С Қазақ бас сәулет – құрылыс академиясы. 2009

АЛҒЫ СӨЗ

Президенттің Қазақстан халқына жолдауында, қазіргі қарқынды жүріп жатқан құрылыстың материалға қажеттілігін қамтамасыз ету мақсатында құрылыс материалдары мен бұйымдарын өндіру саласын ұлттық-инновациялық жүйе арқылы дамыту, жалпы елдің экономикалық өрлеуінің бір бағыты болатыны айтылды.

Өндірістік және азаматтық құрылыстың дамуы әрлеу материалдарының өзіндік құнына, сапасына, құрылыстық-қолданыстық қасиеттеріне байланысты.

Кез-келген құрылысты жүргізу барысында оның сәулетіне, сыртқы көрінісіне көп көңіл бөлінеді. Сондықтан, әрлеу материалдары әртүрлі және қазіргі заман талаптарына сай болуы қажет.

Әрлеу материалдарының түрлері және оларды орналастыру тәртібі құрылыс жобасында көрсетіледі. Әрлеу материалдары мен бұйымдары сән берумен қатар салынған ғимараттың құрылыстық-қолданыстық қасиетін арттырады және оны қоршаған ортаның зиянды әсерінен қорғайды.

Оқу құралында керамикалық әрлеу материалдарын өндіру технологиясы қарастырылған. Керамикалық беттік кірпіш өндіруде қолданылатын шикізаттар, қалыптау тәсілдері, кептіру және күйдіру тәртіптері келтірілген.

Минералды байланыстырғыш негізіндегі өңдеу материалдары мен бұйымдарын өндіру барысында қолданылатын тиімді технологиялық тәсілдер қарастырылған. Құрғақ құрылыстық араласпалардың құрамдары, оларға белгілі қасиеттер беретін функционалдық қоспалардың түрлері, қолданылу саласы қазіргі заман талаптарына сай. Әрлеу ерітінділері мен бетондары басқа жасанды және табиғи өндеу материалдарымен салыстырғанда техника-экономикалық тиімділігімен ерекшеленеді. Мысалы, әрлеу ертінділері және бетонмен қабырғалық панельдерді өндеу, кілемді керамиканы қолдана әрлеумен салыстырғанда өндеу жұмыстарының өзіндік құнын 3-4 есе азайтады, ғимараттардың жөндеусіз пайдаланылу мерзімін және сәулеттілігін арттырады.

Оқу құралында бұйымдарды өндеуде фарфор-фаянс, фосфор және шыны өнеркәсіптерінің қалдықтарын пайдалану жолдары көрсетіліп, табиғи қорларды үнемдеу шаралары және экологиялық мәселелелер ескерілген.

Оқу құралы жоғарғы оқу орындарының 050730-«Құрылыс материалдары, бұйымдары мен конструкцияларын өндіру» мамандығы бойынша «Әрлеу материалдары» пән оқытуға арналған.

1. Органикалық шикізаттар негізіндегі өңдеу материалдары

0. Ағаш негізіндегі өңдеу материалдары

1.1.1 Өңдеу жұмыстарына қолданылатын ағаштың негізгі қасиеттері және оларды жақсарту тәсілдері

Әрлеу жұмыстарына ағаш өте ертеден қолданылады. Оның құрылыста кең пайдаланылуына тығыздығының және жылу өткізгіштігінің төмендігі, тез өнделетіндігі, экологиялық тазалығы және көптеген химиялық реагенттердің ықпалына төзімділігі себепкер.

Қазақстан Республикасында қазіргі кезде құрылыс жұмыстарына қолданылатын ағаштың тапшылығы байқалады. Мысалы, қазір елімізде жұмыс істеп тұрған кәсіпорындар мен цехтар өндеу және басқа құрылыс жұмыстарына қажет ағаштың есепті көлемінің 60% қамтамасыз етеді.

Құрылыс материалдары өндірісінің ағашқа сұранысын қамтамасыз ету үшін Қазақстанда көптеп өсірілетін жұмсақ, жапырақты ағаштарды пайдалану қажет. Олар ақ терек, көк терек және қаныдағаш, алайда бұларды табиғи күйінде құрылыста қолдануға болмайды. Себебі, бұл ағаш түрлерінің беріктік көрсеткіштері, биотөзімділігі, үйкеліске беріктігі, формасын сақтауы өте төмен.

Аталған ағаштардың көрсетілген қасиеттерін жақсарту үшін оларға минералдық, полимерлік немесе органикалық беріктіегіш құрамдар сіңіреді, яғни модификациялайды. Модификацияланған теректің беріктігі бастапқы беріктігінен 1,5-2,0 есе артық, қаттылығы паркеттеу жұмыстарына пайдаланылып жүрген қайыңның, шамшат ағашының қаттылығымен шамалас, ал суға төзімділік коэффициенті – 0,73-0,88.

Мұнай өндіру жұмыстарының өркендеуіне байланысты елімізде осы саланың қалдығы – техникалық күкірттің көлемі өсуде. Осы техникалық күкіртті терек, тағы да басқа Қазақстанда өсетін жұмсақ ағаштарды модификациялауға қолдану осы бағыттың болашағын бағдарлайды және экономикалық, экологиялық мәселелерді шешеді.

Ағаштың сыртқы көрінісі келесі қасиеттермен сипатталады: түсімен, жалтырлығымен, текстурасымен және макроқұрылымымен.

Ағаш құрылымы. Ағаш сүрегі деп ағаштың діңі мен бұтақтарында, тамырында болатын тығыз қабықты клеткалардан құралған құрылымды атайды.

Ағаштың физика-техникалық қасиеттері, оның ішкі құрылымы діңнің үш кесіндісі арқылы анықталады (1.1 - сурет).

Суретте көрсетілгендей ағаштың макроқұрылымы оның діңінің көлденең қимасынан жақсы анықталады, диаметрі 1-10 мм сақина тәрізді жылдық қабаттарды, сыртқы қабығын, өзегін және т.б. байқауға болады. Сыртқы қабық ағашты сыртқы қоршаған ортаның әсерлерінен: температурадан, механикалық күштерден, биологиялық әсерлерден және кебуден сақтайды. Жыл сайын ағаш қалыпты жағдайда өссе бір жылдық қабат пайда болады, жылдық қабаттардың саны бойынша ағаштың жасын анықтауға болады.

Өсіп тұрған ағаштың ішкі қабығы мен жас сүрегі арасында камбий атты, бөлінуі арқылы көбейетін клеткалардан тұратын жұқа қабат бар. Камбий клеткаларының бөлінуі көктемде басталып, жазда немесе күз басталғанда тоқтайды. Көктемгі сүрек жұқа қабықты, ірі клеткалардан, ал жазғы немесе күзгі – қалың қабықты, майда клеткалардан құралады. Сондықтан, жазғы немесе күзгі сүрек, көктемде құралатын сүрекпен салыстырғанда бұрыл, тығыз және берік болады.

Микроқұрылымы. Ағаштың микроқұрылымы ағаш сүрегін микроскоп арқылы керегінше үлкейтіп зерттегенде, оның әртүрлі клеткалардан тұратынын көрсетеді. Мысалы, жұқа қабықты клеткалар арқылы өсімдік тамырынан жапырағына қарай көректегіш заттар тасымалданады. Ағаш жапырағында ауадағы көміртегі тотығымен, су, күн сәулелері әсерінен суда жақсы еритін глюкоза (С₆Н₁₂О₆) түзіледі. Бұл глюкоза ерітінді күйінде камбийдің өсіп жатқан клеткаларына беріледі. Клеткалардың қабығында глюкоза молекулалары өзара қосылып тізбек құрайды. Бұл жағдайда поликонденсациялық реакция әсерінен оттегі байланыстылығы (- О -) пайда болып, су бөлініп шығады, яғни:

С₆ Н₁₂О₆ → С₆Н₁₀О₅ + Н₂О

Оттегі байланысты глюкоза тізбектерін біріктіріп, бірнеше жүз глюкоза клеткаларынан тұратын целлюлоза макромолекуласын, яғни клетка деп аталатын үлкен молекулалы (С₆Н₁₀О₅ )_n полимер түзеді; мұндағы n полимеризация дәрежесі, демек полимердің молекулалық салмағы, ол 6000-14000 аралығында болады.

Клеткалардың өсу процесі аяқталған соң, оның қабығы сүрекке айналады. Толығырық айтқанда, клеткалары бөліну арқылы өсіп жатқан, негізінде целлюлозадан тұратын созылған ағаш талшықтары пайда болады. Бұл талшықтардың диаметрі 200-300Å.

Ылғалдылығы. Ағаштың ылғалдылығы деп оның үлгісін кептіргенде салмағының қаншалықты өзгертетіндігін айтады. Ағаштың стандартты ылғалдылығы 12%-ға тең.

Ағаштың физика-механикалық қасиеттерінің көрсеткіші ондағы ылғалдың мөлшеріне тікелей байланысты болғандықтан, оларды бір ыңғайға келтіру үшін 12% ылғалдылықта сынайды. Ылғал капиллярлық (клетка қуысында, клеткалар арасында) және гигроскопиялық (байланыстағы) болып екіге бөлінеді. Ағашты кептіру барысында алдымен капиллярлық (бос), одан соң гигроскопиялық ылғал бөлінеді. Әдетте өсіп тұрған немесе жаңа кесілген ағаштың ылғалдылығы оның байланысты ылғалдылығы - 40-120% аралығында болады. Гигроскопиялық ылғалдың шегі 30% шамасында. Ауада кептірілген ағаштың ылғалдылығы 15-16 %, ал бөлмеде кепсе – 8-12 % аралығында болады.

Көлемі мен формасының өзгергіштігі. Сүрек клеткаларының қабығындағы гигроскопиялық ылғал азайса, яғни 30%-дан төмендесе, ағаш шөгеді, демек оның сызықтық өлшемдері және оның салдарынан көлемі кішірейеді. Керісінше ағаштың гигроскопиялық ылғалдылығы шегінен (30%) асқанда, ол ісініп, көлемі ұлғаяды.

Көлденең және тангенциалды бағыттарда талшықтар бойына шөгу немесе ісіну немесе кернеуі пайда болғанда ағаш майысады немесе жарылады. Сондықтан, ағашты өндеу жұмыстарына қолданғанда оның ылғалдылығы мен қоршаған ортаның ылғалдылығы бірдей болғаны дұрыс. Бұл шарт сақталмаған жағдайда ағаш бұйымдарды лакпен, сырмен жауып, ылғалдан қорғайды.

1

2

4

3

5

6

7

1.1 - сурет. Ағаш сүрегінің құрылымы

а - радиалды (бойлық) кесінді; б - тангенциалды кесінді; в - көлденең кесінді,

1 - сыртқы қабық; 2 - ішкі қабық; 3 - камбий қабаты; 4 - ядро; 5 - жылдық сақиналар; 6 - өзек; 7 - өзек сәулелері

Сусуңіргіштігі – ағаштың ашық кеуектерінің, пайызбен белгіленетін, сумен толу дәрежесі.

Ағаштағы ылғалдың ең жоғарғы теориялық мөлшерін келесі формула бойынша есептейді:

Мұндағы: ρ₀ - ағаштың толық құрғақ күйіндегі тығыздығы, г/см³;

1,54- ағаштың меншікті тығыздығы, г/см³.

Ағаштардың сусуңіргіштігі оның түріне байланысты әртүрлі болып келеді. Мысалы, қарағай ядросының ең жоғарғы сусуңіргіштігі – 180%.

Тығыздығы. Ағаштың меншікті тығыздығы, олардың түріне тәуелсіз және 1,54 г/см³, себебі ағаштар бір заттан - целлюлозадан құралған. Ағаштың орташа тығыздығы олардың түріне, тұқымына байланысты 0,38-1,10 г/см³ аралығында және ағаштың ылғалдылығына тәуелді.

Құрылыста, өндеу жұмыстарына қолданылатын ағаштардың орташа тығыздықтары: өте жеңілдері – 450 кг/м³ дейін (май қарағай –340 кг/м³; бал қарағай – 440 кг/м³), жеңілдері – 460-600 кг/м³ (шырша, көк терек, қарағай), орташа салмақтылары – 610-750 кг/м³ (қайың, шамшат, сағыз қарағай, емен). Ағаштардың қасиеттері 1.1 - кестеде көрсетілген.

1. – кесте. Ағаштардың физикалық қасиеттері

Ағаштың түрі	Тығыздық, кг/м3	Талшық бойымен қысқару коэффициентті, %			Ағаштың түсі
		Көлемдік	Радиалды қимада	Тангенци- алды қимада
Қарағай	540	0,52	0,19	0,32	Ақшыл қызғылт
Шырша	460	0,52	0,16	0,28	Ақшыл
Емен	720	0,51	0,18	0,30	Бұрыл
Шамшат	650	0,55	0,16	0,33	Ақшыл қызыл
Қайың	640	0,64	0,27	0,30	Ақшыл
Жөке	480	0,61	0,24	0,28	Ақшыл

Түсі. Ағаштың түсі – ол оның сыртқы көрінісінің негізгі сипаттамасы. Ағаштың түсі деп негізінен оның жарық ағынынан шағылысқан спектралдық құрамына байланысты белгілі көрермендік сезімді айтады. Түсті бөлмелерге ішкі өңдеулік жұмыстар жүргізгенде, жиһаздар, музыкалық аспаптар, көркемдік заттар дайындау үшін ағаш тұқымын таңдағанда ескеру керек.

Ағаштың бояуы оның тұқымына, жасына, өсу аймағының климатына байланысты. Ағаш ауа мен жарық әсерінен, саңырауқұлақтар түскенде, сондай-ақ суда ұзақ сақталса түсін өзгертуі мүмкін.

Жалтырлығы. Жалтырлық - ағаштың жарық ағынын шағылдыру қабілеті. Мысалы, еменнің жалтырлығы басқа ағаш тұқымдарына қарағанда өте жоғары.

Текстурасы. Текстура деп ағаштың бетінде анатомиялық элементтердің (жылдық сақиналар, өзектік сәулелер, сосудтар) кескінделуіен пайда болаттын суретті айтады.