До определенного времени воздушную известь в строительстве использовали только в гашеном виде. И. В. Смирнов в тридцатые годы предложил применять вещество по-другому. Он, а впоследствии Осип Б. В. показали, что в определенных условиях может происходить гидратное твердение материала. Этот процесс подобен затвердению портландцемента либо гипса.

Общая информация

Известь - это общепринятое во всем мире понятие, условно объединяющее продукты обжига (и переработки впоследствии) мела, известняка и других карбонатных пород. Классификация осуществляется в соответствии с химическим составом. Как правило, под словом "известь" имеется в виду известь негашеная и продукт взаимодействия ее с водой. Данный материал может быть в порошкообразном, молотом виде или в виде теста. Формула негашеной извести - СаО. Это соединение является продуктом обжига пород, в которых выступает в качестве основного химического компонента. Он активно взаимодействует с водой. В результате гидратации образуется известь гашеная - Са (ОН) 2 .

Классификация

В соответствии с химическим составом разделяют смесь воздушную (состоящую преимущественно из окисей магния и кальция) и гидратную (содержащую большое количество окислов железа, алюминия и кремния). В промышленности используется известь негашеная строительная комовая и порошкообразная. Последняя подразделяется также на два вида. Первый - известь негашеная молотая. Второй вид получают путем применения специальной технологии. Методом гашения магнезиальной, кальциевой и доломитовой извести с использованием ограниченного количества воды получают гашеную известь (пушонку). Существуют и другие виды. К ним, в частности, относят хлорную и натровую известь.

Производство

Изготавливается известь строительная негашеная с использованием природных кальциево-магниевых пород. Они в основном включают в себя и магния. В их состав входят также примеси глины и песка. Во время термической обработки (при нагревании) в печи до температуры от 800 до 1200 градусов кальциево-магниевые породы начинают разлагаться. В результате этого процесса образуются (MgO) и кальция (СаО), а также углекислый газ.

Технология получения смеси тонкого помола

Известь негашеная молотая получается в результате перемалывания смеси в обычных Их работа осуществляется в замкнутом цикле с выделяющим частицы необходимых размеров сепаратором. В ряде случаев в агрегат помещают два сепаратора последовательно. Это существенно увеличивает производительность. На сегодняшний день вопросы по тонкому измельчению извести недостаточно разработаны. В процессе выбора мельниц и схем помола необходимо учитывать в первую очередь степень обжига материала (сильно-, средне- либо мягкообожженный продукт). Обязательно принимается во внимание и наличие пережога, недожога, присутствие твердых включений. Сильно- и среднеобожженную известь целесообразнее измельчать, воздействуя на ее частицы истиранием и ударом. Это и происходит в шаровых мельницах. Следует отметить, что склонность твердых частиц к агрегации требует коротких мельниц и быстрого выведения из общей массы измельчаемой смеси тонких фракций, а также использования методов, снижающих агрегацию.

Применение негашеной извести и ее продуктов

Данное вещество достаточно широко используется в разных сферах человеческой деятельности. К наиболее крупным потребителям следует отнести: сельское хозяйство, сахарную, химическую, целлюлозно-бумажную промышленность. Используется СаО и в строительной индустрии. Особое значение соединение имеет в сфере экологии. Известь используется для очистки от оксида серы дымовых газов. Соединение также способно смягчать воду и осаждать присутствующие в ней органические продукты и вещества. Кроме того, применение негашеной извести обеспечивает нейтрализацию природных кислых и сточных вод. В сельском хозяйстве при контакте с почвами соединение устраняет кислотность, вредную для культурных растений. Известь негашеная обогащает грунт кальцием. За счет этого повышается обрабатываемость земли, ускоряется гниение гумуса. Вместе с этим сокращается необходимость внесения азотных удобрений в больших дозах.

Гидратная смесь применяется в птицеводстве и животноводстве для подкормки. Так устраняется в рационе. Кроме того, соединение используют для улучшения общих санитарных условий при содержании и разведении скота. В химической промышленности гидратная известь и сорбенты применяются для получения фторида и гидрохлорида кальция. В нефтехимической промышленности соединение нейтрализует кислые гудроны, а также выступает в качестве реагента в основном неорганическом и органическом синтезе. Достаточно широко используется известь в строительстве. Это обусловлено высокой экологичностью материала. Смесь используют при приготовлении вяжущих материалов, бетонов и растворов, производства изделий для строительства.

Известь негашеная тонкоизмельченная. Преимущества

Известь негашеная, как уже было выше сказано, используется при изготовлении бетонов и растворов. Это соединение обладает рядом преимуществ. В частности, в сравнении с гидратной известью в виде теста либо порошка, тонкоизмельченная смесь не оставляет отходов. При этом все ее компоненты во время твердения используются наиболее рационально. Известь негашеная молотая отличается меньшей водопотребностью. Кроме того, ее удельная поверхность также значительно меньше. В связи с этим "удобоукладываемость" бетона либо раствора на основе СаО получается при сниженном объеме воды. Уменьшение водопотребности бетонных и растворных смесей способствует повышению их прочности во время твердения. При гидратации в уже приготовленных смесях известь связывает больше воды (при переходе в гидрат - до 32%). Это способствует получению изделий, бетонов и растворов повышенной плотности и прочности. В процессе гидратного твердения негашеной молотой извести отмечается выделение значительного В связи с этим изделия на основе этого соединения при пониженных (ниже нуля) температурах твердеют спокойнее и обладают лучшими показателями прочности, поскольку окружающие условия обеспечивают быстрый отвод теплоты и снижение термических напряжений. Именно эти преимущества обуславливают широкое применение СаО в строительной индустрии.

Как получают качественные бетонные и растворные смеси?

При гидратном твердении негашеной молотой извести хорошие результаты возможны при соблюдении ряда условий. Во-первых, смесь должна быть тонкого помола. Необходимо также соблюдение определенного соотношения извести и воды. В процессе твердения необходим оптимальный отвод теплоты или следует применять иные методы, не допускающие разогревание твердеющих бетонов либо растворов до температур, способных вызвать интенсивное испарение влаги (в особенности при кипении). Немаловажно также прекращение перемешивания смеси на определенном этапе процесса гидратации извести.

Хранение и стоимость

Цена извести негашеной зависит от сорта, вида и количества, в котором нужен материал. Так, например, стоимость мешка составляет от 300-400 рублей, а тонны - от 8-10 тыс. рублей. Хранение продукта осуществляется на складах с механизированной выгрузкой и загрузкой. Продолжительность содержания соединения не должна быть больше пяти-десяти суток (во избежание карбонизации и гидратации оксида кальция). Потребителю известь негашеная комовая или молотая отправляется в контейнерах, битуминизированных мешках или в вагонах, оборудованных для ее транспортировки, либо в автоцементовозах. Упаковка в мешки осуществляется с использованием современных агрегатов со встряхивающими устройствами. В мешках продукт следует хранить не дольше пятнадцати дней.

1)Сушка и обжиг керамических изделий. Сушат керамические изделия на конвейерах или вагонетках, в туннельных сушилках. Обжигают в туннельных печах. Температура обжига изделий зависит от количества и типа плавней (полевые шпаты), содержатся в глине или специально добавляемых при производстве изделий, и может быть от 900 до 1380°С.

2)Глазурование керамических изделий. С целью улучшения поверхностей и повышения долговечности керамические изделия могут покрываться глазурью. Глазурь включает в себя белую глину, без примесей гидроксидов железа, плавний (добавки, снижающие температуру плавления) и пигменты (красители). Глазурь наносят на высушенные или обожженные изделия пульверизацией, поливкой, окунанием или другими способами. В процессе последующего обжига глазурный слой плавится, в результате готовое изделие имеет тонкое (0,1-0,2 мм) блестящее стекловидное белое или цветное покрытие – глазурь.

3)Кирпич керамический – получение. Стеновые кирпичи и камни. Их получают из легкоплавких глин, содержащих повышенное кол-во гидроксида железа, являющегося плавнем. Он окрашивает глину в желто-коричневые тона. А готовые изделия в красные вследствие его разложения при обжиге и превращения в оксид железа. Кирпич и камни формируют в основном пластическим способом, реже полусухим, затем сушат и обжигают при 900-1000°С. Кирпич полусухого прессования в некоторых случаях уступает кирпичу пластического формирования при прочности при изгибе и морозостойкости.

4)Кирпич керамический разрезы, прочность, морозостойкость, виды по пустотности. По размерам чаще всего изготавливают следующие изделия: 250х120х65 – кирпич одинарный 250х120х88 – кирпич утолщенный 250х120х140 – камень (двойной кирпич) Реже изготавливают другие изделия: кирпич и камни модульных размеров, крупноформатные камни с размерами 510х250х219 мм. Кирпич и камни по прочности делят на марки 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300 (прочность при сжатии 10-30 МПа). Крупноформатные камни имеют другие марки по прочности. -по морозостойкости – марки F25, F35, F50, F75, F100 (25-100 циклов). -по пустотности изделия делят на полнотелые и пустотелые с пустотами в виде отверстий сквозных (пластическое формование) или несквозных (полусухое).

5) Кирпич керамический лицевой, рядовой. Применение керамического кирпича. Керамические кирпичи и камни делят на лицевые, применяемые для кладки лицевых поверхностей и рядовые – для внутренних стен, перегородок и т.д. К лицевым изделиям применяют более высокие требования по прочности, морозостойкости, отклонениям от размеров. Применение - во всех частях зданий для кладки каменных и армокаменных конструкций в том числе сырых и влажных помещений, подвалах, цоколей, а также дымовых труб.

6)Керамические плитки – виды, сырье, добавки. Керамические плитки бывают 3-х видов: для фасадов, внутренних стен, для пола. Отличаются большим разнообразием по форме и размерам, свойствам. Основным сырьем для плиток служит глина. Широко применяют и плавний (полевой шпат и др.). Отощающие добавки (снижают пластичность и усадку глины (кварцевый песок, обожженная глина и др.)).

7) Керамические плитки – изготовление. В настоящее время керамические плитки формируют преимущественно полусухим прессованием. После формирования плитки сушат, а потом обжигают при температуре от 950-1200°С. При производстве глазурованных плиток после сушки или после обжига наносят глазурь, затем обжигают.

8)Керамогранит – современный облицовочный материал в виде плит или плиток, получаемый более тщательной подготовкой исходных материалов – высококачественной глины, отощающих добавок и плавней, прессуемый при более высоких удельных давлениях – 40-50 МПа и обжигаемых при более высоких температурах – 1200-1300°С. В результате получается керамический материал, сравнимый по свойствам с природным гранитом по прочности, водопоглащению, морозостойкости. Может быть глазурованным и неглазурованным (матовым). Керамогранит применяют для облицовки фасадов, полов, для мощения дорожек.

9)Санитарно-техническая керамика – назначение, виды изделий в зависимости от соотношения сырьевых компонентов. СТК включает более 30 наименований изделий, предназначенных для санитарного благоустройства здания – раковины, унитазы, смывные бочки и др. СТ изделия могут быть фаянсовыми, или полуфарфоровыми, или фарфоровыми. Отличаются разным соотношением сырьевых материалов, основным компонентом которых является беложгущиеся огнеупорные глины – 45-50%. В качестве плавней используют полевой шпат в количестве 2-5% у фаянса, 7-12% у полуфарфора, 18-22% у фарфора, остальное до 100% - отощающие добавки, чаще всего кварц. По мере перехода от фаянса к полуфарфору и фарфору улучшается качество изделий – увеличивается плотность и прочность, уменьшается пористость и водопоглащение.

10)Производство санитарно-технических изделий. Размалывают, мелятся все компоненты, смешивают их друг с другом и с водой (35-45% от массы сухих компонентов), заливают смесь в гипсовые формы, извлекают изделия из форм, сушат, наносят глазурь и обжигают: фаянс при температуре до 1200°С, полуфарфор – до 1350°С, фарфор – до 1380°С.

11)Керамзит – определение, применение. Это пористый материал в виде округлых гранул, получаемый из глины путем её вспучивания во время обжига из глины, воды и добавок (в основном органических – мазут, уголь и др.). керамзит используют как заполнитель в легких бетонах со средней плотностью 800-1200 кг/м³, как теплоизоляционную засыпку для повышения теплоизоляции полов, перекрытий, стен.

12)Керамзит – производство . Готовят пластичную массу, которую выдавливают из пресса через решетку с отверстиями. Полученные гранулы сушат и обжигают в цилиндрической вращающейся слегка наклоненной печи. При температуре 1200-1250°С в печи гранулы расплавляются и вспучиваются парами воды и газами, выделяющимися при сгорании добавок. После охлаждения керамзит рассеивают на фракции: 0-5 мм – песок керамзитовый; 5-40 мм – керамзитовый гравий.

13)Минеральные вяжущие – определение. Это неорганические порошкообразные материалы, которые после смешивания с водой образуют пластичную массу, затвердевающую в результате физико-химических процессов По сути – это клеи, применяются для скрепления между собой зерен-заполнителей – песка, щебня, гравия и других – при получении растворов, бетонов, силикатного кирпича, асбеста цементного изделий и других материалов.

14)На какие виды делят вяжущие вещества в зависимости от способности твердеть и длительно сохранять прочность? Делят на воздушные, гидравлические, автоклавные.

15)Что такое воздушные вяжущие вещества? Воздушные – твердеют и сохраняют прочность только на воздухе (воздушные известь, гипс и др.).

16) Что такое гидравлические вяжущие вещества? Гидравлические – твердеют и сохраняют или даже повышают прочность не только на воздухе, но и в воде (портландцемент и др.).

17) Что такое автоклавные вяжущие вещества? Автоклавные – твердеют в герметических сосудах (автоклавах) в среде насыщенного водяного пара при температуре 175-190°С и давлении 0,9-1,3 МПа (8-12 атмосфер) – известково-песчаные, известково-шлаковые и другие известково-кремнеземистые смеси.

Воздушная известь

18)Химическая формула воздушной извести? Из чего её получают? Это СаО, её получают обжигом известняка СаСО3.

19)Обжиг извести. В каких печах? Реакция при обжиге? Обжиг извести осуществляют преимущественно в шахтных печах (d=3-10 м, h=10-40 м). В печи происходит разложение известняка по реакции: CaCO3(900-1200°C)→CaO+CO2. Перед использование известь гасят или размалывают.

20)Гашение извести. Реакция. Применение гашеной извести. Перед использование известь гасят или размалывают. Гашение – гидратация извести водой: СаО+Н2О=Са(ОН)2. Гашеную известь применяют в качестве вяжущего в штукатурных растворах в качестве пластифицирующей добавки в цементно–известковых растворах, для окраски, побелки.

21)Твердение изделий на основе гашеной извести. Материалы на основе гашеной извести твердеют в результате высыхания, кристаллизации Са(ОН)2 и взаимодействия Са(ОН)2 с атмосферным CO2 в присутствии влаги по реакции: Са(ОН)2+CO2+Н2О=CaCO3+2Н2О.

22)Известь в качестве автоклавного вяжущего. Как получают и применяют? Известь размалывают и используют совместно с молотым кремнеземистым компонентом (песок, шлак, зола и др.) в качестве автоклавного вяжущего при производстве силикатного кирпича и ячеистого бетона.

Строительный гипс

23)Строительный гипс – формула. Получение. Марки по прочности. Строительный гипс – воздушное вяжущее, светлый порошок с химической формулой: CaSO4∙0,5H2O, получают помолом и обжигом (или обжигом и помолом) горной породы гипса: CaSO4∙2H2O (140-160°C)→CaSO4∙0,5H2O+1,5H2O. Строительный гипс делят на марки по прочности: Г-2, Г-3 и т.д. (прочность при сжатии 2МПа, 3Мпа и т.д.).

24) Строительный гипс – твердение. При смешивании строительного гипса с Н2О происходит реакция гидратации, в результате которой полуводный гипс, связывая воду, вновь превращается в двуводный гипсовый камень: CaSO4∙0,5H2O+1,5H2O=CaSO4∙2H2O.

25) Строительный гипс – применение. Для изготовления материалов и изделий, служащих при относительной влажности воздуха не более 60%: перегородные панели и плиты, гипсокартонные и гипсоволокнистые листы, облицовочные материалы, гипсовые растворы и др.

Портландцемент.

26)Что такое портландцемент? Из чего получают портландцементный клинкер? ПЦ – это гидравлическое вяжущее вещество, серый порошок, получаемое совместным помолом ПЦ-го клинкера и около 5% двуводного гипса. ПЦ клинкер получают из известняка (ок. 75%) и глины (ок. 25%).

27)Как готовят сырьевую смесь? Схема шаровой мельницы. Известняк дробят, а затем размалывают вместе с глиной сухим или мокрым (с 35-45% воды) способами в шаровых мельницах (известняк и глина поступают в мельницу, где есть отсеки, перегороженные решетками, в которых лежат стальные шары. В каждом отсеке шары одного диаметра, от крупных до самых мелких. Сам корпус цилиндрический, он вращается. Размолотая сырьевая смесь выходит из отверстия.)

28)Какие применяют печи для обжига клинкера? Что происходит в печи при обжиге клинкера? Полученную сырьевую смесь обжигают во вращающихся печах, аналогичных печам для обжига керамзита, но имеющих значительно большие размеры – длину до 185 м, и диаметр до 5 м. В печи известняк СаСО3 разлагается и образуется СаО. Компоненты глины, разлагаясь, образуют оксиды SiO2, Al2O3 и Fe2O3 (кремнезем, глинозем, оксид железа). СаО взаимодействует с этими оксидами. Max температура в печи - 1450°С. При этой температуре завершается взаимодействие СаО с другими оксидами, в результате чего образуются минералы, называемые клинкерными.

29)Клинкерные минералы. 3CaO∙SiO2(C3S) – трехкальциевый силикат (алит) β-2CaO∙SiO2(β-C2S) – бета-двухкальциевый силикат (белит) 3CaO∙Al2O3(Ca3A) – трехкальциевый алюминат 4CaO∙Al2O3∙Fe2O3(C4AF) – четырехкальциевый алюмоферрит.

30)С чем и в чём размалывают клинкер при получении ПЦ? Клинкер представляет собой округлые гранулы, размером 5-40 мм. Для получения ПЦ клинкер размалывают совместно с двуводным гипсовым комком (CaSO4∙2H2O, ок. 5%) в шаровых мельницах.

31)Назовите марки ПЦ. Что они означают? ПЦ делят на марки: 400, 500, 550, 600 – прочность при сжатии – 40-60 МПа. Образцов из ПЦ и песка в соотношении 1:3 через 28 суток твердения (одни сутки на воздухе и 27 в воде).

32)Твердение ПЦ. Твердение ПЦ обусловлено взаимодействию с водой клинкерных минералов: (C3S, β-C2S, Ca3A, C4AF) + Н2О, образующихся в результате реакции гидратации гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферриты кальция. Обеспечивают по мере их накопления схватывание и твердение ПЦ.

33)Применение ПЦ . Для получения бетонных и ж/б изделий, растворов, работающих в надземных, подземных и подводных условиях, в промышленном, гражданском, дорожном и гидротехническом строительстве.

34)Что такое ШПЦ? Его марки . Шлакопортландцемент. Если при помоле вместо 21-80% клинкера добавляют гранулированный доменный шлак, то полученный цемент называют ШПЦ. По свойствам он близок к обычному ПЦ и имеет марки: 300, 400, 500, 550.

Ее применение.

Гашеная известь (формула – Ca(OH)2) является сильным основанием. Может часто встречаться в некоторых источниках под названием гидроксида кальция или "пушонки".

Свойства: Представлена белым порошком, который мало растворим в воде. Чем меньше температура среды, тем меньше растворимость. Продуктами его реакции с кислотой являются соответствующие соли кальция. Например, при опускании гашеной извести в серную кислоту получатся сульфат кальция и вода. Если оставить раствор "пушонки" на воздухе, то она будет взаимодействовать с одной из составляющих последнего – углекислым газом. При данном процессе раствор мутнеет. Продукты этой реакции представлены карбонатом кальция и водой. Если продолжать барботацию углекислого газа, реакция закончится образованием гидрокарбоната кальция, который разрушается при повышении температуры раствора. Гашеная известь и угарный газ будут взаимодействовать при t около 400оС, его продуктами станут уже известный карбонат и водород. Вещество может реагировать и с солями, но только в том случае, если процесс закончится выпадением осадка, например, если смешать "пушонку" с сульфитом натрия, то продуктами реакции станут гидроксид натрия и сульфит кальция.

Из чего делают известь: Само название "гашеная" уже говорит о том, что для получения этого вещества что-то погасили. Как всем известно, любое химическое соединение (да и вообще что-либо) обычно гасят водой. А ей есть с чем реагировать. В химии существует вещество с названием "негашеная известь". Так вот, добавляя к ней воду, получают искомое соединение.

Применение: Гашеную известь используют для побелки любого помещения. Также с ее помощью смягчают воду: если добавить "пушонку" к гидрокарбонату кальция, то образуется оксид водорода и нерастворимый осадок – карбонат соответствующего металла. Гашеную известь применяют в дублении кож, каустификации карбонатов натрия и калия, получении соединений кальция, различных органических кислот и множества других веществ.

С помощью раствора "пушонки" – небезызвестной известковой воды – можно обнаружить наличие углекислого газа: при реакции с ним она мутнеет (фото). Стоматология не может обойтись без обсуждаемого сейчас гидроксида кальция, ведь благодаря ему в этой отрасли медицины можно дезинфицировать корневые каналы зубов. Также с помощью гашеной извести делают известковый строительный раствор, смешивая ее с песком. Подобная смесь использовалась еще в древние времена, тогда без нее не обходилась ни одна строительная кладка. Однако сейчас из-за ненужного выделения воды при реакции "пушонки" с песком данный раствор успешно заменяют цементом. С помощью гидроксида кальция производят известковые удобрения, также он является пищевой добавкой E526… И еще многие отрасли не могут обойтись без его использования.

Негашеная известь – Негашеная известь (неочищенный оксид кальция) получается кальцинированием известняка, содержащего очень мало глины или не содержащего ее совсем. Она очень быстро соединяется с водой, выделяя значительное количество тепла и образуя гашеную известь (гидроксид кальция).

Известь негашеная имеет множество полезных свойств, за счет этого находит широкое применение в строительстве, промышленности сельском хозяйстве.

Свойства: мелкопористые куски СаО размером 5…10 см, получаемые после обжига сырья, средняя плотность 1600…1700 кг/м3.
В зависимости от содержания оксида магния воздушную известь разделяют на кальциевую (70…90 % СаО и до 5 % МО), магнезиальную (до 20% М§0) и высокомагнезиальную или доломитовую (М§0 от 20 до 40 %).
Негашеную воздушную известь выпускают трех сортов. В зависимости от времени гашения извести всех сортов различают: быстрогасящуюся известь (время гашения до 8 мин); среднегасяющуюся (до 25 мин), медленногасящуюся (свыше 25 мин).

Строительная воздушная известь разделяется на три сорта.
Плотность негашеной извести колеблется в пределах 3,1-3,3 г/см3 и зависит главным образом от температуры обжига, наличия примесей, недожога и пережога.
Плотность гидратной извести зависит от степени ее кристаллизации и равна для Са(ОН)2, кристаллизованной в форме гексагональных пластинок, 2,23, аморфной - 2,08 г/см3.
Объемная масса комовой негашеной извести в
куске в большой мере зависит от температуры обжига и возрастает с 1,6 г/см3 (известь, обожженная при температуре 800° С) до 2,9 г/см3 (длительный обжиг при температуре 1300° С).
Объемная масса для других видов извести следующая: для молотой негашеной извести в рыхлонасып-ном состоянии 900-1100, в уплотненном 1100-1300 кг/м3; для гидратной извести (пушёнки) в рыхлонасыпном состоянии - 400-500, в уплотненном 600-700 кг/м3; для известкового теста-1300-1400 кг/м3.
Пластичность, обусловливающая способность вяжущего придавать строительным растворам и бетонам удо-бообрабатываемость, -важнейшее свойство извести. Пластичность извести связана с ее высокой водоудержи-вающей способностью. Тонкодисперсные частички гидрата окиси кальция, адсорбционно удерживая на своей поверхности значительное количество воды, создают своеобразную смазку для зерен заполнителей в растворной или бетонной смеси, уменьшая трение между ними. Вследствие этого известковые растворы обладают высокой удобообрабатываемостью, легко и равномерно распределяются тонким слоем на поверхности кирпича или бетона, хорошо сцепляются с ними, отличаются водо-удерживающей способностью даже при нанесении на кирпичные и другие пористые основания.

Применение: Данное вещество достаточно широко используется в разных сферах человеческой деятельности. К наиболее крупным потребителям следует отнести: черную металлургию, сельское хозяйство, сахарную, химическую, целлюлозно-бумажную промышленность. Используется СаО и в строительной индустрии. Особое значение соединение имеет в сфере экологии. Известь используется для очистки от оксида серы дымовых газов. Соединение также способно смягчать воду и осаждать присутствующие в ней органические продукты и вещества. Кроме того, применение негашеной извести обеспечивает нейтрализацию природных кислых и сточных вод. В сельском хозяйстве при контакте с почвами соединение устраняет кислотность, вредную для культурных растений. Известь негашеная обогащает грунт кальцием. За счет этого повышается обрабатываемость земли, ускоряется гниение гумуса. Вместе с этим сокращается необходимость внесения азотных удобрений в больших дозах.

Гидратная смесь применяется в птицеводстве и животноводстве для подкормки. Так устраняется недостаток кальция в рационе. Кроме того, соединение используют для улучшения общих санитарных условий при содержании и разведении скота. В химической промышленности гидратная известь и сорбенты применяются для получения фторида и гидрохлорида кальция. В нефтехимической промышленности соединение нейтрализует кислые гудроны, а также выступает в качестве реагента в основном неорганическом и органическом синтезе. Достаточно широко используется известь в строительстве. Это обусловлено высокой экологичностью материала. Смесь используют при приготовлении вяжущих материалов, бетонов и растворов, производства изделий для строительства.

Коррозия металлов и способы защиты от коррозии

Коррозия металлов - процесс разрушения металлов и сплавов вследствие химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой, в результате которого металлы окисляются и теряют присущие им свойства. Коррозия - враг металлических изделий. Ежегодно в мире в результате коррозии теряется 10…15% выплавляемого металла, или 1… 1,5% всего металла, накопленного и эксплуатируемого человеком.

Химическая коррозия - разрушение металлов и сплавов в результате окисления при взаимодействии с сухими газами при высоких температурах или с органическими жидкостями - нефтепродуктами, спиртом и т. п.

Электрохимическая коррозия - разрушение металлов и сплавов в воде и водных растворах. Для развития коррозии достаточно, чтобы металл был просто покрыт тончайшим слоем адсорбированной воды (влажная поверхность). Из-за неоднородности строения металла при электрохимической коррозии в нем образуются гальванические пары (катод - анод), например между зернами (кристаллами) металла, отличающимися один от другого химическим составом. Атомы металла с анода переходят в раствор в виде катионов. Эти катионы, соединяясь с анионами, содержащимися в растворе, образуют на поверхности металла слой ржавчины. В основном металлы разрушаются от электрохимической коррозии.

Коррозия металлов наносит большой экономический ущерб, вследствие коррозии выходят из строя оборудование, машины, механизмы, разрушаются металлические конструкции. Особенно сильно подвержен коррозии оборудования, контактирующего с агрессивной средой, например растворами кислот, солей.

При обычных условиях металлы могут вступать в химические реакции с веществами, содержащимися в окружающей среде, – кислородом и водой. На поверхности металлов появляются пятна, металл становится хрупким и не выдерживает нагрузок. Это приводит к разрушению металлических изделий, на изготовление которых было затрачено большое количество сырья, энергию и количество человеческих усилий.
Коррозией называют самопроизвольное разрушение металлов и сплавов под воздействием окружающей среды.
Яркий пример коррозии – ржавчина на поверхности стальных и чугунных изделий. Ежегодно из-за коррозии теряют около четверти всего производимого в мире железа. Затраты на ремонт или замену судов, автомобилей, приборов и коммуникаций, водопроводных труб во много раз превышают стоимость металла, из которого они изготовлены. Продукты коррозии загрязняют окружающую среду и негативно влияют на жизнь и здоровье людей.
Химическая коррозия происходит в различных химических производствах. В атмосфере активных газов (водорода, сероводорода, хлора), в среде кислот, щелочей, солей, а также в расплавах солей и других веществ происходят специфические реакции с привлечением металлических материалов, из которых сделаны аппараты, в которых осуществляется химический процесс. Газовая коррозия происходит при повышенных температурах. Под ее влияние попадают арматура печей, детали двигателей внутреннего сгорания. Электрохимическая коррозия происходит, если металл содержится в любом водном растворе.
Наиболее активными компонентами окружающей среды, которые действуют на металлы, является кислород О2, водяной пар Н2О, карбон (IV) оксид СО2, серы (IV) оксид SО2, азота (IV) оксид NО2. Очень сильно ускоряется процесс коррозии при контакте металлов с соленой водой. По этой причине корабли ржавеют в морской воде быстрее, чем в пресной.
Суть коррозии заключается в окислении металлов. Продуктами коррозии могут быть оксиды, гидроксиды, соли и т.д. Например, коррозии железа можно схематично описать следующим уравнением:
4Fe + 6H2O + 3O2 → 4Fe (OH) 3.
Остановить коррозию невозможно, но ее можно замедлить. Существует много способов защиты металлов от коррозии, но основным приемом является предотвращение контакта железа с воздухом. Для этого металлические изделия красят, покрывают лаком или покрывают слоем смазки. В большинстве случаев этого достаточно, чтобы металл не разрушался в течение нескольких десятков или даже сотен лет. Другой способ защиты металлов от коррозии электрохимическое покрытие поверхности металла или сплава другими металлами, устойчивых к коррозии (никелирование, хромирование, оцинковка, серебрение и золочение). В технике очень часто используют специальные коррозионностойкие сплавы. Для замедления коррозии металлических изделий в кислой среде также используют специальные вещества – ингибиторы.

Жизнь и деятельность А.М.Бутлерова

Александр Бутлеров родился в 1828 году в Бутлеровке – небольшой деревушке неподалеку от Казани, где находилось имение отца. Матери своей Саша не помнил, она умерла через 11 дней после его рождения. Воспитанный отцом, человеком образованным, Саша хотел во всем походить на него.

Сначала он ходил в пансион, а затем поступил в Первую казанскую гимназию, учителя которой были очень опытные, хорошо подготовленные, они умели заинтересовать учеников. Саша легко усваивал материал, так как с раннего детства его приучили к систематической работе. Особенно привлекали его естественные науки.

После окончания гимназии, вопреки желанию отца, Саша поступил на естественнонаучное отделение Казанского университета, правда, пока только слушателем, так как он был еще несовершеннолетним. Лишь в следующем, 1845 году, когда юноше исполнилось 17 лет, его фамилия появилась в списке принятых на первый курс.

В 1846 году Александр заболел тифом и чудом выжил, а вот заразившийся от него отец скончался. Осенью вместе с тетей они переехали в Казань. Постепенно молодость брала своё, к Саше вернулись и здоровье, и веселье. Молодой Бутлеров занимался с исключительным усердием, но, к своему удивлению, заметил, самое большое удовольствие доставляют ему лекции по химии. Лекции профессора Клауса его не удовлетворяли, и он стал регулярно посещать лекции Николая Николаевича Зинина, которые читались для студентов физико-математического отделения. Очень скоро Зинин, наблюдая за Александром во время лабораторных работ, заметил, что этот светловолосый студент необыкновенно одарен и может стать хорошим исследователем.

Бутлеров занимался успешно, но все чаще задумывался над своим будущим, не зная, что ему, в конце концов, выбрать. Заняться биологией? Но, с другой стороны, разве отсутствие ясного представления об органических реакциях не предлагает бесконечные возможности для исследования?

Чтобы получить ученую степень кандидата, Бутлеров должен был представить диссертацию по окончании университета. К этому времени Зинин уехал из Казани в Петербург и ему не оставалось ничего иного, как заняться естественными науками. Для кандидатской работы Бутлеров подготовил статью «Дневные бабочки Волго-Уральской фауны». Однако обстоятельства сложились так, что Александру все-таки пришлось вернуться к химии.

После утверждения Советом его ученой степени Бутлеров остался работать в университете. Единственный профессор химии Клаус не мог вести все занятия сам и нуждался в помощнике. Им стал Бутлеров. Осенью 1850 года Бутлеров сдал экзамены на ученую степень магистра химии и немедленно приступил к докторской диссертации «Об эфирных маслах», которую защитил в начале следующего года. Параллельно с подготовкой лекции Бутлеров занялся подробным изучением истории химической науки. Молодой ученый усиленно работал и в своем кабинете, и в лаборатории, и дома.

По мнению его теток, их старая квартира бала неудобной, поэтому они сняли другую, более просторную у Софьи Тимофеевны Аксаковой, женщины энергичной и решительной. Она приняла Бутлерова с материнской заботой, видя в нем подходящую партию для дочери. Несмотря на постоянную занятость в университете, Александр Михайлович оставался веселым и общительным человеком. Он отнюдь не отличался пресловутой «профессорской рассеянностью», а приветливая улыбка и непринужденность в обращении делали его желанным гостем повсюду. Софья Тимофеевна с удовлетворением замечала, что молодой ученый был явно не равнодушен к Наденьке. Девушка и в самом деле была хороша: высокий умный лоб, большие блестящие глаза, строгие правильные черты лица и какое-то особое обаяние. Молодые люди стали добрыми друзьями, а со временем начали все чаще ощущать необходимость быть вместе, делится самыми сокровенными мыслями. Вскоре Надежда Михайловна Глумилина – племянница писателя С.Т. Аксакова стала женой Александра Михайловича.

Бутлеров был известен не только как незаурядный химик, но и как талантливый ботаник. Он проводил разнообразные опыты в своих оранжереях в Казани и в Бутлеровке, писал статьи по проблемам садоводства, цветоводства и земледелия. С редкостным терпением и любовью наблюдал он за развитием нежных камелий, пышных роз, выводил новые сорта цветов.

4 июня 1854 года Бутлеров получил подтверждение о присуждении ему ученой степени доктора химии и физики. События разворачивались с невероятной быстротой. Сразу же после получения докторской степени Бутлеров был назначен исполняющим обязанности профессора химии Казанского университета. В начале 1857 года он стал уже профессором, а летом того же года получил разрешение на заграничную командировку.

Бутлеров прибыл в Берлин в конце лета. Затем он продолжил поездку по Германии, Швейцарии, Италии и Франции. Конечной целью его путешествия был Париж – мировой центр химической науки того времени. Его влекла, прежде всего, встреча с Адольфом Вюрцем. Бутлеров работал в лаборатории Вюрца два месяца. Именно здесь он начал свои экспериментальные исследования, которые в течение последующих двадцати лет увенчались открытиями десятков новых веществ и реакций. Многочисленные образцовые синтезы Бутлерова этанола и этилена, третичных спиртов, полимеризации этиленовых углеводородов лежат у истоков ряда отраслей промышленности и, таким образом, оказали на нее самое непосредственное стимулирующее влияние.

Занимаясь изучением углеводородов, Бутлеров понял, что они представляют собой совершенно особый класс химических веществ. Анализируя их строение и свойства, ученый заметил, что здесь существует строгая закономерность. Она и легла в основу созданной им теории химического строения.

Его доклад в Парижской академии наук вызвал всеобщий интерес и оживленные прения. Бутлеров говорил: «Может быть, настало время, когда наши исследования должны стать основой новой теории химического строения веществ. Эта теория будет отличаться точностью математических законов и позволит предвидеть свойства органических соединений». Подобных мыслей никто до сих пор не высказывал.

Через несколько лет, во время второй заграничной командировки, Бутлеров представил на обсуждение созданную им теорию. Сообщение он сделал на 36-м съезде немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере. Съезд состоялся в сентябре 1861года.

Он выступил с докладом перед химической секцией. Тема носила более чем скромное название: «Нечто о химическом строении тел».

Бутлеров говорил просто и ясно. Не вдаваясь в ненужные подробности, он познакомил аудиторию с новой теорией химического строения органических веществ: его доклад вызвал небывалый интерес.

Термин «химическое строение» встречался и до Бутлерова, но он переосмыслил его и применил для определения нового понятия о порядке межатомных связей в молекулах. Теория химического строения служит теперь основой всех без исключения современных разделов синтетической химии.

Итак, теория заявила своё право на существование. Она требовала дальнейшего развития, и где же, как не в Казани, следовало этим заниматься, ведь там родилась новая теория, там работал ее создатель. Для Бутлерова ректорские обязанности оказались тяжким и непосильным бременем. Он несколько раз просил освободить его от этой должности, но все его просьбы оставались неудовлетворенными. Заботы не покидали его и дома. Только в саду, занимаясь любимыми цветами, он забывал тревоги и неурядицы прошедшего дня. Часто вместе с ним в саду работал его сын Миша; Александр Михайлович расспрашивал мальчика о событиях в школе, и рассказывал любопытные подробности о цветах.

Наступил 1863 год – самый счастливый год в жизни великого ученого. Бутлеров был на правильном пути. Ему удалось впервые в истории химии получить самый простой третичный спирт – третичный бутиловый спирт, или триметилкарбинол. Вскоре после этого в литературе появились сообщения об успешно проведенном синтезе первичного и вторичного бутиловых спиртов.

Ученым был известен изобутиловый спирт еще с 1852 года, когда он был впервые выделен из природного растительного масла. Теперь уже ни о каком споре и речи быть не могло, так как существовало четыре различных бутиловых спирта, и все они – изомеры.

В 1862 – 1865 годах Бутлеров высказал основное положение теории обратимой изомеризации таутомерии, механизм которой, по Бутлерову, заключался в расщеплении молекул одного строения и соединении их остатков с образованием молекул другого строения. Это была гениальная мысль. Великий ученый утверждал необходимость динамического подхода к химическим процессам, то есть рассматривать их как равновесные.

Успех принес ученому уверенность, но в то же время поставил перед ним новую, более трудную задачу. Необходимо было применить структурную теорию ко всем реакциям и соединениям органической химии, а главное, написать новый учебник по органической химии, где все явления рассматривались бы с точки зрения новой теории строения.

Бутлеров работал над учебником почти два года без перерыва. Книга «Введение к полному изучению органической химии» вышла из печати тремя выпусками 1864 – 1866 годах. Она не шла ни в каком сравнение, ни с одним из известных тогда учебников. Этот вдохновенный труд был откровением Бутлерова – химика, экспериментатора и философа, перестроившего весь накопленный наукой материал по новому принципу, по принципу химического строения.

Книга вызвала настоящую революцию в химической науке. Уже в 1867 году началась работа по ее переводу и изданию на немецком языке. Вскоре после этого вышли издания почти на всех основных европейских языках. По словам немецкого исследователя Виктора Мейера, она стала «путеводной звездой» в громадном большинстве исследований в области органической химии.

С тех пор как Александр Михайлович закончил работу над учебником, он все чаще проводил время Бутлеровке. Даже во время учебного года семья по нескольку раз в неделю выезжала в деревню. Бутлеров чувствовал здесь себя свободным от забот и целиком отдавался любимым увлечениям: цветам и коллекциям насекомых.

Теперь Бутлеров меньше работал в лаборатории, но внимательно следил за новыми открытиями. Весной 1868 года по инициативе знаменитого химика Менделеева, Александра Михайловича пригласили в Петербургский университет, где он начал читать лекции и получил возможность организовать собственную химическую лабораторию. Бутлеров разработал новую методику обучения студентов, предложив ныне повсеместно принятый лабораторный практикум, в котором студенты обучались приемам работы с разнообразной химической аппаратурой.

Одновременно с научной деятельностью Бутлеров активно включается и в общественную жизнь Петербурга. В то время прогрессивную общественность особенно волновал вопрос об образовании женщин. Женщины должны иметь свободный доступ к высшему образованию! Были организованы Высшие женские курсы при Медико-хирургической академии, начались занятия и на Бестужевских женских курсах, где Бутлеров читал лекции по химии.

Многосторонняя научная деятельность Бутлерова нашла признание Академии наук. В 1871 год его избрали экстраординарным академиком, а три года спустя – ординарным академиком, что давало право получить квартиру в здании Академии. Там жил и Николай Николаевич Зинин. Близкое соседство еще больше укрепило давнюю дружбу.

Годы шли неумолимо. Работа со студентами стала для него слишком тяжела, и Бутлеров решил покинуть университет. Прощальную лекцию он прочитал 4 апреля 1880 года перед студентами второго курса. Они встретили сообщение об уходе любимого профессора с глубоким огорчением. Ученый совет принял решение просить Бутлерова остаться и избрал его ещё на пять лет.

Ученый решил ограничить свою деятельность в университете лишь чтением основного курса. И все-таки несколько раз в неделю появлялся в лаборатории и руководил работой.

Через всю жизнь Бутлеров пронес ещё одну страсть – пчеловодство. В своем имении он организовал образцовую пасеку, а в последние годы жизни настоящую школу для крестьян-пчеловодов. Своей книгой «Пчела, ее жизнь и правила толкового пчеловодства» Бутлеров гордился едва ли не больше, чем научными работами.

Бутлеров считал, что настоящий ученый должен быть и популяризатором своей науки. Параллельно с научными статьями он выпускал общедоступные брошюры, в которых ярко и красочно рассказывал о своих открытиях. Последнюю из них он закончил за полгода до смерти.

Умер ученый от закупорки кровеносных сосудов 5 августа 1886 года.