Будівельні матеріали України

Будівельні матеріали України.

1. Оздоблювальні матеріали на основі мінерального в'яжучого

2. Мікроструктура, склад гіпсових в'яжучих, їх вплив на експлуатаційні властивості матеріалів на основі гіпсових в'яжучих?

3. Пухкі сипучі матеріали, використовувані в якості легких заповнювачів для бетонів і теплоізоляційних засипок

4. Стінові матеріали. Показники їх якості, технологічні прийоми підвищення їх ефективності

5. Різновиди барвистих складів та їх застосування?

6. Алюмінієві сплави, їх застосування в будівництві (плюси і мінуси в порівнянні зі сталлю)

7. Відмінності між водопоглащающими і водопроницающими. Для будь матеріалів за умовами експлуатації дані властивості є визначальними

1. Оздоблювальні матеріали на основі мінерального в'яжучого

Обробка поверхонь інтер'єрів, фасадів будівель та споруд проводиться з застосуванням різних штукатурних розчинів. Розчини складаються із суміші однієї або двох в'яжучих матеріалів, заповнювачів, добавок, пігментів та води. Тверднучи, розчини перетворюються у тверду камневидную масу.

Розчини, що застосовуються в штукатурних роботах, бувають різної рухливості, що в основному залежить від того, для якого штукатурного шару вони використовуються.

Якість розчину забезпечується різними факторами. Свіжоприготовані розчини повинні бути удобоукладываемыми, мати хорошу рухливість, пластичність і водоутримуючу здатність, хорошу прилипаемость (адгезію) до поверхні, повинні швидко тверднути, мати потрібну густоту, не давати великої усадки, не розтріскуватися.

Легкоукладальність – властивість розчину легко наноситися та розподілятися по поверхні, добре заповнюючи при цьому всі нерівності. Ці властивості притаманні жирним пластичним розчинів (глиняних, вапняних, змішаним). Жорсткі цементні розчини не володіють такими властивостями.

Водоутримуюча здатність – це властивість розчину, нанесеного на пористу основу, повільно віддавати воду.

Пластичність – це властивість розчину приймати і зберігати форму, надану йому за допомогою інструменту.

Для отримання удобоукладываемого пластичного розчину необхідно, щоб всі порожнечі між зернами заповнювача (піску) були розсунуті тестом з в'яжучого з деяким надлишком. Порожнечі між піщинками займають в середньому 35% всього обсягу піску. В'яжучого для приготування розчину повинно бути на 10-20% більше, ніж пустот. Практика показує, що якщо змішати 4 частини грубозернистого і одну частину дрібнозернистого, то вийде складу з найменшою кількістю пустот. Виходить оптимальна (компактна) упаковка в'яжучого та піску, причому в'яжучий заповнює порожнечі між пескчинками. Для отримання розчинів хорошої якості слід правильно розрахувати підбір складу розчину.

Рідкі розчини застосовують для обризга, напіврідкі для накривки, полугустые для грунту і густі для товстих нальотів штукатурки. Збільшуючи кількість води в розчині, переходимо від густих до рідких розчинів.

Збільшуючи в розчині в'яжучий, підвищується її пластичність та легкоукладальність.

Для підготовчих шарів штукатурки розчини підрозділяються на извествовые, вапняно-гіпсові, цементно-вапняні, цементні. Вапняні розчини складаються з вапняного тесту і піску. Кількість піску залежить від якості застосовуваної вапна. Склади розчинів: 1:1; 1:1,5; 1:2; 1:2,5; 1:3; 1:3,5 і 1:4 (вапняне тісто: пісок). Розчини з надлишком вапна розтріскуються. Розчини з надлишком піску не розтріскуються, але мають знижену міцність. Міцність розчину характеризується маркою. Марка розчину – це межа міцності при стиску (Мпа) стандартних зразків – кубів з ребрами розміром 70,7 мм, які виготовляють з робочої розчинової суміші і відчувають після 28-добового твердіння. Вапняні розчини виготовляють марок 4 і 10.

Вапняно-гіпсові розчини складаються з вапняного розчину з додаванням гіпсу (на 1 об'ємну частину вапняного розчину беруть від 0,25 до 1 об'ємної частини гіпсу).

Цементно-вапняні розчини складаються з цементу, вапняного тесту і піску. Склади розчинів: 1:1:6; 1:1:9; 1:1:11; 1:2:8; 1:3:12 і 1:3:15 (цемент: вапняне тісто: пісок).

Цементні розчини складаються з цементу, піску і води. Склади розчинів: 1:1; 1:2; 1:3; 1:4; 1:5; 1:6 (цемент: пісок). Склад розчину для підготовчих шарів підбирають в лабораторії, так як його міцність відіграє велику роль при обробці нанесеної декоративної накривки. Якщо декоративну штукатурку передбачається обробляти ударними інструментами (бучардою, троянкой), підготовчий шар повинен бути міцніше накривки. В іншому випадку від ударів інструменту підготовчий шар буде відходити, відвалюватися від поверхні, а зерна крихти будуть вминаться в нього. Для обробки декоративної штукатурки циклями, терками та іншими неударными інструментами підготовчий шар може бути дорівнює по міцності накрывочному. Ці розчини повинні бути такими, щоб виконане з них основу було міцним, однаково пористим і забезпечувала міцне зчеплення нанесеного декоративного шару. Для того, щоб забезпечити необхідну міцність підготовчих шарів, складові частини розчину підбирають залежно від застосовуваної марки в'яжучого.

Таблиця 1. Залежність від марки розчину марки в'яжучого

Якщо верхній шар буде тонким, то підготовчий шар щоб уникнути просвічування роблять кольоровим, застосовуючи пігменти того ж кольору, яким фарбують декоративний розчин. Приготований штукатурний розчин повинен володіти легкоукладальністю, тобто він повинен розстилається під впливом інструменту тонким щільним шаром, заповнювати всі нерівності і добре примикати до основи. Легкоукладальність характеризується рухливістю розчину.

Рухливість розчину називається її здатність розтікатися під дією сили тяжіння. Вона характеризується величиною занурення в розчин стандартного конуса.

Таблиця 2. Рухливість розчину (см) для різних шарів штукатурки

Матеріали для декоративних шарів штукатурки готують у вигляді сухих сумішей. Зазвичай сухі суміші готують на розчинних заводах, де матеріали перевіряють в лабораторії, відважують у певних співвідношеннях і перемішують. На об'єкті сухі суміші розчиняють водою або вапняним молоком. Суміш сухих матеріалів можна зберігати кілька днів у закритих складах або скринях, оберігаючи їх від вологи. Іноді сухі суміші приготовляють на робочих місцях. Доцільно в сумішах застосовувати пісок або крихту різної крупності. Це дає можливість отримати більш щільний розчин і знизити витрату зв'язуючого. Для фарбування розчинів використовують сухі фарби або пігменти в кількості не більше 15% від маси взятих в'яжучих.

Кожен матеріал для приготування сухих сумішей повинен бути однорідним за складом, тому перед дозуванням його перемішують. Компоненти суміші відмірюють ваговим або об'ємним дозатором. Коли застосовують об'ємні дозатори (відра, ковші, банки), насипати в них матеріали треба з однакової висоти. В іншому випадку дози можуть виявитися різної маси, так як матеріал, насыпаемой з великої висоти, краще ущільнюється і більше важить. Суміші перемішують до повної однорідності.

2. Мікроструктура, склад гіпсових в'яжучих, їх вплив на експлуатаційні властивості матеріалів на основі гіпсових в'яжучих

Гіпсові в'яжучі матеріали – повітряні речовини, одержувані з гіпсового каменю або ангідриту. За своїми техніко-економічними показниками вони ставляться до ефективних будівельних матеріалів, що зумовлена величезними запасами природного сировини, відносно низькою витратою палива при їх отриманні, короткими термінами схоплювання і твердіння. Весь технологічний цикл виготовлення виробів на основі гіпсових в'яжучих речовин можна здійснювати в заводських умовах.

Підготовка сировини полягає в його тонкому подрібненні або грубому дробленні до розмірів щебеню або більш великих шматків (до 70-300 мм), що залежить від типу апарату для наступної теплової обробки. Основною операцією є випал сировини з метою часткової або повної його дегідратації. Він може бути низько - та високотемпературний.

При низькотемпературної теплової обробки сировини в апаратах, сполучених з атмосферою (наприклад, у відкритих варильних котлах, сушильних барабанах, шахтних печах та ін), в яких температура підтримується на рівні 110-180⁰ С, продукт випалу стає напівводних гіпсом CaSO₄ •0,5 H₂ O. Ця різновид продукту випалу називається гіпсом β–модифікації і при подрібненні його в найтонший порошок утворюється в'язка речовина, зване будівельним гіпсом.

При низькотемпературної теплової обробки сировини в герметично закритих апаратах (пропарниках, автоклавах та ін), в яких температура підтримується на рівні 95-100⁰ С, а тиск пари – підвищений, рівний 0,15–0,3 МПа (в автоклавах до 0,6 МПа), продукт після часткової дегідратації також стає полугидратом CaSO₄ •0,5 H₂ O, але інший, α–модифікації (добре просушеного і охолодженого напівгідрату). При подрібненні в найтонший порошок утворюється в'язка речовина, зване високоміцним гіпсом. Той же ефект виходить при тепловій обробці (кип'ятіння) сировини у водних розчинах деяких солей, наприклад хлористих кальції і магнії.

Відмінність між обома модифікаціями низькотемпературного гіпсу полягає переважно у розмірі та характер кристалів: кристали α – модифікації – великі у вигляді довгих прозорих голок або призматичні, які формувалися в умовах капельножидкой водного середовища, кристали β–модифікації – дрібні з нечітко вираженими гранями. Якщо перші кристал повністю зневоднюються при температурах 200-210⁰ С, то другі досягають цього вже при температурах 170-180⁰ С. В обох випадках зневоднення не спостерігається помітних змін у кристалічних структурах. Зневоднені полугидраты мають ту ж кристалічну решітку, що і полугидрат. Для виробництва високоміцного гіпсу потрібно сировину (камінь) першого сорту.

Якісні характеристики одержуваних двох видів гіпсу не однакові по ряду показників. Будівельний гіпс – порошок білого кольору щільністю 2,2–2,5 г/см³ . Його середня щільність в пухкому стані 800-1100 і в ущільненому – 1250-1450 кг/м³ . Він володіє високою водовмістом: для отримання тіста нормальної густоти необхідно 50-70% води по масі, а удобоукладываемое тісто у виробничих умовах вимагає до 60-80% води від маси в'яжучого речовини. За термінами схоплювання гіпс розрізняють: клей (початок через 2 хв, кінець – не пізніше 15 хв.), нормально-схоплюється (початок через 6 хв., кінець – не пізніше 30 хв.), медленносхватывающийся (початок – не раніше 20 хв., закінчення тужавлення не нормовано). По межі міцності при стисненні через 1,5 ч. після виготовлення зразків є 12 марок – від М‑1 М‑25 (цифри означають мінімально допустимий межа, МПа). Ця різновид гіпсу має низьку водостійкість, при зволоженні він схильний до повзучості. При більш тонкому помелі продукту випалу з β-напівгідрату сульфату кальцію отримують гіпс формувальний, при використанні сировини підвищеної чистоти – медичний гіпс.

Високоміцний гіпс має щільність 2,72–2,75 г/см³ , а його середня щільність – в тих же межах, що і будівельного гіпсу. Водопотреба для нормальної густоти тесту – близько 40-45%, тобто більш низька, що викликано його зниженою питомою поверхнею і підвищеної крупністю кристалів. Він володіє підвищеною міцністю при стиску (понад 25-30 МПа), але не водостійкий і має тенденцію до повзучості у вологому стані (1-3% вологи). Міцність при розтягуванні в 6-8 разів менше, ніж при стисканні зразків в сухому стані. В останні роки в нашій країні були проведені дослідження з розширення сировинної бази за рахунок зниження змісту вимог до змісту двугидрата кальцію (аж до 3‑го сорту) за рахунок покращеної технології зі зниженням до мінімуму залишкового і вторинного двугидрата та переведенням їх у β-модифікацію гіпсу. Виходить покращений високоміцний гіпс для виготовлення гіпсобетону, розчинів, арболіту і інших виробів.

Будівельний і формувальний гіпс з успіхом використовують при виробництві перегородкових панелей, сухої штукатурки, гіпсолітних деталей, вентиляційних коробів, вогнезахисних і звукопоглинальних виробів і ін.

при температурах 450-750⁰ З розчинний ангідрит переходить в нерозчинний, внаслідок чого тісто з порошкоподібного ангідриту і води практично не твердне. На його базі засновано виробництво ангидритового цементу – продукту випалу природного двоводяного гіпсу при температурі 600-700⁰ З подальшим тонким помелом з додаванням мінеральних речовин. До таких добавок належать суміш сульфату і бисусьфата натрію з мідним купоросом, вапно (2-5%), основний доменний шлак (10-15%) та ін. У присутності зазначених добавок ангідрит взаємодіє з водою і набуває здатність схоплюватися і тверднути. Межа міцності при стисканні у ангидритового цементу становить 10-20 МПа, початок схоплювання настає не раніше 30 хв., кінець – не пізніше 24 год.

Гіпс высокообжиговый (экстрих-гіпс) одержують при випалюванні гіпсової сировини до температур 800-950⁰С, коли продукт випалу знову набуває властивості схоплюватися і тверднути без будь-яких додаткових речовин. Ця «добавка» виникає в обжигаемом сировину внаслідок термічної дисоціації сірчанокислого кальцію (2CaSO₄ →2CaO+2SO₂ +O₂ ) у вигляді вільного оксиду кальцію. Тонко подрібнений порошок і є высокообжиговым гіпсом (эстрих-гіпсом). Початок схоплювання тесту з эстрих-гіпсу настає не раніше 2 ч., але його можна прискорити добавками, наприклад NHSO₄ ; межа міцності при стисненні становить 10-20 МПа, а водостійкість декілька вище, ніж у низькотемпературних гіпсових в'яжучих і ангидритового цементу. Його застосовують для виготовлення декоративних та оздоблювальних матеріалів, наприклад, штучного мармуру, штукатурних розчинів, пристрої безшовних підлог і підготовки підстав під лінолеум і ін

В цілях поліпшення якості эстрих-гіпсу рекомендується застосовувати сировину з вмістом до 5-7% доломітів і вапняків і до 7-10% глинистих домішок. Тоді виникає деяка кількість силікатів, алюмінатів і феритів кальцію, підвищують водостійкість готового продукту випалу. Але її можна підвищити та введенням гідрофобних добавок або мінеральні – шлаку, вапна, портландцементу та ін.

3. Пухкі сипучі матеріали, використовувані в якості легких заповнювачів для бетонів і теплоізоляційних засипок

Для виготовлення легких бетонів використовують швидкотвердіючий і звичайний портландцементи, шлакопортландцемент і в основному неорганічні пористі заповнювачі, хоча для отримання теплоізоляційних і деяких конструкційно-теплоізоляційних бетонів застосовують і органічні заповнювачі: деревну подріблена, подріблена із стебел бавовнику, багаття, подвспененные гранули пінополістиролу (отиропорбетон) та ін.

Неорганічні пористі заповнювачі відрізняються великою різноманітністю, їх підрозділяють на природні і штучні.

Природні пористі заповнювачі отримують шляхом часткового дроблення і розсіву пористих гірських порід (пемзи, вулканічного туфу, вапняку-черепашнику та ін).

Штучні пористі заповнювачі є продуктами термічної обробки мінеральної сировини і поділяються на спеціально виготовлені та побічні продукти промисловості (паливні шлаки й золи, відвальні металургійні шлаки та ін).

Керамзитовий гравій виготовляють шляхом випалу гранул, виготовлених з спучуються глин. Це легкий і міцний заповнювач. Його об'ємна насипна маса коливається від 250 до 800 кг/м³ . У зламі гранула керамзиту має структуру застиглої піни. Спекшаяся оболонка, що покриває гранулу, надає їй високу міцність.

Керамзитовий пісок (зерна до 5 мм) отримують при виробництві керамзитового гравію (правда, в невеликих кількостях), а так само за методом киплячого шару випалюванням сировини у зваженому стані. Крім того, його можна отримувати дробленням некондиційного продукту – зерен гравію розміром більше 40 мм і сваров.

Шлакову пемзу виготовляють на металургійних заводах шляхом швидкого охолодження розплаву металургійних (зазвичай доменних) шлаків, що призводить до спучування. Шматки шлакової пемзи дроблять і фракционируют, отримуючи щебінь пористий.

Гранульований металургійний шлак отримують у вигляді крупного піску з пористими зернами розміром 5-7 мм, іноді до 10 мм у результаті швидкого охолодження розплаву металургійних шлаків.

Спучений перліт виготовляють шляхом випалу вулканічних склоподібних порід (перлітів, обсидианов), які містять невелику кількість води. При температурі 950-1200⁰ С вода виділяється і перліт збільшується в об'ємі в 10-20 разів.

Спучений перліт застосовують для одержання легких бетонів і теплоізоляційних виробів.

Спучений вермикуліт – пористий сипкий матеріал, отриманий шляхом випалу водомістких слюд. Цей заповнювач використовують для виготовлення теплоізоляційних легких бетонів.

Паливні відходи (паливні шлаки й золи) утворюються в якості побічного продукту при спалюванні антрациту, кам'яного вугілля, бурого вугілля та інших видів твердого палива. На основі зол випускають зольний і глинозольный гравій.

Аглопорит одержують при випалюванні глиносодержащего сировини з добавкою 8-10% палива на решітках агломераційних машин. Кам'яне вугілля згоряє, а частинки сировини спікається. Виробництво аглопориту вигідно, коли для його виготовлення застосовують місцеві види сировини: легкоплавкі глинисті і лесові породи, а також відходи промисловості – золи, паливні шлаки і вуглевмісні шахтні породи. Аглопорит випускають у вигляді пористого піску і щебеню.

Шунгизит виготовляють випалюванням шунгитовых сланцевих порід.

Найвигіднішу поєднання показників об'ємної маси, теплопровідності, міцності і витрати цементу для легких бетонів отримують при найбільшому «насиченні» бетону пористим заповнювачем, що можливо лише при компактному розміщенні зерен заповнювача в об'ємі бетону. Тоді в бетоні буде менше цементного каменю, що є найважчою частиною легкого бетону, і знизиться його теплопровідність.

Найбільшу насичення бетону пористим заповнювачем можливо тільки при правильному підборі зернового складу суміші дрібного і великого пористих заповнювачів, а також при використанні ряду технологічних факторів (інтенсивного ущільнення, пластифікуючих добавок та ін).

Пористе скло – блоки і плити, одержувані з подрібненого в порошок скла (скляного бою, ерклеза) в суміші з газоутворювачем (вапняком, антрацитом) і при температурі 900-1000⁰ С. Марки за середньою густиною 200 і 300; теплопровідність при температурі 25⁰ С – 0,09 – 0,10 Вт/(м•К), межа міцності при стисненні 0,5–3,0 МПа. Плити мають пористість до 80-140 мм. Їх застосовують в якості теплоізоляції огороджувальних конструкцій будівель (вкладиші в стінових панелях). Вони поглинають не тільки тепло, але і звукові хвилі.

Комірчасті бетони і силікати застосовують в якості теплоізоляційних матеріалів і виробів при середній щільності нижче 400 кг/м³ . За видом застосованого пороутворювача і в'яжучої речовини їх називають газобетонами, газосиликатами, пенобетонами, пеносиликатами. Ці бетони можуть бути зі змішаним порообразователем і тоді їх називають пеногазобетонами, пеногазосиликатами, керамзитобетонами і т. п. З ніздрюватих бетонів зазвичай виготовляють плити довжиною до 1000 мм, шириною 400, 500, 600 мм, товщиною 80-240 мм. марки за середньою щільністю 350 і 400 кг/м³ , а межа міцності при стисненні для виробів першої категорії якості не менше 0,7–1 МПа і ≥ 0,8–1 МПа для виробів вищої категорії якості; теплопровідність в сухому стані при температурі 25⁰ С складає 0,093–0,104 Вт/(м•К) і менше.

Плити з ніздрюватих бетонів застосовують для теплоізоляції стін і перекриттів, укриття поверхонь заводського обладнання і трубопроводів (пластичні бетони та розчини).

Азбестові і азбестовмісні теплоізоляційні матеріали представлені азбестовим папером, картоном, шнурами різного діаметру та ін., плитами, шкарлупами, сегментами та ін., мастичными ізоляціями із застосуванням порошків.

Штучні азбестоцементні теплоізоляційні вироби виготовляють із суміші розпушеного азбесту V і VI і сортів цементу не нижче марки 300 з допомогою пресування і сушіння. Допускається частково замінювати азбест мінеральною ватою, а цемент – вапняно-трепельным в'яжучою речовиною. Вироби у вигляді плит (1000х500х30 мм), шкаралуп (довжиною 500 мм при товщині 30-40 мм) і сегментів (довжиною 500 мм при товщині 50-80 мм) виробляють з середньої марок 400 і 450, міцністю при вигині відповідно 0,2 і 0,25 МПа і теплопровідністю 0,08–0,09 Вт/(м•К). Використовують для теплової ізоляції поверхонь промислового обладнання і трубопроводів при температурі до 450⁰ С.

З деревних заповнювачів більш перспективними є відходи деревообробки. Деревні заповнювачі отримують головним чином з відходів хвойних порід (ялини, ялиці, сосни та ін) і рідше з відходів листяних порід (осики, берези, бука та ін). Їх піддають попередньої підготовки з метою звільнення від забруднюючих домішок і отримання частинок потрібної форми (дробленка, стружки або деревна шерсть) і розмірів. Кускові відходи деревини переробляють в два етапи. Первинну переробку виробляють з допомогою рубальних машин, в результаті чого отримують технологічну тріску у вигляді ромбовидних шматків з розмірами по довжині волокон деревини 10-40 мм Щепа не придатна для виготовлення ПОЗОВ, так як є занадто великою, і вироби з неї мають велику пористість і низьку міцність. При вторинній переробці на молоткових млинах (дробарках) і стружкових верстатах технологічну тріску перетворюють в подріблена і стружку. Крім спеціально приготовленої стружки застосовують також стружку і тирсу від столярного і меблевого виробництва.

Для деревостружкових плит, плит, фіброліта, теплоізоляційного матеріалу використовують стружку листяних і хвойних порід. При виготовленні виробів із застосуванням цементу стружки мінералізують розчином солі. Тирсу залежно від характеру розпилювання поділяють на два основних види – тирса від поперечного і поздовжнього розпилювання. При поперечного розпилювання виходять більш дрібні частинки з волокнистим будовою. При поздовжньому розпилюванні отримують тирсу кубовидної форми різних розмірів – від великих частинок (7 мм) до пилоподібних.

Середня щільність деревини коливається в широких межах – від 380 до 1100 кг/м³ . Пористість залежить від різних факторів – від крупності частинок, ступеня ущільнення та ін.

Деревні заповнювачі володіють значним водопоглинанням. Вода поглинається оболонками клітин деревини і капілярами, тобто порожнинами клітин, міжклітинними пустотами, а також судинами.

Деревний заповнювач має також гігроскопічністю, причому при поглинанні вологи деревина набухає, що супроводжується тиском розбухання. Набрякання відбувається при поглинанні вологи оболонками клітин, які при цьому збільшуються в обсязі, тоді як поглинання вологи капілярами деревини набухання не викликає.

При висиханні деревного наповнювача відбувається зменшення його обсягу (усушка). Це пов'язано з випаровуванням вологи з клітинних оболонок; при видаленні її з капілярів усушки не відбувається.

Частинки деревного заповнювача володіють пружністю, яка негативно впливає на ефект пресування виробів, тому заповнювач тривало зволожують гарячою водою. В результаті частинки деревини розм'якшуються, стають менш пружними і легше стискаються при пресуванні.

4. Стінові матеріали. Показники їх якості, технологічні прийоми підвищення їх ефективності

Стінові матеріали класифікуються по виду виробів, призначення, виду застосовуваного сировини, способу виготовлення, середньої щільності, теплопровідності, міцності при стисненні та іншими ознаками.

По виду виробів: цегла одинарний 250×120×65 мм і потовщений 250×120×88 мм; стінові камені повномірні 390×190×188, 490×240×188, 380×190×288 мм; додаткові (трехчетвертинки 292×190×188, 367×240×188, 292×190×298 мм); половинки 195×190×188, 245×240×188, 195×190×288 мм; дрібні блоки (масою до 40 кг); великі блоки (масою до 3 т. і товщиною 40...60 см); панелі (одношарові товщиною 20...40 см); багатошарові (товщиною 15...30 см). довжина панелей 6,3; 1,5; 0,75 м; висота кратною 0,6 і зазвичай становить 1,2 і 1,8 м.

За призначенням: зовнішні та внутрішні стіни, перегородки.

По виду застосовуваного сировини: мінеральні (цегла, газобетонні вироби та ін); органічні (стінові вироби з арболіту, деревно - і лигноминеральные камені).

За способом виготовлення: отримуються методом лиття, пластичного формування; методом напівсухого пресування, вібрації, випилювання з гірських порід, складання стінових конструкцій.

За способом твердіння: безобжиговые, що підрозділяються на матеріали, які твердіють в нормальних умовах, при підвищеній температурі, при підвищених температурі і тиску (бетони на пористих заповнювачах, ніздрюваті бетони? Силікатна цегла та ін); випалювальні: цегла та камені керамічні.

За величиною середньої щільності: особливо легкі – величина середньої щільності – до 600; легкі – 600...1300; полегшені – 1300...1600 кг/м³ .

По теплопровідності: низькій теплопровідності з величиною теплопровідності до 0,06; середньої – до 0,018; високою – більше 0,21 Вт/(м∙⁰ С).

По міцності на стиск (марка): стінові кам'яні матеріали високої, середньої і низької міцності (таблиця 1).

За способом зведення: збірні, монолітні та збірно-монолітні.

По конструкції: одношарові і багатошарові.

За характером виконання статичного навантаження: несучі, самонесучі, ненесучі.

По вогнестійкості: вогнетривкі (не спалахують, не тліють, не обвуглюються); вогнестійкими (спалахують, тліють, продовжують горіти при наявності полум'я); спалимі (спалахують, тліють і горять після видалення вогню).

Таблиця 1. Марка стінових кам'яних матеріалів

Зовнішні несучі стіни – найбільш складна конструкція видання. Вони піддаються численним і різноманітним силовим і природним впливами.

Виконуючи кілька основних функцій: теплоізоляційний, звукоізоляційний, несучу, стіна повинна відповідати вимогам довговічності, вогнестійкості, забезпечувати сприятливий температурний режим, володіти декоративними якостями, захищати приміщення від несприятливих зовнішніх впливів. Одночасно вона повинна задовольняти загальнотехнічних вимогам мінімальної матеріалоємності, а також економічних умов.

При оцінці стінових конструкцій особлива увага приділяється проблемі довговічності. Перевагою одношарової стіни є визначеність щодо її довговічності. Довговічність багатошарової стіни з ефективним утеплювачем буде лімітувати довговічністю утеплювача, яка значно менше, ніж у конструкційного матеріалу. Підвищення терміну експлуатаційної надійності (довговічності) теплоізоляційного матеріалу в структурі стіни є запорукою збільшення довговічності багатошарової багатошаровій конструкції в цілому.

На кожний вид або групу стінових матеріалів затверджені державні стандарти (Гости) або технічні умови (ТУ), в яких відображені вимоги, що пред'являються до матеріалів, і методи їх випробування.

Цегла та камені керамічні повинні відповідати вимогам ГОСТ 350-95 «Цегла та камені керамічні. ТУ». Найбільш поширеними є: цегла повнотіла і дірчастий розміром 250×120×65 мм; цегла потовщена – 250×120×88 мм; камені керамічні – 250×120×138 мм

Стінові панелі. За конструктивним рішенням розрізняють панелі:

– одношарові з легких бетонів;

– тришарові, що виготовляються з важкого чи легкого бетону з внутрішнім теплоізоляційним шаром;

– багатошарові із застосуванням утеплювачів і захисним декоративним екраном.

Будівельно-експлуатаційні властивості стінових матеріалів і виробів.

Середня щільність ρ_m , кг/м³ , – фізична величина, що визначається відношенням маси матеріалу до всього займаного ним об'єму, включаючи наявні в ньому пори і порожнечі:

ρ_m = m_e /V,

де m_e , V – маса і об'єм матеріалу в сухому стані.

Величина середньої щільності змінюється в залежності від пористості і вологості матеріалу, та використовується для розрахунку його пористості, теплопровідності, теплоємності, міцності, а також для розрахунків складів, вантажопідйомних і транспортних операцій. Для стінових виробів бажана найменша величина середньої щільності при необхідної міцності. Показник середньої щільності становить: для виробів стінової кераміки – 1400...1600; легких бетонів на пористих заповнювачах – 950...1400; поризованої кераміки і комірчастих бетонів – 400..800; деревно - і лигноминеральных виробів – 1000...1400 кг/м³ .

Для сипучих матеріалів (спучений перліт і вермикуліт, кераміт, аглопорит, паливний шлак та ін), які застосовуються для теплоізоляційних засипок, величина насипної щільності складає 250...800 кг/м³ .

Пористість П, %, – ступінь заповнення обсягу матеріалу порами:

П = (1 – ρ_m /ρ) 100,

де ρ, ρ_m – відповідно дійсна та середня щільність, кг/м³ (т/м³ ).

Величина загальної пористості для поширених стінових матеріалів становить: силікатної цегли – 10...15, керамічної цегли – 25...35, легких бетонів – 55...85%. Для стінових матеріалів, з позиції забезпечення теплоізоляційних властивостей, рекомендують дрібні замкнуті пори, рівномірно розподілені по всьому об'єму матеріалу. Від характеру пір також залежить морозостійкість виробів, бажано наявність пір з сполученими резервними мікропорами.

Пустотність П_у , %, – ступінь заповнення обсягу матеріалу технологічними порожнинами. Порожнечі (повітряні прошарки) в структурі стінових виробів створюються як технологічними, так і конструкторськими способами. Об'єм пустот в пустотелом керамічній цеглі коливається в межах 13...33%, керамічних каменях – 25...40%, силікатній цеглі – 20...40%, стінових каменях – 25...30%, крупнопористом бетоні – 40...60%.

Вологість матеріалу визначається вмістом вологи, віднесеної до маси матеріалу в сухому стані. Вологість матеріалу залежить як від самого матеріалу (пористість, гігроскопічність), так і від навколишнього середовища (вологість повітря, наявність контакту з водою). Для стінових матеріалів показник відпускної вологості становить: для піно – газобетону – 15...35; арболіту – 20.35; керамзитобетону – 15...18; древесноминеральных блоків – 7...8%.

Гігроскопічність – властивість пористих матеріалів поглинати певну кількість води при підвищенні вологості навколишнього повітря. Гігроскопічна вологість становить: для деревини – 12...18, ніздрюватих бетонів – до 20%, арболіту – 10...15, керамічних стінових матеріалів – 5...7%.

Капілярне зволоження – здатність матеріалів поглинати вологу в результаті підйому її по капілярах. Можливість зволоження за рахунок капілярного всмоктування необхідно враховувати при експлуатації стінових виробів, особливо в цокольній частині будівель. Капілярне зволоження зменшують або запобігають пристроєм гідроізоляційного шару між фундаментом і стіновий конструкцією, а також гідрофобізацією останньої.

Вологовіддача – властивість матеріалу віддавати вологу навколишньому повітрю. Характеризується кількістю води, що втрачається матеріалом на добу при відносній вологості навколишнього повітря 60% і температурі 20⁰ С.

Газобетонні стінові вироби активно поглинають вологу і погано віддають, в той час як арболітові вироби швидко висихають.

Водостійкість – властивість матеріалу в умовах повного водонасичення зберігати свої міцнісні якості.

Морозостійкість – властивість насиченого водою матеріалу витримувати багатократне поперемінне заморожування і відтавання без ознак руйнування, значного зниження міцності і втрати маси.

По морозостійкості стінові матеріали мають марки F15, F25, F35, F50. Мінімально допустима марка для рядових стінових матеріалів F15, для лицьових – F25. Цифра позначає кількість циклів поперемінного заморожування (4 год) і відтавання (4 год). Один цикл дорівнює 8 ч.

Паро - і газопроникність – властивість матеріалу пропускати через свою товщу водяна пара або гази (повітря) при виникненні різниці тисків на його протилежних поверхнях.

Коефіцієнт газопроникності становить: для цементно-піщаної штукатурки – 0.02; керамічної цегли – 0,35; високопористих матеріалів – 10 кг/(м∙год∙Па).

Теплопровідність – властивість стінового матеріалу передавати через свою товщу тепловий потік при наявності різниці температур на поверхнях, що обмежують матеріал. Теплопровідність визначається експериментальним способом (ГОСТ 7076-87) шляхом реєстрації теплового потоку, що проходить через матеріал.

Визначення теплопровідності на великому фрагменті стіни. Теплопровідність виробів визначають на фрагменті стіни, розмір якої з урахуванням розчинних швів повинен відповідати товщині виходячи з наявності одного тичкового і одного ложкового рядів цегли або каменів для виробів з горизонтальним розташуванням пустот.

Кладку фрагмента стіни з однорядною ланцюгової перев'язкою на складному розчині марки 50, середньої щільності 188 кг/м³ , склад 1:0,9:8 (цемент: вапно: пісок) за обсягом, на портландцементі марки 400, з осадкою конуса для повнотілих виробів 12...13 см, для пустотілих – 9 див.

Кладку фрагмента з укрупнених виробів з наскрізними порожнинами розміром більше 20 мм Виконують з заповненням порожнеч ефективним утеплювачем (пористі заповнювачі, пінополістирол, пінобетон і ін) або за технологією, що виключає заповнення пустот кладочним розчином.

Визначення теплопровідності на малому фрагменті стіни. За методикою науково-дослідного інституту будівельної фізики допускається визначати теплопровідність виробів на малому фрагменті стіни, що складається з 12 цеглин або каменів.

Показник теплопровідності становить: для цегли керамічної повнотілої – 0,8; порожнистого – 0,55; силікатної цегли – 0,82; ніздрюватих бетонів за середньою щільністю 600 кг/м³ – 0,25; легкого бетону на пористих заповнювачах при середній щільності 1200 кг/м³ – 0,44; деревно - і лигноминеральных каменів – 0,4...0,5; деревини – 0,2 Вт/(м∙⁰ С).

Теплопровідність ефективних теплоізоляційних матеріалів становить 0,33...0,1 Вт/(м∙⁰ С).

Теплоємність – властивість матеріалу поглинати при нагріванні певну кількість тепла і виділяти його при охолодженні.

Теплоємність матеріалу враховують при розрахунках теплостійкості стін в опалюваних будівлях. Для цих цілей бажано застосування матеріалів з більш високим показником теплоємності.

Міцність – здатність матеріалу чинити опір руйнуванню при дії зовнішніх сил, що викликають у ньому внутрішні напруги. Межа міцності вимірюється в паскалях (Па) або мега паскалях (МПа).

Межі міцності стінових матеріалів при стиску і вигині визначають за ГОСТ 8462-85. Міцність при стисненні деяких стінових матеріалів, за якої встановлюється їх марка, становить: для керамічної і силікатної цегли – 7,5...30; керамзитобетону – 7,5...15; пористого бетону – 2,5...7,0; деревини вздовж волокон – 30...65; арболіту – 2,5...3,5; деревно - і лигноминеральных каменів – 2,5...7,5 МПа.

Довговічність – термін служби будівельного виробу до втрати 50% величини показників його основних властивостей, визначається сукупністю таких характеристик, як хімічна, біологічна, кліматична стійкість, несприйнятливість до ультрафіолетового опромінення та ін. Довговічність визначається періодом часу (роки) надійної експлуатації будівельних конструкцій.

5. Різновиди барвистих складів та їх застосування

Барвисті речовини в залежності від сполучного компонента поділяють на масляні фарби; лаки; емалеві й емульсійні фарби; полімерні, полімерцементні і водорозчинні барвисті речовини.

Олійні барвисті речовини представляють собою суспензії пігментів, іноді з наповнювачами, в оліфі. Їх отримують шляхом ретельного перетирання пігментів у натуральної або штучної оліфі на спеціальних фарботерних машинах. Промисловість виробляє олійні фарби двох типів: густотерті, що вимагають перед уживанням розведення оліфою, і готові до вживання.

Олійні фарби на оліфах з рослинних олій застосовують для зовнішнього та внутрішнього фарбування по металу, дереву і сухому тиньку.

Лаками називають розчини синтетичних або природних смол, бітумів і інших плівкоутворюючих речовин в летючих розчинниках. Після нанесення на оброблювану поверхню тонкого шару лаку розчинник випаровується, внаслідок чого утворюється тверда, блискуча, часто прозора плівка. Крім двох основних компонентів лаки містять ще різні добавки – пластифікатор, затверджувач і ін., що поліпшують властивості лакового покриття.

Залежно від плівкоутворювальних речовин і розчинників лаки розділяють на наступні види.

Масляно-смоляні лаки – розчини смол або інших синтетичних полімерів (смол), модифіковані висихаючими оліями. Вони широко застосовуються для зовнішньої і внутрішньої обробки з дерева (меблі, дерев'яні підлоги та ін).

Смоляні лаки – розчини деяких синтетичних полімерів (смол) в органічних розчинниках. Значне поширення в будівництві набули лаки на основі сечовиноформальдегідного полімеру застосовують і для покриття паркетних і дощатих підлог, для обробки деревоволокнистих і деревостружкових плит.

Бітумні (асфальтові) лаки являють собою розчини бітумів в органічних розчинниках. Такі лаки утворюють плівки чорного кольору, володіють високими антикорозійними властивостями, атмосферо - і хімічну стійкість. Бітумні лаки застосовують для покриття металевих конструкцій і виробів санітарно-технічного обладнання.

Спиртові лаки і політури складаються з синтетичних полімерів, розчинені в спирті або суміші спирту з іншими летючими розчинниками. Лаки і політури застосовують для обробки виробів з дерева, скла та металів.

Нітроцелюлозні лаки (нітролаки) представляють собою розчини нітроцелюлози спільно з пластифікатором в органічних розчинниках. Їх застосовують для лакування меблів і різних виробів із деревини. Нітролаки вогненебезпечні і при висиханні виділяють шкідливі пари розчинника.

Силіконові кремнійорганічні лаки одержують на основі кремнійорганічних полімерів, часто модифікованих іншими високомолекулярними речовинами. Їх зазвичай застосовують для фарбування димових труб, печей та інших споруд, що зазнають при експлуатації підвищені температури.

Розчин резольного фенолоформальдегидного полімеру (бакелітовий лак)широко застосовують для захисту споруд від корозії.

Емалевими фарбами (емалями) називають барвисті речовини, одержувані шляхом ретельного змішування лаку з пігментом. В якості пігментів для емалевих фарб використовують цинкові або титанові білила, крони різного кольору, ультрамарин, залізний сурик і деякі органічні пігменти. Ці емалі випускають різного кольору і використовують для декоративних покриттів.

Будівельні емалі на гліфталевій основі використовують для внутрішніх оздоблювальних робіт по деревині та штукатурці. Нітрогліфталевие емалі застосовують для внутрішнього та зовнішнього фарбування.

Перхлорвінілові лаки і емалеві фарби – водостійкі і їх випробовують у вигляді дисперсії полімеру в розчинники.

Епоксидні емалі отримують на основі епоксидного полімеру і органічних розчинників (ацетону, толуолу та ін). застосовують для захисту металевих конструкцій.

Водо-вапняні фарби готують з використанням повітряного або гідравлічного вапна і лугостійких пігментів. Вапняні барвисті склади застосовують головним чином для фарбування цегляних стін, штукатурок, бетонних поверхонь і внутрішньої обробки деяких промислових будівель і споруд.

Цементні фарби є більш атмосфероустойчивыми (у порівнянні з вапняними). До їх складу входять білий портландцемент, вапно-пушонка, щелочестойкий пігмент та деякі інші компоненти, наприклад хлористий кальцій, стеарат кальцію і гідрофобізуючі добавки, що підвищують водостійкість фарби. Застосовують для обробки фасадів будівель і стін внутрішніх приміщень (бетонних, цегляних, оштукатурених) з підвищеним вологісним режимом експлуатації.

Клейові фарби являють собою суспензії пігментів і наповнювачів (крейда) у водній колоїдному розчині малярного клею. Вони не водостійкі, тому їх застосовують для фарбування стін і стель сухих приміщень. Їх використовують для фарбування зовнішніх обштукатурених стін та оздоблення всередині приміщень.

Силікатні фарби являють собою суміші з розчинного калієвого скла, лугостійких пігментів і наповнювачів (крейди, тальку, діатоміту, трепелу та ін). Силікатними фарбами фарбують дерев'яні конструкції і вироби для захисту деревини від загоряння.

6. Алюмінієві сплави, їх застосування в будівництві (плюси і мінуси в порівнянні зі сталлю)

З групи кольорових металів найбільше поширення отримали алюміній і його сплави. Як і залізо, він є металом, що видобуваються з надр землі у вигляді відповідних руд, що надходять на переробку. Алюміній – сріблясто-білий метал з температурою плавлення 660,4⁰ С, густиною 2,7 г/см³ , межею міцності 127 МПа, твердість 245 МПа. За поширеністю в земній корі він посідає перше місце серед металів і третє (після кисню і кремнію) серед всіх елементів, а саме – вміст алюмінію у земній корі становить 8,45% мас., тоді як вміст заліза 4,85% мас. Він хімічно дуже активний, і тому завжди в природі знаходиться тільки у вигляді сполук. Понад 200 мінералів в земній корі містять у своєму складі алюміній. Майже половина з них – алюмосилікати, особливо польові шпати, на долю яких припадає більше половини маси земної кори, а також нефелин, цеоліти, слюди і інших мінералів. Крім того, алюмосилікати містяться у вторинних породах, що утворилися внаслідок вивітрювання первинних з переходом їх в каолініт Al₂ O₃ ∙2SiO₂ ∙2H₂ O, боксит Al₂ O₃ ∙2H₂ O. однією з важливих алюмінієвих руд є алуніти. Найважливіші з'єднання алюмінієвих руд: кріоліт Na₃ AlF₆ , боксит і латером.

Отримують алюміній з чистого оксиду алюмінію, що виділяється з зневоднених прожарюванням бокситів та інших руд. Для цього оксид алюмінію (іноді званий глиноземом) піддають електролізу в розплавленому стані і при високій температурі (близько 1000⁰ С) і великій силі струму. Для зниження температури плавлення додають мінерал кріоліт та отримують криолитоглиноземный розплав. У результаті: 2Al₂ O₃ = 4Al (на катоді) + 3O₂ (на аноді).

Алюмінієві сплави застосовують у різних галузях промисловості, а також в промисловому і цивільному будівництві, в тому числі при зведенні підйомно-транспортних споруд, мостів, збірних будинків, труб, профілів будь-якого перетину, для виготовлення віконних і дверних алюмінієвих блоків, фасадів, вітражів, захисних рольставень, карнизів і т. д.

Міцність стали вище, ніж в алюмінію.

Щільність стали висока, 7,8 г/см³ .

Не корозійно стійкі, за винятком лигированных.

Низька питома міцність.

7. Відмінності між водопоглощающими і водопроницающими матеріалами. Для будь матеріалів за умовами експлуатації дані властивості є визначальними

Відношення матеріалу до статичних або циклічних впливів води або пари характеризується величинами водопоглощаемости, гігроскопічності, водопроникності, паропроникності, водостійкості. Ці важливі фізичні властивості враховують при роботі матеріалів в умовах впливу водно-парової середовища.

Водопоглощаемость – здатність матеріалу вбирати і утримувати воду. Процес вбирання води в пори називається водопоглинанням і в лабораторних умовах проходить при нормальному атмосферному тиску. Зразок поступово занурюють у воду або повного водопоглинання досягають кип'ятінням його у воді, якщо температура 100⁰ С не впливає на склад і структура матеріалу. Витримують зразки в оді протягом певного терміну або до постійної маси.

Величина водопоглощаемости визначається по масі: B=(М₂ -М₁ )∙100/М₁ , %, або за обсягом: У₀ =(М₂-М₁ )∙100/υ, де М₁ – маса до водопоглинання; М₂ – маса після водопоглинання; υ – об'єм зразка. Водопоглощаемость менше пористості, так як не всі пори заповнюються водою і утримують її.

Подібна величина водонасыщаемости визначається після насичення матеріалу (зразка) водою під тиском 0,2–0,3 МПа або 0,1 МПа за умови, що в порах був попередньо створений вакуум за допомогою спеціального вакуум-насоса. Водонасыщаемость завжди більше водопоглощаемости, так як при примусовому просяканні під тиском заповнюються не тільки великі, але і тонкі пори і капіляри, недоступні воді при звичайному процесі водопоглинання.

Водопроникність – здатність матеріалу пропускати через себе воду під тиском. Характеристикою водопроникності служить кількість води, що минув протягом 1 год через 1 см²поверхні матеріалу при заданому тиску води. Іноді вона також характеризується періодом часу, після закінчення якого з'являються перші ознаки просочування води під певним тиском через зразок випробуваного матеріалу.

Абсолютно плотные материалы, т.е. такие, у которых значения объемной массы и плотности совпадают, например стекло, битум, сталь, водонепроницаемы. Достаточно плотные материалы, отличающиеся мелкий пористость, в толстых слоях практически тоже водонепроницаемы вследствие крайне медленной диффузии воды (например, бетон при специально подобранном его составе).

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)