
- •Теория строительного материаловедения
- •Глава 1 Общие сведения о строительном материаловедении
- •1.1. Некоторые исходные понятия
- •1.2. Исторические этапы развития строительного материаловедения
- •1.3. Теория искусственных строительных конгломератов
- •1.3.1. Классификация строительных материалов
- •1.3.2. Составные части общей теории иск
- •Глава 2 Теория структурообразования и оптимизации структуры иск (теоретическая технология)
- •2.1. Сырьевые материалы, поступающие на переработку в иск
- •2.2. Основные процессы в технологии строительных материалов
- •2.2.1. Подготовительные работы
- •2.2.2. Перемешивание отдозированных компонентов смеси
- •2.2.3. Формование и уплотнение изделий из смеси
- •2.2.4. Обработка отформованных изделий
- •2.2.5. Общая теория отвердевания матричных веществ в иск
- •2.3. Структура строительных материалов и изделий
- •Глава 3 Теория прочности, деформативности и конгруэнции свойств
- •3.1. Основные свойства строительных материалов
- •3.1.1. Механические свойства
- •3.1.2. Физические свойства
- •3.1.4. Технологические свойства
- •3.1.5. Оценка качества материалов
- •3.2. Основные закономерности при оптимальных структурах иск
- •3.2.1. Закон створа1
- •3.2.2. Закон и формулы прочности иск оптимальной структуры
- •3.2.3. Закон конгруэнции свойств
- •3.2.4. Деформационные свойства иск оптимальной структуры
- •3.3. Подобие оптимальных структур и две теоремы в теории иск
- •3.4. Научные принципы и общий метод проектирования состава иск оптимальной структуры
- •3.5. Корректирование проектного состава иск
- •3.6. Создание новых строительных конгломератов
- •3.7. Оценка технико-экономической эффективности иск оптимальной структуры
- •Глава 4 Теория долговечности иск в конструкциях
- •4.1. Общие понятия о долговечности материалов
- •4.2. Временные элементы долговечности материала
- •4.3. Критические уровни ключевых характеристик структуры и свойств
- •4.4. Теоретические расчеты долговечности и принятые в них ограничения
- •4.5. Некоторые вопросы надежности материала в конструкциях
- •Глава 5 Элементы теории методов научного исследования и технического контроля качества
- •Глава 6 Введение в практическую технологию
- •6.1. Основные компоненты и разновидности производственных технологий
- •6.2. Связь производственных процессов с общей теоретической технологией
- •6.3. Прогрессивные технологии в строительном материаловедении
- •6.3.1. Смысловые и количественные критерии
- •6.4. Оптимизирующие факторы при совершенствовании технологий до уровня прогрессивных
- •Практика строительного материаловедения (строительные материалы и изделия)
- •А. Природные строительные материалы и изделия
- •Глава 7 Древесина и древесные строительные материалы
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Состав, структурные элементы и свойства древесины
- •7.3. Анатомическое строение древесины
- •7.4. Качественные показатели древесных материалов
- •7.5. Пороки древесины
- •7.6. Защита древесины от гниения, поражения насекомыми и возгорания
- •7.7. Модификация древесины
- •7.8. Древесные породы в строительстве
- •7.9. Материалы и строительные изделия из древесины
- •7.10. Использование древесных отходов
- •Глава 8 Природные каменные материалы и изделия1
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Породообразующие минералы
- •8.3. Горные породы, применяемые в строительстве
- •8.4. Энергетическая активность минералов и горных пород
- •8.5. Закономерности свойств природного камня
- •8.6. Добыча и обработка природного камня
- •8.7. Материалы и изделия из горных пород
- •8.8. Защита природного камня в конструкциях
- •Б. Искусственные строительные материалы и изделия
- •1. Безобжиговые искусственные конгломераты
- •Глава 9 Строительные конгломераты на основе неорганических вяжущих веществ
- •9.1. Цементный камень как матричная часть в конгломератах и исходные компоненты
- •9.1.1. Вода и водные растворы
- •9.1.2. Неорганические вяжущие вещества
- •9.1.3. Воздушные вяжущие вещества и их производство
- •9.1.4. Гидравлические вяжущие вещества и их производство
- •9.1.5. Смешанные цементы как разновидности комплексных вяжущих веществ
- •9.2. Взаимодействие воды или водных растворов с неорганическими вяжущими веществами и процессы твердения
- •9.3. Заполняющие компоненты в конгломератах и добавки, вводимые в смеси
- •9.3.1. Заполнители неорганические
- •9.3.2. Заполнители органические
- •9.3.3. Наполнители
- •9.3.4. Добавочные вещества (добавки)
- •9.4. Основные разновидности строительных конгломератов
- •9.4.1. Общие сведения о бетонах
- •9.4.2. Тяжелые (обычные) бетоны
- •9.4.3. Легкие бетоны
- •9.4.4. Ячеистые бетоны
- •9.4.5. Арболиты (деревобетоны)
- •9.4.6. Специальные бетоны
- •9.5. Железобетон — изделия, конструкции
- •9.5.1. Общие сведения
- •9.5.2. Исходные материалы для железобетона
- •9.5.3. Производство сборных железобетонных изделий и конструкций
- •9.5.4. Технологические схемы изготовления сборных железобетонных изделий
- •9.5.5. Технология монолитного железобетона
- •9.5.6. Технический контроль и хранение железобетонных изделий
- •9.6. Разновидности других материалов и изделий на основе неорганических вяжущих веществ
- •9.6.1. Строительные растворы Общие сведения.
- •9.6.2. Сухие строительные смеси
- •9.6.3. Гипсовые и гипсобетонные изделия
- •9.7. Силикатные изделия автоклавного твердения
- •9.7.1 Общие сведения о силикатных материалах
- •9.7.2. Силикатный (известково-песчаный) кирпич
- •9.7.3. Известково-шлаковый и известково-зольный кирпич
- •9.7.4. Силикатные бетоны
- •9.7.5. Силикатные изделия ячеистой структуры
- •9.8. Асбестоцементные изделия
- •9.8.1. Общие понятия
- •9.8.2. Краткие сведения об исходных материалах
- •9.8.3. Основы производства асбестоцементных изделий
- •9.8.4. Продукция асбестоцементных заводов
- •9.8.5. Основные свойства асбестоцементных изделий
- •9.9. Строительные материалы на основе магнезиальных вяжущих веществ
- •9.10. Коррозия строительных конгломератов в эксплуатационных условиях
- •Глава 10 Искусственные строительные конгломераты на основе органических вяжущих веществ
- •10.1. Основные исходные материалы для получения иск
- •10.1.1. Битумы
- •10.1.2. Дегти
- •10.1.3. Отвердевание битумов и дегтей
- •10.1.4. Минеральные наполнители в качестве асфальтирующих добавок
- •10.1.5. Формирование асфальтового вяжущего вещества
- •10.2. Заполняющие компоненты в иск на основе органических вяжущих веществ
- •10.3. Основные разновидности иск на основе органических вяжущих веществ
- •10.3.1. Асфальтовые бетоны
- •10.3.2. Разновидности асфальтовых бетонов
- •10.3.3. Дегтебетоны
- •10.4. Деструкция асфальтобетона при эксплуатации покрытий
- •Глава 11 Строительные конгломераты на основе органических полимеров и пластмассы
- •11.1. Природные и искусственные органические полимеры
- •11.1.1. Полимеризационные полимеры (термопласты)
- •11.1.2 Поликонденсационные полимеры (реактопласты)
- •11.2. Наполнители, заполнители и добавочные вещества в иск
- •11.3. Основные технологические операции
- •11.4. Отверждение полимерных и наполненных вяжущих веществ
- •11.5. Разновидности искусственных полимерных конгломератов и пластических масс
- •11.5.1. Полимербетоны и полимеррастворы
- •11.5.2. Полимерные строительные материалы и изделия
- •11.5.3. Материалы для санитарно-технического оборудования и трубы
- •11.5.4. Отделочные полимерные материалы и изделия
- •11.5.5. Гидроизоляционные и герметизирующие материалы
- •11.6. Старение и деструкция полимерных материалов
- •Глава 12 Строительные конгломераты с применением комплексных вяжущих веществ
- •12.1. Конгломератные материалы на основе смешанных вяжущих веществ
- •12.2. Материалы и изделия на основе компаундированных и комбинированных вяжущих веществ
- •Глава 13 Теплоизоляционные материалы и изделия
- •13.1. Общие сведения
- •13.2. Способы поризации материалов
- •13.3. Неорганические теплоизоляционные материалы и изделия
- •13.4. Органические теплоизоляционные материалы и изделия
- •13.5. Полимерные теплоизоляционные материалы
- •Глава 14 Акустические материалы и изделия
- •14.1. Общие сведения
- •14.2. Звукопоглощающие материалы
- •14.3. Звукоизоляционные материалы и изделия
- •Глава 15 Гидроизоляционные материалы и изделия
- •15.1. Общие сведения
- •15.2. Жидкие гидроизоляционные материалы
- •15.3. Пластично-вязкие гидроизоляционные материалы
- •15.4. Упруго-вязкие и твердые кровельные и гидроизоляционные материалы и изделия
- •Глава 16 Материалы для отделочных работ: краски, лаки, обои
- •16.1. Общие сведения
- •16.2. Исходные основные связующие и вспомогательные вещества для лакокрасочных материалов
- •16.3. Пигменты в красочных составах
- •16.4. Основные разновидности красочных веществ
- •16 5. Антикоррозионная защита полимерными материалами
- •16.6. Обои для отделки стен
- •2. Обжиговые искусственные конгломераты
- •Глава 17 Керамические материалы и изделия
- •17.1. Общие сведения
- •17.2. Глина — основное сырье для строительной керамики
- •17.3. Краткие сведения из технологии керамики
- •17.4. Структура и природа свойств керамических материалов
- •17.5. Керамические материалы и изделия
- •Глава 18 Стеклянные и другие плавленые материалы и изделия
- •18.1. Значение стеклянных изделий в строительстве
- •18.2. Состав и строение стекол
- •18.3. Свойства стекол
- •18.4. Основы производства стекла
- •18.5. Стеклянные материалы и изделия
- •18.6. Материалы и изделия из шлаковых расплавов
- •18.7. Каменное литье и материалы на его основе
- •Глава 19 Металлические материалы и изделия
- •19.1. Общие сведения
- •19.2. Основы получения чугуна и стали
- •19.2.1. Получение чугуна
- •19.2.2. Получение стали
- •19.3. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов
- •19.4. Углеродистые стали
- •19.5. Углеродистые конструкционные стали
- •19.6. Легированные стали и твердые сплавы
- •19.7. Термическая обработка стали
- •19.8. Сортамент стального проката
- •19.9. Алюминий и его сплавы
- •19.10. Коррозия железа и других металлов
- •Глава 20 Заключительная
15.3. Пластично-вязкие гидроизоляционные материалы
Поверхностная обработка защищаемой конструкции пленкообразующими веществами производится не только по огрунтованному слою, но и после нанесения выравнивающих слоев. Для них используют пластично-вязкие вещества. Они имеют, как правило, коагуляционную структуру. Этим предопределяются их сравнительно низкие механические и ярко выраженные тиксотропные свойства. Применяют их в холодном, теплом и горячем состояниях. К материалам этой группы относятся обмазочные и приклеивающие мастики и пасты, а также вспомогательные — затирочные и шпаклевочные.
К обмазочным относятся пасты и мастики.
Пасты бывают битумные и дегтевые, имеют густую сметанообразную консистенцию. Получают путем диспергирования битума или дегтя в воде в присутствии твердого эмульгатора — глины или извести (55—50% на массу сухого вещества). Качество пасты характеризуют однородностью, вязкостью и устойчивостью в воде. Для повышения механической прочности в пасту добавляют минеральный порошок, а для усиления стойкости пленки в сырых условиях эксплуатации конструкции в нее вносят и портландцемент.
Пасты применяют для обмазки изделий из древесины, нанесения слоя гидроизоляции на конструкции, подвергающиеся кратковременному воздействию воды. При длительном контакте с водой может происходить реэмульгирование битума; деготь практически не реэмульгирует. Пасту можно использовать и для приготовления мастик.
Мастики — пластичные материалы, получаемые смешением (рис. 15.2) органических вяжущих веществ с минеральными наполнителями и добавками (пластифицирующими, упрочняющими и др.). Их разделяют на битумные, битумно-полимерные, битумно-резиновые, дегтевые, дегте-полимерные, гудрокамовые и гудрокам-полимерные, а на основе полимеров — эпоксидные, фурановые, каучукоподобные олигомеры и др. Употребляют с подогревом и без подогрева; температуры обусловлены видом вяжущего вещества и составом мастики. В качестве минеральных наполнителей мастик применяют волокнистые и пылевидные: хризотиласбест 6-го или 7-го сортов, молотый известняк, тальк, трепел, золу-унос и др. Частицы волокнистого наполнителя проходят полностью через сито № 04, а пылевидного — через сито № 02 при остатке на сите № 009 — не более 10% по массе. Все они способствуют повышению теплостойкости мастик, снижают хрупкость при пониженных температурах и повышают их прочность. Мастики могут быть и без наполнителя в виде вяжущего вещества, раствора или сплава.
Рис. 15.2. Схема производства бутилокаучуковых мастик:
1 — дозатор; 2 — вальцы; 3 — запасной смеситель; 4 — вагонетка; 5 — бочки картонные
Из горячих мастик широко распространены кровельные битумные, применяемые для гидроизоляции в конструкциях, не подверженных прямым атмосферным воздействиям (табл. 15.1).
Таблица 15.1. Технические характеристики горячих кровельно-гидроизоляционных мастик
Марка мастики |
Содержание наполнителя, % по массе |
Температура размягчения по КиШ, °С |
Температура хрупкости битумного вяжущего, °С |
||
пылевидного |
волокнистого |
битумного вяжущего |
мастики |
||
МБК-Г-55 |
25 |
— |
45 |
55—60 |
Не менее -18 |
|
— |
10—12 |
50 |
— |
|
|
— |
12—15 |
55 |
— |
|
МБК-Г-65 |
25 |
— |
60 |
68—72 |
-15 |
|
— |
15—20 |
60 |
— |
|
МБК-Г-75 |
— |
15—20 |
65—70 |
77—80 |
-13 |
МБК-Г-80 |
— |
20—25 |
70—75 |
87—92 |
-12 |
МБК-Г-100 |
— |
20—25 |
85—90 |
105—110 |
-10 |
Примечание: цифры в марках (55, 65 и другие) — теплостойкость мастик.
Мастики образуют на поверхности конструкций гидроизоляционный слой, а также заполняют трещины, щели, мелкие отверстия в сооружениях; они служат для заделки скважин и устройства проти-вофильтрационных завес, обмазочной пароизоляции и изоляции фундаментов. Перед употреблением мастику разогревают до 160—180°С, в зимнее время — до 200°С. Добавки олеиновой кислоты, нафтената меди или алюминия повышают антикоррозионные свойства и биостойкость мастик. Улучшенные свойства — у битумно-резиновых мастик.
Холодную битумную мастику выпускают трех марок: МБС-Х-70, МБС-Х-85 и МБС-Х-100. В ее состав входят компаунд битумов БНК 45/180 и БНК 90-30, растворитель (лигроин, уайт-спирит, зеленое масло и др.) и наполнитель (асбест 7-го сорта или пылевидный). Имеются и другие разновидности холодных мастик — резинобитумные, гудрокамовые, полимербитумные (битурэл) и др., используемые для склеивания кровельных материалов и приклеивания их к основанию при устройстве многослойной кровли. Применение холодных мастик удлиняет строительный сезон и улучшает условия труда. Но имеется и недостаток: необходимость многократного прикатывания рулонного ковра для устранения вздутий на его поверхности.
Среди мастик следует особо отметить кровлелит и гидробутил. Первая получается смешением хлорсульфополиэтилена (в виде раствора в толуоле) и наполнителя — мела или резиновой крошки, растворителя и вулканизующего компонента (триэтаноламина). Ее выпускают двух видов: кровельную (МКВК) и гидроизоляционную (МКВГ). Кровельную мастику кровлелит применяют для устройства безрулонных кровель по бетонному основанию, а гидроизоляционную — для гидроизоляции стыков различных сооружений и конструкций. Мастика гидробутил — новый материал, получаемый с использованием полимеров типа бутилкаучуков. Характеризуется высоким относительным удлинением (до 500%), пределом прочности при растяжении до 0,35 МПа, высокой стойкостью к действию кислот и щелочей. Эту мастику используют главным образом для устройства гидроизоляции. Битурэл применяют для устройства новой кровли и ремонта старых кровель всех типов, для гидроизоляции подземных сооружений.
Мастики обычно транспортируют на место работ в холодном состоянии в закрытой таре, хорошо предохраняющей ее от воздействия влаги и солнечной радиации. На малые расстояния горячие мастики перевозят в гудронаторах, т. е. в специально оборудованных автомашинах. Мастики всех видов хранят на складах в специальной упаковке.
Из этих гидроизоляционных и кровельных материалов следует выделить герметизирующие материалы (герметики). Их изготовляют для заделки температурных швов, стыков стеновых панелей и швов, образующихся при монтаже сборных элементов конструкций. Они должны быть влаго- и газонепроницаемыми, тепло- и морозостойкими, надежно сохранять первоначальные свойства во времени.
К пластично-вязким герметикам на органической (битумной) основе относятся резинобитумная мастика «Изол Г-М» и уплотняющие мастики марок УМ-50, УМ-60 (буквы в марках мастик указывают на разновидность мастики «Уплотняющая мастика», а цифры соответствуют минимальной температуре их использования при °С).
Мастику «Изол Г-М» приготовляют путем смешения резинобитумного вяжущего, полиизобутилена, асбеста 7-го сорта, антисептика и других добавок. Ее применяют как в горячем (до 100°С), так и в холодном состоянии.
Уплотняющая мастика (УМ) представляет собой гидрофобную смесь полиизобитулена, наполнителя и раствора девулканизированной старой резины. Эта мастика обладает большим относительным удлинением, весьма малым водопоглощением, абсолютной воздухонепроницаемостью и высокой адгезией к бетону, металлу и другим материалам.
Введение мастик УМ и «Изол Г-М» в стыки швов производится обычно с помощью шприцев.
Наряду с вязкопластичными материалами используют и эластичные прокладки, пористые или монолитные жгуты заданной конфигурации и размеров.
Из пористых эластичных прокладок часто применяют пороизол и гернит. Пороизол — гнилостойкий долговечный материал — получают путем вулканизации газонаполненной резины, модифицированной нефтяными дистиллятами. Хорошо перемешанную массу из указанных компонентов формуют в жгуты или ленты на ленточном прессе и подвергают вулканизации при температуре 150—160°С. Пороизол выпускают в виде прямоугольных полос размером 20x40 и 30x40 мм или жгутов диаметром 10—60 мм. Он производится двух марок: М — с незакрытыми порами и водопоглощением 5% и П — с защитным покрытием из озоностоикои пленки и водопоглощением 1%. При укладке в стык пороизола марки М необходимо закрыть поры на поверхности материала мастикой «Изол». Пороизол марки П перед применением не требует никакой предварительной обработки.
Для того чтобы пороизол проявил герметизирующие свойства, его предварительно обжимают на 15—50% от первоначального объема и в обжатом состоянии устанавливают в заделываемый шов. Заделка шва пороизолом часто производится с помощью приклеивающей мастики.
Пороизол не теряет эластичности в широком интервале температур (от -80 до +50°С), поэтому его применяют для герметизации горизонтальных и вертикальных стыков панелей наружных стен зданий в различных климатических зонах.
Гернит — пористый, эластичный материал — представляет собой герметизирующую прокладку с газо- и водонепроницаемой пленкой на поверхности. Этот герметик изготовляют на основе негорючего полихлорпренового каучука (наирита) в виде прокладок длиной до 3 м и диаметром 20, 40, 60 мм. Он отличается высокой степенью эластичности и сохраняет свои технические свойства при использовании в интервале температур от -40 до +70°С. Промышленность выпускает не только пористый гернит (П), но и плотный (С), с повышенной прочностью при разрыве и эластичностью при отрицательных температурах. Герметизация стыков между стеновыми панелями с помощью гернита производится при условии обжатия прокладки в стыке до 30—40% от первоначального объема герметика. Этот материал обладает долговечностью и примерно одинаковыми свойствами с пороизолом при несколько большем относительном удлинении.
Гернит П применяют при герметизации стыков в крупнопанельном домостроении и строительстве тоннелей метро.