Сырье для производства стекла
Основные компоненты строительных стекол :
1) кварцевый песок или молотые песчаники и кварциты с минимальным содержанием примесей.
2) полевые шпаты, каолин, а для высокосортных стекол —чистый оксид алюминия
3) оксиды натрия и калия образуются в результате разложения при варке стекла введенных в шихту соответственно соды или сульфата натрия и поташа или калиевой селитры.
Производство:
1) подготовка сырьевых материалов (сушка, измельчение);
2) приготовление стекольной шихты (дозировку и смешение компонентов);
3) варка стекломассы;
4) выработка (формование) из нее материалов и изделий;
5) термическая, механическая или химическая обработку изделий для улучшения свойств.
Варка стекломассы (стекловарение) производится чаще всего в ванных печах непрерывного действия, представляющих собой бассейны, сложенные из огнеупорных материалов.
Стекловарение завершается охлаждением стекломассы до температуры, при которой она приобретает вязкость, требуемую для выработки стеклоизделий принятым методом (вытягиванием, прокатом, прессованием, литьем, выдуванием и др.).
Закрепление формы изделия осуществляют быстрым охлаждением.
Вопрос 24. Способы изготовления изделий из стекла. Основные виды изделий из стекла, применяемые в строительстве.
Способы изготовления изделий из стекла
1. Способ производства изделий из стекла, отличающийся тем, что шихту перед варкой обрабатывают электрическим полем напряженностью 0,01 5 В/см2.
2. Способ, отличающийся тем, что обработку шихты ведут электрическим полем переменной полярности напряженностью 0,01 5 В/см2.
3. Способ, отличающийся тем, что обработку шихты ведут электрическим полем постоянной полярности напряженностью 1 5 В/см2.
4. Способ, отличающийся тем, что обработку шихты ведут взаимно перпендикулярными электрическими полями.
5. Способ, отличающийся тем, что обработку шихты ведут одновременно постоянным и переменным электрическими полями равной напряженности.
Изделия из стекла в строительстве:
Светопрозрачные материалы и изделия:
-оконное стекло (3 – 6 мм), витринное стекло (5,5 – 10 мм);
- узорчатое, матовое и матово-узорчатоестёкла;
- цветное стекло;
- армированное стекло;
- закаклённое стекло;
- многослойные стёкла, среди которых стёкла повышенной безопасности – триплекс; повышенной безопасности и прочности, в том числе пуленепробиваемые (из склеенных листов закалённого стекла); регулирующие тепловые и световые потоки за счёт соответствующих характеристик склеивающих слоёв.
- стеклопакеты получают при соединении по контуру с определённым зазором двух или более листов стекла.
Строительные материалы 2
Вопрос 1. Бетоны. Классификация и области применения.
Бетон— искусственный каменный строительный материал, получаемый в результате формования и затвердевания смеси, состоящей из вяжущего вещества (цемент или др.), крупных и мелких заполнителей, воды.
По плотности бетоны делят на:
- особо тяжелые с плотностью более 2500 кг/м3;
- тяжелые - 1800 ... 2500;
- легкие - 600 ... 1800;
- особо легкие - менее 600 кг/м3.
В строительстве наиболее широко используют тяжелый бетон с плотностью 2100...2500 кг/м3 на плотных заполнителях из горных пород (гранит,известняк, диабаз и др.).
Применение легких бетонов уменьшает массу строительных конструкций.
Главной составляющей бетона, во многом определяющей его свойства, является вяжущее вещество, по виду которого различают бетоны цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, полимербетоны, полимерцементные и специальные.
В зависимости от особенностей структуры различают крупнозернистый бетон, мелкозернистый бетон (без щебня), малощебеночный, крупнопористый или беспесчаный, ячеистый, в структуре которого имеется большое количество воздушных или газовых пузырьков.
В зависимости от области применения различают:
- обычный бетон для железобетонных конструкций (фундаментов, колонн, балок, и др.);
- гидротехнический бетон для плотин, шлюзов, облицовки каналов,и т. д.;
- бетон для ограждающих конструкций (легкий);
- бетоны специального назначения, например, жароупорный, кислотостойкий
Вопрос 2. Свойства бетонов.
Одним из важнейших свойств бетона является его прочность. Бетон лучше всего сопротивляется сжатию.
Плотность влияет на качество бетона, в том числе и на его прочность: чем выше плотность бетона, тем он прочнее
С плотностью связано и обратное свойство бетона – пористость – отношение объема пор к общему объему материала.
Теплопроводность характеризует способность бетона передавать через свою толщину тепловой поток. невысокая теплопроводность обеспечивает бетону высокую огнестойкость
Бетон может выдерживать многократные заморозки и оттаивания не теряя прочности
Бетон обладает удобоукладываемостью - способностью заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя свою однородность.
Вопрос 3. Сырьевые материалы для приготовления бетонных смесей.
Сырьевые материалы для приготовления бетонов:
1) вяжущие вещества:
- портландцемент (цемент, не содержащий в своем составе минеральных добавок, кроме гипса);
- шлакопортландцемент ;
2) заполнители для бетона (80% объема):
- крупный заполнитель (гравий и щебень);
- мелкий заполнитель (естественный или искусственный песок).
3) вода;
4) добавки:
- активные;
- минеральные;
- добавки наполнители;
- поверхностно-активные;
- пено– и газообразователи;
- ускорители твердения;
- замедлители схватывания;
- противоморозные.
Вопрос 4. Химические добавки для бетонных смесей и бетонов.
В зависимости от назначения химические добавки подразделяются на виды.
1. Регулирующие свойства бетонных смесей:
а) пластифицирующие:
I группа — суперпластификаторы,
II группа — сильнопластифицирующие,
III группа — среднепластифицирующие,
IV группа — слабопластифицирующие;
б) стабилизирующие;
в) водоудерживающие;
г) улучшающие перекачиваемостъ;
д) регулирующие сохраняемость бетонных смесей: замедляющие схватывание, ускоряющие схватывание;
е) поризующие (для легких бетонов):
воздухововлекающие,
пенообразующие,
газообразующие.
2. Регулирующие твердение бетона:
а) замедляющие твердение;
б) ускоряющие твердение.
3. Повышающие прочность и (или) коррозионную стойкость, мрозостойкость бетона и железобетона, снижающие проницаемость бетона:
а) водоредуцирующие I, II, III и ГУ групп;
б) колъматирующие;
в) поризующие (для тяжелых бетонов):
— воздухововлекающие;
— газообразующие;
г) повышающие защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре (ингибиторы коррозии стали).
4. Придающие бетону специальные свойства:
а) противоморозные (обеспечивающие твердение при отрицательных температурах);
б) гидрофобизирующие I, II и III групп.
Вопрос 5. Бетонные смеси. Основные свойства и методы их определения. Приготовление бетонных смесей.
Бетонная смесь - это смесь вяжущих, заполнителей, затворителей и, при необходимости, добавок до ее укладки. Свойства бетонной смеси определяют качество и свойство полученного из нее бетона. Основными свойствами бетонной смеси являются удобоукладываемость и нерасслаиваемость.
Удобоукладываемость —показатель бетонной смеси, который характеризует способность бетонной смеси заполнять форму бетонируемого изделия и уплотняться в ней под действием собственной массы или механических воздействий.
Удобоукладываемость бетонной смеси оценивают подвижностью или жесткостью.
Подвижность - свойство бетонной смеси растекаться под действием собственной массы.
Жесткость - свойство бетонной смеси растекаться и заполнять форму под действием вибрации.
Нерасслаиваемость - способность бетонной смеси не расслаиваться при транспортировании, выгрузке и укладки.
Вопрос 6. Производство бетонных и железобетонных конструкций. Способы формирования бетонных и железобетонных изделий.
Бетонные и железобетонные изделия и конструкции изготовляют на специальных заводах или полигонах. Технологический процесс складывается из: приготовления бетонной смеси, изготовления арматуры и арматурных каркасов, армирования железобетонных изделий, формования, температурно-влажностной обработки и декоративной отделкой лицевой поверхности изделий. Панели наружных стен в зависимости от конструкций могут подвергаться дополнительной операции — укладке в панель теплоизоляционного материала при сборке отдельных скорлуп или формовании изделий.
Операции процесса формования можно условно разделить на две группы:
- операции по изготовлению и подготовке форм (очистке, смазке, сборке);
- уплотнение бетона изделий и получение их заданной формы.
Различают несколько способов тепловой обработки железобетонных изделий при нормальном давлении:
- пропаривание в камерах,
- электропрогрев,
- контактный обогрев,
- выдержка в теплобассейнах (в горячей воде).
Вопрос 7. Способы ускоренного твердения бетонов.
Для ускорения твердения бетона используют различные способы:
1) механические - повышение удельной поверхности цемента или активация бетонной смеси;
2) химические - введение добавок, ускоряющих твердение;
3) тепловые - пропаривание и электропрогрев.
Вопрос 8. Армирование железобетонных конструкций. Предварительно напряженные конструкции.
Различают армирование железобетонных изделий ненапряженное (обыкновенное) и предварительно напряженное.
При изготовлении предварительно напряженных изделий необходимо создать в бетоне по всему сечению или только в зоне растягивающих напряжений предварительное обжатие, величина которого превышает напряжение растяжения, возникающее в бетоне при эксплуатации. Обжатие бетона осуществляется силами упругого последействия натянутой арматуры. Это достигается силами сцепления арматуры с бетоном при при помощи анкерных устройств.
Передача предварительного напряжения арматуры на бетон осуществляется тремя способами:
1) посредством сцепления арматуры диаметром 2,5—3 мм с бетоном;
2) посредством сцепления арматуры с бетоном, усиленного дополнительно анкерными устройствами;
3) посредством передачи усилий натяжения на бетон через анкерные устройства на концах арматурного элемента без учета сцепления арматуры и бетона.
Натяжение арматуры производят различными способами:
- механическим электротермическим,
- непрерывным механическим
- электромеханическим натяжением,
- химическим при применении расширяющегося цемента.
Армирование ненапряженной арматурой осуществляется при помощи плоских сеток и пространственных (объемных) каркасов, изготовленных из стальных стержней различного диаметра, сваренных между собой в местах пересечений. Различают арматуру рабочую (основную) и монтажную (вспомогательную). Рабочая арматура располагается в тех местах изделия, в которых под нагрузкой возникают растягивающие напряжения; арматура воспринимает их. Монтажная арматура располагается в сжатых или ненапряженных участках изделия. Пространственные арматурные каркасы изготовляют в основном из плоских сеток, соединяемых между собой на специальных сварочных машинах.
Вопрос 9. Специальные бетоны. Состав, свойства и применение.
Гидротехническими называются бетоны, применяемые для возведения сооружений или их частей, омываемых водой, и обладающие свойствами долговечности.
Гидротехнический - тяжелый бетон; он характеризуется повышенной водостойкостью, водонепроницаемостью, морозостойкостью, низким тепловыделением, а в ряде случаев и стойкостью к химически агрессивной среде.
Кислотоупорный бетон. Затворяют бетонную смесь растворимым стеклом в количестве, обеспечивающем необходимую подвижность бетонной смеси.
Кислотоупорный бетон используют для различных конструкций и облицовки аппаратуры в химической промышленности, заменяя им дорогие материалы: листовой свинец, кислотоупорную керамику, тесаный камень.
Жаростойким называют бетон, предназначенный для промышленных агрегатов и строительных конструкций, подверженных нагреванию при длительном воздействии высоких температур. Деформация бетона под нагрузкой 2 кГ/см2 наступает при температуре 1500° С, а при температуре, превышающей 1600° С, бетон разрушается.
Огнеупорные бетоны имеют минимальную допустимую прочность 250— 150 кГ/см2, в зависимости от вида используемых материалов. Деформация под нагрузкой 2 кГ/см2 наступает при температуре 1100—1350° С, а разрушение — при 1200—1450° С
Жароупорные бетоны. Минимально допустимая прочность их может быть от 100 до 250 кГ/см2. При нагрузке в 2 кГ/см2 деформация начинается при 950—1300° С, разрушение — при температуре 1150—1500°
Цветные бетоны обладают высокими декоративными качествами и долговечностью. Бетоны имеют разнообразные расцветку и фактуру, а также обладают способностью легко принимать необходимую форму при изготовлении деталей любой сложности.
Цветные бетоны применяют для декоративных целей при строительстве зданий и сооружений, устройстве пешеходных переходов,
Дорожный бетон. Марка цемента для покрытий должна быть не менее 500, а для оснований — не ниже 300. Для приготовления дорожного бетона в качестве мелкого заполнителя применяют кварцевый или полевошпатовый песок или пески, получаемые дроблением твердых и плотных каменных пород, как крупный заполнитель — щебень и гравий, щебень из гравия плотных пород и щебень из доменного шлака. Для дорожных покрытий щебень из гравия и гравий необходимо промывать. Содержание глинистых фракций допускается не более 1 %, а органических не допускается.
Вопрос 10. Легкие бетоны. Классификация, сырье, основные виды, свойства, применение.
Бетоны объемным весом 500—1800 кг/м3 относятся к группе легких бетонов, отличающихся высокой пористостью. По способу создания искусственной пористости различают разновидности легких бетонов:
- изготовляемые из вяжущего, воды и легких пористых заполнителей;
- крупнопористые (беспесчаные), изготавливаемые с применением однофракционного плотного или пористого крупного заполнителя без песка;
- ячеистые, структура которых представлена искусственно созданными ячейками, заменяющими зерна заполнителей.
По назначению легкие бетоны подразделяются на:
- теплоизоляционные, основное назначение которых обеспечивать необходимое термическое сопротивление ограждающей конструкции; объемный вес их менее 500 кг/м3, коэффициент теплопроводности до 0,2 ккал/м • ч • град.
- конструктивные, предназначенные воспринимать значительные нагрузки в зданиях и сооружениях; объемный вес их 14-00—1800 кг/м3, марка по прочности не менее 50, морозостойкость не ниже Мрз 15;
- конструктивно-теплоизоляционные, в которых совмещаются свойства предыдущих видов легких бетонов; объемный вес их 500— 1400 кг/м3, коэффициент теплопроводности не более 0,55 ккал/м • ч • град, марка по прочности не менее 35.
Материалы для приготовления легких бетонов:
- вяжущие вещества ( применяют все виды неорганических вяжущих веществ);
- тонкомолтые гидравлические добавки;
- заполнители (песок, щебень, гравий).
Вопрос 11. Ячеистые бетоны. Сырье, технология производства, свойства, применение.
Ячеистые бетоны — разновидность легких бетонов, строение которых характеризуется наличием значительного кол-ва искусственно созданных условно замкнутых пор в виде ячеек размером 0,5-2 мм, заполненных воздухом или газом. Мелкие ячейки, равномерно распределенные в теле бетона, разделены тонкими и прочными перегородками из отвердевшего цементного камня, образующими несущий пространственный каркас материала.
Ячеистые бетоны по способу получения пористой структуры подразделяются на пенобетоны и газобетоны. Газобетоны получают путем введения газообразователя в смесь, состоящую из вяжущего, воды и кремнеземистого компонента, пенобетоны — смешиванием смеси, состоящей из вяжущего, воды и кремнеземистого наполнителя с пеной.
По виду применяемого вяжущего ячеистые бетоны делятся на следующие группы:
- газобетоны и пенобетоны, получаемые на основе портландцемента, цементно-известкового и известково-нефелинового вяжущего.
По виду кремнеземистого компонента различают группы ячеистых бетонов:
- газосиликаты и пенобетоны, получаемые с применением молотого песка;
- газозолобетоны и пенозолосиликаты, получаемые с применением золы-уноса ТЭЦ взамен песка.
В зависимости от способа твердения ячеистые бетоны разделяют на следующие виды:
- естественного твердения;
- твердения при атмосферном давлении в камерах пропаривания, термореактивных формах (контактный прогрев), специальных формах с электропрогревом и т. п.;
- твердения в автоклавах при высоком давлении.
И, наконец, в зависимости от применения ячеистые бетоны делят на три вида:
- теплоизоляционные объемным весом в высушенном состоянии 500 кг/м5 и менее;
- конструктивно-теплоизоляционные объемным весом от 500 до 900 кг\мг\
- конструктивные объемным весом от 900 до 1200 кг\мъ.
Вяжущие материалы. Для получения ячеистых бетонов автоклавного твердения применяется преимущественно маломагнезиальная молотая негашеная известь. Для ячеистых бетонов, твердеющих не в автоклавах, а в камерах пропаривания, при атмосферном давлении применяют преимущественно клинкерные цементы высоких марок 400 и 500 с введением в ячеистую массу гипса и ускорителей твердения.
Применение цементов более высоких марок целесообразно только для ячеистых бетонов неавтоклавного твердения.
Пенообразователи. При изготовлении пенобетонов в качестве пенообразователя применяют клеи — канифольный, смоло-сапониновый, а также гидролизованную кровь ГК и др. Полученная пена осаждается через 1 ч не более чем на 10 мм, а отход жидкости составляет не более 80 см3. В качестве газообразователя применяют алюминиевую пудру и пергидроль.
Пену получают взбиванием жидкой смеси канифольного мыла и животного клея или водного раствора сапонина. Пену, цементное тесто или раствор, а также их смесь приготовляют в специальных пенобетоносмесителях, имеющих три барабана, внутри которых вращаются валы с лопастями. Готовое тесто из одного верхнего барабана переливается в нижний, туда же из другого верхнего барабана поступает готовая пена, после чего тесто и пена тщательно перемешиваются в течение 3 мин. Приготовленная смесь поступает в бункера, из которых разливается в формы для изделий.
Газобетон получают вспучиванием теста вяжущего вещества. Для вспучивания применяют газообразующие вещества, причем окончание процесса газообразования должно совпадать с началом схватывания смеси. Известь для приготовления газосиликата нужно брать I сорта, быстрогасящуюся, маломагнезиальную. В песке содержание глинистых примесей не должно превышать 1,5%, так как они снижают прочность и замедляют процесс выделения газа и вспучивания. В качестве газо-образователя применяют тонкоизмельченный алюминиевый порошок (пудру). По свойствам газобетон аналогичен пенобетону и применяется наряду с ним. Однако он проще в изготовлении и позволяет получать изделия с более мелкими порами и более устойчивого качества, чем пенобетонные, а также меньшего объемного веса. В этом главное достоинство газобетона перед пенобетоном.
Вопрос 12. Строительные растворы. Классификация, свойства. Виды растворов.
Строительные растворы классифицируют по плотности, виду вяжущего, составу и назначению.
По средней плотности различают растворы тяжелые, плотностью более 1500 кг/м3, и легкие, плотностью менее 1500 кг/м3.
По виду вяжущего растворы бывают известковые, глиняные, гипсовые, цементные, известково-цементные, известково-гипсовые, цементно-глиняные и др.
В зависимости от свойств вяжущего растворы подразделяют на воздушные, твердеющие в воздушно-сухих условиях (например, известковые, гипсовые, глиняные), и гидравлические, начинающие твердеть на воздухе и продолжающие твердеть в воде или во влажных условиях.
По составу растворы делят на простые и сложные (смешанные). Растворы, приготовленные на одном вяжущем, заполнителе и воде, называют простыми. Растворы, приготовленные на нескольких вяжущих, заполнителе и воде, называют сложными, или смешанными. Составы сложных растворов обозначают тремя числами. Например, состав известково-цементного раствора 1:1:9 означает, что на одну часть извести в растворе приходится одна часть цемента и девять частей заполнителя.
По назначению строительные растворы различают:
кладочные - для каменной кладки фундаментов, стен, столбов, сводов и пр.;
штукатурные - для оштукатуривания стен, потолков, фасадов зданий, для декоративных и специальных штукатурок, крепления облицовочных материалов, для устройства мозаичных полов;
монтажные - для заполнения и заделки швов между крупными элементами при монтаже зданий и сооружений из готовых сборных конструкций и деталей.
Важнейшими свойствами строительных растворов являются прочность, а растворных смесей — подвижность и водоудерживающая способность,
Прочность затвердевшего раствора, зависит от двух основных факторов: активности вяжущего вещества и величины цементоводного отношения.
Прочность растворов зависит также от вводимых в них тонкомолотых добавок.
-Подвижность растворной смеси Удобоукладываемость растворной смеси зависит от степени ее подвижности и водоудерживающей способности, предохраняющей смесь от расслоения при быстром отделении воды и оседании песка.
Подвижностью растворной смеси называют ее способность растекаться под действием собственного веса или приложенных к ней внешних сил.
ВИДЫ:
-растворы для каменных кладок должны иметь заданную прочность, подвижность и обладать водоудерживающей способностью.
- отделочные растворы- подразделяются на растворы для обычных штукатурок и декоративные. Первые приготовляют на цементных, цементно-известковых, известковых, известково-гипсовых и гипсовых вя-жущих. Взависимости от области применения отделочные растворы подразделяют на растворы для наружных и внутренних штукатурок.
- к специальным растворам относятся растворы для заполнения швов между элементами сборных ж/б конструкций, инъекционные для полов, гидроизоляционные, тампонажные, акустические и рентгенозащитные.
Вопрос 13. Вяжущие материалы и добавки для приготовления строительных растворов.
По виду вяжущего вещества различают строительные растворы:
- цементные, приготовленные на портландцементе или его разновидностях;
- известковые, вяжущим в которых является воздушная или гидравлическая известь;
- гипсовые, получаемые на основе гипсовых вяжущих веществ-— строительного гипса, ангидритовых вяжущих.
Поверхностно-активные добавки вводят для повышения пластичности растворной смеси и уменьшения расхода вяжущего; количество их составляет десятые доли процента количества вяжущих. Такой органической добавкой являются сульфитно-спиртовая барда, гидролизо-ванная кровь, мылонафт и др.
Требования к качеству вяжущих, заполнителей, добавок и воды такие же, как и при приготовлении бетонов.
Вопрос 14. Определение марки по прочности растворов.
Марку раствора определяют исходя из прочности на сжатие стандартных кубов с длиной ребра 70,7 мм (площадь сжатия 50 мм2) после 28-дневного твердения в нормальном тепловлажностном режиме. Для строительных растворов определены следующие марки: 4, 10, 25, 75, 100, 150, 200 и 300, которым соответствует прочность на сжатие 4(0,4), 10(1), 25(2,5), 75(7,5), 100(10), 150(15), 200(20), 300(30) кгс/см2 (МПа). Прочность раствора на растяжение примерно в 5... 10 раз меньше, чем на сжатие. В растворах марок 4 и 10 в качестве вяжущего обычно используют известь.
Вопрос 15. Арматурная сталь. Виды арматурной стали, свойства, применение.
СНиП 52-01-2003 регламентирует применение для ж/б конструкций следующих видов стальной арматуры:
1) горячекатаную гладкую и периодического профиля диаметром 3-80 мм;
2) термомеханически упрочненную периодического профиля диаметром 6-40 мм;
3) механически упрочненную в холодном состоянии (холоднодеформированная) периодического профиля или гладкая, диаметром 3-12 мм;
4) арматурные канаты диаметром 6-15 мм.
Кроме того, в большепролетных конструкциях могут быть применены стальные канаты (спиральные, двойной связки, закрытые).
Для сталежелезобетонных конструкций (конструкций, состоящих из стальных и железобетонных элементов) применяют листовую и профильную сталь по соответствующим нормам и стандартам.
Маркировка арматурной стали должна содержать:
• номинальный диаметр (номер профиля), мм;
• обозначение класса прочности;
• обозначение ее эксплуатационных характеристик — свариваемости (индекс С), стойкости против коррозионного растрескивания (индекс К).
Холоднодеформированную арматуру (арматурную проволоку) диаметром от 3 до 12 мм изготавливают способом холодного волочения и подразделяют по форме поперечного сечения на гладкую и периодического профиля, а также по классам прочности
Арматурные канаты изготавливают из высокопрочной холоднотянутой проволоки. Для наилучшего использования прочностных свойств проволоки в канате шаг свивки принимают максимальным, обеспечивающим нераскручиваемость каната.
Вопрос 16. Теплоизоляционный материалы и изделия. Классификация. Способы получения пористой структуры теплоизоляционных материалов.
Материалы для тепловой изоляции изготовляют высокопористыми и по возможности мелкопористыми, а следовательно, и легкими. Обычно пористость теплоизоляционных материалов более 50 %, а некоторые наиболее эффективные теплоизоляционные материалы, например ячеистые пластмассы, (поры занимают 90...98 % от общего объема). Теплоизоляционные материалы могут иметь ячеистое, зернистое, волокнистое и пластинчатое строение.
Для материалов ячеистого строения характерны однородные и равномерно распределенные поры, форма которых обычно близка к сферической. Для получения материалов ячеистого строения (ячеистые бетоны, пеностекло, газонаполненные пластмассы и т. п.) используют способы газовыделения и пенообразования.
Зернистое строение имеют сыпучие материалы. Пористость сыпучей массы зависит от ее зернового состава. Чем однороднее по форме и размерам зерна, тем больше просветы между ними и тем выше пористость материала в насыпном виде. При изготовлении сыпучих порошкообразных теплоизоляционных материалов применяют механическое дробление и помол исходного сырья, получая продукт с примерно одинаковым размером зерен.
Волокнистое строение присуще материалам из минерального или органического волокна (асбеста, минеральной и стеклянной ваты, растительных волокон и др.). Основным способом получения высокопористого строения для таких материалов является создание волокнистого каркаса с тонкими воздушными слоями, разделяющими волокна.
Органические волокна получают механическим расщеплением древесины или другого растительного сырья. Минеральное волокно получают путем расплавления неорганического сырья с последующим превращением расплава в волокна.
Пластинчатое строение характерно для материалов, содержащих в своем составе листочки слюды, которые предварительно при быстром нагревании вспучиваются за счет отщепления у слюды связанной воды (вспученный вермикулит). Способ высокого водозатворения иногда используют для получения пористой структуры. В формовочную массу (например, из трепела или диатомита) добавляют заведомо много воды, которая удаляется в процессе сушки и обжига изделий, оставляя вместо себя поры. Этот способ сочетается с введением выгорающих добавок при производстве теплоизоляционных керамических изделий.
Вопрос 17. Органические теплоизоляционные материалы.
Основным сырьем для изготовления органических теплоизоляционных изделий служит древесина, главным образом в виде отходов (опилки, стружка, горбыль, рейка), и другое растительное сырье волокнистого строения. Большое количество теплоизоляционных изделий изготовляют на основе различных полимеров и синтетических смол.
Древесноволокнистые плиты изготовляют из неделовой древесины, отходов лесопильной и деревообрабатывающей промышленности, бумажной макулатуры, а также стеблей соломы, кукурузы, хлопчатника и некоторых других растений.
Изоляционные плиты используют для тепло- и звукоизоляции стен, потолков, полов, перегородок и междуэтажных перекрытий, утепления кровель, акустической отделки специальных помещений (радиостудий, машинописных бюро, концертных залов
Древесностружечные плиты- получают горячим прессованием массы, содержащей около 90 % органического волокнистого сырья (чаще всего тонкая древесная стружка) и 8... 12 % синтетических смол и неорганического вяжущего вещества. В качестве вяжущего чаще используют портландцемент, реже магнезиальное вяжущее.
Камышит (камышитовые плиты) изготовляют из тростника камыша осенне-зимней рубки. Производство камышита обычно организуют на передвижных установках, оборудованных прессами высокой производительности, на которых осуществляются прессование, прошивка проволокой и торцовка плит.
Торфяные теплоизоляционные изделия изготовляют в виде плит, скорлуп и сегментов. Сырьем для их производства является малоразложившийся торф из верхних слоев болот, имеющий волокнистое рыхлое строение. Торфоплиты выпускают плотностью 170 и 220 кг/см3, теплопроводностью 0,058...0,064 Вт/(м-°С). Торфяные теплоизоляционные изделия отличаются большой гигроскопичностью и водопоглощением.
Вопрос 18. Неорганические теплоизоляционные материалы.
Неорганические теплоизоляционные материалы изготовляют на основе минерального сырья (горных пород, шлака, стекла, асбеста). К этой группе относят минеральную, стеклянную вату и изделия из них, некоторые виды легких бетонов на пористых заполнителях), ячеистые теплоизоляционные бетоны, пеностекло, асбестовые и асбестосодержащие материалы, керамические и др. Эти материалы используют как для утепления строительных конструкций, так и для изоляции горячих поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов.
Минеральная вата и изделия из нее по объему производства занимает первое место среди теплоизоляционных материалов. для их получения в виде горных пород (доломита, известняка, мергелей, базальта и др.), шлаков и зол; простота технологического процесса; небольшие капиталовложения при организации производства, Минеральная вата состоит из искусственных минеральных волокон. Минеральный войлок выпускают в виде листов и рулонов из минеральной ваты
Плотность войлока 100... 150 кг/м3, теплопроводность 0,046...0,052 Вт/(м-°С). Листы и полотнища минерального войлока применяют для утепления стен и перекрытий в кирпичных, бетонных и деревянных домах.
Минеральные маты представляют собой минераловатный ковер, заключенный между битумной бумагой, стеклотканью или металлической сеткой, прошитый прочными нитями или тонкой проволокой. Плотность матов 300...200 кг/м3. Минераловатные полужесткие плиты изготовляют из минерального волокна путем распыления на него связующего (синтетических смол или битума) с последующим прессованием и термообработкой для сушки или полимеризации. Минераловатные жесткие изделия получают смешиванием минеральной ваты с битумной эмульсией или синтетическими смолами с последующим формованием, прессованием и прогреванием отформованных изделий для их сушки или полимеризации. Стеклянная вата является разновидностью искусственного минерального волокна. Для изготовления ваты используют стеклянный бой или те же сырьевые материалы, что и для оконного стекла; кварцевый песок, известняк или мел, соду или сульфат натрия. Тонкое стеклянное волокно для текстильных материалов получают вытягиванием из расплавленной стекломассы. Более грубое волокно, применяемое для тепловой изоляции, изготовляют дутьевым или центробежным способом. Пеностекло (ячеистое стекло) выпускают в виде блоков или путем спекания порошка стекольного боя или некоторых горных пород вулканического происхождения с газообразователями. При температуре 800°С частицы стекольного боя начинают сплавляться, а выделяющиеся из газообразователя газы образуют большое количество пор (пористость 80...95 %). При этом в стекловидном материале межпоровых стенок содержатся мельчайшие микропоры. Двоякий характер пористости обеспечивает высокую теплоизоляционную способность пеностекла.
Вопрос 19. Гидроизоляционные материалы. Классификация, общие свойства.
Гидроизоляционные материалы должны обладать не только прочностью, но и атмосферостойкостью, водостойкостью, водонепроницаемостью и теплостойкостью.
Кроме свойств, присущих кровельным материалам, они должны иметь повышенную прочность, химическую стойкость, а также достаточную эластичность, чтобы не могли возникнуть трещины и разрывы вследствие возможных усадочных, температурных и других деформаций изолируемых конструкций.
Гидроизоляционные материалы на основе битумов и дегтей делят на рулонные, листовые и штучные изделия, обмазочные материалы — мастики эмульсии и пасты, а по виду вяжущих — на битумные, дегтевые, гудрокамовые, резинобитумные, битумо- и дегтеполимерные. Гидроизоляционные материалы могут быть двух типов — основные и безосновные. Основные материалы изготовляют путем обработки органическим вяжущим основы — кровельного картона, стеклоткани, стекловойлока, металлической фольги, асбестового картона и т. п. Безосновные материалы получают в виде полотнищ заданной толщины прокаткой на каландрах термомеханически обработанных смесей из органического вяжущего, порошкового или волокнистого наполнителя и специальных добавок.
Вопрос 20. Рулонные кровельные гидроизоляционные материалы. Классификация, общие свойства.
По виду основы рулонные материалы могут быть основные и безосновные. Основой рулонных материалов служат картон, стекловолокно, металл, асбест, полимерно-битумные материалы и бумага. К кровельным материалам, имеющим основание, относятся:
Пергамин — выпускают, пропитывая кровельный картон мягкими нефтяными битумами с температурой размягчения не ниже 40°С. Его применяют в кровельных и гидроизоляционных покрытиях при укладке на горячей мастике и под битумные или асбестоцементные листы, а также как самостоятельный материал в многослойных покрытиях.
Рубероид изготавливают путем пропитки кровельного картона нефтяными битумами и покрытием его с обеих сторон тугоплавкими битумами с наполнителем и посыпкой. Рубероид подвержен гниению.
Гидроизол — беспокровный кровельный и гидроизоляционный рулонный материал. Основанием гидроизола служит асбестовая бумага.
Стеклорубероид — рулонный кровельный и гидроизоляционный материал на стекловолокнистой основе, получаемый двусторонним нанесением битумного вяжущего на стекловолокнистый холст. В зависимости от вида посыпки выпускают трех марок:
1) кровельный с крупнозернистой посыпкой на лицевой поверхности и пылевидной или чешуйчатой на нижней;
2)кровельный с чешуйчатой посыпкой на лицевой поверхности и мелкой или пылевидной на нижней;
3)гидроизоляционный, имеющий с двух сторон мелкую или пылевидную посыпку.
Фольгоизол — рулонный основной материал, состоящий из тонкой рифленой или гладкой фольги, покрытой с нижней стороны защитным битумно-резиновым антисептированным составом с мелким наполнителем или битумно-резинополимерным антисептированным с наполнителями. Фольгоизол характеризуется высокими физико-механическими показателями, так как резина, входящая в состав гидроизоляционного слоя, медленнее стареет, пластична и влагостойка.
Гидростеклоизол подкладочный может быть использован для устройства нижнего слоя при устройстве кровель. Гидростеклоизол подкладочный выпускают однослойно или двухслойноформированным в рулонах.
Толь - рулонный материал, изготовляемый пропиткой и покрытием кровельного картона дегтями с посыпкой песком или минеральной крошкой. По виду материала, применяемого для посыпки, и составу покровного слоя толь делят на толь с крупнозернистой и песчаной посыпкой.
Мастикаминазывают искусственные пластичные смеси, получаемые смешением органических вяжущих с минеральными наполнителями и добавками. По виду вяжущего материала мастики разделяют на битумные, дегтевые, резинобитумные, битумно- или дегтеполимерные, гудрокамовые и др. Кровельно-гидроизоляционные мастики могут быть гудрокамо-полимерные и резинобитумные. Такие мастики обладают повышенной эластичностью, гибкостью и морозостойкостью. Их используют для устройства безрулонных кровель, гидроизоляции, а также в качестве приклеивающего материала. Гидроизоляционные асфальтовые мастики состоят в основном из нефтяного битума и минерального наполнителя. Их выпускают трех категорий, различающихся по теплостойкости от 90... ...105 до 60...70°С. Такие мастики предназначены для устройства литой и штукатурной изоляции, а также для изготовления асфальтовых материалов и изделий (например, плит).Холодные мастики приготовляют путем разбавления битумного, битумно-резинового, гудрокамового вяжущего растворителем и добавлением в эту смесь наполнителя и, если требуется, специальных добавок. Разбавителями для получения холодных мастик служат жидкие органические вещества, которые делят на летучие (бензин, керосин) и нелетучие (мазут, гудрон) Холодные мастики применяют для склеивания рулонных кровельных материалов, для устройства гидро- и пароизоляции.
Вопрос 21. Силикатные и силикатобетонные изделия.
Силикатными называют искусственные каменные материалы и изделия, получаемые в результате формования и последующей тепловлажностной обработки в автоклавах смесей, состоящих из известково-кремнеземистых вяжущих, заполнителей (кварцевого песка, шлака и др.) и воды. Такие композиции, хотя медленно, образуют камень и при твердении на воздухе, но получаемый материал имеет невысокую прочность (1...2 МПа).
Изделия из силикатного бетона могут быть плотного или пористого строения.
Плотные силикатные изделия преимущественно изготовляют из тяжелых мелкозернистых силикатных бетонов (на кварцевом песке без крупного заполнителя) плотностью 1800...2300 кг/м3
Из плотных силикатных бетонов изготовляют: панели внутренних стен и перекрытий, балки, прогоны и колонны, карнизные плиты и др. легкобетонные силикатные изделия изготовляют из двух видов бетонов автоклавного твердения — легкого силикатного бетона на пористых заполнителях и ячеистых силикатных бетонов (пеносиликатные и газосиликатные изделия).
Легкие силикатные бетоны на пористых заполнителях приготовляют на тех же вяжущих, что и плотные силикатные бетоны. Пористыми заполнителями для них служат керамзит, вспученный перлит, аглопорит, шлаковая пемза и другие пористые материалы в виде гравия и щебня. Такие бетоны имеют прочность 3,5...20 МПа, водопоглощение 12…30 % (по объему), морозостойкость 15...50 циклов.
Конструкционные легкие силикатные бетоны с плотностью 1400... 1800 кг/м3 применяют для изготовления армированных силикатобетонных изделий и конструкций. Конструкционно-теплоизоляционные бетоны с плотностью 500...1400 кг/м3 и теплопроводностью до 0,58 Вт/(м-°С) используют для изготовления наружных ограждающих конструкций (блоков и панелей стен, совмещенной кровли и т. п.). Из теплоизоляционных силикатных бетонов с плотностью менее 500 кг/м3 и теплопроводностью около 0,18 Вт/(м-°С) изготовляют плиты разных размеров для тепловой изоляции покрытий и перекрытий промышленных и жилых зданий. Чистые силикатные бетоны делят на газосиликатные и пеносиликатные.
Пеносиликат получают путем смешивания технической пены с предварительно размолотой известково-кремнеземистой смесью и последующей обработкой отформованных изделий в автоклаве.
При смешивании известково-кремнеземистой смеси с газообразователем (алюминиевой пудрой и др.) получают газосиликат. Из газосиликата и пеносиликата с плотностью 900... 1200 кг/м3 и прочностью выше 7,5 МПа изготовляют конструкционные армированные изделия (панели покрытий и перекрытий) при условии защиты арматуры от коррозии специальными обмазками.
Вопрос 22. Асбоцементные материалы и изделия. Сырье, свойства, технология изготовления, применение.
Асбестоцементом называют искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания смеси цемента, асбеста и воды. Цементный камень хорошо сопротивляется сжимающим и плохо растягивающим нагрузкам. Введение в цемент небольшого количества (10...20%) тонковолокнистого асбеста, обладающего высокой прочностью при растяжении, существенно изменяет физико-механические свойства цементного камня. Такой материал обладает достаточно высокой прочностью, огнестойкостью, долговечностью, малыми водопроницаемостью, теплопроводностью и электропроводностью, но хрупок и подвержен короблению при изменении влажности. Асбестоцементные изделия изготовляют из трех основных компонентов: асбеста, цемента и воды. Сырьевая смесь (в расчете на массу сухих веществ) содержит в среднем 85 % цемента и 15 % асбеста.
Асбестом называют встречающиеся в природе тонковолокнистые неорганические массы, состоящие главным образом из водных или безводных силикатов магния, а некоторые разновидности — из силикатов кальция и натрия.
При механической обработке асбест сравнительно легко расщепляется на тонкие волокна (до 0,0005 мм), обладающие гибкостью, высокой механической прочностью (до 600... 1000 МПа), несгораемостью. В распушенном состоянии асбест легок, имеет малую теплопроводность [0,055...0,075 Вт/(м-°С] и высокие электроизоляционные свойства.
В качестве вяжущего компонента при производстве асбестоцементных изделий используют специальный портландцемент для асбестоцементных изделий. Такой цемент характеризуется быстрым нарастанием прочности как в начале, так и в последующие сроки твердения, замедленным началом схватывания (не ранее 1,5 ч) и достаточно большой тонкостью помола, необходимой для того, чтобы создать значительную поверхность сцепления между цементом и тонко распушенными волокнами асбеста. При смешивании асбеста с портландцементом и водой волокна асбеста равномерно распределяются в массе цемента, при этом каждое волокно оказывается окруженным цементным тестом. Адсорбируя выделяющийся при твердении цемента гидроксид кальция и другие продукты гидратации цемента, асбест уменьшает их концентрацию в растворе. В результате этого схватывание и твердение цемента ускоряются, он прочно связывается с волокнами асбеста. Вследствие дальнейшей кристаллизации продуктов гидратации цемента прочность связи волокон асбеста с цементным камнем в асбестоцементных изделиях возрастает. Для улучшения технологических свойств асбестоцементной суспензии и свежесформованных листов применяют химические добавки, например, в качестве пластификатора— ЛСТ.
Вода для производства асбестоцементных изделий должна быть чистой и слегка подогретой (до 30°С). Не следует использовать болотную, торфяную, морскую и другую минерализованную воду. Производство асбестоцементных изделий обычно слагается из распушки асбестового волокна, смешения его с водой и цементом, формования на листоформовочной машине, раскроя отформованных изделий и их твердения. Твердение изделий происходит в естественных условиях или при повышенной температуре (в пропарочных камерах или автоклавах). Для изготовления асбестоцементных изделий применяют мокрое, полусухое и сухое формование. При мокром, способе формования асбест распушивают в присутствии воды на бегунах, а затем тщательно смешивают с цементом и большим количеством воды в специальных машинах (голлендерах) до образования водной суспензии с содержанием сухих компонентов (асбест, цемент) не более 5...7 %. Формование изделий производят на круглосетчатых листо - и трубоформовочных машинах Способ сухого формования предусматривает распушку асбеста и смешивание его с цементом и песком в сухом состоянии. Эту смесь, увлажненную до 12... 16 %, уплотняют на конвейерной ленте катками или под прессом. Твердеют изделия в автоклавах. Так изготовляют облицовочные плитки и плитки для полов.
Отделку изделий осуществляют в процессе формования (применением пигментов или цветных цементов, тиснением рельефа на лицевой поверхности) или при получении готовых изделий (окраской, покрытием декоративным слоем, полировкой).
Вопрос 23. Гипсовые и гипсобетонные материалы и изделия. Сырье, свойства, технология изготовления, применение.
Изделия на основе гипса подразделяют на гипсовые и гипсобетонные.
Гипсовые изделия изготовляют из гипсового тести без добавок или с небольшой добавкой органических волокнистых или молотых минеральных наполнителей. При изготовлении гипсобетонных изделий применяют гипсобетонную смесь, состоящую из гипса, воды и пористых заполнителей — минерального (топливные и доменные шлаки, ракушечник, туфовый и пемзовый щебень, керамзит, аглопорит и др.) и органического происхождения (древесные опилки и шерсть (стружка), сечка камыша, солома, льняная костра и т. п.).
Изделия на основе гипса имеют небольшую плотность (гипсовые 800...1100 кг/м3, гипсобетонные 1200... 1500 кг/м3), достаточную прочность (2,5... 10 МПа), хорошие звуко- и теплоизоляционные свойства. Они хорошо поддаются механической обработке и легко окрашиваются. Недостатками этих изделий являются низкая водостойкость, высокая ползучесть под нагрузкой, хрупкость при применении в тонкостенных элементах. На их основе стало возможным изготовление панелей стен, оснований под полы, панелей для ванных комнат, объемных санитарно-технических кабин и других крупноразмерных конструкций для полносборного строительства. При формовании гипсовых и гипсобетонных изделий используют метод литья, вибрирование, прессование.
При вибрировании и других видах интенсивного уплотнения в гипсобетон вводят меньше воды (примерно в 1,5 раза), чем при литьевом способе, в результате чего в 1,5...2 раза возрастает прочность изделия, экономится вяжущее, упрощается и ускоряется сушка изделий. Сушат изделия дымовыми газами или нагретым воздухом Гипсобетонные панели нашли широкое применение в индустриальном строительстве для устройства перегородок, санитарно-технических кабин, вентиляционных коммуникаций, оснований под полы и других целей. Гипсобетонные плиты для перегородок могут быть сплошными, пустотелыми и армированными камышом или штукатурной дранью (8.3). Их размер 800X400 мм при толщине 80...100 мм. Влажность плит не должна быть более 8 % при плотности 1000...1400 кг/м3, прочность при сжатии 3...4 МПа. Гипсобетонные перегородки значительно экономичнее кирпичных (на 25...35 %), железобетонных (на 10...15 %), фибролитовых и деревянных щитовых (на 40...50 %). Это и определяет их доминирующее положение в общем балансе перегородок.
Панели, предназначенные для устройства санитарно-технических кабин и вентиляционных коммуникаций в жилых и промышленных зданиях, изготовляют из гипсобетона на гипсоцементно-пуццолановых вяжущих.
Гипсовые обшивочные листы (сухая гипсовая штукатурка) представляют собой тонкие плиты, внутренняя часть которых состоит из затвердевшего гипсового теста, содержащего небольшое количество пены, а поверхность и кромки листов оклеены картоном. Применение гипсовых обшивочных листов взамен обычной («мокрой») штукатурки позволяет во много раз ускорить отделочные работы и снизить их стоимость. Сухая гипсовая штукатурка уже сейчас занимает 10... 12 % в балансе материалов для внутренней отделки, а в будущем будет возрастать преимущественно за счет офактуренных листов, не требующих последующей отделки.
Вопрос 24. Сухие смеси. Сырье, свойства, технология изготовления, применение.
Сухие смеси представляют собой смесь вяжущих, заполнителей и различных добавок.
Вяжущие -портландцемент, белый цемент, гипс, ангидрит, известь, глиноземистый цемент, диспергируемые полимерные порошки;
Заполнители - кварцевый песок, известняк, мел, доломит, перлит, каолин, микрокремнезем, зола-унос, волокна(фибра), пигменты, легкие заполнители ( керамзит, вспученный вермикулит и перлит, пемза).
Химические добавки -- пластификаторы стабилизирующие и водоудерживающие, диспергируемые полимерные порошки, замедлители , ускорители, загустители, порообразующие и антивспенивающие добавки, гидрофобизаторы.
Технология производства смесей складывается из следующих операций:
* Сушка песка;
* Фракционирование песка и заполнителей;
* Дозирование заполнителей и загрузка в смеситель принудительного действия;
* В тот же смеситель загрузка предварительно отдозированных на весовых дозаторах других компонентов сухих строительных смесей (вяжущие, добавки и т.д.)
* Перемешивание материалов до требуемой однородности;
* Затаривание в емкости полученной смеси и подача на склад готовой продукции.
* Смеси с полимерными добавками хранят в сухом месте при температуре не выше 40 градусов С - до 6 месяцев. При более низкой или более высокой температуре технические характеристики смесей снижаются.
Сухие штукатурные смеси - штукатурка представляет собой мокрое покрытие поверхности одним или несколькими слоями раствора, который приобретает свои окончательные свойства лишь после высыхания.
Шпаклевочные смеси - чаще всего производят на основе гипса. Они тонкодисперсны, имеют хорошую адгезию к различным материалам, практически не дают усадки, имеют высокую пластичность, хорошо шлифуются и быстро сохнут.
Клеевые сухие смеси -- бывают гипсовые и цементные. Применяют для облицовки керамическими, глазурованными, керамогранитными плитками, мозаики, вертикальных и горизонтальных поверхностей. Как основание под устройство паркета, ламината, кавролина, линолеума.
Сухие строительные смеси для устройства полов - необходимы для выравнивания или придания жесткости поверхности, обеспечения заданного уклона в полах на перекрытиях , а также для укрытия трубопроводов.
Вопрос 25. Асфальтобетоны и асфальторастворы. Сырье, технология производства, основные свойства.
Определение состава асфальтового бетона заключается в выборе соотношения между компонентами, при котором обеспечиваются его оптимальная структура и заданные технические свойства. Состав асфальтовых бетонов и растворов выражается обычно процентным содержанием (по массе) щебня, песка, минерального порошка и битума (обычно 5... ...10%). Приготовление асфальтового бетона начинают с заводского производства астальтобетонной смеси и заканчивают ее укладкой и уплотнением в покрытии на строительном объекте, а при изготовлении штучных изделий — на том же заводе. Исходные минеральные материалы подвергают предварительной сушке и нагреву до рабочих температур (180...200°С), а затем разделяют по фракциям, точно дозируют и подают в смеситель периодического или непрерывного действия, куда одновременно поступает предварительно подогретый (до 150...170 °С) и отдозированный битум. Далее готовую асфальтобетонную смесь обычно в автосамосвалах отправляют на место укладки. Укладку асфальтобетонной массы производят на подготовленное основание специальными машинами— асфальтоукладчиками. Горячую и теплую смесь раскладывают слоем, на 15...20 % превышающим толщину покрытия, а для холодных смесей—50...60 %. Уложенный слой массы уплотняют моторными статическими (массой 5...14 т) или более эффективными вибромоторными катками (массой 0,5...4,5 т). В отличие от цементного бетона свойства асфальтового бетона в значительной мере изменяются от температуры.
Предел прочности асфальтового бетона при сжатии сравнительно невелик, но достаточен, чтобы противостоять реальным напряжениям, возникающим в покрытиях. При температуре 20 °С для дорожного горячего асфальтобетона он должен быть не менее 2,2...2,4 МПа. С понижением температуры сопротивление сжатию резко возрастает, а при —15...—25 °С соизмеримо с прочностью цементного бетона. С повышением температуры прочность, наоборот, снижается до 1,0... 1,2 МПа при 50 °С. В определенном температурном интервале асфальтовый бетон хорошо сопротивляется ударным воздействиям. Он обладает достаточно хорошей износостойкостью и водостойкостью. Его износ составляет 0,2... 1,5 мм в год, а коэффициент размягчения не менее 0,9.
По сравнению с цементным бетоном асфальтовый бетон может деформироваться в покрытии (волны, трещины) не только при недостаточной прочности при сжатии, растяжении или сдвиге, по и вследствие малой пластичности при пониженных температурах или чрезмерной пластичности при повышенных температурах.
Вопрос 26. Лакокрасочные материалы. Состав, применение в строительстве.
Лакокрасочные материалы используют для приготовления красочных составов, которые в вязкожидком состоянии наносят тонкими слоями (60...500 мкм) на поверхность отделываемой конструкции (бетон, дерево, металл). В результате отвердевания красочных составов образуется твердая цветная пленка, которая прочно сцепляется с отделываемой поверхностью (основанием) и называется лакокрасочным или малярным покрытием.
Такие покрытия дают возможность защитить материал конструкций от вредного воздействия окружающей среды и, следовательно, повысить их долговечность; получить архитектурно-художественный эффект; улучшить санитарно-гигиенические условия в помещениях. Некоторые лакокрасочные покрытия имеют специальное назначение (например, антисептические и огнезащитные краски для дерева). Чаще всего лакокрасочные покрытия служат одновременно для нескольких целей.
Лакокрасочные покрытия обычно состоят из грунтовочного, подмазочного, шпаклевочного и окрасочного слоев, каждый из которых имеет свое особое назначение (14.1). Основным назначением грунтовочного слоя является улучшение сцепления последующих слоев с основанием. Подмазочные слои служат для заполнения сравнительно крупных углублений на поверхности основания. Шпаклевочный слой предназначен для выравнивания поверхности. Один или несколько окрасочных слоев создают тонкую пленку заданного цвета. В зависимости от характера основания и назначения окраски некоторых слоев может и не быть, но всегда есть красочный слой (слои).
Основными компонентами лакокрасочных составов являются пигменты и связующие вещества, кроме них в лакокрасочные составы могут входить наполнители, растворители и разбавители.
Вопрос 27. Древесина. Свойства древесины. Изделия из древисины.
Древесиной называют освобожденную от коры ткань волокон, которая содержится в стволе дерева. Древесина состоит из вытянутых веретенообразных клеток - ячеек, стенки которых состоят в основном из целлюлозы. Эти пустотелые ячейки образуют волокна, воспринимающие механические нагрузки. Целлюлоза является природным линейным полимером, нитевидные цепи которого жестко связаны (сшиты) гидроксильными связями. Это объясняет отсутствие у древесины области высокоэластичного состояния, возникающего при нагревании многих линейных полимеров.
Древесина имеет большую влажность, легко загнивает, вследствие значительной усушки усиливает коробление пиломатериалов. Истинная плотность древесины колеблется в пределах от 1490 до 1560 кг/м3.
По степени влажности древесину подразделяют на мокрую, имеющую влажность свыше 100%, свежесрубленную - 35% и выше, воздушносухую - 15-20% , комнатносухую - 8-12% и абсолютно сухую - 0%.
Гигроскопичностью называют способность древесины поглощать из воздуха парообразную воду. Противоположная характеристика гигроскопичности - влагоотдача - способность древесины отдавать воду в окружающую среду. Гигроскопичность и влагоотдача зависят от температуры и относительной влажности воздуха. Состояние древесины, когда в ней содержится только гигроскопическая вода и отсутствует капиллярная, называется точкой насыщения волокон, или пределом гигроскопичности. Для разных пород деревьев она составляет 25-35%.
Усушкой называют уменьшение линейных размеров и объема древесины при высыхании. Усушка не происходит при испарении свободной и начинается только при удалении гигроскопической воды. Усушка древесины в различных направлениях неодинакова. Вдоль волокон она составляет 0,1-0,3%, в радиальном направлении - 3-6 и в тангенциальном - 7-12%. Объемная усушка, выражаемая коэффициентом объемной усушки, составляет 0,2-0,75%.
Набуханием называют способность древесины увеличивать свои размеры при поглощении воды. Набухание вдоль волокон составляет 0,1-0,8%, в радиальном направлении - 3-5%, в тангенциальном - 6-12%. Усушка приводит к появлению щелей между деревянными элементами, образованию трещин.
Свойства древесины по разному изменять свои размеры при усушке и набухании приводит к короблению.
Теплопроводность древесины составляет 0,16-0,3 Вт/(м·°С). Вдоль волокон она в 1,8 раза выше, чем поперек.
Звукопроводность древесины вдоль волокон в 16 и поперек волокон в 3-4 раза выше звукопроводности воздуха. Вдоль волокон она составляет 5000, поперек волокон в радиальном направлении - 1450 и в тангенциальном - 850 м/с.
Важнейшей характеристикой древесины является прочность.
Прочность древесины характеризуется пределами ее прочности при сжатии, растяжении, статическом изгибе, скалывании. Кроме того, могут определяться условный предел прочности при местном смятии и предел прочности при перерезании поперек волокон.
На основе древесины хвойных и лиственных пород изготовляют широкую номенклатуру изделий, из которых основными являются строганые погонажные изделия, изделия для паркетных полов, фанера и др.
Кровельные материалы из древесины включают кровельные плитки, гонт, кровельную дрань, кровельную стружку. Изготавливают их из древесины сосны, ели, пихты, кедра, осины.
К столярным изделиям относят оконные, балконные и дверные блоки, подоконные доски, столярные перегородки.
Для склеивания древесины применяют, в основном, фенолоформальдегидные, карбамидные и поливинилацетатные клеи.
Вопрос 28. Битум. Свойства. Производство и применение.
Битумы— при комнатной температуре вязкопластичные или твердые вещества черного или темно-коричневого цвета, представляющие собой сложную смесь высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных. В зависимости от происхождения битумы могут быть природные и искусственные (техногенные); источником образования или получения битумов и в том, и в другом случае является нефть.
Природные битумы встречаются в виде асфальтовых пород, например, песка, пористого известняка, пропитанных битумом (содержание битума от 5 до 20 %). Природные битумы образовались при разливе нефти в результате испарения из нее легких фракций и частичного окисления кислородом воздуха. Мировые запасы природного битума более 500 млрд. т.
Искусственные битумы образуются в виде остатка при получении из нефти топлива и масел — нефтяные битумы.
Битумы — сложные системы, состоящие из нескольких групп веществ:
• твердые высокомолекулярные вещества (асфальтены, карбены, карбоиды), придающие битуму твердость;
• смолистые вещества, придающие битуму клейкость;
• нефтяные масла, придающие битуму вязкость и термопластйч-ность
Битумы делят на три типа по области их применения: дорожные (для асфальтобетонов), кровельные (для мягких кровельных материалов) и строительные (для изготовления мастик, гидроизоляции и др.)
Производство битума нефтяного предусматривает три основных способа его получения:
1 Концентрированием нефтяных остатков методом перегонки их в вакууме.
2 Окислением кислородом воздуха разных нефтяных остатков и композиций.
3 Смешением различных остаточных и окисленных битумов, нефтяных остатков, а также дистиллятов между собой в итоге получают компаундированные битумы.
Вопрос 29. Полимеры. Виды изделий из полимеров. Технология производства из полимеров. Свойства.
Полимеры - химические соединения, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев.
По происхождению они делятся на природные, например белки, смолы природные, и синтетические, например полиэтилен,полипропилен.
Благодаря ценным свойствам полимеры применяются в машиностроении, текстильной промышленности, сельском хозяйстве и медицине, автомобиле- и судостроении, авиастроении, в быту (текстильные и кожевенные изделия, посуда, клей и лаки, украшения и другие предметы). На основании высокомолекулярных соединений изготовляют резины, волокна, пластмассы, пленки и лакокрасочные покрытия. Все ткани живых организмов представляют высокомолекулярные соединения.
Изделия:
1) Материалы для полов – линолеумы, ворсовые (ковровые) покрытия, плитки;
2) Отделочные материалы – листовые, пленочные;
3) Погонажные изделия: длинномерные изделия разных профилей: плинтусы, рейки, поручни;
4) Теплоизоляционные полимерные материалы – самые эффективные теплоизоляционные материалы пористостью до 90%.
5) Полимерные трубы.
Производство.
Экструзия – это способ переработки полимерных материалов непрерывным продавливанием их расплава через формующую головку, геометрическая форма выходного канала которой определяет профиль получаемого изделия или полуфабриката.
Около половины производимых термопластов перерабатываются в изделия этим способом. Экструзией получают пленки, листы, трубы, шланги, капилляры, прутки, сайдинг, различные по сложности профили, наносят полимерную изоляцию на провода, производят многослойные разнообразные по конструкции и сочетанию применяемых пластмасс гибридные погонажные изделия. Переработка вторичных полимеров и гранулирование также выполняются с применением экструзионного оборудования.