11

Лекція №

Тема. Штучні матеріали та вироби на основі мінеральних в'яжучих речовин.

Мета. Вивчення основних характеристик і галузей застосування штучних матеріалів і виробів на їх основі.

План заняття.

1. Матеріали та вироби на основі портландцементу.

2. Матеріали та вироби на основі вапняних в'яжучих речовин.

3. Матеріали та вироби на основі гіпсових в'яжучих речовин.

4. Матеріали та вироби на основі магнезіальних в'яжучих речовин.

1. Матеріали та вироби на основі портландцементу.

Бетонна суміш на основі портландцементу використовується для отримання монолітного бетону для міського багатоповерхового будівництва, влаштування дорожніх та аеродромних багатошарових покриттів, збірних залізобетонних виробів та конструкцій, а також штучних виробів різного призначення (стінових, дорожніх, облицювальних, декоративних).

Вироби бетонні стінові дрібноштучні за ДСТУ Б В.2.7-7-94 поділяють на цеглу, каміння й блоки повнотілі та порожнисті, рядові й лицьові, які виготовляють вібраційним методом або вібропресуванням, литтям або іншими способами із легких та важких бетонних сумішей. Вироби застосовують відповідно до будівельних норм та правил для несучих і огороджувальних конструкцій житлових, громадських, промислових і сільськогосподарських будівель, в основному при малоповерховому будівництві.

Вироби виготовляють із різною кількістю, розташуванням і формою порожнин. Товщина зовнішніх стінок порожнистих виробів повинна бути не менше 20 мм, горизонтальної діафрагми в найбільш тонкій частині - не менше 10 мм. Маса однієї цеглини не повинна перевищувати 4,4 кг, каменю — 12 кг, блока — 36 кг.

Лицьові камені бувають із незабарвленими та забарвленими лицьовими поверхнями .

Плити бетонні тротуарні (ГОСТ 17608) виготовляють із важкого та дрібно­зернистого бетонів і застосовують для влаштування збірних покриттів тротуарів, пішохідних зон, садово-паркових і пішохідних доріжок, зупинок на лініях громадського транспорту та автозаправних станціях.

Плити можуть мати різну форму: прямокутну, квадратну, фігурну (довжина та ширина від 200 до1000 мм, товщина від 50 до 100 мм). Плити виготовляють без робочої арматури, одно- чи двошаровими, з верхнім кольоровим шаром бетону, інколи — з рифленою лицьовою поверхнею із заглибленням між виступами до 3 мм.

Для плит застосовують важкий бетон .

Стандартом передбачені вимоги щодо вихідних матеріалів: бездобавковий портландцемент не нижче М400, а також портландцемент з мінеральними добавками до 5%; природні кварцові або подрібнені піски з модулем крупності для важкого бетону - не менше 2, для дрібнозернистого — не менше 2,2; щебінь із природного каменю, гравію і доменного шлаку з найбільшим розміром зерен крупного заповнювача 10 мм - для плит товщиною до 50 мм, 20 мм - з товщиною більше 50 мм. Для виготов­лення бетону застосовують пластифікуючі та повітровтягувальні добавки.

Фігурні елементи брукування (ФЕБ) для дорожніх покриттів відрізняються різноманітністю форм і кольору, що розширює дизайнерські можливості при втіленні нових архітектурних рішень.

Декоративні фасадні плитки (ГОСТ 6927) виготовляють на основі екологічно чистих модифікованих бетонних сумішей. Як головні складники використовують білі цементи, пластифікатори, барвники, дрібний декоративний заповнювач.

При формуванні дрібнозернистих бетонів структура поверхні плитки може іміту­вати цеглу, природний камінь, набувати різних кольорів, а при застосуванні важ­кого бетону плитка може мати скельну або спліттерну (рублену - під тесане при­родне каміння) фактуру. Плитку можна застосовувати одночасно з утеплювачем (наприклад, для фасадів, що вентилюються), здійснюючи монтаж сухим або мок­рим способами. Для зручності монтажу використовують спеціальні пластинки -кламмери. Плитка у 5 разів легша за цеглу, вигідна при доставці та складуванні, під час експлуатації захищає споруди від дії атмосфери, вогню, грибкових утво­рювань.

Декоративні вироби для зовнішнього і внутрішнього застосування (плитки облицювальні, підвіконні дошки, плити парапетні, східці, цоколі, оздоблюючі елементи колон) виготовляють на основі портландцементу (з домішками пігменту) та природних і штучних заповнювачів й наповнювачів. Фактура й колір штучного каменю залежить від співвідношення компонентів. Отримані декоративні вироби є екологічно- та пожежобезпечними, легко оброблюються, їхня середня густина у 1,5...2 рази менше, ніж природного каменю, що виключає необхідність підсилення облицьованих конструкцій.

Черепиця бетонна (ДСТУ Б В.2.7-6-94) випускається із дрібнозернистого бетону хвилястою, плоскою, гребеневою. Для приготування бетонної суміші застосовують поряд із звичайним білий та кольоровий портландцементи, а також шла-колужні в'яжучі. Як заповнювач використовують кварцовий пісок, в тому числі подрібнений.

При виготовленні пофарбованої черепиці як барвник застосовують сурик залізний, оксид хрому та пігменти органічні у визначеній кількості для надання червоного, зеленого та інших кольорів.

Черепицю виготовляють прокатуванням, пресуванням, екструзією, вібропресуванням та іншими способами. На цей час найбільш широко використову­ють прес-прокатну технологію або вібропресування. Прес-прокатна технологія передбачає формування на стрічці, що складається з фігурних піддонів і безперервно рухається. При формуванні верхній шар суміші додатково ущільнюють ва­ликом. Тепловолога обробка виконується на піддонах.

Бетонну черепицю використовують для покрівель житлових, громадських та виробничих будівель з кутом нахилу від 15 до 90.

Довговічність даху з бетонної черепиці становить біля 100 років, але практично цей термін скорочується за рахунок недовговічності дерев'яного в'язання даху (каркаса), який щонайбільше через кілька десятків років потребує віднов­лення. Головною перевагою будь-якої черепиці є її невеликі розміри, що спро­щує транспортування і монтаж на дахових схилах, особливо на поверхнях склад­ної конфігурації. Як недолік бетонної черепиці слід розглядати відносно велику масу.

Залізобетон — композиційний будівельний матеріал, властивості якого обумовлені спільною роботою матриці, що представлена бетоном, та армуючим ком­понентом у вигляді сталевої арматури.

Незважаючи на деякі недоліки залізобетону як конструкційного матеріалу (висока власна маса виробів та конструкцій, значна тепло- і звукопровідність), він має широке застосування завдяки високим механічним властивостям, довговічності, вогнестійкості, гігієнічності, доступній сировинній базі при відносній простоті виготовлення виробів, економії металу в деяких конструкціях, незнач­них експлуатаційних витратах, можливості створення на його основі різноманіт­них архітектурних форм.

Азбестоцементні вироби та конструкції представлені широкою номенклатурою, яка нараховує понад 40 видів, в тому числі профільовані листи (хвилясті та напівхвилясті для покрівель і облицювання стін); панелі покрівельні та стінові з теплоізоляційним шаром для опалюваних і неопалюваних будівель; труби напір­ні й безнапірні та з'єднувальні муфти до них; вироби спеціального призначення (архітектурно-будівельні, санітарно-технічні, електроізоляційні).

Виготовлення азбестоцементних виробів має деякі особливості. Природний азбест характеризується недостатнім ступенем розпушування, тому для виготовлення азбестоцементних виробів його піддають розпушуванню сухим, напівсухим та мокрим способами. Розпушування виконують у дві стадії: на першій стадії від­бувається руйнування зв'язків між фібрилами (скупченнями волокон), а на дру­гій — розщеплення фібрил на окремі волокна.

Азбестоцементні труби виготовляють для напірних та безнапірних трубопроводів, меліорації, димових та вентиляційних каналів, сміттєпроводів та телефонізації.

Азбестоцементні труби (порівняно з металевими) в 2...4 рази дешевші й у 3...4 рази легші, на них не діють блукаючі струми. До недоліків азбестоцементних труб слід віднести крихкість, а також низьку кислотостійкість, яку можна підвищити, застосовуючи спеціальні цементи.

Азбестоцементні короби розтрубного типу призначені для систем вентиляції та кондиціонування повітря в будівлях різного призначення. Короби виготовляють завдовжки 3,1 м з товщиною стінок до 10 мм і внутрішніми перерізами 150x150, 150x200, 200x200, 200x300 і 300x300 мм.