Силикатный бетон

Силикатный бетон представляет собой бесцветный бетон автоклавного твердения. Вяжущим в нем является смесь извести с тонкомолотым кремнеземистым материалом. В процессе автоклавной обработки известь вступает с кремнеземистым компонентом в химическую реакцию, в результате которой образуются гидросиликаты кальция, скрепляющие зерна заполнителя в прочный монолит. В зависимости от вида кремнеземистого компонента различают следующие виды вяжущего вещества: известково-кремнеземистые (тонкомолотая известь и песок); известково-шлаковые (совместный помол металлургического или топливного шлака и извести); известково-зольные (тонкомолотая известь и топливные золы); известково-белитовые (тонкомолотые продукты низкотемпературного обжига - белитового шлама и песка), и известково-аглопоритрвые (известь и отходы производства искусственных пористых заполнителей). Соотношения извести и кремнеземистого компонента составляет от 30:70 до 50:50%. В качестве мелкого заполнителя применяют природные и дробленые пески, удовлетворяющие стандартным требованиям.

Цементно-полимерный бетон

Цементно-полимерные бетоны - это цементные бетоны с добавками различных высокомолекулярных органических соединений в виде водной дисперсии полимеров - продуктов эмульсионной полимеризации различных полимеров: винилацетата, винилхлорида, стирола, латексов или водорастворимых коллоидов: поливинилового и фурилового спиртов, эпоксидных водорастворимых смол, полиамидных и мочевиноформальдегидных смол. Добавки вводят в бетонную смесь при ее приготовлении. Полимеры и материалы на их основе применяют в виде добавок в бетонную смесь, в качестве вяжущего, для пропитки готовых бетонных и железобетонных изделий, для дисперсного армирования полимерными волокнами, в виде легких заполнителей и в качестве микронаполнителя.

Полимербетоны

Полимербетонами называют бетоны, в которых вяжущими служат различные полимерные смолы, а заполнителями - неорганические материалы (песок и щебень). Для экономии смолы и улучшения свойств полимербетонов в них иногда вводят тонкомолотые наполнители. Для ускорения твердения и улучшения свойств применяют отвердители, пластификаторы.

45. Полимерные материалы. Основные понятия. Классификация пластмасс.

Полимеры  (от греч. polymeres - состоящий из многих частей, многообразный), химические соединения с высокой молекулярной массой (от нескольких тысяч до многих миллионов), молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся группировок (мономерных звеньев). Атомы, входящие в состав макромолекул, соединены друг с другом силами главных и (или) координационных валентностей.

 По происхождению полимеры  делятся на природные (биополимеры), например белки, нуклеиновые кислоты, смолы природные, и синтетические, например полиэтилен, полипропилен, феноло-формальдегидные смолы.

В зависимости от состава основной (главной) цепи полимеры делят на:

 Гетероцепные, в основной цепи которых содержатся атомы различных элементов, чаще всего углерода, азота, кремния, фосфора, к ним относятся: полиэфиры (полиэтилентерефталат, поликарбонаты и др.), полиамиды, мочевино-формальдегидные смолы, белки, некоторые кремнийорганические полимеры

 Гомоцепные, основные цепи которых построены из одинаковых атомов. В этой группе наиболее распространены карбоцепные полимеры, главные цепи которых состоят только из атомов углерода, например полиэтилен, полиметилметакрилат, политетрафторэтилен. Отдельную группу полимеров образуют неорганические полимеры, например пластическая сера, полифосфонитрилхлорид

Наша компания в производстве использует два вида полимеров: полиэтилен и полипропилен. Оба эти вида относятся к группе ТЕРМОПЛАСТОВ (т.е.полимеры в которых, не происходит отверждения материала, и  в изделии сохраняется способность вновь переходить в вязкотекучее состояние.)

Полиэтилен легко формуется и сваривается в изделия сложных форм, он устойчив к ударным и вибрационным нагрузкам, обладает химической стойкостью, отличается высокими электроизоляционными свойствами (диэлектрическая проницаемость 2,1—2,3) и низкой плотностью. Изделия с повышенной прочностью и теплостойкостью получают из полиэтилена, наполненного коротким (до 3 мм)стекловолокном. При степени наполнения 20% прочность при растяжении возрастает в 2,5 раза, при изгибе — в 2 раза, ударная вязкость — в 4 раза и теплостойкость — в 2,2 раза.

Теплостойкость полиэтилена находится в пределах 60—80 °С, коэффициент термического расширения высок и составляет 1 • 10-4, его свойства резко изменяются при незначительном изменении температуры, деформационная устойчивость под нагрузкой низкая.

Пластмассы с более высокой теплостойкостью (100—130 °С) и менее резким изменением свойств с повышением температуры производят на основе полипропилена, полиформальдегида, поликарбонатов, полиакрилатов, полиамидов, особенно ароматических полиамидов. Быстро расширяется номенклатура изделий, изготавливаемых из поликарбонатов, в том числе наполненных стекловолокном.

46. Технология и свойства полимерных материалов.

Особенности строения полимеров оказывают большое влияние на их физико-механические и химические свойства. Вследствие высокой молекулярной массы они не способны переходить в газообразное состояние, при нагревании образовывать низковязкие жидкости, а некоторые, обладающие термостабильной пространственной структурой, даже размягчаться. С повышением молекулярной массы уменьшается растворимость. При молекулярной массе (300 —400)*103 и низкой полярности полимеры растворимы в растворителях, процесс протекает медленно: через стадию набухания с образованием очень вязких растворов. Если молекулярная масса очень велика или присутствуют высокополярные группы, то полимер становится нерастворимым ни в одном из органических растворителей. Полидисперсность, присущая полимерам, приводит к значительному разбросу показателей при определении физико-механических свойств полимерных материалов. Механические свойства полимеров (упругие, прочностные) зависят от их структуры, физического состояния, температуры и т. д. Полимеры могут находиться в трех физических состояниях: в стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. Стеклообразное состояние — твердое, аморфное (атомы, входящие в состав молекулярной цепи, совершают колебательное движение около положения равновесия; движения звеньев и перемещения макромолекул не происходит). Высокоэластическое состояние присуще только высокополимерам, характеризуется способностью материала к большим обратимым изменениям формы при небольших нагрузках (колеблются звенья, и макромолекула приобретает способность изгибаться). Вязкотекучее состояние напоминает жидкое состояние, но отличается от него очень большой вязкостью (подвижна вся макромолекула). С изменением температуры линейный или разветвленный полимер может переходить из одного физического состояния в другое.

47. Строительные материалы и изделия на основе пластмасс.

По сравнению с большинством других строительных материалов пластмассы дороги и дефицитны, что объясняется еще недостаточным объемом производства полимеров и их относительно высокой стоимостью. Основное технико-экономическое требование к строительным пластмассам — минимальная полимероемкость, т. е. минимальный расход полимера на единицу готовой продукции. Это обстоятельство, а также специфические свойства пластмасс позволили выявить основные эффективные области их использования в строительстве. К ним прежде всего следует отнести современные, максимально готовые к применению отделочные материалы (моющиеся обои, декоративные самоклеящиеся пленки, листовые облицовочные пластики, погонажные изделия и т. п.); отделочные материалы для покрытия полов (линолеум, полимерные плитки, мастичные составы для бесшовных полов); высокоэффективные теплоизоляционные материалы, особенно на основе вспученных пластмасс; долговечные гидроизоляционные и герметизирующие материалы (пленки, профильные прокладки, мастики); трубы и санитарно-технические изделия (сифоны, сливные бачки); встроенная мебель, дверные блоки и, наконец, высококачественные клеи, краски и специальные виды строительных растворов и бетонов

48.49 50 Металлы. Общие сведения и классификация металлов.

Металлами называются вещества, атомы которых располага­ются в определённом геометрическом порядке, образуя при этом кристаллы. Им присущ специфический металлический блеск. Кроме того, металлы обладают хорошей пластичностью, высокой теплопроводностью и электропроводностью. Это дает возможность обрабатывать их под давлением (прокатка, ковка, штамповка, волочение). Металлы обладают хорошими литейными свой­ствами, а также свариваемостью, способны работать при низких и высоких температурах. Металлические изделия и конструкции легко соединяются с помощью болтов, заклепок и сварки. Наряду с этим металлы обладают и существенными недостатками: имеют боль­шую плотность, при действии различных газов и влаги коррози­руют, а при высоких температурах значительно деформируются.

К черным металлам относятся железо и сплавы на его основе – стали и чугуны, остальные металлы являются цветными. В стро­ительстве в основном применяют черные металлы – чугуны и стали для каркасов зданий, мостов, труб, кровли, арматуры в бетоне и для других металлических конструкций и изделий.

К цветным металлам относятся все металлы и сплавы на осно­ве алюминия, меди, цинка, титана. Цветные металлы являются более дорогостоящими и дефицитными.

Чугун получают в ходе доменного процесса, основанного на восстановлении железа из его природных оксидов коксом при высокой температуре. Процесс восстановления железа оксидом углерода в верхней части доменной печи можно представить по обобщенной схеме: Fe₂O₃ > Fe₃O₄ > >FeO > Fe. Опускаясь в нижнюю часть печи, расплавленное железо соприкасается с коксом и пре­вращается в чугун.

Чугуны в зависимости от состава и структуры подразделяются на серые (углерод в виде цементита и свободного графита) и бе­лые (углерод в виде цементита). В зависимости от формы графита и условий его образования различают: серый, высокопрочный и ковкий чугуны.

Стали можно подразделить на две основные группы – углеродистые и легированные (рис. 1).

Углеродистые стали – основной конструкционный материал, который используется в различных областях промышленности. Они дешевле легированных и проще в производстве. В углеродистой стали свойства зависят от количества углерода, поэтому эти стали классифицируются на низкоуглеродистые, средне- и высокоугле­родистые.

Легированные стали содержат специально вводимые элементы для получения заданных свойств. По степени легированости стали подразделяются на низколегированные, средне- и высоколегиро­ванные.

Классификация сталей по качеству основывается на содержа­нии вредных примесей серы и фосфора. Различают углеродистую сталь обыкновенного качества, сталь качественную конструкци­онную и сталь высококачественную.

По назначению стали подразделяются на три группы: конструк­ционные, инструментальные и с особыми свойствами. Конструк­ционные углеродистые стали содержат углерод в количестве 0,02 – 0,7 мас.%, к ним относятся и строительные стали, содержащие до 0,3 мас.% углерода. Низкое содержание углерода обусловлено тем, что строительные конструкции соединяются сваркой, а углерод ухуд­шает свариваемость. Стали, содержащие углерод в пределах 0,7 – 1,5 мас.%, используют для изготовления режущего и ударного инст­румента. К группе сталей и сплавов с особыми свойствами отно­сятся коррозионностойкие, нержавеющие и кислотоупорные, жа­ропрочные и жаростойкие стали и т. д. 

 

51. 52 Производство металлических изделий и конструкций.

При изготовлении металлических изделий расплавленный чугун или сталь разливают по специальным формам, называемым изложницами, а затем слитки металла от 500 кг до нескольких (иногда десятков) тонн подвергают дальнейшей обработке давлением или литьем, в результате которой получают изделия требуемых форм, размеров и свойств. Затем изделия соединяют в конструкцию с помощью сварки, клепки или болтов. Обработка Давлением основана на высоких пластичных свойствах металла. На практике применяют следующие способы обработки металлов давлением: прокат, ковку, волочение, штамповку и прессование.

• Прокат — наиболее распространенный и дешевый способ производства металлических изделий. Сущность проката заключается в обжатии металла между вращающимися валками, при этом заготовка уменьшается в сечении, вытягивается и приобретает форму, соответствующую валкам, если последние це. гладкие. Прокатывают металл в холодном и горячем состоянии"

• Ковка — процесс деформации металла под действием повторяющихся ударов молота или пресса. Ковка может быть свободная, когда металл при ударе молота имеет возможность свободно растекаться во все стороны, и штампованная, когда металл, растекаясь под ударами молота, заполняет формы штампов, а избыток его вытекает в специальную канавку и отрезается. Штамповка позволяет получить изделия очень точных размеров.

• Волочение заключается в протягивании металлической заготовки через отверстие, сечение которого меньше сечения заготовки. В результате этого металл обжимается, а профиль его строго соответствует форме отверстия. В качестве заготовки используют предварительно прокатанный или прессованный пруток или трубу. Волочение металла производят обычно в холодном состоянии, при этом получают изделия точных профилей с чистой и гладкой поверхностью. Способом волочения изготовляют тонкостенные изделия (трубки), а также круглые, квадратные, шестиугольные прутки небольшой площади сечения (до 10 мм2).

•   Холодное профилирование металла — процесс деформирования листовой или круглой стали на прокатных станах. Из листов0й стали получают гнутые профили с различной конфигура-ией в поперечнике, они экономичнее профилей горячей прокатки о3 счет сокращения толщины профиля до 2 мм.

53. Сварка металлов.

Сварка металла: общие сведения Сварка это процесс получения неразъемного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. В настоящее время создано очень много видов сварки (их число приближается к 100). Все известные виды сварки принято классифицировать по основным физическим, техническим и технологическим признакам. По физическим признакам, в зависимости от формы используемой энергии, предусматриваются три класса сварки: термическая сварка металлов термомеханическая сварка металлов механическая сварка металлов Термический класс включает все виды сварки с использованием тепловой энергии (дуговая сварка, газовая сварка, плазменная сварка и т. д.). Термомеханический класс объединяет все виды сварки, при которых используются давление и тепловая энергия (контактная сварка, диффузионная сварка) Механический класс включает виды сварки, осуществляемые механической энергией (холодная сварка, сварка трением, ультразвуковая сварка, сварка взрывом).

54. Коррозия металлов и защита от коррозии.

В результате взаимодействия металла с окружающей средой может происходить его разрушение, т. е. коррозия. Различают коррозию химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия возникает при действии на металл сухих газов и растворов масел, бензина, керосина и др. Примером химической коррозии металла служит окисление его при высоких температурах; окалина, образующаяся на поверхности металла, является продуктом коррозии.

Электрохимическая коррозия возникает при действии на металл растворов кислот и щелочей. При этом металл отдает свои ионы электролиту, а сам постепенно разрушается.

Коррозия может возникать также при контакте двух разнородных металлов или в результате химической неоднородности. Каждый металл имеет определенные электрические свойства, характеризуемые рядом напряжений. При контакте двух металлов разрушается тот, который стоит ниже в ряду напряжений. Например, железо в ряду напряжений стоит выше хрома и цинка, но ниже меди и серебра. Следовательно, при контакте железа с хромом или цинком будет разрушаться хром или цинк, а при контакте железа с медью или серебром — железо. Степень разрушения при этом будет зависеть от температуры, вида и концентрации электролита. На сталь вредно действуют кислоты и щелочи, растворяя ее.

Коррозия может быть местная, когда разрушение металла происходит на некоторых участках, равномерная, когда металл одинаково разрушается по всей поверхности и межкристаллитная, когда разрушение происходит по границам зерен металла. Защита от коррозии осуществляется несколькими способами, простейшим из которых является покрытие металла различными красками, лаками, эмалями. Образующаяся при этом пленка изолирует металл от действия внешней среды (газов, влаги). Кроме вышеуказанных существуют более совершенные и эффективные способы защиты от коррозии: легирование — сплавление металла с легирующими веществами, повышающими его коррозионную стойкость; воронение — получение на поверхности изделия защитного слоя, состоящего из оксидов данного металла; металлическое покрытие металла пленкой из другого металла, менее подверженного коррозии в данных условиях (цинком, оловом). Металлические покрытия производят осаждением на поверхности изделия металла из раствора (гальванические покрытия), обрызгиванием или погружением в ванну с другим расплавленным металлом.

55. 56 Лакокрасочные материалы. Общие сведения и основные компоненты красочного состава.

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) — это композиционные составы, наносимые на отделываемые поверхности в жидком или порошкообразном виде равномерными тонкими слоями и образующие после высыхания и отвердения пленку, имеющую прочное сцепление с основанием. Сформировавшуюся пленку называют лакокрасочным покрытием, свойством которого является защита поверхности от внешних воздействий (воды, коррозии, температур, вредных веществ), придание ей определённого вида, цвета и фактуры.

ЛКМ подразделяются на следующие группы

• краска

• эмаль

• лак

• грунтовка

• шпатлевка

• антисептик

57. Гипсовые и гипсобетонные изделия.

Изделия, получаемые на основе гипсового вяжущего вещества, разделяют на гипсовые и гипсобетонные. Гипсовые изделия изготовляют из гипсового теста, иногда с минеральными или органическими добавками для улучшения технических свойств готовой продукции, гипсобетонные — из смеси с применением мелкозернистых и крупных пористых заполнителей: минеральных — шлака, ракушечника, туфового и пемзового заполнителя и других и органических — древесных опилок, древесной шерсти, камыша и т. п.

Гипсовые и гипсобетонные изделия могут быть сплошные и пустотелые (объем пустот более 15%), армированные и неармированные. По назначению их делят на панели и плиты перегородочные; листы обшивочные (гипсовая сухая штукатурка); камни стеновые; изделия перекрытий; теплоизоляционные материалы; архитектурно-декоративные детали.

гипсобетонные панели широко используют в строительстве для устройства перегородок, санитарно-технических кабин, оснований под полы и других деталей.

Гипсобетонные плиты изготовляют из гипсового теста или растворных и гипсобетонных смесей. Они могут быть сплошными и пустотелыми, с размерами 0,8x0,4 м при толщине 80... 100 мм. Гипсобетонные плиты применяют для устройства перегородок и в качестве огнезащитной облицовки деревянных конструкций.

Листы гипсокартонные (сухая гипсовая штукатурка) представляют собой отделочный материал, состоящий из тонкого слоя затвердевшего гипсового теста с некоторым количеством в нем наполнителя и технической пены, оклеенного картоном.

Гипсобетонные камни для наружных стен изготовляют сплошными и пустотелыми. Такие камни могут быть использованы для кладки стен неответственных зданий.

58. Асбестоцементные изделия.

Асбестоцемент - строительный композиционный материал, представляющий собой затвердевший цементный камень, армированный волокнами асбеста.

Асбестоцементные изделия получают формованием смеси асбеста, портландцемента и воды. Волокна асбеста выполняют роль своеобразной арматуры асбестоцементных изделий, а портландцемент, затворенный водой, является связующим веществом.

Благодаря этим качествам изделия из асбестоцемента имеют срок службы до 50 лет, что в несколько раз больше срока службы аналогичных металлических конструкций, пластмасс, рубероида, дерева и других материалов. Кроме того, асбестоцементные изделия хорошо режутся и окрашиваются, что придаем им эстетичный вид и делает пригодными для различного рода дизайнерских решений.

Для производства асбестоцементных изделий используют коротковолокнистый асбест 3, 4, 5 и 6 сортов. Асбест не сгораем, имеет малую тепло- и электропроводность.

Портландцемент, применяемый для изготовления асбестоцементных изделий, должен иметь марку не ниже 400. В его состав не допускаются никакие добавки, кроме гипса. При производстве изделий методом автоклавной обработки рекомендуется песчаный портландцемент, содержащий около 50 % молотого песка. Для изготовления облицовочных изделий используют также цветные цементы. Вода, применяемая для изготовления асбестоцементных изделий, не должна содержать органических веществ, глинистых примесей и солей.

Асбестоцементные изделия обладают высокой прочностью, морозостойкостью и малой водопроницаемостью. Они теплостойки, имеют пониженную теплопроводность, их сравнительно легко обрабатывать. Под влиянием влаги они не корродируют, со временем их прочность несколько увеличивается. Недостаток асбестоцементных изделий - малое сопротивление удару и коробление.