marta_inj (marta_inj) wrote,
marta_inj
marta_inj

Category:

Бетон и кирпич

Всем, наверное, известно, что "легче всего дышится" в деревянных домах. Похуже - в кирпичных, еще хуже - в панельных (то есть, железобетонных). Попыталась понять, в чем разница между кирпичом и бетоном.
Химическая основа - одинаковая. Кирпич и цемент изготавливают из глины, а сама глина состоит в основном из Al2O3 и SiO2, в комплексе с тем или иным количеством воды


Слои состоят из кремний-кислородных тетраэдров и алюминий-кислородных октаэдров. Между слоями разное количество воды и примесей. При обжиге кирпича часть воды удаляется, оставшиеся вещества кристаллизуются в мелкие кристаллы, которые "срастаются" между собой, оставляя много пор.

В бетоне
Основные реакции имеют следующий вид:

3CaO*Al2O3+6H2O -> 3CaO*Al2O3*6H2O.
Ca2SiO4+H2O -> Ca2SiO4*H2O.
3CaO*SiO2+H2O -> 3Ca2SiO4*H2O+Ca(OH)2.

Все три реакции протекают с выделением незначительного количества тепла. Полная гидратация цемента требует его смешивания с водой в пропорции 1:0,4; при этом в собственно химические процессы вовлекается примерно 60% от общего количества воды. Остальная жидкость остается запертой в ячейках будущего бетона, формируя его пористую структуру; она будет испаряться в течение нескольких недель или даже месяцев.

Параллельно с гидратацией составляющих цемент минералов в массе бетона протекает несколько более медленных реакций, которые постепенно приводят к набору бетоном марочной прочности: гашеная известь Ca(OH)2 в союзе с углекислотой постепенно превращается в прочный и слаборастворимый карбонат кальция CaCO3. Присоединение к этой реакции двуокиси кремния порождает не менее прочные и стабильные силикаты кальция.

Как процесс выглядит с точки зрения происходящих в массе бетона физических процессов?

5 минут от момента добавления к цементу воды: Поверхность зерен цемента покрывается иглообразными кристаллами алюмината кальция 3CaO*Al2O3.
6 часов: Кристаллы разрастаются настолько, что начинают образовывать общую кристаллическую решетку. Между цементными зернами возникают первые пространственные связи.
8-10 часов: Лавинообразно ускоряющийся рост кристаллической структуры создает между зернами сплошную решетку. Прочность бетона стремительно растет. Одновременно внутри кристаллической структуры начинается рост более мелких кристаллов — своеобразного «ворса» из силикатов кальция.
24 часа: Силикаты кальция начинают вытеснять решетку алюмината, образуя собственную прочную сеть между твердыми наполнителями.
28 суток: Цементный камень полностью состоит из кристаллов силикатов кальция. Алюминаты вытеснены
.

Структура силиката кальция примерно такая:


только вместо натрия будет кальций.

Видим, что цепочки кремний-кислородных тетраэдров и алюмокислородных октаэдров есть и в бетоне, и в кирпиче, начинаем подозревать пьезоэлектрические свойства.

Электропроводность кирпича и бетона сильно зависят от влажности - во влажной атмосфере они могут довольно хорошо проводить электричество.

В общем, разница в химической структуре не особо проглядывается. Остается задуматься о макроразличиях: бетонные плиты крупнее кирпичей, обязательно армируются железными прутьями. Может, в этом причина дискомфорта "панелек", что они типа фарадеевых клеток? И воздух в панельных домах более сухой, тоже неясно, почему. Вроде из химического состава водопоглощение не следует.
Tags: Химия
Subscribe

  • Простенькие бытовые сливы энергии

    Сын-подросток и мать. Сыну тысячу раз было сказано, чтобы мыл посуду за собой как минимум к приходу матери с работы. Но в очередной (двухсотый) раз…

  • Нужно ли уметь завязывать шнурки?

    Зачем ребенку завязывать шнурки, если у него есть мама? А зачем взрослому "завязывать шнурки", если есть "специально обученные люди", которые все…

  • Эмоциональная поляризация

    Начало: Вычитательный закон сознания Визуально мы хорошо видим, что расположенные рядом противоположности усиливают различия друг друга. Так,…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 2 comments