41. Классификация и свойства строительных растворов.

Строительный раствор — это искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания растворной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя и добавок, улучшающих свойства смеси и растворов.

По виду вяжущего

цементные, известковые, гипсовые и смешанные ,спец

По средней плотности различают; тяжелые растворы плотностью более 1500 кт/м³, изготовляемые обычно на кварцевом песке; легкие растворы плотностью менее 1500 кг/м³, изготовляемые на пористом мелком заполни­теле и с порообразующими добавками.

Основными свойствами растворной смеси являются подвижность, удобоукладываемость, водоудерживающая способность.

Удобоукладываемость - способность легко, с минимальной затратой энергии укладываться на основание тонким, равномерным по плотности слоем, прочно сцепляющимся с поверхностью основания.

Водоудерживающая способность –сохранять воду при укладке на пористое основание, вводят тонкодисперсные неорганич. добавки.

Прочность затвердевшего раствора зависит от активности вяжущего вещества и величины цементно-водного отношения.

Виды строительных растворов.

По назначению различают кладочные растворы для каменной кладки стен, фундаментов, столбов, сводов и др., штукатурные растворы — для оштукатуривания внутренних стен, потолков, фасадов зданий; монтажные растворы — для заполнения швов между крупными эле­ментами (панелями, блоками и т. п.) при монтаже зда­ний и сооружений из готовых сборных конструкций и де­талей; специальные растворы (декоративные, гидроизо­ляционные, тампонажные и др.). Строительные растворы применяют для связывания в монолит кирпичной, каменной кладки или крупных изделий, например панелей, блоков при строительстве сборных жилых и промышленных зданий. Растворы используют также при декоративной отделке стен и потолков, для устройства полов, изготовления тонкостенных конструкций, выполнения штукатурных работ.

Особенности автоклавной обработки.

Автоклавные силикатные материалы - получают в автоклавах при температуре 175-200⁰С и давлении 0,8-13 МПа. Основными сырьевыми материалами явл известь и кремнеземистый компонент в виде тонкомолотого песка, шлака или золы. В условиях автоклавного синтеза при взаимодействии с водой, м/у ними протекает хим реакция с образованием низкоосновных гидросиликатов Са: Ca(OH)₂+SiO₂+nH₂O=СaOSiO₂·mH₂O. Только в условиях автоклавной обработки протекает хим процесс м/у известью и кремнеземистым компонентом и образуется гидросиликат кальция, придающий высокую прочность силикатным материалам.

Теория автоклавного твердения:

Особенностью автоклавной обработки является то, что при температуре 175-200 и давл 0,8-1,3 МПа вода остается в жидкой фазе и вступает в хим реакцию с компонентами сырьевой смеси.

Автоклавная обработка включает 3 этапа: 1)с момента впуска пара в автоклав и до выравнивания температур термоносителя и изделия. Пар попадая в автоклав конденсируется на более холодном изделии, превращаясь в воду. Она растворяет дополнительное кол-во извести и приобр щелочной рН среды. При повышенной щелочности вода начинает растворять SiO_2. 2)изотермический прогрев при мах температуре и давлении. На этом этапе протекает хим взаимодействие м/у : Ca(OH)_2, SiO₂ и водой. Процесс протекает сложно, многостадийно. Снач образ многоосновные гидросиликаты Са, которые будучи термодинамически неустойчивыми переходят в более устойчивые низкоосновные типа СaOSiO₂·H₂O

3)выпуск пара из автоклава и охлаждение изделий. На этом этапе прекращается доступ пара в автоклав и температура воздуха в автоклаве постепенно снижается. Из-за разницы температур м/у более горячим изделием и средой из изделия испар-ся излишки воды и оно высыхает.

Силикатный бетоны.

-может быть тяжелым, на плотных щебне, гравие и песке, легким на легких пористых заполнителях, и ячеистым (пеносиликат и газосиликат). В Кач-ве вяжущего используют известково-кремнеземистое вяжущее, состоящее из извести и кремнеземистого компонента в виде тонкомолотого песка, шлака или золы. На кач-во вяжущего влияет: активность извести, тонкость помола кремнеземистого компонента, соотношение СаО к SiO₂ и параметра автоклавной обработки.

Технология производства силикатных бетонов:

1)приготовление известково-кремнеземистого вяжущего, 2)приготовление силикато-бетонной смеси, 3)формование изделий, 4)автоклавная обработка. Тяжелый силикатный бетон имеет ср. плотность ρ₀=1800-2500кг/м³, класс прочности В15-18(R_сж=15-80Мпа).

Силикатный кирпич.

Его получают из смеси извести (6-8%), песка (92-94%) и воды, путем прессования под давлением 15-20МПа и последующего твердения в автоклаве. Он представляет собой параллелепипед серого цвета, который может быть и в окрашенном варианте при введении цвета. (250х120х65мм, 250х120х88мм).

Выпускается стандартн размера полнотелый и полуторный (модульный) пустотелый. Масса одного кирпича не должна превышать 4,3кг. Св-ва: ρ₀=1900кг/м³, М100,125,150,200,250. F 15,25,35,50. Bm<14% для лицевого кирпича, Bm<16% для обычного (рядового). Силикатный кирпич обладает рядом недостатков: 1)водостойкость его ниже стандартной (Кразм=0,75), 2)Обладает низкой жаростойкостью и не может эксплуатироваться при высоких температурах.

Достоинства: низкая в сравнении с керамическим кирпичом себестоимость на 30-40% меньше. Применение: для наружных и внутренних стен, кроме подвалов и цоколей или с дополнит гидроизоляцией. Не допускается для зданий с повышенным влажностным режимом эксплуатации, и конструкций эксплуатирующихся при высоких температурах.

Структура и свойства теплоизоляционных материалов.

Теплоизоляционными называют материалы, применяемые в строительстве жилых и промышленных зданий, тепловых агрегатов и трубопроводов с целью уменьшить тепловые потери в окружающую среду. Теплоизоляционные материалы характеризуются пористым строением и, как следствие этого, малой плотностью и низкой теплопроводностью.

Использование теплоизоляционных материалов позволяет уменьшить толщину и массу стен и других ограждающих конструкций, снизить расход основных конструктивных материалов, уменьшить транспортные расходы и соответственно снизить стоимость строительства. Наряду с этим при сокращении потерь тепла отапливаемыми зданиями уменьшается расход топлива. Многие теплоизоляционные материалы вследствие высокой пористости обладают способностью поглощать звуки, что позволяет употреблять их также в качестве акустических материалов для борьбы с шумом.

Виды теплоизоляционных материалов.

Классификация:

1.По основной теплофизической характеристике делят на три класса:

А - малотеплопроводные (до 0,06 Вт/(м К)),

Б - среднетеплопроводные (от 0,06 до 0,115 Вт/(м К)),

В - повышенно теплопроводные (от 0,115 до 0,175Вт/(м К)).

2.По средней плотности:

а) особо легкие, имеющие марку по средней плотности (в кг/м³): 15-100.

б) легкие 125-350

в) тяжелые 400-600.

3.По виду исходного сырья:

а) Органические - ДВП и ДСП, камышит, пластмассы

б) Неорганические - минеральная и стеклянная вата, вспученный перлит и вермикулит.

4. По форме:

а) штучные(плиты)

б) рулонные (маты, полосы)

в) шнуровые (шнуры, жгуты)

г) сыпучие матер (минераловатная смесь, вспученный перлит)

5. По способности к сжимости:

а) мягкие (сжимаемость свыше30%)

б) полужесткие (6-30%)

в) жесткие (до 6%).

Свойства древесины.

1.Физические свойства.

1.Средняя плотность=1,54 г/см³.Истиная плотность изменяется незначительно, т.к. древесина в основном состоит из целлюлозы. Плотность зависит от почвы, климата, в котором растет дерево.

2.Влажность выражается в % по отношению к массе сухой древесины. Общая влажность может превышать 30%.

3.Усушка, разбухание и коробление. Усушка происходит за счет удаления связанной влаги из стенок клетки. При увлажнении сухой древесины стенки клеток утолщаются, разбухают.

4.Теплопроводность сухой древесины незначительна. Зависит от пористости, влажности, и направления потока теплоты.

5. Электропроводность древесины зависит от ее влажности.

2.Механические свойства.

1.Прочность определяется по формуле.R₁₂=R_w[1+α (W-12)],

где:R_w-предел прочности образца с влажностью W в момент испытания.R₁₂-тоже, при влажности 12%, α-коэффициент.

Изделия из древесины.

Продукцию, получаемую из древесины, разделяют на несколько групп: лесоматериалы после механической обработки дерева; дре­весные материалы; модифицированная древесина.Лесоматериалы подразделяются на круглые, пиленые, лущеные, фрезерованные (строганые), колотые и побочные продукты — опил­ки, стружка, щепа, древесная мука.К изделиям из древесины относится также фанера, применяемая и качестве отделочного и конструктивного материала в деревянных конструкциях. Фанера состоит из отдельных тонких слоев древеси­ны -- шпона, полученных лущением на специальных лущильных станках или строганием распаренных древесных кряжей и склеен­ных между собой. Слои шпона располагают так, чтобы направление волокон в соседних слоях было взаимно перпендикулярно. Чаще всего фанера имеет нечетное число слоев — 3, 5, 7 и т. д., толщину от 1,5 до 18 мм и размеры листа до 2400x1525 мм. Фанера бывает обычная клееная и декоративная, облицованная пленочным покры­тием из смол или декоративной бумагой. Применяют также бакелизированную фанеру из листов березового шпона, склеенных феноло - или крезолоформальдегидными смолами, которая отличается повы­шенной прочностью и водостойкостью.

Столярно-строительные изделия-- оконные и дверные блоки, перегородки и панели жилых и гражданских зданий — относятся к крупноразмерным изделиям. Изготовляют целые комплекты для сборных деревянных домов - - брусковых, каркасно-обшивных и каркасно-щитовых. Их производство осуществляется на специали­зированных деревообрабатывающих заводах; там же изготовляют балки для перекрытий, щиты для наката и перегородок, арки и части металлодеревянных ферм, сваи, шпунт, мостовые брусья и шпалы.

В последние годы все шире применяют клееные конструкции, крупноразмерные элементы, изготовляемые путем склеивания срав­нительно небольших деревянных заготовок друг с другом или с дру­гими материалами, - арки, балки двутаврового сечения, блоки и т. п. Они отличаются большей прочностью, водостойкостью, био- и огнестойкостью, чем обычные конструкции из древесины, не под­вержены усушке и короблению. Использование клееных конструк­ций — один из наиболее экономически эффективных путей примене­ния древесины в строительстве.

Черные металлы и сплавы. Свойства, область применения в строительстве.

Металлы и сплавы подразделяются на черные и цветные. К черным относ-ся железо и сплавы на его основе. К цветным металлам и сплавам относ-ся все остальные металлы и сплавы на их основе.

Черные и цветные металлы и сплавы в строительстве:

А)черные металлы и сплавы: чистое железо в строительстве не используется, в основном используют его сплавы с углеродом, чугун с содержанием углерода 2,14-6,67% и сталь, содерж до 2,14% углерода.

Чугун в строит-ве исп-ся при изготовлении радиаторов отопления, кованых декор-х элементах ограждений, трубах, чугунных ванн.Чугуны в отличие от стали обладают высокой плотностью.

Сталь(легированная,углеродистая АБВ): помимо углерода сталь содержит кремний и марганец, а специальные легированные стали-добавки различных металлов (хрома, никеля и т.д.). В строительстве использ в основном низкоуглеродные стали из которых изгот-т металлоконструкции и арматуру для Ж/б.

Цветные металлы и сплавы. Свойства, область применения в строительстве.

Цветные металлы и сплавы:Медь-в чистом виде не используется, но используется в виде сплавов.В строительстве используют медные сплавы- латунь и бронзу

Латунь-медь+цинк может легироваться

Хорошая прочность и твердость(трубы краны С-ТИ)

Бронза-медь+олово может легироваться.фурнитура дверная оконная,декор детали.

Алюминий -как в чистом виде, так и в виде сплавов.корроз стойкость, способность сохр. Физ-хим св-ва при пониженной температуре. Сплавы: силумины, дюрали. Легкие павильона,рамы и переплеты для окони дверей,фасадные облиц. панели.

Виды, свойства и маркировка арматурных сталей.

Выпускают арм.стали стержневой и проволочной.

Стержневая арм.сталь (А) I-VII. Номер связан с физико-механическими характеристиками стали.

Для арматуры Ж/б конструкций чаще всего используют сталь AIII-AIV. Стержневая арматура подразд-ся на гладкую и профилированную. Гладкая (AI), остальная класса AII-AVII выпускается с периодическим профилированием для лучшего сцепления арматуры с бетоном. Она выпускается диаметром d=8-80мм. Кроме стержневой выпускают проволочную арматуру, обознач-ся В. По механическим св-вам она бывает 2-х классов I-II. Первый класс менее прочный, но более пластичный. Проволочная арматура вып гладкой и обознач буквой В и с периодическим профилем В_р. Наиболее часто для Ж/б конструкций исп-т арматуру В_рI. Диаметр проволочной арматуры: d=3-8мм.

Классификация и свойства органических вяжущих (битумов и дегтей).

По назначению бывают битумы строительные, кровельные и дорожные. Строительные применяют для изготовления асфальтовых бетонов, для покрытия и восстановления рулонных кровель. Кровельные используют для изготовления кровельных рулонных и гидроизоляционных материалов.

Бывают сырой, каменноугольный деготь

а) Низкотемпературный, получаемый при полукоксовании, представляет собой вязкую жидкость.

б) Высокотемпературный, получаемый при коксовании при температуре 1000-1300 градусов. Также жидкость с плотностью 1,12г/см3.Отогнанный деготь, получаетсяся в результате фракцования сырой низкотемпературной смолы с выделением из нее лигроиновой и керасиновой фракций.

Кровельные и гидроизоляцонные материалы на основе органических вяжущих

веществ.

Выпускают основные и безосновные рулонные материалы. Основные получают путем обработки основы битума, дегтями и их смесями. Безосновные получают в виде полотнищ определенной толщины, применяя прокатку смесей, составленных из органического вяжущего, наполнителя, добавок (наплавляемый рубероид, пергамин, фольгоизол, гидроизол, бризол, изол).Мастика-смесь нефтяного битума или дегтя с минеральными наполнителями и добавкой антисептика. Для получения мастик применяют пылевидные наполнители, волокнистые наполнители. Наполнители адсорбируют на своей поверхности масла, повышая теплостойкость и твердость. Уменьшается расход битума, волокнистые наполнители, армируя материал, увеличивают его сопротивление изгибу. Мастики бывают:

а) по виду связующего- битумные, битумно-резиновые, битумно-полимерные.

б) по способу применения - горячие 160⁰, холодные 60-70⁰

в) по назначению - кровельно-изоляционные, гидроизоляционные, асфальтобетонные и антикоррозионные

Асфальтобетоны.

Асфальтобетоны приготовляют на специализированных асфальтовых заводах или установках. В зависимости от назначения их подразделяют на дорожный, для устройства полов; в зависимости от состава — на битумный и дёгтевый; в зависимости от температуры укладки — на холодный и горячий.

Холодный асфальтобетон укладывают слоями на сухие или слегка влажные поверхности с лёгкой укаткой катками. Изготовляют его из смеси жидких битумов, растворителей, порошкообразного минерального наполнителя (известняка, песка) чистого щебня и песка путём смешивания и нагрева.

Состав и свойства полимерных материалов.

Основу полимерных строит материалов составляют высокомолекулярные орг-е в-ва. Их назыв пластмассами, за способность легко формоваться.

Состав пластмасс: 1)связующие в-ва – полимеры-они представляют собой длинные углеводородные молекулы, состоящие из многократно повторяющихся структурных звеньев.

Полимеры бывают природные и синтетические. Синтетические полимеры получают методом полимеризации, протекающей без выделения из сферы реакций хим-х веществ (-СН₂-СН₂-)_n или методом поликонденсации с выделением в зоне реакции хим вещества, например воды.

Полимеры подразд на термопластичные и термоактивные. Термопластичные можно многократно нагревать и охлаждать. Термоактивные при нагревании необратимо разлагаются. В строит-ве в основном используют поливинилхлорид, полиуретан, а также эпоксидные, фенолформальдегидные и акриловые смолы.

2)наполнители: Их вводят в состав пластмасс для улучшения их физико-механических св-в и экономии полимера. Наполнители бывают: порошкообразные (мел, тальк, опилки), волокнистые, стеклянные, асбестовые, древесные и др. волокна., слоистые-бумага, древесный шпон, картон, стеклоткань и т.д.

Добавки: Пластификаторы-в-ва улучшающие формовочные св-ва пластмасс.

Отвердители-в-ва ускоряющие отверждение полимеров.

Стабилизаторы-добавки, замедляющие старение полимеров.

Св-ва пластмасс:

«+»: достаточно хорошая прочность при невысокой средней плотности, низкая тепло- и электропроводность, многие пластмассы обладают хорошей хим стойкостью, высокие декорат св-ва, пластмассовые изделия изгот-ся в заводских условиях и не требуют дополнит-й отделки.

«-»: низкая нагревостойкость, многие пластики при пожаре разлагаются с выделением токсичных в-в., многие пластики в процессе эксплуатации выделяют вредные для здоровья человека в-ва.

Кострукционные полимерные строительные материалы.

а)бетонполимеры-обычный цементный бетон пропитанный полимерами. и полимербетон-бетоны на полимерных связующих. Применение бетонов совмещ-х с полимерами в основном в конструкциях испытывающих воздействие агрессивных сред совместно с мех-ми воздействиями (гидросливы, элементы мостов, полимер бетоны, для наливных полов). б)ДВП и ДСП (древесно-волокнистые и древесно-стружчатые)-материал получают спрессованием древесных волокон или стружек с полимерными смолами. Исп-ся для настилки полов, изгот-я ламината, мебели и т.д. в)Стеклопластики-из получают смешением стекл-х волокон с полимерным связующим. Они обладают дост-но высокой прочностью, светопрозрачностью, диэлектрическими св-ми. Выпускаются в виде плоских или профилированных листов, труб, и др. изделий.

Отделочные полимерные строительные материалы.

Материалы для отделки фасадов: а) декоративные штукатурки на основе полимерных, в основном акриловых смол, б) виниловый сайдинг-в виде панелей эксплуат-ся при температуре +50- -50⁰. в)Декоративные панели из аллюм, кот играет роль теплоизоляции.

Материалы для потолков: а) полистирольные плиты и панели, в основном покрытые поливинилхлоридной пленкой с текстурой дерева, камня и т.д. Б)натяжные потолки из поливинилхлоридной пленки сверхпрочной. Они выпускаются глянцевыми, матовыми с текстурой ткани, замши, кожи и др. материалов, а также с нанесенными рисунками. В) полимерная лепнина (полистирольная, полиуретановая).

Полимерные материалы для стен:

а) полим.стеновые панели из жесткого ПВХ или панели типа ламинат из ДВП и ПВХ пленки. б)моющиеся обои-из изгот путем пропитки основы (бумажной, целлюлозной или стеклотканной) ПВХ или поливинилацетатом или акриловыми смолами). в)самоклеящиеся ПВХ пленки, с текстурой камея, дерева и т.д. г)жидкие обои-смесь волокон (хлопковых, шелковых, из водорослей) в полимерной водорастворимой смоле, чаще акриловой. Они позволяют создавать стеновые покрытия без швов, могут использоваться многократно, перекрашиваться и т.д.

Материалы для полов:

а)Линолеум-изгот-ся в основном из ПВХ с различными добавками. Он может быть безосновным или наноситься на основу (тканевую, войлочную или полимерную вспененную или нетканую). Наиболее современным является четырехслойный линолеум-топлинг, содержащий теплоизоляционный слой. б) ковролин-двухслойное покрытие из вспен-й полимерной основы ПВХ или полиуретана или из синтет ворса из полипропилена и др. волокон. Ковролин бывает с неразрезанным ворсом-петельный, с разрезанным –велюровый, и комбинированный (рельефный). в)ламинат –сост из ДВП покрытый поливинилхлоридной пленкой.

г) плитки из поливинилхлорида. д) плитки из ковролина. Е)наливные полимербетонные полы на основе эпоксидных смол или полиуретана-на производстве.