Материалы в строительстве

     Гипсовые  вяжущие добавляют в известково-песчаные растворы для ускорения схватывания и увеличения прочности. На основе  гипсовых вяжущих изготавливают листы гипсокартонные, искусственный мрамор и другие строительные  гипсовые изделия.

   Строительный  гипс — порошок белого цвета плотностью 2,2—2,5 г/см 3 . Его  средняя плотность в рыхлом состоянии 800—1100 и в уплотненном — 1250—1450 кг/м 3 .  Он  обладает  высокой  водопотребностью:  для  получения  теста  нормальной  густоты  необходимо  50—70%  воды  по  массе,  а  удобоукладываемое  тесто  в  производственных  условиях требует до 60—80% воды от массы вяжущего вещества. Эта разновидность гипса имеет низкую водостойкость, при увлажнении он склонен  к  ползучести. 

   При  более  тонком  помоле  продукта  получают гипс формовочный, при использовании сырья повышенной чистоты - медицинский гипс. 

   Строительный  и  формовочный  гипс  с  успехом  используют  при  производстве  перегородочных  панелей,  сухой  штукатурки,  гипсо-литных  деталей,  вентиляционных  коробов, огнезащитных и звукопоглощающих изделий и др. 

     Гипс  высокообжиговый  (экстрих-гипс)  получают  при  обжиге  гипсового  сырья  до  температур 800—950°С, когда продукт обжига вновь  приобретает свойства схватываться  и  твердеть  без каких-либо  добавочных  веществ. Эта «добавка»  возникает  в  обжигаемом  сырье  вследствие  термической  диссоциации сернокислого  кальция в  виде  свободного  оксида  кальция.  Его применяют  для  изготовления  декоративных  и  отделочных  материалов,  например,  искусственного  мрамора, штукатурных растворов,  устройства бесшовных  полов и  подготовки оснований  под линолеум и др.  

5. Органические  пластифицирующие добавки, вводимые в состав строительных растворов. Объясните на чем  основано их действие

Строительным  раствором  называют материал, получаемый в результате затвердевания рационально подобранной смеси вяжущего вещества (цемента, извести), мелкого заполнителя (песка) и воды, а в необходимых случаях и специальных добавок.

   Например, для раствора марки 100 и выше рационально  применять органические поверхностно-активные пластифицирующие добавки – линго-сульфаты технические (ЛСТ), сульфито-дрожжевую  бражку (СДБ) и др., вводимые в очень  малых количествах (0,25…0,5% от массы  цемента).

   Добавление  таких добавок основано на вовлечении мельчайших пузырьков воздуха в  растворную смесь (микропенообразование) и дополнительном диспергировании  частиц цемента, что как бы увеличивает  количество вяжущего в растворной смеси. Воздушные пузырьки придают пластичной растворной смеси, уменьшают водопоглощение и, образуя замкнутые поры, увеличивают морозостойкость раствора.

   В настоящее время для пластификации  растворных смесей начинают применять  суперспастификаторы – высокомолекулярные поверхностно-активные вещества, вводимые в растворную смесь в количестве до 1% от массы цемента. Преимущество суперпластификаторов – сильная диспергация цемента в растворе6 мелкие комочки цемента, которые трудно разбить механическим перемешиванием, распадаются на мельчайшие частицы под действием пластификатора, в результате чего увеличиваются поверхность вяжущего, удобоукладываемость и водоудерживающая способность растворной смеси.

   Огранические  пластифицирующие добавки эффективны лишь для растворов с относительно большим расходом цемента (марок 100 и выше). Передозировка органических пластификаторов может привести к замедлению твердения раствора и снижению его прочности.

   Органические  пластификаторы, так же, как и  неорганические, позволяют существенно  сократить расход цемента. В некоторых случаях применяют совместно органические и неорганические пластификаторы. 

6. Что такое предварительно напряженный железобетон?

   Предварительно  напряжённый железобетон (преднапряжённый железобетон) - это строительный материал, предназначенный для преодоления неспособности бетона сопротивляться значительным растягивающим напряжениям.

   При изготовлении железобетона прокладывается арматура из стали с высокой прочностью на растяжение, затем сталь натягивается специальным устройством и заливается бетонной смесью. После схватывания сила предварительного натяжения освобождённой стальной проволоки или троса передаётся окружающему бетону, так что он оказывается сжатым. Такое создание напряжений сжатия позволяет частично или полностью устранить растягивающие напряжения от нагрузки.

   Способы натяжения арматуры:

Механический  способ — натяжение, как правило, с использованием гидравлических или винтовых домкратов;

Электротермический  способ натяжения — натяжение  с использованием электротока для  разогрева арматуры, при котором арматура удлиняется до определенных значений;

Электротермомеханический  — способ, комбинирующий механический и электротермический.

     Предварительное напряжение может производиться  не только до, но и после схватывания  бетонной смеси. Чаще этот метод применяется при строительстве мостов с большими пролётами, где один пролёт изготавливается в несколько этапов (захваток). Материал из стали (трос или арматура) укладывается в форму для бетонирования в чехле (гофрированная тонкостенная металлическая или пластиковая труба). После изготовления монолитной конструкции трос (арматуру) специальными механизмами (домкратами) натягивают до определённой степени. После чего в чехол с тросом (арматурой) закачивается жидкий цементный (бетонный) раствор. Таким образом обеспечивается прочное соединение сегментов пролёта моста.

     Предварительно  напряжённый железобетон является главным материалом междуэтажных перекрытий высотных зданий и защитных гермооболочек  ядерных реакторов, а также колонн и стен зданий повышенной сейсмо-и взрывоопасности. 

7. Что служит сырьем для  изготовления неорганических теплоизоляционных  материалов, особенности  их свойств

   Теплоизоляционными  называют материалы, предназначенные  для тепловой изоляции ограждающих  конструкций зданий различного назначения, а также для промышленного и энергетического оборудования  и трубопроводов с целью уменьшения  тепловых  потерь. Эти материалы имеют высокую пористость, небольшую среднюю  плотность и  низкий коэффициент теплопроводности.

   Из  неорганических  теплоизоляционных  материалов  наибольшее распространение  получили:  минеральная вата, стеклянная вата, ячеистое стекло, материалы на основе асбеста, вермикулит, перлит, керамзит  и др.

   Минеральная вата состоит из отдельных волокон, которые получают раздувом струй расплавов горных пород или металлургических шлаков. В зависимости от средней плотности минеральную вату подразделяют на марки: 75, 100, 125, 150. Теплостойкость минеральной ваты достигает 700 °С. Минеральная вата  трудоемка в применении и склонна к слеживанию, поэтому в настоящее время из нее главным образом выпускают готовые изделия. Минераловатные изделия получают путем склеивания волокон различными связующими (синтетическими смолами, битумом, крахмалом) или реже прошивкой минеральной ваты, покрытой с двух сторон бумагой. Выпускают гибкие, жесткие и полужесткие минераловатные изделия. К гибким  изделиям относят минеральный войлок, прошивные маты и теплоизоляционный шнур.  Жесткие и полужесткие теплоизоляционные минераловатные плиты получают на синтетическом связующем. Они предназначены для тепловой  изоляции  строительных конструкций,  промышленного оборудования и трубопроводов.  Минеральную вату и изделия из нее применяют для утепления наружных конструкций зданий, устройства звукоизолирующих слоев в перекрытиях и внутренних стенах зданий, изоляции холодильных камер,  тепловых сетей  (трубопроводы горячей воды, пара и т.п.),  оборудования теплоэлектростанций,  котельных и т. п.  При транспортировании и укладке минеральной ваты и изделий из нее необходимо принимать меры  предосторожности. Не допускать попадания минерального волокна на кожу и в дыхательные пути, так как  волокно минеральной ваты отличается жесткостью и легко ломается, образуя короткие, острые частицы,  вызывающие зуд и воспаление кожи и дыхательных путей. 

   Стеклянная  вата получается из сплава сырья, используемого  для изготовления стекла (кварцевого  песка, мела, соды и др.). По сравнению  с волокном из минеральной ваты стеклянное волокно толще, длиннее, более гибкое. Благодаря этому стеклянную вату и изделия из нее применяют не только для теплоизоляции, но и для изоляции от ударных и вибрационных шумов. Теплостойкость стеклянной ваты ниже минеральной и не превышает 450 °С. 

   Пеностекло (ячеистое стекло) - легкий и прочный  материал ячеистого строения с пористостью 80-90  %. Пеностекло получают из стеклянного боя с добавлением газообразователей (мела, угля). Поры в пеностекле  замкнутые,  поэтому  оно практически не поглощает влагу и, следовательно, морозостойко. Пеностекло хорошо пилится, сверлится. Промышленность выпускает пеностекло в виде плит толщиной около  100 мм и размером 500х1000 мм. Применяют пеностекло для тепловой  изоляции промышленных холодильников, трубопроводов, укладываемых в грунт, и металлических конструкций зданий. 

   В строительстве используются также вспученные теплоизоляционные материалы — перлит и вермикулит. Вспученный перлит используют в качестве теплоизоляционной засыпки и как материал для получения перлитобетонных изделий (плит, полуцилиндров). Особенно эффективны перлитовые бетоны с плотностью  менее 500 кг/м 3  на полимерных связующих.  Вспученный  вермикулит  — сыпучий материал, получаемый путем  кратковременного  обжига и  измельчения  природного  вермикулита.  Вспученные перлит и  вермикулит применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций, трубопроводов (скорлупами), кот- лов, технологического оборудования и т.д. 

   К неорганическим относятся и материалы  на основе асбеста. Из чистого асбеста изготовляют асбестовую бумагу, картон, ткань и  шнуры. Но чаще асбест применяют в смеси с вяжущими материалами и другими добавками в виде обмазок. После нанесения на изолируемую поверхность такая обмазка, высыхая,  твердеет и приобретает пористую структуру.  Примером такого материала может служить совелит — смесь асбеста с порошкообразными углекислыми солями магния и кальция. Выпускают его в виде порошка, затворяемого водой, или в виде готовых  изделий (плит, скорлупы и т.п.). Совелит можно использовать до температуры 500 °С.

8. Технико-экономическая оценка применения лакокрасочных материалов

   Лакокрасочными  называют материалы, наносимые в  жидком виде на отделываемую поверхность, которые при высыхании образуют пленку, хорошо сцепляющуюся с окрашиваемой поверхностью. К лакокрасочным материалам относят пигменты, связующие вещества, растворители и окрасочные составы - масляные, клеевые, эмалевые, известковые, силикатные, синтетические и цементные краски, лаки и политуры.

   Лакокрасочные материалы призваны выполнять двоякую функцию. Они обеспечивают удовлетворение эстетических требований, выполняют защитные функции, или и те и другие одновременно.

   Лакокрасочный материал – продукт обладающий способностью при нанесении тонким слоем на изделие образовывать на поверхности  защитную или декоративную пленку.

   Лакокрасочное покрытие - покрытие, сформировавшееся на поверхности изделия после нанесения одного или нескольких слоев ЛКМ и обладающее достаточной адгезией к подложке.

   Все лакокрасочные материалы состоят  из:

• пленкообразующих веществ, которые обеспечивают образование сплошной пленки, которая изолирует и защищает окрашенную поверхность. Варьируются по химическому составу в зависимости от области применения покрытия.
• пигментов.
• наполнителей, практически нерастворимы в применяемой среде. Имеют многочисленные функции, включая повышение укрывистости в дополнение к основному пигменту, улучшают отдельные технологические свойства и увеличивают объем (степень наполнения) покровного материала.
• целевых добавок.
• растворителей.

   К основным свойствам жидких лакокрасочных  систем (прозрачных и непрозрачных) относятся:

• химические (массовая доля нелетучих и летучих веществ, содержание отдельных компонентов, кислотное число, рН и др.);
• физико-химические (плотность, вязкость, продолжительность высыхания, укрывистость и т.д.);
• малярно-технологические (сорность, степень перетира, наносимость, розлив, растекаемость, и т.д.).

   К основным свойствам лакокрасочных  покрытий (пленок) относятся:

• декоративные (цвет, блеск, внешний вид);

   физико-механические (адгезия, твердость, эластичность пленки, прочность при растяжении и изгибе, ударная прочность, износостойкость );

• защитные (устойчивость к атмосферным воздействиям, светостойкость, стойкость к перепаду температур, термостойкость, морозо-, тропико-стойкость и др.);
• малярно-технические (способность шлифоваться, полироваться);
• электроизоляционные (электрическая прочность, удельное электрическое сопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь);
• химические (влаго-, водостойкость, масло-, бензостойкость, стойкость к действию кислот, щелочей, растворов солей, агрессивных газов и других химических реагентов).