39. Материалы и изделия из древесины.

1. Пиломатериалы.

Пиломатериалы – это продукция из древесины, полученные распиловкой колод на части, и дальнейшей продольной и поперечной раскройкой, образованных частей. Их выпускают в виде пиломатериалов: строительное бревно, пластина, четвертины, обрезная доска, не обрезная доска, брус, обапол, шпунтованные доски, фальцованные доски, плинтус, наличники.

2. Полуфабрикаты и изделия из древесины.

К таким изделиям относят:

• паркетные изделия, штучный паркет, паркетные доски, паркетные щиты, мозаичный паркет);

• столярные изделия (оконные и дверные блоки, щитовые двери, фанера);

• древесностружечные плиты ДСП – плиточный материал, изготавливаемый горячим прессованием древесностружечных масс, которые содержат в своем составе полимерные смолы;

• древесноволокнистые плиты ДВП – изготавливают горячим прессованием древесноволокнистой массы, которые содержат для связи полимерные смолы;

• клееные деревянные конструкции (фермы, балки и т.д.);

• цементно-стружечные плиты ЦСП – тонкая стружка, портландцемент и химические добавки;

• арболит – разновидность легкого бетона, заполнителем в которой являются древесные отходы и портландцемент;

• фибролит – смесь деревянной стружки и портландцемента. Используют как акустический и декоративный материал;

• ксилолит – получают из вяжущего, тырсы, раствора хлорида магния и пигментов. Применяется для устройства полов.

40. Начальные сведение о металлах и их свойства.

К металлам относят вещества, которые имеют высокие механические свойства и им характерен специфический (металлический) блеск, значительные электро- и теплопроводность, ковкость. Они хорошо свариваются, работают при высоких и низких температурах. Эти свойства обусловлены наличием в кристаллической решетке электронов, которые способны свободно перемещаться.

Но, металлы имеют и недостатки – большую плотность, склонность к коррозии под действием различных агрессивных сред, существенные деформации при высоких температурах и т.д. Это обусловило применение сплавов металлов – материалов, которые содержат два и более химического элемента.

Металлы и сплавы делят на черные и цветные (медь, алюминий, цинк, никель). К черным металлам относят железо и сплавы на его основе (чугун, сталь). В строительстве более всего используют черные металлы – для изготовления каркасов здания, арматуры в железобетоне, конструкциях мостов, трубопроводов и т.д.

Различают следующие свойства металлов:

• физические;

• химические;

• механические;

• технологические.

Физические свойства – плотность, температура плавления, теплопроводность, коэффициент линейного и объемного расширения и т.д.

Химические свойства – способность материалов вступать в химические взаимодействия с различными веществами и противостоять их вредному воздействию без потери других свойств. Способность противостоять действию агрессивных сред называется коррозионной стойкостью, аналогичная способность неметаллических материалов – химическая стойкость

Механические свойства – способность материалов сопротивляться внешним механическим воздействиям. К основным механическим свойствам относятся прочность, пластичность, твердость, ударная вязкость и др.

Технологические свойства – ковкость, свариваемость, изгибаемость и т.д.

Плотность большинства металлов составляет - , для легких - . Чем меньше плотность, тем, соответственно, легче конструкции из металла. Температура плавления – изменяется при введении в металл добавок и характеризуется диаграммой состояния.

41. Основные металлы, применяемые в строительстве.

1. Углеродистые и легированные стали.

На механические свойства углеродных сталей влияет содержание углерода. При его увеличении повышается прочность, твердость и износостойкость стали, но снижается пластичность и ударная вязкость, а также ухудшается свариваемость.

В марках сталей общего назначения обозначаются группы, на основании которых сталь применяется (А – по механическим свойствам; Б – по химическому составу; В – по механическим свойствам и химическому составу); условный номер стали (по содержанию углерода); дополнительные индексы (сп – спокойная, пс – полуспокойная, кп – кипящая сталь).

БСт1кп – саль группы Б с условным номером 1, кипящая.

Качественную конструкционную углеродную сталь (количество углерода 0,650,7%) делят на две группы:

а). с нормальным содержанием углерода; б). с повышенным содержанием углерода.

05кп – сталь со средним содержанием углерода 0,05%, кипящая;

А12 – автоматная сталь со средним содержанием углерода 0,12%.

Инструментальные углеродистые стали, содержат углерод 0,651,35% и марганца 0,4%. Их делят на качественные и высококачественные .

У7 – инструментальная сталь, качественная с содержанием углерода 0,7%.

У7А – инструментальная сталь, высококачественная с содержанием углерода 0,7%.

Легированными называют, стали, в состав которых вводят легирующие добавки:

- кремний; - марганец; - хром; - никель; - марганец; - вольфрам; - титан; - медь; - кобальт; - фосфор др.

09Г2СД – сталь с количеством углерода 0,09%, марганца – 2%; кремния 1 %; меди – до 1%.

В строительстве применяют низколегированные стали, которые содержат до 2,5% легирующих элементов.

42. Виды обработки стали. Коррозия и способы защиты от нее.

1. Термическая обработка.

А). Обжиг – выполняется для уменьшения твердости, повышения пластичности и вязкости путем нагревания стали до температуры более высокой, чем верхние критические точки на , выдержка при данной температуре с последующим очень быстрым охлаждением.

Б). Нормализация – выполняется для увеличения твердости и прочности, но уменьшении пластичности и основан на нагревании стали, недолгой выдержке при этой температуре и последующем охлаждении на воздухе.

В). Закаливание – основано на нагревании стали, выдержке ее и последующем быстром охлаждении. Выполняют для повышения прочности и твердости.

Г). Отпуск – это термическая обработка, при котором закаленную сталь нагревают, выдерживают, а потом охлаждают. Выполняют для снижения прочности и хрупкости, повышения пластичности.

.2. Химико-термическая обработка.

Состоит в смене химического состава стали на поверхности изделия и последующем проведении термообработки. Различают:

А). Цементация – поверхностное насыщение малоуглеродистой стали с последующим закаливанием и отпуском с целью получения детали с твердой поверхностью и вязкой сердцевиной.

Б). Азонирование стали – процесс поверхностного насыщения стали азотом. Азонирование повышает поверхностную твердость в 1,52 раза по сравнению с цементацией, повышает коррозионную стойкость.

В). Цианирование – единовременное насыщение поверхности стального изделия азотом и углеродом. Повышает твердость, прочность, износостойкость.

Г). Диффузионная металлизация – процесс поверхностного насыщения стали алюминием (алюминирование) и др. Повышает жесткость, износостойкость, коррозионную стойкость

Коррозия – химическое или электрохимическое разрушение металлов под действием окружающей среды. Каждый год от коррозии теряется около 10% произведенных металлов.

Для защиты металлов от коррозии применяют различные методы:

• гальванический метод – электролитическое осаждение солей металлов;

• металлизация – покрытие поверхности детали расплавленным металлом, распылением, сжатым воздухом;

• оксидирование – защита оксидными пленками путем обработки сильными окислителями (азотная, марганцевая, хромовая кислоты);

• лакокрасочное покрытие – механическая защита металла пленкой различных лаков и красок.

43. Начальные сведения о теплоизоляционных материалах.

Теплоизоляционными называют строительные материалы для тепловой изоляции ограждающих конструкций домов, промышленного и энергетического оборудования и трубопроводов. Эти материалы должны иметь коэффициент теплопроводности и среднюю плотность

Классификация теплоизоляционных материалов.

Основным показателем теплоизоляционных материалов является коэффициент теплопроводности , по значению, которого материалы делятся на три класса:

А – малотеплопроводные ;

Б - средне теплопроводные ;

В – повышенной теплопроводности .

Величина называется термическим сопротивлением теплопередаче.

Теплоизоляционные материалы классифицируются по средней плотности:

• ОЛ – особо легкие ;

• Л – легкие ;

• Т – тяжелые .

44. Теплоизоляционные материалы и изделия.

1. Неорганические теплоизоляционные материалы и изделия.

Неорганические материалы характеризуются низкой теплопроводностью, достаточной огнестойкостью, низкой гигроскопичностью, стойкостью против загнивания. Их применяют для утепления строительных конструкций, изоляции горячих и холодных поверхностей. К ним относят:

• минеральную вату. Сырье – горные породы. Стадии изготовления – плавление смеси и получение волокон дутьем и центробежным способом. , диапазон использования: ;

• минеральные плиты – выпускаются в виде листов или рулонов. Для скрепления волокон между собой их пропитывают синтетическими смолами. .

• минеральные маты – изготавливают в виде ковра, которые складываются из слоя ваты между двумя слоями бутмизированной бумаги, стеклоткани или металлической сетки. Размеры: ; .

К неорганическим теплоизоляционным материалам относят минераловатные плиты, цилиндры и полуцилиндры, пористое стекло (пеностекло) и т.д.

2. Материалы из сыпучих горных пород.

Вспученный перлит изготавливают дроблением и последующим выпариванием перлита (вулканическая горная порода), которая содержит гидратную воду. Быстрое нагревание до размягчает породу. Вода при этом переходит в пар и вспучивает зерна, увеличивая объем в 510 раз. Пористость зерен 8090 %, . Используется в виде песка или щебня. На основе перлита в зависимости от вяжущего получают битумоперлит, керамоперлит, стклоперлит и т.д. Эти материалы применяют для изготовления плит, кирпича, штукатурок, легких бетонов.

Вспученный вермикулит изготавливают дроблением и ускоренным выпариванием горной слюды, вследствие чего зерна увеличиваются в 1520 раз. Применяют как эффективную теплоизоляционную засыпку при температуре до , а так же как основу для приготовления теплоизоляционных изделий на разных связях.

Асбесты прочные материалы и изделия изготавливают на основе асбестового волокна в виде бумаги, картона, порошков и т.д. Кроме волокон добавляют склеивающие вещества. Рабочая температура до , коэффициент теплопроводности .

3. Органические теплоизоляционные материалы.

Эти материалы изготавливают в основном из отходов деревообработки и другого растительного сырья волокнистого строения. Применение отходов экономически выгодно и способствует решению экологических задач.

Деревоволокнистые плиты изготавливают из волокон не деловой древесины с добавкой смол, парафина, канифоли и т.д. с последующим горячим прессованием. Применяют для тепло- и звукоизоляции частей сооружений .

Древесностружечные плиты изготавливают горячим прессованием древесных стружек и жидких термоактивных полимеров .

Фибролитовые плиты изготавливают из смеси древесной шерсти, неорганического вяжущего и воды. Изделия формуют под давлением 0,5 МПа и подают в камеру термообработки.

Арболитовые теплоизоляционные материалы изготавливают из смеси коротковолокнистого растительного сырья (тирса, стружка, кострецы, соломенной или камышовой сечки), воды и портландцемента. Фибролит и арболит относят к тяжелому материалу повышенной теплопроводности .

Торфяные теплоизоляционные материалы и изделия изготавливают из торфяной массы, в которую входят антисептики, антипирены, гидрофобизаторы. После просушивания в металлических формах изделия подвергают тепловой обработке, во время которой выделяются смолянистые вещества. Поэтому вяжущие не нужны. .

45. Акустические материалы и изделия.

1. Назначение и классификация.

Акустическими называют материалы, способные поглощать звуковую энергию, а также снижать уровень мощности звуков, которые проходят сквозь них. Такие материалы должны поглощать энергии не менее 20%.

Акустические материалы делят на:

• звукоизоляционные – предназначены для ослабления ударного шума;

• звукопоглощающие – предназначены для гашения наружного (внешнего) шума.

Ударный шум возникает при ударных, вибрационных и других воздействиях непосредственно на конструкцию. Внешний шум возникает от работы оборудования и других источников в воздушной среде.

2. Звукоизоляционные материалы.

Звукоизоляционную способность материала оценивают по разнице уровней звука с обеих сторон ограждающих конструкций и выражаются в децибелах. Ухо человека воспринимает звуковые колебания частотой , причем особенно чувствительны частоты (болевой порог).

Наиболее эффективными являются покрытия с использованием пористых материалов или многослойные конструкции с воздушными прослойками.

Для звукоизоляционных материалов эффективными являются открытые поры, в отличие от теплоизоляционных материалов, где определяющую роль играют закрытые поры.

Эффективными звукоизоляционными материалами являются маты и плиты из минерало - и стекловаты, древесноволокнистые и асбестоцементные плиты, пористая резина, эластичные поропласты и др.

3. Звукопоглощающие материалы.

Звукопоглощающие материалы снижают энергию звуковых колебаний, которые попадают на эти материалы и используются для борьбы с внешним шумом. При акустической отделке интерьеров они выполняют также и декоративную роль. Основная характеристика звукопоглощающих материалов – коэффициент звукопоглощения:

(1)

- количество энергии звуковых колебаний, которая поглощается материалом;

- количество энергии звуковых колебаний, которая попадает на материал

46. Начальные сведения о ЛКМ. Связывающие вещества и компоненты.

ЛКМ – природные или искусственные материалы, которые наносят в вязко-жидком состоянии тонким слоем на строительные конструкции и детали с целью образования пленки для защиты их от вредного воздействия окружающей среды, создания и улучшения санитарно-гигиенических условий. Их делят на:

• основные (краски, лаки, эмали);

• вспомогательные (грунтовки, шпаклевочные смеси, растворы).

.2. Связывающие вещества.

Назначение связывающих веществ состоит в скреплении частичек пигмента и наполнителя с окрашиваемой поверхностью.

Различают следующие связывающие вещества:

• полимеры – применяют в полимерных красках, лаках, эмалях вместе с растворителем, который уменьшает расход растительных масел;

• олифы – применяют в масляных красках. Их делят на три группы:

а). Натуральные олифы – продукт нагревания до льняного или конопляного масла с воздушной продувкой. Для ускорения высыхания в них добавляют сиккативы (соли оксидов свинца); натуральные олифы – продукт полимеризации выходного мономера. После высыхания пленка содержит 100% масла, повышенную водостойкость, эластичность, глянцевитость, атмосферостойкость.

б). Натуральные олифы (уплотненные) – вязкие продукты варения подсолнечного, соевого или хлопкового масла. Уплотнение достигается оксидной полимеризацией (продувкой) до воздуха. Полученные масла разбавляют органическими растворами: олифа-оксоль, оксоль полимеризованная, оксоль-смесь. Пленки имеют большую эластичность, большую склонность к старению, меньшую долговечность.

в). Искусственные (синтетические) олифы – получают из пищевых продуктов. Широко распространены – глифталевая ГФ-166, пентафталевая ПФ-283 и т.д.

Связывающими веществами могут быть каучуки (в каучуковых красках); клеи (животные и казеиновые) – в клеевых красках; _______ целлюлозы – в нитролаках; неорганические вяжущие вещества в – в цементных, известняковых, силикатных красках.

47. Красковые смеси.

1. Масляные краски.

Масляные красковые смеси – получают тщательным растиранием в краскотерках пигментов с олифой. В готовых к применению красках содержание олифы составляет 3050% по массе пигмента. Применяют масляные краски для внешних и внутренних окрасочных работ по дереву, металлу, бетону и штукатурке. Нельзя наносить масляные краски на влажную поверхность.

2. Краски на основе полимеров.

На основе полимеров изготавливают:

1). Эмульсионные краски:

• водоэмульсионные краски – пигментные эмульсии полимеров в воде. Кроме пигментов к этим краскам добавляют эмульгаторы, стабилизаторы и другие дополнительные компоненты. Твердение - 12 часа. Применяют для внутренней и внешней окраски кирпичных, каменных, бетонных, оштукатуренных и деревянных поверхностей. Пожаро - и взрывобезопасны. Нетоксичны.

• Акриловые краски представляют собой суспензию пигментов и наполнителей в акриловом латексе. Применяют там, где и водоэмульсионные краски, а также для окрашивания первоначально загрунтованных металлических поверхностей. Пожаро - и взрывобезопасны. Нетоксичны.

• Поливинилацетатные краски – водные эмульсии полвинилацетата с пигментом и пластификатором. Применяют для внутреннего и внешнего окрашивания бетона, штукатурки и дерева, листовых материалов (картона).

2. Лакомасляные краски – суспензия пигментов в лаках, высыхают вследствие испарения растворителя. При большом количестве связывающего покрытия получается с блеском.

3. Полимерцементные краски – получают, разводя цементные краски поливинилацетатной и другими водными эмульсиями полимеров. Характеризуется хорошим сцеплением, атмосферостойкостью, эластичностью.

3. Краски на основе минеральных вяжущих.

1. В цементных красках связывающим веществом является белый портландцемент. Пигменты в них должны быть щелочно-устойчивыми. Применяют для внешних и внутренних малярных работ по бетону, кирпичу, штукатурке. Ориентировочный состав: цемент – 75%, гашеная известь – 15%, пигмент – 6%, хлорид кальция – 3% (водоудерживающая способность); 15% - гидрофобизирующая добавка.

2. В известковых красках вяжущим веществом является гашеная известь. Пигменты - щелочестойкие (охры). Смеси дешевые, доступные. Для сохранения влаги в смеси для полной карбонизации извести вводят кухонную соль, хлорид кальция.

3. В силикатных красках вяжущим веществом является силикат кальция . Дополнительно вводят щелочестойкие пигменты (охры, железный сурик) и кремнеземистый заполнитель (мелкий кварцевый песок) для повышения водостойкости. Красят деревянные конструкции для их огнезащиты.

4. Клеевые краски готовятся на животных, растительных или полимерных клеях. Используются для клеевой шпаклевки, грунтовки, наклеивания шпалер, окраски поверхностей и т.д.

5. 3.1. Эмалевые краски.

6. Эмалевой краской называют композицию из лака и пигмента. Пленкообразующими веществами в эмалевых красках являются полимеры. Применяют, в основном, для внутренних отделочных работ. Растворяют эмалевые краски скипидаром, сольвентом, бензином и другими органическими веществами.

7. 2. Лаки.

8. Лаками называют растворы масел, природных и синтетических полимеров, битумов в органических растворителях. Лаки, нанесенные на обрабатываемую поверхность, после высыхания, образуют прочную прозрачную пленку, которая хорошо скрепляется с поверхностью.

9. Лаки делят на светлые (масляные) и черные (битумные и пековые). Лаки, полученные на основе поликонденсационных полимеров, называют алкидными, на основе полимеризационных полимеров – перхлорированные, на основе эфира целлюлозы – нитролаки.

48. Классификация стекла и сырье для его производства.

Стеклом называются все аморфные тела, изготовленные переохлаждением расплавов, базой которых является силикатная основа ( и соединения на его основе): пески, глины, базальты, шлаки, золы, стеклобой и т.д. Вследствие последовательного увеличения вязкости они приобретают свойства твердых тел, причем процесс перехода из жидкого состояния в стеклоподобное может быть обратным.

В зависимости от основных стеклообразующих компонентов по химическому составу различают такие классы стекол:

1). Оксидные:

силикатные ; алюмосиликатные ; силикатотиновые ; алюмосиликатофосфатные и другие.

2). Безкислородные (элементарные ).

По назначению стекла классифицируют: архитектурно-строительные; светотехнические; безопасные; стеклянные трубы; стекловолокно; газостекло; тарное стекло и т.д.).

Сырьевые материалы для производства стекла условно можно разделить на основные и вспомогательные. Основные материалы содержат оксиды, которые образуют основу стекла и определяют его свойства. Основные сырьевые материалы вводят в состав шихты в виде природных соединений:

А). кремнезем - основная часть всех силикатных стекол. Составляет 5575% в смеси. Вводится в виде кварцевого песка, молотых песковиков и кварцитов.

Б). глинозем - составляет 225% смеси. Вводится в виде технического оксида алюминия, полевых шпатов, каолинитов, гранита, вулканического пепла.

В). оксида кальция и магния вводят в количестве до 25% в виде известняка, крейды, мармура.

Г). оксиды щелочных металлов в количестве до 15%. Вводят для снижения температуры варения.

49. Технология изготовления и свойства стекла.

1. Технология изготовления стекла.

Технология изготовления стекла предполагает такие стадии и операции:

1. Обработка сырьевых материалов (дробление, сушка, сортировка);

2. изготовление стеклянной шихты (дозирование и перемешивание компонентов);

3. стекловарение – температурный процесс, во время которого смесь преобразуется в однородный расплав. Стекло варится в ванных печах беспрерывного действия. Варение начинается при и заканчивается при . Осветление стекломассы происходит при . Процесс стекловарения заканчивается охлаждением стекломассы до . При этом масса набирает вязкость необходимую для формования изделий.

4. формование – стеклу придается форма изделия. Различают вертикальное и горизонтальное вытягивание; прокатку; флюат-способ, который основывается на свободном растекании стеломассы на основе из расплавленного олова; прессование; выдувание; прессвыдувание.

5. термическая и химическая обработка выполняется для снятия термического напряжения при неравномерном охлаждении и повышении эксплуатационных свойств стекла.

.2. Свойства стекла.

Стекло имеет аморфную структуру. Это определяет ряд специфических свойств присущих стеклу: прозрачность, прочность, стойкость к атмосферным явлениям, водо- и газонепроницаемость. В строительных конструкциях стекло подвергается различным внешним воздействиям, основными из которых являются: изгиб, растяжение, реже, сжатие. Поэтому, основными характеристиками, которые определяют его качество, является прочность на растяжение и хрупкость.

Прочность стекла при растяжении составляет , при сжатии . Плотность стекла - , теплопроводность . Стекло имеет высокую звукоизоляционную способность (стекло соответствует кирпичной стене толщиной в пол кирпича).

Хрупкость стекла является его основным недостатком и характеризуется отношением модуля упругости к границе прочности при растяжении . Показатель хрупкости для стекла , стали до 500, резины – 0,40,6.

Оптические свойства стекла характеризуются прозрачностью. Обычные оконные стекла пропускают часть светового спектра и не пропускают инфракрасные и ультрафиолетовые промены. Светопропускная способность стекла составляет 8487%.