6.6 Радиационностойкие материалы

Как правило, для этой работы пригодны аморфные плотные структуры, так как кристаллические подвержены разрушению. Бетоны должны иметь высокую плотность и плотные заполнители с содержанием железа – железняк, магнетит, гематит, баритовые руды, чугунная дробь. В качестве мелкого заполнителя используют сульфат бария, кварцевый, лимонитовый песок и др. Плотность бетона достигает 6000 кг/м³ при прочности М100, М200, М300 и небольшом модуле упругости, чтобы снизить величину растягивающих напряжений во внешней зоне, когда внутри температура выше.

Кроме бетона для защиты от радиации предложены новые композиции на стеклянной, каучуковой, свинцовой матрице, а также на основе полимерных смол.

6.7 Отделочные материалы – красочные композиции

Отделочные работы отличаются трудоёмкостью, высокой стоимостью материалов. Есть здания, фасады которых выполнены из декоративного бетона или с навесными панелями из керамической плитки, шлакоситаллов, стекла. Административные здания украшают искусственной керамикой – керамогранитом, стеклокристаллитом, стеклокерамитом и т. п. Но чаще всего внешнюю поверхность здания красят, так как себестоимость облицовочных материалов доходит до 80% отделки.

Рис. 12 – Железобетонные конструкции в современной отделке

Кроме придания зданию завершённости и опрятного вида, отделочные материалы защищают поверхность от воздействия внешней среды, от пыли и увлажнения.

Красочные составы – тоже композиционные материалы, имеющие несколько компонентов: связующее, наполнитель, пигмент, растворитель и др. Краски могут быть масляными, вододисперсионными, порошковыми, эмалевыми, клеевыми; на неорганических вяжущих: известковые, цементные и смешанные.

Связующее – это плёнкообразующее вещество, основа, выполняющая роль матрицы, объединяющей все компоненты. После высыхания связующего на окрашиваемой поверхности остаётся плёнка, приклеивающая к поверхности наполнитель и пигмент. Связующим могут быть: масло (олифы), вода, лаки, минеральные вяжущие, клеи, полимеры. Растворитель используют, когда состав надо сделать менее вязким и нанести тонкий слой краски. Долговечность окрашенного покрытия зависит от подготовки поверхности к покраске: грунтовки, шпатлёвки, адгезии состава к защищаемому материалу.

Наполнитель – тонкомолотые порошки из светлых горных пород: талька, мела, окиси цинка, титана, известняка, иногда сажи и др. Этот компонент наполняет состав, разбавляет пигмент, удешевляет краску.

Пигмент – это сам краситель, дающий цвет. Пигменты бывают природные (сурик, охра, мумия, окись хрома), искусственные – щелоче- или кислотостойкие (малярная лазурь, ультрамарин, цинковая зелень и др.).

Растворители применяют при использовании полимерных, каучуковых, эмалевых красок, если краски густые. Это ацетон, скипидар, спирты. При работе с такими красками необходимо соблюдать меры предосторожности: они токсичны, огнеопасны. Для красок на минеральных красителях, порошковых или вододисперсионных растворитель – вода.

Затвердевание нанесённого слоя красочного состава связано с физико-химическими процессами и испарением воды или растворителя. Из связующего образуется сначала тонкая пластичная, затем твёрдая плёнка. Плёнкообразующими веществами в масляных красках являются олифы.

Олифы делят на: натуральные, получаемые из растительных масел, обработанных сиккативами, и поэтому быстро полимеризующимися на воздухе;

полунатуральные (с растворителями);

синтетические (глифталевая, пентафталевая и др.).

Масляные краски на натуральной олифе используют для окраски наружных поверхностей древесины, металла. На полунатуральных и синтетических олифах – краски для внутреннего использования. Синтетические связующие – это полимеры, которые применяют не только в комбинации с маслом, но и в виде лаков, эмалей, паст, порошков и вододисперсионных красок.

Лаки – растворы смол или полимеров в органических растворителях. В состав добавляют пластификаторы, к некоторым – отвердители для образования полимерной плёнки. Лаки бывают: масляно-смоляные, безмасляные, синтетические, битумные. Такими лаками покрывают металлические поверхности.

Битумный (асфальтовый) лак – это раствор битума в растворителе. Им защищают металл, канализационные трубы от коррозии. Масляно-смоляные лаки (смолы в органических растворителях) применяют для внутренних и наружных работ.

Эмалевые краски – суспензия пигмента в лаке. Широко распространены эмали на алкидных, глифталевых, пентафталевых, алкидно-стирольных, каучуковых и кремнийорганических полимерах. Они обладают водостойкостью, коррозионной стойкостью, их наносят и на внутренние и на внешние поверхности металла, древесины и даже на бетонные и кирпичные поверхности.

Вододисперсионные краски состоят из двух несмешивающихся жидкостей (полимера и воды), эмульгатора и специальных добавок. После нанесения такой краски на поверхность вода испаряется, полимерные частицы, плавающие в смеси, сливаются и, подсыхая, образуют твёрдую плёнку. Такие краски наносят распылением на шероховатую поверхность – бетон, раствор, штукатурный слой. Эти краски придают поверхности не только декоративность, но и гидрофобность, повышают долговечность.

Пасты могут создавать слой в 1 мм. Это составы с минеральными порошками на основе полимера и полимерной дисперсии: полимерцементные, полимергипсовые и даже с добавлением мелкого кварцевого песка или маршаллита. Они обладают свойством быть красочным и одновременно штукатурным составом. Пасты наносят на бетонные, кирпичные и поверхности из раствора.

Порошковые краски – мелкодисперсная сухая смесь из твёрдых полимеризационных и поликонденсационных полимеров, наполнителей, пигментов и специальных добавок. Высокая дисперсность порошка (до 100 см²/г) позволяет при нанесении с разогревом смеси до 170-250°С расплавить полимер и сформировать плёночное покрытие на любой поверхности.

Краски на воде и минеральных вяжущих хорошо разводятся, наносятся и затвердевают, образуя плёнку из гидратов или гидросиликатов и пигментов. Ими покрывают наружные бетонные и штукатурные поверхности. Для повышения водоудерживающей способности вводят известь-пушонку или хлористый кальций.

Силикатные краски (на жидком стекле) – это водный раствор силиката калия, пигмента и наполнителя (трепел, диатомит). Они могут быть использованы для наружных работ на фасадах здания, деревянных конструкциях. Силикатные краски пригодны для горячих и холодных поверхностей, в кислой среде и защищают древесину от возгорания.

Клеевые краски состоят из пигмента, наполнителя и водно-щелочных растворов клея или казеина. Применяются только для внутренних работ. Если добавляют синтетический клей, то повышается водостойкость и прочность покрытия.

Для окраски фасадных поверхностей широкое распространение нашли краски и эмали на кремнийорганических полимерах. Образующаяся плёнка на поверхности бетона или раствора, а также металла и древесины становится гидрофобной, атмосферостойкой, не препятствует естественной вентиляции. Кремнийорганические покрытия выдерживают температуру 200-300ºС, при соединении с пигментом образующиеся плёнки не разрушаются при более высокой температуре (до 500ºС).

Для защиты стальной арматуры и других деталей от коррозии изготавливают обмазки: цементно-полистирольную, цементно-перхлорвиниловую и на основе других синтетических смол.