Строительные материалы

|
Большую часть строительных материалов составляют алюмосиликаты с различными добавками. Основные строительные материалы — это глина, песок и различные связующие.
Глина
Основной компонент глины — глинозем (Al2O3), однако чаще используют каолин (Al2O3 • 2SiO2 • 2H2O). Основные свойства каолина — высокая огнеупорность, низкая пластичность и связующая способность.
Обычно каолин обогащают, удаляя вредные примеси (гидроксиды и сульфиды Fe и Ti), которые уменьшают белизну и огнеупорность. Обогащенный каолин используют как сырье в производстве фарфора, фаянса, тонкой электротехнической керамики; для получения ультрамарина, Al2(SO4)3 и AlCl3; в качестве наполнителя в производстве бумаги, резины, пластмасс, основ для кровельных материалов; он также входит в состав пестицидов и косметических изделий (под названием «белая глина»).

Каолин
Обжиг глины — это один из химических процессов, который начал применяться человеком еще в глубокой древности. Процесс обжига, в ходе которого каолин теряет молекулы воды, лег в основу гончарного ремесла. Изначально гончарное производство было ремеслом, служившим для приготовления сосудов для пищи или для сохранения жидких и сыпучих тел; но со временем развивалось и обогащалось новыми предметами выделки, а именно огнеупорным кирпичом, каменной посудой, черепицей, изразцами, дренажными трубами, архитектурными украшениями и подобными изделиями.
Стекло
Стекло в основном состоит из кремнезема. Для осветления стекла используют такие вещества, как сульфат, хлорид натрия, нитрат аммония и др.
Прежде чем приступить к варке стекла, все компоненты тщательно просеиваются, сушатся и перемешиваются до получения однородной массы (порошка). Если есть необходимость, то их дополнительно измельчают
Следующим этапом идет помещение шихты в печь для варки стекла. После того как она нагрелась, из нее испаряются гигроскопические и химически связанные частички воды. На этапе силикатообразования происходит разложение всех компонентов. Изначально они выглядят как спекшийся конгломерат
С ростом температуры в печи начинают плавиться отдельные силикаты. Растворяясь, они образуют непрозрачную массу. Данный этап завершается при достижении температурной отметки в 1200 °C, когда остатки шихты уже растворились и расплав стал прозрачным
На этом производство стекла не завершается. Стеклообразование — это процесс растворения зерен кварца в силикатном расплаве. В результате образуется однородная стекломасса. Данный процесс протекает намного медленнее, чем силикатообразование, и занимает до 90 % времени провара шихты. В процессе варки стекломассы при температуре 1500−1600 °С из нее удаляются остатки газов
Стекло научились делать еще древние финикийцы, сплавляя песок с различными щелочными добавками: содой и известью.

Жидкое стекло, или силикатный клей, включает силикаты калия или натрия. Реже в качестве жидкого стекла используют силикаты лития, например в электродном покрытии.

Кирпич и цемент
Красный керамический кирпич по своему составу похож на фарфор, за исключением того, что в нем есть добавки, которые придают ему прочность (например, SiO2).
Цемент отличается от других строительных материалов тем, что он твердеет самостоятельно. Это происходит за счет процесса гидратации. При взаимодействии с водой, водными растворами солей и другими жидкостями он 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.
Гипс
Гипс — хрупкий материал, однако его часто используют при строительстве и изготовлении скульптур. Гипс состоит из гидратированного сульфата кальция, который при обжиге теряет воду.
В наши дни природный гипс служит в основном сырьем для производства α-гипса и β-гипса. β-гипс (CaSO4 • 0,5H2O) — порошкообразный вяжущий материал, получаемый путем термической обработки природного двухводного гипса CaSO4 • 2H2O при температуре 150−180 °С в аппаратах, сообщающихся с атмосферой. Продукт измельчения гипса β-модификации в тонкий порошок называется строительным гипсом, или алебастром, при более тонком помоле получают формовочный гипс, или (при использовании сырья повышенной чистоты) медицинский гипс.
Дополнительные материалы
Статья «Как освоить гончарное ремесло в домашних условиях».
Книга «Керамика: техника, приемы, изделия», автор Рос Долорс.
Ролик на YouTube.
Статья про цемент на «Википедии».
Статья про гипс на «Википедии».
Выражаем благодарность за содействие и выдачу разрешения на съемку студии керамики Likeforms
Присоединяйтесь к чату химиков в Telegram!
Для школьников 5−9 классов и их родителей
Химия вокруг нас
В этом курсе автор расскажет вам о базовых принципах химии, используя вещества, с которыми мы сталкиваемся ежедневно: еду, соки, моющие средства, разные виды пластика. После каждой лекции нужно будет выполнить небольшое практическое задание, реактивы для которого вы сможете найти у себя дома или в ближайшем магазине.
20 уроков с заданиями
Авторская подача: просто, понятно и c юмором
Свободное расписание: нет дедлайнов и сроков сдачи заданий
Все материалы доступны сразу, можно начать обучение в удобное время
Практические задания после каждого урока
Профессиональное видео и современная графика
Быстрая связь с техподдержкой и чат с автором
Сертификат о прохождении курса
Зачем
Научиться печь шарлотку, используя реакцию Майяра
Развить внимание, воображение и научное мышление
Расширить кругозор и задуматься о природе вещей
Что вы получите
Запишитесь на курс, чтобы общаться в чате с преподавателем, выполнять задания и получить сертификат. Вы получите доступ немедленно. Это бесплатно.
Новинка. Курс создан в 2021 г.
Узнать о бережном отношении к природе и экологии
Увидеть другой подход к преподаванию
«Пожалуйста, поделитесь вашими впечатлениями о курсе „Химия вокруг нас“. Это поможет нам в дальнейшей работе. Ругать или хвалить можно через чат-бота. Чтобы его запустить, выберите удобный вам мессенджер»
Facebook
Telegram
VK
Viber
Работает с мобильного
Работает с мобильного
Денис Байгозин, автор курса
Находясь на сайте, вы даете согласие на обработку файлов cookie. Это необходимо для более стабильной работы сайта
Понятно
Close