СодержаниеI.Введение……………………………………………………………………………………стр. 1 1.1 Актуальность темы исследования………………………………………………………. 31.2 Взаимосвязь науки, образования и духовной жизни…………………………………. . 41.3 Химия – наука познавательная………………………………………………………...... .61.4 Цель работы………………………………………………………………………………..... 71.5 Задачи исследования………………………………………………………………………1.6 Материалы и методы………………………………………………………………………1.7 Обзор литературы…………………………………………………………………………. .8^ II. Химические вещества – строительные материалы.2.1 Собор Михаила Архангела – история, химические вещества, применявшиеся в строительстве……………………………………………………… 102.2 Фундамент………………………………………………………………………………….. 112.3 Возведение здания – кирпичная кладка………………………………………………... 122.4 Кровля………………………………………………………………………………………. 132.5 Золотые купола храмов – символ духовного возрождения России………………… 152.6 Химический эксперимент………………………………………………………………… 16III. Химические вещества в искусстве.3.1 Церковное искусство……………………………………………………………………… 193.2 Роспись стен…………………………………………………………………………………203.3 Иконопись……………………………………………………………………………………213.4 Химический эксперимент………………………………………………………………….233.5 Малиновый звон…………………………………………………………………………….24IV. Казанская Алексиево - Сергиевская пустынь.4.1 История……………………………………………………………………………………….264.2 Химические вещества, применяемые при строительстве……………………………..264.3Химический эксперимент…………………………………………………………………. 28V. Заключение……………………………………………………………………. …………….29VI. Выводы………………………………………………………………………........................ 30VII. Литература…………………………………………………………………… ……………31VIII.Приложения:……………………………………………………………… … 33История собора Михаила АрхангелаШкольный факультативный курс «Основы религиозных культур и светской этики»О культуре.Материалы ООО «Сердобский кирпичный завод».Диаграммы.Неорганические вяжущие вещества.Известь.Бутовый фундамент.Кирпич. Архитектурная история.Материалы для производства кирпича. Технология подготовки глин.Материалы кровли.Золотые купола России – символ духовного возрождения России.Что такое нитрид титана.Роспись стен храмов.Технологии росписи храмов.Описание старинных икон Казанской пустыни.Изложение техники иконописи (этапы). Техника написания иконы.По рецептам древних.Московская иконописная мастерская.Кто изобрел масляную живопись?Методы исследования монументальной и станковой живописи.Изучение химического состава древней живописи в инфракрасных лучах.Краски, употребляемые в иконописи.Поталь. Левкас.Бронзы, колокольная бронза.Формование колоколов.Литье колоколов.Из истории церковных колоколов.Благовест и трезвон.Рисунки.Расчетные задачи по теме исследования.Химическая викторина по теме исследования.I.Введение1.1 Актуальность темы исследования Актуальность темы исследования определяется значимостью вопроса осмысления и путей применения научных знаний в реальной жизни, а так же способностей защищать самые сокровенные глубины своей жизни, оберегая национальную, духовную, религиозную, культурную самобытность, а вместе с ней и нравственную систему ценностей.Важно взглянуть на вопросы сквозь призму химических знаний. Необходимость этого, на наш взгляд, вызвана следующими особенностямиВо–первых, учебно-познавательная деятельность учащихся – это самостоятельный поиск на основе научного знания, формирование умения ставить перед собой проблему и перевод знаний, умений и навыков, полученных при изучении химии и других предметов на уровень межпредметных связей. Во-вторых, партнерство науки и религии, светской и духовной систем образования является сегодня чрезвычайно востребованным и необходимым для воспитания творческих высоконравственных и ответственных граждан, которые могли бы далее развивать науку и ставить ее достижения на службу человечеству.В-третьих, химия как наука, социальная политика, знание основ религиозной культуры, искусства являются неотъемлемой частью процесса развития человеческого общества, а знания и исследование данного вопроса, работа с учащимися школы, с архивами, материалами краеведческого музея, работниками районной библиотеки, работа с литературой, беседы со служителями собора, химические эксперименты дают представление о химических веществах в строительстве и искусстве православных храмов и старинных зданий города Сердобска и интеграция этих знаний в национальную культуру. В-четвертых, расширить знания и кругозор учащихся по химии, способствовать повышению интереса к этой науке и развитию внутренней мотивации учения.^ 1.2 Взаимосвязь науки, образования и духовной жизни.В девятом классе мы посещали элективный курс «Химия в строительстве», где узнали о составе и свойствах важнейших строительных материалов, истории их возникновения и практического использования в архитектуре и искусстве. Кроме этого, на уроках мы изучали курс мировой художественной культуры и узнали о характерных особенностях и взаимодействиях культур, ставших достоянием человечества. Наша отечественная культура своеобразна. Велика ее эстетическая значимость и непреходящи нравственные ценности. Многовековую историю науки и искусства мы воспринимаем, как вечные поиски духовной красоты идеала Человека. Они нашли отражение и в науке, в частности в архитектуре, и в религиозных представлениях, в художественных образах. Мы живем в XXI веке и задаемся вопросами: «Что же характерно для мировоззрения нашей эпохи?» - Мир, в котором мы живем, буквально создан на основе науки; - беспрецедентны масштабы развития образования в наше время; - современные представления о мире сложились, по сути дела, целиком на достижениях науки XX века, и химия внесла немалый вклад в современную научную картину мира;- насыщенность нашего времени социальными преобразованиями тоже многогранна;- мы переживаем новый переворот в духовной истории;- сейчас все осознают значение науки не только для практической деятельности общества, но и для его духовной жизни, для формирования современного мировоззрения. И очень важно, что религия в полной мере признает высокое предназначение науки и стремится вступить с ней в тесный союз. Система ценностей, которой руководствуется человек в своей жизни, является его личным делом. Государство сегодня не имеет права навязывать учащимся какое-либо мировоззрение, как это делалось раньше. Но оно обязано сделать все возможное, чтобы свободное самоопределение личности осуществлялось осознанно на основе фундаментальных знаний. И мы можем сделать вывод, что важнейшей задачей школы является обеспечение новому обществу этот исторический переход интеллектуальной энергией и нравственными ориентирами. Этому, на наш взгляд, будет способствовать введение, пока факультативно и в начальной школе, предмета «Основы религиозных культур и светской этики». Каждый родитель и ученик может выбирать, что ему ближе - это будет зачатком знаний о взаимоотношениях науки и религии.И мы согласны со словами Святейшего Патриарха Кирилла, которые он сказал, выступая перед участниками Съезда Союза ректоров России, подчеркнув, что сегодня вопрос развития фундаментальной и прикладной науки, высшего образования, подготовки высококлассных специалистов и профессионалов приобретает совершенно новое значение. « Мы живем в эпоху передовых информационных наукоемких и интеллектуально ёмких технологий, - сказал Его Святейшество. - Современный человек, особенно молодой человек не мыслит своего существования без компьютера и мобильной связи, а также высокоскоростного Интернета. Появляются все новые технологии в промышленности и производстве предметов широкого потребления, в медицине и образовании. Даже такие, казалось бы, «нетехнологичные» области, как гуманитарное знание, не могут сегодня обойтись без механизмов, которые представляют современные технологии. Каждый гуманитарий использует компьютеры, средства связи и таким образом соприкасается с плодами высоких технологий».Однако, отметил Предстоятель Русской Православной Церкви, в мире высоких технологий, в современном постиндустриальном мире, есть свои проблемы и заметны они многим, так как лежат на поверхности; существуют так же проблемы и в области науки, образования и не все они связаны с недостатком финансирования. «Перед обществом, а значит, и перед научным сообществом, все с большей очевидностью встает проблема не только наращивания научного знания и углубления технического развития, но и их осмысление, и путей применения в реальной жизни», - заявил он. Святейший Владыка напомнил о важности присутствия мощного воспитательного измерения в процессе обучения личности и организации условий для ее научного творчества. «Сегодня невозможно говорить о воспитании, не упоминая в том числе его религиозную составляющую», - отметил Его Святейшество.[27]^ 1.3 Химия – наука познавательная.Химия – это наука, связанная со многими областями деятельности, а так же с другими науками – физикой, историей, геологией, краеведением. Не обошла она стороной и наиболее интересные виды деятельности – архитектуру и искусство. Людям, работающим в данных областях, приходится сталкиваться с разными видами строительных материалов, сплавов металлов, красок и каким-то образом уметь их комбинировать, что-либо добавлять для большей прочности, стойкости или чтобы придать более красивый внешний вид облику здания. Нам было интересно узнать состав и свойства строительных материалов, изучить внутреннюю роспись и написание икон в православных храмах города Сердобска и Сердобского района. Их у нас два – Собор Михаила Архангела и Казанская Алексиево-Сергиевская пустынь. Мы родились и живем в городе Сердобске, учимся в 10 классе МОУ СОШ №1. Наш малый город Сердобск в 2010 году отметит 230–летие со дня основания. Город расположен в глубине России, в умеренной климатической зоне.Величественный Собор – первое, что привлекает внимание любого, кто попадает в наш город впервые, собор – предмет гордости сердобчан. История его изложена в Приложении «Собор Михаила Архангела города Сердобска», ему - 105 лет. Среди храмов Пензенской епархии это грандиозное сооружение. Его архитектуру можно охарактеризовать как официальное выражение русского национального стиля, а широкое использование традиционных форм и декора, характерных для архитектуры середины XVII века, демонстрирует связь православного вероучения с народными массами.Ещё в нашем районе действует храм Казанская Алексиево - Сергиевская пустынь.Казанская Алексиево - Сергиевская пустынь находится на юго-востоке Пензенской области, в Сазанье– небольшом посёлке, расположенном в 2.5 км от Сердобска. В настоящее время монастырь восстанавливается.^ Объект исследования – православные храмы города Сердобска и Сердобского района.Предмет познания – химические вещества в архитектуре и искусстве.^ 1.4 Цель работы – изучение химических характеристик строительных материалов и искусства православных храмов Сердобского района;- интегрирование знаний по теме «Памятники архитектуры» предмета «Мировая художественная культура» и сведений о химических веществах, используемых в архитектуре и искусстве;^ 1.5 Задачи исследования - – изучить теоретические основы данной темы; - определить объекты исследования; - выяснить особенности химического состава изучаемых объектов; - познакомиться с художественной ценностью изучаемых объектов; - организация образовательно-разъяснительной работы по вопросам взаимодействия науки и религии в воспитании и выработке нравственной системы ценностей; - использование материалов исследования в повседневной работе и учебе. 1.6 Материалы. Базой для проводимых исследований были материалы архивов православных храмов, сами здания, краеведческие документы местного музея и районной библиотеки, беседы со священнослужителями, материалы ООО «Сердобский кирпичный завод», научная литература, сеть Интернет, материалы химического кабинета школы.Методы:- изучение литературы по проблеме; - работа в сети Интернет; - сбор данных; - анализ собранных сведений; - информационно – аналитический метод; - беседы со специалистами; - беседы со священнослужителями;- проведение химических экспериментов по теме исследования.^ 1.7 Обзор литературыПрежде чем приступить к работе над проблемой пришлось изучить много литературы посвященной химическим веществам в строительстве и искусстве, а так же работа в сети Интернет. В книгах Николаева Н.А.«Неорганическая химия», Н.Глинки «Общая химия», М. Фримантла «Химия в действии», Ю.Ходакова «Общая и неорганическая химия», «Химия - справочное издание»,редактор М.Николаев, освещены вопросы теоретической химии и собран обширный справочный материал о свойствах отдельных элементов и соединений входящих в состав химических веществ применяемых в строительстве и искусстве, мы совершили экскурс в истории химии как науки, проследили связи химии не только с практикой, но и со всеми другими областями знания: историей материальной культуры, искусством(отображение химических фактов в изобразительном искусстве – иконы, роспись храмов). По книгам С.Венецкого «В мире металлов», «Рассказы о металлах»; Б.Розина «Соперник серебра», Н.Мезенина «Занимательно о железе», Г.Николаева «Металл века» и других мы узнали о чудесных и разнообразных свойствах металлов, их сплавах, применявшихся еще с древних времен в строительстве и искусстве. Эти книги так же для нас – любознательных открывающих для себя мир науки, дающих возможность пополнить свои знания о том, что нас окружает. По книге В.Чеботаревского «Лаки и краски – что это такое», журнала «Химия и жизнь» мы познакомились с составом красок и лаков, методиками исследования их состава и применению в изобразительном искусстве. По книгам «Мир на пороге XXI столетия»,О.Кучера «Христианство: история и современность», учебникам «Мировая художественная культура», «Обществознание» мы узнали как научно-технический прогресс повлиял в XX веке на развитие экономики, искусства, религии, на всю нашу жизнь, какие радикальные изменения произошли в образовании людей, в их ценностных ориентациях. Мы узнали историю христианства, его вкладе в сокровищницу мировой культуры, роли в современной жизни России и мира. Узнали, что из всех областей духовной культуры – наука и образование и, на наш взгляд, религия наиболее тесно взаимосвязаны и взаимозависимы. По книгам С.Маркина «Православные храмы Сердобска», О. Тимошиной, С. Маркина «Из истории Сердобского края» мы узнали о храмах, старинных зданиях города, их истории, сроках строительства, фамилии строителей и священнослужителей, их вкладе в благое дело, строительства храмов и православное просвещение прихожан. По книгам В.Полосина «Школьный эксперимент по неорганической химии», О.Ольгиной «Опыты без взрывов», Г.Савич «Изучения факультативного курса химии металлов», мы нашли материал для химического эксперимента по теме исследования, пользуясь реактивами химического кабинета. Из серии книг «Наука в твоей профессии – Созидатели» мы узнали, «как строили в старину?», «как строят сейчас?», «как будет в будущем?», о роли химических знаний в рабочих профессиях: штукатур, кровельщик, облицовщик, каменщик, плотник, маляр, бетонщик, монтажник, реставратор и других. Без знания основ химии невозможно овладеть этими профессиями и стать высококвалифицированным специалистом. По материалам сети Интернет мы нашли и использовали информацию о химических веществах, использованных по теме исследования, а так же материалы о взаимосвязи науки, культуры и религии в духовном воспитании людей.II. Химические вещества – строительные материалы.^ 2.1 Собор Михаила Архангела – история, химические вещества, применявшиеся в строительстве.Дворец великолепный и надменный,Творенье рукокрылых мастеров,Стоял собор, безмолвный и несмелый,Набросив златотканый свой покров…Стоял он величаво, гордо, пышно;Неодолимо в сказку он манил…И красоты нездешней отраженьюЯ подивился, трепет не тая, И я не знаю, кто же был блаженнейВ тот миг связующий – собор иль я?..Храм Михаила Архангела существовал с первых лет основания Сердобинской слободы, уже 300 лет. 1709 год – первая церковь (сгорела в 1711 году). Потом была построена деревянная церковь и практически без изменений простояла всю вторую половину XVIII века, а в 1796 году была построена новая каменная церковь – кирпичные стены обыкновенной кладки не были оштукатурены, а просто выбелены. При строительстве использовался широкий толстый обожженный кирпич без клейма весом до 18 фунтов, известковый раствор и железные связки. Карнизы также были сделаны из кирпича. Железная кровля была выкрашена медянкой. Купол венчал четырехконечный железный крест. 18 окон были защищены железной решеткой. Наличники окон алтаря были украшены алебастром. Эта церковь простояла вторую половину XIX века без изменений. Из описанного видно, что химические вещества использовались при строительстве храма. Город расширял свои границы. Его население увеличивалось. В 1894 году через Сердобск прошла железная дорога. Церковь уже не могла вместить всех прихожан, было решено построить новый храм. Проектом собора послужил собор г. Саратова архитектора А.М. Салько. Этот же архитектор работал и над сердобским собором. В 1894 году на строительство собора стали поступать необходимые материалы. Местные заводчики поставляли кирпич отличного качества из местных материалов.[1] 2.2 Фундамент Весной 1895года началось рытье котлована под здание собора. По окончании земельных работ А.М. Салько дал указание на укладку бутового камня под фундамент. Крупный камень поступал по железной дороге, через Саратов из Липецка от известного в России заводчика М. Расторгуева. Средний и мелкий – был местный (в Приложении – рисунок).[10]Что должно было учитываться и почему при строительстве фундамента?Фундамент должен отвечать следующим основным требованиям- обладать достаточной прочностью- устойчивостью и морозостойкостью- хорошо противостоять влиянию грунтовых вод.Под фундаментом нашего собора не проходит жила грунтовых вод – соответствовать долговечности службы здания. Процесс трудоемкий. Масса фундамента должна быть до 20% общей массы строения. Собор – в два этажа, для возведения фундамента применяли бутовый камень, камни большей величины предварительно раскалывали на более мелкие. Бутовому камню характерны особенности: надежность, прочность, долговечность. Получали бут и разработкой местных осадочных пород (песчаники), которые отвечали требованиям в отношении прочности, морозо – и водостойкости. Бутовый фундамент был устроен по песчаному основанию после его тщательного уплотнения. После укладки слоев проливали жидким раствором до полного заполнения всех пустот, камни плотно стыковались друг с другом. Для проливки использовался портландцемент, который поставляли в бочках московские промышленники.^ Химизм процесса Портландцемент – один из основных и наиболее распространенных промышленных цементов. Его рецепт был запатентован английским каменщиком Дж. Аспадом в 1824 году, назван в честь города Портленда в Великобритании. В состав цемента входят в основном Са3SiO3, Са2SiO4, Са3 (AlO3)2, Ca(FeO2)2 – обусловлено образованием гидросиликатов, гидроалюминатов, гидроферратов кальция переменного состава. Например, Са3SiO3 + 3Н2О = Са2SiO4 * 2 Н2О + Са(ОН)2 Са2SiO4 + 2 Н2О = Са2SiO4 * 2 Н2О Са3 (AlO3)2 + 6Н2О = Са3 (AlO3)2 * 6Н2О Ca(FeO2)2 + Н2О = Ca(FeO2)2 * Н2ООбразовавшись, гидроксид кальция взаимодействует с СО2 воздуха по реакции Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3+ Н2О С химической точки зрения после первоначального схватывания прочность цемента в течение приблизительно месяца постепенно продолжает возрастать. По-видимому, основная причина этого явления – распространение процесса гидратации вглубь цементных зерен. Портландцемент готовят обжигом смеси известняка и алюмосиликатного компонента (глины, шлака, золы). «Спек» состоит из 60 – 65% извести, 24% кремнезема SiO2 и 8% глинозема Al2O3. ^ 2.3 Возведение здания – кирпичная кладкаНачалось возведение здания из кирпича. Оно продолжалось в течение 10 лет. Вокруг строящегося храма спиралью вилась деревянная дорога, а по ней на подводах подвозили строительные материалы. Московские промышленники поставляли портландцемент - в бочках, известь – в мешках и тесаный камень. Местные заводчики О.Лунев, Н. Ангалычев, Я. Песков, В. Усков, В. Нестеров поставляли кирпич отличного качества.[10] ^ Процесс изготовления кирпича. Красный глиняный кирпич изготавливали из замешанной с водой глины, с последующим формованием, сушкой и обжигом. Сформированный кирпич (сырец) не должен давать трещин при сушке. Плохо высушенный сырец при обжиге неизбежно приводил бы к образованию трещин, а на стенах собора этих трещин нет, что говорит о высоком качестве кирпича. Красная окраска кирпича обусловлена наличием в глине оксида железа (III) – Fe2O3. Эта окраска получается, если обжиг ведут в окислительной атмосфере, т.е. при избытке воздуха. Важными характеристиками кирпича являются влагопоглощение и морозостойкость. Этими качествами обладает и каменная кладка нашего собора уже 105 лет. Из такого же кирпича построены здания женской гимназии (ныне лицей №2), реального училища (МОУ СОШ№1) и ремесленного училища (медицинский колледж).Летом 2009 года мы неделю работали на Сердобском кирпичном заводе с целью знакомства с технологией производства. Сам технологический процесс изготовления кирпича мало претерпел изменений, в настоящее время производится кирпич керамический - М75. При обжиге в качестве теплоносителя применяется природный газ. Химический состав глины, в карьере которого она добывается в настоящее время, соответствует составу глин Секретарского месторождения. (Материалы и рисунки – см. в Приложении, там же – материалы об истории кирпича и технологии его изготовления). В качестве связующих материалов при кирпичной кладке использовался известковый раствор. В кадки попеременно сыпали просеянную известь и песок так, чтобы один слой ложился на другой, затем их смешивали и этот состав выдерживался несколько суток. После чего он использовался для кирпичной кладки. Известь – древнейший связующий материал. ^ Химизм процесса. Негашеную известь – оксид кальция СаО – получают обжигом различных природных карбонатов кальция. Реакция обжига: СаСО3 = СаО + СО2 Содержание в негашеной извести небольших количеств неразложившегося карбоната кальция СаСО3 улучшает связующие свойства извести, к этому же приводят небольшие примеси силикатов, алюмосиликатов и ферритов кальция, часто присутствующих в природном карбонате. Для использования извести в качестве связующего ее гасят, готовят тесто, которое затем смешивают с песком в количестве от 2 до 4-х частей по объему. Гашение извести сводится к переводу оксида кальция в гидрооксид СаО + Н2О = Са(ОН)2 + QЭто реакция экзотермическая, т.е. протекает с выделением теплоты. Твердение извести связано с физическими и химическими процессами. Во-первых, происходит испарение механически примешанной воды. Во-вторых, гидроксид кальция кристаллизуется, образую известковый каркас из сросшихся кристаллов Са(ОН)2 и окружающих его частиц песка. Кроме того, происходит взаимодействие Са(ОН)2 с СО2 воздуха с образованием карбоната («карбонизация») Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3↓ + Н2ООба этих процесса – кристаллизация и карбонизация – протекают довольно медленно. Поскольку процесс карбонизации связан с выделением воды, то стены, сложенные с использованием известкового раствора, долго остаются сырыми. Собор строился в течение 10 лет, кирпичная кладка велась неспешно, т.к. после укладки нескольких слоев кирпичей они могли дать усадку и сильно растрескаться. Но этого не происходило, т.к. строители, наверное, были очень опытные и знали толк в химизме процесса, а именно, в процессе карбонизации. Возведенные стены получились крепкими, усадки сильной не давали, а кроме того, в народе говорили, что «церковь построена на яйцах» и в этом есть доля правды. По распоряжению городского главы за каждым селом была закреплена норма подвоза к строящемуся храму определенного количества подвод с яйцами. Их скорлупу, содержащую карбонат кальция, добавляли в гашеную известь, т.к. примеси СаСО3 улучшают связующие свойства извести – процесс карбонизации. Об этих фактах нам известно из рассказов нашего учителя, а ей – от бабушки, Филимоновой А.Е., старожила Сердобска, очевидца строительства собора, а также рассказа иеромонаха отца Андрея (Афанасьева). В известковый раствор добавляли немного портландцемента, что тоже улучшало его связующие свойства. Строили долго еще потому, что за теплое время года стены, сложенные с использованием известкового раствора, быстрее высыхали. Важно знать, что в известковом растворе (известковое тесто, замешанное с песком) должно быть столько извести, чтобы ее хватило для заполнения всех пустот между песчинками и обмазывания каждой из них. При большом количестве извести, а также при неравномерном ее распределении (при плохом перемешивании) в местах скопления извести могут появиться трещины. Их на соборе нет. ^ Прочность старинных зданий, сцементированных известью, нередко вводит малосведущих людей в заблуждение: они утверждают, что «прежде строили лучше», и что цементирующие растворы «были прочнее». И действительно, как не прийти к такому заключению, если при разборке старинных зданий можно разрушить сам кирпич, но не разъединить отдельные кирпичи. Но подобного рода заключения являются довольно поспешными, т.к. при этом не учитываются те химические изменения, которые происходят в строительных материалах в течение многих лет.2.4 Кровля.Особое внимание при строительстве собора уделялось кровле – это самый верхний покров крыши, защищающий все конструктивные элементы здания от атмосферных осадков и отводящий воду на землю. Основными требованиями, предъявляемыми к кровле, являются водонепроницаемость и элементы безопасности кровли. Кровля бывает из различных материалов. На первом соборе она была железная, покрытая медянкой, на последнем – сначала железная, «крыт железом – белым железом, а остальное – обычным». Но потом вся кровля была сделана из оцинкованного железа (это видно на фотографии 1980-е гг). – перекрыли главный купол, шатры и крышу собора. В настоящие время купола крыты покрытием из нержавеющей стали с нитрид – титановым покрытием, шатры – из современного профилированного железа. Остальные части крыши храма – оцинкованным железом.Химизм. На первом месте среди всех металлопокрытий – и по важности, и по масштабам – стоят покрытия цинковые, а нанесение на поверхность железа тонких пленок коррозионных металлов – важнейшее средство защиты от коррозии. Оцинкованное железо на крышах – вещь настолько привычная, хотя можно сделать покрытии хромированные или никелированные, но цинковые покрытия часто оказываются более надежными, чем другие, потому, что цинк не просто механически защищает железо от внешних воздействий, он его химически защищает. Цинк в ряду активности стоит впереди железа. Кровля подвергается атмосферной коррозии и имеет электрохимическую природу. Это можно объяснить с электрохимических позиций. Механизм защиты железа цинком, состоит в том, что цинк – металл, более активный, чем железо. В присутствии влаги между железом и цинком образуется микрогальванопара, в которой цинк – анод, именно он и будет разрушаться при возникшем электрохимическом процессе, сохраняя в неприкосновенности основной металл. И получается «сам погибай, а друга спасай». Но в процессе покрытия железо и цинк реагируют между собой, и чаще всего царапина оголяет не само железо, а интерметаллическое железо с цинком, довольно устойчивое к действию влаги. Активный цинк реагирует с влагой воздуха и одновременно содержащимся в нем углекислым газом. Образуется защитная пленка состава ZnCO3 * Zn(OH)2, имеющая достаточную химическую стойкость, чтобы защитить от реакции железо и сам цинк. Но ничто не вечно под луной. Коррозия коснулась и этого покрытия. На куполах стали заметны пятна ржавчины. Позднее кровля была заменена. ^ 2.5 Золотые купола России – символ духовного возрождения России.В синем небе, колокольнями проколотом, Медный колокол, медный колоколТо ль возрадовался, то ли осерчал…Купола в России кроют чистым золотом,Чтобы чаще Господь замечал. В.Высоцкий.Архитектура и интерьер Храма призваны органично дополнять собой богослужебные действия. Именно в этой связи особое значение всегда придавалось в форме и цвету купола Храма. В настоящее время покрытие куполов нашего собора осуществлено с применением современных технологий – это нержавеющая сталь с нитрид–титановым покрытием (предприятие – города Волгодонска). И, что удивительно,- титан открыл молодой священник англичанин Вильям Грегор в 1791 году, но «крестным отцом» титана все же признан М. Клапрот, он как бы переоткрыл этот элемент, но признал приоритет В. Грегора. Титаны – боги, похожие на огромных людей, бессмертны (например - Прометей) – символ мужества, бесстрашия, исполинской мощи. Титан – пластичен, устойчив к коррозии, на воздухе покрыт защитной оксид – нитридной пленкой, что обуславливает его исключительную химическую стойкость.[13] Физические и химические характеристики нитрида титана: - соединение титана с азотом состава TiNх (х=0.58 + 1.00), представляющее собой фазу внедрения с широкой областью гомогенности, кристаллы с кубической гранецентрированной решеткой. Температура плавления 2974 , плотность 5.44 г/см. Нитрид титана устойчив при комнатной температуре к действию соляной, серной, хлорной кислот, на него мало действуют кипящие соляные и серные кислоты, мало устойчив на холоду к действию NaOH. Стоек к воздействию расплавленных олова, свинца, кадмия, цинка. Основной метод получения нитрида титана – азотирование титана около 1200 (так производят наиболее чистый продукт). Нитрид титана в зависимости от состава может иметь золотой, синий, черный и другие цвета.[27] Купола нашего собора в настоящее имеют золотой цвет. Свойство нержавеющей стали с напылением нитрида титана: высокая износостойкость к коррозионному и атмосферному воздействию, высокая отражающая способность покрытия. Нитрид титана устойчив при дальнейшей обработки, фирма дает гарантию на 50 лет и теперь купола собора и шатров, духовного центра сияют золотом, что видно даже издалека (остальные материалы в Приложении). Вывод. Во все времена строители справедливо считали, что на крыше экономить нельзя. Крыша – это первое, что бросается в глаза издалека. Храм как здание, посвященное Богу, прежде всего, воплощает в себе духовные традиции русского православия.^ 2.6 Химический эксперимент.1. Применение извести в строительном деле: гашеная известь мы разбавили водой и перемешали так, чтобы образовалась масса в виде густой кашицы. К полученной кашице добавили двойное количество песка, из смеси сформировали изделие виде шариков, оставили их на несколько дней. Когда произошло «схватывание» и затвердевание, мы показали ребятам прочность и твердость этих шариков. nSiO2 + Ca(OH)2 CaO * nSiO2 + H2O«Схватывание» - это превращение смеси в связную массу, затвердевание - это кристаллизация или твердение. Частицы Ca(OH)2 укрупняются, превращаются в длинные кольчатые кристаллы, уплотняющие массу силиката кальция. Вместе с тем нарастает прочность и твердость шариков. ^ 2.Определение карбоната кальция в меле и получение гашеной извести. На электрическую плитку мы насыпали очень мелкие кусочки мела, включили плитку. Плитка раскалилась – произошло разложение карбоната кальция, через 10-15 минут, после начала опыта мы сняли несколько крупинок с плитки, бросили в воду и испытали фенолфталеином – малиновая окраска, образование гидроксида кальция (гашеной извести) – щелочная реакция среды 1) СаСО3 СаО + СО2 2) СаО + Н2О Ca(ОН)2 ^ 3. Гашение жжёной извести. Мы куски жженой извести СаО положили в стакан и прилили воды, полностью смочив куски. Через некоторое время куски извести рассыпались в порошок. Вся масса разогрелась, мы обратили внимание то что реакция гашения сопровождается выделением большого количества тепла – экзотермическая реакция. Гашеную известь залили водой и испытали фенолфталеином, окраска малиновая, значит реакция среды щелочная.^ 4. Определение карбоната кальция в составе яичной скорлупы и мела. На негорючей подставке мы укрепили свечу и внесли в пламя: в первом случае - кусочек яичной скорлупы, во втором – кусочек мела. Вначале мел и яичная скорлупа покрылись копотью – сделали вывод: температура пламени мала, для обжига нужна - t 700-800 .Чтобы увеличить температуру мы продували через пламя воздух, дули в трубку с оттянутым концом, чтобы воздух попал в пламя над самым фитилем, при этом язычок пламени отклонялся в сторону и температура пламени повышалась. Направили язычок на острую часть мелка (брали кусковой мел, так как прессованный школьный мелок не очень хороший) этот участок раскалился до бела, мел здесь превратиться в жженую (негашеную) известь СаО и выделиться СО2. Обожженные кусочки скорлупы и мела положили на чистую жестянку, дали остыть, затем положили в блюдце и капнули воды на то место, которое было накалено, шипение, вода поглотилась, прокаленный участок рассыпался в порошок. СаСО3 CaO + CO2 . Капнули раствором фенолфталеина на порошок – малиновая окраска – щелочной раствор. CaO + H2O Ca(OH)2^ 5. Производство штукатурных работ. Свежая известь (образец 1) была куплена нами заранее в магазине «Строй – сервис», второй образец извести взяли у завхоза школы и мы поставили вопрос: как можно определить пригодна ли запасенная нами известь для приготовления штукатурного раствора. Мы провели опыт: присутствие карбоната кальция мы обнаруживаем пробой с соляной кислотой (выделение СО2),В-первом образце газ выделялся слабо, сделали вывод: известь пригодна для штукатурных работ. А во–втором образце газ выделялся сильно. Вывод: известь непригодна для штукатурных работ, а только для побелки. Теория: «схватывание» штукатурного раствора основано на реакции гидроксида кальция с углекислым газом воздуха. При хранении гашеной извести так же происходит взаимодействие гидроксида кальция с углекислым газом воздуха с образованием карбоната кальция, поэтому штукатурный раствор из лежалой гашеной извести, будет плохо «схватываться».^ 6.Определение оксида кальция в строительной извести. Опыт проводился на базе химической лаборатории МУП «Водоканал».Строительную известь мы купили в магазине «Строй - сервис» и испытали её на содержание в ней СаО, использовали оборудование и материалы: технико-химические весы с разновесом, мерный цилиндр, бюретку, стакан на 300 мл, строительная известь – 5г, раствор фенолфталеина, 1 н. раствор соляной кислоты, с точно известным титром (от 50 – 75 мл). 1. ^ Приготовили и внесли