Streszczenie Chemia ogólna i materiały budowlane
Chemia ogólna i materiały budowlane: Przewodnik dla studentów
Wprowadzenie
Ten rozdział podsumowuje specjalne materiały organiczne ważne dla budownictwa i przemysłu: asfalty, smoły, paki, pochodne celulozy, hemicelulozy i lignina. Materiał został opracowany w sposób ułatwiający samodzielną naukę: zawiera definicje, uporządkowane wyjaśnienie właściwości, praktyczne przykłady oraz tabele porównawcze.
Definicja: Asfalty to złożone mieszaniny substancji organicznych otrzymywane z ciężkich frakcji ropy naftowej lub ze złóż naturalnych; smoły to ciekłe produkty pirolizy węgla, a paki to stałe pozostałości po destylacji smoły.
Asfalty: pochodzenie i skład
Asfalty naturalne i naftowe
- Asfalty naturalne: występują w postaci brył (np. Pitch Lake, Morze Martwe). Często zawierają domieszki mineralne.
- Asfalty naftowe: otrzymywane z ciężkich frakcji po destylacji ropy naftowej; ich właściwości różnią się w zależności od metody przetwarzania.
Definicja: Asfalt to układ koloidalny, w którym malteny tworzą środowisko dyspersyjne, a asfalteny fazę zdyspergowaną.
Podział według metody przetwarzania (tabela)
| Typ asfaltu | Sposób powstawania | Główne właściwości | Zastosowanie |
|---|---|---|---|
| Pierwotne produkty destylacyjne | Bezpośrednia pozostałość po destylacji | Sztywniejsze do półstałych, wysoka temperatura mięknienia | Nawierzchnie drogowe przy wyższej temperaturze obróbki |
| Krakowane | Rozkład w T > 350 °C | Niższa masa cząsteczkowa, mniejsza odporność na czynniki atmosferyczne | Niektóre mieszanki przemysłowe |
| Ekstrakcyjne | Ekstrakcja rozpuszczalnikami z pozostałości naftowych | Zawierają mniej asfaltenów, lepsza rozpuszczalność | Powłoki |
| Dmuchane (utlenione) | Dmuchanie powietrzem | Zwiększona elastyczność, mniejsza wrażliwość na T | Masy dachowe i izolacyjne |
| Rozcieńczone | Dodatek rozpuszczalników | Zmniejszona lepkość dla aplikacji | Ułatwienie układania nawierzchni |
Właściwości asfaltów
- Temperatura mięknienia mierzona penetracją metalowej kulki: około $40,$ do $120,^{\circ}\mathrm{C}$
- Odporność chemiczna na kwasy i wodorotlenki (z wyjątkiem stężonych)
- Rozpuszczalne w niepolarnych rozpuszczalnikach organicznych
- Palne, trudne do ugaszenia
Czy wiesz, że naturalny asfalt z Pitch Lake na Trynidadzie stanowi jedno z największych naturalnych złóż asfaltu na świecie i jest eksploatowany komercyjnie?
Zastosowanie asfaltów (przykłady praktyczne)
- Asfaltobeton: mieszanka kruszywa i asfaltu do nawierzchni drogowych
- Emulsje asfaltowe: drobne cząstki asfaltu w emulgatorze do obróbki powierzchniowej
- Warstwy izolacyjne: papy dachowe impregnowane asfaltem, folie i tkaniny
- Masy uszczelniające i powłoki: asfalty ekstrakcyjne i dmuchane do ochrony powierzchni
Definicja: Emulsja asfaltowa to dyspersja drobnych cząstek asfaltu w wodzie z emulgatorem.
Dehty i smoły: powstawanie i zastosowanie
- Dehet: ciemnobrązowa do czarnej ciecz otrzymywana w wyniku destylacji węgla kamiennego bez dostępu powietrza; źródło substancji takich jak benzen, naftalen, fenol.
- Smoła: stała pozostałość po destylacji dehtu; błyszcząca masa o temperaturze mięknienia $65,$ do $75,^{\circ}\mathrm{C}$; przez przedmuchiwanie można podwyższyć jej temperaturę mięknienia.
Praktyczne zastosowanie: Smoły są stosowane jako spoiwa w mieszankach bitumicznych do budowy dróg.
Pochodne celulozy
Nitroceluloza i etery celulozy
- Nitroceluloza: ester celulozy z kwasem azotowym; charakteryzuje się zwiększoną wytrzymałością i odpornością na pękanie. Z zawartością azotu $12$–$14%$ jest określana jako bawełna prochowa.
- Etery celulozy: powstają z alkalicelulozy w wyniku alkilowania; przykłady:
- Metyloceluloza
- Karboksymetyloceluloza (CMC): wiąże wodę, poprawia urabialność zapraw i betonów, zwiększa przyczepność oraz zapobiega skurczowi i powstawaniu pęknięć.
Definicja: Karboksymetyloceluloza jest anionowym eterem celulozy stosowanym jako zagęstnik i stabilizator.
Włókna celulozowe
- Stos
Zarejestruj się po pełne podsumowanieMasz już konto? Zaloguj się
Specjalne materiały: Asfalty i Pochodne drewna
Klíčové pojmy: Asfalty są koloidalnymi mieszaninami maltenów i asfaltenów., Asfalty naftowe dzielą się na: pierwotne, krakingowe, ekstrakcyjne, dmuchane, rozcieńczane., Temperatura mięknienia asfaltu wynosi z grubsza $40\,$–$120\,^{\circ}\mathrm{C}$., Smoła powstaje w wyniku pirolizy węgla i jest surowcem do produkcji związków aromatycznych., Pak jest stałą pozostałością po destylacji smoły, jest stosowany jako spoiwo., Nitroceluloza o zawartości $12$–$14\%$ N nazywana jest bawełną strzelniczą., Karboksymetyloceluloza poprawia urabialność zapraw i zapobiega powstawaniu pęknięć., Lignina jest polimerem aromatycznym, pełni w drewnie funkcję spoiwa i zwiększa jego wytrzymałość., Hemicelulozy składają się z $150$–$250$ jednostek i ulegają rozkładowi pod wpływem kwasów i zasad., Biotyczne czynniki niszczące drewno: bakterie, grzyby, owady; główne zagrożenie stanowią grzyby.