.

Например, перед тем как решать задачи на приготовление раствора и делать расчёт, в группе столяров я предлагаю такую информацию: Если для изготовления резных работ (скульптур, мебели, наличников и т.п.) используют хвойные породы дерева, то сначала проводят обессмоливание поверхности, чтобы защитное покрытие слоем лака или воска получилось более качественным.Для этого поверхность готового изделия промывают скипидаром, бензолом или горячим 5 % раствором едкого натра. Смола становится мыльной, и ее смывают теплой водой или 2 % раствором соды.

Задача №1: А) Необходимо приготовить 300 г 5 % раствора едкого натра. Вычислите массу воды и едкого натра. Б) Необходимо приготовить 300 г 2 % раствора соды. Вычислите массу воды и гидрокарбоната натрия.

Задача №2. Древесину отбеливают, если на ее поверхности имеются цветные пятна или загрязнение. Отбеливанию хорошо поддаются светлые породы деревьев — клен, липа, осина и тополь. Другие породы деревьев в процессе отбеливания могут дать различные оттенки желтого и серого цвета, покрыться пятнами.

Древесину покрывают 2-3 раза подряд 6-10 % раствором щавелевой кислоты или 15 % водным раствором перекиси водорода с добавлением нашатырного спирта. Определите массу, количество и число частиц атомарного водорода в 200г этого препарата.

Задача №3. Рассчитайте массу щавелевой кислоты для приготовления 5л. 6%-ного раствора.

На уроке можно рассказать и о других отбеливающих составах (предложить рецепты), а лучше будет, если рецепты поищут сами учащиеся и таким образом можно постепенно их приучать к поиску нужной информации. Вот, например, рецепты найденные учащимися при самостоятельном поиске:

Едкий натр (каустическая сода), 100г
Поташ, 100г
Хлорная известь, 200г
Вода горячая, 1,5л

Приготовление рецепта проводят следующим образом. В горячей воде растворяют едкий натр и поташ, а после охлаждения раствора добавляют хлорную известь.

Задача№4: В какой массе поташа K2CO3 содержится столько же атомов элемента калия, что и в 133г природного минерала сильвинита, имеющего формулу NaCL*KCL?

Серная кислота (30 % раствор), 20мл.
Щавелевая кислота (20 % раствор), 15мл.
Перекись натрия, 25г.
Вода, 1л.

Состав наносят на древесину травяной щеткой с соблюдением мер безопасности (надевают резиновый фартук, перчатки, очки). После отбеливания состав смывают водным раствором соды. Этот рецепт служит для ускоренного отбеливания.

Рецепт № 3 Отбеливание перекисью водорода.

Поверхность древесины смачивают теплой водой и через 15-20 мин наносят 15-30 % раствор перекиси водорода, а затем 10 % раствор нашатырного спирта.

Липу, ясень и березу лучше обесцвечивать смесью, состоящей из 30 % раствора перекиси водорода и 10 % раствора аммиака в соотношении 10:1. Он является доступным и весьма эффективным рецептом.

Тут же можно предложить решить задачу: Сколько граммов NH3 надо растворить в воде, чтобы получить 50г такого раствора? Сколько молекул аммиака содержится в этом растворе.

Рецепт №4 Отбеливание щавелевой кислотой

Липу, березу, клен, тополь и дуб можно отбеливать раствором щавелевой кислоты (1,5-6 г на 100 г кипяченой воды). Для того чтобы нейтрализовать действие кислоты после отбеливания, поверхность необходимо промыть раствором следующего состава:

Хлорная известь, 15г.

Кальцинированная сода, 3г.

Сначала в горячей воде растворяют соду, затем в остывший раствор добавляют хлорную известь. После обработки раствором древесину промывают водой.

Допускается обесцвечивание лимонной или уксусной кислотой, разбавленной водой (5 г на 1 л воды). Также можно использовать отбеливатели для белья и краски для обесцвечивания волос. По завершении работы отбеливатели нужно тщательно смыть водой. Кислотные отбеливатели промывают раствором воды с содой.

Вовлечь учащихся в беседу, подводящую к изучению нового материала или посвящённую закреплению можно так же опираясь на материал профессиональной направленности. По теме: “Металлы. Сплавы. Коррозия металлов” с учащимися можно обсудить, почему шляпки декоративных гвоздей из чёрных металлов должны иметь декоративно-защитное покрытие: никелевое, хромовое, латунное или бронзовое.

А стальные шурупы выпускаются без покрытия и с цинковым покрытием, с фосфатированием, с пассивирующими плёнками и с многослойными покрытиями (медь-никель, медь-никель-хром). Как возникает коррозия металлов и в чём состоит защита металлов от коррозии.

Хромомедные и хромомеднофтористые консерванты — используются при строительстве домов для обработки конструкций, контактирующих с водой, а также для обработки старой древесины, пораженной грибком.

При изучении темы “Полимеры” можно прочитать инструкцию про Жидкие гвозди “Момент монтаж”. В ней написана характеристика изделия и применение: позволяет обходиться без гвоздей, шурупов и дюбелей при наружных и внутренних работах. Не подходит для полиэтилена, полипропилена, тефлона и аналогичных материалов. Таким образом вовлечь учащихся в беседу, подводящую к изучению нового материала или посвящённую закреплению перед проведением практической работы, тем самым ещё раз подчеркнуть о необходимости химических знаний.

Мастеру столярно-плотничных и паркетных работ нужны знания по защите древесины от гниения и повреждения насекомыми; огнезащите древесины; видах, составе и основных свойствах клея; лакокрасочных материалах; металлических изделиях и мебельной фурнитуре; полимерных и облицовочных материалах; изоляционных и скрепляющих, вспомогательных материалах и т.д. Он должен знать, что долговечность натуральных паркетных покрытий зависит не только от породы и состояния древесины, времени и качества укладки паркета, но и от используемых лаков, клеев, шпаклевки и т. д. Кроме того, паркетный пол нуждается в уходе и защите. Чтобы остановить свой выбор на чем-то определенном, необходимо иметь достаточно четкое представление о целях и задачах, поставленных перед паркетным покрытием.

В современной технологии укладки штучного паркета существуют три основных направления по паркетной химии:

Первое направление — лаки, клеи и шпатлевки на водной основе. Это наиболее перспективное и модное на сегодняшний день в Европе направление из-за своей полной экологической чистоты. В отличие от двух других направлений химия на водной основе не выделяет формальдегиды и другие вредные химические вещества, как в процессе нанесения, так и в процессе эксплуатации готового паркета и не имеет эффекта «поджигания» паркета (т.е. изменения естественного цвета древесины), оставляя ему естественный цвет. Наряду с этим является покрытием с высокой износостойкостью к истираемости в процессе эксплуатации паркета, что немаловажно в помещениях с повышенной проходимостью людей. Но, как и у любых материалов, у химии на водной основе есть свои ограничения к применению для некоторых пород древесины (красное дерево, мербау, бамбук и др.) и для крупных размеров паркетной плашки.

Второе направление — паркетная химия на растворителях. Данная категория характеризуется тем, что не имеет ограничений по применению. Превосходно сочетается со всеми известными видами паркета и внутренней отделкой из дерева. Основными недостатками являются эффект «поджигания», и, как и все растворители, испарения при нанесении (при работе необходимо проветривать помещение).

Третье направление — это химия на двухкомпонентной основе. Характерной особенностью является быстрое высыхание после нанесения и неограниченной областью применения.

Еще одним альтернативным направлением в покрытиях для штучного паркета — это покрытие масломимеющим антистатические свойства, не обладающим блеском и не изменяющим внешний вид паркета. Покрытый маслом паркет имеет вид естественной древесины, что иногда необходимо для создания неповторимого интерьера.

Масло для паркета применяется в сочетании с воском, необходимым для защиты полов от внешних воздействий. Такой пол требует к себе более частого и тщательного ухода. Масло прекрасно подчеркивает естественную красоту и структуру древесины. Одновременно с этим поверхность приобретает очень хорошую устойчивость к механическим нагрузкам и прекрасные грязеотталкивающие свойства.

Чтобы стать высококвалифицированным специалистом, учащимся необходимо расширять и углублять знания по материаловедению, а без химических знаний этого не произойдёт! Поэтому межпредметную связь необходимо осуществлять преподавателям химии, физики, биологии и материаловедения на каждом уроке.

Источник: urok.1sept.ru

Строительная химия

Химия в строительстве – зачем нужна и где ее применяют

Химическая промышленность и её составляющие прочно вошли в нашу жизнь. Определенные химические элементы с успехом используются даже в пищевой промышленности, что уж говорить о строительстве. В строительном сегменте она занимает одну из главенствующих ролей, без неё не может обойтись ни один из этапов современного строительства.

Виды и предназначение

Строительная химия – это вспомогательная продукция, предназначенная защитить или еще более усовершенствовать качество строительных материалов используемых во всех областях и на всех этапах строительного процесса, от основания, до полной и окончательной отделки любого помещения. Всю химию можно разделить на несколько видов, каждый имеющий своё предназначение:

– используются для дополнительной обработки стен, потолка, пола, подготавливают их поверхность под дальнейшую отделку. Основное предназначение грунтовки – увеличить впитывающую способность материала, придать ему особую устойчивость к грибку и повышенной влажности.

Грунтуются поверхности перед шпатлеванием, окрашиванием, оклеиванием обоями и другой отделкой. – применяются как в ремонте, так и в строительстве. Чтобы эффект был очевиден для каждого вида материала используется свой тип клея: дерева, пластика, камня, обоев, линолеума.

Есть универсальные виды клея, но у них существенно снижена качественная составляющая. – химический материал сделанный на основе каучука и полимера. Его используют как самостоятельный изоляционный материал. С его помощью заполняют пустоты, заделывают щели и зазоры, монтажные швы при установке дверей и окон. Монтажная пена – одна из разновидностей герметика. – химические добавки использующиеся для ускорения строительных процессов. Придают материалам морозоустойчивость, увеличивают эксплуатационные свойства, способствуют устойчивости к механическим нагрузкам. и краски – вещества с достаточно жидкой консистенцией, используются для придания износостойкости материалам, а также для создания привлекательного внешнего вида.

Строительная химия предназначена для облегчения самого процесса строительства, реконструкции и ремонта. Для того, чтобы приобрести качественную строительную химии в Московской области необходимо посетить магазин «Азбука-строй». Мы являемся одним из самых крупных строительных магазинов и предлагаем вашему вниманию огромный выбор строительных материалов, инструментов и сопутствующих товаров. Наш магазин находится по адресу: город Щелково, ул. Мальцево.

Применение строительной химии: видео

Просмотрев это видео, Вы увидите как применяют строительную химию для сохранения целостности бетонных конструкций:

Источник: azbukastroy.info