Лекции_строительные материалы и конструкции

каменного угля при 1100…1250 °С. Образующиеся при этом пары сырого дегтя конденсируются в холодильниках. Сырой деготь подвергают разгонке выделяя легкие (Т = 170°С) средние (Т = 170…270 °С), тяжелые ( до Т = 300 °С) и антраценовое (Т = 300…350 °С) масла. После отгонки масел остается твердое вещество – пек. При отгонке части фракций масел образуется отогнанный деготь. Смешиванием пека с антраценовым маслом в варочных котлах при 130…140 °С получают составленный деготь.

Основными компонентами дегтей являются углеводороды в виде масел и смол а также свободный углерод. В небольших количествах в дегтях содержатся нафталин, антрацен, фенолы – ароматические углеводороды. Дегтям также присуще коллоидное строение Важнейшими свойствами дегтей является вязкость. Дегти хорошо растворяются в органических растворителях – бензоле, уайт-спирите, дихлорэтане. Дегти разрушаются под действием концентрированных кислот и щелочей. Под влиянием кислорода воздуха в дегтях быстрее, чем в битумах протекают процессы окисления с образованием свободного углерода, развиваются хрупкие деформации, что является признаком старения.

Сплавлением или совместным окислением получают композиционное вяжущие – гудрокам. Для его получения нефтяной гудрон и антраценовое масло смешивают в реакторе при 250 °С. Гудрокам отличается повышенными адгезионной способностью и биохимической стойкостью.

5.2. Асфальтовый бетон

Асфальтовый бетон представляет собой уплотненную асфальтобетонную смесь минеральных материалов (щебня или гравия, песка, минерального порошка) с битумом. Смеси асфальтобетонные делят на горячие с температурой укладки не ниже 120оС и холодные на основе жидких битумов, укладываемых при температуре не менее 5оС.

По остаточной пористости различают горячие асфальтобетоны высокоплотные - с остаточной пористостью 1,0…2,5 %; плотные с пористостью свыше 2,5 до 5 %; пористые с пористостью, соответственно, свыше 5 до 10 % и высокопористые - с пористостью свыше 10 до 18 %.

В зависимости от процентного содержания крупного заполнителя щебеночные и гравийные горячие асфальтобетоны подразделяют на типы: А – с содержанием щебня свыше 50 до 60 %; Б – свыше 40 до 50 %; В - свыше 30 до 40 %.

71

Горячие песчаные смеси по виду песка делят на типы: Г – на песках из отсевов дробления, при содержании природного песка –не более 30 % по массе; Д – на природных песках, при содержании песков из отсевов дробления не более 30 %.Физико-механические свойства горячих плотных и высокоплотных асфальтовых бетонов для II дорожно-климатической зоны представлены в табл. 5.2.

Согласно ГОСТ 9128-97 горячие асфальтобетоны по наибольшей крупности крупного заполнителя делят на крупнозернистые с размером зерен до 40 мм, мелкозернистые – соответственно до 20 мм и песчаные – 5 мм. Холодные смеси делят на мелкозернистые и песчаные.

Асфальтовый бетон приготавливают при температуре 180°С. Достоинством горячего асфальтобетона является более высокие механическая прочность, сопротивление сдвигу, быстрое нарастание прочности – по мере уплотнения и остывания. Его укладывают на просушенное основание при Т≥ 120 °С. Для приготовления холодных асфальтобетонов используют жидкий битум и дополнительно вводят

72

органические растворители в виде бензина, или солярового масла. Холодные асфальтобетоны долго хранятся, их можно укладывать при Т ≥ 5 °С на мокрое основание. Прочность набирают медленно, по мере испарения органических растворителей. Они менее прочны и менее устойчивы к сдвиговым деформациям, поэтому их применяют на дорогах с невысокой интенсивностью движения.

5.3. Рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы

До недавнего времени основную массу рулонных кровельных материалов составляли материалы, полученные на основе битума и кровельного картона, характеризующиеся малой стоимостью. Кровельный картон изготавливают на основе органических материалов

– древесных и бумажных волокон, текстиля и отходов войлочного производства. Время показало их низкую долговечность. Наиболее распространенным из них считается рубероид. Рубероид получают пропиткой кровельного картона мягкими нефтяными битумами с последующим нанесением с обеих сторон покровного слоя из тугоплавкого нефтяного битума. На поверхность втапливается крупнозернистая, чешуйчатая, песчаная или мелкозернистая минеральная посыпка, повышающая атмосферо- и огнестойкость, препятствующая слипанию материала при хранении в рулонах. Срок

полоски рубероида шириной 50 мм не превышает 300 Н. Пергамин – пароизоляционный материал, получаемый пропиткой кровельного картона мягким нефтяным битумом. Толь-кожу получают пропиткой кровельного картона дегтями. Толь покровный имеет дополнительно покровный слой из дегтя и посыпку. Толь чаще используют для устройства горизонтальной гидроизоляции по верху фундамента.

Традиционным кровельным материалам присущи такие недостатки, как пониженные прочность и растяжимость, подверженность гниению и разрушению под влиянием ультрафиолетового облучения, малая устойчивость к температурным перепадам, невозможность укладки при отрицательных температурах, высокая трудоемкость укладки - до 5

качества строительных работ.

73

Наплавляемый рубероид - (ТУ 21-27-35-78) отличается от обычного рубероида большей толщиной нижнего покровного слоя. Масса покровного слоя составляет 1600…2600 г/м2. Наплавляемый рубероид приклеивается безогневым способом - размягчением покровного слоя растворителем уайт-спиритом или оплавлением битумного вяжущего с нижней стороны полотна пламенем жидкостных или газовоздушных горелок. Рубемаст – разновидность наплавляемого рубероида с массой

до 750…1100 Н. Исключение составляет стеклохолст неармированный,

теплостойкости, не превышающей 80…90 оС, такие материалы имеют долговечность не более 10 лет. Исследователями установлена ускоренная потеря прочности стекловолокна при увлажнении.

Стеклорубероид получают на основе стеклохолста, совмещенного с покровными слоями из битума. Имеет прочность на разрыв 250 Н.

Гидростеклоизол изготавливается на основе стеклоткани с покровными слоями из битума. Имеет прокладку из полиэтиленовой пленки, ее не снимают, а оплавляют при укладке пламенем газовоздушных горелок. Прочность на разрыв составляет 750 Н.

Стеклобит (ТУ-21-5744710-515-92) – рулонный материал на основе стеклохолста с битумным вяжущим и прочностью на разрыв 265

полотна с покровным слоем из битумной мастики, с теплостойкостью 70 оС , прочностью на разрыв 7…12 кН/м и водонепроницаемостью при давлении 1кПа.

74

Линокромтм - кровельный и гидроизоляционный материал, предназначенный для устройства кровель с малым уклоном и гидроизоляции фундаментов зданий и сооружений. Состоит из прочной

оплавляемой полимерной пленкой, верхняя сторона – пленкой, или крупнозернистой минеральной посыпкой. Линокромтм наплавляется с помощью пропановой горелки на подготовленное основание. Благодаря использованию технологии наплавления кровельное и гидроизоляционное покрытие из Линокроматм получается однородным, без пустот. Это гарантирует прочность и долговечность покрытия. Линокромтм отлично подходит для изготовления рядового покрытия, в

полотно (полиэстер), Т - каркасная стеклоткань, Х - стеклохолст. Для обозначения типов покрытия применяют символы: П - защитная полимерная пленка, К - крупнозернистая минеральная посыпка, М - мелкозернистый песок.

Бикрост (ТУ-21-00288739-42-93) – рулонный наплавляемый материал на стекловолокнистой основе, изготавливаемый на стеклоткани и армированном стеклохолсте СТ-200-3,6 и имеющий прочность на разрыв до 1098 Н. Масса битумного вяжущего – 3500 г/м2,

«ТехноНИКОЛЬ» выпускает Бикрост с прочность на разрыв 850 Н, водопоглощением 0,5 % по массе, водонепроницаемостью 0,4 МПа и сроком службы до 5…8 лет.

тм

Бикрост - кровельный и гидроизоляционный материал предназначенный для устройства и ремонта кровель с малым уклоном.

тм

Бикрост марок ОК и ОП состоит из прочной органической основы, пропитанной мягкими кровельными битумами, на которую с двух сторон нанесено высококачественное битумное вяжущее. Нижняя сторона Бикростатм покрывается легкооплавляемой полимерной пленкой, верхняя сторона материала марки ОП – пленкой, а марки ОК - защитной крупнозернистой минеральной посыпкой. Бикросттм наплавляется с помощью пропановой горелки на подготовленное основание. Благодаря использованию технологии наплавления

75

кровельное и гидроизоляционное покрытие из Бикростатм получается однородным, без пустот. Это гарантирует прочность и долговечность покрытия. Основа, пропитанная мягким битумом, является “резервуаром”, подпитывающим верхние слои покровного битума пластифицирующими веществами. Это предохраняет материал от преждевременного растрескивания. Бикросттм марок ОК и ОП отлично подходит для изготовления рядового покрытия и для ремонта кровли. Бикросттм рекомендуется укладывать на огрунтованное бетонное основание или цементно-песчаную стяжку. При маркировке Бикростатм используются буквенные обозначения типов основы: С – обычная стеклоткань , Э - полиэстер, Т -каркасная стеклоткань, Х-стеклохолст, О - спецкартон. Для типов покрытия применяют символы: П-защитная полимерная пленка, К- крупнозернистая минеральная посыпка, М- мелкозернистый песок[20].

Материалы на основе кровельного картона и битума, модифицированного полимером. Экарбит (ТУ 21-27-68-78) –

наплавляемый материал на основе кровельного картона. Покровный слой из битума, модифицированного бутилкаучуком, с добавками индустриального масла и наполнителей.

Атаклон – рулонный материал на основе кровельного картона, пропитанного битумом, с покровным слоем из битума с добавкой атактического полипропилена.

Монобитэп – наплавляемый кровельный материал на трехслойной комбинированной основе, состоящей из 2-х слоев бумаги и слоя полиэтилена с покровным слоем из полимербитумного вяжущего, содержащего бутилкаучук.

Рубэластобит – наплавляемый рулонный материал на кровельном картоне с покровным слоем из полимербитумной мастики, содержащей в качестве модифицирующей добавки бутилкаучук и наполнитель – сажу. Применение в качестве основы кровельного картона ограничивает срок его службы до 5…8 лет.

Материалы на не гниющей основе и битума, модифицированного полимером.

Сочетание в материалах не гниющей основы с полимер-битумным вяжущим повышает их долговечность до 15…20 лет.

Унифлекстм (ТУ 5774-001-17925162-99) - рулонный наплавляемый кровельный и гидроизоляционный материал, предназначенный для устройства кровельного ковра зданий и сооружений различного назначения и гидроизоляции фундаментов, мостов, тоннелей. Унифлекстм состоит из не гниющей основы, в качестве которой

76

применяется стеклохолст, каркасная стеклоткань или полиэстр, покрытой с обеих сторон СБС – модифицированным битумным вяжущим. Полимер СБС - стирол-бутадиен-стирол придает материалу повышенные морозостойкость и теплостойкость, повышая надежность кровельного покрытия на длительный срок. Унифлекстм выпускается двух марок: К и П. Унифлекстм марки К покрыт крупнозернистой посыпкой сверху и легкооплавляемой пленкой или мелкозернистой посыпкой снизу и предназначен для устройства верхнего слоя кровельного ковра. Унифлекстм марки П покрыт легкооплавляемой пленкой или мелкозернистой посыпкой с обеих сторон и предназначен для устройства нижних слоев кровельного ковра и гидроизоляции зданий и сооружений. Унифлекстм наплавляется с помощью пропановой горелки, приклеивается мастикой, или фиксируется механически. В зависимости от типа строительных конструкций, материал может быть закреплен полностью, частично или оставлен свободно лежащим. При наплавлении пламя горелки расплавляет защитную пленку и нижний слой полимер–битумного вяжущего. Смежные листы материала в кровле должны иметь боковой и торцевой нахлесты не менее 100 мм.

тм

Техноэласт (5774-0023-00287852-99) предназначен для устройства кровель с малыми уклонами и для применения в системах гидроизоляции с повышенными требованиями к надежности. Уникальные физико-механические характеристики материала Техноэласттм обеспечиваются применением в качестве модификатора битума искусственного каучука: стирол-бутадиен-стирола (СБС). Техноэласттм, благодаря своей эластичности, легок в укладке в холодную погоду и не становится слишком мягким на солнце. Работа с ним комфортна и требует только внимательности и аккуратности. Полимерная пленка, которой покрыта нижняя поверхность

высокую адгезию к основанию. Техноэласттм наплавляется с помощью пропановой горелки, или приклеивается мастикой на подготовленное основание. Техноэласттм может быть закреплен полностью, частично или оставлен свободно лежащим в зависимости от типа изолируемой конструкции. Он может быть использован для ремонта кровель, в том числе металлических. Технические свойства Унифлекса и Техноэласта приведены в табл.8.1. Бикропласт – рулонный материал на стеклоткани и на нетканом полиэфирном полотне с покровным слоем битума, модифицированного атактическим полипропиленом.

77

Алюмофлекс и фольгобитэп - рулонные материалы на упрочняющей основе из алюминиевой и медной фольги, покровного слоя из резинобитумного вяжущего. Гарантийный срок службы – 35 лет.

Полимерные кровельные материалы. REZINOL - полимерный композиционный кровельный материал из различных видов каучуков и темопластичных полимеров. Не содержит битума. В сравнении с битумно-полимерными кровельными материалами имеет более высокие эксплуатационные показатели. Содержит стабилизаторы, пластификаторы, минеральные наполнители, антипирены. Для производства материала REZINOL используют полиолефины и отходы производства резино-технических изделий. REZINOL выпускается в виде рулонов и кровельных листов размером 1100х760 мм толщиной 4 мм черного, зеленого и красно-коричневого цвета (под черепицу). Материал отличается высокой химической стойкостью. Прочность на растяжение – 4 МПа. Отличный тепло- и звукоизолятор. Применяется для покрытия плоских и скатных крыш с уклоном до 15о по сплошной обрешетке. Материал обладает высокой водостойкостью, стабильностью по прочности и деформируемости при воздействии атмосферы. Долговечность материала – свыше 20 лет [24].

5.4. Штучные кровельные материалы

Гибкой черепицей называют небольшие, размером 900…1000 мм многослойные листовые изделия с фигурными вырезами по одному краю. Обычно одно изделие (гонт) имитирует 3…4 черепицы, шестигранной, прямоугольной или волнообразной формы. Кроме рядовых изделий производятся доборные коньковые, ендовые, карнизные элементы. Для устройства кровли из гибкой черепицы разработаны рулонные подкладочные материалы и комплектующие изделия (кровельные гвозди, воронки для стока воды, вентиляционные трубы). Гибкая черепица применяется на крышах с уклоном не менее 12о. Это самый легкий кровельный материал, он поглощает шум дождя, атмосферостоек, удобен в эксплуатации. Укладка мягкой черепицы

изготавливается прямоугольной и шестиугольной формы различных оттенков - серого, синего, зеленого, красного. Изящная, прочная, недорогая, технологичная, безопасная, она сочетает твердость камня и эластичность битумных материалов. Гарантийный срок эксплуатации 15

78

лет. Нижняя поверхность - сплошной самоклеющийся слой из резинобитума. Габариты: 1х0,3 м. Подкладочный ковер обеспечивает двойную защиту кровли. Для внутренних переломов выпускается ендовый ковер, а также карнизный и коньковый.

Канадская мягкая черепица IKO Sales Internatiоnal - изготавливается на толстом стеклохолсте, покрытом с обеих сторон качественным кровельным битумом с наполнителем. Подкладочный слой – самоклеющийся, резинобитумный. Материал не гниет, отличается повышенной водонепроницаемостью. Лицевая поверхность защищена крупнозернистой посыпкой из каменных гранул, имеющих керамическое цветное покрытие. Разработано более 124 цветовых варианта, с имитацией тени, характерной для керамической черепицы. Подходит для использования во всех климатических зонах Европы и

металлической сеткой материал. Выпускается в виде волнистых листов размерами 2,0х0,95 м и толщиной 3 мм. Масса рядового изделия 6 кг. Листы хорошо гнутся вдоль и поперек волны, их можно укладывать при радиусе кривизны ската более 5 м, использовать для облицовки вертикальных поверхностей. Ондулин не деформируется в сильную жару. Стоек к воздействию бактерий, микроорганизмов, к действию кислот и агрессивных газов. Гарантированный срок службы – 15 лет.

6.ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

6.1.Общие сведения

Ктеплоизоляционным относят материалы с низкой теплопроводностью. Теплопроводность (Вт/мК) показывает какое

количество тепла проходит через материал толщиной 1 м и площадью 1м2 в течение 1 с при перепаде температур 1 градус. Применение

теплоизоляционных материалов способствует снижению материалоемкости, сокращению сроков строительства, снижению энергозатрат в период эксплуатации.

Теплоизоляционные материалы по теплопроводности делят на три класса: с низкой – до 0,06 Вт/мК, средней 0,06-0,115 Вт/мК и повышенной теплопроводностью – 0,115-0,175 Вт/мК.

Особенностью строения теплоизоляционных материалов является их низкая средняя плотность, обусловленная значительной пористостью. Пористость теплоизоляционных материалов составляет

79

50…98 % общего объема. Теплопроводность зависит не только от объема пор, но и от их характера. При равном суммарном объеме пор более высокими теплозащитными свойствами обладают материалы с мелкими замкнутыми порами. Крупные и сообщающиеся поры усиливают эффект конвективного переноса тепла. Наличие в порах малотеплопроводного воздуха (0,02 Вт/мК) и обеспечивает низкую теплопроводность материалов. Увлажнение теплоизоляционных материалов резко ухудшает их теплопроводность, так как теплопроводность воды в 20 раз выше теплопроводности воздуха. Пористая структура может быть образована различными способами: применением тонких хаотично расположенных волокон, использованием пористых гранул, применением выгорающих, газо- и пенообразующих добавок. В связи с этим различают типы структур теплоизоляционных материалов: пористо-зернистую, пористоволокнистую и ячеистую. По форме теплоизоляционные материалы делят на штучные, сыпучие, рулонные, шнуровые. По виду сырья различают неорганические и органические теплоизоляционные материалы. По величине сжимаемости под нагрузкой 0,02 кг/см2 различают мягкие М (сжимаемость более 30 %), полужесткие ПЖ со сжимаемостью 6-30 %, и жесткие Ж (сжимаемость менее 6 %). Теплоизоляционные материалы принято делить на марки по величине их средней плотности 0 (кг/м3) в сухом состоянии.

6.2. Органические теплоизоляционные материалы

Магкая ДВП (древесно-волокнистая плита) – состоят из тонких древесных и растительных волокон спрессованных в однородный листовой материал пористостью 70-80 %. Для производства используют древесные отходы, с/х отходы (стебли кукурузы, соломы.). Для придания плитам био- и водостойкости в массу вводят антисептики и гидрофобную эмульсию. Используют для тепло- и звукоизоляции стен, потолков, полов, перегородок, междуэтажных перекрытий.

Фибролит получают на основе лентообразной древесной стружки, и минеральных вяжущих: портландцемента, магнезиального цемента, известково-трепельных. Лучшая стружка - в виде лент длиной 400 мм, шириной 5-7 мм и толщиной 0,35 мм. Фибролит имеет крупнопористое строение с сообщающимися порами. Вяжущее предохраняет древесину

от загнивания и возгорания. Средняя плотность фибролита 300-400 кг/м3.

80