Самостійна робота студента №30

з теми «Будова і властивості бітумних речовин як продуктів переробки нафти»

Бітуми відносяться до найбільш поширених органічним в'яжучим речовин.

Елементарний склад бітумів коливається в межах: вуглецю 70 - 80%, водню 10 - 15%, сірки 2 - 9%, кисню 1 - 5%, азоту 0 - 2%. Ці елементи знаходяться в бітумі у вигляді вуглеводнів та їх сполук із сіркою, киснем і азотом. Хімічний склад бітумів вельми складний. Так, у них можуть знаходитися граничні вуглеводні від С9Н20 до С30Н62. Всі різноманітні сполуки, що утворюють бітум, можна звести в три групи: тверда частина, смоли та олії.

Тверда частина бітуму - це високомолекулярні вуглеводні та їх похідні з молекулярною масою 1000-5000, щільністю понад 1, об'єднані загальною назвою асфальтени ". У асфальтенів містяться карб, розчинні тільки в СCl4, і карбоіди, не розчинні в олії і летких розчинниках. До складу бітумів можуть входити також тверді вуглеводні - парафіни.

Смоли являють собою аморфні речовини темно-коричневого кольору з молекулярною масою 500-1000, щільністю близько 1. Масляні фракції бітумів складаються з різних вуглеводнів з молекулярною масою 100-500, щільністю менш 1.

За своєю будовою бітум представляє колоїдну систему, в якій дисперговані асфальтени, а дисперсійної середовищем є смоли та олії. Асфальтени бітуму, дисперговані у вигляді частинок розміром 18-20 мкм, є ядрами, кожне з них оточене оболонкою убутної щільності - від важких смол до мастил.

Властивості бітуму, як дисперсної системи, визначаються співвідношенням що входять до нього складових частин: масел, смол і асфальтенів. Підвищення змісту асфальтенів і смол тягне за собою зростання твердості, температури розм'якшення і крихкості бітуму. Навпаки, масла, частково розчиняють смоли, роблять бітум м'яким і легкоплавких. Зниження молекулярної маси масел і смол також підвищує пластичність бітуму.

Парафін, що міститься в нафтових бітумах, погіршує їх властивості, підвищує крихкість при знижених температурах. Тому прагнуть до того, щоб зміст парафіну в бітумі не перевищувала 5%.

Склад визначив практичні способи перекладу твердих бітумів в робочий стан: 1) нагрівання до 140-170 ° С, розм'якшуються смоли і збільшує їх розчинність в оліях; 2) розчинення бітуму в органічному розчиннику (зелене нафтове масло, лакойль та ін) для надання робочої консистенції без нагріву (холодні мастики і т. п.); 3) емульгування та отримання бітумних емульсій та паст.

Фізико-хімічні властивості. Поверхневий натяг бітумів при температурі 20-25 ° С складає 25-35 ерг/см2. Від змісту поверхнево-активних полярних компонентів в органічному в'язкому залежить змочуються здатність в'яжучого та його зчеплення з кам'яними матеріалами (порошкоподібними наповнювачами, дрібним і великим заповнювачем). Міцні хемосорбціонние зв'язку бітум утворює з наповнювачем з вапняку, доломіту з великою кількістю адсорбційних центрів у вигляді катіонів Са3 + і Ме 2.

Старіння - процес повільного зміни складу і властивостей бітуму, що супроводжується підвищенням крихкості і зниженням гідрофобності. Прискорюється під дією сонячного світла і кисню повітря внаслідок зростання кількості твердих крихких складових за рахунок зменшення вмісту смолистих речовин та масел.

реологічні властивості бітуму залежать від групового складу і будови. Рідкі бітуми, що мають структуру типу золь, ведуть себе як рідини, перебіг яких підпорядковується закону Ньютона. Тверді бітуми, що мають структуру типу гель, відносяться до в'язко-пружним матеріалами, тому що при додатку до них навантаження одночасно виникає пружна (оборотна) і пластична (необоротна) складові деформації. Для опису процесу деформування в'язко-пружних тел використовують реологічні модель Максвелла та ін

Хімічні властивості. Найбільш важливою властивістю є хімічна стійкість бітумів та бітумних матеріалів до дії агресивних речовин, що викликають корозію цементних бетонів, металів та інших будівельних матеріалів. За даними Н. А. Мощанского, бітумні матеріали добре чинять опір дії лугів (з концентрацією до 45%), фосфорної кислоти (до 85%), а також сірчаної (з концентрацією до 50%), соляної (до 25%) та оцтової (до 10%) кислот. Менш стійки бітуми в атмосфері, що містить оксиди азоту, а також при дії концентрованих розчинів кислот (особливо окисляючих). Асфальт розчиняється в органічних розчинниках. Завдяки своїй хімічній стійкості та економічності бітумні матеріали широко застосовують для хімічного захисту залізобетонних конструкцій, сталевих труб і ін.

Самостійна робота студента №31 з

теми «Склад і властивості сучасних кровельних, гідроізоляційних і герметизуючи матеріалів»

Покрівельні матеріали.

Житлово-цивільні, промислові, сільськогосподарські і інші будівлі, за винятком таких інженерних споруд, як естакади, мости, труби, різні щогли, мають дах, тобто вимагають виконання покрівельних робіт.

Хороший стан і довговічність будівель, а також витрати на їх зміст багато в чому залежать від якості покрівлі. Покриття даху схильне до добових і сезонних коливань температури, сонячної радіації, дії атмосферних опадів в со-четании з температурними змінами, вітрами, а іноді і шкідливими осіданнями, вы-брасываемыми промисловими підприємствами. Тому для нормальної експлуатації будівель і збереження їх довговічності велике значення мають якість покрівельних матеріалів і їх раціональне застосування. Показники властивостей покрівельних матеріалів визначають при лабораторних випробуваннях зразків. Порядок відбору і випробування об-разцов встановлений державними стандартами або технічними умовами.

Покрівельні матеріали можна умовно кваліфікувати по виду початкового сы-рья, виду терпкої речовини, структурі, формі і зовнішньому вигляду, наявності основи та ін.

По виду початкової сировини покрівельні матеріали підрозділяються на:

- органічні (руберойд, дерев'яні плитки, покрівельна дрань і стружка та ін.);

- мінеральні (азбестоцементні листи і плитки, глиняна черепиця).

По виду терпкої речовини покрівельні матеріали діляться на:

- бітумні рулонні матеріали (пергамін, руберойд);

- дегтевые (толь покрівельний і гідроізоляційний);

- бітумно-полімерні (емульсія ЭГИК, БЛК);

- гудрокамовые (рулонні матеріали РГМ- 420 і РГМ- 350);

- дегтебітумні.

По структурі розрізняють покрівельні матеріали:

- покривні (руберойд покрівельний з крупнозернистою і дрібнозернистою посыл-кой та ін.);

- беспокровные (гидроизол, фильгоизол).

По наявності основи покрівельні матеріали підрозділяються на:

- основні (на картонній і скловолокнистій основі);

- безосновные (отримувані плющенням на каландрах суміші терпких речовин з наповнювачами і добавками в полотнища заданої товщини).

За формою і зовнішньому вигляду покрівельні матеріали розрізняють:

- штучні (листові) - азбестоцементні листи і плитки, листова сталь, гли-няная черепиця, дерев'яні покрівельні матеріали (дошки, плитки, дрань);

- рулонні (покрівельний пергамін, руберойд, толь покрівельний, гидроизол);

- мастичний (бітумні і дегтевые матеріали, модифіковані полімерами і використовувані як самостійні матеріали при пристрої так званых безшовних покрівель).

Гідроізоляційні матеріали.

При пристрої гідроізоляції потрібні матеріали, водо-, що володіють, і гни-лостойкостью і що відповідають ряду специфічних вимог, оскільки на матеріал, уложен-ный на поверхню для захисту від грунтових вод, впливають, окрім води і микро-организмов, ще блукаючі струми.

З цієї причини, вимоги, що пред'являються до гідроізоляційних матеріалів, інші, чим до покрівельних, і, здавалося б промисловість повинні випускати їх в необ-ходимом кількості і потрібної якості за рахунок універсальності властивостей або расширен-ного асортименту.

Проте практика промислового виробництва покрівельних і гідроізоляційних матеріалів склалася так, що виробництво покрівельних матеріалів (таких, як руберойд, пергамін, толь-шкіра і толь броньований) отримало досить широкий розвиток, тоді як виробництво гідроізоляційних матеріалів, порівняно з покрівельними, абсолютно недостатньо і якісно і кількісно.

Загальні вимоги, що пред'являються до гідроізоляційних матеріалів повинні витікати з наступних положень.

При укладанні матеріалу на місце за допомогою гарячих мастик вимагається, щоб він мав достатню міцність навіть при підвищеній температурі, до якої він на-гревается від гарячої мастики.

Матеріал має бути досить міцним і витримувати гідростатичний тиск води і сипкого грунту в місцях нещільного примикання матеріалу до поверхні, що ізолюється.

Проте, якщо матеріал, маючи достатню міцність, не здатний удлинять-ся при виникненні розтягуючих зусиль, яким він не може протистояти, то станеться розрив.

Отже, при розробці нових видів гідроізоляційних матеріалів не-обходимо прагнути до створення матеріалу що має максимальну міцність (близько 30-50 кГ/см2 і вище) і достатнє подовження (50-70 % і вище).

Разом з вимогами по довговічності, гнило- і морозостійкості і іншим показникам, показники по опору розриву і відносному подовженню також мають бути загальними, тобто один показник не повинен виходити високим за рахунок зниження величини іншого показника.

Герметизуючі матеріали

Збірне будівництво житлових і промислових будівель гостро потребує мате-риалах для герметизації стиків між збірними конструкціями. Стики являються наи-более вразливим місцем споруди, бо волога, що потрапляє у стик, призводить до уско-ренной корозії зварних конструкцій стиків, знижуючи тим самим термін служби будівлі.

Незалежно від положення стику герметизуючі матеріали повинні відповідати наступним основним вимогам:

1. повністю оберігати стик від попадання в нього води

2. не допускати фільтрації повітря понад кількість, передбаченого норма-тивами;

3. мати здатність зберігати свої герметизуючі властивості незалежно від атмосферних дій;

4. тривалий час не піддаватися старінню;

5. мати невисоку вартість і виготовлятися з доступної сировини.

Вимоги, що пред'являються до герметиків, як видно вже з цього переліку, яв-ляются досить складними. Якщо ж врахувати вплив різних атмосферних воз-действий в різних кліматичних зонах, то стає ясним, що матеріали для герметизації стиків повинні мати властивості, які ніколи не пред'являлися іншим будівельним матеріалам.

Для герметизації стиків можуть застосовуватися наступні види матеріалів : мас-тики або пасти, плівки, пористі еластичні прокладення і профільовані вироби.

Самостійна робота студента № 32 з теми «Сучасні лакофарбові матеріали. Їх склад і властивості»

Лакофарбовими матеріалами називають вязкожидкого склади, що наносяться на поверхню конструкції тонким шаром, який через кілька годин твердне і утворює плівку, міцно зчіплюється з підставою. До лакофарбових матеріалів відносяться: 1) грунтовки та шпаклівки для підготовки поверхні до фарбування; наносячи їх, отримують однорідні і рівні поверхні, 2) барвисті склади (фарби), які застосовуються у в'язко-рідкому або пасти вигляді, що утворять покриття потрібного кольору; 3) сполучні речовини та пігменти, з яких виготовляють барвисті склади, 4) лаки, що створюють плівку, що відрізняється блиском; 5) розчинники та розріджувачі лаків і фарб; 6) пластифікатори, отверджувачі полімерних фарб та інші спеціальні добавки.

Лакофарбові матеріали застосовують для архітектурного оздоблення фасадів будинків, вони додають приміщенням гарний вигляд, створюють в них необхідні санітарно-гігієнічні умови. Нерідко лакофарбові матеріали допомагають охоронити матеріал конструкції від руйнівних впливів середовища.

Оздоблювальний шар фасаду будівлі першим зустрічає дію дощу, вітру, агресивних газів, що містяться в повітрі, зміни температури середовища. Надаючи лакофарбового покриття водовідштовхувальні властивості і еластичність, можна значно збільшити термін безремонтної служби самої обробки, підвищити довговічність конструкції і поліпшити експлуатаційні якості будівель.

Все ширше застосовують лакофарбові матеріали спеціального призначення. Одні з них є хімічно стійкими, ними покривають металеві та залізобетонні конструкції для запобігання від корозії, інші необхідні для захисту деревини (антисептичні і вогнезахисні фарби для дерева).

Є жаротривкі лаки, якими фарбують промислове обладнання. Санітарно-технічне обладнання, металеві трубопроводи також потребують захисної забарвленні.

Лакофарбова промисловість випускає в основному готові матеріали, перед їх вживанням додають лише розчинники або розчинники. Збірні конструкції і деталі повинні надходити з заводів на будівництво з повною готовністю, тобто в остаточно обробленому вигляді. Для цього на заводах збірних будівельних конструкцій передбачається конвеєрна лінія обробки елементів.

Властивості водорозбавляються ЛКМ залежать від того, які полімери використовувалися як єднальний. Наприклад, плівкоутворювачі на основі чистого акрилу добре зберігають свої властивості в умовах інтенсивного ультрафіолетового опромінення, що дозволяє виготовляти на їх основі фарби для зовнішнього застосування, що перевершують по атмосферостійкості алкідні лакофарбові матеріали аналогічного призначення. Широкий вибір плівкоутворюючих для латексних фарб дозволяє створювати на їх основі ЛФМ різного призначення, що відрізняються простотою застосування і швидким висиханням, а відсутність летких розчинників дає можливість віднести ці склади до категорії екологічно чистих матеріалів.

Укривістость - одна з найважливіших характеристик матеріалу, що дозволяє об'єктивно порівнювати споживчі властивості різних фарб. Продукція більшості західноєвропейських фірм відповідає міжнародному стандарту ISO 6504 / 1, згідно з яким під покриваністю мається на увазі площа, яку можна покрити одним літром фарби (м2 / л). При цьому фарба повинна на 98% вкривати підкладку, забарвлену чорними і білими смугами або квадратами. Чим керуються виробники з третіх країн, визначаючи покриваність своєї продукції, в точності невідомо.

Стійкість. Відразу обмовимося, що ніякі лакофарбові матеріали не здатні успішно протистояти "колупання" цвяшком або хуліганських витівок улюбленого кота. Під цим терміном мається на увазі стійкість до миття, водостійкість (що не одне й те саме), стійкість до стирання, стійкість до впливу хімічних реагентів і здатність протистояти утворенню цвілі.

Хімічна стійкість до дії лугів і кислот. Ряд пігментів змінює свій колір або знебарвлюється при зіткненні з лужними розчинами. Наприклад, малярська блакить в лужному середовищі знебарвлюється, свинцевий залізний крон червоніє. Подібні пігменти не застосовують для виготовлення барвистих складів, що наносяться на поверхню свіжою бетону або цементно-вапняної штукатурки. Лугостійким є майже всі природні пігменти (охри, мумія, умбра, перекис марганцю), а також багато штучні пігменти (титанові білила, оксид хрому, органічні пігменти: яскраво-червоний і оранжевий). Для виготовлення спеціальних кислотостійких фарб застосовують тільки кислотостійкі пігменти (графіт, титанові білила, оксид хрому).