Книги / Совр матер и техн Машкин

Современные материалы и технологии

Сущность данного способа повышения водонепроницаемости бетонов заключается во введении в их состав добавок растворимых в воде солей, которые уплотняют структуру бетона. В качестве добавок применяются растворы хлорного железа или нитрита натрия. При использовании, например, хлорного железа в порах бетона в результате связывания свободного Са(ОН)2 образуется нерастворимый коллоидный осадок гидрата окиси железа.

Бетоны с добавками гидрофобизирующих ПАВ

Для объемной гидрофобизации применяются кремнийорганические жидкости 136–41, ГКЖ–10, ГКЖ–11, ГКЖ–13. Наиболее эффективной является добавка водной эмульсии жидкости 136–41 (0,1–0,2 %). Для бетонов с известняковым заполнителем рекомендуется применять ГКЖ–10 в том же количестве.

Введение кремнийорганических гидрофобизаторов в бетоны и цементные растворы уменьшает водопоглощение, повышает поверхностную прочность, морозостойкость, трещиностойкость.

Специальные гидроизоляционные материалы

К этой группе относятся герметизирующие материалы. Строительные герметики предназначаются для герметиза-

ции стыков конструктивных элементов зданий и сооружений, например, стыков наружных стеновых панелей, осадочных и температурных швов, мест примыкания оконных и дверных блоков и др.

Герметики используются также в сопряжениях сборных элементов тоннелей, вентиляционных шахт, резервуаров, гидротехнических сооружений, дорожных покрытий.

Герметизирующие материалы должны быть влаго-, паро- и газонепроницаемыми, тепло- и морозостойкими и не должны изменять своих свойств в течение всего срока службы зданий и сооружений. Они должны обладать стойкостью к атмосферным климатическим воздействиям, иметь невысокую стоимость, изготовляться из доступного сырья и быть удобными при монта-

Современные материалы и технологии

же. К пластичным герметикам (мастикам) предъявляют дополнительные требования: хорошая адгезия к бетонным поверхностям, способность к значительному удлинению. Выпускаемые промышленностью герметики делятся на три группы: профильные эластичные прокладки, пастоэластичные нетвердеющие мастики и вулканизирующиеся (отверждающиеся) мастики.

Профильные эластичные прокладки изготавливают в виде пористых или плотных полос и жгутов (с различными профилями поперечного сечения). К ним относятся: пороизол, гернит П, пенополиуретановые прокладки, каучуковые уплотнительные ленты и др.

В зависимости от требований к уплотнению стыков прокладки устанавливают насухо или на специальных приклеивающих мастиках.

Пороизол – эластичный, пористый, гнилостойкий и долговечный материал, выпускают двух марок: М и П в виде упругих полос прямоугольного сечения 30×40 и 40×40 мм (для герметизации горизонтальных стыков наружных панелей) и в виде жгутов диаметром от 10 до 60 мм (для герметизации вертикальных стыков). Пороизол М имеет на поверхности незакрытые поры и применяется после покрытия его холодной мастикой, закрывающей поры. Пороизол П имеет защитную пленку, поэтому применяется без мастики.

Гернит П – резиновая пористая прокладка с воздухо- и водонепроницаемой пленкой на поверхности. Выпускают в виде прокладок диаметром 20, 40, 60 мм, длиной 3 м.

Прокладки УЛП – уплотнительные ленты из пенополиуретана, пропитанного синтетическими смолами для придания гидрофобности.

Пластоэластичные мастики. К этой группе герметиков от-

носят мастики, изготовленные на основе полиизобутилена. Они абсолютно влаго-, паро- и воздухонепроницаемы, атмосферостойки, эластичны, обладают хорошей адгезией к основанию.

Мастику «Изол Г–М» изготовляют на основе резинобитумного вяжущего с добавлением полиизобутилена. Применяют как

Современные материалы и технологии

в горячем виде (80–100 0С), так и в холодном с добавкой растворителя (бензина, зеленого масла и др.).

Мастика полиизобутиленовая строительная УМС–50 пред-

ставляет собой густую вязкую массу. Обладает высокой адгезией к основанию, большим относительным удлинением и высокой пластичностью. Заполнение швов мастикой производится с помощью шприцев.

Твердеющие пасты и мастики представляют собой вязкотекучие, пастообразные составы, переходящие в резиноподобное состояние при добавке вулканизирующих или отверждающих веществ. К герметикам этой группы относят тиоколовые герметики, мастику «Полиэф», пенополиуретановый герметик и мастики ЦПЛ–2.

Тиоколовые мастики (ГС–1, У–30М и др.) приготовляют непосредственно перед укладкой в уплотнительные швы. Работа по уплотнению швов должна производиться быстро, до отверждения массы.

Мастику «Полиэф» приготовляют на основе полиэфирной смолы. Она обладает хорошей адгезией к бетону, металлу, дереву, атмосферостойка, влаго- и газонепроницаема.

Для изготовления пенополиуретанового герметика используют пенополиуретан, пропитанный синтетическими смолами. Композиция герметика напыляется на поверхность, где она вспенивается с увеличением в объеме в 8–10 раз и отверждается. Герметик стоек к действию кислот и масел, озона, бензина, обладает низкой теплопроводностью, хорошей адгезией.

Глава 10 МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ

1. Общие сведения о древесине

Древесина широко распространена по всему земному шару. В России произрастает пятая часть мировых запасов древесины. Запасы древесины, млрд. м3: Бразилия - 80; Россия - 40; Канада - 27; США - 23; Швеция - 2,5; Финляндия - 1,6. Около 2/3 запасов составляет хвойная древесина. На Балканах растет практически только лиственная древесина, преимущественно ценных пород.

Достоинства древесины: высокая прочность, малая плотность, низкая теплопроводность, легкость обработки, гигиеничность, самовосполняемость запасов.

Недостатки: анизотропия свойств, гигроскопичность, загниваемость, горючесть.

Качество древесины определяется породой дерева, его структурой и свойствами, общим состоянием и количеством пороков.

Область применения. Из древесины возводят деревянные конструкции, применяют для наружной и внутренней отделки, изготавливают композиционные материалы из отходов древесины (древесностружечные плиты ДСтП, цементностружечные плиты ЦСП, арболит, ксилолит и др.).

Особенно широко применяют хвойную древесину (сосна, лиственница, пихта, ель) при изготовлении несущих конструкций (фермы, балки, сваи, пролетные строения мостов, опалубка).

Твердые лиственные породы (дуб, бук, ясень) используются для изготовления мелких деталей - шпонок, нагелей и как отделочный материал в виде шпона, декоративной фанеры.

При переработке более половины древесины (до 60%) идет в отходы. Отходы используют при изготовлении: древесных плит, бумаги, спиртов, кислоты и т.д.

Мировая тенденция заключается в увеличении масштабов использования древесины, экономному и эффективному при-

206

менению древесины в строительстве, более полному использованию отходов и низкокачественной древесины путем их комплексной переработки с применением достижений современной химии.

Перспективные направления: защита деревянных конструкций от гниения и возгорания; клееные деревянные конструкции; древесные плиты, пластики, фанера; химическая переработка отходов (бумага, спирты, кормовые добавки для скота).

Для эффективного использования древесины необходимо знание ее свойств, методов рационального применения, средств и способов защиты.

Строение древесины.

Макроструктура (видимая «невооруженным» глазом): 1 - кора, 2 - луб, 3 - камбий, 4 - заболонь, 5 - ядро, 6 – сердцевина

(рис. 10.1).

Рис. 10.1. Поперечный срез ствола дерева

На поперечном срезе древесины просматриваются годовые кольца, которые состоят из светлой и темной полос (ранняя и поздняя древесина).

Основное вещество древесины – это целлюлоза (50%), а также лигнин (25%) и гемицеллюлозы (25%).

207

Древесные породы: ядровые - дуб, сосна, кедр, лиственница, ясень; спелодревесные (не отличаются по цвету ядро и заболонь) - ель, пихта, бук, осина; заболонные - береза, клен, ольха, липа.

Рис. 10.2. Целлюлоза Микроструктура древесины (видна под микроскопом) - это

клетки трубчатой формы (проводящие клетки, сердцевинные лучи).

2. Свойства древесины

Для правильного определения области применения древесины в строительстве необходимо знать ее свойства.

Физические свойства:

1.Плотность - 400-700 кг/м3 (пихта 390, сосна 540, лиственница 790). Истинная плотность - 1,54 г/см3. Плотность, определенную при конкретной влажности древесины, принято пересчитывать при стандартной 12%-ной влажности древесины

12% = [1 + 0,01 (1 - К0) (12 - W)], (10.1)

где К0 = 0,6 (береза, дуб, бук, лиственница) и К0 = 0,5 (осина, сосна, ель).

2.Гигроскопичность. Предел гигроскопичности (предел насыщения волокон) 30%.

3.Влажность W. Свежесрубленная имеет влажность 50-100%; воздушно-сухая - 15-20%; комнатно-сухая - 8- 12%. Вода в древесине вызывает снижение ее прочности, деформации набухания, достигающие 6% (в радиальной

208

плоскости) и 12% (в тангенциальной плоскости).

Рис. 10.3. Коробление досок

При высушивании древесины наблюдается усушка и коробление: вдоль волокон - 0,1%; в радиальной плоскости -

3-6%; тангенциальной - 6-12%.

4.Теплопроводность сухой древесины поперек волокон 0,17 Вт/м 0К. Влажность определяют высушиванием или с помощью электровлагомеров. Диапазон измерения влажности древесины электровлагомером (ЭВ-2М) составляет от 7 до

30%.

5.Стойкость древесины, особенно хвойных пород, весьма высока (растворы солей, щелочей, органические и минеральные слабые кислоты). Плохо сохраняется древесина в морской воде. Разрушают ее и концентрированные растворы минеральных кислот (азотная в любой концентрации). Наиболее стойка в агрессивных средах смолистая древесина лиственницы.

6.Цвет древесины определяют дубильные вещества. Текстура (рисунок на поверхности) весьма разнообразна. Древесина, в отличие от других строительных материалов, имеет приятный душистый запах (смолы, эфирные масла).

Механические свойства.

Прочность древесина максимальна при нулевой влажности и быстро снижается с ростом влажности до предела гигроскопичности (рис. 10.4).

209

Рис. 10.4. Влияние влажности древесины (W) на ее прочность при статическом изгибе (Rf)

Показатели прочности древесины также пересчитывают на

Прочность древесины при сжатии: вдоль волокон - 50 МПа; поперек - 20 МПа. Прочность при изгибе - 100 МПа. При растяжении - 130 МПа (сталь - больше в 15 раз, стеклопластики - больше в 3 раза). Модуль упругости при изгибе - 104 МПа.

Сильно снижают прочность пороки древесины. Пороки: сучки (здоровые, загнившие, сросшиеся, несросшиеся); трещины (метиковые, морозные); пороки формы ствола (кривизна, закомелистость); пороки строения древесины (наклон волокон, двойная сердцевина); химические окраски; грибные поражения; червоточины; механические повреждения.

3. Методы повышения долговечности древесины

Известны факты длительного хранения древесины. Тысячелетия сохранялась древесина в гробницах фараонов и миллионы лет - в окаменевшем состоянии. Сухая древесина может служить очень долго. Для древесины опасно переменное увлажнение, вызывающее ее загнивание (рис. 10.5).

210