WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«Курс лекций Содержание Структурные характеристики материалов Механические, химические и технологические свойства материалов Природные каменные материалы Керамические материалы Материалы ...»

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Курс лекций

Содержание

Структурные характеристики материалов

Механические, химические и технологические свойства материалов

Природные каменные материалы

Керамические материалы

Материалы и изделия из древесины

Металлы и металлические изделия

Минеральные вяжущие материалы

Бетоны

Железобетон

Битумные и дегтевые вяжущие вещества

Асфальтовые бетоны и растворы

Кровельные, гидроизоляционные и герметизирующие материалы

Строительные пластмассы

Теплоизоляционные материалы

Лакокрасочные материалы

Литература

Структурные характеристики материалов Большинство строительных материалов – пористые, то есть в их объеме помимо твердого вещества находятся воздушные ячейки, заполненные воздухом, плотность которого, ниже плотности твердого вещества. Поэтому для строительных материалов определяют две характеристики – среднюю и истинную плотность.

Средняя плотность m масса единицы объема материала в естественном состоянии (объем определяется вместе с порами):

m m =, кг/м3, г/см3 V Образец материала Истинная плотность (приборы для определения истинной плотности)

–  –  –

Пористость строительных материалов колеблется в широких пределах:

от 0 до 98%. От величины пористости и ее характера (размера и формы пор, равномерности их распределения по объему материала, их структуры) зависят важнейшие свойства материала: средняя плотность, прочность, долговечность, теплопроводность, водопоглощение, водопроницаемость, морозостойкость .



–  –  –

mc Гигроскопичность – способность материала, поглощать водяные пары из воздуха. Зависит от химического состава и пористости. Гигроскопичные материалы – гипс, цемент, древесина .

Влагоотдача – способность материала терять находящуюся в его порах воду .

Морозостойкость – способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократные попеременные замораживания и оттаивания без признаков разрушения. Замораживание и оттаивание составляет один цикл. Продолжительность цикла не должна превышать 24 часов .

Бетон для возведения зданий должен выдерживать 35…50 циклов, бетон для гидротехнических сооружений – 300 циклов .

Морозостойкость зависит от пористости и водопоглощения .

По морозостойкости материалы подразделяются на марки: F15, F25, F35, F50… Теплопроводность – способность материала передавать теплоту сквозь свою толщу от одной поверхности к другой в случае, если температура их разная .

Тепловой поток проходит через твердое вещество и поры .

Теплопроводность воздуха = 0,023Вт / м 0 С меньше, чем у твердого вещества, из которого состоит каркас строительного материала. Поэтому чем больше пористость, тем меньше теплопроводность .

На практике можно судить о теплопроводности по плотности материала.

Известна формула Некрасова:

= 1,16 0,0196 + 0,22d 2 0,16 (Вт/м С) .

где d – относительная плотность материала (плотность материала по отношению к плотности воды – 1г/см3), безразмерная величина .

Тепловое расширение – свойство материала расширяться при нагревании и сжиматься при охлаждении, характеризуется температурными коэффициентами объемного и линейного расширения. Этот параметр необходимо учитывать в конструкциях, объединяющих несколько материалов .



КЛТР бетона и стали 10 10 6 C 1, древесины 20 10 6 С 1 .

Огнестойкость – свойство материала сопротивляться действию огня при пожаре в течение определенного времени. Зависит от сгораемости материала, т.е. от его способности воспламеняться и сгорать .

По степени огнестойкости строительные материалы подразделяют на несгораемые (бетон, кирпич, сталь), трудносгораемые (асфальтобетон, пропитанная антипиренами древесина, фибролит), сгораемые (обычная древесина, пластмассы) .

Огнеупорность – способность материала длительно работать в условиях высоких температур (от 1580 0C) без деформаций и размягчения .

К огнеупорным материалам относят специальные материалы, применяемые для внутренней футеровки промышленных печей .

Механические, химические и технологические свойства материалов Прочность – способность материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих от внешних нагрузок .

Прочность материала характеризуется значением предела прочности R

– напряжением в испытуемом образце материала в момент его разрушения .

В конструкциях материалы, находясь под действием различных нагрузок, испытывают напряжение сжатия, растяжения, изгиба, среза .

Природные камни, кирпич, бетон хорошо работают на сжатие и плохо

– на растяжение и срез. Древесина и сталь хорошо работают в конструкциях, подвергаемых сжатию и растяжению (например, в балках) .

Для определения прочности образец материала доводят до разрушения на гидравлическом прессе .

Гидравлический пресс

Задачей таких испытаний является определение напряжения, ниже которого материал может существовать неограниченно долго, а выше которого – разрушается мгновенно. Это предельное разрушение называется пределом прочности материала .

Pразр 2, МПа, (кгс/см ), Rсж = F где Pразр – разрушающая сила, F – площадь сечения до испытания .

Образцы должны иметь правильную геометрическую форму (куб, цилиндр, параллелепипед) .

В зависимости от прочности строительные материалы подразделяются на марки. Марка материала по прочности является главным показателем качества конструкционного материал Марка – это условный показатель какой-либо эксплуатационной характеристики .

Марки могут быть по прочности, морозостойкости, плотности, водонепроницаемости .

Марка по прочности обозначается буквой М, рядом ставится число, показывающее предел прочности материала, выраженный в кгс/см2 или в МПа. Например, М400, М500 и т.д .

Чем выше показатель, тем выше качество материала .

Упругость – способность материала восстанавливать свою форму и размеры после снятия нагрузки. Характеризуется модулем упругости E (МПа). Модуль определяется из закона Гука: E=, где - напряжение, МПа; а - относительная деформация .

Пластичность – способность материала сохранять деформации после снятия нагрузки .

Хрупкость – способность материала разрушаться внезапно, не претерпевая существенной деформации .





Твердость – способность материала сопротивляться проникновению других, более твердых материалов .

Твердость определяют на специальных приборах твердомерах Роквелла, Бринелля, Виккерса, Шора .

–  –  –

Твердость природных каменных материалов определяют по шкале Мооса. В шкале находятся 10 минералов, каждый из которых оставляет царапину на предыдущем минерале. Минералы расположены в порядке возрастания твердости от 1 до 10 .

–  –  –

Этот показатель важен для тех материалов, которые используются для устройства полов, лестниц, дорог .

Истираемость определяют по формуле:

m1 m2 2, г/см, И= F где m1 и m2 масса образца до и после истирания .

Ударная прочность – способность материала сопротивляться разрушению при ударных нагрузках .

Испытания проводят на копрах. Показателем сопротивления образца удару служит номер удара, предшествующий разрушению .

–  –  –

Водостойкость. При увлажнении многие материалы снижают свою прочность. Степень понижения прочности материала, насыщенного водой, характеризуется коэффициентом размягчения .

Rнас К разм = Rсух где Rнас – прочность материала в насыщенном водой состоянии, МПа;

Rсух – прочность материала в сухом состоянии .

Значение коэффициента Кразм колеблется от 0 до 1. Материалы считаются водостойкими, если коэффициент размягчения 0,8 .

Химические свойства материалов

Под химическими свойствами подразумевают способность материалов реагировать с другими веществами, с которыми они контактируют. Важными свойствами являются коррозия в конструкциях и химическое взаимодействие между компонентами в композиционных материалах .

Коррозии подвержены металлические конструкции, каменные материалы, древесина, строительные пластмассы. Коррозия вызвана агрессивным действием воды (атмосферной и подземной), растворами кислот и щелочей. В результате коррозии строительные материалы изменяют свои физико-механические характеристики и разрушаются .

Химическая активность вяжущих веществ, минеральных добавок и пигментов зависит от степени измельчения (дисперсности). Чем тоньше измельчен материал, тем быстрее будет протекать химическое взаимодействие. Дисперсность характеризуется удельной поверхностью .

Удельная поверхность – суммарная поверхность всех частиц единицы массы вещества. Удельную поверхность выражают в г/см2 .

Технологические свойства

Они характеризуют поведение материалов при технологических процессах, их обработке и переработке (например, дробление горных пород, формуемость бетонных смесей, твердение вяжущих материалов, сварка металлов). По технологическим свойствам делают вывод о возможности переработки и получении новой продукции из исходных материалов по существующей технологии производства .

Радиационная безопасность строительных материалов

Эффективная удельная активность (Аэфф) природных радионуклидов в строительных материалах не должна превышать:

• для материалов, используемых в строящихся и реконструируемых жилых и общественных зданиях (I класс): Аэфф 370Бк/кг,

• для материалов, используемых в дорожном строительстве в пределах территории населенных пунктов и зон перспективной застройки, а также при возведении производственных сооружений (II класс): Аэфф 740 Бк/кг,

• для материалов, используемых в дорожном строительстве вне населенных пунктов (III класс): Аэфф 1,5 кБк/кг .

Аттестационные вопросы

1. Как определяется истинная плотность материала?

2. Как определяется средняя и насыпная плотность материала?

3. Методика определения водопоглощения материалов .

4. Какие свойства материала зависят от пористости?

5. Какие свойства строительного материала зависят от водопоглощения?

6. Как оценить морозостойкость?

7. Какими параметрами характеризуется тепловое расширение?

8. Как практически можно определить теплопроводность?

9. Что называют прочностью материала?

10. Как определить предел прочности при сжатии строительных материалов?

11. Что такое твердость материалов, как она определяется и на какие показатели свойств материалов она влияет?

12. Что такое марка материала?

13. Как определить коэффициент размягчения?

14. Что такое технологические и химические свойства?

15. Описать методику определения истираемости строительных материалов .

16. Как производится определение сопротивления удару?

Природные каменные материалы

Природными каменными материалами называют изделия, получаемые механической обработкой горных пород .

Горные породы – основное природное сырье для производства строительных материалов. Горные породы используют для получения керамических изделий, вяжущих веществ, стекла, заполнителей в растворы и бетоны, производства облицовочных изделий .

Горной породой называют природные образования однородного состава и строения, образующие в земной коре самостоятельные геологические тела .

Минерал – природное химическое соединение или самородный элемент, образовавшийся в результате физико-химических процессов в земной коре или на поверхности Земли .

Процентное содержание минералов в горной породе определяет ее минералогический состав. Форма, размеры и взаимное расположение минералов в горной породе представляют ее структуру. Минералогический состав и структура определяют свойства горной породы .

Каждый минерал обладает характерными свойствами и признаками. К ним относятся: химический состав, строение, плотность, твердость, прочность, блеск, цвет, прозрачность. По этим признакам и свойствам проводится определение минералов .

Генетическая классификация горных пород

Магматические породы образовались при охлаждении и затвердевании расплава магмы .

Осадочные породы образованы в результате естественного разрушения магматических пород под действием различных внешних сил .

Метаморфические породы образовались в результате изменения первичных и вторичных пород при воздействии давления и температуры .

–  –  –

Эффузивные горные породы могут быть плотными и пористыми. К плотным породам относят андезиты, базальты, диабазы, порфиры, трахиты, липариты .

Они имеют высокую плотность, малую истираемость, долговечность, декоративность, хорошо полируются .

В строительстве применяются как отделочный материал в виде плит для внутренней и внешней облицовки, в дорожном строительстве в качестве бортового камня, брусчатки, для производства бутового камня .

К пористым эффузивным породам относятся пемза, вулканические туфы и пеплы, вулканический песок, туфовая лава .

Пористые породы характеризуются долговечностью, стойкостью к выветриванию, обладают низкой теплопроводностью, хорошей звукоизоляцией, легко обрабатываются .

Применяют эти породы в качестве стеновых блоков, профильных изделий, как заполнитель для производства легких бетонов, как активная минеральная добавка к извести и цементам .

Осадочные горные породы

Осадочные породы в зависимости от условий их образования подразделяют на три группы: механические осадки, они могут быть рыхлые и сцементированные; химические осадки и органогенные породы .

Главными породообразующими минералами осадочных пород являются кварц, кальцит, доломит, магнезит, глинистые минералы, гипс, ангидрит .

К рыхлым механическим осадкам относятся песок, гравий, глина .

Под действием минерализованных грунтовых вод и давления выше расположенных горных пород рыхлые осадочные породы могут уплотняться и образовывать сцементированные осадочные породы. К таким породам относят песчаники, брекчии и конгломераты .

К химическим осадкам относят известковый туф, магнезит, доломит, гипс, ангидрит, мергель .

Органогенные осадочные породы состоят из карбоната кальция CaCO2 .

Главные породы в этой группе – многочисленные известняки. Это – известняк плотный, мраморовидный известняк, известняк-ракушечник .

Также к органогенным породам относятся мел, диатомит, трепел .

Известняк-ракушечник Известняк плотный

Большинство осадочных пород имеют более пористое строение, чем магматические породы, следовательно, прочность у них меньше .

Для осадочных пород характерна невысокая коррозионная стойкость, разрушение под действием кислот, легкость обработки .

Применяют осадочные породы для производства извести и строительного гипса, цемента; в качестве облицовочного материала; как заполнитель в легких бетонах; для производства архитектурных деталей; в виде бутового камня для фундаментов, стен жилых домов в районах с теплым климатом .

Метаморфические горные породы

Метаморфические породы (видоизмененные), образовались в результате последующего изменения первичных и вторичных горных пород, связанного со сложными физико-химическими процессами в земной коре (давлением, температурой) .

Метаморфизмом называется преобразование горных пород, происходящее в земной коре под воздействием температуры, химически активных веществ, давления от выше расположенных слоев пород .

Метаморфические породы подразделяются на измененные магматические и измененные осадочные породы .

Главные породообразующие минералы метаморфических пород – это кварц, полевые шпаты, слюда, роговая обманка, оливин (характерные для магматических пород); а также кальцит, доломит (характерные для осадочных пород) .

К измененным магматическим породам относится гнейс, к измененным осадочным породам – мрамор, кварцит, сланец .

Мрамор Сланец

Для метаморфических пород характерно мелкозернистое строение и сланцевая или полосчатая текстура. Текстура характеризует сложение породы – расположение зерен в пространстве, общий облик породы .

Применяют гнейсы для бутовой кладки, в качестве плит для мощения дорог, для кладки фундаментов, для производства щебня .

Мрамор применяется для внутренней отделки помещений, в виде песка и мелкого щебня используют для цветных штукатурок, облицовочного декоративного бетона. Для наружной облицовки применять не рекомендуется из-за коррозии мрамора .

Кварциты применяют в качестве стенового камня, бута, щебня, в производстве динаса – огнеупора, обладающего кислотостойкостью .

Кровельные сланцы используют в производстве кровельных плиток, плит для пола, подоконных досок .

Виды природных каменных материалов

Грубообработанные каменные изделия

• Бутовый камень (бут) - куски неправильной формы, L - не более 50 см .

• Щебень 5 – 70 мм, остроугольные куски .

• Гравий 5 – 70 мм, окатанные зерна .

• Песок 0,16 – 5 мм .

Стеновые изделия

• Стеновые камни 390х190188; 490х240х188; 390х190х188 мм .

• Стеновые блоки 0,1 м3 .

Камни и плиты для облицовки

• Наружная облицовка - толщина плит 4 –8 см .

• Внутренняя облицовка – толщина плит 1,2 – 4 см .

• Цокольные плиты – толщина 3 –8 см .

Дорожные каменные материалы

• Бортовые камни – высота 30 – 60 см .

• Брусчатка должна иметь форму бруска, высотой 10 – 16 см .

• Тротуарные плиты – толщина 4 – 15см .

Разрушение природных каменных материалов

Разрушение каменных материалов может происходить под действием воды и мороза, от воздействия органических кислот. Скорость разрушения горной породы зависит от структуры, минералогического состава .

Для защиты каменных материалов от разрушения необходимо предотвратить попадание воды и растворов в глубину камня. Это возможно выполнить с помощью конструктивных и физико-химических мероприятий .

Конструктивная защита от увлажнения проводится путем устройства стоков воды, придания каменным изделиям гладкой поверхности и особой формы, при которой вода не задерживается и не проникает внутрь изделия. Физикохимические мероприятия заключаются в создании на лицевой поверхности камня плотного водонепроницаемого слоя при помощи специальных химических составов .

–  –  –

1.Как классифицируют горные породы по происхождению?

2.Перечислить основные породообразующие минералы магматических горных пород .

3.Перечислить основные породообразующие минералы осадочных горных пород .

4.Структура и свойства магматических горных пород .

5.Структура и свойства осадочных горных пород .

6.Влияние метаморфизма на свойства магматических и осадочных пород .

7.Какие виды строительных материалов и изделий изготовляют из горных пород?

8.Технические требования к каменным материалам .

9.Перечислить факторы, вызывающие разрушение строительных материалов из природного камня и способы защиты их от разрушения .

10.Перечислить виды фактурной обработки природного камня .

Керамические материалы

Керамическими называют искусственные каменные материалы и изделия, полученные в процессе технологической обработки минерального сырья и последующего обжига при высоких температурах .

Название «керамика» происходит от греческого слова «keramos» глина .

Классификация керамических материалов

1. По назначению: стеновые, отделочные, кровельные, для полов, дорожные, санитарно-технические, кислотоупорные, теплоизоляционные, огнеупорные, заполнители для бетонов .

2. По структуре: керамические изделия с пористой структурой (водопоглощение по массе 5%), это - стеновые материалы, кровельные материалы и дренажные трубы, облицовочные плитки; керамические изделия с плотной структурой (водопоглощение по массе 5%), это – клинкерный кирпич, крупноразмерные облицовочные плиты, кислотоупорная керамика .

3. По температуре плавления: легкоплавкие (1350С), тугоплавкие (1350C - 1580С), огнеупорные (1580C - 2000C), высшей огнеупорности (2000С) .

Сырье для производства керамики

Сырьем для изготовления керамических материалов служат различные глинистые горные породы .

Глинистые породы образовались в результате выветривания магматических горных пород, в состав которых входят полевые шпаты .

Процесс выветривания заключается в механическом разрушении и химическом разложении. Механическое разрушение происходит в результате воздействия переменной температуры и воды. Химическое разложение происходит при воздействии на полевой шпат воды и углекислоты, в результате чего образуется минерал каолинит .

Разрушение полевого шпата ортоклаза:

K2O·Al2O3·6SiO2+2H2O+CO2=K2CO3+4SiO2+AI2O3·2SiO2·H2O поташ кварц каолинит Глинистые минеральные частицы размером менее 0,005 мм обеспечивают способность при затворении водой образовывать вязкопластичное тесто, сохраняющее при высыхании полученную форму, а после обжига приобретающее водостойкость и прочность камня .

Кроме глинистых частиц в составе сырья могут находиться пылевидные частицы с размерами зерен 0,005-0,16 мм и песчаные частицы с размерами зерен 0,16-5 мм .

Глинистые частицы имеют пластинчатую форму. Между частицами при смачивании образуются тонкие слои воды, вызывающие набухание частиц, и обеспечивающие скольжение их относительно друг друга без потери связности. В результате глина, смешанная с водой, дает легко формуемую массу .

При сушке глиняное тесто теряет воду и уменьшается в объеме. Этот процесс называется воздушной усадкой (2-12% по объему). Чем больше в сырье глинистых частиц, тем выше пластичность и воздушная усадка глин .

Пластичность оценивается количеством воды, необходимой для получения из глины удобоформуемой массы .

–  –  –

При последующем обжиге при температуре 1000C керамическая масса теряет свои пластические свойства и за счет образования новых минералов приобретает камневидное состояние, водостойкость и прочность .

Одновременно происходит дальнейшее уплотнение и усадка материала, которая называется огневой усадкой (2-8%) .

Способность глин уплотняться при обжиге и образовывать камнеподобный черепок называется спекаемостью глин. В зависимости от температуры обжига получают пористый (около 1000C) или плотный (1100C) черепок .

Способность глины связывать между собой частицы непластичных материалов называется связностью .

–  –  –

На керамических заводах может отсутствовать сырье, пригодное в естественном виде для изготовления изделий. Такое сырье требует введения добавок, корректирующих свойства глин .

–  –  –

Некоторые виды керамических изделий для повышения санитарногигиенических свойств, водопроницаемости, улучшения внешнего вида покрывают декоративным слоем – глазурью или ангобом .

Глазурь - стекловидное покрытие толщиной 0,1-0,2 мм, нанесенное на изделие и закрепленное обжигом. Глазури могут быть прозрачными и глухими (непрозрачными), различного цвета. Для изготовления глазури используют: кварцевый песок, каолин, полевой шпат, соли щелочных и щелочноземельных металлов. Сырьевые смеси размалывают в порошок и наносят на поверхность изделий в виде порошка или суспензии перед обжигом .

Ангобом называется нанесенный на изделие тонкий слой беложгущейся или цветной глины, образующей цветное покрытие с матовой поверхностью .



По свойствам ангоб должен быть близок к основному черепку .

–  –  –

Основные технологические операции при производстве керамических материалов (а) и характерная схема пластического формования (б) 1 – бункер для загрузки сырья, 2 – ленточный пресс, 3 – шнек, 4 – формующее устройство, 5 – глиняный брус Конструкционная строительная керамика

–  –  –

Керамические кирпичи и камни изготовляют из легко плавких глин с добавками или без них. Кирпичи и камни применяются для кладки наружных и внутренних стен и других элементов зданий и сооружений, а также для изготовления стеновых панелей и блоков .

–  –  –

Кирпич: а) обыкновенный; б) утолщенный; в) модульный. Камень: г) обыкновенный; д) укрупненный; е) модульный; ж, з) с горизонтальным расположением пустот

–  –  –

В соответствии с действующими стандартами кирпич обыкновенный выпускают размером 250 х 120 х 65 мм. Приняты следующие названия граней кирпича: большая – постель, боковая длинная – ложок, торцовая – тычок .

Плотность обыкновенного полнотелого кирпича керамического кирпича – 1600-1800 кг/м3, пористость – 28-35 %, водопоглощение - не менее 8% .

Основная характеристика качества кирпича – марка по прочности, определяемая по результатам испытания кирпича на сжатие и изгиб .

Установлены следующие марки: 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300 .

По морозостойкости для кирпича установлены четыре марки – F15, F25, F35, F50 .

Масса кирпича должна быть не более 4,3 кг .

Облицовочные материалы и изделия

Различают: фасадные облицовочные изделия – кирпич и камни керамические лицевые (укладывают в стену здания в перевязку с обыкновенными, они отличаются от них повышенными физикомеханическими показателями и улучшенным качеством лицевой поверхности); керамические изделия для внутренней облицовки – плитки для внутренней облицовки стен, плитки для пола .

–  –  –

Лицевые кирпичи выпускаются марок М75, 100, 125, 150, а по морозостойкости не F25. Кирпичи выпускаются разного цвета, а также с офактуренной лицевой поверхностью (ангобированной, глазурованной, торкретированной) .

–  –  –

Керамические материалы и изделия специального назначения .

Выпускают кирпич и камни керамические для кладки и футеровки промышленных дымовых труб и печей, камни трапецеидальной формы для устройства подземных коллекторов, дорожный клинкерный кирпич для мощения улиц и дорог, глиняную черепицу – старейший вид кровельных материалов, керамические трубы, теплоизоляционные керамические изделия (ячеистая керамика и керамзит), огнеупорные материалы .

Аттестационные вопросы

1.Что служит сырьем для производства керамики?

2.Тип глин по пластичности .

3.Для чего применяют плавни?

4.Свойства глин .

5.Методы формования изделий .

6.Для каких отделочных материалов применяют керамику с плотным строением черепка?

7.Что называется полной усадкой?

8.Как называются грани кирпича?

9.Привести размеры кирпича керамического обыкновенного .

10.Чем лицевой кирпич отличается от обыкновенного кирпича?

11.Марки кирпича по прочности и морозостойкости .

12.Назвать материалы для облицовки фасадов зданий .

13.Какие изделия относятся к специальным видам изделий?

Материалы и изделия из древесины

Древесиной называют освобожденную от коры часть ствола дерева, имеющую слоисто-волокнистое строение. Древесина обладает ценными свойствами: небольшой плотностью, высокой прочностью, малой теплопроводностью, гибкостью и упругостью. Древесина легко обрабатывается, может противостоять действию многих химических реагентов, морозостойкая .

Вместе с тем древесина имеет недостатки, которые снижают ее строительные свойства: анизотропность, наличие пороков, гигроскопичность, способность к загниванию и возгоранию .

В зависимости от степени переработки различают:

1. Лесные материалы, получаемые механической обработкой стволов дерева (бревна, пиломатериалы) .

2. Деревянные изделия и конструкции, изготовляемые в заводских условиях (сборные дома и детали, столярные изделия) .

3. Композиционные материалы, получаемые технологической переработкой древесины (ДСП, ДВП, арболит, фибролит) .

Строение и состав древесины

Растущее дерево состоит из корневой системы, ствола и кроны .

Строение ствола дерева, видимое невооруженным глазом или через лупу, называют макроструктурой, а видимое под микроскопом – микроструктурой .

Обычно изучают три основных разреза ствола: поперечный (торцовый), радиальный, проходящий через ось ствола, и тангентальный, проходящий по хорде вдоль ствола .

–  –  –

При рассмотрении разрезов ствола можно различить основные части:

кору, камбий, древесину и сердцевину. Кора защищает дерево от механических воздействий. Она состоит из наружного слоя – корки и внутреннего луба .

Луб – тонкий внутренний слой коры, он передает питательные вещества из кроны дерева вниз .

Камбий – тонкий жизнедеятельный слой ткани, располагающийся за лубом. Каждая клетка камбия при размножении делится на две, одна - более тонкостенная, откладывается к внешней стороне ствола, другая, толстостенная, одеревеневшая клетка располагается по направлению к сердцевине. Весной камбий образует широкие клетки с тонкой оболочкой – весеннюю (раннюю) древесину. Во второй половине вегетационного периода камбий образует толстостенные сплюснутые клетки, которые составляют главную часть летней (поздней) древесины .

–  –  –

Древесина обычно имеет светлую окраску, но у некоторых пород к сердцевинной трубке прилегает более темная древесина .

Сердцевина расположена вдоль всего ствола в его центральной части .

Она состоит из клеток с тонкими стенками. Сердцевина и образовавшиеся в первый год побеги образуют сердцевинную трубку. Эта часть ствола является наиболее слабой, она плохо противостоит загниванию .

Свойства древесины

Физические свойства древесины. На свойства древесины большое влияние оказывает влажность. Воду, находящуюся в древесине, делят на три вида – капиллярную (или свободную), гигроскопическую и химически связанную. Капиллярная вода заполняет в древесине полости клеток, межклеточные пространства и сосуды. Гигроскопическая вода находится в стенках клеток. Химически связанная вода входит в химический состав веществ, образующих древесину .

По содержанию влаги различают: мокрую древесину - с влажностью до 100%, свежесрубленную - 35 % и выше, воздушно-сухую - 15-20% и комнатно-сухую - влажность 8-12%. Стандартной считают влажность древесины 12%, при которой определяют и сравнивают ее свойства .

Гигроскопичность – способность древесины поглощать водяные пары из воздуха .

Равновесной называют влажность, которую имеет древесина при продолжительном нахождении на воздухе с постоянной относительной влажностью и температурой .

Для получения данных о физико-механических показателях древесины, зависящих от влажности, используется понятие стандартная влажность древесины, значение которой установлено равным 12% .

Истинная плотность древесины всех пород примерно одинакова и составляет 1,54 г/см3 .

Средняя плотность изменяется от 390 до 1100 кг/м3 .

Теплопроводность древесины вдоль волокон больше, чем поперек волокон. Среднее значение теплопроводности 0,16-0,35 Вт/м C .

При изменении влажности древесины происходит изменение ее линейных размеров и объема. Усушкой древесины называют уменьшение размеров, а набуханием – увеличение размеров при поглощении воды, пропитывающей оболочки клеток. Набухание и усушка происходят неравномерно в различных направлениях. Набухание вдоль волокон составляет 0,1%, в радиальном направлении – 3-6%, а в тангентальном – 6Усушка и разбухание вызывают коробление и растрескивание изделий .

Коробление досок в результате усушки а) – продольное; 1 – простое, 2 – сложное, б) - поперечное;

в) - крыловатость Механические свойства. Целлюлозные цепочки всегда представляют собой нитевидные молекулы. Растительная клетка имеет форму трубки, стенки которой образованы длинными, уложенными приблизительно параллельно нитевидными молекулами целлюлозы. Любую древесину можно представить в виде пучка тонких параллельных трубок. Материал этих трубок для всех пород древесины одинаков, следовательно, прочность древесины зависит от толщины стенок, то есть от средней плотности древесины .

Прочность древесины определяют путем испытания малых, чистых (без пороков) образцов древесины. Прочность древесины характеризуется пределами прочности при сжатии, растяжении, статическом изгибе, скалывании .

Прочность древесины как анизотропного волокнистого материала зависит от того, под каким углом к волокнам направлена сила .

Прочность также зависит от породы дерева, средней плотности, пористости, наличия пороков, влажности .

Таблица 6. Основные физико-механические свойства пород древесины

Прочность при сжатии определяют вдоль и поперек волокон .

Прочность древесины при сжатии вдоль волокон в 3-4 раза больше, чем прочность при сжатии поперек волокон. Например, предел прочности при сжатии образцов воздушно-сухой древесины вдоль волокон – около 60 МПа, а поперек – только 20 МПа .

Прочность древесины при растяжении вдоль волокон в 2,5 раза больше, чем прочность при растяжении поперек волокон .

По прочностным показателям древесина может конкурировать с современными конструкционными материалами. Однако пороки древесины могут существенно понизить показатели механических свойств .

Пороки древесины .

Пороки древесины подразделяют на группы: сучки, трещины, пороки формы ствола, пороки строения древесины, химические окраски, грибные поражения .

Сучки – части ветвей, заключенные в древесине. Они нарушают однородность строения древесины, вызывают искривления волокон и затрудняют механическую обработку .

–  –  –

Трещины – разрывы древесины вдоль волокон. Нарушают целостность материала, снижают механическую прочность и долговечность .

Виды трещин

а) метик простой, б) метик несогласный, в) метик крестовый, г) отлуп,

д) морозобоина открытая, е) морозобоина закрытая Пороки формы ствола – сбежистость, закомелистость, кривизна .

Увеличивают расход древесины при распиловке, снижают прочность материалов .

–  –  –

Пороки строения древесины – наклон волокон, крень, свилеватость, завиток, сердцевина. Снижают прочность при растяжении и изгибе, затрудняют механическую обработку .

–  –  –

К прочим порокам древесины относятся повреждения насекомыми (червоточины), инородные включения и дефекты, деформации (покоробленность – искривление пиломатериалов, возникающее при распиловке, сушке и хранении) .

–  –  –

Древесину защищают от гниения с помощью обработки ее различными химическими веществами – антисептиками. Для обработки используют водорастворимые и масляные антисептики, антисептические пасты .

Водорастворимыми антисептиками пропитывают древесину. В основном применяют фторид натрия NaF, кремнефтористый натрий Na2SiF6 – для антисептирования элементов жилых и общественных зданий/ Масляные антисептики – антраценовое, сланцевое, креозотовое масла – обладают сильным действием, но окрашивают древесину в темный цвет, имеют резкий запах .

Пропитку древесины производят поверхностной обработкой, в горячехолодных ваннах и под давлением в автоклаве .

Для защиты древесины от возгорания окрашивают поверхность огнезащитными красочными составами, пропитывают антипиренами – огнезащитными веществами (бура, сульфат аммония, поташ, борная кислота) .

Антипирены при возгорании древесины разлагаются с выделением газов, не поддерживающих горение, или плавятся с образованием газонепроницаемой пленки, либо вспучиваются, образуя теплоизоляционное покрытие .

–  –  –

Круглые лесоматериалы – очищенные от сучьев отрезки древесных стволов, подразделяют на бревна, подтоварник и жерди .

Пиломатериалы получают при продольной распиловке бревен .

Пиломатериалы

а) пластина, б) четвертина, в) брус двухкантный, г) брус трехкантный, д) брус четырехкантный, е) доска необрезная, ж) доска обрезная с тупым обзолом, з) доска обрезная с острым обзолом, и) доска обрезная, к) ванчес, л) брусок, м) обапол горбыльный, н) обапол дощатый, о) шпала необрезная, п) шпала обрезная

–  –  –

Из древесины хвойных и лиственных пород изготовляют большой ассортимент погонажных изделий, паркетных изделий, столярных плит, фанеру .

Фанера представляет собой листовой материал, склеенный из трех и более слоев лущеного шпона .

Схема изготовления фанеры Многослойная фанера Наружные слои шпона в фанере называют рубашками, а внутренние – серединками. При нечетном числе слоев шпона уменьшается коробление фанеры. Обычно фанеру склеивают из листов шпона, расположенных так, чтобы волокна смежных листов шпона были взаимно перпендикулярны .

В строительстве применяют фанеру трех видов: клееную, бакелизированную и декоративную .

Клееная фанера может быть повышенной водостойкости (склеена клеями типа фенолоформальдегидных), средней водостойкости – на карбамидных клеях, ограниченной водостойкости – на белковых клеях .

Клееную фанеру повышенной водостойкости применяют для несущих конструкций, фанеру средней водостойкости – для перегородок .

Бакелизированную фанеру изготовляют из березового шпона толщиной не более 1,5 мм, пропитанного и склеенного фенолоформальдегидными клеями. Такая фанера имеет предел прочности при растяжении 60-80 МПа, при этом она также легка, как и древесина. Эта фанера обладает повышенной водостойкостью, атмосферостойкостью и прочностью. Применяют бакелизированную фанеру для изготовления легких конструктивных элементов .

Декоративную клееную фанеру изготовляют из березового, ольхового или липового шпона и облицовывают строганным шпоном из ценных пород дерева с красивой текстурой либо полимерными пленками .

Декоративную фанеру применяют для внутренней отделки стен, перегородок, дверных полотен .

Аттестационные вопросы

1.Что такое ранняя и поздняя древесина?

2.Как определить содержание поздней древесины?

3.На какие свойства влияет влажность древесины?

4.Что такое анизотропность древесины?

5.Как анизотропность влияет на свойства древесины?

6.Механические свойства древесины .

7.Пороки формы ствола .

8.Пороки строения древесины .

9.Микроструктура древесины .

10.Положительные и отрицательные свойства древесины .

11.От чего зависит прочность древесины?

12.Какие хвойные и лиственные породы применяют в строительстве?

13.Пиломатериалы и изделия из древесины .

14.Материалы и изделия из отходов древесины .

15.Защита древесины от гниения и возгорания .

16.Как производится фанера?

17.Как производят водостойкую фанеру?

Металлы и металлические изделия

Металлами называют химически простые вещества, обладающие высокой теплопроводностью и электропроводимостью, ковкостью, прочностью, блеском .

Чистые металлы применяют редко, так как не всегда обеспечиваются нужные свойства. В строительстве используются сплавы на основе металлов .

Металлическим сплавом называют сложное вещество, полученное сплавлением нескольких металлов или металлов с неметаллами .

–  –  –

Металлы подразделяют на две группы: черные и цветные. Черные металлы – это железо и сплавы на его основе (чугун и сталь) .

Сталь – сплав железа с углеродом и другими элементами. Углерода в таком сплаве содержится до 2,14 %. По химическому составу сталь подразделяется на углеродистую и легированную, по назначению – на конструкционную, инструментальную, специального назначения, по способу получения - на кислородно-конвертерную, мартеновскую, электросталь .

Чугун – сплав железа с углеродом, марганцем, кремнием. Углерода в чугуне содержится до 6,67 %. По микроструктуре чугун бывает белый или серый .

Цветные металлы – марганец, алюминий, титан, никель, бериллий, медь, цинк, магний. Из цветных металлов в строительстве чаще всего используют сплавы на основе алюминия, меди, титана .

–  –  –

Электроплавление – получение стали высокого качества в электропечах. Электропечь быстро нагревается до заданной температуры, тепловой процесс легко регулируется .

–  –  –

Стали по химическому составу подразделяют на углеродистые и легированные. Сталь, свойства которой в основном зависят от содержания углерода, называют углеродистой. Углеродистые стали по содержанию в них углерода подразделяют на низкоуглеродистые (до 0,25% С), среднеуглеродистые (0,25-0,6% C) и высокоуглеродистые (0,6% C) .

Углеродистые стали по назначению подразделяются на стали общего назначения и на инструментальные .

Углеродистые стали общего назначения подразделяются на три группы: А, Б и В. Сталь группы А изготовляют марок Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5,Ст6 и поставляют потребителю с гарантированными механическими свойствами. Сталь группы Б поставляют с гарантированным химическим составом (Бст1…Бст6), сталь группы В производится с гарантированным химическим составом и механическими свойствами (Вст0…Вст6) .

–  –  –

Раскислением называют процесс удаления кислорода из жидкой стали. Индексы справа от номера марки означают: кп – кипящая, пс – полуспокойная, сп – спокойная. Между индексом и номером марки может стоять буква Г, что означает повышенное содержание марганца (ст5Гпс) .

Стали обыкновенного качества подразделяют на 6 категорий в зависимости от температурных условий эксплуатации и назначения. Категорию стали обозначают цифрой правее индекса степени раскисления .

Легированной называют сталь, в состав которой входят специально введенные элементы для придания ей требуемых свойств. Стали могут содержать один или несколько легирующих элементов, которые придают им специальные свойства. По содержанию легирующих элементов различают стали низколегированные (до 2,5%), среднелегированные (2,5 – 10%) и высоколегированные ( 10%)/ Марка легированной стали состоит из сочетания букв и цифр, обозначающих её химический состав.

Легирующие элементы имеют следующие обозначения:

1. Хром – Х .

2. Никель – Н .

3. Марганец – Г .

4. Кремний – С .

5. Молибден – М .

6. Вольфрам – В .

7. Титан – Т .

8. Алюминий – Ю .

9. Ванадий – Ф .

10. Медь – Д .

11. Бор – Р .

12. Кобальт – К .

13. Ниобий – Б .

14.Цирконий – Ц .

Первые две цифры марки показывают содержание углерода в сотых долях процента. Цифра, стоящая после буквы, указывает на содержание легирующего элемента в процентах. Если цифра не указана, то легирующего элемента содержится до 1,5%. Высококачественные легированные стали имеют в конце марки букву А, а особо высококачественные – Ш .

–  –  –

Плотность стали 7850 кг/м3, предел прочности при растяжении до 700 МПа, модуль упругости - 2,1·105 МПа, теплопроводность - 70 Вт/(м·K), коэффициент линейного термического расширения – 10-5K, температура плавления стали зависит от ее состава и для обычных углеродистых сталей составляет 1300-1500C .

Термическая обработка стали

Изменять свойства стали можно не только корректировкой ее химического состава, но и направленной термической обработкой .

Термическая обработка изменяет структуру стали, что позволяет получить сталь с требуемыми свойствами .

Термической обработкой называют технологические процессы теплового воздействия, состоящие из нагрева, выдержки и охлаждения металлических изделий по определенным режимам с целью изменения структуры и свойств сплава .

Параметрами процесса термической обработки являются максимальная температура нагрева сплава, время выдержки при температуре нагрева, скорость нагрева и охлаждения .

Различают следующие виды термической обработки стали: закалку, отпуск, отжиг и нормализацию, а также обработку холодом и химикотермическую обработку .

Закалка – процесс нагрева стали до определенной температуры, выдержки при этой температуре и быстрое последующее охлаждение в воде или в масле. При закалке увеличивается твердость и прочность, снижается пластичность .

Отпуск – нагрев стали ниже температуры закалки (150-700C) и постепенное охлаждение на воздухе. Отпуск повышает вязкость и пластичность, уменьшает хрупкость закаленной стали .

Отжиг – нагрев стали, выдержка и медленное охлаждение. Отжиг уменьшает структурную неоднородность стали, улучшает обрабатываемость стали .

Нормализация – нагрев до температуры ниже закалки на 50C, выдерживают при этой температуре и охлаждают на воздухе. Повышается твердость, прочность, сплавы приобретают мелкозернистую структуру .

Обработка холодом позволяет получить более равномерную структуру стали и повысить твердость. Для охлаждения используют жидкий азот, аммиак, кислород .

Для повышения твердости, износостойкости и коррозионной стойкости сплавов применяют химико-термическую обработку. Этот метод заключается в изменении химического состава поверхностного слоя изделия (азотирование, хромирование, цианирование) .

–  –  –

Сталь используется для изготовления строительных конструкций, которые выполняются из стального проката различного профиля. Каждый профиль выпускают нескольких типоразмеров, регламентированных стандартами .

–  –  –

Основным видом специального проката для строительства является стальная арматура для бетона. Арматура подразделяется на классы: А – стержневая арматура; В – проволока; К – арматурные канаты. Символы в обозначении класса арматуры: А – стержневая; т – термически обработанная;

с – для северных районов; С – свариваемая; К – коррозионностойкая .

Арматура класса АI – гладкого профиля, остальные классы имеют периодический профиль .

–  –  –

Соединение элементов в строительных конструкциях выполняются с помощью стальных крепежных изделий – болтов, анкеров, заклепок, шурупов. Для соединения железобетонных элементов применяют стальные закладные детали, которые свариваются между собой .

–  –  –

Цветные металлы в чистом виде в строительстве практически не используются. Наиболее применяемыми являются легкие сплавы на основе алюминия: магналий (Al+Mg), дюралюминий (Al+Cu+MG), авиаль (Al+Si+Mg). Их используют для изготовления несущих и ограждающих конструкций зданий. Тяжелые сплавы получают на основе меди, олова, цинка, свинца. Чаще всего используют бронзы – сплав меди с оловом, а также латунь – сплав меди с цинком. Эти сплавы характеризуются прочностью, низкой плотностью и коррозионной стойкостью. Их применяют для изготовления санитарно-технических элементов, фурнитуры, а также для декоративных деталей .

–  –  –

Коррозия металлов происходит в результате взаимодействия металла с окружающей средой. Коррозия может быть химической и электрохимической. Химическая коррозия возникает при действии на металл газов, растворов масел, бензина, керосина, спирта. Электрохимическая коррозия характерна при действии на металл растворов кислот и щелочей .

Этот тип коррозии возможен при взаимодействии двух разнородных металлов. В таком случае первым разрушается металл, который стоит ниже в электрохимическом ряду напряжений (Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, Cu, Hg, Ag, Pt,Au) .

–  –  –

Для повышения долговечности металлические изделия и конструкции защищают от коррозии. Способы защиты от коррозии: легирование, применение защитных покрытий, защита металлическими покрытиями и т.д .

–  –  –

1. Классификация металлов .

2. Что такое сталь и чугун?

3. Производство чугуна и стали .

4. Свойства стали .

5. Способы улучшения свойств стали .

6. Углеродистые и легированные стали .

7. Маркировка стали .

8. Способы термической обработки стали .

9. Стальной прокат и стальные конструкции .

10. Стальная арматура для железобетона .

11. Цветные металлы и сплавы .

12. Защита металлов от коррозии .

13. Соединение стальных конструкций

Минеральные вяжущие материалы

Вяжущими веществами называют материалы, способные в определенных условиях образовывать пластично-вязкое тесто, которое самопроизвольно или под действием определенных факторов со временем затвердевает .

По химическому составу вяжущие материалы делят на неорганические и органические вяжущие. В строительном производстве больше применяют неорганические вяжущие вещества .

Неорганические вяжущие материалы в зависимости от их способности твердеть и сохранять свою прочность в определенной среде подразделяют на воздушные и гидравлические .

К вяжущим воздушного твердения относятся гипсовые, известковые, магнезиальные вяжущие и растворимое стекло – они твердеют и сохраняют свою прочность только на воздухе .

К вяжущим гидравлического твердения относятся гидравлическая известь, портландцемент и его разновидности, глиноземистый и расширяющийся цементы – они твердеют не только на воздухе, но и в воде .

При твердении во влажных условиях прочность образцов будет выше, чем при твердении на воздухе .

Показатели качества вяжущих материалов

1. Прочность. Определяют Rизг и Rсж на стандартных образцах призмах размером 40х40х160 мм, твердеющих определенное время и в условиях, установленных стандартом. По этим показателям устанавливают марку вяжущего .

2. Скорость твердения. Гипсовые вяжущие твердеют очень быстро, известковые – очень медленно. Для характеристики скорости твердения можно использовать сроки схватывания .

3. Схватывание – процесс потери тестом вяжущего пластичновязких свойств. Начало схватывания – момент, когда тесто начинает загустевать. Конец схватывания – тесто превращается в твердое тело, теряя пластичность .

4. Тонкость помола. Чем тоньше измельчено вяжущее вещество, тем быстрее проходит реакция взаимодействия с водой .

Гипсовые вяжущие вещества

Сырьем для производства строительного гипса служит горная порода осадочного происхождения CaSO4·2H2O – природный двуводный гипс. Строительный гипс – быстротвердеющее воздушное вяжущее, состоящее из полуводного сульфата кальция CaSo4·0,5H2O, получаемого низкотемпературной обработкой гипсового сырья .

Получение гипса проходит в две стадии:

А) термическая обработка гипсового камня при Т=160C CaSO4·2H2O = CaSO4·0,5H2O + 1,5H2O

Б) помол в мельницах .

Свойства строительного гипса

Истинная плотность – 2650-2750 кг/м3, насыпная плотность – 800кг/м3 .

Нормальная густота гипса составляет 50-70% от массы гипса, для определения водопотребности гипса используют прибор вискозиметр Суттарда .

По срокам схватывания гипс подразделяют на три группы (А, Б и В) .

Для определения сроков схватывания используют прибор Вика с иглой .

–  –  –

Для определения предела прочности при изгибе и сжатии готовят тесто нормальной густоты. Образцы в виде призм испытывают в возрасте 2 часа после их формования сначала на изгиб, затем полученные половинки разрушают на гидравлическом прессе. Установлено 12 марок по прочности от Г-2 до Г-25. Маркируют гипс по прочности, тонкости помола и схватыванию .

Г5АII

–  –  –

Каустический магнезит (MgO) и каустический доломит (MgO+CaCO3) получают термической обработкой горных пород магнезита или доломита при температуре 700-800 C. Магнезиальное вяжущее взаимодействует с водой очень медленно, поэтому дополнительно добавляют водные растворы хлорида или сульфата магния .

Начало схватывания у таких вяжущих – 20 минут, конец схватывания – 6 часов. Прочность при сжатии каустического магнезита 40-60 МПа, каустического доломита – 10-30 МПа .

Применяют магнезиальные вяжущие для устройства монолитных теплых полов (ксилолитовых), производства крупноразмерных плит .

–  –  –

Строительную воздушную известь получают обжигом мела, известняка, доломита, мергелистых известняков. После обжига производят помол комовой извести, получая молотую негашеную известь, или гашение комовой извести водой, получая гашеную известь .

CaCO3 = CaO + CO2 воздушная известь Гашение извести заключается в химическом взаимодействии с водой .

CaO + H2O = Ca(OH)2 + Q гашеная известь При гашении извести идет распад кусков извести на мельчайшие частицы. В зависимости от количества воды, можно получить гидратную известь, известковое тесто или известковое молоко .

Качество извести оценивают по тонкости помола, по содержанию химически активных компонентов, по времени гашения извести, по содержанию примесей .

По содержанию MgO различают виды воздушной извести: кальциевую (не более 5%), магнезиальную (5-20%), доломитовую (20-40%) .

По скорости гашения воздушная известь бывает:

• быстрогасящаяся (менее 8 минут)

• среднегасящаяся (8-25 минут)

• медленногасящаяся ( 25 минут) .

Примесями в извести являются зерна недообожженного и пережженного сырья, снижающие активность и качество извести .

Строительную воздушную известь применяют для получения штукатурных и кладочных растворов, низкомарочных бетонов и изделий из них, эксплуатируемых в воздушно-сухих условиях, в силикатных изделиях автоклавного твердения .

Портландцемент

Портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, которое получают высокотемпературным обжигом известняка и глины .

Портландцемент был изобретен в 1824 году Джозефом Аспдином, каменщиком из Лидса. Первое производственное предприятие возникло на юге полуострова Портленд в Великобритании, отсюда и название – портландцемент .

Производство портландцемента – сложный технологический процесс, состоящий из добычи сырьевых компонентов, доставки их на завод, приготовления шихты, высокотемпературного обжига сырья до спекания, помола клинкера с добавкой гипса .

Сырьевыми материалами для производства портландцемента служат известняки, мел, мергель, глины, глинистые сланцы. В сырьевую смесь можно вводить добавки, корректирующие свойства сырья: трепел, опоку, побочные продукты промышленности (доменные шлаки, нефелиновый шлам) .

Сырьевую шихту загружают во вращающую печь (длиной 200 и диаметром 4 метра) и обжигают при температуре 1450C .

Вращающаяся печь – металлический цилиндр, наклоненный к горизонтальной плоскости под углом 3-4, чтобы обеспечить перемещение сырьевых материалов вдоль печи .

–  –  –

Сырьевые материалы, плавясь и спекаясь в печи, образуют портландцементный клинкер: плотные куски серого цвета в виде зерен размером до 40 мм. Полученный клинкер охлаждают в холодильниках, затем его дробят и подают транспортерами в бункеры цементных мельниц для помола совместно с добавкой 3-5% природного гипса для регулирования сроков схватывания. Затем портландцемент транспортируют из мельниц в силосы для хранения .

Из силосов портландцемент отгружают железнодорожными вагонами и автомобильным транспортом в следующем виде: навалом, специальными контейнерами и бумажными мешками .

Состав портландцементного клинкера

Свойства портландцемента зависят от качественных характеристик клинкера. На качество клинкера влияет химический и минеральный состав, подбор сырьевых компонентов, обжиг и охлаждение полученного материала .

При обжиге сырья происходят сложные физические и химические процессы, в результате которых из исходных компонентов получают спекшийся материал – клинкер, состоящий из минералов кристаллической структуры и небольшого количества стекловидной застывшей массы .

–  –  –

В составе клинкера присутствует стекловидная масса в количестве 5представлена она оксидами CaO, Al2O3, Fe2O3, MgO, K2O, Na2O .

Содержание свободных CaO и MgO не должно превышать соответственно 1% и 5%. При превышении этого содержания проявляется неравномерное изменение объема цементного теста при твердении .

Располагая информацией о содержании клинкерных минералов, можно сделать выводы о рациональном применении разновидностей портландцемента .

Твердение портландцемента

При взаимодействии портландцемента с водой происходят сложные химические и физико-химические реакции, которые приводят к образованию новых кристаллических соединений. Состав новых веществ зависит от минералогического состава цемента, влажности и температуры окружающей среды .

Процесс взаимодействия портландцемента с водой происходит длительное время, но нарастание прочности со временем замедляется .

Качество цемента оценивают по прочности, которую набирает цемент за 28 суток твердения .

–  –  –

Истинная плотность портландцемента 3100-3150 кг/м3, насыпная плотность 1000-1100 кг/м3 .

Водопотребность цемента при получении теста нормальной густоты составляет 22-28% .

Тонкость помола определяется просеиванием предварительно высушенной пробы цемента через сито №008 – через сито должно проходить не менее 85% от массы цемента .

Сроки схватывания портландцемента определяются на приборе Вика с иглой. По ГОСТ начало схватывания – не ранее 45 минут, конец схватывания – не позднее 10 часов. Для корректировки сроков схватывания применяют химические добавки .

Равномерность изменения объема. Портландцемент при твердении на воздухе уменьшается в объеме, при твердении в воде – увеличивается в объеме .

А Образцы, не выдержавшие испытания. (А – коробление, Б – сетка мелких трещин, В В Б

– радиальные трещины) .

Причиной неравномерного изменения объема являются местные деформации, возникающие при расширении свободных CaO и MgO вследствие их взаимодействия с водой .

Марка цемента определяется испытанием стандартных образцовпризм размером 4х4х16 см, изготовленных их цементно-песчаной смеси состава 1:3 при В/Ц=0,4. Испытания образцов производят через 28 суток твердения, сначала – на изгиб, затем половинки призм испытывают на сжатие. Портландцемент выпускают марок 400, 500, 550, 600 .

–  –  –

Для получения специальных цементов используют следующие способы: регулирование минерального состава и структуры цементного клинкера, введение минеральных и органических добавок, регулирование тонкости помола и зернового состава .

–  –  –

1. Показатели качества вяжущих веществ .

2. Вяжущие материалы воздушного твердения .

3. Свойства гипса .

4. Маркировка гипса .

5. Методика определения нормальной густоты гипса .

6. Классификация гипса по срокам твердения .

7. Получение портландцемента .

8. Технические характеристики портландцемента .

9. Методика определения тонкости помола портландцемента .

10. Разновидности портландцемента .

11. Портландцементы с минеральными добавками .

12. Глинозёмистый портландцемент .

13. Расширяющиеся портландцементы .

Заполнители для бетонов и растворов

Заполнители – природные или искусственные каменные сыпучие материалы, состоящие из отдельных зерен .

В зависимости от размеров зерен заполнители бывают мелкими и крупными. К мелким заполнителям относят песок с размерами зерен от 0,16 мм до 5 мм. К крупным заполнителям относят гравий и щебень с размерами зерен от 5 мм до 70 мм. Щебень имеет зерна неправильной остроугольной формы с шероховатой поверхностью, гравий – зерна округлой формы с гладкой поверхностью .

Требования по качеству к заполнителям:

1. Для создания плотной упаковки в заполнителе должны присутствовать зерна всех размеров .

2. Чтобы обеспечить хорошее сцепление с вяжущим веществом поверхность заполнителя должна быть шероховатой и не содержать глинистых примесей .

3. В заполнителе не должны присутствовать органические и сернокислые примеси, отрицательно влияющие на твердение бетона и раствора .

Мелкий заполнитель – песок

Песок – рыхлая смесь зерен крупностью 0,16-5 мм – состоит из зерен кварца, возможна примесь полевых шпатов, известняка, слюды. Пески по происхождению могут быть природными (горными, речными, морскими) и искусственными (получаемыми дроблением горных пород и из отсевов) .

Песок для производства бетонов и строительных растворов должен отвечать требованиям ГОСТ 8736-93 по зерновому составу, наличию примесей и загрязнений .

Зерновой состав песка определяется на стандартном наборе сит с размерами ячеек:

5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16 мм .

Сначала песок просеивается через сито 5 мм, чтобы отделить гравелистые фракции .

–  –  –

Затем из поддона берется 1 кг песка и просеивается через стандартный набор сит. На каждом сите определяется частный остаток песка в граммах, выражается в процентах, а затем определяется полный остаток на каждом сите. Размеры полных остатков характеризуют зерновой состав песка. По полным остаткам и диаметрам отверстий сит строится гранулометрическая кривая просеивания песка .

–  –  –

На основании результатов ситового анализа рассчитывают модуль крупности песка .

Мк=(А2,5+А1,25+А0,63+А0,315+А0,16)/100 По модулю крупности пески подразделяются на группы. Крупный песок – Мк=3,5-2,5; средний песок – Мк=2,5-3; мелкий песок – Мк=2-1,5 .

Для строительных растворов модуль крупности песка должен быть не 1,2, а для бетонов – не меньше 2 .

Чем меньше в песке мелких зерен, тем больше удельная поверхность .

Для их соединения необходимо, чтобы цементное тесто покрывало всю поверхность каждого зерна. Таким образом, расход цемента будет увеличиваться с увеличением количества мелких фракций песка .

Крупный заполнитель

В качестве крупного заполнителя для бетонов применяют щебень и гравий с размерами зерен от 5 до 70 мм. При возведении массивных конструкций может применяться щебень большей крупности .

Щебень получают дроблением горных пород в камнедробилках .

Идеальная форма зерна щебня – приближенная к кубу. Содержание зерен пластинчатой и игловатой формы не должно превышать требования ГОСТ 8267-93 .

Для определения пригодности крупного заполнителя производят рассев на стандартном наборе сит. По полным остаткам определяют наибольшую и наименьшую крупность щебня .

За наибольшую крупность Днаиб принимают размер отверстий сита, на котором полный остаток не превышает 5% .

За наименьшую крупность Днаим принимают размер отверстий сита, на котором полный остаток составляет не менее 95% .

По полученным результатам строят график зернового состава щебня .

–  –  –

Для производства легких бетонов применяют неорганические пористые заполнители. Они могут быть природными и искусственными. Природные пористые заполнители получают дроблением и рассевом пористых горных пород – пемзы, туфа, ракушечника. Искусственные заполнители получают температурной обработкой минерального сырья .

Керамзит – гранулы округлой формы с пористой структурой внутри и плотной оболочкой – снаружи. Керамзит выпускают в виде песка и гравия .

Аглопорит – пористый заполнитель, получаемый спеканием из глинистых пород и топливных отходов .

Шлаковая пемза – пористый щебень из вспученных расплавов металлургического шлака .

Перлит – пористые зерна светлого цвета, получаемые быстрым нагревом вулканических пород .

Маркируются пористые заполнители по насыпной плотности (кг/м3) .

Например, если она находится в диапазоне от 400 до 500 кг/м3 включительно, то заполнитель относится к марке по плотности «500» .

Аттестационные вопросы

1. Перечислить требования по качеству к заполнителям .

2. Как определяют зерновой состав песка?

3. Как рассчитать модуль крупности песка?

4. Что представляют собой щебень и гравий?

5. Методики определения глинистых, органических и сернокислых примесей .

6. Какие пористые заполнители могут применяться при производстве бетонов и строительных растворов?

Бетоны

Бетон – искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения рационально подобранной смеси, состоящей из вяжущего вещества, мелкого и крупного заполнителей, воды и добавок, корректирующих свойства .

Для приготовления бетона используют портландцемент и его разновидности, кварцевый песок и щебень из горных пород. Компоненты перемешивают с водой – получают бетонную смесь. Бетонная смесь с течением времени затвердевает и превращается в бетон – прочный, плотный, морозостойкий, водонепроницаемый конструкционный материал .

По плотности бетоны подразделяют на особо тяжелые (2500 кг/м3);

тяжелые (2200-2500 кг/м3); облегченные (1800-2200 кг/м3); легкие (500-1800 кг/м3); особо легкие (500 кг/м) .

Бетоны могут производиться на минеральных вяжущих (цементные, силикатные, гипсовые) и на органических связующих (полимербетон, асфальтобетон) .

Свойства бетонной смеси

Удобоукладываемость – способность бетонной смеси заполнять форму и уплотняться в ней под действием силы тяжести или в результате внешних механических воздействий .

Удобоукладываемость оценивают по подвижности или жесткости .

Подвижность – способность бетонной смеси распределяться в форме под действием собственной массы. Подвижность определяют по осадке конуса, сформованного из бетонной смеси .

Для оценки степени подвижности бетонную смесь укладывают в стандартный конус в три слоя, каждый слой штыкуют 25 раз. После укладки конус аккуратно снимают и устанавливают рядом .

Осадка конуса определяется как разность между высотой стандартного конуса и высотой полученного из бетонной смеси. Измеряется осадка конуса в сантиметрах .

Жесткость бетонной смеси – способность смеси заполнять форму в результате вибрации. Жесткость характеризуется временем вибрирования (в секундах), необходимым для выравнивания и уплотнения бетонной смеси .

Показатель жесткости определяется на специальном приборе с использованием виброплощадки .

По удобоукладываемости бетонные смеси подразделяются на марки (литые, пластичные, жесткие, сверхжесткие) .

Удобоукладываемость зависит от расхода воды, объема цементного теста, формы и крупности заполнителя, соотношения мелкого и крупного заполнителя, пластифицирующих добавок .

Определение удобоукладываемости бетонной смеси а) – конус для определения подвижности (1 – жесткая смесь,2 – подвижная смесь, 3 – осадка конуса); б) – прибор для определения жесткости (4 – схема испытания) Связность – способность бетонной смеси сохранять однородную структуру, то есть не расслаиваться в процессе транспортировки, укладки и уплотнения .

Тиксотропия – способность бетонной смеси разжижаться при периодически повторяющихся механических воздействиях и вновь загустевать при прекращении воздействия .

Все эти свойства обеспечиваются правильным подбором бетонной смеси .

Свойства бетона

Прочность бетона при сжатии определяют на стандартных образцахкубах через 28 суток нормального твердения при температуре 20±2C. Размер стандартного образца-куба 150х150х150 мм .

По результатам испытаний образцов устанавливают марку бетона – округленное значение прочности (в меньшую сторону) .

Для тяжелого бетона установлены следующие марки по прочности на сжатие: 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800 кгс/см2. Для обозначения марки используется буква М, например, М100 .

Бетон – материал неоднородный, его прочность колеблется от замеса к замесу, и даже образцы, взятые из одного замеса, могут отличаться по прочности. Объясняется это качеством сырья, неточностью дозировки, неоднородностью перемешивания, различием режимов твердения .

Средняя прочность образцов и определяемая на ее основе марка бетона не гарантирует получение расчетной прочности (Rсж может быть меньше, может быть и больше) .

Поэтому введено понятие - класс бетона по прочности (В) – прочность бетона с гарантированной обеспеченностью 0,95 .

Это значит, что установленная классом прочность обеспечена не менее чем в 95 случаях из 100 .

Бетоны подразделяются на классы: В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15;

В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60 МПа .

Для определения класса бетона применяют формулу:

В=Rсж·0,778 Морозостойкость бетона по ГОСТ 10060.0-95 характеризуется его маркой: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500, F600, F800, F1000 .

Водонепроницаемость бетона определяется на образцах-цилиндрах диаметром 150 мм после 28 суток нормального твердения .

Схема установки УВГ-МГ4 Схема испытания на водонепроницаемость

Образцы устанавливают в гнездах испытательной установки УВГ-МГ4 и снизу подают воду под давлением, которое повышают ступенчато по 0,2 МПа до появления мокрого пятна на верхней торцевой поверхности образцов .

Марки бетона по водонепроницаемости (ГОСТ 26633-91) – W2, W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18,W20 .

Число в марке обозначает наибольший перепад давления воды, кгс/см2, который выдерживают бетонные образцы .

Усадка бетона – уменьшение размеров бетонных изделий при нахождении в воздушно-сухих условиях .

Вследствие усадки бетона в конструкциях возникают усадочные напряжения, поэтому длинномерные элементы разрезают усадочными швами, чтобы предотвратить появление трещин. Появление усадочных трещин понижает морозостойкость бетона и приводит к возникновению очагов коррозии .

Теплопроводность тяжелого бетона в воздушно-сухом состоянии значительна – 1,2-1,5 Вт/м К .

–  –  –

Легкие бетоны разработаны для стеновых панелей и блоков, плит кровельных покрытий и стеновых камней .

Легкие бетоны по назначению бывают:

• конструктивные – плотность 1400-1800 кг/м3;

• конструктивно-теплоизоляционные – плотность 600-1400 кг/м3;

• теплоизоляционные – плотность 600 кг/м3 .

По строению и способу получения пористой структуры легкие бетоны подразделяют на следующие виды:

• бетоны слитного строения на пористых заполнителях;

• ячеистые бетоны;

• крупнопористые бетоны без мелкого заполнителя .

Легкие бетоны на пористых заполнителях

Для производства легких бетонов используют природные и искусственные пористые заполнители .

Природные пористые заполнители получают дроблением пористых горных пород: пемзы, вулканического туфа, известняка-ракушечника .

Искусственные пористые заполнители получают термической обработкой минерального сырья .

Керамзитовый гравий производят путем быстрого нагревания зерен из легкоплавкой глины. Полученные гранулы керамзита внутри похожи на застывшую пену, а снаружи имеют прочную оболочку .

Аглопорит получают обжигом смеси из глины, золы, шлака и измельченного угля. Каменный уголь выгорает, а частицы сырья спекаются .

Аглопорит выпускается в виде пористого песка, щебня, гравия .

Шлаковую пемзу производят при быстром охлаждении расплава доменных шлаков. Куски пемзы дробят и рассеивают, получают пористый щебень .

Вспученный перлит изготовляют путем обжига водосодержащих вулканических стеклообразных пород (обсидиана, перлита). При температуре 1000-1200С вода выделяется и перлит увеличивается в объеме в 10-20 раз .

–  –  –

В состав крупнопористого бетона входят гравий или щебень, вяжущее вещество и вода. За счет исключения мелкого заполнителя плотность бетона уменьшается на 600-700 кг/м3. Отсутствие песка и ограниченный расход цемента (150 кг/м3) позволяет получить пористый бетон с пониженной теплопроводностью и марками М15-М75 .

Из крупнопористого бетона возводят монолитные наружные стены зданий, изготовляют крупные стеновые блоки .

Крупнопористый бетон на керамзитовом гравии имеет небольшую плотность и используется как теплоизоляционный материал .

Ячеистые бетоны

Ячеистые бетоны получают при затвердевании вспученной смеси вяжущего, кремнеземистого компонента (песка, золы, шлака) и воды. При вспучивании смеси происходит образование «ячеистой структуры» с равномерно распределенными по объему воздушными порами. Ячеистые бетоны характеризуются небольшой плотностью и теплопроводностью .

В зависимости от приготовления ячеистые бетоны подразделяются на газобетон и пенобетон .

Газобетон готовят из портландцемента с добавлением воздушной извести, песка, золы, воды и газообразователя – алюминиевой пудры. При реакции алюминиевой пудры с компонентами смеси происходит выделение водорода, который вспенивает сырьевую массу .

Отливка изделий из текучих смесей происходит в отдельных формах, тепловую обработку бетона производят в автоклавах в среде насыщенного водяного пара при температуре 175-200С и давлении 0,8-1,3 МПА .

Структура газобетона Блок из газобетона

Пенобетон получают добавлением к бетонной смеси отдельно приготовленной пены, образующую воздушные ячейки. Пену готовят из воды и пенообразователей, содержащих поверхностно-активные вещества. В качестве пенообразователей используют «Сульфонол», «Пеностром», «Морпен» .

Для того чтобы пена не оседала, в нее вводят стабилизаторы – вещества повышающие вязкость раствора пенообразователя. Пену смешивают с бетонной смесью, после получения однородной массы ее переносят в формы для отвердевания, выдерживают до приобретения необходимой структурной прочности и подвергают тепловой обработке .

Пенобетонная технология по сравнению с газобетонной требует большей выдержки перед тепловой обработкой для набора начальной прочности. Для сокращения времени выдержки в смесь добавляют ускорители твердения цемента .

Блоки из пенобетона Структура пенобетона

Плотность ячеистых бетонов составляет от 300 до 1200 кг/м3, а пористость – до 85%, морозостойкость характеризуется марками: F15, F25, F35, F50, F75, F100 .

Ячеистые бетоны применяются для легких армированных конструкций, таких как стеновые панели, плиты перекрытий, в качестве стеновых блоков и камней, а также как теплоизоляционный материал .

Аттестационные вопросы

1. Что такое бетон?

2. Свойства бетонной смеси .

3. Как выполняется подбор состава тяжелого бетона?

4. Закон прочности бетона .

5. Технология изготовления бетона .

6. Прочность, марка и класс бетона .

7. Перечислите свойства тяжёлого бетона .

8. Какие специальные бетоны могут быть?

9. Что такое легкие бетоны?

10. Перечислить виды легких бетонов .

Железобетон

Железобетон – композиционный строительный материал, в котором в монолитное целое соединяются стальная арматура и бетон .

Бетон хорошо работает на сжатие, но плохо сопротивляется растяжению. Совместная работа арматуры и бетона обеспечивается прочным сцеплением между ними, близкими температурными коэффициентами линейного расширения, защитой арматуры от коррозии слоем бетона .

По виду армирования различают изделия с обычным армированием и предварительно-напряженные .

В конструкциях с обычной арматурой армирующие элементы располагаются свободно в растянутой зоне .

В предварительно-напряженных конструкциях арматуру сначала растягивают, закрепляют в таком положении, а затем бетонируют конструкцию. После твердения бетона арматуру освобождают от закрепления. Арматура сокращается, бетон оказывает сопротивление, в нем возникают сжимающие напряжения, происходит обжатие бетона в растянутой зоне конструкции .

Предварительно-напряженные железобетонные конструкции более эффективные, чем обычные. Несущая способность арматуры и бетона используется полнее, поэтому уменьшается масса изделий и экономится около 40% металла .

Железобетонные конструкции по способу изготовления подразделяются на монолитные и сборные. Монолитные конструкции из железобетона изготовляются непосредственно на строительной площадке .

На месте возведения строительного объекта устанавливается опалубка

– для придания формы конструкции. Затем в опалубку укладывают арматуру .

Далее производится укладка и уплотнение бетонной смеси с помощью вибрации. Твердение бетона происходит естественным путем, зимой возможно применение подогрева .

Снимают опалубку через 7-10 дней по достижении бетоном достаточной прочности .

Сборные железобетонные изделия и конструкции изготовляются на заводах и домостроительных комбинатах. На строительной площадке их только монтируют. Производство железобетонных изделий состоит из следующих операций: приготовление бетонной смеси, изготовление арматуры, армирование и формование изделий, твердение .

Сваи железобетонные Фундаментные блоки Для ускорения твердения бетона в заводских условиях применяют различные виды тепловой обработки (пропаривание, автоклавирование, контактный нагрев и электроподогрев) .

–  –  –

Из сборного железобетона производят все части здания: фундаменты, стены подвалов, наружные и внутренние стены, элементы каркаса и покрытий, междуэтажные перекрытия, лестницы, лестничные площадки .

Для производства сборных железобетонных изделий применяют все основные виды бетона: тяжелый, легкий на пористых заполнителях и ячеистый. Улучшают эксплуатационные характеристики сборных изделий с помощью материалов специального назначения: теплоизоляционных, звукоизоляционных, гидроизоляционных и других повышающих долговечность конструкции .

Сборные железобетонные изделия

а) стеновые панели; б) панель перекрытия с овальными пустотами; в) панель с круглыми пустотами; г) элементы фундамента; 1 – фундаментный блок, 2 – блок стен подвала; д) лестничный марш; е) лестничная площадка .

Строительные растворы Строительный раствор – это искусственный каменный, полученный в результате твердения рационально подобранной смеси, состоящей из вяжущего вещества, мелкого заполнителя, воды и добавок, улучшающих свойства растворной смеси и раствора .

Строительные растворы разделяют в зависимости от вида вяжущего материала, по плотности, по назначению .

По виду вяжущего вещества различают растворы цементные, известковые, гипсовые и смешанные .

По плотности: тяжелые растворы плотностью более 1500 кг/м3, легкие растворы плотностью менее 1500 кг/м3. Тяжелые растворы производят на кварцевом песке, легкие – на пористых заполнителях .

По назначению растворы могут быть:

• кладочные – для каменной кладки стен, фундаментов;

• штукатурные – для оштукатуривания внутренних стен и потолков, фасадов зданий;

• монтажные – для заполнения швов между элементами зданий;

• специальные – декоративные, гидроизоляционные, теплоизоляционные .

–  –  –

Прибор для определения подвижности растворной смеси 1–конус, 2–штанга, 3–винт, 4–направляющие,5-шкала, 6-держатель, 7-штатив, 8-сосуд .

Водоудерживающая способность – это свойство растворной смеси сохранять воду при укладке на пористое основание или при транспортировании. Водоудерживающую способность повышают введением тонкомолотых минеральных порошков и полимерных добавок. Смесь с добавками отдает воду пористому основанию постепенно .

Правильно подобранная растворная смесь повышает прочность и монолитность кладки, увеличивается долговечность стен .

Прочность строительного раствора на сжатие определяют на образцахкубах с длиной ребра 7,07 см в возрасте 7 суток (для растворов на воздушных вяжущих) и 28 суток (для растворов на гидравлических вяжущих). Прочность растворов на сжатие характеризуют марками в соответствие с ГОСТ 28013М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200 .

Морозостойкость строительного раствора соответствует установленным маркам – F10, F15, F25, F35, F50, F100, F150, F200 .

Виды строительных растворов

Для каменной кладки наружных стен применяют цементные и смешанные растворы марок 10, 25, 50 в зависимости от влажностных условий и требуемой долговечности сооружения .

Монтажные растворы для заполнения горизонтальных швов при монтаже стен из легких бетонов должны иметь марку не ниже 50, а для панелей из тяжелого бетона – не ниже М100 .

Для оштукатуривания наружных каменных и бетонных стен зданий применяют цементно-известковые растворы. Внутреннюю штукатурку стен и покрытий здания при относительной влажности воздуха помещений до 60% выполняют из известковых, гипсовых, известково-гипсовых и цементноизвестковых растворов .

Для наружной и внутренней отделки зданий применяют декоративные растворы. Штукатурка сграффито – особый вид декоративнохудожественной штукатурки. При оштукатуривании поверхности этим способом наносят несколько накрывочных слоев различного цвета. Затем «выцарапывают» слои, создавая рельефный рисунок .

Несколько накрывочных слоев Два накрывочных слоя Венецианская штукатурка применяется для внутренней отделки .

Основой в ней является пудра из натуральных горных пород – мрамора, гипса, известняка. В качестве связующего вещества применяют полимерные материалы. Для нанесения штукатурки тщательно подготавливают поверхность, убирая любую шероховатость. Поверхность шпаклюют и шлифуют. Наносят три слоя штукатурки, последний слой может быть матовым и глянцевым .

Матовая поверхность Глянцевая поверхность Кроме кладочных и штукатурных растворов в строительстве применяют растворы специального назначения: гидроизоляционные, акустические, рентгенозащитные и другие. Каждый из них является штукатурным раствором, выполняющим еще и какую-либо специальную функцию .

Гидроизоляционные растворы используют для гидроизоляционных слоев, стяжек, штукатурок. В состав таких растворов входят различные виды расширяющихся и напрягающих цементов, жидкое стекло, водные дисперсии пленкообразующих полимеров, битумные эмульсии, гидрофобные добавки .

Акустические растворы применяют для понижения уровня шума в помещениях. В качестве вяжущих материалов применяют цемент, известь, гипс. Заполнителем служит пористый песок из керамзита, пемзы, перлита .

Рентгенозащитный раствор готовят на портландцементах и баритовом песке. Рентгенозащитные растворы имеют плотность более 2200 кг/м3, применяются для оштукатуривания помещений, где проводятся работы, связанные с рентгеновским излучением .

Сухие строительные смеси

Сухие строительные смеси – это композиции заводского изготовления на основе минеральных вяжущих веществ, заполнителей и добавок. На место производства строительных работ сухие смеси доставляются в фасованном виде. Для приведения смеси в рабочее состояние достаточно только добавить требуемое количество воды .

Сухие смеси применяют в качестве кладочных, монтажных и штукатурных растворов, шпатлевок, плиточных слоев, составов для наливных полов, ремонтных составов .

Основными компонентами строительных сухих смесей являются следующие материалы .

Вяжущие вещества – портландцемент обычный, белый, цветной, известь-пушонка, строительный гипс .

Наполнители – применяют кварцевый песок, измельченный известняк, мрамор, мел, диатомит, золы и шлаки .

Добавки – дисперсные порошки и гранулы в количестве 0,1-1% от массы сухой смеси. Эти добавки улучшают подвижность и водоудерживающую способность растворов, повышают адгезию к обрабатываемой поверхности .

–  –  –

1. Для каких целей предназначены строительные растворы?

2. Перечислите основные свойства строительных растворов?

3. Как определить подвижность раствора?

4. Какие виды строительных растворов различают?

5. Виды декоративных растворов?

6. Что такое сухие строительные смеси?

–  –  –

Битумы – органические вещества черного цвета, состоящие из смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных, т.е .

соединений углеводорода с серой, азотом или кислородом .

Битумы могут быть природными и искусственными (нефтяными) .

Природные битумы образовались из нефти в результате медленного удаления из нее легких и средних фракций, также под влиянием химических процессов .

В верхние слои земной коры нефть попадает в результате миграции, при перемещении нефти происходит заполнение пустот и пор в горных породах и пропитывание их нефтью .

Природный битум встречается в местах нефтяных месторождений и может образовывать битумные линзы и озера .

Битумные озера на острове Тринидад

Природный битум атмосферостойкий и прочно сцепляется со многими материалами. Извлекают его из горных пород вываркой в котлах или растворением в органических растворителях. Битумные известняковые и доломитовые породы без извлечения битума используют для получения асфальтовой мастики и асфальтовых бетонов .

Нефтяные битумы получают путем переработки нефти. При ее нагревании выделяют бензин, керосин, затем масла. После отгонки масляных фракций остается гудрон - плотный смолистый остаток. Из гудрона получают нефтяной битум .

По способу получения нефтяные битумы могут быть: остаточные, окисленные, смешанные .

По назначению нефтяные битумы бывают дорожные, строительные и кровельные .

Битумы состоят из 70-80% углерода, 10-15% водорода, 2-9% серы, 1кислорода, 1-2% азота. Эти элементы находятся в битуме в виде углеводородов и их соединений с серой, кислородом и азотом. Все сложные химические соединения в битуме можно разделить на три группы: твердая часть (асфальтены), смола и масла .

Асфальтены битума являются зернами, вокруг которых расположены оболочки из смолы и масел. При нагреве масла разжижаются и битум становится жидко-вязким, а при охлаждении масла густеют, битум твердеет .

Масла придают битуму подвижность и текучесть, смолы – пластичность и связность. Асфальтены придают битуму твердость в нормальных условиях и повышают теплоустойчивость .

Технические свойства битумов

Глубина проникания иглы определяется на приборе пенетрометре при действии на иглу груза 100 г в течение 5 секунд при температуре 25C или при грузе 100 г в течение 60 секунд – при 0C .

Температура размягчения битума определяется на приборе «Кольцо и шар». За температуру размягчения принимается температура, при которой стальной шарик, продавливая битум при нагревании, касается нижней пластины прибора .

Прибор «Кольцо и шар» Прибор пенетрометр ПБА-1ФМ

Пластичность битума определяется на приборе дуктилометре по длине нити в момент разрыва образца при температуре испытания 25 и 0C .

Это свойство называют растяжимостью и выражают в сантиметрах .

Растяжимость битума зависит от температуры, состава и структуры .

При увеличении содержания смол растяжимость увеличивается .

Битумы стойкие к действиям различных кислот, щелочей, солей и к большинству агрессивных газов. Они хорошо растворяются в спирте, бензине, бензоле, обладают водостойкостью и водонепроницаемостью .

Под действием солнечных лучей и кислорода воздуха битумы стареют, приобретают хрупкость, растрескиваются и разрушаются .

Образцы-восьмерки Дуктилометр

Маркировка битумов

В зависимости от показателей основных свойств битумы делят на марки. Твердые и вязкие нефтяные битумы (БН) вырабатывают четырех марок: БН 60/90, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300 (цифры дроби – допустимые для данной марки пределы пенетрации при 25C) .

Для обозначения марок битума специального назначения вводится дополнительная буква (Д – дорожный, К – кровельный) .

Битумы нефтяные дорожные (БНД) имеют марки: БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 200/300 (цифры дроби – допустимые пределы пенетрации при 25C) .

Битумы строительные (БН) бывают марок БН 50/50, БН 70/30, БН 90/10. Здесь числитель – средняя температура размягчения, знаменатель – среднее значение пенетрации .

Более 60% от общего производства битума применяется в дорожном строительстве для изготовления асфальтобетонов и битумоминеральных смесей. Остальная часть битумов идет на изготовление кровельных и гидроизоляционных материалов .

Дегти

Дегти – вязкие жидкости черного или бурого цвета, получаемые конденсацией продуктов, образующихся при разложении органических материалов (каменного угля, торфа, древесины) в условиях высокой температуры без доступа воздуха. По исходному сырью бывают каменноугольные, торфяные, древесные, сланцевые дегти .

В строительстве применяют каменноугольный деготь и каменноугольный пек. Каменноугольный пек – твердое вещество черного цвета, которое получают из каменноугольной смолы. Пек применяют в качестве вяжущего вещества в мастиках. Дегтевые материалы менее атмосферостойкие, чем битумные .

Асфальтовые бетоны и растворы

Асфальтобетон – искусственный каменный материал, получаемый в результате отвердевания рационально подобранной смеси, состоящей из битумного связующего и заполнителей – песка, щебня, гравия. Если в качестве заполнителя используется песок, то полученный материал называется асфальтовым раствором .

Материалы для асфальтовых бетонов и растворов

Асфальтовое вяжущее – это смесь нефтяного битума (5-10%) и тонкомолотых минеральных порошков – известняка, доломита, асбеста, шлака. Введение тонкомолотого наполнителя уменьшает расход битума и повышает температуру размягчения битума .

Мелкий заполнитель – природные и искусственные пески с содержанием глинистых частиц не более 1% по массе и модулем крупности более 2 .

Крупный заполнитель – магматические, осадочные и метаморфические породы с морозостойкостью не менее F50. Щебень из известняка, доломита, базальта, диабаза (основные породы) обладает лучшей адгезией к битуму, чем кислые породы, такие как гранит, андезит. В щебне ограничивают содержание лещадных и игловатых зерен (15-35%), глинистых и пылеватых частиц (не более 2%) .

Минеральный порошок – получают размолом известняков, доломитов, доменных шлаков, битуминозных известняков. Иногда применяют местные материалы – порошкообразные отходы промышленности – золу-унос, отходы асбестоцементного производства .

В смеси с битумом минеральный порошок образует асфальтовое вяжущее вещество, которое соединяет зерна заполнителя в прочный монолит .

Битум выбирают в зависимости от вида асфальтобетона, климатических условий района, категории дороги .

Для повышения качества асфальтобетона применяют ПАВ и минеральные активаторы поверхности заполнителей, введение которых улучшает прилипание битума к поверхности зерен .

В качестве модификаторов дорожных битумов используют резиновую крошку, которая повышает деформативность и эластичность, снижает шумовой эффект. Из минеральных модификаторов применяют цемент, золуунос, техническую серу .

Каучуковая крошка Зола ТЭЦ Резиновая крошка Техническая сера Основные свойства асфальтобетона зависят от вяжущего материала, состава и пористости. Пористость асфальтобетона составляет 3-7% .

Пористость ухудшает долговечность асфальтобетона, так как возрастает водопоглощение, снижается морозостойкость и увеличивается химическая коррозия .

Асфальтовые бетоны укладывают в горячем и холодном состоянии .

Горячие асфальтобетонные смеси привозят на машинах и после укладки уплотняют катками. После остывания (через 1-2 часа) асфальтобетон твердеет и приобретает прочность .

Холодный асфальтобетон длительное время после приготовления остается в рыхлом состоянии. Смеси можно легко перегружать и распределять тонким слоем при устройстве дорожных покрытий .

Литой асфальтобетон отличается повышенным содержанием битума (7,5-10%) и увеличенной долей минерального порошка до 20-30% .

Характеризуется водонепроницаемостью, высокой адгезией, устойчивостью к солям .

–  –  –

Для производства дегтебетона в качестве вяжущего применяют деготь или пек. По физико-механическим свойствам дегтебетон уступает асфальтобетону, так как обладает меньшей прочностью и теплоустойчивостью .

–  –  –

Кровельные и гидроизоляционные материалы предназначены для защиты конструкций от влаги путем создания водонепроницаемых покрытий .

Кровельные материалы должны быть прочными, легкими, атмосферостойкими, водонепроницаемыми и морозостойкими .

Гидроизоляционные материалы подвергаются действию влаги и агрессивных растворов. К ним предъявляются требования по водонепроницаемости, долговечности, коррозионной и химической стойкости .

Герметики предназначены для уплотнения стыков конструктивных элементов зданий и должны быть долговечными, водо-, газонепроницаемыми, атмосферостойкими .

Для производства кровельных материалов применяют керамику, металлы, асбестоцемент, битумы и полимеры .

Самые распространенные кровельные материалы выпускаются на основе битумных, полимербитумных и полимерных связующих. Это могут быть мембранные, рулонные, штучные, мастичные материалы. В зависимости от конструктивных схем, технологических приемов производства, стоимости выполнения работ выбирают тот или иной материал .

Мембранные материалы – предназначены для кровель большой площади, представляют собой полотнища размером 15х60 метров. Мембраны производят из высокоэластичного полимерного материала с высокой прочностью на растяжение. Материал мембраны сохраняет свои свойства при температуре от-60C до +100C .

Стадион в Варшаве Стадион в Луизиане Мембранный навес

Рулонные материалы применяются очень широко, что объясняется простотой устройства кровельного покрытия, невысокой стоимостью материалов .

Рулонные материалы были разработаны в начале 20 века в Великобритании, на заводе фирмы «Ruberoid» впервые пропитали картон битумом .

Первые кровельные материалы имели основу, пропитанную битумом .

В качестве основы использовали кровельный картон, получаемый из смеси хлопчатобумажного лоскута с добавлением шерсти, бумажной макулатуры .

Кровельный картон обладает рыхлой структурой, хорошо впитывает жидкости, но под действием влаги и солнечных лучей разрушается .

Пропитка битумом и дегтем процесс разрушения замедляет .

Толь – картон, пропитанный с двух сторон дегтем, применяют только для временных сооружений и для гидроизоляции при отсутствии солнечного излучения. Материал недолговечный, разрушается через 2-3 года .

Пергамин – получают при пропитывании кровельного картона легкоплавким битумом. Применяют для нижних слоев кровельного ковра .

Долговечность пергамина 5-6 лет .

Рубероид – рулонный кровельный материал, получаемый пропиткой кровельного картона легкоплавким нефтяным битумом с последующим нанесением с одной или двух сторон тугоплавкого битума. Лицевая поверхность покрывается тонким слоем минерального порошка, слюды или цветной посыпкой, защищающей от ультрафиолетового излучения. На нижнюю сторону наносят порошок талька или известняка для зашиты от склеивания в рулоне. Срок службы рубероида 5-7 лет .

Малая долговечность этих материалов объясняется низкими показателями прочности и водостойкости кровельного картона, небольшим рабочим интервалом температур битумного вяжущего: на холоде битум становится хрупким, а при нагреве размягчается. Битум, как все органические вяжущие, под действием солнца и кислорода воздуха стареет и разрушается, происходит образование трещин в кровельном ковре и возникают протечки кровли .

Кровельные материалы изменились с течением времени. Постепенно произошла замена картона на асбестокартон и стекловолокно, затем стали применять синтетическое волокно «полиэстер». К новым прочным основам добавили битум, модифицированный полимерами, получили широкий диапазон рабочих температур битума и эластичность вяжущего .

Для модификации битума в настоящее время применяют полимерные добавки термоэластомеры и синтетические каучуки. В результате модификации улучшаются многие свойства битума: теплостойкость, эластичность, гибкость при отрицательных температурах, стойкость к старению .

Современные кровельные материалы – это многослойный композит на прочной основе, на которую с двух сторон нанесен слой битумно-полимерного вяжущего. Сверху наносится декоративная посыпка для защиты от солнечных лучей, снизу – пленочная защита от прилипания .

Рулонные кровельные материалы выпускаются в большом количестве на разных основах и с различными модификаторами, каждое предприятие дает свое название (унифлекс, вестопласт, техноэласт, кровлелон и т.д.) .

Для крыш с большим уклоном (15-60) используют мягкую черепицу – штучный материал, получаемый из традиционных рулонных материалов вырубкой фигурных полос, имитирующих кровлю из шифера .

Цвет и шероховатая поверхность достигается минеральной посыпкой. Размеры полос 1000х400 мм. Листы крепят к обрешетке гвоздями, а соединяют друг с другом с помощью самоклеющих участков на нижней поверхности. Кровли из мягкой черепицы очень долговечные и декоративны .

Кровля из керабита Ондулин – гибкие битумные листы размером 2000х1000 мм и толщиной 3 мм, с лицевой стороны окрашены полимерной краской. Окраска создает декоративный эффект и защищает от действия солнечного излучения .

Этот материал разработан французской фирмой в 40-х годах 20 века .

Долговечность ондулина более 30 лет .

Мастичные кровельные покрытия производят из органического вяжущего и наполнителя. По виду вяжущего вещества мастики бывают битумные, битумно-резиновые, дегтевые. По способу приготовления – холодные и горячие .

Для улучшения свойств и с целью сокращения расхода вяжущего в мастики вводят пылевидные и волокнистые наполнители (тальк, порошок известняка и доломита, асбест, минеральную вату) .

Мастики хорошо сцепляются с бетоном, металлам и битумными материалами. Применяют мастики для устройства безрулонной кровли, ремонта рулонной кровли Гидроизоляционные материалы подразделяют на жидкие, пастообразные пластично-вязкие, твердые упруго-пластичные .

Жидкие гидроизоляционные материалы бывают пропиточные и пленкообразующие. Пропиточные жидкости проникают в поры поверхностных слоев материала и образуют водонепроницаемый барьер. К таким пропиткам относят битумы, дегти, битумные эмульсии, кремнийорганические жидкости. Пленкообразующие материалы – это составы, которые после нанесения на поверхность образуют водонепроницаемую пленку. Такими материалами могут быть разжиженные битумы и битумные эмульсии, лаки, эмали .

Пастообразные гидроизоляционные материалы могут быть обмазочные и приклеивающие, для этих целей применяют полимерные мастики и битумные пасты .

Упруго-пластичными твердыми материалами могут служить рулонные материалы, аналогичные кровельным материалам, например, гидроизол, гидростеклоизол, армобитэп, линокром, рубемаст, металлоизол, стекломаст, бикрост, бризол .

Для уплотнения швов применяют герметизирующие материалы – мастики и эластичные уплотняющие прокладки. Применяют тиоколовые мастики – на основе полисульфидного каучука тиокола. Тиоколовые герметики эластичны, воздухо- и водонепроницаемы, хорошо сцепляются с бетоном .

Эластичные прокладки выпускают в виде жгутов и лент на основе резины, полиуретана, синтетических каучуков (гернит, вилатерм, герлен) .

Для герметизации швов используют также монтажные пены – жидкие полимерные составы, насыщенные газом и твердеющие на воздухе .

Аттестационные вопросы

1. Как получают битумы и дегти?

2. Технические свойства битумов?

3. Маркировка битумов?

4. Какие агрессивные факторы действуют на кровельные материалы .

5. Классификация кровельных материалов .

6. Модификация рубероида .

7. Современные кровельные материалы .

8. Виды гидроизоляционных материалов .

9. Для чего применяют герметики?

10. Привести примеры герметиков .

Строительные пластмассы Пластмассами называют строительные материалы на основе полимеров – высокомолекулярных соединений, обладающих способностью при нагревании и давлении формоваться и сохранять приданную им форму .

В состав пластмасс входят связующие вещества, наполнители, пластификаторы; стабилизаторы; отвердители и красители .

Связующим веществом в пластмассах служат различные полимеры синтетические смолы и каучуки, производные целлюлозы .

Наполнители представляют собой разнообразные органические и неорганические порошки и волокна. Наполнители улучшают свойства пластмасс. Наполнителями могут быть мел, тальк, стекловолокно, бумага, древесный шпон, стружка .

Пластификаторы добавляют в состав пластмасс для повышения эластичности полимера и уменьшения хрупкости .

Стабилизаторы сохраняют структуру и свойства пластмасс во времени, а отвердители сокращают время отверждения пластмасс, что важно в технологии производства изделий .

Для придания цвета вводят в состав пластмасс красители. Они могут быть природными (ультрамарин, белила, охра и др.) и искусственными (пигмент желтый, нигрозин) .

Свойства пластмасс

Плотность пластмасс составляет 10-2200 кг/м3, при этом пластмассы обладают высокими механическими свойствами: прочность некоторых видов пластмасс может достигать 300 МПа .

Пористость пластмасс зависит от вида материалов: стеклопластики практически не имеют пор, а у пенопластов пористость составляет 98% .

Пластмассы имеют низкий показатель теплопроводности, они водостойкие и химически стойкие, имеют малое водопоглощение, легко обрабатываются .

Для пластмасс характерна невысокая теплостойкость, горючесть и токсичность. Под действием эксплуатационных факторов в пластмассах происходит процесс деструкции: изменение структуры и состава полимера .

Экологи отмечают проблемы при утилизации пластмасс .

Основные виды строительных пластмасс

Основные области применения пластмасс в строительстве: материалы для покрытия полов; внутренняя отделка стен и потолков; строительные конструкции; длинномерные строительные изделия; синтетические клеи и мастики; тепло- и звукоизоляционные материалы; кровельные и герметизирующие материалы; санитарно-техническое оборудование;

лакокрасочные материалы .

–  –  –

Материалы для полов подразделяют на три группы: рулонные, плиточные и материалы для устройства бесшовных полов .

Рулонные материалы для полов – это линолеум безосновный и с тепло- и звукоизолирующей основой, а также ковровые покрытия с различными видами поверхности .

В зависимости от вида применяемого полимера линолеум может быть поливинилхлоридный, нитроцеллюлозный, резиновый, глифталевый .

Больше всего выпускают поливинилхлоридных линолеумов. Полы из такого линолеума имеют небольшую стоимость, настилаются по стяжке, не требуют устройства дополнительных звукоизоляционных прослоек .

Линолеум изготовляют с гладкой и рельефной поверхностью, разного цвета и рисунка. Укладывают линолеум на ровное основание, наклеивают при помощи мастик .

Линолеум Ковровые покрытия

Ковровые синтетические материалы для пола производят на основе полиуретана, а для верха ковра применяют волокно из акрила, нейлона, полиэстера, полипропилена, полиамида .

Ковровые покрытия отличаются разнообразным рисунком, бесшумные, износостойкие, эластичные .

Плиточные изделия отличаются от рулонных покрытий большей трудоемкостью устройства пола. Плитки для пола могут быть поливинилхлоридные, резиновые, кумароновые, полимерцементные, на основе синтетических волокон. Плитки по форме выпускаются прямоугольные, квадратные, фигурные. Фактура поверхности плиток бывает гладкая, тисненая, рифленая, ворсовая .

Поливинилхлоридные плитки применяют в кухнях и вспомогательных помещениях, кумароновые – в коридорах общественных зданий, резиновые плитки применяют в промышленных и общественных зданиях с влажным режимом работы .

Бесшовные монолитные полы устраивают, укладывая на основание несколько слоев мастичных составов, приготовленных из синтетических связующих, наполнителей и пигментов .

В зависимости от связующего вещества полы могут быть:

поливинилацетатные, полиэфирные, полиуретановые, эпоксидные .

Поливинилацетатные полы устраивают в помещениях общественных зданий, промышленных предприятий .

Полимерцементные композиции применяют для устройства полов в зданиях с повышенной эксплуатационной нагрузкой .

Отделочные материалы

Отделочные материалы на основе строительных пластмасс бывают листовыми, плиточными, пленочными, погонажными и окрасочными .

Листовые и плиточные материалы различаются по размеру, форме, качеству лицевой поверхности .

Листовые изделия подразделяются:

- по основному сырью: на поливинилхлоридные и полистирольные;

- по показателям внешнего вида: одно- и многоцветные;

- по фактуре лицевой поверхности: гладкие, рифленые, тисненые .

Бумажно-слоистый пластик – листовой отделочный материал, получают его горячим прессованием бумаги, пропитанной термореактивными смолами. Поверхность бумажно-слоистого пластика может быть любого цвета и имитировать дерево, ткань, камень .

Разновидности бумажно-слоистых пластиков

Разнообразные длинномерные изделия для облицовки представляют собой отдельные элементы оформления фасадов и внутренних помещений, лестничных перил .

Профильно-погонажные изделия по назначению подразделяют на плинтусы, прокладки для окон, трубки, поручни, наличники, порожки дверных проемов, накладки на проступи лестничных маршей, раскладки для крепления облицовочных листов, элементы внутренних облицовок .

Профильно- погонажные изделия могут быть мягкими, полужесткими, жесткими. Они различаются по цвету, форме и фактуре .

Профильно-погонажные изделия изготовляют способом экструзии на основе поливинилхлорида или его сополимеров с различными добавками .

–  –  –

Способом литья из пенополиуретана выпускают элементы лепнины, карнизы, потолочные розетки, стеновые и потолочные молдинги, детали обрамления арок, дверных проемов, консоли, колонны, купола .

Применение изделий из пенополиуретана обусловлено его низкой гигроскопичностью, стойкостью к перепадам температур и влажности, простотой применения .

–  –  –

Легкий и прочный полиуретановый элемент фиксируется к любой плоскости при помощи специального клея на полиуретановой основе .

Окончательная отделка лепного декора может быть выполнена различными красочными составами .

–  –  –

1. Что такое пластмассы?

2. Назовите основные компоненты пластмасс .

3. Перечислите положительные и отрицательные свойства пластмасс .

4. Какие бывают отделочные материалы?

5. Что такое погонажные изделия?

–  –  –

Теплоизоляционными называют материалы, имеющие теплопроводность менее 0,175 Вт/(м·C) при 20C и среднюю плотность не более 600 кг/м3 .

Такие материалы предназначены для уменьшения тепловых потерь в окружающую среду. Применение теплоизоляционных материалов позволяет снизить вес и толщину ограждающих конструкций, уменьшить расходы на основные материалы .

Теплоизоляционные материалы классифицируются:

• по виду исходного сырья - (органические и неорганические);

• по структуре - (волокнистая, ячеистая, зернистая, сыпучая);

• по форме - (рыхлые, плоские, фасонные, шнуровые);

• по возгораемости - (несгораемые, трудносгораемые, сгораемые) .

Строение и свойства теплоизоляционных материалов

Малая теплопроводность теплоизоляционных материалов обусловлена их пористым строением. Воздух, заполняющий поры и находящийся в спокойном состоянии, является плохим проводником теплоты и создает вследствие этого большое сопротивление теплопередаче .

Минимальную теплопроводность имеет сухой воздух, заключенный в мелких замкнутых порах - 0,023 Вт/(м·C). Теплопроводность материала с аморфной структурой ниже, чем с кристаллической структурой .

Теплопроводность зависит от влажности материала, так как теплопроводность воды равна 0,58 Вт/(м·C), что в 25 раз выше, чем теплопроводность сухого воздуха .

При замерзании воды в порах теплопроводность льда составит 2,32 Вт/(м·C), что в 100 раз больше теплопроводности сухого воздуха и в 4 раза больше теплопроводности воды .

Для создания высокой пористости на практике используют различные способы:

• введение газо- или пенообразующих добавок;

• введение выгорающих добавок;

• образование волокнистого каркаса;

• повышение количества воды в формовочной массе;

• вспучивание и поризация .

Теплопроводность – основной показатель теплоизоляционных материалов. Теплоизоляционные материалы по теплопроводности подразделяют на три класса: класс А – малотеплопроводные – до 0,058 Вт/(м·C); класс Б – среднетеплопроводные – 0,058-0,116 Вт/(м·C); класс В – повышенной теплопроводности – не более 0,175 Вт/(м·C) .

Средняя плотность материалов зависит от пористости. Чем меньше средняя плотность материала, тем больше в нем пор и тем ниже значение теплопроводности. Теплопроводность зависит от средней плотности. Эта зависимость упрощает маркировку теплоизоляционных материалов .

Маркируют теплоизоляционные материалы по средней плотности, марка обозначается буквой D.

Марки теплоизоляционных материалов (кг/м3):

D15, D25, D35, D50, D100, D125, D150, D175, D200, D250, D300, D350, D400, D500 .

Неорганические теплоизоляционные материалы

Минеральная вата – волокнистый бесформенный материал, состоит из тонких стекловидных волокон диаметром 5мкм. Получают минеральную вату из расплава легкоплавких горных пород (мергелей, доломитов), металлургических и топливных шлаков. Минеральная вата состоит из стекловидных волокон и различных включений в виде капель силикатного расплава и микроскопических обломков волокон. Длина волокна бывает от 2 до 60 мм .

Изделия из минеральной ваты Из минеральной ваты выпускают твердые, полужесткие и мягкие плиты, прошивные маты, изделия с гофрированной структурой .

Базальтовая вата применяется в виде огнестойких матов, лент и плит, поставляемых в рулонах. Применяется также стеклянная вата и керамическая вата .

Пеностекло производят из стекольного боя, могут использоваться также горные породы – обсидианы, нефелины, сиениты, трахиты .

При спекании порошка стекольного боя с газообразователями – коксом и известняком – выделяется углекислый газ, образующий поры .

В стенках крупных пор в пеностекле имеются мельчайшие микропоры, обеспечивающие низкую теплопроводность при достаточной прочности, морозостойкости и водостойкости .

Теплоизоляционные легкие бетоны производят из минерального вяжущего и пористых заполнителей – перлита, вермикулита, керамзита .

Совелит – распространенный асбестомагнезиальный материал. Для изготовления совелита применяют доломит и асбест. Совелит используют для изоляции промышленного оборудования .

Для теплоизоляционных засыпок применяют зернистые материалы:

вспученные перлит и вермикулит, измельченные диатомиты и трепелы, пемзу и вулканический туф, золы и шлаки .

Органические теплоизоляционные материалы

Эковата – целлюлозный волокнистый утеплитель, состоит из переработанной макулатуры, добавок антипиренов и антисептиков. Эковата не горит, биологически стойкая, обладает звукопоглощающими свойствами .

Это - современный теплоизоляционный материал, который может заменить традиционные утеплители .

Сотопласты – материалы, структура которых представляет собой закономерно чередующиеся ячейки определенной формы, например шестигранники. Изготовляют сотопласты путем склеивания гофрированных листов бумаги, стеклянной или хлопчатобумажной ткани, пропитанных полимером. Плотность сотопластов - 20-70 кг/м3. Применяют их в трехслойных панелях, конструкциях перегородок и дверей .

Ячеистые пластмассы подразделяются в зависимости от характера пор .

Пенопласты имеют закрытые поры в виде ячеек, разделенных тонкими перегородками. Поропласты характеризуются сообщающимися порами .

Теплопроводность ячеистых пластмасс составляет 0,026-0,058 Вт/(м·C). Они легкие, водостойкие и не загнивают .

Пенопласт Эковата Сотопласты

Пенополиуретан получают в результате химических реакций, протекающих при взаимодействии полиэфира, диизоцианита, воды, катализаторов и эмульгаторов. Из пенополиуретана изготовляют жесткие, полужесткие и эластичные материалы .

Жесткий пенополиуретан применяют в виде скорлуп и плит .

Эластичный пенополиуретан используют для герметизации стыков панелей .

В качестве теплоизоляционных материалов широко применяются изделия из древесного сырья – древесноволокнистые плиты, фибролит, арболит, древесностружечные плиты. Эти материалы используют для теплоизоляции ограждающих конструкций, для устройства перегородок, каркасных стен, перекрытий .

Акустические материалы

Акустическими называются материалы, способные уменьшать энергию звуковой волны, снижать уровень громкости внутреннего или внешнего шума .

В зависимости от назначения акустические материалы подразделяют на звукопоглощающие и звукоизоляционные .

Звукопоглощающие материалы предназначены для снижения уровня звукового давления в помещениях жилых, общественных и производственных зданий .

Звукопоглощающие материалы должны обладать большой открытой, сквозной пористостью. Поры должны быть мелкими и сообщающимися между собой .

Эффективными звукопоглощающими материалами являются минераловатные плиты, перфорированные гипсовые плиты, газобетонные плиты, перлитовые плиты и другие современные изделия .

Звукоизоляционные материалы применяют для звукоизоляции от ударного шума в многослойных конструкциях перекрытий и перегородок .

Звукоизоляционные материалы могут быть пористо-волокнистой, ячеисто-пористой, пористо-губчатой и сыпучей структуры .

–  –  –

В качестве звукоизоляционных материалов применяют маты и плиты из минеральной ваты, маты прошивные из стеклянной ваты, плиты древесноволокнистые, пенопласты, пористую резину, перлит .

–  –  –

1. Что такое теплопроводность?

2. Какие вещества относятся к теплоизоляционным материалам?

3. Строение теплоизоляционных материалов .

4. Способы создания высокой пористости в строительных материалах .

5. Основные виды теплоизоляционных материалов .

6. Что такое акустические материалы?

7. Классификация акустических материалов .

Лакокрасочные материалы

Лакокрасочные материалы – вязкие жидкости, которые после нанесения превращаются в твердую пленку на поверхности окрашиваемого материала. Эту пленку называют лакокрасочным покрытием, а окрашиваемый материал – подложкой .

Лакокрасочные составы создают декоративный эффект и защищают поверхность конструкций от агрессивного действия окружающей среды .

По составу лакокрасочные материалы являются композитами, состоящими из связующего вещества, наполнителя и пигмента .

Связующие вещества в красочных составах соединяют частицы пигмента между собой и с окрашиваемой поверхностью, образуя пленку. В качестве связующих компонентов в красочных составах используют органические и неорганические вещества. Это могут быть натуральные и синтетические олифы; растительные масла; силиконовые связующие; клеи животные; карбоксиметилцеллюлоза и метилцеллюлоза .

От качества связующих материалов зависят технологические и эксплуатационные свойства красочных составов .

Пигменты – это тонкодисперсные порошки органического или неорганического состава. Они не растворяются в воде, масле и других растворителях. Цвет лакокрасочного покрытия зависит от пигментов. При перемешивании пигментов со связующим и наполнителем получают суспензии, которые называются красочными составами .

В качестве природных пигментов применяют мел, охру, сурик железный, умбру, графит .

Искусственные неорганические пигменты получают из минерального сырья путем сложной химической переработки. Применяют цинковые белила, титановые белила, ультрамарин, лазурь малярную, зелень цинковую .

Органические пигменты – красный, оранжевый, желтый, голубой и другие .

Наполнители – это мелкодисперсные порошки, присутствующие в составе краски для удешевления, а также для создания декоративных и защитных свойств. Для этих целей можно применять мел, тальк, каолин .

В красочных составах присутствуют пластификаторы (для придания пластичности), сиккативы (для ускорения затвердевания) .

Грунтовки и шпатлевки – вспомогательные материалы, используемые для выравнивания поверхности и улучшения сцепления между основанием и покрытием .

Виды красочных составов

Масляные краски представляют собой смесь пигмента и связующего вещества. Пигмент и олифу протирают в специальных машинахкраскотерках до получения однородной массы .

Масляные краски могут быть густотертые и жидкотертые .

Жидкотертые краски готовы к употреблению, а густотертые доводят до рабочего состояния добавлением олифы .

Лаки – это пленкообразующие растворы синтетических или натуральных смол в органических растворителях .

В строительстве применяют масляно-смоляные, битумные и асфальтовые лаки .

Масляно-смоляные лаки применяют для внутренних и наружных работ .

Битумные и асфальтовые лаки представляют собой растворы нефтяного битума или асфальта в органических растворителях .

Применяют их для грунтовки металлических поверхностей под антикоррозионное покрытие .

Эмалевые краски получают при перетирании сухих пигментов с глифталевыми и пентафталевыми пигментами. К синтетическим эмалям относятся алкидные, перхлорвиниловые эмали .

Алкидные эмали быстро высыхают, они атмосферостойкие и твердые, разбавляются уайт-спиритом, скипидаром. Алкидные эмали применяются для окраски металла, для отделки бетонных поверхностей .

Перхлорвиниловые краски наносятся тонким слоем, обладают хорошей адгезией к кирпичу и бетону .

Водно-дисперсионные краски - это пигментированные водные дисперсии полимеров с добавками эмульгаторов, стабилизаторов, пластификаторов, наполнителей и других компонентов, улучшающих свойства красочного состава .

Водно-дисперсионные краски обладают высокой адгезией к древесине, бумаге, бетону, штукатурным покрытиям. Они плохо соединяются со стеклом, пластмассами .

Водно-дисперсионные краски не токсичны, разводятся водой, быстро высыхают и дают матовую поверхность .

Водоцементные краски готовят на основе белого или цветного цемента с добавками пигментов. Эти краски применяют для наружной окраски бетонных, кирпичных и оштукатуренных поверхностей .

Tikkurila SigmaCoating Sadolin

Порошковые краски – твердые дисперсные композиции, в состав которых входят пленкообразующие смолы, пигменты, отвердители, наполнители и добавки .

Применяют порошковые краски для окраски металлических поверхностей. При окраске возможно создание различных декоративных эффектов .

Долговечность конструкций зданий зависит от сохранности лакокрасочных покрытий, применяемых для их защиты .

Выбор лакокрасочного состава должен соответствовать техническим условиям по назначению и применению конкретного красочного состава .

–  –  –

1. Что входит в состав лакокрасочных материалов?

2. Назначение грунтовок и шпатлевок?

3. Какие природные пигменты применяют для красочных составов?

4. Для чего вводят наполнители?

5. Виды красочных составов?

–  –  –

1. В.Г. Микульский и др. /под общ. ред. Г.П. Сахарова/ Строительные материалы. – М.; АСВ, 2007 .

2. Ю.Г. Барабанщиков. Строительные материалы и изделия. – М.;

Академия, 2008 .

3. Строительное материаловедение. / под общ. ред. В.А. Невского/. – Ростов-на-Дону, 2010 .

4. Строительные материалы: учебно-справочное пособие под ред. Г.А .

Айрапетова и Г.В. Несветаева. – Ростов-на-Дону, 2004.




Похожие работы:

«1 1. ВВЕДЕНИЕ 2. НАЗНАЧЕНИЕ КОТЛА 3. УСТРОЙСТВО И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ КОТЛА 4.ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 4.1. ТОПЛИВО 5. ПРАВИЛА МОНТАЖА КОТЛОВ 5.1. ТРЕБОВАНИЯ К КОТЕЛЬНОМУ ПОМЕЩЕНИЮ 5.2. УСТАНОВКА КОТЛА 5.3. ПОДКЛЮЧЕНИЯ КОТЛА К ДЫМОХОДУ 5.4. ПОДКЛЮЧЕНИЕ КОТЛА К СИСТЕМЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ 5.5. ПО...»

«Комплекс комбикормовый для производства гранулированных комбикормов с БВМД 1500 Комплекс комбикормовый предназначен для производства гранулированных комбикормов с БВМД: для стад поголовьем от 100 до 400 голов скота; для свиноводческих хозяйств от 400 до...»

«УДК 94(37) Телин А. Е. МАГИСТРАТУРА QUATTUORVIRI IURE DICUNDO В ГОРОДАХ КАМПАНИИ IV–III ВВ. ДО Н. Э.1 В статье рассмотрены вопросы происхождения, правовые нормы и механизмы функционирования магистратуры quattuorviri iure dicundo Capuam Cumas etc.,...»

«Федеральная целевая программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы" Соглашение 14.579.21.0004 от 05.06.2014 на период 2014 2016 гг. Тема: Разработка актинического источника излучения для инспекции нанострукту...»

«Приложение №1 к Запросу предложений №14.02-142 Техническое задание на оказание услуг по мытью наружных поверхностей фасада административного здания, расположенного по адресу: г. Москва, ул. Новый Арбат, д. 36/9 Объем оказываемых услуг: 1. № Наименование работ Ед. изм. Количество п/п Мытьё наружного остекления м (без первого этажа) М...»

«Техническое описание Fujitsu Монитор B24W-7 LED Техническое описание Fujitsu Монитор B24W-7 LED Монитор среднего класса: экран с диагональю 61 см (24 дюйма) Наилучшее решение для офисных приложений с точк...»

«КАТОК ГЛАДИЛЬНЫЙ “ВЕГА” ВГ-1018 ВГ-1218 РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ВГ.00.00.000 РЭ Настоящее руководство знакомит обслуживающий персонал с конструкцией, принципом действия и правилами эксплуатации катков гладильных ВГ (далее по тексту – катка). В виду того, что конструкция катка и отдельные его части постоянно совершенст...»

«В.П. ДЕРУСОВ ОБРАТНАЯ ПРОМЫВКА ПРИ БУРЕНИИ ГЕОЛОГО­ РАЗВЕДОЧНЫХ СКВАЖИН МОСКВА "НЕДРА" 1984 УДК 622.243.133 Дсрусов В. П . Обратная промывка при бурении геологораз­ ведочных скважин. — М: Недра, 1984. 184 с. Предложена классификация способов и средств для бурения сква­ ж...»

«Venta-Luftwscher VENTA Bedienungsanleitung : BedienunGSanleitunG ( d +7 (495) 545-41-99 ) 8-800-555-03-91 ( ) GB inStruCtionS for uSe E-mail: info@i-klimata.ru www.i-klimata.ru mode d‘emploi f manual de e inStruCCioneS iStruzioni per l...»

«ГАРАНТИЙНЫЙ ТАЛОН ГАРАНТИЙНЫЙ ТАЛОН ООО "Геркулес" МОДЕЛЬ:_ МОДЕЛЬ:_ ПРОИЗВОДСТВО ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ СЕРИЙНЫЙ НОМЕР (если имеется): СЕРИЙНЫЙ НОМЕР (если имеется): ТРЕНАЖЕРОВ И СПОРТИВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ www.royal-sport.ru e-mail: vberg@yandex.ru ДАТА ПРОДАЖИ:_ ДАТА ПРОДАЖИ: ПОКУПАТЕЛЬ: ПОКУПАТЕЛЬ:_ Адрес покупателя и е...»

«TL Knauf 8-09 ABA KNAUF TS 100 KNAUF TS 100 — полимерцементная защитная смесь для арматуры и создания адгезионного моста, предназначенная для ремонта бетонных конструкций, подверженных повышенному воздействию химически агрессивной сред...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТ...»

«ЗВОРЫКИНСКИЙ ПРОЕКТ РЕЗЮМЕ ПРОЕКТА Криогазовый гиперболоид (Kriogazovy hyperboloid) Руководитель проекта: Алексей Коробков Серпухов 2012г ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА НАИБОЛЕЕ ПОЛНОЕ НАЗВАНИЕ ПРОЕКТА Стационарная криогазовая...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" Совет молодых ученых Южного федерального университета Отдел научно-исследователь...»

«НОВОСТИ СЕАНа Информационное письмо – Январь 2018 Письмо преподобного Террика Баррата, директора СЕАН Интернешнл Дорогие партнеры и друзья СЕАНа! Приветствую вас именем Иисуса! На 47-ом году служения СЕА...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ ГО СТР НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИСО 1 1 4 1 8 -4 СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Т А Р А И УКУП О Р О Ч Н Ы Е С Р Е Д С ТВ А ДЛЯ Л Е К А Р С ТВ Е Н Н Ы Х П РЕП А РА ТО В Часть 4 Стеклянные фл...»

«Геомеханика и геотехнология УДК 622.233 © И.Л. Абрамов, 2018 И.Л. АБРАМОВ к.т.н., доцент, старший научный сотрудник ФИЦ УУХ СО РАН, г. Кемерово e–mail: ilabramov@rambler.ru РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД ЭЛЕКТРОИМПУ...»

«ПРАВИТЕЛЬСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (сшгу) ПРИКАЗ 09. №. те №_ О новой редакции приказа от 05.04.2018 № 2617/1...»

«ЗАО "Сервис тепло и хладооборудования" – лидер в области абсорбционных технологий в Республике Беларусь Закрытое Акционерное Общество "Сервис тепло и хладооборудования" Официальный представитель BROAD в Республике Беларусь 2...»

«мание тот факт, что если в прошлом непосредственное наблюдение рассматривалось чуть ли не к а к единственный метод в этнографии, то в последние годы наметилась противоположная тенденция — считать отдельные технические приемы, способы сбора первичного материала за самостоятельные методы, необоснованно, т...»

«ЕРОХИН Александр Иванович ВЫВОД И РЕКУПЕРАЦИЯ ЭНЕРГИИ В ИНДУКТИВНЫХ И ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЯХ 01.04.20 – физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук НОВОСИБИРСК...»

«Известия Томского политехнического университета. 2005. Т. 308. № 3. С. 97-100. УДК 661.48.546.16 СИНТЕЗ ВЫСОКОЧИСТОГО ПОРОШКА МОЛИБДЕНА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ ИЗ ФТОРИДНЫХ РАСПЛАВОВ В.А. Карелин, С.В. Ковалев Северский государственный технологический институт E-mail: karelin@seve...»

«Основные направления и результаты образовательной и воспитательной деятельности ГБОУ Школы № 283 в их развитии Публичный доклад директора Государственного бюджетного общеобразовательного учреждения "Школа № 283" Вороновой И.С. по итогам 2016/2017 учебного года Москва, 2017 г. Содержание Введение 3-5 Характеристика и ос...»




 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.