Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Тов. Непрод.1-256.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
1.66 Mб
Скачать

1.7.2 Органічні в'яжучі речовини і вироби на їх основі

Органічні в'яжучі речовини являють собою природні чи штучні, рідкі чи тверді продукти — суміші високомолекулярних вуглеводнів і їхніх неметалевих похідних, фізико-механічні властивості яких змінюються залежно від температури. При її збільшенні пластичність органічних в'яжучих речовин поступово підвищується і вони переходять у в'язкотекучий стан, при зниженні температури пластичність втрачається і речовини стають крихкими.

Органічні в'яжучі речовини використовуються в будівництві для виробництва асфальтових бетонів, покрівельних, гідроізоляційних і пароізоляційних матеріалів, гідроізоляційних і дорожніх мастик, емульсій, паст й ін. Широке застосування органічних в'яжучих речовин у будівництві обумовлено гарною їхньою зміщуваністю і адгезією з твердими матеріалами, високою водонепроникністю, стійкістю проти атмосферних впливів. Однак під дією сонячних променів і кисню змінюється їхній хімічний склад, а отже, і властивості, тобто вони «старіють». До органічних в'яжучих речовин належать бітуми і дьогті.

Бітуми — це тверді, напівтверді чи рідкі природні або штучні речовини, що складаються з високомолекулярних вуглеводнів і домішок.

Природні бітуми являють собою тверду, в'язку чи в'язкопластичну різновидність нафти. Вони зустрічаються у вигляді самостійних відкладень, крім того, ними просочені пористі породи (доломіти, піщаники, сланці, вапняки). З гірських порід їх витягують виварюванням у казанах чи за допомогою органічних розчинників. При вмісті бітуму в породі до 2—3% їх перемелюють у порошок і застосовують як компонент асфальтобетону.

Природні бітуми зі вмістом мінеральних домішок більше 20% за масою прийнято називати природними асфальтами, а без мінеральних домішок -асфальтами. 186

Перспективним є застосування природних бітумів як енергетичної сировини для одержання синтетичної нафти, а також сірки, ванадію, нікелю, германію, урану, кобальту й ін.

Штучні бітуми одержують у процесі переробки нафти чи залишкових нафтопродуктів. Такі бітуми називаються нафтовими. У залежності від технології виробництва вони діляться на залишкові, які одержуються після добору мастил з гудронів; окислені, які одержуються продувкою гудронів повітрям; крекінгові, які одержуються окислюванням крекінг-залишків, екстрактні (продукти обробки гудрону слабкими розчинниками) і кислотні (продукти обробки гудрону сірчаною кислотою).

Якісними характеристиками бітумів, які визначають їхню марку, є в'язкість (вона визначається при 25- 60 °С), пластичність, температури розм'якшення, крихкості та спалаху та ін.

У маркіруванні бітумів букви визначають: Б — бітум, Н — нафтовий, К — для покрівель, ШГ — швидкогустіючий, ПГ — повільногустіючий, Д — дорожній. Цифри в марці показують температуру (°С) розм'якшення (чисельник) і твердість (знаменник).

У дорожніх бітумах, які випускаються в рідкому стані, цифра в марці показує умовну в'язкість, що визначається при 60 °С.

Наприклад, бітуми нафтові будівельні: БН — 50/50; БН — 70/30; БН — 90/10.

Бітуми нафтові дорожні: БГ — 40; БГ -- 70; БНД — 130/200; БНД ->• 99/130.

Дьогті також складаються з високомолекулярних вуглеводнів і їх сполучень з сіркою, киснем і азотом. Це в'яжучі речовини чорного чи бурого кольору, в залежності від вихідної сировини; діляться на кам'яновугільні, торф'яні, сланцеві і дерев'яні. У порівнянні з бітумами дьогті менш теплостійкі і стійкі до зовнішнього впливу, але мають кращу адгезію і кращі захисні влас­тивості від гнилі. Марки різноманітного дьогтю відрізняються в'язкістю, фракційним складом, температурою розм'якшення. Чим більша в'язкість, тим більша цифра в маркіруванні (Д1—Д8; ДС-1-ДС-8).

Крім бітумів і дьогтів випускаються складні органічні в'яжучі речовини, у тому числі бітумно-дьогтьові, бітумно-гумові, бітумно-дьогтьополімерні.

Асфальтобетони виготовляють на основі бітуму. У залежності від температури кладки вони випускаються гарячі і холодні, за величиною наповнювача — крупно-, середньо-, дрібнозернисті і піщані, за структурою -щільні і крупнопористі, а за призначенням — дорожні, аеродромні, промислові і декоративні.

Дьогтьобетон виготовляють на основі дьогтів марок Д-5 — Д-8. На відміну від асфальтобетону, він менш зносостійкий, водостійкий і теплостійкий, а тому застосовується для ремонту і будівництва дорожніх покрить третьої категорії.

Асфальтова штукатурка використовується для захисту підземних і гідротехнічних споруджень, градирень, тунелів метрополітену й ін., крім споруджень, що контактують з агресивними ґрунтовими водами.

187

Рулонні й листові матеріали на основі органічних в'яжучих речовин відрізняються дешевизною, легкістю і добрими захисними властивостями. Однак вони швидко руйнуються під впливом сонячного світла, кисню, низьких температур і агресивних газів. Випускаються основні (одержувані просоченням картону, склотканини чи інших матеріалів з наступним покриттям органічними в'язкими речовинами) і безосновні рулонні і листові матеріали. До основних матеріалів відносяться пергамін, рубероїд, склорубероїд, гідроізол, склоізол, фольгоізол, толь та ін., до безосновних — ізол, брізол, пороізол, бітумно-полімерний матеріал та ін.

Пергамін одержують шляхом просочення покрівельного картону легкоплавкими бітумами і застосовують як підкладковий матеріал під рубероїд, а також для пароізоляції. Випускається марок П-300 і П-350, де цифра — маса 1 м2 сухого картону, г.

Рубероїд одержують шляхом просочення покрівельного картону розплавленими бітумами з наступним двостороннім покриттям тугоплавкими бітумами і мінеральним посипанням. Використовується як покрівельний матеріал і випускається марок РКК-500А, РКК-400А, РКК-400Б, РКК-400В, РПП-350Б, РПП-350В, РПП-ЗООА, РПП-ЗООБ, РПП-ЗООВ, РКЧ-350Б і РКЧ-350В, де Р — рубероїд, КВ, КД і КЛ — покрівельний з великим, дрібним чи лускатим посипанням, ГТМ і ПП - - підкладковий із дрібнозернистим чи пилоподібним посипанням, цифра — маса 1 м2 картону, г; А, Б і В — марка картону.

Склорубероїд одержують шляхом двостороннього нанесення бітуму і мінерального посипання на скловолокнисте полотно. Відзначається міцністю і довговічністю.

Гідроізол виготовляється шляхом просочення бітумами азбестового паперу. Він не гниє і не згоряє. Випускається марок ГІ-Г (для гідроізоляції й антикорозійного захисту металевих трубопроводів, що працюють при температурі до 40 °С) і ДО (для гідроізоляцій плоских покрівель).

Склоізол одержують шляхом двостороннього нанесення на склополотно бітумно-гумової суміші. Застосовується для обклеювальної гідроізоляції підземних і гідротехнічних споруджень.

Склобіт одержують, покриваючи склосітку стовщеним до 4 мг шаром бітумно-гумової мастики, і застосовують для ущільнення швів та замазування тріщин.

Бітумно-полімерний матеріал виготовляється із суміші бітуму, поліізобутилену, феноло-формальдегідної смоли і наповнювачів (азбест і тальк). Він відзначається хімічною стійкістю і біостійкістю, водонепроникністю, довговічністю і застосовується для паро- і гідроізоляції тунелів, гребель, металевих трубопроводів і ін.

Мінеральні в'яжучі матеріали, їхні види і властивості

Мінеральними (неорганічними) в'яжучими речовинами називають порошкоподібні речовини, що утворюють з водою пластичну клейку масу, яка з часом перетворюється в штучне каменеподібне тіло. У будівництві вони 188

застосовуються для скріплення стінових матеріалів у монолітні конструкції, готування оздоблювальних розчинів і виробництва пожежобезпечних матеріалів (бетону, залізобетону, силікатної цегли, азбоцементних виробів та ін.).

Суміш мінеральної в'яжучої речовини з водою називається тістом. При додаванні до тіста піску утворюється розчин, а якщо вводиться і більш вагомий заповнювач (щебінь, гравій, керамзит) — бетон. Бетон з металевою арматурою називається залізобетоном. Якщо до затвердіння бетонної суміші металеву арматуру натягнути, а після затвердіння відпустити, то одержують напружений залізобетон.

У залежності від умов затвердіння і збереження міцності мінеральні в'яжучі речовини діляться на повітряні, гідравлічні і автоклавного твердіння. Повітряні в'яжучі речовини можуть затвердівати і тривалий час зберігати свою міцність тільки на повітрі. До них відноситься повітряне вапно, гіпсові та ангідритові в'яжучі та ін.

Гідравлічні в'яжучі речовини здатні затвердівати і довго зберігати свою міцність як на повітрі, так і у воді. До них відносяться портландцемент і його різновиди, шлакові та пуцоланові в'яжучі, гідравлічне вапно.

В'яжучі речовини автоклавного твердіння найбільш ефективно твердіють під тиском насиченого пару при температурі більше 100 °С. Це вапняно-зольні, вапняно-пуцоланові й інші в'яжучі. Властивості мінеральних в'яжучих речовин визначають у порошку, тісті, розчині і камені. До властивостей, обумовлених у порошку, відносяться: насипна щільність, щільність, вологість, тонкість помелу (дисперсність), хімічний (мінералогічний) склад.

До властивостей, обумовлених у тісті, відносяться: нормальна густота (кількість води у відсотках від ваги в'яжучого, необхідна для одержання тіста нормальної пластичності) і терміни схоплювання, у тому числі початок схоплювання (час у хвилинах від розчинення в'яжучого водою до початку втрати ним пластичності) і кінець схоплювання (час у хвилинах від затвердіння до по­вної втрати пластичності).

До властивостей, обумовлених у розчині і камені, відносяться: рівномірність зміни обсягу при затвердінні, тепловиділення, а також механічні властивості.

За механічною міцністю мінеральні в'яжучі речовини діляться на марки. Марка відбиває межу міцності при стисканні чи вигинанні (МПа чи кгс/см ) зразків, виготовлених із даного в'яжучого.

Гідравлічні в'яжучі матеріали

У будівництві як мінеральні в'яжучі матеріали найбільш широко застосовуються цементи. Це гідравлічні в'яжучі матеріали, які одержують високотемпературною обробкою до ступеня часткового чи повного плавлення сировинних матеріалів, що складаються в основному із силікатів і алюмінатів кальцію. Спечена сировинна суміш у вигляді зерен розміром до 40 мм називається клінкером.

За видом клінкеру і речовинним складом розрізняють портландцемент, портландцемент з активними мінеральними добавками (до

189

20 %), шлакопортландцемент (з додаванням понад 20 % гранульованого шлаку), пуцолановий портландцемент (з додаванням понад 20 % активних мінеральних добавок), глиноземистий, високоглиноземистий і гіпсоглиноземистий (на основі глиноземистого клінкеру).

За міцністю на стискання при затвердінні цементи випускаються високоміцні (марки вище 550),підвищеної міцності (марки 500 і 550), рядові (марки 300 і 400) і низькомарочні (нижче марки 300).

За швидкістю затвердіння-- звичайні (твердіють протягом 28 діб), швидкотвердіючі (2-8 діб) і дуже швидко твердіючі (1 доба і менше).

За термінами схоплювання — повільного схоплювання (поча­ток схоплювання через 1,5 години і більше після затвердіння), такі, що нормально схоплюються (від 45 хвилин до 1,5 години) і швидкого схоплювання (менше 45 хвилин).

Основним представником цементів є портландцемент і його різновиди. Звичайний портландцемент являє собою тонкий порошок сіро-зеленого кольору. Випускається марок 400, 500, 550 і більше (кгс/см2).

Портландцемент з активними мінеральними добавками випускається пластифікований, гідрофобний, швидкотвердіючий, сульфатостійкий, тампонажний, білий, кольоровий, жужільний і пуцолановий.

Пластифікований портландцемент містить поверхнево-активну добавку, що підвищує пластичність цементного тіста і його морозостійкість.

Гідрофобний портландцемент містить поверхнево-активну добавку, що зменшує здатність цементу змочуватися водою, а отже, довго зберігати активність і не збиватися в грудки у вологих умовах. Гідрофобний цемент відрізняється також підвищеною пластичністю, морозостійкістю і водонепроникністю.

Пластифікований і гідрофобний цемент випускається марок 300— 400 (кгс/см2) і призначається для виготовлення розчинів і бетонів, їх застосування знижує витрати цементу на 5—8 %.

Швидкотвердіючий цемент відрізняється тонкістю помелу. Завдяки цьому, а також наявності мінеральних добавок він твердіє протягом 3 діб з моменту замішування. Випускається також дуже швидкотвердіючий цемент, розпалубка виробів з якого можлива вже через 1—4 години. Швидкотвердіючі цементи випускаються марок 400—500 (кгс/см2) і застосовуються для виробництва залізобетонних конструкцій, а також під час зимових бетонних робіт, їхнім недоліком є підвищене тепловиділення, а також швидке псування навіть при короткочасному зберіганні.

Сульфатостійкий портландцемент має підвищену стійкість до дії агресивної води і знижену тепловіддачу при замішуванні та твердінні. Випускається марок 400—500 (кгс/см2) і застосовується для одержання гідротехнічних бетонів.

Тампонажний портландцемент призначений для цементування нафтових і газових свердловин. Випускається підвищеної щільності, піщанистий (підвищеної корозійної термостійкості), солестійкий (підвищеної 190

стійкості до води, що містить хлористі солі) і низькогігроскопічний тампонажний портландцемент.

Портландцемент, що розширюється, відрізняється рівномірним збільшенням обсягу при твердінні у вологих умовах, при твердінні на повітрі не дає усадки, завдяки чому одержуваний бетон не мас тріщин. Характеризується також високою щільністю і водонепроникністю.

Портландцемент, що напружується, може розширюватися і напружувати залізобетон, тому його використовують для виготовлення бетонних покрить аеродромів, напірних труб, резервуарів для води й ін.

Білий портландцемент одержують з мармуру чи вапняків і білих каолінових глин, що містять мінімальну кількість окислів металів, які його

забарвлюють. За ступенем білизни він випускається трьох сортів, а за міцністю__

марок 400 і 500 (кгс/см2).

Кольорові портландцементу одержують перемелюванням білого кміпкср\ і мінеральних пігментів.

Білі та кольорові цементи використовуються для виготовлення облицювальних та архітектурних деталей і опоряджувальних робіт.

Шлакопортландцемент одержують спільним перемелюванням портландцементного клінкеру, гіпсу і гранульованого доменного шлаку. Частіше випускається швидкотвердіючий і сульфатостійкий шлакопортландцемент марок 200—500 (кгс/см ). Застосовується у гідротехнічному будівництві, а також для спорудження конструкцій, які експлуатуються у вологому середовищі, крім тих, які піддаються частому заморожуванню і відтаненню, зволоженню і висиханню.

Пуцолановий портландцемент одержують спільним перемелюванням портландцементного клінкеру, гіпсу і добавок вулканічного походження (діатоміту, трепелу, вулканічного попелу й ін.). Випускається марок 200—400 (кгс/см ), відрізняється підвищеною водостійкістю, меншою водопроникністю і зниженим тепловиділенням. Пуцолановий портландцемент використовують для виготовлення масивних підводних і підземних бетонних конструкцій, крім таких, котрі піддаються частому заморожуванню, зволоженню і висиханню. Принципово новим цементом є гіпсоцементнопуцоланове в'яжуче, одержуване змішуванням гіпсу, портландцементу, а також добавок, що містять кремнезем. Він швидко твердіє, водостійкий, відрізняється підвищеною сульфатостійкістю, простотою виробництва. Гіпсоцементно-пуцоланове в'яжуче випускається марок 100 і 150 (кгс/см") і застосовується для ..виготовлення панелей для внутрішніх стін, основ підлог й ін.

Глиноземисті цементи одержують із клінкеру, виробленого з алюмосилікатів і вапна (сировинна суміш бокситів і вапняків). Випускаються з добавками чи без них марок 400, 500, 600 (кгс/см2). Глиноземисті цементи швидко твердіють у вологих умовах і при нормальній температурі, стійкі до дії агресивних середовищ і термостійкі, однак вони руйнуються в лужному середовищі Глиноземисті цементи застосовуються при термінових ремонтних роботах, для футерування тунелів, теплових апаратів, травильних ванн, тампонуванні нафтових і газових свердловин, гідроізоляції шахт (гіпсо-глиноземістий цемент, що розширюється) й ін.

191

Особливу групу становить кислототривкий цемент, виготовлений зі здрібненого кварцового піску і кремнефтористого натрію. Він розчиняється рідким склом і випускається типів І (для кислототривких замазок) і II (для кислототривких розчинів і бетонів), марок 500—600 (кгс/см ). Такий цемент стійкий до кислот (крім фтористо-водневої, кремнефтористо-водневої і фосфорної), однак втрачає міцність у воді і лугах.

До гідравлічних в'яжучих речовин відноситься також гідравлічне будівельне вапно. Його одержують випалюванням при температурі 900—1000 °С кальцієво-магнієвих карбонатних порід із вмістом глиняних домішок від 6 до 25 %.

Повітряні в 'язісучі матеріали

До повітряних в'яжучих матеріалів відноситься будівельне вапно, рідке скло, а також гіпсові, ангідридові і магнезіальні в'яжучі. Повітряне будівельне вапно одержують у вигляді кам'яних шматків, грудок, які потім розмелюють до сипучого стану або заливають водою і одержують гашене вапно. В процесі гашення виділяється велика кількість теплоти, завдяки чому частина води перетворюється в пару. Таке гашене вапно називають кипілкою.

Залежно від кількості води, яка додається до грудкового вапна, гашене вапно ділиться на вапняне тісто (вапняне молоко) — води в 3—4 рази більше, ніж вапна, і пушинку — води 40—70 % від ваги вапна. Залежно від швидкості гашення вапно ділиться на швидкогашене (менше 20 хвилин) і повільногашене.

Вапно використовується для приготування будівельних розчинів і бетонів, виготовлення силікатних виробів, а також у текстильній, лакофарбовій, цукровій та інших галузях промисловості.

Рідке скло (використовується в рідкому стані) є розчином силікату натрію №2Оп8іО2 чи калію К2Оп8іО2 у воді, який одержують сплавленням (при температурі 1300-1400 °С) розмеленого кварцового піску з кальцинованою содою і сульфатом натрію чи поташу. Після охолодження сплаву одержують куски скла, які називаються силікатобрилою.

Рідке скло твердіє в повітряному середовищі і використовується для ущільнення грунтів, виготовлення силікатних фарб, закріплення бетонних і кам'яних кладок, приготування вогне — і кислотостійких бетонів та розчинів, вогнезахисних обмазок.

Мінеральні в'яжучі матеріали одержують випалюванням магнезіта чи доломіту при температурі 800—850 °С. Відповідно одержують каустичний магнезіт і каустичний доломіт.

Матеріали і вироби на основі мінеральних в'яжучих речовин одержують затвердінням суміші, яка складається із мінеральної в'яжучої речовини, наповнювачів (піску, щебеню, шлаку, тирси, стружки, азбесту, паперової макулатури та ін.), спеціальних добавок і води. До них належать бетони, залізобетонні вироби і конструкції, будівельні розчини, силікатні вироби автоклавного твердіння, азбоцементні матеріали і вироби. 192

1.7.3 Природні кам'яні матеріали

Природними кам'яними матеріалами називають матеріали і вироби, які одержують механічною обробкою (подрібненням, розколюванням, розпилюванням тощо) гірських порід, не змінюючи їхньої природної структури та властивостей. Серед будівельних матеріалів природні кам'яні маїеркі.щ займають одне з основних місць. Загальна частка затрат у будівництві на ці матеріали перевищує 20 %.

В усьому світі розширюються галузі застосування природного каменю і, на думку спеціалістів, достойної заміни цьому матеріалу поки що не передбачається.

Гірські породи — це природні мінеральні утворення, які сформувались внаслідок геологічних процесів у земній корі, відрізняються ступенем щільності, складаються з одного або кількох мінералів, характеризуються відносно сталим мінералогічним складом, певними будовою та властивостями і мають досить великі площі залягання. Залежно від кількості породотвірних мінералів гірські породи поділяють на мономінеральні, що складаються лише з одного мінералу, та полі-мінеральні - з двох або більше мінералів. Більшість гірських порід є полімінеральними.

Природні мінерали — це новоутворення, що відрізняються постійними хімічним складом, структурою й властивостями та беруть участь у формуванні гірських порід.

Усі гірські породи за походженням підрозділяються на вивержені (первинні), осадові (вторинні) і видозмінені (метаморфічні). До вивержених належать масивні глибинні (граніт, сієніт, діорит, лабрадорит, габро), масивні, що вилилися (порфіри, діабази, базальти, андезити, трахіти), уламкові пухкі (вулканічні попіл і піски), уламкові зцементовані (вулканічні туфи).

Осадові породи діляться на механічні відкладення (сипкі -- гравій, глина, каолін, бентоніт, цементовані - - піщаник), хімічні осадові (гіпс, ангідрид, магнезит, доломіт) і органогенні відкладення (вапняки, крейда, діатоміти).

Видозміненні породи підрозділяються на вивержені й осадові. До основних породоутворюючих мінералів відносяться кварц, алюмосилікати. залізисто-магнезіальні силікати, карбонати і сульфіти.

Природні кам'яні матеріали широко використовуються в будівництві для зведення будинків і споруд, до яких пред'являються особливі вимоги щодо міцності, довговічності та декоративності. Для кладки фундаментів і стін застосовують бутовий штучний камінь, а також стінові блоки.

Бутовий камінь має неправильну форму, розміри від 150 до 500 мм, маса окремих шматків становить від 20 до 40 кг. Межа міцності на стискування не менша ніж ІОМГІа. В залежності від способу видобутку бутовий камінь буває: рваний (отриманий вибуховим способом) і плитняк (отриманий виламуванням із шаруватих гірських порід). Він застосовується для кладки фундаментів, підземних частин стін колодязів, водостоків, підвалин, мостів, пристроїв автодоріг, переробки на щебінь й ін.

193

Штучні камені мають правильну форму, їх виготовляють з доломітів, вапняків, піщаників чи туфу розмірами 390 х 190 х 180 і 489 х 240 х 188 мм.

Галузі застосування природного каменю дуже різноманіїні. Н цьом\ розділі розглядається використання каменю у безпосередньому вигляді, того підданому тільки механічній обробці. Гірські породи як сировина для одержання інших будівельних матеріалів розглядаються у відповідних розділах.

Природні кам'яні матеріали і вироби класифікують за такими ознаками:

-за середньою густиною: важкі (рт>1800 кг/м') та легкі (рт<1800кг/м3);

-за міцністю при стиску (кгс/см2): марки: М4; М7; М10; МІ5; М25; М35; М50; М75; МІ00; М125; М150; М200; МЗОО; М400; М500; М600; М800, МІООО (відповідно у МПа від 0,4 до 100), причому легкі кам'яні матеріали мають марки до 200, а важкі - від 100 і вище;

-за морозостійкістю: марки: Р10; Р15: Р25; Р50; Р100; Р200; РЗОО; Р500;

-за коефіцієнтом, розм'якшення: 0.6; 0,75; 0,8; 0,9; 1,0.

Коефіцієнт розм'якшення каменю для зовнішніх стін споруд повинен бути не меншим, ніж 0,6, а для фундаментів, дорожніх Іа І ідрок'.чііічініл споруд - не менше 0,8.

Стінові блоки мають форму прямокутного паралелепіпеду з пазом \ боковій частині вертикальних граней, їх виготовляють колотими, чесаними і пиляними; призначаються для кладки стін житлових будинків при висоті поверху 2,8 м і суспільних будинків при висоті поверху 3,3 м (тип Д), для багаторядної кладки стін житлових, громадських і виробничих будівель (тип Б), для зовнішніх (тип Н) і внутрішніх (тип В) стін, фундаментів і стін підва­лів (тип Ф), а також у вигляді підвіконних (тип П) конструкцій. У залежності від міцності при стискуванні (кгс/см") випускаються блоки марок 25 400. Розміри блоків від 300 х 800 х 900 до 3000 х 1000 х 500 мм.

До матеріалів для зовнішнього і внутрішнього оздоблення належать облицювальні плити, фасонні штучні вироби і дроблений декоративний природний камінь.

Облицювальні плити мають правильну форму і різноманітну фактур) лицьової поверхні: поліровану (дзеркальну), лощену, шліфовану, пиляну, крапкову, борознисту, рифлену та ін.

Плити виготовляються товщиною від 5 до 150 мм. Випускаються також вузькі плити, смужка і шашка.

Фасонні штучні вироби одержують обробкою вивержених і видозміненнях порід красивої будови. До них належать елементи сходів, парапетів, огороджень і площадок, карнизи, розетки, орнаменти й інші художньо — декоративні вироби.

Дроблений декоративний природний камінь (гранітна, мармурова, вапнякова і базальтова кришка) використовується для фасадної обробки по незатверділому розчину за допомогою спеціальних клейових сполук. Гака 194

обробка успішно конкурує з керамічними, скляними і лакофарбовими матеріалами як по якості поверхні, так і по собівартості.

Для пристрою дорожніх покрить, виробництва бетону та інших безвипалювальних матеріалів застосовують бортовий камінь, кругляк, брущатку, гравій, щебінь і пісок.

Бортовий камінь використовується для відокремлення проїзної частини вулиць від тротуарів, газонів, трамвайних зупинок, площадок і т. Ін. НІІм\ска< ІІ.ся довжиною 700—2000 мм, висотою 300 і 400 мм і шириною 100—200 мм.

Кругляк - - це камінь неправильної форми розміром до 300 мм, а брущатка — камінь у формі паралелепіпеда, що злегка звужується донизу.

Гравій і щебінь — це дрібні шматки каменю розміром від 5 до 70 мм. Гравій утворився в результаті природного руйнування гірських порід, а щебінь одержують дробленням каменю. Залежно від гранулометричної сполуки гравій і щебінь підрозділяються на фракції (5—10 мм, 10—20, 20—40 і 40—-70 мм,) а за міцністю (кгс/см2) — на марки 200—1200.

Пісок — це дрібнозернистий сипкий матеріал з розміром зерна від 0,14 до 5 мм.

Залежно від мінералогічної сполуки піски діляться на кварцові, польовошпатові і карбонатні, а за місцезнаходженням — на морські, річкові, яружні, барханні і ін. В будівництві краще використовувати річковий пісок, тому що в ньому менше домішок глини і гіпсу. Для будівництва підлоги використову­ють плити з твердих і зносостійких кам'яних порід (граніту, сієніту, кварциту), а при невеликій інтенсивності людських потоків — з мармуру. Товщина таких плит становить не менше 20 мм.

Для створення покрівлі використовують плитки з глинистою сланцю (природний шифер). Вони мають високу водо- і морозостійкість, довговічні і застосовуються для побудови покрівлі житлових, адміністративних і промислових будинків.

У будівництві природні кам'яні матеріали застосовують з глибокої давнини, про що свідчать пам'ятки архітектури багатьох країн світу, у тому числі і нашої країни. І в наш час практично всі монументальні споруди виконуються з використанням природного каменю, що обумовлено його високою довговічністю і декоративністю.

Залежно від виду обробки природні кам'яні матеріали бувають подрібнені (щебінь, висівки), .колоті (бутовий камінь, шашка), пиляні (блоки, плити) та штучні вироби різного ступеня обробки.

У сучасному будівництві визначилися такі основні напрями використання згаданих матеріалів:

• штучне каміння та вироби для зведення стін будівель, улаштування підлог, сходів тощо;

• облицювальні (декоративні) вироби - плити, каміння, профільовані вироби;

• каміння та вироби для дорожнього будівництва — брущатка, шашка для брукування, плити, бордю'рний камінь;

195

• каміння та вироби різних типів для гідротехнічних та інших споруд;

• нерудні матеріали - - бутовий камінь, заповнювачі для бегон\ (щебінь, гравій, пісок).

Гірські породи широко застосовують не лише для виготовлення кам'яних Матеріалів, а й як сировину для одержання мінеральних в'яжучих речовин, керамічних, скляних та інших виробів. При цьому під дією спеціальних технологічних процесів (випалювання, спікання, плавлення тощо) принципово змінюються будова та властивості вихідних порід. Ці процеси детально розглядатимуться у відповідних розділах.

Надра України багаті на різноманітні гірські породи. Широко відомий Український кристалічний масив, що простягнувся більш ІІІ/к на ](>()(> км ; північного заходу на південний схід і займає територію площею більше 200 тис. км2. На цьому масиві знаходяться багаті родовища кращих гірських порід світу: гранітів, габро, лабрадоритів, порфіритів, кварцитів.

1.7.4 Матеріали та вироби з будівельного скла

Номенклатура матеріалів змінюється залежно від рівня технічного розвитку , зростають вимоги до виробів, розширюються галузі застосування їх. За мікроструктурою розрізняють скляні матеріали, технологія виготовлення не передбачає кристалізації (будівельне скло та вироби на його основі) і склокристалічні матеріали (марбліт, скломармур. ситали). які підлягають частковій кристалізації у процесі виготовлення.

Будівельне скло та вироби на його основі

Будівельне скло і скляні вироби широко застосовують при склінні, оздобленні та декоруванні споруд. Галузі застосування основних видів скла і виробів з нього в табл. 1.1.

За видом і призначенням будівельні вироби із скла діляться на: скло віконне, вітринне, візерункове, армоване, профільне і сонцезахисне, загартоване, склоблоки, склопакети, облицювальні плитки, скляні труби та інше.

У будівництві найбільше використовується скло віконне неполіроване безбарвне. За товщиною віконне скло випускається шести видів: 2; 2,5; 3; 4; 5 і 6 мм, масою 1 кв. м. відповідно: 5; 6,25; 7,5; 10; 12,5 і 15 кг. Розміри листів скла в залежності від товщини змінюються в межах від 400 х 400 до 160 х 2400.

У залежності від дефектів скло поставляється двох сортів: 1-го і 2-го.

Поверхня листового скла повинна бути плоскою, границя допуску кривизни листа не більше 0,3 % від його довжини (сгріла прогину). Оцінка якості скла здійснюється з урахуванням розміщення дефекту: в центрі чи з краю листа. Не допускається наявність пухирів, подряпин, матовості і сторонніх вкраплень. Відхилення розмірів за довжиною і шириною лис І а віконного скла не повинно перевищувати від +2 до 3 мм, відхилення за товщиною листа 0,2—0,4 мм.

196

Листове будівельне скло застосовують для заповнення світлових прозірів у сполученні з рамами різноманітних конструкцій. Випускають вісім марок листового скла товщиною 2....6 мм. (Табл.1.2.)

Скло вітринне випускається полірованим і неполірованим. Поліроване має товщину 6,5 і 8 мм, розміри листа 1380x1340— 4450 х 2950 мм. За призначенням поліроване скло буває дзеркальне (найбільш якісне), транспортне і будівельне. Неполіроване скло має товщину 6,5 мм, розміри листа — 1750 х 1950 — 3950x2950 мм. Скло вітринне використовується для заскління отворів споруд, зовнішніх і внутрішніх вітрин виставкових залів, кінотеатрів, аеропортів, вокзалів тощо, а також для виготовлення склопакетів і дзеркал.

Скло візерункове з одного чи з двох боків має чіткий рельєфний малюнок (візерунок) глибиною 0,5—1,5 мм, що сприяє розсіюванню світла. Випускається двох сортів, кольорове і безбарвне, товщиною 3—6 мм, розмір листів — 400x600 — 1600x2200 мм. Світлопропускання становить 45 %.

Близьким до візерункового є скло «Метелиця», застосовується також як облицювальний матеріал. Воно має рельєфний візерунок. Нанесення алюмінієвого дзеркального покриття робить це скло непрозорим.

Армоване листове скло одержують запресуванням у його товщу паралельно поверхням зварену чи кручену сітку зі стального, хромованого, нікельованого чи з алюмінієвим покриттям дроту. Така сітка містить уламки скла, які з'являються при механічних пошкодженнях або впливі високих температур.

Армоване скло випускається безбарвне і кольорове, прозорість його не менше 60 %, випускається шириною до 1200 мм; довжиною 3300 мм при товщині 5,6 і 8 мм.

Профільне скло, або склопрофіліт, випускається різних розмірів і використовується для облаштування світло-прозорих стін, перегородок і огорож, прозорих покрівель.

Сонцезахисне скло відзначається низьким пропусканням інфрачервоних променів. Його одержують нанесенням на одну поверхню звичайного безбарвного скла тонкого відбиваючого окисно-металевого покриття.

Загартоване скло — це скло, яке піддають спеціальній термічній обробці, тобто нагріванню до 630—650 °С і швидкому, рівномірному по площині повітряному охолодженню. Таке скло має більш високу механічну міцність, термостійкість і безпечність. Випускається товщиною 4,5—6,5 мм, поліроване і неполіроване 1-го і 2-го сортів. Різати алмазом таке скло неможливо, тому що воно дуже крихке.

Склоблоки — пустотілі вироби, які одержують зварюванням на спеціальних автоматах по периметру двох порожніх половин, внутрішня поверхня яких рифлена або гладенька. Випускаються квадратні, прямокутні і кутові, безбарвні і кольорові, розмірами 194x194x98, 240x240x98, 249x249x98, 244x244x75. Склоблоки використовуються для кладки стін і перегородок будівель і споруд.

Склопакети — вироби, що складаються із листів скла, сполучених рамою з алюмінію, сплаву із свинцю або пластмаси з металом. Використовуються для засклення вікон у цивільному будівництві.

197

Облицювальні плитки виготовляють із глушеного скла різного кольору. За формою вони бувають квадратні і прямокутні товщиною 4—9 мм і розмірами 100 х 100 — 200 х 200 (квадратні), 120 х 60 — 250 х 140 (прямокутні). Лицьовий бік облицювальних скляних плиток гладенький чи рифлений, а тильний — рифлений (для кращого зчеплення з розчином чи мастикою). Для облицювання стін приміщень, до яких пред'являються підвищені гігієнічні вимоги, застосовуються скляні плитки, покриті з лицьової сторони емалями.

Килимово-мозаїчні плитки являють собою малорозмірні (до 45 мм) різнобарвні плоскі вироби з глушеного скла у вигляді килимів, наклеєних лицьовою стороною на папір. Після укладання папір змивають водою. Килимово-мозаїчні плитки використовуються для зовнішнього і внутрішнього облицювання, а також для художньо-декоративного оформлення фасадів, фойє, вестибулів й ін.

Марбліт — це вироби у виді прямокутних чи квадратних плит товщиною 5—12 мм із глушеного темно-зеленого чи чорного з блискучими вкрапленнями (кристалами) скла з полірованою лицьовою поверхнею. Марбліт застосовується для облицювання внутрішніх стін будинків, колон, цоколів, оформлення інтер'єрів таін.

Скломармур — це плити зі скла, що має різнобарвне мармуроподібне забарвлення. Випускається товщиною 8—25 мм і застосовується для декоративного облицювання внутрішніх стін, покриття підлог, а також для антикорозійного захисту будівельних конструкцій.

Склокремнезит (склокристаліт) --це облицювальні декоративні плити, одержувані з гранул скла визначеного хімічного складу, кремнезему й інших добавок. Лицьова сторона плит полірована, має рисунок, що імітує природний камінь. Склокремнезит випускається товщиною 15 і 20 мм і застосовується для зовнішнього і внутрішнього облицювання.

Шлакоситали — склокристалічні матеріали, одержувані зі скла і шлаків металургійних заводів. За міцністю, водостійкістю, кислотостійкістю й електроізоляційними властивостями вони перевищують цеглу і бетон. Шлакоситали використовуються як футеровочний матеріал, для облицювання стін і укладання підлог на підприємствах хімічної промисловості, у вигляді плит для облицювання, облаштування плінтусів, підвіконь для будинків і споруджень різного призначення.

Скляні труби випускаються довжиною 1,5—3,0 м, внутрішній діаметр становить до 200 мм, товщина стінки — 4,0—11,5 мм. Скляні труби здатні витримувати значний тиск, мають більш високу в порівнянні з металевими хімічну стійкість, гладеньку поверхню, велику пропускну здатність, легше очищаються, мають меншу масу і невисоку теплопровідність. Скляні труби випускаються з гладенькими кінцями і з конічними буртами на кінцях. Застосовуються для прокладання водопроводу, каналізації, телефонного і силового кабелю, схованої електропроводки, для транспортування агресивних рідин і газів, облаштування трубопроводів у молочній, спиртово-горілчаній і пивоварній промисловості.

198

Таблиця 1.1 - Основні види виробів із будівельного скла і їхнє застосування

Вироби

Вид скла

Застосування

Листове будівельне та декоративне скло

Віконне та вітринне неполіроване Вітринне поліроване

Візерункове кольорове Іа безбарвне, "Мороз" і "Заметіль"

Армоване кольорове Іа безбарвне

Скління вікон, дверей, вітрин, ліхтарів верхнього світла Скління вітрин, вікон, дверей, виготовлення дзеркал, елементів меблів Скління світлових прорізні) стінах І.І ііицчм Іи\. влаштування внутрішніх перегородок. наїнніїрплонх екранів і світлопрозорих огорож Скління прорізів стін і ліхтарів верхньої о чи: .І, І влаштування внутрішніх персі орі:-кж- І оі орчж й,І.Іл> ти

Листове скло зі спеціальними

властивостями

Увіолеве (пропускає ультрафіолетові промені ) ', Таке, шо вбирає ультрафіолетові промені 3 напівпрозорими дзеркальними покриттями Тепловбирне Тепловідбивне Теплозахисне Теплопровідне Загартоване

Скління віконних прорізів шкільних закладів, дитячих І лікувальних установ, спортивних і оздоровчих спорул Скління книгосховищ, архівів, музеі'в, виставкових залів, бібліотек Скління, що вик.тючаг проглядання ІІримІІІ.^пІ, ниши скління внутрішніх перегородок Скління прорізів будівель, які потребують сонце !ахист>

Скління приміщень, які не допусканні, Іанп І її І ні я або утворення конденсату на поверхні скла Влаштування електронагрівальних скляних спорул у північних районах країни або будівель з підвищеними гігієнічними нимої ами Скління навчально-виховних. спортивних, видовищних, торгових споруд, влаштування внутрішніх псрсикюлок, скляні навісні огорожі

Кольорове та художнпжло

Вітражне. забарвлене в масі або накладне, пофарбоване електрохімічним способом Скляна мозаїка, смальта

Виготовлення художніх вітражів, напівпрозорих екрані». декорування стін, стель, перегородок Декоративне скління прорізів, перегородок, екранів Зовнішнє та внутрішнє опорядження споруд, виготовлення художніх панно та картин

Будівельні вироби

Скляні порожнисті блоки

Призми, лінзи, плитки Профільне скло кольорове та безбарвне, армоване та неармоване: коробчасте, шислерне та ребристе

Склопакети І і скла звичайного тазі спеціальними властивостями Скляні загартовані дверні полотна Труби скляні Ніздрювате скто Скляне волокно

Заповнення світлових прорізів у стінах, пореї оролках. покриттях, в тому числі у великорозмірних іалізоосіонних панелях стін та покриттів Залізобетонні панелі стін, покриттів і перекрити». Спорудження стін неопалюваних споруд, заповнення віконних прорізів, улаштування внутрішніх ІІсреюро Іок. ліхтарів верхнього світла, козирків, піддашків, споро* балконів, лоджій Заповнення світлових прорізів стін і покриттів, влаштування огорож Створення інтер'єру громадських спорул НіІІпрнг беліапірім та вакуумні трубопроводи для транспортування .її рссинних речовин (крім плавикової кислоти) Ієн. Іо-та звуконоляшині вироби Теплоізоляційні вироби (гнучкі, тканинні на­півжорсткі), армування виробів заиісіь металх

199

Таблиця 1.2- Марки листового скла

Марка скла

Товщина, мм

Умовна назва

Рекомендована галузь застосування

МІ

2. ...6

Дзеркальне поліпшене

Виготовлення високоякісних л іерка. І. вітрового скла леї кових авчомооілів

М2

2. ..6

Дзеркальне

Виготовлення дзеркал иііальноіо призначення, безпечного скла транспортних засобів

мз

2. ..6

Технічне поліроване

Виготовлення декоративних дзеркал. безпечного скла грапснорінпч Іасобів

М4

2... 6

Віконне поліроване

Високоякісне скління скі І Іопро ;чрп \ конструкцій

М5

2. ..6

Віконне поліроване

Скління світлопрозорих конструкцій, безпечних стекол для сільськогосподарських машин

М6

2. ..6

Те саме

Скління світлопрозорих конструкцій

М7

6,5. ...12

Вітринне поліроване

Високоякісне скління ні Ірин, віїражів

М8

6,5. ...12

Вітринне

неполірованс

Скління вітрин, вітражів, ліхтарів

Піноскло - - це матеріал пористої структури, одержуваний спіканням скляного порошку. Поставляється у вигляді блоків, плит чи профільованих виробів. Висока механічна міцність, незначна об'ємна вага, низькі водопої липання і теплопровідність, стійкість до агресивних середовищ, вогнестійкість і довговічність дозволяють застосовувати піноскло як теплоізоляційний, декора­тивний, акустичний і облицювальний матеріал.

1.7.5 Стінові вироби

Серед керамічних виробів у будівництві набули найбільшого поширення вироби для огороджувальних конструкцій. Вони можуть бути дрібно- та великорозмірними. До дрібнорозмірних належать керамічна цегла та камені, до великорозмірних — стінові блоки та панелі.

Розміри цегли та її властивості змінювалися разом із розвитком технології будівництва. Цеглу та керамічні камені виготовляють з глин, діатомітів, лесів і промислових відходів із мінеральними та органічними добавками або без них. Цегла має такі розміри: одинарна — 250x125x65 мм, потовщена -250x120x88 мм, модульна - 288x138x63 мм, модульна потовщена - 288x138x88 мм, потовщена з горизонтальним розташуванням порожнин — 250x120x88 мм.

Поява модульної цегли пов'язана з використанням уніфікованих елемен І їм у будівництві (віконних та дверних блоків), збірних деталей міжповерхових перекриттів.

Камені виготовляють таких розмірів: 250x120x138 мм (звичайний), 288x138x138 мм (модульний), 288x288x88 мм (модульний укрупнений), 250x250x138 мм (укрупнений), — 250x250x120 мм (укрупнений з горизонтальним розташуванням порожнин). Державний стандарт дозволяє за згодою І і

200

споживачем виготовляти цеглу і камені з іншими розмірами. Цегла може бути повнотілою або порожнистою, а камені — тільки порожнистими. При цьому порожнистими вважаються цегла і камені з об'ємом порожнин більше 13 %. Згідно з ДСТУ Б В.2.7-61-97, розширена номенклатура керамічних каменів із порожнистістю до 55 %, але в країнах Європи цей показник досягає 80 %.

Кількість, розміщення і форма порожнин дуже різноманітні. Вони можуть бути наскрізні та ненаскрізні, розташовані перпендикулярно або паралельно.

За точністю розмірів і зовнішнім виглядом цегла та керамічні камені мають задовольняти вимоги стандарту. Недопал чи перепал цегли і каменів не допускаються. Повнотіла цегла повинна мати водопоглинання не менше 8 %, а порожнисті вироби — не менше 6 % за масою.

За середньою густиною і теплопровідністю у сухому стані цеглу і камені поділяють на три групи:

а) ефективні, які поліпшують теплотехнічні властивості стін і дають змогу зменшити їхню товщину порівняно з товщиною стін, виготовлених із звичайної цегли. До цієї групи належать цегла з середньою густиною до 1400 кг/м3 і камені середньою густиною не більше 1450 кг/м ; теплопровідність цих виробів становить не більше 0,46 Вт/(м • К);

б) умовно ефективні -- цегла середньою густиною до 1400...1600 кг/м3 і камені середньою густиною 1450... 1600 кг/м3, які покращують теплотехнічні властивості огороджувальних конструкцій; теплопровідність виробів цієї групи становить від 0,46 до 0,58Вт/(м • К) включно;

в) цегла звичайна середньою густиною понад 1600 кг/м і теплопровідністю більше 0,58 Вт/(м • К).

Керамічну цеглу, залежно від границі міцності при стиску і згині, а камені - тільки при стиску, поділяють на такі марки: М75, МІ00, МІ25, МІ50, МІ 75, М200, М250, МЗОО. (Для цегли і каменів із горизонтальним розташуванням порожнин стандарт передбачає марки М25, М35, М50, М75, М100).

За морозостійкістю керамічну цеглу і камені поділяють на марки Р15, Р25, Р35, та Р50. Це означає, що вони повинні витримувати у насиченому водою стані без помітних ознак руйнування (розшарування, лущення, розтріскування, викришування) відповідно не менше 15, 25, ЗО та 50 циклів навперемінного заморожування і відтавання.

В різних країнах випускають стінові матеріали, які відрізняються між со­бою за номенклатурою, типорозмірами та марками. Так, марка цегли в країнах Європи становить 125...600, причому переважають вироби марки 400. Наприк­лад, за німецькими стандартами, передбачено випуск 14 типів звичайної кера­мічної цегли та каменів марок від М40 до М280, 13 типорозмірів легких порож­нистих виробів марок М20 до М280 та високоміцних виробів марок М360, М480, М600.

У сучасному будівництві існує тенденція до збільшення розмірів керамічних виробів, зменшення їхньої маси та зміни їхньої форми. Наприклад, виконання безрозчинової кладки передбачає застосування пазогребеневої конструкції цегли.

201

Керамічну цеглу і камені виготовляють пластичним формуванням або напівсухим пресуванням.

Виробництво порожнистих виробів вимагає ретельної підготовки керамічної маси і досконалого обладнання, але потребує менших витрат сировини і пального, прискорює сушіння і випалювання тонкостінних виробів, що значно підвищує продуктивність сушарок і печей. Застосування порожнистих керамічних виробів дає змогу зменшити товщину зовнішніх стін і знизити матеріаломісткість огороджувальних конструкцій на 20...ЗО %, скоротити транспортні витрати і навантаження на фундамент. Відповідно зменшується і трудомісткість зведення стін порівняно з повнотілою цеглою.

Звичайну повнотілу керамічну цеглу використовують для мурування зов­нішніх і внутрішніх стін, виготовлення стінових блоків та панелей, мурування печей і димових труб у зонах, де температура не перевищує температуру випа­лювання цегли. Цеглу напівсухого пресування не дозволяється застосовувати для укладання цоколів і фундаментів нижче гідроізоляційного шару.

Порожнисту цеглу і камені використовують як і звичайну повнотілу цеглу, за винятком укладання фундаментів, підземних частин стін, печей, димових каналів та стін приміщень з вологим режимом експлуатації.