سیلیس

دلیل این امراین است که انبساط حجمی سیلیس کوارتزی جسمی پایدار غیرقابل ترکیب و سخت است سایر اشکال سیلیس دارای اینچنین مشخصه هایی نیستند نمونه های ازسایر اشکال سیلیس که ریز و حاوی آب هستند عبارتند از: اوپال, فلینت و بخصوص خاک دیاتومه که باقیمانده هوا زده اسکلت سیلیسی گیاهان آبزی مرسوم به دیاتوم ها هستند. به دلیل ریز و نرم بودن این نوع سیلیس ها دارای میل ترکیبی بیشتری در مقایسه با کوارتز معمولی هستند.

هنگامی که انواع سیلیس حتی کوارتز معمولی تا درجات حرارت بالا حرارت داده شوند دارای میل ترکیبی شیمیایی می شوند بعنوان نمونه قلیانی های قوی مثل هیدروکسید پطاسیم یا هیدروکسیدسدیم در درجات بالا باکوارتز ترکیب میشوند و ترکیبی محلول در آب بوجود می آورند. از این فرایند برای تولید آب شیشه استفاده میشود.

همچنین آب شیشه دارای موارد کاربرد صنعتی متنوعی است ازجمله : موادافزودنی مرطوب کننده مواد, تاخیراندازآتش برای اجسام قابل سوختن, ترکیبات بطانه وامثالهم.

آب شیشه به عنوان محلول مایعی سیلیسی وسیله خوبی برای نشان دادن واکنش فی مابین سیلیس – آهک که مهم ترین واکنش معرف سخت شدن مواد هیدرولیک است چون ترکیبات اکسید کلسیم و سیلیس جزوگروهی از موادند که دارای قابلیت حل شدن محدودی درآب هستند لذا از مخلوط کردن دو محلول حاوی سیلیس و آهک رسوب تشکیل می شود. دراغلب واکنش هایی که درمحیط محلول غلیظ رسوب تشکیل میدهند تشکیل رسوب سریع صورت می گیرد و رسوب حاصله در ته ظرف ته نشین میشود درمورد سیلیکات کلسیم این چنین نیست دراین حالت وقتی که دو محلول با یکدیگر مخلوط میشود بلافاصله جسم جامدی حاصل می شود اگر چه اطلاق جسم جامد صحیح نیست زیرا که منظور ما در اینجا توده ای ژله ای شکل است معذالک مقاومت برشی و چسبندگی توده ژله ای تا آن حدیست که به هنگام بیرون کشیدن میله بهم ژن از بشر حاوی ژل بشربه همراه میله بلند میشود.

این فرایند از نظر شیمیست ها بنام تشکیل “ژل” مرسوم است ومنظور از ژل جسم چسبنده ایست که متشکل از ذرات مجزای کلوئیدی است نام ژل کله ژلاتین گرفته شده و ژلاتین یکی از مشقات خالص شده چسب استخوان است. کلمه “کلوئید” مشتق از کلمه یونانی “کولا” است که اینهم به معنی چسب است از این روکلوئیدها اجسام چسبواره می باشند و از آنجائیکه سخت شدن هیدرولیکی بستگی به تشکیل یک «چسب مینرالی» دارد لذا بررسی حالت کلوئیدی از این نقطه نظرارزشمند است.

کلوئید

چنین مرسوم است که کلوئید معرف آنچنان موادی باشد که اندازه ذرات آن در فاصله بین ابعاد یک ملکول و ذرات قابل رویت توسط میکرسکوپ نوری باشد از این رو در مورد کلوئیدها مواجه با ذرات جداوریزی هستیم که قادرند برای مدت نامحدودی بصورت شناور در محلول باقی بماند خواص مشخص کلوئیدها ناشی ازسطوح جانبی فوق العاده زیاد آنهاست هرچقدر ذرات یک مقدار معین ازجسمی ریزتر باشند سطوح جانبی نیز بیشتر خواهد بود.

مثلا یک گرم ماسه با ابعاد ۲ میلیمتر دارای سطح ۱۰ سانتیمتر مربع است اگر همین یک گرم ماسه دارای ابعاد ۱ میکرون باشد سطح جانبی آن هزاران برابر خواهد شد.

رابطه بین سطح مخصوص (سطح جانبی یک گرم ازیک جسم) و اندازه ذرات و با فرض کروی بودن ذرات نشان داده شده است. به منظور دادن پوشش کافی برای نمایش اندازه تمام ذرات موجود در ملات هیدرولیک حاوی ماسه دارای سطح مخصوص ۱۰ سانتیمتر مربع برگرم و ذرات موجود دریک ژل دارای سطح مخصوص ۳-۲ میلیون سانتیمترمربع برگرم که معادل اندازه ذرات ۱۰سانتیمتر تا ۱۰۰ انگستروم است (یک انگستروم برابر ۰٫۱ میلی میکرون و یک میلی میکرون برابر ۰٫۰۰۱ میکرون) ضرورت دارد که نمایش منحنی روی محورمختصات محدوده وسیعی از ذرات شامل ماسه, سیمان, آهک شکفته و همچنین ذرات ریزی که در ژل کلوئیدی یافت می شوند صورت گیرد هریک از این منحنی ها بصورت خط مستقیمی است که به دلیل تفاوت وزن مخصوص به مقدار جزئی نسبت به سایر منحنی ها جابجا گشته است در واقع این فرض مرسوم که تمام ذرات کروی شکل هستند درست نمی باشد لذا منحنی شکل مذکور فقط مقادیر متوسط تئوریک سطوح مختلف رامیدهد.

معذالک سطوح فوق العاده زیاد کلوئیدها به تنهایی بیانگر نحوه سخت شدن محلول حاصله از مخلوط آب شیشه یا محلول حاوی نمک کلسیم نیست. فهم این فرایند نیاز به بررسی نیروهای سطحی دارد ثبات و پایداری هرجسم جامدی ناشی وجود نیروهای جاذبه ملکولی فی مابین اجزاءتشکیل دهنده آن است این نیروها در داخل ذرات جامد در تمام جهات عمل می نمایند. نیروهای حذف شده و نامتوازنی در سطح ذرات وجود دارند که باعث جذب سایر ذرات مجاور می گردند مشابه آزمایش آب شیشه چنانچه جسمی کلوئیدی دریک محلول ایجاد شود سطوح جانبی فوق العاده زیاد آن وارد عمل شده و نتیجه این خواهد شد که ملکول های آب به سمت سطوح ذرات کشیده شوند و محکم نگه داشته شوند و باعث کاهش قابل توجه تحرک ملکول های آب گردند بعلاوه اثر فوق همراه با اتصالات بینابینی وضربدری اجزا تشکیل دهنده جسم جامد است ودر نتیجه شبکه ای شکل می گیرد که نهایتاً کمک به سخت ترشدن ژل مینماید این گونه نیروهای جذب کننده باعث نزدیک ترشدن لایه های آب می گردند و نه تنها ایجاد شکل ظاهرا” جامد برای آب مینمایند بلکه درخواص فیزیکی آب جذب شده مثل نقطه جوش و نقطه انجماد آن تغییراتی ایجاد میکنند. نقطه جوش آب آنچنان تغییرمی یابد که حتی با حرارت دادن ژل تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد نمیتوان آب آنرا آزاد کرد و درجه حرارت بالاتری برای این منظور لازم است همچنین نقطه انجماد آب جذب شده نیز تغییرمی کند بطوریکه تبدیل آن به یخ در درجه پایین تر از صفر درجه سانتیگراد صورت می گیرد اطلاعات عددی درستی برای این چنین تغییراتی درخواص فیزیکی آب جذب شده قابل دستیابی نیست زیرا که نمی توان آن رابه عنوان یک جسم همگن مورد نظر قرارداد بلکه آب جذب شده را باید بصورت لایه های در نظر گرفت نزدیک ترین لایه آب به سطح جامد محکم ترجذب شده است یعنی دارای فشار بخار کمتر نقطه جوش بالاتر و پایین ترین نقطه انجماد است. ازسوی دیگر دورترین لایه آب جذب شده به علت دور بودن نسبتا زیاد از نیروهای جذب سطحی دارای تفاوت جزئی خواص فیزیکی درمقایسه با آب آزاد است.