STAVEBNÍ HMOTY Autor: Mgr. Stanislava Bubíková Datum (období) tvorby: 26. 4. 2013
Ročník: devátý
Vzdělávací oblast: Člověk a příroda / Chemie / Chemie a společnost
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
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.
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
2
Stavební hmoty • mezi stavební materiál je možné zařadit mnoho látek: • historické – – – –
kámen cihly hlína dřevo
• moderní
Obr. č. 1: Pyramidy v Gíze [2] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File: All_Gizah_Pyramids-2.jpg
– kov – sklo – beton Obr. č. 2: Tančící dům v Praze [3] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dancing_House-Prague-2.jpg
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
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:
Obr. č. 3: Sušení cihel [4] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bricks_in_Gambia.jpg
– 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 – 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
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Malta • kašovitá směs několika látek, které po čase ztuhnou – spojovací materiál a omítková hmota – skládá se z vody, písku, vápna a případně i cementu
• suroviny: – vápenná malta • směs hašeného vápna (Ca(OH)2) s vodou a pískem • omítání zdí • historické – starověk, středověk
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
– cementová malta • míchá se v poměru 250-450 kg cementu na 1 m3 písku a 240 až 350 litrů vody • velmi namáhané zdivo Obr. č. 6: Malta [7] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mur_briques01.JPG
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
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
Obr. č. 7: Cement [8] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/w iki/File:Cement_bags..JPG
• 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
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
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.
Obr. č. 9: Kopule Pantheonu[10] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pan teon-roma-2011_%282%29.JPG
• průměr 43,3 m; hmotnost 5000 tun
• suroviny: – cement, kamenivo (štěrk), voda
• železobeton – doplněný železnou výztuží – odolává i tahu
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
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
7
Sklo • homogenní amorfní materiál – stejnorodá směs = pevný roztok
• historie: – první výroba v Sýrii, Mezopotámii a Egyptě
Obr. č. 11: Zpracování skla [12] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hot_Shop.jpg
• 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. 12: Opracování skla [13] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Makin g_a_Glass_Horse_%287251890544%29.jpg
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
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
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
9
Barvení skla • pomocí kovů a jejich oxidů (viz tabulka) KOV
BARVA
železo
zelená
selen
červená
kobalt
modrá
cín, arsen, antimon
neprůhledná, bílá
měď
tyrkysová, červená
zlato
červená
stříbro
žlutá, oranžová
nikl
modrá, fialová, černá
titan
žlutohnědá
uran
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
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
10
Zdroje 1. 2. 3. 4. 5.
6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.
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. All_Gizah_Pyramids-2.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:All_Gizah_Pyramids-2.jpg Dancing_House-Prague-2.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dancing_House-Prague-2.jpg Bricks_in_Gambia.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bricks_in_Gambia.jpg 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. Wikimedia Commons [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 Mont%C3%A1%C5%BE_v%C4%9B%C5%A1%C3%A1k%C5%AF_%28014%29.JPG. Wikimedia Commons [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 Mur_briques01.JPG. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mur_briques01.JPG Cement_bags..JPG. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cement_bags..JPG %C4%8C%C3%AD%C5%BEkovice_cement%C3%A1rna.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:%C4%8C%C3%AD%C5%BEkovice_cement%C3%A1rna.jpg Panteon-roma-2011_%282%29.JPG. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Panteon-roma-2011_%282%29.JPG One_World_Trade_Center_from_the_Hudson_01_%289440040691%29.jpg. Wikimedia Commons [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 Hot_Shop.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hot_Shop.jpg commons.wikimedia.org/wiki/File:Making_a_Glass_Horse_%287251890544%29.jpg. Wikimedia Commons [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 Strings_of_lights.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Strings_of_lights.jpg Different_rocks_at_Panum_Crater.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Different_rocks_at_Panum_Crater.jpg Blender3D_BuntesGlas.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blender3D_BuntesGlas.jpg Fotothek-df_ge_0000305-Venedig.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fotothek-df_ge_0000305-Venedig.jpg
11
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
