plik

Atom- Składa się z jądra i powłoki elektronowej. Jadro zbudowane jest z cząstek elementarnych
dodatnio naładowanych protonów i elektrycznie obojętnych neutronów o tej samej masie. Elektrony
kążą po powłoce elektronowej.

Elektron:
-cząstki poruszajace się wokół jądra po powłokach
-ładunek ujemny
-masa (1/1836u)
-cząstka trwała

Proton:
-skladnik jadra atomowego
-masa 1u
-ładunek dodatni
-zbudowany z kwarków

Neutron:
-składnik jadra atomowego
-cząstka pozbawiona ładunku elektrycznego
-masa 1u
-zbudowany z kwarków
-szybki rozpad poza atomem

WIĄZANIE CHEMICZNE-to każde trwałe połączenie dwóch atomów

Wiązanie jonowe-przekazanie elektronu. Powstaje pomiedzy atomami których wzajemna różnica
elektroujemności jest bardzo duża.

Wiązanie atomowe kowalencyjne- utworzenie 1, 2 lub 3 par elektronowych. Powstaje pomiędzy
atomami o zblizonych do siebie elektroujemnościami. np.

Wiązanie atomowe spolaryzowane- wspólna para elektronów przesunięta w kierunku atomu
bardziej elektroujemnego. np.

Wiązanie koordynacyjne- wspólna para elektronów dostarczona przez jeden z atomów.
np. jony

Wiązanie metaliczne- tworzy się pod wpływem przeciąganie elektrostatycznego pomiędzy
rdzeniem atomowym i swobodnie poruszającymi się elektronami pochodzącymi z zewnetrznych
powłok elektronowych atomów.

WIĄZANIA CHEMICZNE W MATERIAŁACH BUDOWLANYCH:

-metale, w tym żelazne i nieżelazne, w których występują wyłącznie wiązania metaliczne (żeliwo
stal)
materiały mineralne, w których dominuje wiązanie jonowe bądź jonowo atomowe (np. spoiwa,
ceramika, szkło)
materiały organiczne, w których dominuje wiązanie atomowe bądź siły miedzycząsteczkowe
(drewno, bitumy, tworzywa sztuczne)

PROTOLIZA-reakcja wymiany protonu pomiedzy kwasem a zasadą przebiegającą w stronę
słabszego kwasu bądź zasady.

WIĄZANIE VAN DER WAALSA-oddziaływanie miadzy dwoma drobinami są sumą siły
przyciagającej i odpychającej. Siły te są siłami centralnymi i maleja proporcjonalnie do odległości
między drobinami podniesionej do odpowiedniej potęgi.
-siły przyciagania zależą od kształtu cząsteczek

TEORIE ATOMISTYCZNE

Ruthenford-odkrył proton i stwierdził że znajduje się on w każdym atomie. Stworzył nowy model
atomu w którym dodatni ładunek skupiony jest w niewielkim jadrze.

Bohr- stworzył nowy model atomu na założenianch Ruthenforda w którym uwzględnił efekty
kwantowe. Według niego elektron krązy wokół jądra jako naładowany punkt przyciagany przez
jądro siłami elektrostatycznymi.

Dalton- twierdził iz atom jest niepodzielna najmniejszą cząstka pierwiastka chemicznego.
Pierwiastek jest złożony z atomów tego samego radzaju więc istnieje tyle rodzaji atomów co rodzaji
pierwiastków.

Thompson- odkrył elektron i wywnioskował ze znajdyje się w każdym atomie, tym samym obalił
tezę iz atom jest niepodzielna cząstką materii.

Szrodinger- elektron zachowuje się raz jak fala, innym razem jak cząsteczka. Korpuskularno falowa
materia.

KWASY I ZASADY :

Kwasy wg Arrheniusa- każdy związek wprowadzony do roztworu wodnego zwiększa stężenie
jonów oksoniowych.

Zasady wg Arrheniusa- każdy związek wprowadzony do roztworu wodnego zwiększa stęzenie
jonów wodorotlenkowych.

Kwasy wg Bronsteda- każdy związek który jest donorem czyli dostarcza jon wodorowy.

Zasady wg Bronsteda- każdy związek który może być akceptorem czyli przyjmuje jon wodorowy.

Kwasy wg Lewisa- Każdy związek chemiczny który jest akceptorem czyli przyjmuje jon
wodorowy.

Zasady wg Lewisa- Każdy związek chemiczny który jest donorem czyli dostarcza jon wodorowy.
TLENKI
OTRZYMYWANIE:

Reakcja syntezy tlenku z pierwiastkiem:

Reakcja rozkładu niektórych wodorotlenków:

Reakcja rozkładu niektórych soli

TLENKI WŁAŚCIWOŚCI:
-tlenki metali alkaicznych i zairen alkaicznych tworzą zasady
-tlenki większości niemetali z wodą tworzą kwasy

WODOROTLENKI OTRZYMYWANIE:

Reakcja aktywnych metali z wodą

Reakcja odpowiedniego tlenku metalu z wodą

W reakcji mocnej zasady otrzymuje się wodorotlenki nierozpuszczalne w wodzie.

WODOROTLENKI WŁAŚCIWOŚCI:
-w większości są ciałami stałymi
-wodorotlenki zasadowe reaguja z kwasem lecz nie reaguja z zasadami
-ulegają reakcji dysocjacji

KWASY OTRZYMYWANIE:

Reakcja niektórych tlenków niemetali z wodą

Reakcja mocnego kwasu z solą kwasu słabszego

Reakcja strącenia osadu kwasu trudnorozpuszczalnego w reakcji jego soli z mocnym kwasem

KWASY WŁASCIWOŚCI:

-bardzo aktywne chemicznie
-ulegaja reakcji dysocjacji
-reaguja z metalami

SOLE OTRZYMYWANIE:
Metal + kwas – sol + wodór

Tlenek metalu + kwas – sól + woda

zasda + kwas – sól + woda

zasada + tlenek niemetalu – sól + woda

tlenek metalu + tlenek niemetalu – sól
metal + niemetal – sól
sól + sól – sól + sól
mocny kwas + sól kwasu słabszego – mocna sól + słaby kwas

KWASY WŁAŚCIWOŚCI:

-roztwory wodne mocnych kwasów i mocnych zasad mają zwykle odczyn obojętny
-ulegają reakcji dysocjacji
-w roztworze wodnym wystepuja w postaci jonów

REGÓŁA FAZ GIBBSA

Zależność obowiązująca dla kazdego układu będacego w równowadze termodynamicznej

łącząca liczbę faz układu, liczbe niezależnych składników oraz liczbę stopni swobody.

Z = S – F – R + 2

S- liczba składników układu
F- liczba faz
R- liczba zachodzących reakcji

REGUŁA PRZEKORY (Le Chateliera i Bauna)
Każdy układ będący w w stanie równowagi, poddany działaniu czynnikom zewnętrzyn
naruszajacym ten stan równowagi podlega takim przemianom które powoduja zmniejszenie tego
oddziaływania.

FIZYKOCHEMIA WODY

Cząsteczka wody- zbudowana jest z 2 atomów wodoru i jednego atomu tlenu. Kąt pomiedzy
wiązaniami wynosi 105 st. W wodzie występuje wiązanie atomowe spolaryzowane.

Dysocjacja elektrolityzna- proces rozpadu cząsteczek związków chemicznych na jony pod
wpływem rozpuszczalnika.

Hydroliza- reakcja podwójnej wymiany pomiedzy wodą i substancji w niej rozpuszczoną.

Hydratacja- to proces w wyniku którego woda zostaje chemicznie zwiazana. Wyróżniamy
hydratacje jonów i soli. Procesy te odgrywaja ważną rolę podczas wiazania mineralnych spoiw
budowlanych np. hydratacja cementu.

Twardość wody jest to funkcja stężania soli wapnia magnezu oraz innych metali. Dzielimy na
trwałą i nietrwałą.

Niatrwała wartość wody- generowana przez sole kwaśne kwasu węglowego, wodorowęglany.

Trwała wartość wody- generowana przes sole innych kwasów głównie chlorki.

Skala PH- ilosciowa skala kwasowości i zasadowości roztworów wodnych związków chemicznych

<7 odczyn kwaśny
7 odczyn obojętny
>7 odczyn zasadowy

PROCES ROZPUSZCZANIA substancji stałej w wodzie obejmuje 3 etapy:

-niszczenie sieci krystalicznej

- hydratacja utworzonych jonów

-dyfuzja cząsteczek rozpuszczonych

PROCES KRYSTALIZACJI jest odwrotny do procesu rozpuszcania i obejmuje kolejne etapy:

-powstanie zarodków krystalizacji
-wzrost kryształu
dyfuzja cząsteczek substancji rozpuszczone do fazy stałej

KOLOIDY

Złozone z cząsteczek które zawierają drobiny o wym. 1-200nm widoczne dopiero pod

mikroskopem elektronowym. Intensywnie rozpraszają światło.

Podział koloidów:
-cząsteczkowe- zawieraja związki chemiczne których cząstezki składają się z setek tysiecy atomów
- fazowe- powstaja w wyniku łączenia się w większe zespołu jonów lub ząsteczek

Tworzenie się koloidów:
-Dyspersyjne- rozdrabnianie cząsteczek np. ultradźwiękami

-mechaniczne
-elektryczne

-Kondensacyjne- łączenie cząsteczek lub jonów w większe zespoły

HYDROLIZA SOLI

1) hydroliza kationowa (odczyn kwaśny) sól słabej zasady i mocnego kwasu

2)hydroliza anionowa (odczyn zasadowy) sól mocnej zasady i słabego kwasu KF

3) hydroliza kationowo-anionowa (zblizony do obojetnego) sól słabej zasady i slabego kwasu

EMULGATOR-zwiazek chemiczny, substancja powierzchniowo czynna, umozliwiajaca powstanie
emulsji oraz zapewniajaca jej trwałość. (zastosowanie: do produkcji farb, klejów, materiałów
budowlanych, tworzyw gumowych)
Podział:
-anionowo czynne
-kationowo czynne
-niejonowe
-stałe

REAKCJE PROTOLIZY:

-zobojetnianie (wiązanie zaprawy wapiennej)

-podstawianie (próba na obecność węglanów)

-hydroliza

SPOIWO POWIETRZNE- po zarobieniu z wodą wiąże tylko na powietrzu. Zalicza się do nich:
wapno, spoiwa gipsowe, magnezjowe oraz krzemianowe.

SPOIWO HYDRAULICZNE- po zarobieniu z wodą wiaże zarówno na powietrzu jak i w wodzie.
Do tej grupy należą: wapno hydrauliczne, cementy portlandzkie, hutnicze, glinowe.

CEMENT:

Cement portlandzki jest podstawowym spoiwem hydraulicznym otrzymywany przes wspólne
zmielenie klinkieru portlandzkiego z gegulatorem czasu wiązania siarczanem wapnia.

Klinkier portlandzki skład TLENKOWY chemiczny

Skład fazowy klinkieru portlandzkiego

PRODUKCJA CEMENTÓW OBEJMUJE NASTĘPUJĄCE ETAPY:
-przygotowanie surowców i dokladne ich wymieszanie
-wypalanie
-mielenie
-silosowanie i pakowanie

REAKCJE ZACHODZACE PODCZAS WIĄZANIA CEMENTU:

-tworzenie soli Candlota
(dodanie gipsu)
-Hydroliza glinianu trójwapniowego

-Hydroliza żelazianu 4-wapniowego

-Hydroliza alitu

SUROWCAMI DO PRODUKCJI CEMENTÓW SĄ:
-wapienie (CaCO3)
-gliny (glinokrzemiany)
-surowce odpadowe (żużle hutnicze, popioły paleniskow, szlamy odpadowe zawierajace CaCO3)

SPOSOBY DZIAŁANIA SUPERPLASTYFIKATORÓW:
-obnizenie wskaźnika woda/spoiwo
-poprawa urabialności
-podwyższenie wytrzymałosci końcowej
-napowietrzenie mieszanki betonowej
-poprawa trwałości konstrukcji betonowych
-poprawa wyglądu betonu, co ma znaczenie dla architektury obiektu.

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NEGATYWNIE NA BETON:
-zamarazanie, rozmrażanie
-agresja chemiczna
-ścieranie
-korozja

GIPS PEŁNI ROLE REGULATORA CZASU WIĄZANIA, powoduje zmniejszenie szybkosci
hydratacji glinianu trójwapniowego w wyniku utworzenia na ziarnach C

A nieprzepuszczalne

warstewki ettryngitu wg reakcji:

Wpływ gipsu na proces hydratacji polega także na przyspieszeniu hydratacji fazy

C3A

HYDRATACJA CEMENTU- zbiór reakcji chemicznych i procesów fizycznych zachodzących po
zmieszaniu cementu z wodą. np. hydratacja C3A

WOPNO

OTRZYMYWANIE-proces wytwarzania wapna palonego polega na wypalaniu kamieni
wapiennych w piecach szybowych bądź obrotowych w temp. 1000-1250 st.C

GASZENIE WAPNA palonego prowadzi do utworzenia wodorotlenku wapnia Ca(OH)2
-moze być przeprowadzony:
-na such przy użyciu minimalnej ilości wody niezbednej do reakcji chemicznej, proces prowadzony
w warunkach przemysłowych, otrzymuje się wapno hydratyzowanego.
-na mokro- dawnie często stosowane bezposrednio na budowie. Otzrymuje się ciasto wapienne i
mleko wapienne.

Wapno hydratyzowane- stanowi niemal czysty wodorotlenek wapnia w postaci proszku. Wapno
suchogaszone stanowi bardzo wygodna postać do bezpośredniego wykorzystania na budowie.

Ciasto wapienne-plastyczna masa otrzymana z wapna gaszonego. Wapno ze względu na wydajność
i własciwości plastyczne dzieli się na:
-tłuste
-średnio tuste
-chude

Mleko wapienne- charakteryzuje się zaczym nadmiarem wody w układzie koloidalnym
wodorotlenku wapnia. Zastosowanie: do malowania (bielenia)

PROCES WIAZANIA WAPNA ZACHODZI:
-przez krystalizację zaprawy tracącej wodę- utrata wody następuje poprzez parowanie wody lub
wsiąkanie wody do murowanych ścian.
-przez karbonatyzaję- czyli łącznie się wodorotlenku wapnia z dwytlenkiem węgla z powietrza w
obecnosci wilgoci

-przez tworzenie się krzemianów wapnia

Zalety wapna i jego zastosowanie:
-biała barwa
-bardzo duze rozdrobnienie
-zapobieganie segregacji składników w mieszankach budowlanych
-korzystny wpływ na mikroklimat

WAPNO MARTWE-wapno wypalane w zbyt wysokiej temperaturze, oblepione stopionymi
tlenkami zanieczyszczeń. Niepodatne na proces gaszenia

WYPALANIE GIPSU DWUWODNEGO

Gips hydrauliczny jest spoiwem powietrznym wykazującym właściwości hydrauliczne. Spoiwo to
obok podstawowego składnika jakim jest CaSO4 zawiera niewielki procent tlenku wapniowego
CaO. Gips hydrauliczny otrzymuje się poprzez wypalanie kamienia gipsowego w temperaturze
800-1000st.C. W takiej temperaturze gips dwuwodny przechodzi w siarczan bezwodny ulegajac
częściowemu rozkładowi według reakcji:

W zaleznosci od temperatury i czasu wypalania otrzymujemy spoiwa o zróżnicowanych
własciwosciach:
-gips półwodny powstaje podczas prażenia gipsu w temp 120-140 st
-gips bezwodny- bardzo szybko wiążący powstaje w temp wypalania 170-200st
-w temp 220-800st powstają gipsy bardzo wolno wiążące lub bez właściwości wiążących, martwo
palone
-w temp 800-1000st powstaja gipsy jastrychowe (estrychgips) wolno wiążący i o dużej
wytrzymałości.

WIĄZANIE GIPSU- w procesie wiązania półwodnego siarczanu wapnia wyróżnia się trzy
podstawowe etapy:
-rozpuszczenie półhydratu
-nukleacja zarodków krystalizacji
-wzrost kryształów dwuhydratu

Reakcja:

SPOIWO KRZEMIANOWE- ze szkłem wodnym otrzymywane przez zmieszanie szkła wodnego z
wypełniaczem mineralnym o uziarnieniu do 0,2mm. Jako wypełniacza używa się np. mączki
kwarcowej.

KOROZJA KWASOWA-spowodowana przez wodne roztwory kwasów mineralnych np. Hcl
Związki te reaguja ze składnikamie kamienia cementowego tworząc łatwo rozuszczalne sole.

KOROZJA SIARCZANOWA-wywołana reakcją składników betonu ze środowiskiem
zawierającym jony . Jony siarczanowe reaguja ze skladnikami stwardniałego zaczynu
cementowego tworząc nierozpuszczalne produkty korozji krystalizujące z przyłączeniem wody.

Następnie przechodzi w monosiarczanoglinian

KOROZJA WĘGLANOWA- wywołana reakcją składników betonu z agresywnym środowiskiem
zawierającym dwutlenek węgla. Jest spowodowana działaniem wód zawierających większe ilosci
wolnego CO2. Początkowo powstaje węglan wapniowy:

Który przechodzi w łatworozpuszczalny wodorowęglan:

KOROZJA ŁUGOWANIA-wywołana rozpuszczanie i wymywaniem z betonu jego