Неорганические соединения

Углерод реагирует со многими элементами. Соединения с неметаллами имеют свои собственные названия — метан, тетрафторметан.

Продукты горения углерода в кислороде являются CO и CO₂ (монооксид углерода и диоксид углерода соответственно). Известен также неустойчивый недооксид углерода С₃О₂ (температура плавления −111 °C, температура кипения 7 °C) и некоторые другие оксиды (например C₁₂O₉, C₅O₂, C₁₂O₁₂). Графит и аморфный углерод начинают реагировать с водородом при температуре 1200 °C, с фтором при 900 °C.

Углекислый газ реагирует с водой, образуя слабую угольную кислоту — H₂CO₃, которая образует соли — карбонаты. На Земле наиболее широко распространеныкарбонаты кальция (минеральные формы — мел, мрамор, кальцит, известняк и др.) и магния (минеральная форма доломит).

8.Вяжущие.Общие понятия и классификация вяжущих.Физико-химические свойсва вяжущих.

Вяжущие — вещества, способные затвердевать в результате физико-химических процессов. Переходя из тестообразного в камневидное состояние, вяжущее вещество скрепляет между собой камни либо зёрна песка, гравия, щебня. Это свойство вяжущих используется для изготовления: бетонов, силикатного кирпича, асбоцементных и других необожжённых искусственных материалов; строительных растворов — кладочных, штукатурных и специальных.

Вяжущие вещества по составу делятся на

1. неорганические (известь, цемент, строительный гипс, магнезиальный цемент, жидкое стекло и др.), которые затворяют водой (реже водными растворами солей). Включают: вяжущие воздушные, вяжущие гидравлические, вяжущие автоклавного твердения.

2. органические (битумы, дёгти, животный клей, полимеры), которые переводят в рабочее состояние нагреванием, расплавлением или растворением в органических жидкостях.

Гидравлические вяжущие материалы при смешении с водой (затворении) твердеют и продолжают сохранять или наращивать своюпрочность в воде. К ним относятся разл. цементы и гидравлич. известь. Последняя получается обжигом мергелистых известняков при 900-1100°С; она состоит из 2CaO*SiO₂, СаО*А1₂О₃, СаО Fe₂O₃, CaO, MgO и кварца. При твердении гидравлич. извести происходят взаимод. СаО с водой и СО₂ воздуха и кристаллизация образующихся продуктов. Силикат, алюминат и феррат(II) Са, реагируя с водой, образуют соед., придающие прочность изделиям из гидравлич. извести. Гидравлич. вяжущие материалы применяют в стр-ве наземных, подземных и гидротехн. сооружений, подвергающихся постоянному воздействию воды.

Воздушные вяжущие материалы при смешении с водой твердеют и сохраняют прочность только на воздухе. К ним относятся воздушнаяизвесть, гипсово-ангидритные и магнезиальные вяжущие материалы. Первая получается обжигом материалов, содержащих СаСО₃(известняк, мел, известковый туф), при 1100-1300 °С; она состоит в осн. из СаО (негашеная известь, или кипелка). При смешении сводой негашеная известь переходит в гашеную - Са(ОН)₂, к-рая постепенно кристаллизуется и с СО₂ воздуха образует СаСО₃. Применяют воздушную известь для изготовления строит. р-ров для кладки стен и штукатурки, не подвергающихся воздействию воды.

Гипсово-ангидритные вяжущие материалы получают обжигом прир. гипса CaSO₄*2H₂O, ангидрита (CaSO₄) или вторичных продуктов хим. пром-сти, содержащих гипс (напр., фосфогипса, борогипса). В зависимости от условий термич. обработки, скорости схватывания и твердения гипсовые вяжущие материалы могут быть: 1) быстросхватывающимися, быстротвердеющими и низкообжиговыми (т-раобжига 110-190°С); к ним относят гипс строительный (алебастр), формовочный, высокопрочный медицинский; 2) медленносхватывающимися и медленнотвердеющими высокообжиговыми (т-ра обжига 600-900°С) - ангидритовые вяжущие (ангидритовый цемент), высокообжиговый гипс (эстрихгипс), отделочный гипсовый цемент. Ангидритовые вяжущие используют после совместного помола с катализаторами твердения- известью, сульфатами, обожженным доломитом и др. Гипсо-во-ангидритные вяжущие материалы применяют для изготовления панелей, перегородок, плит, стеновых камней, архитектурно-декоративных изделий, моделей и форм в фарфоро-фаянсовой и керамич. пром-сти, ортопедич. корсетов и др.

Магнезиальные вяжущие материалы получают обжигом прир. магнезита или доломита при 750-800 °С Каустич. магнезит содержит в осн. MgO, каустич. доломит -MgO и СаСО₃. В отличие от др. минеральных вяжущих материалов их затворяют р-рами MgCl₂ или MgSO₄; при этом образуется MgCl₂*5Mg(OH)₂*7H₂O, к-рый затем медленно переходит в MgCl₂*3Mg(OH)₂ и Mg(OH)₂. Применяют магнезиальные вяжущие обычно в смеси с древесными заполнителями для изготовления строит. материалов-ксилолита и фибролита, термоизоляц. материалов, штукатурных р-ров, искусств. - мрамора и др.

Кислотоупорные вяжущие материалы состоят в осн. из кислотоупорного цемента, содержащего тонкоизмельченную смесь кварцевого песка и Na₂SiF₆; их затворяют, как правило, водными р-рами силиката Na или К (см. Стекло растворимое), они длительно сохраняют свою прочность при воздействии к-т. При твердении осуществляется р-ция:

Na₂SiF₆ + Н₂О + 2Na₂SiO₃ -> 6NaF + 3Si(OH)₄

Применяют кислотоупорные вяжущие материалы для произ-ва кислотоупорных замазок (см. также Мастики), строит. р-ров и бетоновпри стр-ве хим. предприятий.

Вяжущие материалы автоклавного твердения состоят из известково-кремнеземистых и известково-нефелиновых вяжущих (известь, кварцевый песок, нефелиновый шлам) и твердеют при обработке в автоклаве (6-10 ч, давление пара 0,9-1,3 МПа). К таким вяжущим материалам относятся также песчанистые портландцемента и др. вяжущие на основе извести, зол и малоактивных шламов. Применяют в произ-ве изделий из силикатных бетонов (блоки, силикатный кирпич и др.).

Фосфатные вяжущие материалы состоят из спец. цементов; их затворяют Н₃РО₄ с образованием пластичной массы, постепенно затвердевающей в монолитное тело и сохраняющей свою прочность при темп-pax выше 1000°С. Обычно используют титанофосфатный, цинкофосфатный, алюмофосфатный и др. цементы. Такие вяжущие материалы применяют для изготовления огнеупорной футеровочной массы и герметиков для высокотемпературной защиты металлич. деталей и конструкций в произ-ве огнеупорных бетонов и др.

Органические вяжущие материалы - в-ва орг. происхождения, способные переходить из пластич. состояния в твердое или малопластичное в результате полимеризации или поликонденсации. По сравнению с минер. вяжущими материалами они менее хрупки, имеют большую прочность при растяжении. К ним относятся продукты, образующиеся при переработке нефти (асфальт, битум), продукт термич. разложения древесины (деготь), а также синтетич. термореактивные полиэфирные, эпоксидные, феноло-формальд. смолы. Применяют орг. вяжущие материалы в стр-ве дорог, мостов, полов производств. помещений, рулонных кровельных материалов, асфальтополимербетонов и др.