zápisky z přednášek

kladná - oxidační děj.
Ponoříme-li do roztoku elektrolytu dvě elektrody a necháme jimi procházet elektrický proud,budou kladně
nabité ionty putovat k záporné elektrodě(katodě), záporné ionty ke kladné elektrodě(anodě). Částice odevzdají
elektrodě elektrický náboj a existují pak jako samostatné molekuly, které reagují se svým okolím.
Vzduch a ovzduší, složení atmosféry, škodliviny: - atmosféra do 300km. Hustota se směrem nahoru snižuje.Vzduch je směsí plynů, látek v různých skupenstvích. H2 78%, O2 20%, Ar 0,9%, CO2 0,03%.
Atmosférický vzduch obsahuje látky o nízké koncentraci(He,Ne,Kr,Xe,H,H2O.CH4,O3). Ozón absorbuje UV záření
- ochranný obal - poškozován freony, SO2. Devastace lesu oxidu dusíku, CO2 a uhlovodíky.
Voda (H2O): -polární rozpouštědlo, rozpouští iontové sloučeniny. V kapalném skupenství jsou molekuly vody spojovány prostřednictvím vodíkových mostu ve větší celky. V tuhém prostředí je v těžišti a rozích atom kyslíku - opakující se pravidelný čtyřstěn - spojeny kovalentní a vodíkovou vazbou. Dipólový moment (úhel mezi H,O=106°) - rozpouštědlo polárních látek (např. solí), při vytvoření ledu - zvětšení objemu. V plynném skupenství para, bod táni 0°, var 100°C při normálním tlaku.
Tvrdost vody a způsoby jejího odstraňování:
- přechodná - způsobená Ca(HCO3)2, Mg(HCO2)2.
Tvrdost se odstraní povařením Ca(HCO3)2 Ca CO3+ H2O+ CO2.
- trvalá - způsobena sírany CaSO4 ;MgSO4 . možné částečné měkčení sodou.
Eutrofizace vod: -Rozmnožení ras a sinic ve vodných nádržích, které negativně ovlivňují kvalitu vody.
Využívají zdroj C,O,H (CO2, H2O) a zdrojem energie je jim sluneční záření. Ovlivněno přítomnosti nutričních prvků
N,P - čištění a odstranění organických látek a látek obsahujících N,P. Amonné soli, dusičnany, fosforečnany.
Voda pro přípravu betonu, vlastnosti z hlediska obsahu škodlivin: - důležitá složka pro hydrataci cementu. Záměsová a ošetřovací voda. Omezena je koncentrace látek, které mohou zabraňovat pevnosti cementu, nebo snižovat pevnost betonu. - humidové látky ve vodách rašelinišť. - špatný vliv síranu a Mg, projevuje se zejména po zatuhnutí betonu. Chloridy působí korozivně na ocelovou výztuž.
Náporová voda, sledované parametry: - voda, která se dostává do styku se stavebními materiály
a konstrukcemi. Voda slabě, středně a silně agresivní. Podle hodnoty pH - silně agresivní pod pH=4
a podle obsahuCO2,SO4,Mg a NH4. Účinky náporové H2O jsou ovlivněny druhem její agresivity, koncentraci
agresivních látek, způsobem styku H2O a B.
Oxid uhličitý, kyselina uhličitá, uhličitany: - CO2 - vzniká přímou oxidaci uhlíku za přebytku kyslíku. Tato sloučenina je velmi reaktivní a hojně využívaná v průmyslu - jako chladící medium v potravinářském průmyslu, a plynný CO2 je důležitá látka ve stavebnictví, neboť ovlivňuje životnost betonů, malt a omítek.
Kyselina uhličitá H2CO3 - oxid uhličitý se rozpustí ve vodě na kyselinu uhličitou. CO2+H2O= H2CO3 (pomalá).
Některé tyto reakce jsou pomalým průběhem komplikované, a proto závisí na pH.
Uhličitany: - magnezit MgCO3(výroba žáruvzdorného zboží).
- dolomit MgCO3* CaCO3(doprovází vápenec).
- vápenec, křída CaCO3
Oxid křemičitý, struktura, chem.vlastnosti, použití: - tvoří nejméně 22 fází a12 polymorfních forem.
Je hlavní minerální směsí mnoha tavenin (žula, pískovec). Samostatně se vyskytuje jako křišťál.
Senite formy - diamant. Částečně hydratovaný SiO2, opály, jaspis. Struktura: Hlavni krystalické modifikace SiO2,
seskupeni tetrátu SiO4, které sdílejí vždy jeden společný vrchol. Chemické vlastnosti –odolává působení kyselin
s výjimkou HF, nerozpustný v roztocích alkalických hydroxidů.
Použití - jako brusivo, pro vysokou pevnost jako žáruvzdorný mat.
Sklo, výroba, vlastnosti, chem. koroze: - Sklo - amorfní pevná látka. Postrádá pravidelné uspořádání stav. částic SiO4, některé oxidy (CaO,Na2O…). Výroba - sklářský křemen CaCO3, Na2CO2.
→taveni – chlazení → Na2O*CaO*6SiO2 - sklo vodovápenaté. Chemická koroze: odolnost vůči chemikáliím:
HF:SiO2+4HF→SiF4+2H2O,
CH: SiO2+2NaOH→Na2SiO3 + čistá skla (odolnost proti vodě).
Sádra, suroviny, výroba, druhy: - vzniká částečnou nebo úplnou hydrataci sádrovce CaSO4+2H2O
- vzdušná maltovina, tuhnutím nabývá na objemu a zahřívá se
Rychle tuhnoucí. 1. stupeň (do 170°C) vzniká CaSO4+1/2 H2O … hemihydrát … tuhnutí za 15 minut
Pomalu tuhnoucí. 2. stupeň (800-1000°C) vzniká CaSO4 … anhydrit … tuhnuti za 90 minut
- anhydrátové pojivo - přírodní CaSO4 + budiče.
Výroba - pálením sádrovce přírodního nebo jako vedlejšího produktu.
Druhy - rychletuhnoucí, pomalutuhnoucí, sádrová maltovina, štukatérská, modelářská, stavební.
Tvrdnutí - CaSO4*1/2 H2O se rozpustí ve vodě → je to reakce hemihydrátu či anhydritu s vodou, tj. reakce opačná k reakci výroby sádry:
CaSO4*1/2H2O + 3/2 H2O→ CaSO4+2 H2O.
Fosfátová pojiva: - Lze považovat za hlavní zástupce acidobazických organických pojiv. Proces tuhnutí
a tvrdnutí je vyvolán reakcemi mezi kyselým a zásaditým komponentem. Produktem této reakce je sůl
nebo hydrát soli. Reagují kysel složkou kysel a bazickou složkou amorfní kovy→výsledkem jsou chemické
keramické látky-lékařství.
Hořečnatá maltovina(Sorelova): - vzdušná maltovina - směs MgO + roztok MgCl2, oxid horečnatý (roztokMgSO4). Tvrdne na velmi pevnou hmotu - až 150MPa podle plniva. Chemická podstata - závisí na poměru surovin a koncentraci MgCl2. Čím je větší koncentrace MgCl2, maltovina pomaleji tuhne, ale má tím větší pevnost. Maltovina je málo odolná proti vodě H+ a OH- → nutno vně nebo vnitrně hydrofobizovat.
Vlastnosti - v závislosti na plnivu lze získat hotové výrobky (křemelinový písek), nízkopevnostní,
tepelně izolační (korek,piliny).
Vodní sklo: - Je koloidní roztok křemičitanu sodného nebo draselného.Tuhnutí, tvrdnutí vodního skla je způsobeno tvorbou kontinuální sítě křemičitého hydrogelu a muže být vyvoláno: -snížení obsahu vody, -reakci s kyselinou uhličitou CO2+ H2O→ H2CO3.
Na2Si2O5 + H2CO3 →Na2CO3 + H2Si2O5
Zpětné převedení gelu na koloidní roztok je možné vařením v zásaditém prostředí, např. NaOH.
Roztoky se používají jako ochranný a těsnící prostředek.
Hydroxid vápenatý Ca(OH)2: - silný hydroxid, málo rozpustný, rozpustnost klesá s rostoucí teplotou.
Pří 20°C přibližně 160mg Ca(OH)2 ve 100g H2O. pH nasyceného roztoku přibližně 12,45 při 25°C + Avagarova
konstanta 6,023*1023. Snadno reaguje se vzdušným CO2 za tvorby CaCO3 na povrchu zrna.
Vzdušné vápno: - Technický název pro oxid vápenatý CaO. Hlavní suroviny pro výrobu jsou vápenec, nebo dolomitický vápenec. Výroba: - CaCO3→CaO+CO2 - Tepelné zpracování uhličitanu vápenatého při teplotě 950°C. Výroba: - rozdrcení vápence → předehřátí (dekarbonatace) → zpracování obou druhu vápence CaCO3 se rozkládá nad 800°C.MgCO3- dolomitické vápno. Podle obsahu barvicích oxidu(Fe2O3) se získává bílé, nebo zbarvené vápno.
Tvrdnuti vápenné malty: - Při tuhnuti a tvrdnuti vápenné malty dochází nejprve k odsáti vody porézním spojovaným materiálem, dále k vysychání gelové sítě hydroxidu a k vázání CO2 ze vzduchu. Výsledkem je tvorba CaCO3. Ca(OH)2+ CO2→ CaCO3+H2O - karbonatace vápenné malty.
Karbidové vápno:- Je Ca(OH)2,který vzniká při výrobě acetylenu s karbidu vápníku. Používá se do malt a omítek. Karbidové vápno je nutno nechat odležet- vyprchání acetylenu, fosfinu, arzinu(zapáchají). Výhodou je nepřítomnost přepalu.
Hydraulické vápno: - Obsahuji hydraulické složky SiO2,Al2O3, Fe2O3. Vyrábí se pálením vápenců, které jsou doprovázeny jílem. Při výpalu vznikají podobné sloučeniny jako ve slinku. P - cementace. Hranice mezi hydraulickým a vzdušným vápnem je modul 9.
Rozdělení - vzdušné vápno (vysoký obsah CaO, tuhne a je stále na vzduchu)
- hydraulické vápno (vzniká z méně čistých vápenců. Stupeň hydratační činnosti se posuzuje podle hydraulického modulu → poměr CaO s hydraulickými složkami.
Pucolánová aktivita: - Je schopnost reakce amorfního (nekrystalického) oxidu křemičitého (SiO2)
s Ca(OH)2 za vzniku hydratovaných křemičitanů vápenatých, které mají pojivé vlastnosti.
Elektrárenské popílky: -Jsou minerální zbytky při spalovaní tuhých paliv, složení převážně z jemných kulovitých zrn o velikosti 0,001-0,1mm. Složení: SiO2 10-50%, Al2O3 19-30%, Fe2O3 5-16%, CaO 2-20%, MgO 0,3-3%, SO3 0,1-0,9%. Vlastnosti - kulovitá zrna - plná, dutá, průhledná, neprůhledná.
Portlandský cement: - Patří do skupiny křemičitanových cementu. Suroviny na jeho výrobu: CaO, SiO2,Al2O3, Fe2O3, MgO, K2O, Na2O. - drcení, mletí, míšení suroviny, - tepelné zpracování surovin na slinek
- vypal (1350-1450°C) - mezi slinku s příměsemi na cement (sádrovce a vápence). Základními surovinami jsou
vápenec a hlíny nebo jíly, nejvhodnější je vápenec.
Slínkové minerály: - 4 základní druhy: - 3CaO*SiO2 trikalciumsilikát → C3S
- 2CaO* SiO2 křemičitan dvojvápenatý→C2S
- 3CaO* Al2O3 hlinitan trojvápenatý→C3A
- 4CaO* Al2O3* Fe2O3 hlinitoželezitan čtyřvápenatý→C4AF
Reakci, jimiž vznikají slínkové minerály, nabývají dostatečnou rychlost v rozmezí 1350-1450°C. Tato oblast je pro
tvorbu nejdůležitější, je nositelem typických vlastnosti portlandského cementu.
Hydratace portlandského cementu: - Hydrataci cementu vznikají C-S-H gely, Ca(OH)2 a hydratované alumináty vápenaté. Všechny tyto 3 složky hydratovaného cementu mohou byt napadeny korozí. CaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2.
Princip zpomalování hydratačních reakci, Ettringit: - Principem je rozpustný ettergit zvětšující svůj molární objem oproti C3AH6 2,6krát a vyvolává tlakem na stěny kapilár a pórů, porušení tmelu a vznik trhlin. Krystalizuje v jehlicovité krystaly a svou podobnosti s některými minerály se nazývá též cementový bacil.
Hydratační teplo cementu: - Hydratační reakce cementu jsou provázeny vývinem tepla. Hydratační teplota slínkových minerálů. C3A 867 J*g –1, C3S 502 J*g –1, C4AF 419 J*g –1, C2S 260 J*g –1. Pro některé přísady užití je třeba, aby vývin hydratačního tepla cementu byl co nejmenší. To lze ovlivnit snížením obsahu C3A v cementu a přídavkem přísad, např. strusky nebo popílku.
Druhy pórů v cementovém tmelu - mikrostruktura zatvrdlého cementu závisí na vnitřních a vnějších proměnných. A-minerologické složení (alit,belit,celit), jemno