STAVEBNÍ HMOTY Autor: Mgr. Stanislava Bubíková Datum (období) tvorby: 26. 4. 2013 Ročník: devátý Vzdělávací oblast: Člověk a příroda / Chemie / Chemie a společnost 1
Anotace: Žáci se seznámí s historickými i novějšími stavebními hmotami. V rámci tohoto modulu žáci vyjmenují nejznámější stavební hmoty. Popíší jejich složení a přiřadí k nim jejich použití. 2
Stavební hmoty mezi stavební materiál je možné zařadit mnoho látek: historické kámen cihly hlína dřevo moderní kov sklo beton Obr. č. 1: Pyramidy v Gíze [2] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file: All_Gizah_Pyramids-2.jpg Obr. č. 2: Tančící dům v Praze [3] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:dancing_house-prague-2.jpg 3
Cihly základní část nosných konstrukcí sušená(před 10 000 let) suší se na Slunci v ČR vepřovice (19. a 20. století) Pálená v cihelnách surovina: hlína zformovaná do pravidelných kvádrů poměr stran 4:2:1 výroba: vytěžená hlína je drcena a smíchávána s vodou lisováním je upravena do požadovaného tvaru Obr. č. 3: Sušení cihel [4] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:bricks_in_gambia.jpg po dobu 1 až 2 dnů sušena v sušárně při teplotě okolo 150 C Obr. č. 4: Cihla se značkami cihelny [5] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:cihla_ze_star%c3%bdch_kn%c3%adni%c4%8dek_na_%c4%8d% C3%A1ste%C4%8Dn%C4%9B_odkryt%C3%A9m_dn%C4%9B_Brn%C4%9Bnsk%C3%A9_p%C5%99ehrady.jpg 4
Malta kašovitá směs několika látek, které po čase ztuhnou spojovací materiál a omítková hmota skládá se z vody, písku, vápnaa případně i cementu suroviny: vápenná malta směs hašeného vápna (Ca(OH) 2 ) s vodou a pískem omítání zdí historické starověk, středověk cementová malta míchá se v poměru 250-450 kg cementu na 1 m 3 písku a 240 až 350 litrů vody velmi namáhané zdivo Obr. č. 5: Použití malty [6] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:mont%c3%a1%c5%be _v%c4%9b%c5%a1%c3%a1k%c5%af_%28014%29.jpg Obr. č. 6: Malta [7] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:mur_briques01.jpg 5
Cement práškové hydraulické pojivo po smíchání s vodou tuhne a tvrdne, váže další materiály dohromady poprvé použit ve starověku (Řím) průmyslová výroba od roku 1824 v Británii složení: vápenec (obsahuje vápník) jíly a písky (obsahují oxidy křemíku, hliníku a železa) výroba v cementárnách: pálením vápence s jílem nebo s pískem vzniká slinek při teplotách 900-1450 C k rozemletému slinku se může přidat sádrovec (regulátor tuhnutí) cementárny v ČR: Hranice na Moravě Mokrá Čížkovice Prachovice Radotín Obr. č. 8: Cementárna Čížkovice [9] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wi ki/file:%c4%8c%c3%ad%c5%beko vice_cement%c3%a1rna.jpg Obr. č. 7: Cement [8] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/w iki/file:cement_bags..jpg 6
Beton kompozitní stavební materiál obsahuje pojivo(cement) a plnivo (kamenivo) po smíchání s vodou a zatuhnutí pojiva vzniká umělý slepenec historie: Asýrie (pojivo jíl), Egypt (pojivo sádra), antický Řím (pojivo sopečný pucolan) litý beton kopule Pantheonu (Řím) z období 118 125 n.l. průměr 43,3 m; hmotnost 5000 tun suroviny: cement, kamenivo (štěrk), voda železobeton doplněný železnou výztuží odolává i tahu Obr. č. 9: Kopule Pantheonu[10] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:pan teon-roma-2011_%282%29.jpg Obr. č. 10: Mrakodrapy na Manhattanu [11] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:one_world_trade _Center_from_the_Hudson_01_%289440040691%29.jpg 7
Sklo homogenní amorfní materiál stejnorodá směs = pevný roztok historie: první výroba v Sýrii, Mezopotámii a Egyptě suroviny: sklářský písek - křemen (oxid křemičitý) soda(uhličitan sodný) a potaš(uhličitan draselný) snižují teplotu tání na asi 1 000 C vápenec(uhličitan vápenatý) zlepšuje odolnost vůči vodě výroba: sklářský kmen (rozemleté suroviny) se taví při teplotě okolo 1 500 C křemenné sklo okolo 2000 C další ruční nebo strojové zpracování Obr. č. 11: Zpracování skla [12] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:hot_shop.jpg Obr. č. 12: Opracování skla [13] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:makin g_a_glass_horse_%287251890544%29.jpg 8
Druhy a použití skla křemenné sklo propouští UV, teplota tání nad 1 600 C výroba halogenových žárovek transparentní pro IR světlo v délce stovek km optická vlákna signály jsou přenášeny s menší ztrátou vlákna jsou imunní vůči elektromagnetickému rušení Obr. č. 13: Optická vlákna [14] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:strings_of_lights.jpg křišťálové sklo obsahuje olovo zvýšený index lomu obsidián = přírodní vulkanické sklo Obr. č. 14: Obsidián [15] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:diffe rent_rocks_at_panum_crater.jpg 9
Barvení skla pomocí kovů a jejich oxidů (viz tabulka) KOV železo selen kobalt cín, arsen, antimon měď zlato stříbro nikl titan uran BARVA zelená červená modrá neprůhledná, bílá tyrkysová, červená červená žlutá, oranžová modrá, fialová, černá žlutohnědá fluorescentní žlutá a zelená Obr. č. 15: Barvené sklo [16] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file :Blender3D_BuntesGlas.jpg Obr. č. 16: Skulptura ze skla [17] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:fot othek-df_ge_0000305-venedig.jpg 10
Zdroje 1. BENEŠ, Pavel, Václav PUMPR a Jiří BANÝR. Základy chemie pro 2. stupeň základní školy, nižší ročníky víceletých gymnázií a střední školy. Vyd. 3. Praha: Fortuna, 2001, 96 s. ISBN 80-716-8748-0. 2. All_Gizah_Pyramids-2.jpg. WikimediaCommons[online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:all_gizah_pyramids-2.jpg 3. Dancing_House-Prague-2.jpg. WikimediaCommons[online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:dancing_house-prague-2.jpg 4. Bricks_in_Gambia.jpg. WikimediaCommons[online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:bricks_in_gambia.jpg 5. Cihla_ze_star%C3%BDch_Kn%C3%ADni%C4%8Dek_na_%C4%8D%C3%A1ste%C4%8Dn%C4%9B_odkryt%C3%A9m_dn%C4%9B_Brn%C4%9Bnsk %C3%A9_p%C5%99ehrady.jpg. WikimediaCommons[online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:cihla_ze_star%c3%bdch_kn%c3%adni%c4%8dek_na_%c4%8d%c3%a1ste%c4%8dn%c4%9b_odkr yt%c3%a9m_dn%c4%9b_brn%c4%9bnsk%c3%a9_p%c5%99ehrady.jpg 6. Mont%C3%A1%C5%BE_v%C4%9B%C5%A1%C3%A1k%C5%AF_%28014%29.JPG. WikimediaCommons[online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:mont%c3%a1%c5%be_v%c4%9b%c5%a1%c3%a1k%c5%af_%28014%29.jpg 7. Mur_briques01.JPG. WikimediaCommons[online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:mur_briques01.jpg 8. Cement_bags..JPG. WikimediaCommons[online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:cement_bags..jpg 9. %C4%8C%C3%AD%C5%BEkovice_cement%C3%A1rna.jpg. WikimediaCommons[online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:%c4%8c%c3%ad%c5%bekovice_cement%c3%a1rna.jpg 10. Panteon-roma-2011_%282%29.JPG. WikimediaCommons[online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:panteon-roma-2011_%282%29.jpg 11. One_World_Trade_Center_from_the_Hudson_01_%289440040691%29.jpg. WikimediaCommons[online]. 2004 [cit. 2013-06-30]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:one_world_trade_center_from_the_hudson_01_%289440040691%29.jpg 12. Hot_Shop.jpg. Wikimedia Commons[online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:hot_shop.jpg 13. commons.wikimedia.org/wiki/file:making_a_glass_horse_%287251890544%29.jpg. WikimediaCommons[online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:commons.wikimedia.org/wiki/file:making_a_glass_horse_%287251890544%29.jpg 14. Strings_of_lights.jpg. WikimediaCommons[online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:strings_of_lights.jpg 15. Different_rocks_at_Panum_Crater.jpg. WikimediaCommons[online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:different_rocks_at_panum_crater.jpg 16. Blender3D_BuntesGlas.jpg. WikimediaCommons[online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:blender3d_buntesglas.jpg 17. Fotothek-df_ge_0000305-Venedig.jpg. WikimediaCommons[online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:fotothek-df_ge_0000305-venedig.jpg 11