47) Разновидности тяжелых бетонов. Гидротехнический бетон

Гидротехнический бетон в отличие от обычного тяжелого бетона характеризуется повышенной плотностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью, низким тепловыделением, стойкостью против воздействия агрессивных вод. Для придания бетону таких свойств применяют сульфатостойкий и пуццолановый портландцемент, высококачественные заполнители с хорошо подобранным зерновым составом, обеспечивают тщательное приготовление и укладку бетонной смеси, а также правильный уход за твердеющим бетоном.

Дорожный бетон

Дорожный бетон применяют для устройства покрытий на автомагистралях, дорогах промышленных предприятий и городских улицах. В процессе эксплуатации покрытия подвергаются не только воздействию транспортных средств, но и влиянию атмосферных условий (многократное увлажнение и высыхание, замораживание и оттаивание), поэтому к дорожному бетону предъявляют повышенные требования по прочности, плотности износо- и морозостойкости. Дорожный бетон должен иметь достаточно высокую прочность на изгиб в пределах 4 — 5,5 МПа при марках МЗОО — М500, морозостойкость его обычно характеризуется марками МРЗ 150 и МРЗ 200.

Декоративный бетон

Декоративные бетоны используются для повышения эстетической выразительности зданий и сооружений. Бетон данного вида получают за счет применения цветных составляющих — белого и цветного цементов, щелочестойких пигментов, заполнителей из цветных горных пород. Декоративный бетон наряду с требованиями к его цвету и внешнему виду должен удовлетворять повышенным требованиям в отношении прочности, плотности и долговечности, так как он является наружным слоем железобетонных изделий и в первую очередь подвергается атмосферным воздействиям, а в ряде случаев и истиранию. Марка декоративного бетона обычно М150, а морозостойкость — МРЗ 50.

Жаростойкий бетон

Жаростойкий бетон способен сохранять свои физико-механические свойства при длительном воздействии высоких температур. В зависимости от степени огнеупорности жаростойкие бетоны разделяют на: высокоогнеупорные t > 1770оС, огнеупорные -1580 — 177ОоС и жароупорные — ниже 1580оС. Для приготовления жаростойких бетонов в качестве вяжущих используют глиноземистый цемент, портландцемент, шлакопортландцемент и жидкое стекло с добавкой кремнефтористого натрия. Заполнителями и тонкомолотыми компонентами служат металлургические шлаки, бой керамических и огнеупорных материалов, базальт, диабаз, андезит, артикский туф и др. Жаростойкие бетоны в зависимости от вида исходных материалов имеют марки М100-М250. Применяют их для футеровки промышленных печей, подов вагонеток туннельных печей, фундаментов доменных и мартеновских печей, дымовых труб и др.

Особо тяжелые бетоны

Особо тяжелые бетоны применяют для защиты обслуживающего персонала атомных электростанций от радиоактивных излучений. Установлено, что наиболее опасные для человеческого организма гамма-лучи и нейтронное излучение эффективно поглощает бетон, который имеет высокую плотность и содержит в своем составе компоненты с большим количеством химически связанной воды. Особо тяжелые защитные бетоны приготовляют на заполнителях: магнетите, лимоните, барите, металлическом скрапе, чугунной дроби и т. п. Плотность таких бетонов зависит от вида заполнителя и достигает у бетона с магнетитовым заполнителем 4000, а с чугунной дробью 5000 кг/мЗ. В качестве вяжущих используют портландцементы, шлако-портландцементы и глиноземистые цементы. С целью повысить защитные свойства гидратных бетонов (названных так в связи с большим содержанием химически связанной воды) в их состав вводят добавки: карбид бора, хлористый литий и др.

48) Армирование железобетонных конструкций.Армирование конструкций Арматурные элементы и состав процесса армирования ненапрягаемых конструкций. В современном строительстве ненапрягаемые конструкции армируют укрупненными монтажными элементами в виде сварных сеток, плоских и пространственных каркасов с изготовлением их вне возводимого здания и последующим крановым монтажом. Только в исключительных случаях сложные конструкции армируют непосредственно в проектном положении из отдельных стержней (штучная арматура) с соединением в законченный арматурный элемент сваркой или вязкой. Сетка представляет собой взаимно перекрещивающиеся стержни, соединенные в местах пересечения преимущественно сваркой. Плоские каркасы состоят из двух, трех, четырех продольных стержней и более, соединенных поперечными, наклонными или непрерывными (змейкой) стержнями. Применяют плоские каркасы главным образом для армирования Армирование ненапрягаемых железобетонных конструкций состоит из: заготовки (как правило, централизованно) арматурных элементов; транспортирования арматуры на объект строительства, сортировки ее и складирования; укрупнительной сборки на приобъектной площадке арматурных элементов и подготовки арматуры, монтируемой отдельными стержнями; установки (монтажа) арматурных блоков, пространственных каркасов, сеток и стержней; соединения монтажных единиц в проектном положении в единую армоконструкцию. Таким образом, все процессы армирования железобетонных конструкций можно объединить в две группы: предварительное изготовление арматурных элементов и установка их в проектное положениебалок, прогонов, ригелей и других линейных конструкций.

49) Классификация железобетона. Железобетон представляет собой строительный материал котором выгодно сочетается совместная работа бетона и стали крайне отличающихся своими механическими свойствами. Бетон, как и всякий каменный материал, хорошо сопротивляется сжимающим нагрузкам, но он хрупок и слабо противодействует растягивающим напряжениям. Прочность бетона при растяжении примерно в 10... 15 раз меньше прочности при сжатии В результате этого бетон невыгодно использовать для изготовления конструкций, в которых возникают растягивающие напряжения. Сталь же, обладая очень высоким пределом прочности при растяжении, способна воспринимать растягивающие напряжения, возникающие в железобетонном элементе.

Для строительства элементов, подверженных изгибу, целесообразно применять железобетон. При работе таких элементов возникают напряжения двух видов: растягивающие и сжимающие. При этом сталь воспринимает первые напряжения, а бетон — вторые и железобетонный элемент в целом успешно противостоит изгибающим нагрузкам. Таким образом сочетается работа бетона и стали в одном материале — железобетоне.

50) Применение железобетона.

Железобетонные конструкции являются базой современного индустриального строительства. Из железобетона возводят промышленные одноэтажные и многоэтажные здаиия, гражданские здания различного назначения, в том числе жилые дома, сельскохозяйственные здания различного назначения. Железобетон широко применяют при возведении тонкостенных покрытий (оболочек) промышленных н общественных зданий больших пролетов, инженерных сооружений: силосов, бункеров, резервуаров, дымовых труб, в транспортном строительстве для метрополитенов, мостов, туннелей на автомобильных и железных дорогах; в энергетическом строительстве для гидроэлектростанций (ГЭС), атомных установок и реакторов; в гидромелиоративном строительстве для и ирригационных устройств; в горной промышленности для надшахтных сооружений и крепления подземных выработок н т. д. На изготовление железобетонных стержневых конструкций расходуется в 2,5—3,5 раза меньше металла, чем на стальные конструкции. На изготовление настилов, труб, бункеров и т. п. железобетонных конструкций требуется металла в 10 раз меньше, чем на аналогичные стальные листовые конструкции.Рациональное сочетание применения железобетонных, металлических и других конструкций с наиболее рациональным использованием лучших свойств каждого материала имеет большое народнохозяйственное значение. По способу выполнения различают железобетонные конструкции сборные, изготовляемые на заводах стройиндустрии и затем монтируемые на строительных площадках, монолитные, возводимые на месте строительства, и сборно-монолитные, которые образуются из сборных железобетонных элементов и монолитного бетона.Сборные железобетонные конструкции в наибольшей степени отвечают требованиям индустриализации строительства. Применение сборного железобетона позволяет существенно улучшить качество конструкций, снизить по сравнению с монолитным железобетоном трудоемкость работ на монтаже в несколько раз, уменьшить, а во многих случаях и полностью устранить затрата материалов на устройство подмостей и опалубки, а также резко сократить сроки строительства. Монтаж зданий и сооружений из сборного железобетона можно производить и в зимний период без существенного его удорожания, в то время как возведение конструкций из монолитного железобетона зимой требует значительных дополнительных издержек (на обогрев бетона прн твердении и др.).

51) Стойкость цементного камня.

Бетон в инженерных сооружениях в процессе эксплуатации может быть подвержен агрессивному воздействию внешней среды: пресных и минерализованных вод, совместному действию воды и мороза, попеременному увлажнению и высушиванию. Среди компонентов бетона цементный камень наиболее подвержен развитию коррозионных процессов. Следовательно, для того чтобы бетон стойко сопротивлялся агрессивному воздействию внешней среды, цементный камень должен быть водостойким, морозостойким и атмосферостойким.Водостойкость цементного камня. Коррозия цементного камня в водных условиях может быть подразделена на три вида.вид коррозии — разрушение цементного камня в результате растворения и вымывания некоторых его составных частей. Наиболее растворимой является гидроокись кальция, образующаяся при гидролизе трехкальциевого силиката. Хотя растворимость Са(ОН)2 невелика (1,3 г СаО на 1 л при 15°С), но в цементном камне бетона под воздействием проточных мягких вод количество растворенного и вымытого Са(ОН)2 непрерывно возрастает, цементный камень становится пористым и теряет прочность. Следует отметить, что Са(ОН)2 хорошо растворяется в водах, которые содержат в незначительном количестве катионы кальция и магния в виде бикарбонатов Са(НСО3Ь и Mg(HCO3)2, придающих воде временную жесткость.

В то же время все минералы цементного клинкера могут длительное время находиться в водных условиях, но только при определенной концентрации извести в воде — не ниже так называемой равновесной концентрации. При понижении ее минералы растворяются с разложением и выделением в раствор извести. Равновесная концентрация тем выше, чем больше основность минерала. Так. для ЗСаО SiO2nH>)O она равна 1,3 г/л СаО; для ЗСаО • А12О3 6Н2О — 1,1 г/л СаО; для CaO"SiO2• лН2О — 0,05 г/л СаО. При снижении концентрации СаО менее чем на 0,05 г/л происходит полное растворение гидросиликатов с распадом их на Са(ОН)2 и SiO2nH2O, сопровождающееся разрушением цементного камня.

Несколько предохраняет от данного вида коррозии защитная корка из углекислого кальция, образующаяся на поверхности бетона в результате реакции между гидроокисью кальция и углекислотой воздуха

Са(ОН)2 + СО2 = СаСОз + Н2О.

52) Твердение портландцемента. При затворении портландцемента водой сначала образуется пластичное клейкое цементное тесто, которое затем постепенно загустевает, переходя в камневидное состояние. Твердение и есть процесс превращения цементного теста в цементный камень.

Основы теории твердения портландцемента разработаны А. А. Байковым и дополнены В. А. Киндом, В. Н. Юнгом, Ю. М. Буттом, П. А. Ребиндером, Н. А. Тороповым, А. Е. Шейкиным, А. В. Волженским и др. Согласно этой теории при твердении портландцемента различают три периода: растворение, коллоидация и кристаллизация.

При смешивании портландцемента с водой в начальный период происходит растворение клинкерных минералов с поверхности цементных зерен, взаимодействие минералов с водой и образование насыщенного по отношению к клинкерным минералам раствора. По достижении насыщения растворение клинкерных минералов прекращается, но реакции между ними и водой продолжаются. Реакции присоединения воды к клинкерным минералам называют реакциями гидратации, а реакции разложения клинкерных минералов под действием воды на другие соединения—реакциями гидролиза.

Во втором периоде в насыщенном растворе идут реакции гидратации клинкерных минералов в твердом состоянии, т. е. происходит прямое присоединение воды к твердой фазе вяжущего без предварительного его растворения. Продуктами этих реакций являются гидратные новообразования в коллоидном виде. Период коллоидации сопровождается повышением вязкости цементного теста, обусловливающим схватывание цемента.

В третьем периоде протекают процессы перекристаллизации мельчайших коллоидных частиц новообразований, т. е. растворение мельчайших частиц и образований крупных кристаллов. Кристаллизация сопровождается твердением цементного теста и ростом прочности образовавшегося цементного камня.

53) Портландцемент. Его состав и сырье. Портландцемент — продукт тонкого измельчения клинкера, получаемого обжигом до спекания, т. е. частичного плавления сырьевой смеси, обеспечивающей преобладание в нем высокоосновных силикатов кальция (70...80 %). Для регулирования схватывания и некоторых других свойств при помоле клинкера в цемент добавляют небольшое количество гипса (1,5...3,5 %). В соответствии с ГОСТ 10178—85 за таким бездобавочным цементом сохранено название портландцемент (ПЦ-ДО). Ш Сырье и производство.

Для получения доброкачественного портландцемента химический состав клинкера, а следовательно, и состав сырьевой смеси должны быть устойчивы.

Многочисленные исследования и практический опыт показывают, что элементарный химический состав клинкера должен находиться в следующих пределах (% по массе): СаО — 63...66; SiO2 — 21...24; А12О3 — 4...8; Ре2Оз — 2...4, их суммарное количество составляет 95... ...97 %. Следовательно, для производства портландцемента следует применять такие сырьевые материалы, которые содержат много карбоната кальция и алюмосиликатов (известняки, глины, известковые мергели). Чаще используют искусственные сырьевые смеси из известняка или мела и глинистых пород при соотношении между ними в сырьевой шихте примерно 3:1 (% по массе): СаСО3 — 75...78 и глинистого вещества — 22...25. Вместо глины или для частичной ее замены используют также отходы различных производств (доменные шлаки, нефелиновый шлам и т. п.). Нефелиновый шлам, получающийся при производстве глинозема, уже содержит 25...30 % SiOЈ и 50...55 % СаО; достаточно к нему добавить 15...20 % известняка, чтобы получить сырьевую смесь. При этом производительность печей повысится примерно на 20 %, а расход топлива снизится на 20...25 %. Для обеспечения нужного химического состава сырьевой смеси применяют корректирующие добавки, содержащие недостающие оксиды. Например, количество S1O2 повышают, добавляя в сырьевую смесь трепел, опоку. Добавление колчеданных огарков увеличивает содержание Fe2O3.

В качестве топлива используют природный газ, реже мазут и твердое топливо в виде угольной пыли. Стоимость топлива составляет до 26 % себестоимости готового цемента, поэтому на цементных заводах много внимания уделяется его экономии.

Технология портландцемента в основном сводится к приготовлению сырьевой смеси надлежащего состава, ее обжигу до спекания (получают клинкер) и помолу в тонкий порошок.

Сырьевую смесь приготовляют сухим или мокрым способом (см. 5.2). В соответствии с этим различают и способы производства цемента — сухой и мокрый. В СССР преобладает мокрый способ производства цемента, но все шире внедряется сухой. Важнейшим преимуществом сухого способа производства является не только снижение расхода теплоты на обжиг в 1,5...2 раза, чем при мокром, но и более высокие удельные съемы в печах сухого способа.

Обжиг сырьевой смеси чаще осуществляют во вращающихся печах, но иногда (при сухом способе) в шахтных.

Вращающаяся печь (5.2) представляет собой сварной стальной барабан длиной до 185 м и более, диаметром до 5...7 м, футерованный изнутри огнеупорными материалами. Барабан уложен на роликах под углом 3...4° к горизонту и медленно вращается вокруг своей оси. Благодаря этому сырьевая смесь, загруженная в верхнюю часть печи, постепенно перемещается к нижнему концу, куда вдувают топливо, продукты горения которого просасываются навстречу сырьевой смеси и обжигают ее. Характер процессов, протекающих при обжиге сырьевой смеси, приготовленной по сухому и мокрому способам, по существу, одинаков и определяется температурой и временем нагревания материала в печи.

54) Классификация строительных растворов. По функциональному назначению каждого из них выделяют растворы кладочные, монтажные, штукатурные и специальные. К специальным относятся акустические, тампонажные, гидроизоляционные, рентгенозащитные и др.

В зависимости от используемых минеральных заполнителей различают легкие и тяжелые строительные растворы. Они отличаются средней плотностью: легкие строительные растворы имеют среднюю плотность меньше 1500 кг/м³, тяжелых – более 1500 кг/м³. По вяжущему веществу, входящему в общий состав, выделяют несколько видов строительных растворов. Цементные растворы изготавливаются на основе портландцемента и его разновидностей. Известковые строительные растворы производят на основе воздушной или гидравлической извести. В гипсовых растворах используется строительный или высокопрочный гипс. Смешанные строительные растворы включают в состав два или несколько связующих, как правило, это цемент и известь, также возможно сочетание цемента и глины. В таких строительных растворах известь и глина, будучи добавленными к цементу, выполняют функцию твердых пластификаторов, так как они обладают выраженными водоудерживающими качествами. Присутствие извести или глины в строительном растворе предотвращает интенсивное впитывание воды, содержащейся в растворе, пористым кирпичом, бетоном или бутовым камнем во время кладки.

55) Растворы для каменной кладки. Для кладки каменных штучных материалов и для отделочных (штукатурных) работ применяют растворы различных составов и предназначений. По количеству компонентов в составе растворы подразделяются на простые – с одним вяжущим веществом и сложные – с комбинацией вяжущих. В зависимости от вида конструкции и условий дальнейшей эксплуатации подбирают и состав растворов: цементный, цементно-глиняный, цементно-известковый.

Основной характеристикой раствора является его прочность, т.е. сопротивление нагрузкам сжатия. Марка раствора определяется пределом прочности на сжатие по прошествии 28 суток при температуре от +5 до +25. Необходимую марку раствора получают при соблюдении свойств и соотношения компонентов в строгом соответствии к расчетным показателям, при этом особо обращают внимание на активность вяжущего вещества, период твердения и набора прочности и водоцементное соотношение.

При изменении количества содержания вяжущего вещества, растворы могут быть тощими, нормальными и жирными. Тощий раствор (избыток заполнителя) – рассыпается, затрудняет производство работ и, что важно, не отвечает требованиям прочности. Жирный раствор (избыток вяжущего) – при высыхании растрескивается, выкрашивается. Определить жирность раствора можно еще в момент приготовления и внесением соответствующих компонентов довести его до нормальной консистенции.

Количество и свойства вяжущего вещества, а так же введение в раствор высокодисперсных добавок оказывает влияние на способность раствора удерживать влагу в процессе твердения (особенно на пористых основаниях). Преждевременная потеря влаги ведет к растрескиванию швов кладки (или штукатурного слоя), несоответствию раствора проектной прочности и угрозе разрушения конструкции.

При ведении каменной кладки немаловажным свойством раствора является его подвижность, влияющая на удобство его использования в производстве кладочных работ. Удобоукладываемость раствора оказывает влияние на сроки производства работ и, как следствие, на общую экономическую эффективность. Для пустотелого (эффективного) кирпича выбирают растворы с низким показателем подвижности (чуть выше чем для штукатурных работ), для полнотелого – средним, для забутовки – высоким.

Наиболее распространенным в применении является цементный раствор. Такой раствор имеет наиболее высокие прочностные показатели и может применяться в любом виде кладки (в т.ч. наружных и подземных конструкций). Недостатком цементного раствора является его низкое сопротивление потерям тепла, поэтому в стеновой кладке его рекомендуется применять только в облицовочном слое, используя на внутреннем слое «теплые» растворные смеси (сложные и известковые).

56) Отделочные растворы. К отделочным растворам относятся штукатурные (для наружных и внутренних работ) и декоративные, применяемые для наружной отделки фасадов зданий и внутренних отделочных работ.

Для отделочных растворов решающее значение имеют не прочность, а удобоукладываемость и сцепление с основанием.

Наибольшая сила сцепления раствора с основанием, как показали исследования проф. Н. А. Попова, не всегда соответствует наибольшей прочности данного раствора на сжатие (табл.29). Поэтому отделочные растворы проверяют на прочность сцепления с основанием. Для этого делают «пробные карты», оштукатуривая небольшой участок стены (не менее 0,5 м1) раствором, содержащим различное количество воды, или изготовляют специальные образцы для определения сцепления раствора с основанием при разной дозировке воды.

Состав штукатурных растворов зависит от условий эксплуатации и рода основания. В обычных условиях (относительная влажность воздуха в помещениях до 60%, наружные стены не подвергаются си-стематическому увлажнению) рекомендуется штукатурить:наружные стены и перекрытия из кирпича, камня и бетона цементно-известковыми и известковыми растворами;те же конструкции из дерева и гипсобетона известково-гипсовыми растворами (для дерева—по драни);те же конструкции внутри помещений известково-гипсовыми и гипсовыми растворами.В условиях повышенной влажности (помещения с относительной влажностью воздуха больше 60%, наружные конструкции — цоколи, карнизы и т. п. — подвергаются систематическому ув-лажнению) для штукатурки следует применять смешанные (це-ментно-известковые) и чисто цементные растворы.

57) Специальные растворы. Гидроизоляционные, или водонепроницаемые, растворы применяют для оштукатуривания внутренних поверхностей специальных сооружений — тоннелей, хранилищ и др. Это жирные цементнопесчаные растворы состава (1:1)... (1:3), в которые вводят добавки-уплотнители: церезит, жидкое стекло, алюминат натрия, хлорид железа, полимеры, битумную эмульсию. Цементные растворы с добавкой церезита — самые распространенные из водонепроницаемых. Церезит — материал заводского изготовления — состоит из извести, олеиновой кислоты, аммиака и водного раствора сульфата аммония. Это желтоватая или белая сметанообразная смесь, состоящая из 30...40 % нерастворимых взвешенных частиц и 70...60 % воды. В растворы вводят церезитовое молоко, состоящее из 1 мае. ч. церезита и 10 мае. ч. воды. Зимой точку замерзания церезита понижают добавкой в него около 10 % денатурированного спирта. В жирных цементных растворах, затворенных церезитовым молоком, при твердении церезит заполняет мелкие поры, уплотняет раствор, делая его водонепроницаемым. Цементные растворы на церезите медленно схватываются, слабо сцепляются с предыдущим слоем штукатурки, сползают с него. Применяют такие растворы не позднее чем через 1 ч после их приготовления. Церезитовые растворы использут также при устройстве водонепроницаемых плиточных полов. Для этой цели рекомендуется следующий состав раствора (в частях по объему): 1: (0,1...0,2) :0,12: (2...3) (цемент:глина:церезит:песок). Цементные растворы на жидком стекле получают путем затворения сухих цементно-песчаных смесей разведенным в воде до требуемой плотности жидким стеклом. Растворы на жидком стекле быстро схватываются (через 1...2 мин после их затворения). Поэтому такие растворы готовят малыми порциями и сразу же используют. Затвердевая, жидкое стекло образует на штукатурке водонепроницаемую и огнестойкую пленку. Пленка эта легко разрушается под действием углекислоты воздуха, поэтому накрывку выполняют жирным цементным раствором с железнением поверхности. Для этого поверхность штукатурки посыпают сухим цементом и заглаживают стальной гладилкой. Растворы на жидком стекле не только водонепроницаемы, они непроницаемы для нефтепродуктов— керосина, бензина, масел. Быстрое схватывание растворов на жидком стекле позволяет заделывать ими трещины, из которых сочится вода. Цементные растворы с алюминатом натрия получают путем затворения 2...3 %-ным раствором алюмината натрия сухой цементно песчаной смеси состава I: (2...3). Для этих растворов применяют портландцемент и сульфатостойкий портландцемент марки 400 (другие цементы не применяют). Обычно на стройку поставляют 30 %-ный водный раствор алюмината натрия плотностью 1440 кг/м. Его разводят для получения 2%-ного раствора алюмината натрия 15 ч. воды, а для получения 3%-ного — 10 ч. Растворы на алюминате натрия схватываются через 10...30 мин. Температура раствора может быть 10...ЗО°С. Штукатурят таким раствором при температуре воздуха в помещении не ниже 5 °С. Приготовляют раствор сравнительно небольшими порциями и поскольку он хорошо твердеет во влажной среде, штукатурку регулярно увлажняют в течение 3 сут. Растворы с алюминатом натрия применяют для штукатурок по сырым, невысыхающим поверхностям бетона и каменной кладки, для водонепроницаемых цементных стяжек в санузлах, а также для заделки трещин в бетоне, через которые сочится вода. Эти растворы применяют реже, чем растворы на жидком стекле и церезитовые, так как они раздражают кожу и слизистые оболочки, имеют сильную щелочную реакцию. Работать с ними надо в защитных очках, перчатках, резиновых сапогах и фартуке. В помещении, где работают с растворами на алюминате натрия, для оказания первой помощи при ожогах должна быть водопроводная вода и сосуд с нейтрализующим составом — 1 %-ным раствором уксусной кислоты или 0,5 %-ным раствором двууглекислой соды. Растворы для теплоизоляционных штукатурок приготовляют на пористых легких заполнителях, например па перлитовом песке. Составы и способы приготовления таких растворов не отличаются от составов и способов приготовления обычных штукатурных растворов с песчаным заполнителем, их только дольше перемешивают. Поверхности сухих помещений штукатурят раствором состава 1:3 в частях по объему (цемент : древесные опилки, пропитанные известковым молоком). К этому раствору можно добавлять одну часть шлакового или природного песка. Поверхности помещений с высокой влажностью (бани, прачечные) штукатурят раствором состава 1:0,5:1: (З...4) мае. ч. (цемент : известковое тесто : асбест:песок). Растворы для акустических штукатурок приготовляют па портландцементе, шлакопортландцементе, гипсовом вяжущем, извести,каустическом магнезите и легком пористом песке с крупностью зерен 3...5 мм. Песок применяют пемзовый, туфовый, керамзитовый, аглопоритовый, из вспученного перлита и т. п. Состав растворов 1:4 в частях по объему (вяжущее: заполнитель); плотность легких растворов 600...1200 кг/м3. Удобны в работе сухие гипсоперлитовые смеси (поставляемые на строительство в бумажных мешках. В состан таких смесей входят вяжущее (гипсовое или ГЦПВ), песок из полученного перлита и замедлитель схватынапин. Сухие смеси для огнезащитных штукатурок содержат и асбест или гранулы из минеральной ваты. Сухие смеси хранят в сухих условиях. Штукатурки поглощают звук, снижают уровень шума; их применяют в помещениях радиостудий, концертных залах, студиях звукозаписи и т. д. Армированые растворы — цементные или цементно-известковые растворы, армированные волокнистыми веществами — асбестом, отходами (очесами) шерстяного и синтетического ткацкого производства. Их применяют для оштукатуривания по металлической сетке, они хорошо заполняют ячейки сетки и создают сплошную поверхность, на которую можно наносить любым способом последующие слои штукатурки. Составы растворов: цементных—1:3, цементно-известковых— 1: (0,1...0,25) :3; в них вводят 0,5... мае. ч. армирующей добавки. Добавку можно перемешивать с известковым молоком либо с сухой цементно-песчаной смесью, которую затворяют известковым молоком.

58) Состав строительных растворов. Строительным раствором называют смесь, состоящую из вяжущего вещества (цемент, известь и прочее), инертных заполнителей (песок, шлак) и воды, добавленной в зависимости от потребной густоты раствора. Растворы применяют для связывания между собой камней, кирпичей и для штукатурных работ. Их различают по ряду показателей. 1. Объемный вес. Тяжелые растворы имеют объемный вес 1700-2200 кг/м³, а легкие или теплые растворы - до 1700кг/м³. В последних песок заменен шлаком или другим инертным материалом, обладающим плохой теплопроводностью. 2. Механическая прочность. По механической прочности растворы характеризуют марками 2, 4, 10, 25, 50, 100 и выше.

Растворы делят на воздушные и гидравлические. Названия растворов - глиняные, известковые, цементные и смешанные, или сложные - зависят от вяжущего вещества входящего в их состав.

Состав раствора обозначают отношением количества вяжущего вещества к количеству инертного заполнителя по объему, например 1 : 3.Известковые растворы обладают малой прочностью. Применяют их для кладки стен малоэтажных зданий. В зависимости от жирности извести, применяют составы растворов от 1 : 2 до 1 : 3, в объемных частях. Известь применяют в виде теста. В последнее время вместо него на строительстве используют молотую негашеную известь. Известковые растворы употребляют также и для штукатурки стен, но в связи с медленным схватыванием извести при штукатурных работах в них добавляют от 0,25 до 1 части строительного гипса на 1 часть известкового теста. Цементные растворы обладают большой прочностью, поэтому их применяют для кладки фундаментов, стен, столбов в сырых местах, при устройстве основания - стяжки по обрезу фундамента для гидроизоляции, а также при штукатурке сырых помещений. Состав растворов - от 1 : 2 до 1:8. В связи с большой жесткостью цементного раствора к нему добавляют известковое или глиняное тесто. Смешанный, или сложный, цементно-известковый или цементно-глиняный раствор бывает различного состава, в зависимости от марки цемента, — от 1 : 1 : 4 до 1 : 1 : 14. В этих формулах первым обозначен цемент, вторым - известь или глина и третьим - песок или шлак, в зависимости от теплопроводности раствора. Глиняные растворы обладают малой прочностью. Их применяют при кладке печей, очагов и при штукатурке стен. В зависимости от жирности глины, применяют составы растворов от 1 : 2 до 1 : 3. Кроме указанных выше растворов, в строительстве применяют для наружной отделки зданий штукатурные сухие терразитовые смеси, состоящие из окрашенных вяжущих и декоративных заполнителей. Терразитовая смесь, смешанная с водой, дает цветной штукатурный раствор. Составы и цвета терразитовых смесей подбирают по соответствующим таблицам. Известковый раствор приготовляют в растворомешалке, куда закладывают известковое тесто, песок и добавляют воду. После перемешивания готовый раствор содержат в ящике и расходуют по мере надобности. Цементные растворы приготовляют в растворомешалках в виде сухой смеси цемента с песком (гарцовка). Воду добавляют в цементный раствор на месте работ. Сухую смесь цемента с песком, или гарцовку, можно хранить не более одних суток.

59) Подвижность и водоудерживающая способность в строительных растворах.Водоудерживающей способностью называют свойство раствора удерживать воду при укладке его на пористое основание. Если раствор обладает хорошей водоудерживающей способностью, частичное отсасывание воды уплотняет его в кладке, что повышает прочность раствора. Водоудерживающая способность зависит от соотношения составных частей растворной смеси. Она повышается при увеличении расхода цемента, замене части цемента известью, введении высокодисперсных добавок (золы, глины), а также некоторых поверхностно-активных веществ. Прочность затвердевшего раствора зависит от активности вяжущего, водоцементного отношения, длительности и условий твердения (температуры и влажности окружающей среды). При укладке растворных смесей на пористое основание, способное интенсивно отсасывать воду, прочность затвердевания растворов значительно выше, чем тех же растворов, уложенных на плотное основание. Прочность строительного раствора зависит от его марки, которую устанавливают по пределу прочности при сжатии после 28 суток твердения при температуре воздуха 5-25 °С. Существуют следующие марки растворов: 4, 10, 15, 50, 75, 100,150, 200 и 300. Морозостойкость растворов определяют числом циклов попеременного замораживания и оттаивания до потери 15% первоначальной прочности (или 5% массы). По морозостойкости растворы подразделяют на марки Мрз от 10 до 300. Подвижность — способность растворной смеси растекаться под действием собственной массы. Подвижность определяют (в см) глубиной погружения в растворную смесь эталонного конуса массой 300 г с углом вершины 30° и высотой 15 см. Чем глубже конус погружается в растворную смесь, тем большей подвижностью она обладает. Степень подвижности смеси зависит от количества воды, от состава и свойств исходных материалов. Для повышения подвижности растворных смесей в них добавляют пластифицирующие добавки, а также поверхностно-активные вещества. Подвижность строительных растворов в зависимости от их назначения и способа укладки должна быть следующей.

60) Битумы и дегти, их свойства

Битумы и дегти представляют собой группу органических вяжущих. Битумы (природные, нефтяные, сланцевые) — вещества, состоящие из высокомолекулярных углеводородов нафтенового, ароматического и метанового рядов и их кислородных, сернистых и азотистых производных, полностью растворимые в сероуглероде. Дегти (каменноугольные, торфяные, древесные) — вещества, состоящие в основном из смеси высокомолекулярных ароматических углеводородов и их кислородных, азотистых и сернистых производных.

Химический состав битумов и дегтей сложен. В нем находится около 200 различных органических веществ. Битумы и дегти обладают рядом общих свойств: 1) при нормальной температуре органические вяжущие — это твердые массы или густые жидкости темного, почти черного цвета; 2) при нагревании они размягчаются (разжижаются), а при охлаждении — отвердевают. Эта особенность позволяет применять их как связующее вещество; 3) они практически не растворяются в воде (а многие и в кислотах), но растворяются в органических растворителях (сероуглероде, хлороформе, бензоле, дихлорэтане и др.). Это позволяет их использовать при изготовлении лаков и мастик; 4) истинная и средняя плотности битумов и дегтей равны, так как они не имеют пористости, следовательно, практически водонепроницаемы; 5) битумы и дегти гидрофобны (не смачиваются водой); 6) учитывая свойства 4 и 5, можно сделать заключение о водостойкости и морозостойкости битумов и дегтей. Указанные свойства позволяют использовать их в качестве кровельных и гидроизоляционных материалов; 7) битумы и дегти имеют аморфное строение, поэтому у них нет определенной температуры плавления, а существуют интервалы размягчения, т. е. при нагревании они постепенно переходят из твердого состояния в вязкожидкое; 8) битумы и дегти при размягчении прочно сцепляются с камнем, деревом, металлом и др. (это свойство носит название адгезии). Используются при применении в качестве вяжущих веществ; переводить в рабочее состояние битумы и дегти можно не только расплавлением и растворением в органических растворителях, но и эмульгированием в воде. (Получение битумных эмульсий производят с помощью специальных добавок-эмульгаторов.)

61) Свойства битумов ( вязкость, пластичность, температура плавления).Физические свойства органических и неорганических вяжущих веществ и материалов, изготовляемых на их основе, различны; Для органических веществ в отличие от минеральных характерны гидрофобность, атмосферостойкость, растворимость в органических растворителях, повышенная деформативность, способность размягчаться при нагревании вплоть до полного расплавления. Эти свойства обусловили применение органических вяжущих для производства кровельных, гидроизоляционных и антикоррозионных материалов, а также их широкое распространение в гидротехническом и дорожном строительстве.Плотность битумов в зависимости от группового состава колеблется в пределах от 0,8 до 1,3 г/см3. Теплопроводность характерна для аморфных веществ и составляет 0,5–0,6 Вт/(м•°С); теплоемкость — 1,8–1,97 кДж/кг•°С. Коэффициент объемного теплового расширения при 25°С находится в пределах от 5•10–4 до 8•10–4°С1, причем более вязкие битумы имеют больший коэффициент расширения; при пониженных температурах — около 2•104°С-1. Устойчивость при нагревании характеризуется: 1) потерей массы при нагревании пробы битума при 160°С в течение 5 ч (не более 1%) и 2) температурой вспышки (230–240°С — в зависимости от марки).Водостойкость характеризуется содержанием водорастворимых соединений (в битуме не более 0,2–0,3% по массе). Электроизоляционные свойства используют при устройстве изоляции электрокабелей.Физико-химические свойства. Поверхностное натяжение битумов при температуре 20–25°С составляет 25–35 эрг/см2. От содержания поверхностно-активных полярных компонентов в органическом вяжущем зависит смачивающая способность вяжущего и его сцепление с каменными материалами (порошкообразными наполнителями, мелким и крупным заполнителем). Прочные хемосорбционные связи битум образует с наполнителем из известняка, доломита с большим количеством адсорбционных центров в виде катионов Са3+ и Ме+2.Старение — процесс медленного изменения состава и свойств битума, сопровождающийся повышением хрупкости и снижением гидрофобности. Ускоряется под действием солнечного света и кислорода воздуха вследствие возрастания количества твердых хрупких составляющих за счет уменьшения содержания смолистых веществ и масел.Реологические свойства битума зависят от группового состава и строения. Жидкие битумы, имеющие структуру типа золь, ведут себя как жидкости, течение которых подчиняется закону Ньютона. Твердые битумы, имеющие структуру типа гель, относятся к вязко-упругим материалам, так как при приложении к ним нагрузки одновременно возникает упругая (обратимая) и пластическая (необратимая) составляющие деформации. Для описания процесса деформирования вязко-упругих тел используют реологическую модель Максвелла и др. (см. разд. 1).Химические свойства. Наиболее важным свойством является химическая стойкость битумов и битумных материалов к действию агрессивных веществ, вызывающих коррозию цементных бетонов, металлов и других строительных материалов. По данным Н. А. Мощанского, битумные материалы хорошо сопротивляются действию щелочей (с концентрацией до 45%), фосфорной кислоты (до 85%), а также серной (с концентрацией до 50%), соляной (до 25%) и уксусной (до 10%) кислот. Менее стойки битумы в атмосфере, содержащей окислы азота, а также при действии концентрированных растворов кислот (особенно окисляющих). Битум растворяется в органических растворителях. Благодаря своей химической стойкости и экономичности битумные материалы широко применяют для химической защиты железобетонных конструкций, стальных труб и др.

Физико-механические свойства. Марку битума определяют твердостью, температурой размягчения и растяжимостью.Твердость находят по глубине проникания в битум иглы (в десятых долях миллиметра).Температуру размягчения определяют на приборе «кольцо и шар», помещаемом в сосуд с водой; она соответствует той температуре нагреваемой воды, при которой металлический шарик под действием собственной массы проходит через кольцо, заполненное испытуемым битумом.Растяжимость характеризуется абсолютным удлинением (см) образца битума («восьмерки») при температуре 25°С, определяемым на приборе — дуктилометре.

62) Рулонные, листовые, кровельные и гидроизоляционные материалы

Рулонные материалы классифицируются по виду вяжущего (битумные, дегтевые, полимерные, битумно-полимерные, смешанные и т.д.) и по структуре полотна (наличие основы, защитного полотна). Модифицируемый битум - самое распространенное вяжущее. В процессе модификации добавляются специальные вещества, благодаря которым устраняются недостатки изначального битума, такие как довольно низкие характеристики морозостойкости и огнестойкости. В то же время сохраняются высокие гидроизоляционные свойства, соотношение цена-качество. Использование в структуре материала таких оснований, как стеклохолст, полиэстер и т.д., обладающих повышенной прочностью и неподверженных гниению, повышает механическую прочность полотна и увеличивает срок службы кровли. Защитный слой может быть как крупнозернистым, так и мелкозернистым. При выборе марки материала с защитным слоем (каменной или цветной минеральной крошкой) с одной или двух сторон полотна, не требуется дополнительная декоративная обработка. По назначению рулонные материалы делятся на кровельные и подкладочные. Кровельные применяются для устройства верхних слоев кровли, подкладочные - для нижних. В зависимости от назначения в обозначения марки вносятся индексы К и П.По виду основного материала гидроизоляцию подразделяют на битумную, минеральную, полимерную и металлическую; по способу устройства - на окрасочную, оклеечную, штукатурную, литую, пропиточную, инъекционную, засыпную и монтируемую; по назначению и конструктивным особенностям - на поверхностную, шпоночную и комплексного назначения (теплогидроизоляция).

63) Асфальтовые и дегтевые бетоны.Асфальтовыми и дегтевыми бетонами называют искусственный материал, получаемый в результате уплотнения специально подобранной смеси, состоящей из щебня (или гравия), песка минерального порошка, битума или дегтя и пека. Применяют их главным образом в дорожном строительстве. • Асфальтовые бетоны в зависимости от вида каменного материала делят на: щебеночные, состоящие из гравия, песка или гравийно-песчаного материала, минерального порошка и битума и гравийные, состоящие из песка, минерального порошка и битума

64) Состав и свойства пластмасс. Пластма́ссы (пласти́ческие ма́ссы) или пла́стики — органические материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения (полимеры). Исключительно широкое применение получили пластмассы на основе синтетических полимеров.Название «пластмассы» означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формироваться и сохранять после охлаждения или отвердения заданную форму. Процесс формования сопровождается переходом пластически деформируемого (вязкотекучего) состояния в стеклообразное состояние.

Пластмассы обладают рядом очень ценных физико-механических свойств. Плотность пластмасс составляет 10...2200 кг/м3. Пластмассы обладают высокими механическими показателями. Так, пластмассы с порошкообразными и волокнистыми наполнителями имеют предел прочности при сжатии до 120... 200 МПа, а предел прочности при изгибе — до 200 МПа. Прочность пластмасс на растяжение с листообразными наполнителями достигает 150 МПа, а стекловолокнистого анизотропного материала (СВАМ) — 480...950 МПа. ' Пластмассы не подвергаются коррозии, они стойки против действия растворов слабых кислот и щелочей, а некоторые пластмассы, например из полиэтилена, полиизобутилена, полистирола, поливинилхлорида, стойки к воздействию даже концентрированных растворов кислот, солей и щелочей; их используют при строительстве предприятий химической промышленности, канализационных сетей, для изоляции емкостей.

65) Из полимербетонов, благодаря их улучшенным потребительским свойствам, можно изготавливать высококачественные строительные материалы:

• изоляционные и защитные покрытия для бетонов

• кладочные растворы для высокопрочного кирпича

• материалы для декоративной отделки фасадов зданий

• атмосферостойкие краски

• шпаклёвки для внутренних и наружных работ

• штукатурки различного назначения

• покрытия для полов и дорог

• изготовление тёплых полов с использованием лёгких заполнителей

• клеевые растворы для облицовочной плитки.

Благодаря высокой пластичности, низкой пористости и способности набирать прочность за короткий промежуток времени полимербетоны можно с успехом использовать для изготовления методами виброформования и литья декоративных изделий малой архитектуры, конструкционных несущих и декоративных накладных деталей для мебели и много других изделий.

В строительстве применяются кумароно-поливинилхлоридные плитки— из поливинилхлоридного и кумаронового полимеров с пластификатором в виде дибутилфталата (наполнитель —древесная мука или размельченный тальк), плитки могут изготовляться любого цвета, они гигиеничны, водо-, морозо- и химически стойки. Фенолъные плитки получают на базе феноло-формальдегидной смолы, отвердителя и порошкообразного наполнителя (органического или минерального), Этот материал обладает высокой прочностью, водоустойчивостью, химической стойкостью, теплоустойчивостью и малым водопоглощением.

Бесшовные полы из поливинилацетатной мастики устраивают одно- или двухслойными. В качестве компонентов применяют поливинилацетатную эмульсию, пластификатор (дибутилфталат), наполнитель (измельченный кварцевый песок) и органический или минеральный пигмент. Гидроизоляционными материалами являются полиэтиленовая и поливинилхлоридная пленки. Они хорошо обволакивают поверхности конструкций, водо-, морозо- и кислотоустойчивы. В строительстве начинают применять пластмассовые трубопроводы, которые долговечны, не требуют антикоррозионных покрытий, обладают меньшей объемной массой, чем металлические. Из пластмасс изготовляют также ванны, умывальники и другие санитарно-технические изделия