- •Металлы – вещества обладающие металлическим блеском ,высокой прочностью, пластичностью, теплопроводностью, ковкостью, свареваемостью.
- •47. Дайте общие сведения о строительных растворах, классификация, свойства:
- •48. Охарактеризуйте растворы для каменной кладки и монтажа полносборных зданий.
- •49 Опишите растворы кладочные и штукатурные для работ в зимнее время.
- •50. Дайте характеристику отделочными специальным растворам.
- •57 Охарактеризовать черепицу, плитку брусчатку:
- •63. Назовите и опишите битумные и резинобитумные кровельные материалы:
- •65 Дайте характеристику дегтевым кровельным материалам:
Физические свойства:
Плотность - масса единицы объёма материала. Различают плотности:
-средняя плотность - масса единицы объёма материала в естественном состоянии (с порами и пустотами)
-истинная плотность – масса единицы объёма материала в абсолютно плотном состоянии. Истинная плотность это плотность вещества, из которого состоит материал, поэтому истинная плотность является физической постоянной характеристикой.
-насыпная плотность - масса единицы объёма вещества в рыхлом состоянии. У плотных материалов числовые значения истинной и средней плотности – одинаковы. У пористых материалов истинная плотность больше средней.
Масса - определяется путём взвешивания образцов
Объём – определяют в зависимости от формы. Объём образцов правильной формы определяют путём вычисления по геометрическим размерам. Объём образцов неправильной формы определяют по объёму вытесненной жидкости.
Пористость материала - степень заполнения материала порами (колеблется от 0% (сталь, стекло) до 90-95%(пенопласт))
Поры в материале – промежутки между элементами структуры материала, которые заполняются воздухом или водой. Бывают искусственные и естественные.
Гидрофизические свойства - свойства определяющие отношение к действию воды:
Гигроскопичность – свойство пористых материалов поглощать водяной пар из воздуха. Степень гигроскопичности зависит от количества и величины пор, от температуры и относительной влажности воздуха Гидрофобные материалы – материалы отталкивающие воду (битум, стекло, полимеры) Гидрофильные материалы – материалы активно притягивающие молекулы воды (гипс, глина, цемент)
Влажность – количество воды в материале W=(mвл – mсух)/mсух*100%
Водопоглощение – свойство материала впитывать и удерживать воду. Различают водопоглощение по массе и по объёму
Водостойкость – способность материала сопротивляться разрушительному действию влаги
Коэффициент размягчения оценивает количественно водостойкость материала.
Влагоотдача - свойство материала отдавать воду при наличии соответствующих условий окружающей среды.
Водопроницаемость - способность материала пропускать воду под давлением. Характеризуется коэффициентом фильтрации Кф [м2/час]
Паро-воздухо- и газопроницаемость
Морозостойкость - свойство насыщенного водой материала выдерживать многократные попеременные замораживания и оттаивания без признаков разрушения и значительного снижения прочности. Отношение предела прочности при сжатии замороженного образца к таковому у образца насыщенного водой - коэффициент морозостойкости Кf=Rf/Rн
Теплофизические свойства
Теплопроводность - свойство материала проводить через свою толщу тепловой поток, возникающий из-за разницы температур на поверхностях ограничивающих материалов. Теплопроводность материала зависит от количества пор и вида материала, плотности и влажности.
Теплоёмкость - Q=cm(t2-t1) [Дж*кг* °С)
Огнестойкость – свойство материала противостоять действию огня (высоких температур) и воды в условиях пожара. По огнестойкости материалы подразделяются на:
-Несгораемые - в условиях пожара не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются (кирпич)
-Сгораемые - под действием огня и высокой температуры воспламеняются, горят или тлеют и продолжают гореть после удаления источника огня (древесина)
-Трудносгораемые - с трудом воспламеняются, тлеют и обугливаются, но только при наличии источника огня. Для повышения огнестойкости материалы пропитывают или обрабатывают специальными огнезащитными составами (антипирены).
Огнеупорность – свойство материала выдерживать продолжительное воздействие высоких температур без деформации и размягчения. По огнеупорности материалы подразделяют на:
-Тугоплавкие - выдерживают 1350°-1580°С
-Легкоплавкие - выдерживают от менее 1350°С
Радиационная стойкость – способность противостоять ионизирующим излучениям.
Акустические свойства – способность ослаблять энергию, которая передаётся по воздуху и через конструкции зданий. (Звукопроводность, звукопоглощение)
Механические свойства:
Прочность – свойство материала сопротивляется разрушению от напряжений, которые возникают под действием внешних сил. Прочность характеризуется пределом прочности.
Твёрдость – способность материала сопротивляется проникновению в него другого более твёрдого материала. Твёрдость определяется по шкале Мооса. Твёрдость зависит от структуры материала. Число твёрдости оценивают для битумов с помощью пенетрометра по глубине проникновения игры в битум под нагрузкой.
Истираемость - свойство материала уменьшатся в объёме и массе под действием истирающих усилий.
Упругость – способность материала восстанавливать первоначальные форму и размеры после снятия нагрузки. Предел упругости характеризуется модулем упругости. Упругие материалы: резина, сталь, древесина.
Пластичность - свойство твёрдого материала изменять без разрушения форму и размеры под действием нагрузки и сохранять их после снятия нагрузки (глина, бетон, битум)
Хрупкость - свойство материала внезапно разрушаться под действием нагрузки (чугун) Для хрупких материалов нельзя придать желаемую форму т.к. они разрушаются при сжатии.
Ударная вязкость - свойство материала , которое характеризует сопротивление материала разрушению/деформированию при ударе.
Износ - разрушение материала при совместном действии истираемости и ударов.
Реологические свойства:
Вязкость - внутреннее трение жидкости, которое препятствует перемещению одного слоя относительно другого. (Цементное тесто, краски, битумные растворы, гипсовое тесто)
Предельное напряжение сдвига - величина внутреннего напряжения при котором материал начинает деформироваться (течёт)
Тиксотропия - разрушение структурных связей внутри пластично-вязкого материала.
Реологические свойства:
Вязкость - внутреннее трение жидкости, которое препятствует перемещению одного слоя относительно другого. (Цементное тесто, краски, битумные растворы, гипсовое тесто)
Предельное напряжение сдвига - величина внутреннего напряжения при котором материал начинает деформироваться (течёт)
Тиксотропия - разрушение структурных связей внутри пластично-вязкого материала.
Химические свойства:
Химическая стойкость - способность материала сопротивляться разрушительному действию щелочей, кислот, растворённых в воде солей.
Биологическая стойкость – способность материала сопротивляться влиянию процессов жизнедеятельности бактерий и других микроорганизмов. Антисептирование - пропитка химическими веществами, обладающими антимикробным действием.
Коррозийная стойкость - свойство материала сопротивляться коррозии
Экологическая чистота - отсутствие токсичности и вредного воздействия на людей.
Технологические свойства
это свойства материала воспринимать определённые технологические операции с целью изменения формы и размеров. (Удобоукладываемость, лёгкость обработки, гвоздимость и т.д.
Строение древесины: кора – луб – камбий – заболонь – ядро – сердцевина
Древесные породы, применяемые в строительстве:
Хвойные:
Сосна - ядровая порода. Обладает высокими физико-механическими свойствами. Её древесина хорошо поддаётся обработке, мягкая и прочная. Из неё изготавливаются столярные изделия, балки, фанера, пиломатериалы.
Лиственница – древесина плотная, твёрдая и прочная, обладаёт стойкостью против загнивания. Обладает самыми клёвыми физико-механическими свойствами, но склонна к растрескиванию. Из неё изготавливают шпалы, стойки, гидротехнические сооружения.
Ель
Пихта
Лиственные:
Дуб – ядровая порода. Прочная, твёрдая, обладаёт красивой текстурой, высокой стойкостью против гниения. Из неё изготавливают фанеру, строительные конструкции, мебель.
Ясень – по текстуре напоминает дуб. Древесина тяжёлая, гибкая, прочная и твёрдая. Применяется как отделочный материал, а также при изготовлении столярных изделий, мебели.
Берёза – заболонная порода, легко загнивает в сырых и плохо проветриваемых местах. Чаще всего из неё изготавливают фанеру и столярные изделия.
Осина
Ольха
Физические свойства древесины:
Влажность – количество воды, которое содержится в данный момент в древесине.
Усушка – уменьшение линейных размеров древесины и её объёма, которое происходит при испарении из древесины гигроскопической влаги.
Разбухание - увеличение линейных размеров и объёма древесины при поглощении гигроскопической влаги.
Истинная плотность древесины для всех пород примерно одинаковая
Средняя плотность древесины зависит от строения древесины, влажности, пористости.
Звукопроводность зависит от породы древесины и от направления движения звука.
Теплопроводность древесины небольшая. Она зависит от пористости, плотности, направления волокон.
Механические свойства:
Прочность древесины характеризуется пределом прочности при сжатии, растяжении, изгибе, скалывании.
Твёрдость древесины снижается при увеличении влажности от 8 до 30%
Долговечность строительных конструкций из древесины зависит от условий хранения, сушки и эксплуатации.
Сушка обеспечивает удлинение срока службы и повышение качества древесины. Бывает двух видов:
Естественная сушка – сушка на отрытом воздухе под навесом или в закрытых складах. Продолжительность такой сушки - от 15 до 60 суток в зависимости от времени года.
Искусственная сушка - сушка в специальных камерах-сушилках паром, газом, воздухом.
Защита от загнивания:
Устранение условий, благоприятных для развития грибов, разрушающих дерево
Антисептирование – обработка химическими веществами
Конструкционные меры: изоляция древесины от грунта, бетона; устройство каналов для проветривания.
Защита от возгорания:
Для предупреждения возгорания деревянных конструкций из покрывают штукатуркой, гипсовыми или асбесто-цементными листами. Конструкционные меры: удаление деревянных элементов от источника возгорания; покрытие огнезащитными красочными составами или химическими веществами. Огнезащитные краски изготавливают с добавлением жидкого стекла, наполнителем являются мел и кварцевый песок, пигмент – охра. Антипирены либо плавятся, покрывая древесину плёнкой, либо выделяют несгораемые газы. Борная кислота применяется для поверхностной обработки древесины.
Лесоматериалы - материалы из древесины, сохраняющие её природную структуру и химический состав. Они подразделяются на:
-Необработанные – получают из спиленных деревьев, путём очистки от ветвей и распиловки на брёвна заданной длины
-Обработанные - материалы выработанные из круглого леса и которые сохраняют природную структуру и свойства.
Материалы, изделия и конструкции из древесины
Все материалы из древесины подразделяются на 3 группы:
Круглые лесоматериалы - отрезки древесных стволов, очищенные от коры и сучьев.
Брёвна имеют диаметр верхнего торца не менее 14 см, длина – 4-6.5 м
Подтоварник имеет диаметр верхнего торца 8-13 см, длину 3-9 м
Жерди имеют диаметр 3-7 см, длину 3-9 м
Пиломатериалы получают при продольном распиле пиловочных брёвен:
Брусья - толщина и ширина более 100 мм
Бруски - толщина и ширина менее 100 мм
Доски – пиломатериал, имеющий ширину, превышающую двойную толщину. Бывают обрезные и необрезные
Четвертина - четверть бревна
Горбыль
Пластина - пол бревна вдоль волокон
Изделия-полуфабрикаты:
Строганные погонажные изделия: -строганные доски, -строганный погонаж, -профильный погонаж
Погонажные изделия – плинтус, обналичка, подоконные доски.
Изделия для паркетных полов:
-Штучный паркет - состоит из отдельных планок твёрдых древесных пород (дуб, лиственница, ясень)
-Шпон - тонкие срезы древесины заданной толщины. Лущёный шпон получают на лущильных станках путём срезания слоёв древесины в виде непрерывной ленты
Строительная фанера – строительный материал, склеенный из трёх и более слоёв лущеного шпона (1.5-1.8 мм)
Деревянные клееные конструкции изготавливают на заводах и доставляют на строительные объекты в готовом виде.
Клееные детали изготовленные из древесины применяются в перекрытиях в качестве балок, ферм, арок. Их изготавливают из пиломатериалов хвойных пород иногда с применением строительной фанеры. Соединяются при помощи болтов, хомутов, скоб, наврубков.
Природные каменные материалы – это материалы получаемые без обработки или путём механической обработки горных пород.
Горная порода – минеральная масса постоянного состава.
Минералы - природные химические соединения, образованные в результате физико-химических процессов в земной коре.
Классификация горных пород по происхождению:
Магматические (изверженные) образовались в результате извержения магмы, затвердевшей на поверхности земли или на небольшой глубине.
Метаморфические - породы, образованные в результате механической деятельности при высоких температурах и давлении на большой глубине
Осадочные - образовались в результате выветривания изверженных горных пород при воздействии ветра, воды, температурных изменений. Подразделяются на:
Обломочные - гравий, глина, песок
Цементированные - песчаник
Химические осадки - гипс, известняковые туфы
Органогенные породы - мел, известняк
Породообразующие минералы:
Группа кварца:
Кристаллический кремнезём - наиболее плотный, прочный и химически стойкий минерал. Хорошо сопротивляется истиранию, не реагирует с кислотами и щелочами. Выдерживает температуру до 1710°С
Группа алюмосиликатов:
Полевые шпаты - кристаллический минерал, в состав которого входят оксиды кремния и алюминия. Выдерживает температуру до 1170°С. Твёрдость по шкале Мооса – 6.
Слюда - алюмосиликат сложного и разнообразного состава
Группа карбонатов и сульфатов:
Кальцит, известняковый шпат – может быть бесцветным или окрашенным примесями в розовый, жёлтый, тёмно-серый или чёрный цвет. Хорошо цементирует зёрна песка.
Магнезит - твёрже и тяжелее кварцита, растворяется в кислотах лишь при нагревании, цвет от снежнобелого до белого с розовым
Группа железисто-магнезиальных силикатов:
Роговая обманка, оливин – обладает высокой прочность, значительной вязкостью, повышенной сопротивляемостью ударам.
Изверженные горные породы:
Граниты – образовались в результате остывания магмы на глубине при высоких температурах. Минералогический состав: полевые шпаты, кварц, слюда. Применяют для облицовки зданий, изготавливают лестничные ступени, щебень.
Габбро – цвет тёмно-серый, состоит из полевого шпата, и минералов авгита и оливина. Обладает высокой вязкостью, трудно обрабатывается, хорошо полируется.
Осадочные горные породы:
Песок - бывает: овражный, речной, морской. По составу: кварцевый, известняковый, полевошпатный
Гравий – карьерный гравий может залегать в виде сплошных скоплений, отдельных слоёв. Может содержать примеси гальки, песка.
Глина - состоит из частиц менее 0.01 мм
Метаморфические горные породы:
Мраморы – образованы из известняков в результате из перекристаллизации при воздействии температур и давления. Примеси оксида железа, частиц углерода придают мрамору различную окраску.
Кварцит – образовался в результате перекристаллизации зёрен кварца и срастания их с кремнистым песчаником. Применяют в виде щебня, бута и брусчатки для мощения дорог.
Керамические материалы и изделия - искусственные каменные материалы, полученные из природных глин или глинистых смесей с минеральными добавками путём формования, сушки и последующего обжига.
Каолины - чистые глины, состоящие из глинистого материала каолинита. Эти глины огнеупорны, малопластичны, имеют белую окраску.
Глины – землистые осадочные породы, состоящие из глинистых минералов со значительными примесями.
Керамические изделия бывают пористые (керамический кирпич, черепица, облицовочная плитка) и плотные (плитки для полов, фаянс, фарфор)
Шамот - измельчённая глина.
Шихта - смесь компонентов в сухом виде.
Шликер - пластичная масса.
Свойства глин:
Пластичность - способность глиняного теста под действием внешних сил принимать заданную форму и сохранять её после прекращения действия нагрузки.
Отощающие добавки – шамот (бой кирпича, измельчённая обожжённая глина), кварцевый песок, зола ТЭЦ
Пластифицирующие добавки - для улучшения формовочных свойств глины: высокопластичные глины, плавни (вводят с целью снижения температуры обжига(доломит, стеклобой, полевые шпаты))
Усадка - уменьшение линейных размеров глиняного сырца. Бывает: воздушная - при испарении воды из сырца на воздухе (10-20%); огневая – в процессе обжига глиняного сырца (4-10%)
Огнеупорность – свойство глины выдерживать воздействие высоких температур
Цвет черепка – зависит от количества примесей в глине.
Производство керамических материалов и изделий:
Добыча глины - в карьерах отрытым способом.
Подготовка сырьевой массы:
Пластический способ предусматривает получение однородной формовочной массы с влажностью 18-25%
Мокрый способ предусматривает получение однородной массы шликера влажностью 40-60% (используются глины с высокой влажностью)
Полусухой способ предусматривает получение однородного пресс-порошка.
Формовка изделий. В зависимости от переработки сырья и подготовки массы формование изделий производится тремя способами:
Пластический – формование происходит путём выдавливания бруса
Сухой – применяют при изготовлении сырца прессованием пресс-порошка
Литья - осуществляется путём заливки глиняной массы в гипсовые формы
Сушка – процесс удаления влаги из материалов испарением. Основное назначение сушки сырца – понижение его влажности и приобретение механической прочности, подготовка сырца к обжигу
Обжиг. В результате обжига керамические материалы приобретают физико-механические свойства. Обжиг ведётся по специальному режиму:
В начальный период до 200°C происходит досушивание и полное обезвоживание сырца.
При температуре 200°C выгорают органические примеси
При температуре 450-700°C глинистые минералы выделяют химически связанную воду. Глина теряет пластичность. Происходит усадка.
При температуре 700-1000°C происходит распад кристаллической решётки. Образуется жидкая стеклофаза, затем она уплотняется, и отдельные зёрна сливаются в монолит.
После обжига изделия охлаждают. При охлаждении готовых изделий нельзя допускать резкой смены температур и доступа холодных воздействий. Температуру снижают медленно, и лишь при достижении 650°C можно ускорить процесс.
Основным стеновым материалом является кирпич. Он составляет 50% от общего количества стеновых материалов. Керамический кирпич изготавливают в форме параллелепипеда и подразделяют на виды:
Кирпич одинарный (250x12x65)
Кирпич утолщённый (250x120x88)
Кирпич модульных размеров (одинарный – 288x138x65, утолщённый – 288x138x88)
Кирпич утолщённый с горизонтальным расположением пустот
Предельное отклонение от размеров не должно превышать по длине 5 мм, по ширине 4 мм, по толщине 3 мм. Поверхности граней должны быть плоскими, рёбра – прямолинейными. Максимальное искривление рёбер не должно превышать 3 мм. По фактуре поверхности кирпичи могут быть гладкие и рифлёные. Кирпич не должен иметь механических повреждений и сквозных трещин. На одном кирпиче допускается не более двух отбитостей рёбер и углов, одна сквозная трещина по постели. Число половинок в партии не должно превышать 5%. Обожжён кирпич должен быть нормально. Недожог и пережёг – брак. По морозостойкости насыщенный водой кирпич должен выдерживать не менее 15 циклов замораживания и оттаивания. Керамический кирпич применяют для кладки каменных наружных и внутренних стен, для кладки сводов, столбов печей.
Стеновые материалы применяют для снижения толщины и массы стен, а также для улучшения теплотехнических свойств стен. По теплотехническим свойствам и плотности керамические кирпичи делят на:
Эффективные (плотностью 1400-1450)
Условно эффективные (плотностью 1450-1600)
Обыкновенные (плотностью более 1600)
Кирпич строительный лёгкий получают путём формования и обжига из диатомитов с добавлением глин.
Керамические пустотелые кирпичи получают путём пластического формования и полусухого прессования. Керамические пустотелые камни изготавливают из легкоплавких глин.
Применение пустотелых керамических изделий позволяет:
Снизить материалоёмкость ограждающих конструкций
Уменьшить толщину наружных стен
Уменьшить расход цементного раствора
Стеновые керамические панели представляют собой крупноразмерные строительные изделия из кирпича на цементном растворе с утеплителем. Бывают однослойные (из пустотелых кирпичей) и двухслойные (из кирпича на ребро и утеплителя(фибролит, минвата, пеностекло))
Облицовочные керамические изделия
Основной вид облицовочного материала - плитка, реже – кирпич. Отделка плиткой поверхностей предохраняет их от увлажнения, механических повреждений, воздействия огня, химических веществ, придаёт поверхности красивый внешний вид.
По назначению различают:
Фасадные плитки
Лицевые кирпичи и камни
Глазурованные плитки для внутренней отделки
Для постила полов
Лицевые кирпичи и камни изготавливают из беложгущихся глин.
Ангоб - тонкий слой беложгущейся глины с красителем.
Плитки для внутренней отделки бывают фаянсовые (с добавлением кварцевого песка) и майолитовые (20% мела)
Плитка для полов изготавливается из глинистой массы с отощающими добавками и окрашивается примесями путём сухого прессования и последующего обжига.
Керамическая черепица. Преимущества: огнестойкость, долговечность, устойчивость к атмосферным воздействиям, не требует периодической окраски. Недостатки: большая трудоёмкость кровельных работ, большая масса.
Изготавливается путём формования глиняной массы на ленточных и штамповочных прессах. Выпускают черепицу 4 типов:
Коньковая
Плоская ленточная
Пазовая ленточная
Пазовая штампованная
Применяют керамическую черепицу в малоэтажном строительстве.
Теплоизоляционная керамика.
Керамзит – лёгкий ячеистый материал, обладающий малой плотностью и высокими теплофизическими свойствами. Сырьём служат легкоплавкие глины, которые содержат примеси оксида железа, щелочные оксиды и до 3% органических примесей (зола ТЭЦ). Обжиг при температуре 1000-1300°С. При нагревании происходит разрушение органических добавок, выделяется газ, который вспучивает размягчённый материал, образуя в нём поры. Затем керамзитовый гравий охлаждают. Охлаждённый до 50-70°С гравий транспортируют на склад, где его сортируют по размеру гранул (5-10, 10-20, 20-40)
Аглопорит – пористый кусковой материал, который получают спеканием шихты из глинистых пород, шлаков или золы с последующим дроблением на фракции. Применяют в качестве заполнителя для лёгких бетонов.
Канализационные и дренажные трубы. Основным сырьём для их производства служат пластичные, огнеупорные и тугоплавкие глины. Формуют в вертикальных трубных прессах при температуре 1250-1300°С. Используют для понижения уровня грунтовых вод.
Санитарно-технические изделия. Изготавливают из фарфоровых и фаянсовых масс путём литья в гипсовых формах и последующей сушкой и обжигом (ванны, умывальники, унитазы)
Кислотоупорные изделия применяют в химической промышленности. Кислотоупорная керамика имеет черепок повышенной плотности, высокую механическую прочность, выдерживает длительное воздействие кислот и щелочей. Кислотоупорный кирпич применяют для кладки печей, варочных котлов, постилки полов. Кислотоупорные плитки (квадратные, прямоугольные, клинообразные) имеют плотный черепок, высокую прочность, низкое водопоглощение и высокую кислотостойкость.
Стекло и стеклокристаллические материалы и изделия
Стекло - твёрдый, аморфный, изотропный, прозрачный материал, получаемый при охлаждении минеральных расплавов, которые содержат оксиды кремния, бора, алюминия и оксиды металлов лития, калия, магния.
Основными сырьевыми материалами для производства стекла являются:
Чистые кварцевые пески (60-70%)
Известняк
Доломиты
Кальцинированная сода
Потаж
Технологические процессы производства стекла:
Подготовка сырьевых масс - сырьевые материалы сушат, измельчают
Приготовление шихты
Варка стекла - готовую шихту варят в стекловаренных печах при температуре 1400-1500°C. При варке продукты реакции переходят в расплав, образуя стекломассу
Формование изделий зависит от изменения вязкости. По мере охлаждения стекломасса становится пластичной, что позволяет придать ей заданную форму. Формование изделий происходит следующими способами: выдувание, прокатка, прессование, вытягивание, литьё.
Термическая, механическая, химическая обработка
Свойства стекла: прозрачность, прочность, малая теплопроводность, долговечность, твердость
Виды листового стекла:
Оконное стекло – предназначено для заполнения световых проёмов. Толщина – 2.5, 3, 4, 5, 6 мм
Витринное стекло – применяют для остекления витрин. Толщина 6-10 мм. Устанавливается в металлические переплёты.
Армированное стекло - изготавливается методом горизонтального проката с закатыванием в стеклянную массу армирующей металлической сетки. Толщина – 5.5 мм. Применяют для остекления дверей, ограждения лестниц.
Увиолевое стекло – пропускает не менее 25% ультрафиолетовых лучей. Толщина 2-4 мм. Предназначено для остекления оранжерей, лечебных учреждений.
Закалённое стекло - изготавливается путём термической обработки при температуре 540-650°C, а затем быстрого и равномерного охлаждения. В результате получается стекло с повышенной прочностью и термической устойчивостью. Применяется для изготовления дверей, для остекления витрин.
Волнистое стекло - изготавливается методом непрерывного проката через специальные гофрирующие устройства. В результате стекло получается волнистую форму. Применяют для устройства светопрозрачных кровельных конструкций, защитных козырьков.
Узорчатое стекло – получают путём горизонтального проката цветной стекломассы на гравировальных валках.
Цветное стекло - вводятся красители
Листовое стекло устанавливают в деревянные ящики, заполняя зазоры слоем стружки. Перевозят только в вертикальном положении.
Изделия из стекла:
Стеклоблоки
Стеклопакеты - изделия, которые состоят из двух/трёх/четырёх плоских листов стекла, соединённых по периметру так, что между стёклами образуется герметически замкнутая камера.
Стеклопрофилит – профили из стекла (швеллера, двутавры, уголковый, коробчатый)
Стеклянные трубы
Стеклянные двери
Облицовочные стеклянные материалы:
Стемалит - листы закалённого стекла 5-7.5 мм, покрашенные с одной стороны эмалевой краской.
Марблит – разновидность глушенного (окрашенного в массе) утолщённого листового стекла
Витражи
Стеклянные эмалированные плитки
Ситаллы - получают из тех же материалов что и стекло, но к ним предъявляют повышенные требования и добавляют специальные добавки (золото, серебро, оксид меди)
Шлакоситаллы - в сырьё для их производства добавляют 50-65% доменного шлака.
Металлы – вещества обладающие металлическим блеском ,высокой прочностью, пластичностью, теплопроводностью, ковкостью, свареваемостью.
Сплавы металлов – твердые системы полученные сплавлением нескольких металлов.
Технические свойства:
Высокая прочность
Пластичность
Технологичность
Недостатки:
при действии газов ,влаги коррозирует металл.
При действии высоких температур вызывает деформацию.
Металлы подразделяются на 2 группы: черные и цветные.
В зависимости от содержания углерода в черных металлах их подразделяют на чугун и сталь.
Чугун – железоуглеродистый сплав, в котором углерода содержится более 2%
Чугуны подразделяют на: литейный чугун( изготавливают из него отливки различных строй- деталей); специальный чугун( применяют для изготовления чугунного литья спец. назначения).
Чугун различают: белый и серый( литейный).
Белый чугун – при длительном обжиге белого чугуна получают ковкий чугун.
Сталь – железоуглеродистый сплав ,в котором углерода содержится менее 2 %
По способу производства стали подразделяют на:
Конверторные
Мартеновские
Электросталь
По химическому составу стали делят на:
Углеродистые
Легированные( хром, никель, медь)
Углеродистые содержат примеси серы ,фосфора, марганца. Фосфор и сера – вредные примеси. В зависимости от содержания углерода стали делят на: малоуглеродистые, средне , высокоуглеродистые 9 больше 0,6%)
Легированная сталь( в состав входят летирующие элементы хром, никель, медь). Улучшаются свойства: прочность, закалеваемость, коррозионная стойкость.
Цветные металлы подразделяют:
Легкие ( плотность 5 г/см3)
Тяжелые ( плотность более 5 г/см3)
Легкие: алюминий, магний и их сплавы
Тяжелые: медь и сплавы, цинк, свинец
Черные металлы представляют собой сплав железа с углеродом. Кроме того, в них могут содержаться в большом или меньшем количестве и другие химические элементы ( кремний, сера, марганец, фосфор).С целью придать металлам специфические свойства в их состав вводят улучшающие или легирующие добавки( никель, медь, и др.)
В зависимости от содержания углерода в черных металлах их подразделяют на чугун и сталь.
Чугун – железоуглеродистый сплав, в котором углерода содержится более 2%
Чугуны подразделяют на: литейный чугун( изготавливают из него отливки различных строй- деталей); специальный чугун( применяют для изготовления чугунного литья спец. назначения).
Чугун различают: белый и серый( литейный).
Белый чугун – при длительном обжиге белого чугуна получают ковкий чугун.
Сталь – железоуглеродистый сплав ,в котором углерода содержится менее 2 %
Маркировка стали: По стандарту марку углеродистой стали обыкновенного качества обозначают буквами Ст и цифрами от 0-7. Качественные углеродистые стали маркируют двузначными цифрами, показывающими содержание углерода в сотых долях процента.в обозначение марок кипящей стали добавляют «кп» ,полуспокойной «пс», спокойной «сп».
В отличии от маркировки углеродистых сталей буквыв марке низколегированных сталей показывают наличие в стали легирующих примесей, а цифры – их среднее содержание в процентах; цифры показывают содержание углерода в сотых долях процента.
Механическе свойства металлов:
Предел текучести - напряжение при котором наблюдается рост деформации образца без увеличения нагрузки.
Предел прочности – условное напряжение соответствующие наибольшей растягивающей силе ,которую выдерживает образец до разрушения.
Относительное удлинение образца - характеризует пластичность стали.
Твердость – определяют на приборе Бринелли по отпечатку, который оставляет стальной шарик на поверхности.
Ударная вязкость – свойство стали противостоять динамическим нагрузкам.
Термическая обработка:
Процесс нагревания и охлаждения при котором улучшаются физико- механические свойства стали. Изменяется ее структура.
Отжиг – процесс нагрева стали с последующим медленным охлаждением( повышается пластичность, улучшается обрабатываемость).
Закалка – процесс нагрева ,а затем быстрого охлаждения, после которого сталь становится хрупкой, но увеличивается твердость, прочность и износостойкость.
Отпуск – финишная термическая обработка, которая заключается в нагреве закаленной стали до определенной температуры с последующим охлаждением на воздухе или в воде.
После отпуска снижается хрупкость и повышается пластичность закаленной стали.
Нормализация – нагрев стали до температуры ниже температуры закалки, незначительной выдержки и последующем охлаждении на воздухе( повышается прочность, твердость, ударная вязкость), облегчается механическая обработка.
21
К цветным техническим металлам относят: медь, алюминий ,цинк, свинец, олово, магний.
Алюминий и его сплавы:
Алюминий – легкий ,серебристо- белый металл, температура плавления 660 , кипит при температуре 1800, хорошо поддается прокатке, прессовке, штамповке. Обладает хорошей электропроводностью, коррозионной стойкостью.
Сплав алюминия с медью называется дюралюминий.
Силумины – сплав алюминия с кремнием. Сплав обладает высоким литейным качеством.
Медь и ее сплавы:
Медь – тяжелый металл ,мягкий ,имеет красноватый цвет, обладает пластичностью, поддается ковке, хорошо проводит тепло, обладает теплопроводностью, электропроводностью, антикорозией.
Бронза – сплав меди и олова. Обладает высокими литейными, механическими и декоративными свойствами. Из бронзы изготавливают краны, декоративные изделия.
Латунь – сплав меди и цинка. Сплав поддается горячей и холодной обработке, имеет высокие механические свойства. Применяется в виде листов проволоки, труб.
Свинец – металл, синевато-серого цвета, плохо проводит тепло, устойчив к действию соляной , серной кислоты.
Цинк – при обычной температуре, хрупкий металл, при нагревании до 100-150 градусов становится пластичным ,легко прокатывается, прессуется.
22. Химическая коррозия – происходит при действии на металл газа и жидкостей( нефть, бензин)
Электрохимическая коррозия – происходит в электропроводящей среде( взаимодействие металла с водными растворами солей ,кислот, щелочей)
Защита от коррозии:
Лигирование – введение в металл лигирующих добавок, которые повышают коррозионную стойкость( медь ,хром до 1%).
Лакокрасочные покрытия( лаки, эмаль)
Метализация - покрытие поверхности изделия расплавленным металлом распыленным сжатым воздухом.
Неметаллические покрытия: оксидирование – покрытие слоем масленого лака ,при температуре 350-450 градусов в течении 20 мин.
Ингибирование – защита от коррозии с помощью веществ ,которые замедляют коррозию( нитрит натрия)
Эмалирование – для защиты от коррозии на поверхность металла наносят различные силикаты.
Защита от огня:
Применяют краски на основе полимерных связующих ,которые при действии высоких температур вспучиваются и образуют закоксовавшийся расплав.
Для повышения огнестойкости стальных и алюминиевых конструкций применяют асбесто-цементные покрытия, штукатурки, облицовки.
Хранят металлические изделия обернутыми антикоррозионной бумагой ,которую пропитывают раствором смеси нитрата – натрия.
Минеральные вяжущие веществами называются вещества, которые при затворении водой образуют пластичное тесто способное схватываться и связывать в монолит каменные материалы и изделия; в процессе твердения превращаться в камень.
Схватывание – физико-химический процесс, при котором пластичное тесто становиться вязким и теряет свою подвижность.
Твердение – физико-химический процесс, при котором схватившееся тесто набирает прочность и превращается в искусственный камень.
Воздушные вяжущие вещества – вещества, которые после смешивания с водой способны схватываться, твердеть, сохранять и повышать свою прочность только на воздухе.
Гидравлические вяжущие вещества - вещества, которые после смешивания с водой способны схватываться, твердеть, сохранять и повышать свою прочность не только на воздухе, но и в воде.
Строительная воздушная известь – вяжущее вещество, полученное умеренным (не до спекания) обжигом известняков, которые содержат до 6% глинистых примесей. Сырье: известняки, мел, мергелистый известняк, доломитизированный известняк, карбонат кальция, карбонат магния.
Производство:
Добыча и подготовка сырья
Обжиг в печах (вращающихся, шахтных)
После обжига остаются оксиды кальция и магния в виде пористых кусков белого цвета (комовая негашеная известь). Качество извести зависит от равномерности обжига. Недожог снижает качество, т.к. она не обладает вяжущим свойством. Пережог – зерна гасятся медленно, вызывая растрескивание и разрушение.
Для получения товарной продукции известь гасят или тонко измельчают.
При гашении извести водой реакция протекает энергично, выделяется тепло, повышается температура и вода может закипеть. Поэтом негашеную известь называют «кипелкой». При гашении водой куски извести увеличиваются в объеме и распадаются на мельчайшие частицы.
Для гашения извести в известковое тесто воды берут в 3-4 раза больше чем извести. Для гашения в известковое молоко воды берут в 8-10 раз больше чем извести.
Твердение извести: тесто даёт большую усадку вследствие испарения воды. У извести нет ни начала, ни конца схватывания. Известь в чистом виде в строительстве не применяется, ее используют в виде раствора.
Процессы протекающие при твердении:
Происходит испарение воды, известь высыхает, уплотняется, частицы слипаются.
Коллоидные системы переходят в кристаллические.
При твердении раствора в течение месяца в обычных условиях прочность при сжатии достигает 0.5 МПа. Для ускорения твердения растворных смесей в их состав вводят хлористый кальций.
Для замедления твердения в начальный период добавляют гипс, серную кислоту.
Свойства извести:
Активность – процентное содержание оксидов кальция и магния
Количество непогасившихся зерен
Время гашения
Тонкость помола – характеризуется остатком на сите №02..008
Насыпная плотность – 1600-1700 кг/м3
Гипсовые вяжущие вещества – измельченный продукты, получаемые путём тепловой обработки природного гипсового камня, природного ангидрита и отходов химического производства способные при затворении водой схватываться, твердеть и превращаться в камень.
Сырьё: природный гипсовый камень, ангидрит, фосфогипс, борогипс.
Строительный гипс – воздушное вяжущее вещество, получаемое термической обработкой при t=110°-180°C с последующим тонким помолом.
Производство гиса:
Измельченный порошок загружают в варочный котёл
Двуводный гипс обезвоживается и превращается в полуводный гипс
При t=110°-180°C происходит дегидратация гипсового камня
Гипс поступает в камеру томления на 20-40 минут
Выгрузка и охлаждение
Твердение строительного гипса:
Растворение – происходит образование двуводного гипса
Коллоидация – насыщенный раствор полуводного гипса становиться пересыщенным. Гипсовая масса превращается в гель. Теряется пластичность.
Кристаллизация – коллоидные частицы превращаются в кристаллический сросток. Нарастает прочность.
Свойства строительного гипса:
Плотность: средняя 2,75 г/см3, средняя 800-1000 кг/м3
Тонкость помола характеризуется остатком на сите 02
Водопотребность
Гипсовое тесто формуется литьем, поэтому нормальную густоту определяют вискозиметром.
В случае необходимости к гипсу добавляют замедлители схватывания. Схватывание замедляется на 30 минут. Замедлители: животный, столярный клей. При схватывании и твердении гипс расширяется.
Строительный гипс применяют для:
Изготовления перегородочных плит
Гипсокартонных листов
Для приготовления гипсовых и известково-гипсовых растворов
Для изготовления архитектурных деталей
Жидкое стекло
Сырье: чистые кварцевые пески, кальценированная сода, сернокислый кальций.
Производство:
Подготовленную сырьевую массу варят в печах 7-10 часов при t=1300°-1400°C
Быстро охлаждают; масса твердеет и распадается на куски(силикат глыбы)
Силикат глыбы растворяют в автоклавах паром (t=150°C). Силикат переходит в жидкое состояние.
Качество жидкого стекла характеризуется: модулем стекла (отношение количества оксида кремния и оксида металлов), плотностью (1300-1500 кг/м3).
Применяют для получения силикатных огнезащитных красок; для защиты каменных материалов от выветривания; для получения кислотоупорного цемента и бетона.
Кислотоупорный цемент
Получают совместным тонким помолом чистого кварцевого песка, кремневтористого натрия. Вяжущим является жидкое стекло.
Твердение происходит при t=110°C. Начало схватывания не ранее 30 минут. Конец схватывания не позднее 6 часов.
Растворы и бетоны приготовленные на кислотоупорном цементе обладают высокой стойкостью к действию вредных веществ, но теряют прочность в воде. Применяются для футеровки химического оборудования, для возведения резервуаров в химической промышленности.
Магнезиальные вяжущие – воздушные вяжущие вещества в виде тонко молотого порошка, который содержит оксиды магния, благодаря которым порошок, затворенный водными растворами хлористого или сернокислого магния приобретает свойства вяжущего:
Каустический магнезит (получают путём обжига магнезита)
Каустический доломит (получают путём обжига доломита)
Особенности: их затворяют не водой а растворами. Твердеют только при положительной температуре.
Гидравлическая известь – гидравлическое вяжущее вещество, полученное умеренным обжигом мергелистых известняков с содержанием глины от 6 до 20%. Подразделяют на:
Слабогидравлическую (активныз частиц CaO и MgO от 15 до 60%)
Сильногидравлическую (активных частиц от 1 до 15%)
Применяют для изготовления бетонов низких марок.
Портландцемент
Это гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным тонким помолом клинкера и гипса (3:1).
Клинкер – получают в виде специальных гранул (10-40 мм) путём обжига до спекания смеси из известняка или мела с глиной, или природных смесей маргелей.
Производство портландцемента:
Сырье измельчают
Твёрдые породы измельчают в дробилках и смешивают с глиной, мелом и водой
Получают шлам (смесь глины, воды, известняка)
Шлам поступает в бассейны, где находится от 3 до 4 суток
Подают во вращающиеся печи для обжига. При t=1000°C образуется оксид кальция, который вступает в химическую реакцию с оксидами глины
При понижении температуры жидкий расплав застывает и заканчивается процесс спекания
Раскаленный клинкер поступает в холодильники, где охлаждается до t=100°C
Из холодильника клинкер поступает на склад, где хранится еще 2 недели
Клинкер перемалывают с гипсом и минеральными добавками
Загружают в силосы, где хранят еще 2 недели
Фасуют в мешки
Минералогический состав клинкера:
В результате обжига до t=1450°C в клинкере образуются клинкерные минералы:
Трёхкальциевый силикат (алит): состоит из силиката кальция и определяет быстроту твердения и прочность
Двухкальциевый силикат (белит): цементы содержащие белит более стойкие к действию природных вод и морозостойки
Трёхкальциевый алюминат: способствует быстрому твердения, схватыванию, но даёт малую прочность и морозостойкость
Четырёхкальциевый алюмоферит: по быстроте твердения занимает промежуточное положение между алитом и белитом. Прочность малюсенькая
Химический состав клинкера характеризуется содержанием различных оксидов. Эти оксиды в процессе обжига взаимодействуют между собой и образуют клинкерные минералы.
Свойства портландцемента:
Тонкость помола – влияет на скорость схватывания, определяется ситовым анализом
Водопотребность – количество воды, необходимое для затворения цемента, чтобы получить тесто нормальной густоты
Нормальная густота – определяется с помощью прибора Вика
Марку цемента устанавливают по пределу прочности при изгибе образцов балочек, которые изготовлены из цементно-песчаного раствора (1:3). Предел прочности при сжатии – активность цемента.
Твердение портландцемента - физико-химический процесс в результате которого в цементе образуются новые соединения:
Растворение – клинкерные минералы вступают в химическую реакцию с водой
Коллоидация – гидротные соединения находятся в состоянии геля
Кристаллизация – образуется прочный цементный камень
В первые 7 суток прочность цементного камня возрастает до 70%.
30. Камень цементный, будучи основной частью бетона, при воздействии агрессивной среды корродирует(разрушается). Коррозия происходит под действием мягкой воды, растворов кислот, некоторых солей и кислых газов на составные части цементного камня, главным образом на Са(ОН)2 и ЗСаОАl2О3 -6Н2О.
Встречающиеся в практике коррозии можно разделить на три вида: коррозия первого вида начинается обычно с растворения свободного гидроксида кальция, выделяемого цементом при гидратации; коррозия второго видавызвана образованием легкорастворимых солей при действии кислот, кислых газов и других агрессивных веществ на гидроксид цементного камня (кислотная, магнезиальная коррозия); коррозия третьего видаобусловлена образованием в порах цементного камня соединений, занимающих больший объем, чем исходные продукты реакции; это вызывает появление внутренних напряжений и растрескивание (сульфоалюминатная и щелочная коррозия). В практике редко встречается коррозия одного вида. Кроме того, трудно разграничивать коррозию, например, первого и второго вида. Однако почти всегда можно выделить преобладающий вид коррозии и с учетом сопутствующих ему вторичных коррозионных воздействий запроектировать мероприятия по защите конструкций от коррозии.
Для антикоррозионной защиты используют пропитку зданий и сооружений различными специальными смолами, обработку поверхностей растворами кремнефтористых солей, силиката натрия, еще и гидроизолируют бетон с рулонными битумными, мастичными, полимерными материалами, облицовывают их искусственными и природными материалами(камни, пластмассы, керамика). Введение минеральных или органических добавок позволяют придать цементам ряд специальных свойств.
Разновидности портландцемента:
Рядовой портландцемент – введение при помоле клинкера до 20% добавок шлаков, золы. Свойства: морозостойкие, воздухостойкие. Применяются при изготовлении бетонных и железобетонных конструкций, строительных растворов.
Пуццолановый портландцемент – введение при помоле клинкера от 20 до 40% добавок трепела, диатомита. Свойства: замедление естественного твердения, низкая морозостойкость, высокая водостойкость. Применяют при подводном и поздемном бетонировании.
Шлакопортландцемент – введение при помоле клинкера от 20 до 60% доменного шлака. Свойства: замедление твердения, жаростойкость до 700°С. Применяют для штукатурных и кладочных растворов, бетонирования конструкций.
Быстротвердеющий портландцемент – процентное содержание в клинкере С3А и C3S(алюминат и алит) за счёт подбора сырья. Свойства: интенсивный набор прочности, коррозионная стойкость. Применяют при зимнем бетонировании монолитных конструкций, изготовлении низкомарочных бетонов, штукатурных и кладочных растворов
Сульфатостойкий портландцемент – содержание в клинкере алюмината и алита. Свойства: кислотостойкость, морозостойкость. Применение: бетонирование конструкций эксплуатируемых в условиях кислой среды.
Декоративный белый портландцемент – требование к чистоте сырья, ограниченное содержание железа и магния. Свойства: морозостойкость, декоративность. Применение: отделочные растворы и бетоны.
Декоративный цветной портландцемент – введение пигмента в сырье при получении клинкера или при его помоле.
Пластифицированный портландцемент – введение при помоле клинкера гидрофильных добавок. Свойства: пластичность. Применение: подача бетонной смеси по трубопроводам для бетонирования.
Гидрофобный портландцемент – введение при помоле клинкера мылонафта. Свойства: повышенная водостойкость. Применение: гидротехническое и дорожное строительство.
Глиноземистый портландцемент – обжиг известняков ибокситов при t=1600°C и последующий помол. Свойства: интенсивный рост прочности. При твердении теплеет. Морозостойкий. Применение: возведение дымовых труб, производство жаростойких конструкций, аварийные бетонные работы.
Безусадочный портландцемент – глиноземистый цемент + фосфогипс и шлак. Свойства: быстрое схватывание, быстрое нарастание прочности, отсутствие усадочной деформации. Применение: замоноличивание швов.
33 .
Эти вяжущие получают путем тщательного смешивания полуводного гипса, портландцемента и какой-либо активной добавки. Активная добавка должна быть просушена и измельчена (остаток на сите № 008 не более 10%). В качестве активных добавок для приготовления ГЦПВ используют обычно трепел, опоки, диатомит, некоторые золы, обожженные при 600—700° С, глины и др. с активностью не менее 200 мг/г.
Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие быстро схватываются и твердеют, что дает возможность изготовлять строительные изделия при сокращенной тепловлажностной обработке или без нее.
Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие применяют для приготовления оснований полов, панелей для внутренних стен, для изготовления санитарно-технических кабин и других изделий. Производство панелей оснований пола из бетона на ГЦПВ может быть организовано на технологическом оборудовании существующих заводов по производству крупнопанельных перегородок, что не требует создания новых производственных мощностей.
Бетон – искусственный камень, полученный в результате твердения рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотнённой смеси, состоящей из минерального вяжущего вещества, мелкого/крупного заполнителя и воды.
Смесь этих материалов до затвердевания называется бетонной смесью.
Заполнители в бетоне занимают до 85% объёма, уменьшают его усадку, экономят расход вяжущих.
Классификация бетонов:
По плотности:
Особо тяжелые бетоны (>2500)
Тяжелые бетоны (1800-2500)
Легкие бетоны (500-1800)
Особо легкие бетоны (<500)
По виду вяжущего:
На основе портландцемента и его разновидностей
На основе известковых вяжущих (силикатные бетоны)
На основе шлаковых вяжущих (шлакобетоны)
На основе гипсовых вяжущих (гипсобетоны)
На основе специальных вяжущих (асфальтобетон, бетонополимеры)
По виду заполнителей:
Плотные (песок, гравий, щебень)
Пористые (пористые породы)
По структуре:
Бетоны плотной структуры
Бетоны поризованной структуры
Ячеистые бетоны
По назначению:
Конструкционные (несущие и ограждающие конструкции)
Специальные (жаростойкие, химические, радиационные)
Материалы для тяжелого бетона:
Цемент (пластифицирующий, сульфатостойкий, пуццолановый, шлакопортландцемент)
Вода (питьевая или природная не содержащая примесей)
Мелкий заполнитель (песок (природный или дробленый))
Крупный заполнитель (гравий – сыпучий материал крупностью более 5 мм, который получают рассевом гравийно-песчаных смесей; щебень – сыпучий материал крупностью более 5 мм, который получают путём дробления горных пород или камня. Основные фракции щебня и гравия: 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм, 40-100 мм)
Свойства бетона:
Прочность – зависит от состава, условий приготовления, твердения, эксплуатации. Класс бетона определяется величиной прочности на сжатие
Плотность – влияет на стойкость бетона к различным условиям эксплуатации
Водонепроницаемость – зависит от плотности и структуры бетона. Её можно повысить покрывая поверхность плотным раствором, пленками из пластмасс.
Морозостойкость
Усадка, Расширение
Коррозионная стойкость. Коррозия вызывается разрушением цементного камня, ухудшением сцепления бетона с арматурой
Огнестойкость
Радиационная стойкость (В качестве заполнителя используют барит, чугунную дробь, магнетит)
Бетонная смесь - смесь вяжущих, заполнителей, затворителей и добавок до ее укладки.
Свойства бетонной смеси:
Удобоукладываемость – показатель бетонной смеси, характеризующий её способность заполнять форму бетонируемого изделия, уплотняться под действием собственной массы или механических воздействий. Она оценивается подвижностью и жесткостью
Подвижность - свойство бетонной смеси растекаться по поверхности под действием собственной массы. Мерой подвижности служит величина осадки конуса. В зависимости от величины осадки конуса бетонные смеси подразделяют на сверхжёсткие, жёсткие, низкопластичные, пластичные, литые.
Жесткость – свойство бетонной смеси растекаться по поверхности под действием вибрации. Для определения жёсткости служит технический вискозиметр. Показатель жёсткости – время вибрации. Жё сткая бетонная смесь по виду напоминает сырую землю. Пластичная смесь хорошо уплотняется кратковременным вибрированием.
Удобоукладываемая бетонная смесь при перевозке не расслаивается, при определении подвижности не рассыпается и осаживается целиком. Удобоукладываемость зависит от вида цемента, количества воды, крупности и формы заполнителя, содержания песка.
Нерасслаиваемость – способность бетонной смеси не расслаиваться при транспортировке, выгрузке и укладке. Связность бетонной смеси обеспечивается правильным подбором состава.
По степени готовности бетонные смеси подразделяют на готовые к употреблению и сухие бетонные смеси.
Подбор состава бетона
Целью расчёта состава бетона является определение расхода материала (цемента, воды, песка, щебня, гравия на 1 м3 бетонной смеси) при котором обеспечивается требуемая удобоукладываемость бетонной смеси, заданная прочность бетона (она приобретается в назначенный срок и при наименьшем расходе вяжущего).
Состав бетонной смеси можно задать двумя способами:
1. В виде массового соотношения между количеством цемента, песка, щебня/гравия с указанием водоцементного соотношения. Количество цемента принимают за единицу, поэтому состав бетонной смеси задают соотношением цемент:песок:щебень
2. В виде расхода материалов на 1 м3 уложенной и уплотнённой бетонной смеси
Различают два состава бетона:
Номинальный (лабораторный) – для материалов в сухом состоянии
Производственный (полевой) – для материалов в естественно влажном состоянии
Действующими стандартными нормами установлен следующий наименьший допускаемый расход цемента на 1 м3 бетона:
Для сооружений на открытом воздухе или в воде – 250 кг
Для конструкций внутри здания – 220 кг
Для бетона уплотняемого вибрированием – 200 кг
Наиболее распространен расчет и подбор состава тяжелого бетона по методу абсолютных объёмов: Рассчитывается ориентировочный состав бетона. Затем уточняется состав бетона пробными замесами. Исходные данные: марка (класс) бетона, характеристика бетонной смеси по степени подвижности, активность цемента, насыпная и истинная плотность цемента, песка, щебня, пустотность гравия/щебня, наибольшая крупность их
Производство бетонной смеси осуществляется на приобъектных бетоносмесительных узлах, на бетонных заводах, бетоносмесительных цехах заводов ЖБИ.
Основные технологические процессы:
Приготовление (дозирование, перемешивание)
Транспортировка
Укладка
Уплотнение
Уход за уложенным бетоном и контроль качества
Технологические условия при транспортировке:
Сохранение однородности
Обеспечение требуемой для укладки подвижности
Укладка и уплотнение бетонной смеси:
Перед бетонированием готовят опалубку. Её очищают от грязи, деревянную опалубку за час до укладывания смачивают водой.
Механизированная укладка: смесь укладывается горизонтальными слоями
Уплотнение бетонной смеси (глубинные, поверхностные, площадочные вибраторы)
При нормальных условиях твердения марочную прочность бетон набирает за 28 суток. В течение 7 суток бетон набирает 60-70% прочности. Свежеуложенный бетон предохраняют от ударов, повреждений, от резких изменений температуры, защищают от прямых солнечных лучей и выдерживают во влажном состоянии. Поливают бетон водой не позднее чем через 10-12 часов. Как только бетон набирает прочность, опалубку снимают.
Бетонирование в зимних условиях:
Способ термоса: подогревают материалы бетонной смеси
Пароподогрев бетона: пар пропускают между стенками двойной опалубки
Электроподогрев
Химические противоморозные добавки (хлористый кальций, хлористый натрий, нитрат натрия)
Специальные виды тяжелых бетонов:
Гидротехнический бетон (цемент: сульфатостойкий, пуццолановый; высококачественные заполнители; гидрофобные добавки, мылонафт)
Дорожный бетон: применяют для устройства покрытий на автомагистралях (пластифицированный портландцемент, содержание в клинкере алюмината не более 8%; щебень из плотных пород (гранит, габбро))
Декоративные бетоны: применяют для лестничных маршей, изделий специального назначения, элементов фасада (цемент: белый и цветной; заполнители из цветных горных пород; добавление щёлочестойких пигментов)
Жаростойкий: используют для фундаментов, доменных и мартэновских печей, футеровки производственных печей (глиноземистый портландцемент, шлакопортландцемент, жидкое стекло, кремневтористый натрий, бой керамических и огнеупорных материалов, шлак, базальт)
Бетонополимеры – поры заполнены полимерами
Особотяжелые бетоны применяют для защиты от радиации. Заполнители: металлический скраб, чугунная дробь, балит. Вяжущие: глиноземистый портландцемент.
Легкими бетонами называют бетоны у которых средняя плотность от 500-1800 кг/м3
Преимущества:
Снижается масса конструкции
Улучшаются теплотехнические и акустические свойства здания
Уменьшается стоимость строительства
По виду пористых заполнителей легкие бетоны подразделяют:
Пемзобетон
Керамзитобетон
Туфобетон
Аглопоритобетон
Шлакобетон
По структуре:
Обыкновенный или плотный легкий бетон
Крупнопористый( не содержит песка).
По назначению:
Теплоизоляционный
Конструкционно – теплоизоляционный
Конструкционный
СВОЙСТВА легких бетонов:
Средняя плотность 500-1800 кг/м3
Теплопроводность зависит от плотности, пористости и характера пор.
Прочность зависит от активности цемента, водоцементного отношения, условий и длительности твердения
Морозостойкость
Разновидности легких бетонов:
Ячеистые бетоны – искусственный камень, состоящий из затвердевшего вяжущего вещества и равномерно распределенных в нем искусственно созданных пор в виде ячеек, заполненных воздухом или газом.
По виду вяжущего различают:
На основе портландцемента или смешанных цементов( газо и пенобетон)
На основе известняково-кремнеземестых вяжущих( газобетон, пенобетон, шлакобетон)
На основе гипсовых вяжущих (гипсобетон, газо-гипсобетон)
По назначению:
1.Теплоизоляционный
2.Конструкционно – теплоизоляционный
3.Конструкционный
Пенобетон - получают смешиванием цементного теста или цементно-песчанного раствора с устойчивой пеной. Пену получают перемешиванием пенообразователя( животный клей, канифольное мыло) с водой.
Газобетон - получают смешиванием портландцемента( с добавкой воздушной извести) и газообразователя. В качестве газообразователя применяют тонкоизмельченный алюминиевый порошок.
Свойства ячеистого бетона:
Определяются общей пористостью, которая колеблется от 50-90%
Плотность
Прочность
Морозостойкость
Водопоглащение зависит от пористости.
Теплопроводность зависит от плотности и влажности.
Влажность составляет 15-20%
Применяют ячеистые бетоны для легких ж/б конструкций, теплоизоляции.
Железобетон представляет собой строительный материал, в котором соединены в единое целое затвердевший бетон и стальная арматура. Бетон работает на сжатие, арматура на растяжение.
По способу изготовления железобетонные конструкции подразделяют на:
Монолитные - возводят на строительных площадках
Сборные железобетонные конструкции –изготавливаются на заводах
По назначению:
Для жилых и гражданских зданий
Для промышленных зданий
Для инженерных сооружений
Изделия: ФБС, сваи, колонны, ригеля, прогоны, стеновые блоки(легк. Бет.), перекрытия, покрытия, марши, площадки, фермы, арки, трубы больших диаметров, тюбинги, шпалы, силосные ямы, сборные башни, оболочки, плиты.
Производство железобетонных изделий:
Приготовление бетонной смеси в бетоносмесительных цехах
Изготовление арматуры (в виде сварных сеток и каркасов в арматурном цехе), очистка ее от ржавчины, окалины, нарезание по стержням заданной длины
Напрягаемую арматуру в виде отдельных стержней на стендах и в формах предварительно до бетонирования натягивают при помощи гидравлических домкратов.
Формование изделий:
Очистка форм
Сборка и смазка форм
Укладка арматуры
Кладка бетонной смеси и ее уплотнение
Тепловлажностная обработка изделий
Пропаривание при нормальном давлении при t=70-100°C (Изделие в формах загружают в камеру и через трубы подают пар. Продолжительность 12-16 часов)
Контактный обогрев при t=100°C (Изделия твердеют за счет теплоты получаемой от нагревания поверхностей форм)
Запаривание в автоклавах t=170-190°C (Создается давление насыщенного пара. При этом температура повышается. Продолжительность 8-10 часов)
Электропрогрев
Отделка лицевых поверхностей изделий:
Способы производства железобетонных изделий:
Стендовый: железобетонные изделия изготавливаются в неподвижных формах, а технологические механизмы перемещаются.
Кассетный – формование и твердение изделий происходит в неподвижных вертикальных формах – кассетах.Таким образом изготавливают стеновые панели, панели перекрытия, санитарно-технические кабины
Поточно-агрегатный – все операции по изготовлению железобетонных изделий выполняются на специальных постах, которые образуют поточную технологическую линию. Изделие вместе с формой при помощи транспортных средств перемещается по потоку от поста к посту.
Способ непрерывного вибропроката
Искусственными каменными материалами – называют материалы, которые получают из растворных или бетонных смесей на основе минеральных вяжущих веществ, путем формования и последующего отвердевания .
Заполнителями служат: кварцевый песок, шлак, древесные опилки.
Для повышения прочности при изгибе изделия армируют волокнистыми материалами: древесиной, асбестом, листовой бумагой.
К искусственным каменным материалам и изделиям относят: силикатные( на основе извести), гипсовые, гипсобетонные, асбесто-цементные (на основе портландцемента, армированного волокнами асбеста), на основе магнезиальных вяжущих.
Силикатный кирпич – это искусственный, безобжиговый, стеновой материал, изготовленный прессованием под большим давлением смеси кварцевого песка, извести и воды с последующим отвердеванием в автоклавах.
Кварцевый песок -2мм, не должен содержать примесей глины; Известь – может быть негашеной или гидратной с содержанием оксида магния до 5%.
В зависимости от способа гашения извести различают два вида производства силикатного кирпича:
-силосный способ
-барабанный способ
При силосном способе – смесь извести и песка поддается в силосы и выдерживается 1-4 часа.
При барабанном способе – смесь поступает во вращающиеся барабаны с подводом пара под давление, гашение длится 30-40мин.
Приготовленную смесь прессуют на прессах под большим давлением, полученный сырец укладывают в вагонетку, которую отравляют в автоклавы. Температура в автоклавах 175-190 градусов. Давление 0,8Па.Цикл запаривания длится 10-14 часов.
Под действием высокой t и влажности происходит реакция между известью и песком. В результате образуется гидросиликат кальция, который цементирует зерна песка, придает кирпичу прочность.
Силикатные бетоны- искусственный камень, состоящий из кварцевого песка 80%, молотого песка 8-15%, комовой негашеной извести 6-10% , воды, которая образовалась из указанной смеси после затвердевания ее в автоклаве.
Силикатные бетоны могут быть: плотного и пористого строения. Их делят на: ячеистые, легкие, плотные.
Из силикатного бетона изготавливают крупноразмерные изделия.
Технология изготовления:
Дробление комовой, негашеной изести.
Приготовление известково-песчанного вяжущего( известь, песок, гипс)
Приготовление силикато-песчанной смеси( смешивание кварцевого песка с известково-песчанной смесью и водой)
Формование изделий
Отвердевание в автоклавах.
Ячеистые силикатные бетоны различают: пеносиликаты, газосиликаты.
Ячеистая структура достигается введением в смесь пенообразователя и газообразователя.
Теплоизоляционные
Конструкционно-теплоизоляционные – для изготовления внутренних несущих стен, перегородок.
Конструкционные- применяют для армированных конструкций покрытий промыш. зданий, междуэтажных перекрытий.
Гипсовые изделия получают из гипсового теста.
Гипсобетонные изделия получают из смеси: гипса, воды и пористых заполнителей.
Заполнители: минеральные( пемза, туф и шлаки); органические( древесные опилки, древесная стружка).
Заполнители вводят для снижения или увеличения массы, для уменьшения хрупкости, для повышения звуко и теплоизоляции.
Вяжущими веществами служат: гипс, водостойкие гипсо-цементо-пуццолановые смеси.
Изделия могут быть армированными. В качестве арматуры используют: древесные рейки, стебли камыша.
Преимущества: небольшая плотность, низкая теплопроводность, хорошая звукоизоляция, легко окрашиваются, поддаются механической обработке.
Недостатки: низкая водостойкость, высокая ползучесть(под нагрузкой), высокая гигроскопичность.
Изготавливают: панели и плиты для перегородок, г/к листы, сан-тех кабины.
-Гипсовые и гипсобетонные плиты применяют для несущих перегородок.
-Гипсовые панели применяют для оснований пола, для перегородок. Перегородочные изготавливают шириной равной высоте этажа и длиной на длину комнаты.
-Панель может быть сплошной или с проемами для дверей.
-Панели для основания пола выпускают по длине и ширине комнаты.
-Вентиляционные блоки изготавливают размерами на этаж, в них предусмотрены сквозные круглые пустоты.
-Гипсокартонные листы отделочный материал, изготовленный из срой гипса с применением минеральных или органических добавок и армированный картоном.
Применяют для внутренней отделки стен, для перегородок.
-Сан –тех кабины – для приготовления гипсобетона используют в качестве вяжущего гипсо-цементо-пуццолановые смеси.
Асбесто-цемент – цементный материал армированный волокнами асбеста. Цементный камень хорошо сопротивляется сжатию. Введение 15% асбеста повышает физико-механические свойства цемента.
Асбесто-цементные изделия получают формованием смеси асбеста, портландцемента и воды.
Портландцемент затворенный водой, служит связующими веществом, а волокна асбеста выполняют роль арматуры.
Асбест – минерал, способный расщепляться на тончайшие волокна, он незгораем, имеет малую тепло и электропроводность.
Портландцемент используют марок м400, м500. В его состав не допускаются никакие добавки, кроме гипса. Для производства асбесто-цементных труб применяют портландцемент с добавкой тонкомолотого песка( песчаный портландцемент).
Вода – в производстве асбесто-цементных изделий используется в больших количествах. Должна быть чистой, с t 20-25 градусов.
Производство асбесто-цементных изделий:
Расщепление асбеста на тонкие волокна.
Тщательное смешивание распушинного асбеста с цементом и приготовление сустензии.
Формование изделий в специальных формах.
Твердение пропарочных камерах.
Механическая обработка.
Недостатки асбесто –цемента:
хрупкость
Склонность к короблению
Экологическая опасность
Асбесто-цементные, волнистые, унифицированные листы(шифер) применяют для устройства кровли. Листы обладают хорошей прочностью и морозостойкостью.
Асбесто-цементные плоские листы:
-непрессованные
-прессованные
Лицевая поверхность может быть гладкой и рельефной.
Асбесто-цементные трубы – для устройства канализации, дренажа, вент каналов. Трубы делят на:
-напорные
-безнапорные
-вентиляционные
Асбесто-цементные короба – предназначены для устройства вентиляции воздуха промышленных гражданских зданий.
Магнезиальные вяжущие – вещества затворенные в растворах хлористого магния обладают адгезией.
На основе магнезиальных вяжущих выпускают:
-фебралит - искусственный каменный материал, изготовленный из смеси древесных волокон и магнезиального вяжущего, затворенного водными растворами магнеевых солей.
Изготавливают фебралитовые плиты, теплоизоляционный фералит (для утепления стен, перекрытий); фебралитовую фанеру, используют для штукатурки; ксилолит.
Ксилолит – искусственный каменный материал, изготовленный из смеси древесных опилок и магнезиального вяжущего, затворенного раствором хлористого магния.
В ксилолитовую массу вводят добавки асбеста, кварцевого песка, красителя.
При устройстве ксилолитовых полов, смесь делают пластичной ,укладывают на основание, выравнивают и уплотняют вибрацией. Могут использовать для изготовления ксилолитовых плиток.
Битумными называют вяжущие вещества, состоящие из смеси углеводородов с серой, кислородом и азотом. Бывают природные и искусственные.
Природный битум образуется из нефти в результате медленного удаления из нее легких и средних масел, а также в результате окисления нефти.
Природный битум – пластичное вещество в нагретом состоянии. Он пропитывает осадочные породы, которые называются асфальтовыми, обладает хорошей атмосферостойкостью.
Нефтяные (искусственные) битумы являются продуктом переработки нефти и ее смолистых остатков. Могут быть твёрдые, полутвердые и жидкие.
В зависимости от способа переработки нефти подразделяют на:
Остаточные – образуются после отгонки из нефти бензина, керосина, а также части масел (твёрдые)
Окисленные – получают путём продувки воздуха через нефтяные остатки (полутвёрдые)
Крекинговые – получают путем разложения нефти и нефтяных масел (жидкие)
Свойства битумов:
Вязкость – измеряется по глубине проникновения иглы пенетрометра
Растяжимость – свойство битума растягиваться в тонкие нити под влиянием приложенной силы. Характеризуется абсолютным удлинением образца. Определяется дуктелометром.
Температура вспышки – температура, которую показывает термометр при первом появлении синего пламени над поверхностью образца битума
Температура размягчения – характеризует степень подвижности битума, определяют прибором «кольцо и шар»
Битумы стойки к водным растворам солей, кислот, щелочей, но могут растворяться в этиловом спирте, бензине.
Деготь представляет собой густую жидкость черного цвета с запахом карболовой кислоты. Состоит из углеводородов и их сернистых, азотистых и кислородных производных. Обладает антисептическим свойством.
Из сырого дегтя отгоняют воду, все лёгкие и часть средних масел и получают отогнанный дёготь. При удалении самого тяжелого масла получают хрупкое вещество каменноугольный пек. Температура размягчения пека – 50-60°С. Пек – токсичное вещество.
При сплавлении пека с антраценовым малом получают составленный деготь, который обладает вяжущими и приклеивающими свойствами. Дёгтевые вяжущие обладают вязкостью, клеящей способностью, биостойкостью.
Асфальтовые растворы представляют собой уплотненную смесь асфальтового вяжущего с мелким заполнителем. Асфальтовое вяжущее – смесь нефтяного битума с порошком из известняка, доломита, мела, асбеста. Изготавливают асфальтовые растворы на заводах специально для этого предназначенных. Сухую смесь из минеральных порошков и битума нагревают до 180°С при постоянном перемешивании. Раствор укладывают на основание толщиной 20-30мм и уплотняют.
Асфальтовый бетон – искусственный каменный материал, полученный в результате твердения рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси нефтяного битума, минерального порошка, мелкого и крупного заполнителя. Битума в таком бетоне 5-6%.
По степени пластичности такие бетоны делят на пластичные и жесткие. По способу применения на укладываемые в горячем состоянии и укладываемые в холодном состоянии.
Дегтевые бетоны и растворы обладают меньшей водостойкостью и атмосферостойкостью чем асфальтовые.
Рулонные кровельные материалы
Рубероид получают пропиткой кровельного картона легкими нефтяными битумами с последующим нанесением на обе стороны полотна тугоплавкого битума и посыпки. Различают кровельный и подкладочный рубероид.
Пергамин – рулонный материал из кровельного картона, пропитанного нефтяными битумами.
Бикрост – полимерно-битумный кровельный и гидроизоляционный материал. Основа – полиэстр или стеклохолст, покрытый битумным вяжущим с полипропиленолом. Вместо покрытия может наноситься металлическая фольга или полимерная пленка.
Линокром – рулонный битумный материал предназначенный для гидроизоляции фундамента, для устройства кровельного ковра.
Гидроизоляционные материалы. Назначение: изолировать сооружения или из части от проникновения влаги из окружающей среды. Должны быть водонепроницаемыми, теплостойкими, достаточно гибкими, не давать трещин и разрывов, иметь стойкую основу неспособную загнивать. Могут быть безосновными и основными.
Гидроизол – рулонный беспокровный материал, полученный путем пропитки асбестового картона нефтяным битумом. Используется для многослойной оклеечной гидроизоляции.
Фольгоизол – рулонный материал состоящий из тонкой рифленой или гладкой алюминиевой фольги, покрытой с нижней стороны резиново-битумным или минеральным наполнителем. Используется для устройства верхнего слоя кровельного ковра.
Стеклоизол – рулонный материал изготовленный путем нанесения с двух сторон на поверхность стеклохолста резино-битумной массы. Применяется для оклеечной изоляции несущих конструкций.
Кровельные гидроизоляционные мастики
Мастики – искусственные пластичные смеси органических вяжущих веществ с минеральными наполнителями и добавкой антисептика.
Битумные мастики состоят из нефтяных битумов или сплавов нефтяных и природных битумов.
Дегтевые мастики состоя из каменно угольных и сланцевых пеков с каменноугольным дегтем.
Битумно-резиновые мастики содержат смесь с резиновой крошкой. Получают сплавлением кровельной мелкой резиновой крошки, пластификаторов и антисептиков. Эти мастики обладают повышенной эластичностью, гибкостью, морозостойкостью.
Гудрокамовые – продукт совместного окисления каменноугольного масла и нефтяного гудрона. Обладает высокими адгезионными и биостойкими свойствами. Используется как приклеивающая мастика.
Минеральные наполнители:
Пылевидные – порошок известняки, мела, доломита, талька
Волокнистые – измельченные волокна асбеста, минеральной ваты
Комбинированные
Мастики надо хранить раздельно по сортам и маркам в специальных упаковках в закрытом помещении.
Герметизирующие материалы – предназначены для заделки температурных швов, стыков стеновых панелей, для заделки швов, образующихся при монтаже сборных элементов конструкций.
Герметики должны быть водо- и газонепроницаемыми, тепло- и морозостойкими, эластичными, долговечными, безупречными, нетоксичными.
Герметики подразделяются на мастики, вулканизирующие пасты, эластичные прокладки.
Мастико-изол ГМ применяют как в горячем так и в холодном состоянии для заделки швов панелей зданий и сооружений.
Уплотняющая мастика не твердеет, обладает малым водопоглощением, хорошей адгезией к бетону и металлу. Применяется для заделки вертикальных швов панелей и мест примыкания оконных/дверных блоков. УМ50 и УМ60
Герметизирующая паста – тиоколовый герметик, изготавливается на основе полисульфидного каучука (тиокола). Такие герметики атмосферостойки, эластичны, обладают высокой адгезией к бетону. Недостаток – быстрое загустевание. Им заделывают стыки панелей зданий.
Эластичные пористые прокладки, монолитные жгуты, пороизол – эластичная пористая прокладка, полученная вулканизацией газонаполненной резины. Гнилостойкий, долговечный материал. Выпускается в виде прямоугольных полос или жгутов. Применяется для герметизации наружных стыков между панелями.
Гернит – эластичная герметизирующая прокладка длиной 3м изготовленная на основе негорючего каучука, сохраняющая свои свойства при температуре от -40 до +70°
Отделочные листовые материалы
ДСП – получают методом горячего плоского прессования стружки и синтетического связующего. Поверхность может быть шлифованной или не шлифованной. ДСП биостойки.
ДВП - получают прессованием размолотой древесной массы. Применяют для звуко- и теплоизоляции, для утепления кровель.
Бумажнослоистый декоративный пластик – получают горячим прессованием специальных видов бумаги пропитанной синтетическим термореактивным связующим. Верхний слой мб однотонным, с печатным рисунком, многоцветным. Лёгкий, светостойкий, хорошо переносит воздействие различных моющих средств, выдерживает температуру до 130°С, поддаётся механической обработке. Применяют для облицовки стен, дверных полотен.
Сайдинг – поливинилхлорид, пластификаторы, наполнители, пигменты.
Плитки для облицовки стен:
Полистирольные - получают из полистирола методом литья под давлением. Применяют для облицовки торговых и бытовых учреждений.
Фенолитовые - изготавливают прессованием фенолформальдег. полимера, отвердителя, наполнителей. Применяют для облицовки стен лабораторий, производственных цехов, помещений, подверженных воздействию агрессивной среды.
Пластмассовые трубы
Такие трубы в отличие от стальных не подвергаются коррозии, не разрушаются при замерзании в них воды, легче (в 3-6 раз), обладают гибкостью, имеют низкую теплопроводность, не требуют защитных покрытий.
Профильные погонажные изделия изготавливают непрерывным выдавливанием через профилированный мундштук (экструзия)
По назначению подразделяются на: плинтусы, изделия для поручней и перил, налички для оконных и дверных проёмов.