A Hét 1987/1 (32. évfolyam, 1-26. szám)
1987-03-20 / 12. szám
TUDOMÁNY- TECHNIKA KÉMIA A KONYHÁBAN 4. ÉPÍTŐANYAGOK, FESTÉKEK A tavasz közeledtével jócskán megszaporodnak a teendőink a házban és a ház környékén. A veteményeskertben már februárban megkezdődik a munka, amelynek során a kémia is szerephez jut, de most nem erről szeretnék beszélni, hanem azokról a munkálatokról és javításokról, amelyeket a házon magán: a falakon, az ablakokon és a fémkonstrukciókon kell elvégezni, hiszen a kemény fagyok és a hó alaposan próbára teszik az épületeket. Közismert tény, hogy a viz megszilárdulásakor növeli a térfogatát, tehát, ha valamilyen üregben, repedésben fagy meg nyomóerőt fejt ki a környezetére. A rendszeresen és gyakran ismétlődő erőhatások megbontják a kevésbé ellenálló szilárd közegek szerkezetét, magyarán a vakolat, a fal vagy a beton megrepedezik, esetleg meg is hasad, s ilyenkor bizony gyorsan kell cselekedni, mert a késedelem helyrehozhatatlan károkat is okozhat. Az építőanyagok lényegében néhány egyszerű vegyület kémiai reakcióinak köszönhetik tulajdonságaikat és felhasználásukat. A homok alapanyaga a földkéreg leggyakoribb vegyülete: a szilícium-dioxid (Si02). A homok tisztasága, illetve a benne levő szennyeződések jellege attól függ, hol bányászták. A tengeri homok a legtisztább, de ilyet mifelénk nemigen találni, ám a folyami homok is nagyon jól megfelel az építkezési céloknak, csupán arra kell ügyelni, hogy lehetőleg ne tartalmazzon szerves anyagokat. A homokszemcsék annál jobban összetapadnak, minél szögletesebbek. A homok tulajdonképpen adalékanyag; ahhoz, hogy összeálljon kötőanyagra van szükség. Az egyik legfontosabb építőipari kötőanyag a „mész", amely vegyileg kalciumkarbonát, CaC03. Magával a kalcium-karbonáttal azonban nem tudjuk összekötni a homokszemcséket, ehhez egy kis kitérőre van szükség. A természetben a kalcium-karbonát hatalmas tömböket, sőt hegységeket alkot, hiszen a mészkő nevű kőzet nem egyéb, mint kalcium-karbonát. A mészkő hevítéssel — kb. 1000—1100°C körül — kalcium-oxidra és szén-dioxidra bontható: CaC03 -» CaO + C02 A kalcium-oxidot ezért égetett mésznek is nevezik. Belőle készül az oltott mész, amely vegyileg kalcium-hidroxid [CaíOHjJ: CaO + H20 /víz/ -» Ca/0H/2 A mészoltás már-már szertartásszerű művelet, nagy szakértelmet, s főleg elővigyázatosságot igényel, mivel az égetett mész hevesen egyesül a vízzel és közben erősen fölmelegszik. Az oltott meszet földbe ásott gödörben tárolják, elsősorban azért, hogy a víz ne párologjon el belőle, s persze azért is, mert igen maró anyag, a fahordók vagy a fémtartályok anyagát könnyen kikezdené. Az oltott mész és a homok elegyét habarcsnak vagy vakolatnak nevezzük. A felhasználás céljától függően választjuk meg az alkotórészek arányát és a hozzá adandó víz mennyiségét. A habarcsban vagy a vakolatban aztán „magától létrejön" a mész. Persze közben egy kémiai reakció is lezajlik, amelyben az oltott mész és a légkör szén-dioxidja vesz részt: Ca(0H)2 + C02 -> CaC03+H20 Amint látható, a kalcium-karbonát mellett víz is keletkezik, amely folyamatosan elpárolog. Fontos, hogy a habarcsnak vagy a vakolatnak legyen elég ideje „megkötni", vagyis hogy a fenti reakció zavartalanul végbemehessen, azért az ilyen jeHegü munkálatokat és javításokat lehetőleg ne közvetlenül a tél beállta előtt, hanem jóval korábban — akár már kora tavasszal — végezzük. A vakolatba különböző festékanyagokat is keverhetünk, esetleg utólag festjük be. Ezek a festékek általában különböző fémek oxidjai, amelyek a vakolat alkotórészeivel elegyeket, esetleg vegyületeket is képeznek. Egy másik fontos építőipari kötőanyag a cement. Lényegében két összetevőből: kalcium-oxidból és szilícium-dioxidból áll. Úgy készítik, hogy a finom porrá őrölt mészkövet és márgát kb. 1 400 °C hőmérsékleten együtt hevítik, s az egyes alkotórészek megolvadás nélkül szilárd tömeggé, klinkerré egyesülnek. Ezt finomra őrlik és máris kész a cement. A cementből, homok, kavics és víz hozzáadásával készül a beton. Az egyes összetevőket a célnak megfelelően különböző arányban adagolhatjuk. A beton megszilárdulásának folyamata meglehetősen bonyolult és eltér a habarcs vagy a vakolat megkötésének folyamatától. A légköri széndioxidnak ez esetben nincs szerepe, sőt a beton nemcsak a levegőn, hanem a víz alatt is megszilárdulhat. A cement megkötése során lényegében különböző összetételű hidroszilikátok képződnek, amelyek idővel kristályos formát öltenek, ezért a beton sokszor hónapokig, sőt évekig „dolgozik". Apróbb javításoknál, esetleg a falban vezetett elektromos vezetékek befedésénél nem oltott meszet, hanem gipszet használunk kötőanyagként. A gipsz vegyileg kalciumszulfát (CaSOJ, és a természetben két ásvány formájában is megtalálható. Ha egészen pontosak akarunk lenni, akkor a gipsz képletét két vízmolekulával ki kell hogy egészítsük : CaS04.2H20. Amint a továbbiakból kiderül, ez nem holmi bűvészkedés csupán. Az üzletben vásárolható gipsz tulajdonképpen égetett gipsz, ami azt jelenti, hogy jóval kevesebb kristályvizet tartalmaz, egész pontosan : két kalcium-szulfát molekulára jut egy molekula víz: CaS04.1/2 H20. Amikor vizet öntünk az égetett gipszhez nagyon gyorsan visszaszerzi az eredeti kristályvizmennyiségét és megköt. Közben egy kissé a térfogatát is megnöveli. A gipsszel éppen ezért nagyon gyorsan kell dolgozni, vagy egy kevés homok hozzáadásával le kell fékezni a megkötését. Gyakran használt kötőanyag az ún. magnézia-cement vagy Sorel-cement is, amelyet úgy készíthetünk, hogy magnézium-oxidot (MgO) 30—40 %-os magnézium-klorid (MgCI 2) oldattal elegyítünk. Az elegy csakhamar kemény tömeggé szilárdul meg. Kőpadlók hézagait tömíthetjük vele, de megfelelő adalékanyagok hozzáadásával önálló burkolóanyaggá léphet elő. Pl. ha fűrészport adunk hozzá, fautánzatú falburkolatot alakíthatunk ki belőle. Az ablaktörés faluhelyen nem nagy dolog, hiszen a mester szívesen házhoz jön és megjavítja a kitörött ablakot. A városi embernek viszont kész istencsapás, hiszen többnyire saját magának kell az üvegeshez cipelnie a — gyakran nem is aprócska — ablakkeretet. Sokszor az is elég lenne, ha hozzájuthatna egy kevés gitthez. Talán segíthet, ha elmondom, hogy a gitt lényegében finomra őrölt krétaporból és lenolajkencéből áll. Kb. fél kilogrammnyi gittet kapunk, ha 450 g krétaport 45 g lenolajkencével jól öszszekeverünk. A gyurma a levegőn beszárad és rögzíti az ablaküveget. (Ha hosszabb ideig kívánjuk tárolni, vizet kell rá önteni.) Bizonyos anyagok összeillesztésénél jó szolgálatot tehet a vízüveg is. Kémiai összetételét tekintve nátriumszilikát, Na2SiC3, pontosabban ennek a vegyületnek a vizes oldata. A vízüveg különböző vegyületekkel szilárd masszává áll össze, amely kiváló kötőanyag. A leggyakrabban krétaporral szokták elegyíteni, s a létrejövő péppel nemcsak két porcelándarabot, hanem követ és fémet is össze lehet ragasztani. A pép megszilárdulásában ismét szerepet játszik a levegő szén-dioxidja. A vízüveg kiváló impregnálószer is. Ha a fát vagy a deszka felületét vízüveggel kezelik a fa „tűzmentessé" válik, de legalábbis jóval nehezebben gyullad meg. Az ablakkereteket és egyéb fatartozékokat, továbbá a különböző fémszerkezeteket, kerítéseket, kapukat stb. festék- vagy lakkbevonattal védjük az időjárás viszontagságaitól. A drogériában vásárolható készítmények száma olyan nagy, hogy azt egy ilyen kis írás keretében képtelenség áttekinteni. A festékek és lakkok lényegében három alkotórészből: festékanyagból, kötőanyagból és oldószerből állnak. A festékanyagok többsége fémoxid (pl. cink-oxid, titán-dioxid, vas-oxid, minimum stb.), de szerves eredetű festékanyagokat is alkalmaznak, főleg az autók karosszériájának festésénél. Az oldószereket úgy kell megválasztani, hogy lehetőleg egyenletesen és jól oldják a festéket és a lakkot, s a felvitel után gyorsan elpárologjanak. Az oldószerek többsége szerves anyag. A klórozott szénhidrogének kivételével valamennyi többé-kevésbé gyúlékony. A festék megválasztásánál azt is figyelembe kell venni, hogy a befestendő tárgy milyen közegben található. Az időjárás viszontagságainak kitett ablakkeretet nyilván egészen más típusú lakkal kell bekenni mint a szobában használt bútordarabokat. Az egyik legismertebb és a legtöbbször használt festékanyag a minium, amely lényegében összetett ólomoxid: Pb304. Nemcsak tetszetős élénk narancsvörös színe miatt kedvelt, hanem azért is, mert rozsdagátló. Más színű festékekhez is adagolják, éppen ez utóbbi tulajdonsága miatt. LACZA TIHAMÉR 16
