Характеристика состава строительных материалов ( химический, минералогический, фазовый, вещественный).

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Характеристика состава строительных материалов (химический, минералогический, фазовый, вещественный).

Химический состав отражает содержание в материале химических элементов или их оксидов в %. Могут быть:

а)органические (древесина, пластмассы, битум и др.).

б)не органические:

- не металлические (бетон, цемент, кирпич и т.д.)

- металлические (сталь, алюминий)

Структура материалов. Внутреннее строение. Характеристика основных типов химических связей.

Микроструктура материала. Строение аморфных и кристаллических тел(типы кристаллических решеток).

Макроструктура материала. Типы строения материалов на макроуровне.

Основные свойства строительных материалов.

Причины самопроизвольных поверхностных явлений. Свободная поверхностная энергия и поверхностное натяжение. Факторы, влияющие на поверхностное напряжение.

К поверхностным явлениям относятся процессы, происходящие на границе раздела фаз, в межфазном поверхностном слое и возникающие в результате взаимодействия сопряжённых фаз.

Поверхностное натяжение характеризует избыток поверхностной энергии, приходящийся на 1 м² межфазной поверхности.

Зависит от природы граничащих сред, от температуры (при Т=Тк, коэфф. поверхн. натяжения=0);, от рода жидкостей (различные чистые вещества имеют разные коэфф. поверхн. натяжения).

Особенности адсорбции на границе раствор-газ. Фундаментальное адсорбционное уравнение Гиббса.

Поверхностно-активные вещества, особенности строения, классификация. Использование ПАВ в технологии строительства.

Пове́рхностно-акти́вные вещества́ (ПАВ) — химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела термодинамических фаз, вызывают снижение поверхностного натяжения.

Как правило, ПАВ — органические соединения, имеющие амфифильное строение, то есть их молекулы имеют в своём составе полярную часть, гидрофильный компонент(функциональные группы -ОН, -СООН, -SOOOH, -O- и т. п., или, чаще, их соли -ОNa, -СООNa, -SOOONa и т. п.) и неполярную (углеводородную) часть,гидрофобный

Строительство. ПАВ, называемые пластификаторами, добавляют к цементно-песчаным смесям и бетонам для уменьшения их водопотребности при сохранении подвижности. Это увеличивает конечную прочность (марку) затвердевшего материала, его плотность, морозостойкость, водонепроницаемость.

Поверхностная активность. Изотерма адсорбции ПАВ.

Поверхностная активность – величина, характеризующая адсорбируемость данного вещества.

Особенности адсорбции на твердой поверхности. Признаки адсорбционного равновесия. Отличие физической адсорбции от хемосорбции.

В отличие от поверхности жидкости поверхность твердых тел геометрически и энергетически неоднородна — твердые адсорбенты могут иметь поры. Одной из основных характеристик подобных адсорбентов является пористость П, она равна отношению суммарного объема пор V _п к общему объему адсорбента V _об, т.е. П = V _п /V _об. В зависимости от пористости твердые адсорбенты делятся на две группы: непористые и пористые. Пористость не только резко повышает удельную поверхность адсорбента, но и влияет на механизм адсорбции.

Процесс, обратный адсорбции, то есть перенос вещества с поверхности раздела фаз в объём фазы, называется десорбция. Если скорости адсорбции и десорбции равны, то говорят об установлении адсорбционного равновесия.

Изотерма адсорбции на твердой поверхности. Уравнение Фрейндлиха и Лэнгмюра, их анализ.

Примеры сорбентов и сорбционных процессов.

Сорбенты (от лат. sorbens — поглощающий) — твердые тела или жидкости, избирательно поглощающие (сорбирующие) из окружающей среды газы, пары или растворённые вещества. АктивированныйHYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%83%D0%B3%D0%BE%D0%BB%D1%8C" уголь, силикагель, оксид HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4_%D0%B0%D0%BB%D1%8E%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%8F"алюминия,диоксидHYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4_%D0%BA%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D1%8F" кремния, различные ионообменные смолы, дибутилфталат и др. Различают два основных типа сорбционных процессов: абсорбцию и адсорбцию. При абсорбции поглощаемое вещество улавливается всем объемом поглотителя, при адсорбции - только поверхностью. Природные и синтетические адсорбенты широко используют в научных исследованиях, в медицине, в хроматографии, при получении твердых катализаторов и т.д.

Явления адгезии и когезии, их характеристика. Примеры данных явлений в строительстве.

Взаимодействие (сцепление) молекул, атомов, ионов внутри одной фазы (гомогенной части сис-темы) называют когезией.. Когезионные силы и иногда называют силами аттракции (притяжения).

Межфазное взаимодействие, или взаимодействие между приведенными в контакт поверхностями конденсированных тел разной природы, называют адгезией (прилипанием).

18. Классификация дисперсных систем по различным признакам, с примерами.

Дисперсной называют систему, состоящую из дисперсной фазы — совокупности раздробленных частиц и непрерывной дисперсионной среды, в которой во взвешенном состоянии находятся эти частицы.

По степени дисперсности различают грубодисперсные и коллоидно-дисперсные.

Классификация дисперсных систем по степени дисперсности Свободнодисперсные:

1) ультрамикрогетерогенные (истинно-коллоидные) 10 –7 – 10 -5см (от 1 до 100 мкм) –– (т/т);

2) микрогетерогенные 10 –5 – 10 -3см. (от 0,1 до 10 мкм) т/ж, ж/ж, г/ж, т/г.

3) грубодисперсные > 10 -3см; т/г.

Связнодисперсные системы:

1) микропористые: поры до 2 мм;

2) переходнопористые: от 2 до 200 мм;

3) макропористые: выше 200 мм. По агрегатному состоянию дисперсной фазы предложено различать восемь видов коллоидных систем.

Разновидность дисперсных систем.

Примеры тиксотропных явлений в природе и строительстве.

Явление тиксотропии часто встречается в природе. Многие гли- нистые и лёссовые грунты, имеющие достаточно высокую влаж- ность, способны (как и коллоидные растворы) при сотрясении мгно- венно разжижаться, а затем опять возвращаться в первоначальное пластичное состояние.

Тиксотропные явления наблюдаются при забивке свай, при действии на грунт динамической. нагрузки от фундаментов, на которых размещены машины и т. д. При вибропогружении свай происходит резкое разупрочнение грунтов вблизи поверхности сваи и затем, после окончания погружения — тиксотропное упрочнение грунта. Оно ведет к частичному или практически полному восстановлению их первоначальной прочности и обусловливает поэтому постепенное увеличение несущей способности свай.

Гидравлическую известь и романцемент применяют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, в том числе во влажных условиях, бетонах низких марок, смешанных вяжущих и т. п., что позволяет экономить энергоемкий и дорогой портландцемент.

Легирование

Этим способом является получение сплавов, которое называется легирование. В настоящее время создано большое число нержавеющих сталей путем присадок к железу никеля, хрома, кобальта и др.

Защитные пленки

Одним из наиболее распространенных способов защиты металлов от коррозии является нанесение на их поверхность защитных пленок: лака, краски, эмали, других металлов. Лаки и краски обладают низкой газо- и паропроницаемостью, водоотталкивающими свойствами, поэтому они препятствуют доступу к поверхности металла воды, кислорода и содержащихся в атмосфере агрессивных компонентов.

Опыт показывает, что срок службы лакокрасочных покрытий в этих условиях невелик. Намного практичнее оказалось применять толстослойные покрытия из каменноугольной смолы (битума).

В некоторых случаях пигменты красок выполняют также роль ингибиторов коррозии (об ингибиторах будет сказано далее). К числу таких пигментов относятся хроматы стронция, свинца и цинка (SrCrO4, PbCrO4, ZnCrO4).

Грунтовки и фосфатирование

Часто под лакокрасочный слой наносят грунтовки. Пигменты, входящие в ее состав, также должны обладать ингибиторными свойствами. Проходя через слой грунтовки, вода растворяет некоторое количество пигмента и становится менее коррозионноактивной. Среди пигментов, рекомендуемых для грунтов, наиболее эффективным признан свинцовый сурик Pb3O4-.

Для фосфатирования поверхности стальных изделий разработано несколько различных препаратов. Большинство из них состоят из смеси фосфатов марганца и железа.. Процесс фосфатирования длится 40-60 минут. Для его ускорения в раствор вводят 50-70 г/л нитрата цинка. В этом случае время сокращается в 10-12 раз.

Электрохимическая защита

В производственных условиях используют также электрохимический способ — обработку изделий переменным током в растворе фосфата цинка при плотности тока 4 А/дм2 и напряжении 20 В и при температуре 60-700 С. Преимущественно их используют как основу под окраску, обеспечивающую хорошее сцепление краски с металлом. Кроме того, фосфатный слой уменьшает коррозионные разрушения при образовании царапин или других дефектов.

Силикатные покрытия

Для защиты металлов от коррозии используют стекловидные и фарфоровые эмали, коэффициент теплового расширения которых должен быть близок к таковому для покрываемых металлов. Их компонентами являются SiO2 (основная масса), B2O3, Na2O, PbO. Кроме того, вводят вспомогательные материалы: окислители органических примесей, оксиды, способствующие сцеплению эмали с эмалируемой поверхностью, глушители, красители. Эмалирующий материал получают сплавлением исходных компонентов, измельчением в порошок и добавлением 6-10% глины. Эмалевые покрытия в основном наносят на сталь, а также на чугун, медь, латунь и алюминий.

Цементные покрытия

Для защиты чугунных и стальных водяных труб от коррозии используют цементные покрытия. Недостаток портландцементных покрытий тот же, что и эмалевых, — высокая чувствительность к механическим ударам.

Покрытие металлами

Широко распространенным способом защиты металлов от коррозии является покрытие их слоем других металлов. Покрывающие металлы сами корродируют с малой скоростью, так как покрываются плотной оксидной пленкой. Покрывающий слой наносят различными методами:

-горячее покрытие — кратковременное погружение в ванну с расплавленным металлом;

-гальваническое покрытие — электроосаждение из водных растворов электролитов;

-металлизация — напыление;

-диффузионное покрытие — обработка порошками при повышенной температуре в специальном барабане;

-с помощью газофазной реакции, например:

3CrCl2 + 2Fe 1000 ` C 2FeCl3 + 3Cr (в расплаве с железом).

Получение полимеров.

К образованию ВМС приводят три процесса:

1) Реакция полимеризации – процесс, в результате которого молекулы низкомолекулярного соединения (мономеры) соединяются друг с другом при помощи ковалентных связей, образуя полимер. Эта реакция характерна для соединений с кратными связями.

2) Реакция поликонденсации – процесс образования полимера из низкомолекулярных соединений, содержащих 2 или несколько функциональных групп, сопровождающийся выделением за счет этих групп, таких веществ, как вода, аммиак, галогеноводород и т. п. (Капрон, нейлон, фенолформальдегидные смолы).

3) Реакция сополимеризации – процесс образования полимеров из двух или нескольких разных мономеров. (Получение бутадиенстирольного каучука).

Сополимеры.

Получают совместной полимеризацией нескольких полимеров.

Поликонденсационные полимеры.

Фенол формальдегидный – получают поликонденсацией фенола и формальдегида. Выпускают в виде олигомера. Используют для получения слоистых пластиков, водостойких лаков, клеев.

Карбамидные получаются поликонденсацией мочевины или карбамида и формальдегида. Наиболее дешевые и прочные в отвердевшем состоянии. Недостаток: низкая водостойкость, склоны к быстрому старению. Используют для красок, лаков, слоистых пластиков.

Полиэфирные, получают поликонденсацией спиртов и органических кислот. Из них изготавливают краски, лаки.

Эпоксидные (смола и отвердитель), очень дорогие, используют для ремонта специальных конструкции.

Кремнийорганические полимеры. Имеют в своем составе кроме органической части кремний. Используют для термостойких красок.

Характеристика состава строительных материалов (химический, минералогический, фазовый, вещественный).

Химический состав отражает содержание в материале химических элементов или их оксидов в %. Могут быть:

а)органические (древесина, пластмассы, битум и др.).

б)не органические:

- не металлические (бетон, цемент, кирпич и т.д.)

- металлические (сталь, алюминий)

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии