- •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
16.4. Основные разновидности красочных веществ
Красочные вещества в зависимости от связующего компонента разделяют на масляные краски; лаки; эмалевые и эмульсионные краски; полимерные, полимерцементные и водоразбавляемые красочные вещества.
Масляные красочные вещества представляют собой суспензии пигментов, иногда с наполнителями, в олифе. Их получают путем тщательного перетирания пигментов в натуральной или искусственной олифе на специальных краскотерочных машинах. Промышленность вырабатывает масляные краски двух типов: густотертые, требующие перед употреблением разбавления олифой, и готовые к употреблению. Густотертые краски содержат минимальное количе-тво олифы — 12—20%, а готовые к употреблению красочные вещества — 30—50% (по массе). Масляные краски применяют с учетом вида олифы, пигмента, их стоимости и атмосферостойкости. Наибольшей атмосферостойкостью обладают краски, приготовленные на 1туральной олифе. Однако краски на искусственных олифах значительно дешевле, хотя и имеют меньшую долговечность. В этой связи составы на искусственных олифах более экономичны для производства внутренних отделочных работ.
Масляные краски на олифах из растительных масел применяют наружной и внутренней окраски по металлу, дереву и просохшей штукатурке.
Лаками называют растворы синтетических или природных смол, битумов и других пленкообразующих веществ в летучих растворителях. После нанесения на обрабатываемую поверхность тонкого слоя лака растворитель испаряется, в результате чего образуется твердая, блестящая, часто прозрачная пленка. Кроме двух основных компонентов лаки содержат еще различные добавки — пластификатор, отвердитель и др., улучшающие свойства лакового покрытия.
В зависимости от пленкообразующих веществ и растворителей лаки разделяют на следующие виды.
Масляно-смоляные лаки — растворы алкидных или других синтетических полимеров (смол), модифицированные высыхающими маслами. Они широко применяются для наружной и внутренней отделки по дереву (мебель, деревянные полы и др.).
Смоляные лаки — растворы некоторых синтетических полимеров (смол) в органических растворителях. Значительное распространение в строительстве получили лаки на основе мочевиноформальде-гидного полимера, перхлорвиниловых и поливинилхлоридных композиций. Так, например, лаки на основе мочевиноформальдегидного полимера применяют и для покрытия паркетных и дощатых полов, для отделки древесноволокнистых и древесностружечных плит. Перхлорвиниловые лаки широко используют для лакирования масляных покрытий для придания им большей долговечности.
Битумные (асфальтовые) лаки представляют собой растворы битумов в органических растворителях. Такие лаки образуют пленки черного цвета, обладают высокими антикоррозионными свойствами, атмосфере- и химической стойкостью. Для улучшения свойств битумного лака, снижения его хрупкости при отрицательных температурах в него часто вводят высыхающие растительные масла. Битумные лаки применяют для покрытия металлических конструкций и изделий санитарно-технического оборудования.
Спиртовые лаки и политуры состоят из синтетических полимеров, растворенных в спирте или смеси спирта с другими летучими растворителями. В отличие от лаков политуры имеют в своем составе значительно больше растворителя. Лаки и политуры применяют для отделки изделий из дерева, стекла и металлов.
Нитроцеллюлозные лаки (нитролаки) представляют собой растворы нитроцеллюлозы совместно с пластификатором в органических растворителях. Эти лаки быстро отвердевают, образуя блестящую поверхность пленки коричневого цвета. Их применяют для лакирования мебели и различных изделий из древесины. Нитролаки огнеопасны и при высыхании выделяют вредные пары растворителя. При производстве работ следует тщательно соблюдать установленные правила охраны труда.
Силиконовые кремнийоргантеские лаки получают на основе кремнийорганических полимеров, часто модифицированных другими высокомолекулярными веществами. Они отличаются повышенной температурной устойчивостью и способностью выдерживать кратковременное воздействие высоких температур (до 500°С). Их применяют обычно для окраски дымовых труб, печей и других сооружений, испытывающих при эксплуатации повышенные температуры.
Раствор резального фенолоформальдегидного полимера (бакелитовый лак) широко применяют для защиты сооружений от коррозии. Эмалевыми красками (эмалями) называют красочные вещества, получаемые путем тщательного смешения лака с пигментом. В качестве пигментов для эмалевых красок используют цинковые или титановые белила, кроны различного колера, ультрамарин, железный сурик и некоторые органические пигменты. Эмалц разделяют на масляные, приготовленные на масляных лаках; нитроэмали — на нитролаках; глифталевые — на глифталевых лаках и др. (перхлор-виниловые, алкидно-стирольные, эфиры целлюлозы). Поскольку пленки эмалевых красок при продолжительном воздействии влаги постепенно разрушаются, эмали применяют главным образом для отделки поверхностей внутри помещений с нормальным влажностным режимом.
На основе кремнийорганических полимеров получают эмали КО-174, представляющие собой суспензию пигментов и наполнителей в кремнийорганическом лаке. Эти эмали выпускают различного колера и используют для декоративных покрытий.
Строительные эмали на глифталевой основе используют для внутренних отделочных работ по дереву и штукатурке. Нитроглиф-талевые эмали применяют для внутренней и наружной покраски.
Перхлорвиниловые лаки и эмалевые краски — водостойки и их используют в основном для наружных малярных работ. Их выпускают в виде дисперсии полимера в растворителе. Для получения защитного лакокрасочного покрытия наносят 8—10 слоев эмали.
Эпоксидные эмали получают на основе эпоксидного полимера и органических растворителей (ацетона, толуола и др.). Применяют для защиты металлических конструкций.
В настоящее время защита конструкций и сооружений органическими лакокрасочными покрытиями находит все более широкое применение вследствие простоты выполнения и относительной экономичности работ. Но используют также и неорганические связующие вещества.
К водоразбавляемым красочным веществам следует отнести водо-известковые и водо-цементные краски, силикатные краски, водо-клеевые и казенно-клеевые составы. Эти краски изготовляют бычно на месте работ путем разбавления водой неорганических веществ до малярной консистенции.
Водо-известковые краски приготовляют с использованием воздушной или гидравлической извести и щелочестойких пигментов. Для предотвращения чрезмерно быстрого высыхания пленки в состав краски вводят хлористые соли (поваренную соль). Красочная пленка образуется благодаря процессу карбонизации извести. Эти краски не обладают долговечностью, однако они широко используются в строительстве благодаря их относительной дешевизне и простоте нанесения на покрытия. Известковые красочные составы применяют главным образом для окраски кирпичных стен, штукатурок, бетонных поверхностей и внутренней отделки некоторых промышленных зданий и сооружений.
Цементные краски являются более атмосфероустойчивыми (по сравнению с известковыми). В их состав входят белый портландцемент, известь-пушонка, щелочестойкий пигмент и некоторые другие компоненты, например хлористый кальций, стеарат кальция и гидрофобизирующие добавки, повышающие водостойкость краски. Образование прочной пленки красочного вещества обусловлено гидратацией цемента и затвердеванием суспензии. Такие краски готовят на заводе и в сухом виде доставляют на место работ. Перед употреблением их разбавляют водой до малярной консистенции. Применяют для отделки фасадов зданий и стен внутренних помещений (бетонных, кирпичных, оштукатуренных) с повышенным влажностным режимом эксплуатации.
Клеевые краски представляют собой суспензии пигмента и наполнителей (мел) в водном коллоидном растворе малярного клея. Их приготовляют обычно на месте работ. Клеевые краски наносят на хорошо подготовленную, загрунтованную поверхность. Они не водостойки и поэтому их применяют для окраски стен и потолков сухих помещений.
Для приготовления казенно-клеевых, красочных составов используют сухие смеси, состоящие из измельченного казеина, извести-пушонки, щелочестойкого пигмента и некоторых добавок. Перед употреблением на месте работ сухие смеси смешивают с горячей водой. Казенно-клеевые краски являются более прочными и водостойкими, чем обычные составы на основе животных клеев. Их используют для окраски наружных оштукатуренных стен и отделки внутри помещений.
Силикатные краски представляют собой смеси из растворимого калиевого стекла, щелочестойких пигментов и наполнителей (мела, талька, диатомита, трепела и др.). Их приготовляют на заводах в виде густотертых цветных паст или сухих смесей, состоящих из наполнителей и пигмента. Перед началом работ пасты разбавляют водой до малярной консистенции, а сухие краски смешивают с растворимым калиевым стеклом. Пленка силикатной краски становится прочной и малорастворимой в воде вследствие гидролиза силиката калия и образования нерастворимых силикатов кальция и водного кремнезема. В силикатные краски вводят щелочестойкие пигменты.
Пленкообразующее вещество — силикат калия (K2SiO3) — подвергается гидролизу K2SiO3 + 3Н2О = 2KОН + SiO2∙2Н2О. Образовавшийся гидрат кремнезема обладает также вяжущими свойствами, а едкая щелочь связывается наполнителем — диатомитом или трепелом: 2КОН + mSiO2 = K2О∙mSiO2 + Н2О.
Силикатные краски достаточно атмосферостойкие и используются для окраски фасадов зданий. Наиболее атмосферостойкие красочные покрытия получаются при окраске поверхностей свежего цементного бетона, содержащего свободную гидроокись кальция, а также цементной и известковой штукатурки. Силикатными красками окрашивают деревянные конструкции и изделия для защиты древесины от возгорания.