Будівельні матеріали: скло, цемент, бетон та їх використання. Колообіг Оксигену,Нітрогену,Карбону в природі. Підготувала учениця 10-Б класу Хмельовська Адріана

План Що таке скло?(хімічні властивості, добування і застосування скла) Цемент.

Скло Скло штучний матеріал, сплави різних силікатів з надлишком діоксиду силіцію. Розплавлене скло не відразу твердне при охолодженні, а поступово збільшує свою в'язкість, аж поки не перетвориться в однорідну тверду прозору рідину. Скло при твердінні не кристалізується, тому воно не має різко вираженої точки плавлення.

Хімічні властивості: прозорість; твердість; хімічна стійкість; термостійкість. Крім того, скло має властивості, які залежать від його прозорості. Завдяки цьому скло широко використовують майже у всіх галузях техніки, медицині, у наукових дослідженнях та у побуті.

Добування Скло отримують шляхом термічної обробки шихти, яка є сумішшю природних або штучних сировинних матеріалів. Шихту завантажують у піч, і при певній температурі та витримці, отримують розплав скломасу. При охолодженні скломаси вязкість її зростає, що надає можливість формувати вироби шляхом видування, прокатки, витягування, пресування чи пресо видування.

Загальна технологія виготовлення скла Звичайне віконне скло і скляний посуд являють собою сплав оксиду натрію, оксиду кальцію і діоксиду силіцію. Його приблизний склад можна виразити формулою: Na 2 O CaO 6SiO 2. Вихідними матеріалами для виготовлення скла слугує білий кварцовий пісок (SiO 2 ), сода (Na2CO 3 ) і вапняк або крейда (CaCO 3 ). Суміш цих речовин у відповідних співвідношеннях сплавляють у спеціальних печах. Спочатку при °С внаслідок взаємодії карбонатів натрію і кальцію з діоксидом силіцію утворюються силікати натрію і кальцію: Na 2 CO 3 + SiO 2 = Na2SiO 3 + CO 2 CaCO3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2

При °C силікати натрію і кальцію з надлишком діоксиду силіцію утворюють сплав Na 2 SiO 3 + CaSiO 3 + 4SiO 2 = Na 2 OCaO6SiO 2 Скляну масу в розплавленому стані витримують до повного видалення газів. Разом з тим проводять знебарвлення скла додаванням незначних кількостей діоксиду марганцю MnO 2. Звичайне скло буває забарвлене в зелений колір домішками оксидів заліза які потрапляють разом з піском. Діоксид марганцю надає склу рожевого забарвлення, а зелений і рожевий кольори в сукупності дають білий колір. Після цього скляну масу охолоджують до певного ступеня в'язкості і виготовляють різні вироби.

Характеристика скла Питома густина звичайного скла 2,4-2,7 г/см³. Наприклад віконного 2,5, а пляшкового 2,7. Скло не виділяє шкідливих речовин, не має запаху, забезпечує тривале зберігання продуктів, добре миється та його можна мити як рідкими, так і абразивними мийними засобами, обробляти парою, кип'ятити (дотримуючись обережності) для повного винищення бактерій і будь-яких небажаних запахів. Дезінфікується, легко утилізується, має добрі декоративні можливості. Крім того скляна промисловість забезпечена найбагатшими сировинними ресурсами.

Види скла В залежності від практичного використання скляних виробів змінюється хімічний склад скла, форма, розміри, та спосіб їхнього виготовлення. Сучасна скляна промисловість виготовляє найрізноманітніші вироби промислове та побутове листове скло, скляні труби і ізолятори, медичне та парфумерне скло, тарне та сортове скло, піноскло, скловолокно, ситали та інше.

Тарне скло займає досить велику частку від загального обєму продукції, що виготовляють скляні заводи. Це відбувається тому, що тарне скло використовується для фасування, зберігання та транспортування різноманітних рідких пастоподібних та твердих продуктів. Перевагами скляної тари, що обумовлюють широке її використання у різноманітних галузях промисловості та в побуті є: гігієнічність, прозорість, можливість виготовлення тари різноманітних розмірів та форми, можливість герметичного закривання та багаторазового використання, доступна ціна.

Кришталь художнє скло, що називають так за схожість із гірським кришталем один із найдорожчих і найгарніших різновидів. Із нього виготовляють різноманітний посуд, вази, люстри, що можуть посперечатися своєю красою із найвитонченішими витворами мистецтва. Оптичне скло використовують для виготовлення лінз, призм, кювет і багато чого іншого. Хіміко-лабораторне скло має високу хімічну й температурну стійкість, що дає змогу використовувати його під час наукових, часом небезпечних дослідів. Медичне скло використовується для зберігання й упаковки лікарських препаратів, ін'єкційних і бактеріологічних розчинів, а також предметів догляду за хворими. Скляний жаростійкий посуд (борне скло) визнаний одним із найкращих для приготування страв. У ньому можна готувати супи, каші, запіканки, тушкувати овочі, м'ясо, заварювати чай, каву звичайно ж, дотримуючись певних правил користування.

Цемент Цеме́нт в'яжуча речовина, яка з рідкого або тістоподібного стану переходить у твердий каменеподібний стан при звичайній температурі. Один з основних будівельних матеріалів, в'яжучий засіб при виготовленні бетону.

Виготовлення У виробництві цементу використовуються переважно легкоплавкі глини, аргіліти і глинисті сланці, що складають частину цементної шихти. Другою основною її складовою є карбонатні породи. Сировиною для виробництва цементу служать вапняк і глина, які змішують у певному співвідношенні (7580% вапняку і 20 25% глини) випалюють до спікання при температури близько 1450 °C. Випалювання проводять у спеціальних циліндричних печах, викладених всередині вогнетривким матеріалом. При обпаленні в цементному матеріалі послідовно відбуваються такі головні хімічні перетворення. При °С випаровується волога. При 500 °C вигоряють органічні домішки. При °С розкладається вапняк: CaCO3 = CaO + CO 2

При °С оксид кальцію взаємодіє з діоксидом силіцію SiO 2 і Al 2 O 3 з глини з утворенням силікатів і алюмінатів кальцію: 3CaO + SiO 2 = 3CaO SiO 2 (Ca 3 SiO 5 ) 2CaO + SiO 2 = 2CaO SiO 2 (Ca 2 SiO 4 ) 3CaO + Al 2 O 3 = 3CaO Al2O 3 (Ca 3 (AlO 3 ) 2 ) При °С відбувається спікання утворених силікатів і алюмінатів кальцію. До складу цементу як домішки входять і інші речовини. Звичайний, або так званий силікатний, цемент містить: CaO (6067%); SiO 2 (1725%); Al 2 O 3 (38%); Fe 2 O 3 (0,3-6%).

Застосування Цемент звичайно використовують у суміші з піском. На одну частину маси цементу беруть 35 частин піску. З такої суміші разом з водою виготовляють напіврідку тістоподібну масу, яку називають цементним розчином. Цементний розчин через деякий час тужавіє, а потім твердне в каменеподібну речовину. Обумовлюється це явище складними хімічними реакціями, головніші з яких можна зобразити такими рівняннями: Ca 2 SiO 5 + 5H 2 O = Ca 2 SiO 4 4H2O + Ca(OH) 2 Ca 2 SiO 4 + 4H2O = Ca 2 SiO4 4Н2О Ca 3 (AlO 3 ) 2 + 6H 2 O = Ca 3 (AlO 3 ) 2 6Н 2 О Змішування цементного розчину з гравієм і щебенем дає бетон. Якщо бетоном наповнити залізний каркас (залізні стержні, дріт тощо), то тоді його називають залізобетоном. Цемент (бетон) дуже міцно зв'язується з залізом і має однаковий з ним коефіцієнт теплового розширення, при цьому бетон має високий опір до стиснення, а металоконструкція до згину. Бетон і залізобетон мають дуже високу твердість і механічну міцність. їх широко використовують при будівництві гідроелектростанцій, мостів, каналів, заводських корпусів і в житловому будівництві.