Вуглець. Для вуглецю-елемента характерна аллотропия. Вуглець існує в формі наступних простих речовин: алмаз, графіт, карбін, фулерен, з яких термодинамічно стійким є тільки графіт. Вугілля і сажу можна розглядати як аморфні різновиди графіту.
Графіт тугоплавок, мало леткий, при звичайній температурі хімічно інертний, являє собою непрозоре, м'яке речовина, слабо проводить струм. Структура графіту шарувата.
Аламаз - надзвичайно тверде, хімічно інертний (до 900 ° С) речовина, не проводить струму і погано проводить тепло. Структура алмазу тетраедричних (кожен атом в тетраедра оточений чотирма атомами і т.д.). Тому алмаз - найпростіший полімер, макромолекула якого складається з одних атомів вуглецю.
Карбин має лінійну структуру (-карбін, поліін) або (- карбін, поліен). Являє собою чорний порошок, володіє напівпровідниковими властивостями. Під дією світла електропровідність карбін збільшується, а при температурі карбин перетворюється в графіт. Хімічно активніший, ніж графіт. Синтезований на початку 60-х років XX ст. пізніше був виявлений в деяких метеоритах.
Фуллерен - аллотропная модифікація вуглецю, утворена молекулами. мають конструкцію типу "футбольний м'яч". Були синтезовані молекули. та інші фулерени. Все фулерени представляють собою замкнуті структури з атомів вуглецю в гібридному стані. Негібрідізованние електрони зв'язків делокалізованних як в ароматичних сполуках. Кристали фуллерена відносяться до молекулярного типу.
Кремній. Для кремнію не характерно зв'язків, не характерно існування в гібридному стані. Тому існує тільки одна стійка аллотропная модифікація кремнію, кристалічна решітка якої подібна решітці алмазу. Кремній - тверде (за шкалою Мооса твердість дорівнює 7), тугоплавкое (), дуже крихке речовина темно-сірого кольору з металевим блиском при стандартних умовах - напівпровідник. Хімічна активність залежить від розмірів кристалів (крупнокристаллический менш активний, ніж аморфний).
Реакційна здатність вуглецю залежить від аллотропной модифікації. Вуглець у вигляді алмазу і графіту досить інертний, стійкий до дії кислот, лугів, що дозволяє виготовляти з графіту тиглі, електроди і т.д. Більш високу реакційну здатність вуглець проявляє у вигляді вугілля і сажі.
Кристалічний кремній досить інертний, в аморфній формі - більш активний.
Основні види реакцій, що відображають хімічні властивості вуглецю і кремнію, наведені в таблиці 7.
Основні хімічні властивості вуглецю і кремнію
Матеріали в'язкі - мінеральні або органічні будівельні матеріали, що застосовуються для виготовлення бетонів, скріплення окремих елементів будівельних конструкцій, гідроізоляції та ін.
Мінеральні в'яжучі матеріали (МВМ) - тонкоподрібнені порошкоподібні матеріали (цементи, гіпс, вапно та ін.), Образущей при змішуванні з водою (в окремих випадках - з розчинами солей, кислот, лугів) пластичну удобоукладиваемой масу, що твердіє в міцне камневидное тіло і зв'язує частинки твердих наповнювачів і арматуру в монолітне ціле.
Твердіння МВМ здійснюється внаслідок процесів розчинення, освіти пересичені розчину і колоїдної маси; остання частково або повністю кристалізується.
1. гідравлічні в'яжучі матеріали:
При змішуванні з водою (замішуванні) тверднуть і продовжують зберігати або нарощувати свою міцність у воді. До них відносяться різні цементи та гідравлічна вапно. При твердінні гідравлічного вапна відбувається взаємодія СаО з водою і вуглекислим газом повітря і кристалізація утворюється продукту. Застосовують в будівництві наземних, підземних і гідротехнічних споруд, що піддаються постійному впливу води.
2. повітряні в'яжучі матеріали:
При змішуванні з водою твердіють і зберігають міцність тільки на повітрі. До них відносяться повітряне вапно, гіпсово-ангідрітние і магнезіальні повітряні в'яжучі.
3. кислототривкі в'яжучі матеріали:
Складаються в основному з кислотоупорного цементу, що містить тонкоизмельченную суміш кварцового піску і; їх зачиняють, як правило, водними розчинами силікату натрію або калію, вони довго зберігають свою міцність при впливі кислот. При твердінні здійснюється реакція. Застосовують для виробництва кислототривких замазок, будівельних розчинів і бетонів при будівництві підприємств хімічної промисловості.
4. в'яжучі матеріали автоклавного твердіння:
Складаються з вапняно-кремнеземистих і вапняно-нефелінових в'яжучих (вапно, кварцовий пісок, сієніт шлам) і тверднуть при обробці в автоклаві (6-10 год, тиск пара 0,9-1,3 МПа). До них відносять також піщанисті портландцемент та інші в'яжучі на основі вапна, зол і малоактивних шламів. Застосовують у виробництві виробів з силікатних бетонів (блоки, силікатна цегла та ін.).
5. фосфатні в'яжучі матеріали:
Складаються зі спеціальних цементів; їх зачиняють фосфорною кислотою з утворенням пластичної маси, поступово твердіє в монолітне тіло, і зберігає свою міцність при температурах вище 1000 ° С. Зазвичай використовують тітанофосфатний, цінкофосфатний, алюмофосфатного і ін. Цементи. Застосовують для виготовлення вогнетривкої футерувального маси і герметиків для високотемпературної захисту металевих деталей і конструкцій у виробництві вогнетривких бетонів і ін.
Органічні в'яжучі матеріали (ОВМ) - речовини органічного походження, здатні переходити з пластичного стану в тверде або малопластичних в результаті полімеризації або поліконденсації.
У порівнянні з МВМ вони менш тендітні, мають велику міцність при розтягуванні. До них відносяться продукти, що утворюються при переробці нафти (асфальт, бітум), продукти термічного розкладання деревини (дьоготь), а також синтетичні термореактивні поліефірні, епоксидні, феноло-формальдегідні смоли. Застосовують в будівництві доріг, мостів, підлог виробничих приміщень, рулонних покрівельних матеріалів, асфальтополімернибетонов і ін.