- •Строительные материалы
- •Содержание
- •Глава 1. Стандартизация и основные свойства строительных материалов 110
- •Структурно-логическая модель
- •Организации дидактического процесса
- •Учебный модуль м-0.
- •Введение в курс «Строительные материалы»
- •Учебный модуль № 1: «Основные свойства строительных материалов. Органические материалы и изделия» Учебный элемент уэ-0.
- •Учебный элемент № 1-1.
- •Учебный элемент № 1-2.
- •Учебный элемент № 1-3.
- •Учебный элемент уэ-r.
- •Учебный элемент уэ-к.
- •Учебный модуль № 2: «Неорганические материалы и изделия» Учебный элемент уэ-0
- •Учебный элемент № 2-1.
- •Учебный элемент № 2-2.
- •Учебный элемент № 2-3.
- •Учебный элемент № 2-4.
- •Учебный элемент уэ-r.
- •Учебный элемент уэ-к.
- •Учебный модуль № 3: «Искусственные каменные материалы» Учебный элемент уэ-о.
- •Учебный элемент № 3-1.
- •Учебный элемент 3-2.
- •Учебный элемент 3-3.
- •Учебный элемент уэ-r.
- •Учебный элемент уэ-к.
- •Учебный модуль № 4. «Строительные материалы различного назначения» Учебный элемент уэ-0.
- •Учебный элемент № 4-1.
- •Учебный элемент № 4-2.
- •Учебный элемент № 4-3.
- •Учебный элемент № 4-4.
- •Учебный элемент № 4-5.
- •Учебный элемент № 4-6.
- •Учебный элемент уэ-r.
- •Учебный элемент уэ-к.
- •Адаптированные тексты
- •Глава 1. Стандартизация и основные свойства строительных материалов
- •1.1. Классификация строительных материалов, контроль качества
- •1.2. Основные свойства строительных материалов
- •Основные свойства строительных материалов
- •Глава 2. Органические строительные материалы
- •2.1. Древесные материалы и изделия
- •Применение материалов и изделий из древесины
- •2.2. Органические битумные вяжущие и материалы на их основе
- •Применение материалов на основе битумов
- •2.3. Полимерные материалы и изделия
- •Применение полимерных материалов
- •Глава 3. Неорганические строительные материалы
- •3.1. Природные каменные материалы
- •Применение природных каменных материалов в строительстве
- •3.2. Керамические материалы и изделия
- •Применение керамических материалов в строительстве
- •3.3.Материалы и изделия из минеральных расплавов
- •Применение материалов и изделий из стеклорасплавов в строительстве
- •3.4. Свойства металлов и сплавов, их применение в строительстве
- •Применение металлов в строительстве
- •Глава 4. Искусственные каменные материалы на основе минеральных вяжущих веществ
- •4.1. Минеральные вяжущие вещества
- •4.1.1. Воздушные минеральные вяжущие вещества
- •Воздушная известь
- •Гипсовые вяжущие
- •Магнезиальные вяжущие вещества
- •Жидкое стекло, кислотостойкий цемент
- •4.1.2. Гидравлические вяжущие вещества
- •Гидравлическая известь и романцемент
- •Портландцемент и его разновидности
- •Специальные виды цементов
- •Виды минеральных вяжущих веществ и их рациональное применение в строительстве
- •4.2. Заполнители, химические добавки, вода
- •4.3. Красочные составы, растворные строительные смеси и асбоцементные тонкостенные изделия на основе
- •4.3.2. Асбестоцементные изделия
- •4.4. Технология производства железобетонных конструкций
- •4.5. Свойства и разновидности бетона
- •4.5.1. Свойства бетона
- •Основные свойства бетона
- •Специальные виды тяжелого бетона
- •Назначение легких бетонов в зависимости от применяемого легкого заполнителя
- •Разновидности легких бетонов
- •Глава 5. Строительные материалы различного назначения
- •5.1. Конструкционные материалы
- •5.1.1. Материалы, применяемые для возведения фундаментов.
- •5.1.4. Современные ограждающие оконные системы.
- •Конструкционные материалы и изделия
- •5.2. Отделочные материалы
- •5.2.1. Материалы для внутренней отделки стен.
- •Материалы и изделия, применяемые для внутренней отделки стен
- •5.2.2. Материалы, используемые для отделки фасадов зданий.
- •Материалы и изделия, применяемые для отделки фасадов
- •Материалы покрытия пола в производственных помещениях
- •Материалы покрытия пола в жилых и общественных помещениях
- •5.2.4. Материалы, используемые при выполнении и отделки потолков.
- •Виды подвесных потолков, материалы используемые для их выполнения
- •5.3. Кровельные, гидроизоляционные и герметизирующие материалы
- •Кровельные материалы, показатели качества
- •Виды гидроизоляции и применяемые материалы
- •Герметизирующие материалы
- •Герметизирующие материалы, применяемые в строительстве
- •5.4. Теплоизоляционные и акустические материалы
- •5.4.1. Теплоизоляционные материалы
- •Основными показателями качествадля этих материалов являются:
- •Применение теплоизоляционных материалов
- •5.4.2. Акустические материалы.
- •Применение акустических материалов
- •5.5. Антикоррозийные и огнезащитные материалы
- •5.5.1. Химическая коррозия
- •Степень агрессивного воздействия и материалы, применяемые для защиты строительных конструкций
- •5.5.3. Физическая коррозия
- •Глава 6. Снижение ресурсопотребления в строительстве
- •Использование шлаковых отходов
Степень агрессивного воздействия и материалы, применяемые для защиты строительных конструкций
Агрессивное воздействие |
Степень агрессив-ности |
Вид антикоррозионной защиты конструкций | |
железобетонных |
металлических | ||
1 |
2 |
3 |
4 |
Вода, растворы кислот, солей и щелочей концентрации до 10 мг/л, рН до 5 |
Слабоагрессивная СлА |
Антикоррозионные лакокрасочные покрытия (массивные фундаменты); мастичные битумно-полимерные покрытия толщиной 1-1,5 мм (тонкостенные конструкции) |
Антикоррозионные лакокрасочные защитные покрытия |
Органические растворители и масла. Водные растворы солей, кислот щелочей концентрации до 5104 мг/л, рН до 4 |
Среднеагрессивная СрА |
Мастичные полимерные покрытия толщиной 1,0-1,5 мм (массивные фундаменты); мастичные полимерные покрытия толщиной 1,5-2,5 мм, монолитные из полимеррастворов (тонкостенные конструкции) |
Антикоррозионные лакокрасочные защитные покрытия, металлонаполненные красочные полиуретановые составы |
Окончание табл. 5.12
Водные растворы солей, кислот щелочей концентрации более 5104 мг/л, рН менее 4 |
Сильноагрессивная СиА |
Мастичные полимерные покрытия толщиной 1,5-2,5 мкм, оклеечная битумная (массивные фундаменты); мастичные эпоксидные покрытия толщиной 2,5-5 мм; оклеечные полимерные материалы; полимерные покрытия, армированные стеклотканью |
Антикоррозионные лакокрасочные защитные покрытия, металлонаполненные красочные полиуретановые составы; металлизационные покрытия. |
Биологическая коррозия
Биокоррозия представляет собой естественную реакцию окружающей среды на материалы, которые создает или использует человек. Внедряя искусственно созданные материалы, человек включает их в общий круговорот веществ, происходящий в биосфере, где все, что находится на земле, проходит свой путь от рождения до разложения.
Если бы этот процесс отсутствовал, то произошло бы «захламление» окружающей среды, которое привело бы к гибели не только человека, но и всего живого на земле. Решая вопрос биозащиты, как правило, за счет введения веществ, обеспечивающих экологический иммунитет материалу или изделию на период эксплуатации, человек внедряется в законы природы и не всегда с пользой для себя и биосферы. Примером может служить полиэтиленовая тара (кульки, емкости и т. д.), разложение которой в земле может произойти не ранее чем через 100 лет. Как мы видим вокруг, это уже создает опасность «захламления».
Микробиологическое разрушение материалов и конструкций возникает в результате воздействия различных бактерий, грибов, лишайников.
Повсеместное распространение микроорганизмов обусловлено их разнообразием и способностью приспосабливаться к изменяющимся условиям среды и источникам питания.
Воздействие микроорганизмов может быть прямым, когда материал является источником питания, и косвенным, если на материал действуют продукты их жизнедеятельности – органические кислоты.
Повышение влажности, температуры и загрязнение поверхности способствуют росту и развитию микроорганизмов на всевозможных материалах, вызывая их частичное или полное разрушение. Биоповреждению подвергаются полимерные материалы, лакокрасочные покрытия, древесина, природные и искусственные каменные материалы, стекло и металлы. При воздействии микроорганизмов на полимеры, вследствие разрастания и заполнения микропустот в структуре, а также влияния продуктов жизнедеятельности, изменяются цвет, структура, а при небольшой толщине нарушается герметичность и прочность изделий и покрытий. Более 60 % используемых в строительстве полимерных материалов не обладают достаточной биостойкостью. В первую очередь это относится к таким распространенным, как материалы на основе полиэтилена, поливинилхлорида. Биостойкость полимерных материалов снижается в процессе их старения, поэтому эти два явления взаимосвязаны и стимулируют друг друга.
При повреждении лакокрасочного покрытия на основе полимерных связующих размножение микроорганизмом может происходить как на поверхности пленки, так и внутри нее. Последнее приводит к вздутию, отслоению и полному разрушению защитного слоя. Биостойкость покрытия зависит от состава подложки, свойств входящих компонентов, режимов сушки, условий и длительности эксплуатации. Биостойкость уменьшается в зависимости от применяемого пленкообразующего вещества (связующего) в следующем порядке: эпоксидные, полиуретановые, пентафталиевые, битумные, глифталиевые. Подвергаются воздействию микроорганизмов составы, содержащие олифу, костный клей, козеин, желатин, карбоксиметилцеллюлозу, поливинилацетат (ПВА), акриловые смолы. Поэтому недостаточно стойки применяемые водоэмульсионные и масляные краски.
Одним из важнейших условий получения стойких материалов и покрытий - введение в их состав компонентов, которые не являются источником питания. Это такие минеральные наполнители, несодержащие углерода, как каолин, плавиковый шпат, слюда, ускорители и отвердители – известь, окись магния. Для защиты заведомо нестойких полимеров, при их получении или в процессе производства из них изделий или красочных составов необходимо вводить биоцидные добавки – соединения на основе цинка, меди, олова или кремнийорганические.
Наиболее опасны микроорганизмы для материалов, полученных на основе растительного сырья. Это изделия из древесины и ее отходов (ДВП, ДСП), льнокостры, соломы, камыша и т. д. Разрушаются деревянные полы, перегородки, элементы конструкций кровли. Процесс активизируется с повышением влажности, температуры и отсутствием вентиляции. При строительстве деревянных домов важно определить рациональную область используемых защитных средств. Например, лаги, детали погребков, нижние обвязки или полы по грунту в надворных постройках, их защита должна проводиться пропиткой эффективными антисептиками, безвредными для животных и человека. Биоогнезащите комплексными составами подвергают, как правило, несущие конструкции и только огнезащите – внутренние двери, элементы лестничных клеток и чердаков.
Для таких неорганических природных и искусственных материалов как каменные, керамические, бетон на неорганических вяжущих (гипс, известь, цемент), биоразрушения в основном связаны с действием продуктов жизнедеятельности микроорганизмов – органических и неорганических кислот; и в меньшей степени, в случае особых силикатных бактерий, использованием их как источник энергии. Микроорганизмы, находясь на поверхности строительных конструкций, изделий через продукты своей жизнедеятельности взаимодействуют с материалом, образуя легкорастворимые или не обеспечивающие прочность соединения. Биоповреждения бетона, относительно пористого материала, начинаются с поверхности и идут вглубь. Вопрос защиты бетонных и железобетонных конструкций, как и любых других, необходимо рассматривать в комплексе с санитарно-гигиеническими условиями их эксплуатации. Поэтому стены животноводческих помещений, цехов мясо-молочной, пищевой промышленности должны быть облицованы легкомоющимися материалами. Наиболее надежную защиту от биокоррозии могут обеспечивать вводимые в состав материала биоцидные добавки, покрытие поверхности биоцидными пленкообразующими составами или пропитка поверхностного слоя биоцидными составами. При этом необходимо учитывать способность микроорганизмом приспосабливаться к применяемым средствам. Примером могут служить ситаллы, представляющие собой частично закристаллизованые стекла, используемые в качестве кислотостойкого плиточного, облицовочного материала. В их состав входят такие компоненты биоцидного свойства как фосфаты, свинец, бор и другие. Однако, несмотря на их присутствие, эти материалы подвержены биоразрушению. Только введение соединений кобальта и меди до 1 % по массе позволили полностью защитить этот материал.
При воздействии микроорганизмов повреждаются также изделия из обычного стекла и оптические системы. При действии бактерий и грибов резко снижаются их оптические свойства.
По отношению к металлам, из которых выполняют несущие алюминиевые и стальные конструкции, кровельные и отделочные материалы, микробиологическая коррозия может развиваться и усиливаться в результате двух основных процессов. Первый – создание агрессивной по отношению к металлу среды на его поверхности, в результате накопления таких продуктов жизнедеятельности как кислоты, сульфиды, аммиак. Второй – непосредственное участие микроорганизмов в одной или нескольких окислительно-восстановительных реакциях, вызывающих электрохимическую коррозию металла. Наиболее надежной защитой обладают лакокрасочные составы с биоцидными добавками, долговечность которых в значительной степени определяется тщательностью очистки поверхности изделий и конструкций.