Ім'я файлу: БМ Конспект лекцій.docx
Розширення: docx
Розмір: 1056кб.
Дата: 09.11.2020
скачати
Пов'язані файли:
Таблицы расчета пиломатериалов.docx
ТЕМА 6. ОРГАНІЧНІ В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ, МАТЕРІАЛИ НА ЇХНІЙ ОСНОВІРозширення: docx
Розмір: 1056кб.
Дата: 09.11.2020
скачати
Пов'язані файли:
Таблицы расчета пиломатериалов.docx
6.1. Загальні відомості
Бітуми й дьогті являють собою органічні матеріали аморфної структури до складу яких входять високомолекулярні вуглеводні і їхні похідні.
Застосування бітумів було відоме давно, однак література тривалий час майже не згадувала про бітуми чи асфальти. За 700 років до нашої ери у Вавилоні природний полімер-бітум застосовувався як цементуючий і водостійкий матеріал при будівництві каналу під рікою Євфрат. У 1300 р. італійський мандрівник Марко Поло вперше вказав на поклади «рідкого асфальту» в Баку. У Росії асфальти і бітуми почали застосовувати в 40-ві роки XIX ст., спочатку в дорожньому будівництві, а потім при виробництві лаків, фарб і гідроізоляційних матеріалів.
Бітуми й дьогті поєднує близькість складу і структури і , як наслідок , подібність основних властивостей.
До бітумних матеріалів відносяться:
п р и р о д н і бітуми – грузлі рідкі чи твердоподібні речовини, що являють собою продукти природного окислювання нафти, які складаються із суміші вуглеводнів і їхніх неметалічних похідних (сірки, азоту, кисню та ін.);
а с ф а л ь т о в і породи – пористі гірські породи( вапняки, доломіти, піщаники, глини, піски ), просочені бітумом. Зі структури зазначених гірських порід екстрагують бітум чи подрібнюючі породи і одержують асфальтовий порошок;
н е ф т я н і бітуми – одержують шляхом заводської переробки нафти. Залежно від технології переробки бітуми можуть бути: о к и с л е н и м и, о с т а т о ч н и м и , к р е к і н г о в и м и.
Дьогті одержують у результаті сухої перегонки твердих видів палива: кам'яного вугілля, торфу чи нафти, пальних сланців.
Дьогтьові в'яжучі речовини підрозділяють на наступні види:
- с и р и й к а м ' я н о в у г і л ь н и й дьоготь, одержуваний коксуванням (10000 - 13000) чи напівкоксуванням (5000-6000), що являє собою грузлу темно-буру рідину, яка складається з насичених і ненасичених вуглеводнів і фенолу;
- в і д і г н а н и й дьоготь одержують із сирого дьогтю шляхом видалення води і легких і середніх масел. Цей процес здійснюється при температурі 3000-3600С.
- пек - твердий, залишковий продукт перегонки кам'яновугільної смоли, не розчиняється у воді, розчинний в органічних розчинниках.
За призначенням бітумні й дьогтьові матеріали бувають :
д
о р о ж н і м и ;
г і д р о і з о л я ц і й н и м и ;
г е р м е т и з у ю ч и м и ;
до р о в е л ь н и м и ;
а н т и к о р о з і й н и м и та ін.
6.2. Властивості бітумних і дьогтьових в'яжучих речовин
Бітуми і дьогті називають чорними в'яжучими , тому що вони мають чорний чи темно - бурий колір. На відміну від кристалічних матеріалів, володіючих аморфною структурою, не мають визначеної температури плавлення. Поступовий перехід їхнього твердого стану в рідке при підвищенні температури не приводить до зміни основних властивостей, отже, чорні в'яжучі термопластичні .
У зв'язку з тим, що використання бітумів засноване на іх властивості переходити при нагріванні з твердого стану в пластичний, а також з огляду на умови роботи покрівельних матеріалів, для бітумів згідно з ДСТ передбачені такі показники якості:
- т е м п е р а т у р а р о з м ' я к ч е н н я, що характеризує теплостійкість і ступінь розм'якшення бітумів при нагріванні (прилад « Кільце і куля» (рис. 11. 1);
- т в е р д і с т ь, знаходять за глибиною проникання в бітум голки приладу пенетрометра (рис. 11. 2.);
- р о з т я ж и м і с т ь (дуктильність) характеризується абсолютним подовженням зразка бітуму при температурі 250С, встановленим на приладі дуктилометра (рис. 11.3.).
Рис. 11.1 - Визначення температури розм'якшення бітуму:
а — схема приладу «Кільце й куля»; б — положення кульки на початку випробування; в — положення кульки наприкінці випробування; 1 — склянка; 2..Л — диски; J— термометр; б — кріпильні стрижні
Рис. 11.2 - Визначення твердості бітуму:
1 - столик; 2 - голка; 3 - затискний пристрій; 4 - стрижень голкотримача;
5 - циферблат; 6 - стрілка; 7 - штанга; 5 - кронштейн; 9 - штатив;
10 - дзеркало; 11 - підставка
Рис. 11.3 - Визначення розтяжності бітуму:
а — дуктилометр; б — розбірна форма; 1 — ящик з оцинкової сталі;
2 — гвинт; 3 — полозки; 4 — гайка; 5 — зразок бітуму; 6 — нерухома опора;
7 — редуктор; 8 — електродвигун; 9 — стрілка; 10 — лінійка (по неї фіксується подовження в момент розриву)
Перераховані вище властивості визначають марку бітумів , умовне позначення якої включає букви, що позначають застосування бітуму, і цифри, що характеризують його основні властивості. Наприклад, бітуми марки БН- 90/10, БНК 90/40 – бітум нафтовий будівельний і покрівельний, температура розм'якшення 900, твердість 100 і 400, відповідно БНД -130/220- бітум нафтовий дорожній з температурою розм'якшення 1300 і твердістю 2200. Далі представлена таблиця, що містить основні вимоги, до будівельних і покрівельних бітумів.
Дьогтеві в'яжучі являють собою складні дисперсні системи, властивості яких визначаються співвідношенням між твердими складовими, смолами й маслами. Температура розм'якшення дьогтів високих марок звичайно нижче, ніж тугоплавких бітумів, однак біостійкість матеріалів на основі дьогтьових в'яжучих вище в порівнянні з бітумними матеріалами. Цей факт пояснюється високою токсичністю фенолів, що містяться в дьогтях. Атмосферостійкість дьогтьових матеріалів нижче в порівнянні з бітумними, тому що дьогті містять ненасичені вуглеводні, які провокують старіння.
6.3. Застосування бітумних і дьогтьових в'яжучих
З огляду на специфічні властивості органічних в'яжучих, бітуми і дьогті використовуються для одержання матеріалів і виробів спеціального призначення: гідроізоляційних, герметизуючих, антикорозійних і дорожніх.
Залежно від умов роботи будівельної конструкції застосовують різні види гідроізоляції з використанням бітумних матеріалів, у тому числі о к л е-ю в а л ь н у і о б м а з у в а л ь н у.
Для виконання обклеювальної гідроізоляції застосовують рулонні покрівельні матеріали ,що можуть бути о с н о в н и м и ( руберойд, склоруберойд, фольгоруберойд, гідроізол) і б е з о с н о в н и м и (ізол).
Руберойд ( ДСТУ Б А.1.1.-15-94,ГОСТ10923) – рулонний матеріал, що виготовляється шляхом просочення покрівельного картону розплавленим легкоплавким бітумом з наступним покриттям з одного чи обох сторін тугоплавким нафтовим бітумом. Залежності від призначення руберойд підрозділяють на :
покрівельний ( влаштування верхнього шару покрівельного килиму);
підкладковий ( для нижнього шару покрівельного килиму і гідроізоляції будівельних конструкцій).
Руберойд випускають чотирьох марок: РКК-500А; РКК- 500Б и В ;РКМ-305Б и в ; РПМ і РПП –300А,Б; РКЧ-350 Б и В . У позначення марки руберойду: букви К и П - призначення руберойду ( покрівельний чи підкладковий); третя буква вказує на вид посипання (К- грубозерниста, М – дрібнозерниста, П- пилоподібна, Ч- луската). Число, що стоїть після буквеної інформації, показує масу 1 м 2 покрівельного картону.
Наплавлений руберойд – покрівельний матеріал, який наклеюють, не застосовуючи покрівельної мастики, розплавленням потовщеного нижнього покрівельного шару. При цьому поліпшуються умови праці й підвищується її продуктивність.
Склоруберойд(ГОСТ 15879) – рулонний покрівельний і гідроізоляційний матеріал. Одержують шляхом двостороннього нанесення бітумного в'яжучого на скловолокнисте полотно. Застосовують для покрівельного килиму й обклеювальної гідроізоляції.
Фольгоізол (ГОСТ 20429) - рулонний гнучкий і теплостійкий матеріал з тонкої рифленої алюмінієвої фольги, покритої з нижньої сторони шаром бітумно-гумового чи бітумно-полімерного сполучного, змішаного з мінеральним наповнювачами і антисептиком.
Гідроізол (ГОСТ7415)– безпокривний біостійкий рулонний матеріал, одержуваний просоченням азбестового паперу нафтовим бітумом, застосовується для гідроізоляції підземних споруд і плоских покрівель.
Ізол (ГОСТ 10296) – безосновний рулонний матеріал, отримуваний у результаті прокатки в полотнину гарячої пластичної маси, що складається з бітуму і бітумно-полімерного в'яжучого, наповнювача, дрібномолотих відходів гуми. Застосовується для паро-і гідроізоляції, має високу довговічність, міцність при розтягуванні, водопоглинання, еластичний при негативних температурах.
Пергамін (ГОСТ 2697)- рулонний покрівельний матеріал на основі картону, просоченого нафтовим бітумом з температурою розм’якшення 400 С . Він є підкладковим матеріалом під руберойд і використовується для пароізоляції. Пергамін не має покривного шару бітуму і посипання.
Лінкром (ТУ5774-002-13157915-98)- покрівельний й гідроізоляційний матеріал для влаштування покрівель дахів із невеликим нахилом, а також для гідроізоляції фундаментів будівель і споруд . Складається з міцної основи , яка не гниє ( склотканина, склохолст, поліефірне полотно), на яку з обох сторін наносять бітумну масу. Нижня сторона лінкрому закрита лекгоплавкою полімерною плівкою, верхня- плівкою або мінеральною посипкою. Гарантійний термін служби- більше 20 років.
Уніфлекс (ГОСТ 2678) – рулонний покрівельний і гідроізоляційний матеріал, призначений для влаштування покрівельного килиму будівель та споруд різного призначення, гідроізоляції фундаментів, мостів , тунелів. Має основу зі склотканини, нетканого полієфірного полотна. З обох сторін покривається модифікованою полімерно-бітумною сумішшю(стирол-бутадієн, стирол-бітум). Міцність уніфлексу при розтягу в разі використання як основи склотканини – до 8 Мпа, склополотна- до 6Мпа, абсолютна водонепроникність, температура розм’якшення - + 100 С . Модифікатором бітуму є каучук стирол-бутадієн-стирол (СБС).
Техноеласт(ТУ 5774-003-00287852-99) – рулонний матеріал, призначений для влаштування покрівель із невеликим нахилом, а також для гідроізоляції, коли ставляться підвищені вимоги щодо надійності й довговічності. Має основу, просочену бітумом, модифікований штучним каучуком СБС. Легко вкладається в холодний період року і не стає надто м’ягким у теплу, сонячну погоду, при охолодженні до температури до -25 оС має гнучкість, температура розм’якшення становить 110…115 о С, міцність при розтягу на основі склотканини- 8МПа, на основі поліефірної тканини – МПа.
Толь ( ГОСТ 10996) – рулонний матеріал, який одержують просоченням і покриттям покрівельного картону кам'яновугільними чи сланцевими дьогтями без посипання із посипанням мінеральною крихтою. Використовують як підкладковий матеріал для влаштування богатошарових покрівель, для паро- і гідроізоляції, для покрівель тимчасових споруд, гідроізоляції фундаментів.
Фарбувальна гідроізоляції виконується з використанням покрівельних і гідроізоляційних мастик.
Мастиками називають пластичні штучні суміші органічних речовин з мінеральними заповнювачами і добавками. Залежно від вихідного в'яжучого мастики бувають:
- бітумними;
- бітумно-гумовими;
- дьогтьовими і т.д.
З метою полегшення нанесення складу на поверхню, що захищається, мастику розігрівають (гаряча мастика ) або вводять органічний розчинник (холодна мастика). Найбільше застосування в будівництві для виконання покрівлі і гідроізоляції будівельних конструкцій знайшли наступні мастичні склади: МБК-Г-55( 65, 75, 85, 100) – бітумна покрівельна гаряча з теплостійкістю 55-1000С, МБР-Г-55( 65, 75, 85, 100) – бітумна з наповнювачем з гумової крихти; МББГ-90(80) – гаряча битумно-бутимно-каучукова. Холодні мастики , як правило, містять органічний розчинник, добре склеюють бітумні і рулонні матеріали між собою, приклеюють їх до поґрунтованої основи. Найбільш поширена холодна бітумна мастика марки МБК-Х-1. До недоліків гарячих мастик відносяться їхня нестабільність, велика витрата енергії на виробництві, низькі експлуатаційні властивості при атмосферних впливах. При роботі з холодними мастиками випаровується шкідливий для здоров'я людини розчинник. У сучасному будівництві все більшу популярність здобувають бітумно-емульсійні мастики, що являють собою рівномірно розподілені у воді дрібні частки бітуму, покриті шаром твердого чи рідкого емульгатора. Ці мастики екологічно нешкідливі, гігієнічні, пожежо - і вибухобезпечні.
11.4. Асфальтобетонні розчини
Асфальтобетонні розчини є важливим матеріалом для пристрою дорожніх і аеродромних покриттів, підлог промислових підприємств.
Асфальтобетон – штучний будівельний матеріал, одержуваний у результаті затвердіння ущільненої асфальтобетонної маси, що складається з ретельно перемішаних компонентів: щебеню, піску, мінерального порошку і бітуму. Асфальтобетон , що не містить великий заповнювач, називається асфальторозчином.
За видом великого заповнювача асфальтобетон поділяють на щебеневий і гравійний. Залежно від марки застосовуваного бітуму і температури укладання поділяється – на гарячі(1200С), теплі (700С), і холодні, приготовлені на рідких бітумах чи бітумних емульсіях, які укладають при температурі навколишнього середовища не нижче 50С.
Залежно від розміру зерен заповнювача гарячі й теплі асфальтобетони розділяють на грубозернисті – найбільший розмір зерен до 40мм; дрібнозернисті – до 20мм; піщані – з найбільшим розміром зерен до 5 мм.
Асфальтові бетониможна подати як суміш асфальтового розчину і великого заповнювача; у цьому разі кількість асфальтового розчину. Щільність асфальтобетону — важлива характеристика. Звичайно пористість асфальтобетону складає — 5...7 %. Чим вище пористість, тим менше довговічність асфальтобетону, тому що при цьому зростає водопоглинання, знижується корозійна стійкість і морозостійкість (остання є головний фактор руйнування дорожніх покриттів). Щільні асфальтобетони (пористість < 5 %) практично водонепроникні і можуть застосовуватися як гідроізоляційний матеріал.
На відміну від бетонів на мінеральних в'яжучих міцність асфальтових бетонів і розчинів помітно змінюється при коливаннях температури. Так, якщо при 20° С міцність асфальтобетону складає 2,2...2,4 МПа, то при 50° С — тільки 0,8...1,2 МПа. При цьому знижується модуль пружності і зростає повзучість асфальтобетону.
Асфальтові бетони більш стійкі до корозійних впливів, ніж цементні, але бояться впливу рідкого палива і масел. Зносостійкість асфальтових бетонів вище, ніж цементних. Асфальтові бетони і розчини застосовують для верхніх покриттів доріг, аеродромів, підлог промислових будинків, плоских покрівель, стяжок, а також у гідротехниці для створення гідроізоляційних шарів і екранів і заповнення компенсаційних швів.
Технологія асфальтобетону. Для одержання пластичної зручноукладуваної асфальтобетонної суміші використовують два методи:
нагрівання суміші до 140...170° С для повного розрідження бітуму;
приготування суміші на рідких бітумах, гудронах (з наступним тужавінням за рахунок випару летких компонентів) чи на бітумних емульсіях (тужавіння відбувається після випару води).
Кращу якість мають «гарячі» асфальтобетони.
Укладають і ущільнюють асфальтобетонні суміші за допомогою спеціальних асфальтоукладчіків і важких котків. При малих обсягах робіт можливе ручне ущільнення.
Довговічність асфальтобетону багато в чому залежить від якості укладання і забезпечення його зчеплення з нижніми шарами; на довговічність істотно впливає також якість основи.
Бетони, аналогічні асфальтовим, можуть бути отримані на дьогтьових в'яжучих, але їхнє використання дозволене лише для дорожніх покриттів поза населеними пунктами .
Для підвищення якості асфальтобетонів бітуми модифікують полімерами (поліетиленом, поліпропіленом, синтетичними каучуками); для цієї мети раціонально використовувати вторинну полімерну сировину і промислові відходи.
Контрольні запитання
Які види органічних в'яжучих речовин ви знаєте?
Які загальні властивості бітумів і дьогтів? У чому їхня відмінність?
Якими властивостями характеризується марка бітуму?
Які марки руберойду ви знаєте? Які технічні характеристики наведені у позначенні марки руберойду?
Наведіть характеристики матеріалів на основі бітумних і дьогтьових в'яжучих речовин.
Які рулонні матеріали, вироблені на їхній основі, ви знаєте?
Які матеріали на основі бітумних в'яжучих речовин використовують для виконання обмазувальної гідроізоляції?
Що таке асфальтобетон і асфальторозчин? Які матеріали використовують для їх одержання?
Якими властивостями характеризується якість асфальтобетонів і асфальторозчинів?
ТЕМА 12. Лужні цементи та бетони
Раніше луги у складі цементів використовували у вигляді розчинного скла. В поєднанні з різними отверджувачами протягом багатьох років воно було прекрасним будівельним матеріалом. Останнім часом це в”яжуче дістало найбільшого поширення при укріпленні грунтів, а також при виробництві кислототривких і жаростійких матеріалів.Спроби застосувати всілякі отверджувачі не змінили властивостей цих матеріалів, оскільки луг, який лишається у вільному стані, легко розчинний, що знижує водо- і атмосферостійкість цементного каменю. Відомі також спроби використати лужні сполуки у вигляді розчинного скла, Na2CO3, NaOH як добавки активізаторів до традиційних цементів. Проте вміст їх був незначним, оскільки виникали побоювання щодо погіршення властивостей цементного каменю внаслідок високої розчинності лужних сполук, які, на думку таких вчених, як Р.Фере, Л.Шасеван, П.П.Будников, лишалися у вільному стані. Ці побоювання існують і тепер, коли підвищенний вміст активних лужних сполук спричинює лужну реакцію склоподібних та аморфізованих заповнювачів, яка призводить до деструктивних процесів у затверділому бетоні.
Докорінні перетворення в науці та практиці в”яжучих речовин розпочалися 1957р., коли профессор В.Д. Глуховський відкрив в”яжучі властивості у сполук I групи II підгрупи періодичної системи елементів. Це відкриття стало поштовхом до створення нового классу цементів – лужних і довело, що вимоги обмеженої розчинності та її швидкості, які згідно із сучасними теоріями зумовлюють здатність мінеральних речовин до гідратаційного твердіння, слід ставити не до речовин, що входять до складу цементу, а до продуктів їх гідратації та твердіння.
ТЕМА 13. ПОЛІМЕРНІ МАТЕРІАЛИ
13.1. Загальні відомості
Полімерними речовинами називають високомолекулярні сполуки, які складаються з елементарних (мономірних ) ланок, об’єднаних у макромолекули різної будови.
Початок широкому використанню полімерів поклав винахід целулоїду, створеного в 1845 р. на основі целюлози братами Хайєт.
Пізніше, в 1872 р. німецький хімік Байєр шляхом з'єднання фенолу з формальдегідом у присутності соляної кислоти синтезувала нову полімерну речовину, яка швидко завоювала популярність .На основі фенольних смол і сьогодні одержують високоміцні, хімічно стійкі, електроізоляційні вироби, що з успіхом заміняють металеві .У наступні роки було синтезовано багато нових полімерів і пластмас. Велике поширення одержали прозорі пластмаси, що заміняють тендітне скло. Найбільш придатним для цих цілей виявився поліметилметакрилат, одержуваний з ацетону, синильної кислоти й метилового спирту (органічне скло). В 1940 р. німецький хімік Мюллер і незалежно від нього руський вчений Адріанов отримали перші силіконові пластмаси, молекули яких поряд з вуглецем містять кремній. Завдяки вмісту кремнію в полімерному ланцюзі пластмаси придбали нові цінні властивості: вони відрізняються високою теплостійкістю, (до 500 оС), стійки до дії води, кислот і органічних розчинників.
Велике поширення полімерів - одна з відмінних рис сучасного будівництва. І це, очевидно, є тільки початком грандіозного перевороту, рівного за своїм значенням великим матеріальним революціям минулого - освоєнню бронзи й заліза.
13.2. Класифікація полімерних речовин
За способом синтезу і тверднення органічні полімерні речовини поділяють на:
- полімеризаційні, отримані в результаті реакції полімеризації ( у процесі об’єднання молекул низькомолекулярної речовини без виділення будь-яких побічних продуктів). До них відносять :поліетилен, поліізобутилен, полістирол;
- поліконденсаційні, отримані реакцією поліконденсації( у процесі одержання високомолекулярних сполук з одночасним відщепленням низькомолекулярних продуктів реакції. Це такі полімери, як фенолформальдегід, поліефір, епоксидний полімер, поліамід і т.д.
За складом основного ланцюга макромолекул :
- к а р б о л а н ц ю г о в і, молекулярні ланцюги, які складені з атомів карбону(поліетилен, поліпропілен, поліізобутилен);
-
112
г е т е р о л а н ц ю г о в і, до складу молекули яких, крім атомів карбону, входять атоми кисню, сірки, азоту (епоксидні, поліуретанові, поліефірні полімери);
-е л е м е н т о о р г а н і ч н і, до складу молекул яких входять атоми кремнію, титану, алюмінію, що не входять до складу органічних сполук.
Стосовно температурних впливів:
- т е р м о п л а с т и ч н і (поліетилен, полістирол тощо), здатні оборотно розм'якшуватися при нагріванні й затвердівати при охолодженні зі збереженням основних властивостей;
- т е р м о р е а к т и в н і (фенолформальдегідні, карбамідні та ін), полімери, які після затвердіння при нагріванні не переходять у пластичний стан.
13.3. Склад і властивості пластмас
13.3.1. Склад пластмас
Матеріали, що містять у своєму складі полімери і мають пластичність на певному етапі виробництва, що повністю втрачається після затвердіння полімеру, називаються пластмасами.
Полімерна речовина - самий дорогий компонент пластмас, що є основою композиції й багато в чому визначає фізико-технічні властивості пластмас: теплостійкість, хімічну стійкість, міцність та деформативні характеристики.
Окрім полімерів до складу пластмас входять інші найважливіші складові:
- наповнювачі - значно зменшують витрату полімерної речовини і тим самим знижують вартість матеріалу, підвищують теплостійкість, опір розтяганню. Функції наповнювачів у пластмасах виконують порошки органічного й неорганічного походження, волокна, тканини, деревний шпон;
- ластифікатори - підвищують еластичність полімеру, знижують крихкість;
- стабілізатори - сприяють збереженню властивостей пластмас у процесі експлуатації, запобігають їхньому ранньому старінню.
- барвники - застосовують для надання полімерній композиції декоративного вигляду. Для цих цілей використовують пігменти органічного й мінерального походження.
13.3.2. Властивості пластмас
Позитивні властивості пластмас:
мала щільність (від 20 до 2200 кг/м3);
високі міцнісні характеристики ( від 120 до 420 Мпа);
низька теплопровідність;
корозійна стійкість;
мала стиранність;
здатність фарбуватися в різні кольори;
можливість одержання прозорих композицій;
технологічність;
негативні властивості пластмас:
низька теплостійкість;
мала твердість;
високий коефіцієнт термічного розширення ;
горючість із виділенням шкідливих газів;
токсичність при експлуатації і виробництві;
13.4. Технологія виробництва пластмас
Вироби з пластмас одержують з використанням різних прийомів, при виборі яких визначальним фактором є природа полімеру й вид наповнювача.Основними прийомами переробки пластмас є:
- пряме пресування просоченої гарячими смолами основи( тканини, деревного шпону, паперу) у кілька шарів( листові пластики) або полімерного прес- порошку(плитка для підлог) у гідравлічних пресах, що обігрівають, зазначений спосіб застосовується в основному при переробці термореактивних полімерів і композицій на їхній основі;
- лиття просте, при якому рідка композиція заливається у форму й затвердіває у результаті реакції полімеризації або холодження (оргскло,плитки для підлоги та інші вироби з полікапролактаму й поліметилметакрилату);
- лиття під тиском, застосовують при виготовленні пластмас на основі термопластичних полімерів: полістиролу, ефірів целюлози, поліетилену. Полімер у в'язкотекучому стані під тиском впорскується у форму,охолоджувану водою;
- екструзії або продавлювання пластичної маси через насадку певного розміру й форми( плинтуси, поручні для сходів, рейки, герметизуючі й ущільнювальні прокладки для вікон,);
- промазки верхньої поверхні просоченого полотна основи( паперу,тканини, склотканини) пастоподібною полімерною масою з наступним глибоким нанесенням малюнка;
- вальцево-каландровим, що складається з ретельного перемішування компонентів на вальцях,наступної прокатки пластичної маси між двома обертовими в різні сторони валками із зазором, що визначає товщину майбутнього виробу;
- вспінювання полімерної маси за рахунок інтенсивного механічного перемішування в сполученні з дією перегрітої пари з наступним швидким охолодженням,заливанням і фіксуванням пористої структури виробу (пінопласти).
13.5. Застосування полімерних матеріалів і виробів
Аналіз всіх властивостей полімерних матеріалів показав, що в будівництві економічно доцільне їх використання при виготовлені несучих конструкцій високої корозійної стійкості,покриттів підлог, обробки стін, теплоізоляції огороджень і технологічного устаткування,герметизації стиків і швів у великопанельних будинках,гідроізоляції покрівлі й фундаментної частини будинку,виготовленні санітарно-технічного встаткування і труб.
12.5.1. Конструкційні полімерні матеріали
Склопластики (ГОСТ 27389) - листові композиційні матеріали, одержувані шляхом просочення скляних волокон або тканин (армуючих компонентів) полімером. Склопластикова арматура має високу міцність, є хімічною стійкістю. Зв'язувальною речовиною у склопластиках служать феноло-формальдегидні, поліефірні й епоксидні полімери. Отримують три види склопластиків:
склопластики з орієнтованими волокнами(СВАМ),ефективність яких полягає в сполученні низької щільності (1800-2000кг/м3) ,високої хімічної стійкості й міцності при розтяганні( до 1000 МПа, межа міцності при стиску-420 МПа;
склопластики з рубаним скляним волокном, що володіють світлопрозорістю, застосовуються для покрівель, огороджень лоджій і балконів;
склопластики на основі склотканини( склотекстоліти)одержують шляхом просочення полотен тканини термореактивними полімерами способом гарячого пресування при високій температурі й тиску.
Склопластики застосовують для виготовлення пневматичних конструкцій, твердих оболонок, до достоїнств яких відносять технологічну інваріантість (можуть мати як позитивну, так і негативну кривизну поверхні). Прольоти, які перекривають такими оболонками можуть досягати 90-110 м, маса 1 м2 покриття становить 7-20 кг. Пневматичні оболонки застосовують для покриття ринків, спортивних залів.
Полімербетонявляє собою композиційний матеріал, що складається з високомолекулярних смол ,дрібного й великого заповнювача, тонкомолотого наповнювача й добавок. Сполучними в полімербетоні можуть бути: фуранові, поліефірні, епоксидні полімери. Одержують шляхом інтенсивного перемішування підігрітих заповнювачів, смол і добавок з наступним зануренням у форму, ущільненням і витримкою при температурі до 1000. Заповнювачі вибирають залежно від умов експлуатації. Полімербетон - єдиний матеріал ,що успішно працює в цехах хімічної, харчової, целюлозної промисловості, забезпечуючи корозійну стійкість несучих і самонесучих конструкцій. Від звичайного бетону полімербетон відрізняється не тільки хімічною стійкістю, але й високими показниками міцності: при стиску - 60-120 МПа, при розтяганні - 7-40 МПа, морозостійкість - 200-300 циклів, але його вартість у кілька разів вище цементних. Застосування полімербетону доцільно там , де його вартість буде виправданою.
Бетонополімер одержують просочуванням звичайного важкого бетону на глибину 1-3 см мономерами у спеціальних герметичних камерах під тиском. Монеомери полімеризуються в порах бетону, тим самим забезпечуючи високу щільність і корозійну стійкість конструкцій.
13.5.2. Опоряджувальні полімерні матеріали
Лицювальна полістирольна плитка являє собою квадрати або прямокутники товщиною 1,25-1,5 мм з гладкою й рельєфною поверхнею, одержувані методом лиття під тиском. До складу композиції входять: полімер, наповнювач (тальк, каолін), пігмент. До достоїнств даного полімеру слід віднести гігієнічність, водостійкість і хімічну стійкість, а також різноманітний декоративний вигляд.
Застосовують для лицювальних робіт торговельних і санітарно-технічних приміщень.
Оздоблювальні полістирольні плитки ( дістали назву «поліформ»). Одержують шляхом вспінювання полістирольної маси з наступним швидким охолодженням. Товщина панелей 8-10 мм. Застосовують для внутрішнього облицювання стель, стін та інших елементів інтер'єра.
Паперово-шаруватий пластик являє собою композицію, що складається з декількох шарів спеціального паперу, просочених феноло-формальдегидною або карбомідною смолою. Випускають у вигляді листів з наступними стандартними розмірами: довжина - 1000-3000 мм, ширина - 600-1600 мм, товщина 1-5 мм. Цей вид матеріалу технологічний, тому що легко піддається розпилюванню, свердлінню, різноманітний за кольорами і рисунком. Застосовується як лицювальний матеріал.
13.5.3. Полімерні матеріали для покриттів підлог
Покриття підлог із полімерних матеріалів гігієнічні, еластичні, зносостійкі, тепло- та звукоізоляційні, довговічні.
Безшовні монолітні покриття застосовують у промислових будинках, де необхідна підвищена корозійна стійкість, а також де представляються вимоги до гігієнічності й безпильності покриття. Як правило, покриття складається з двох шарів: перший шар виконують із полімербетону, другий - з мастики або полімеррозчину. Товщина покриттів 20-50 мм здатна витримувати навантаження, створювані при русі внутріцехового транспорту. Для виготовлення полімеррозчину й полімербетону застосовують фенолоформальдегідні, епоксидні, фуранові полімери.
Лінолеуми ( ДСТУ Б А 1.1.-18-94) - рулонні матеріали для покриття підлог, зручні завдяки пружності, низькій теплопровідності, гігієнічні, декоративні, заглушають шум кроків. Якість лінолеумів оцінюється за трьома показниками: пружністю, твердістю й стиранністю. По виду застосовуваної сировини лінолеуми підрозділяють на: полівінілхлоридні (ПВХ), гумові й алкідні. Для виробництва ПВХ лінолеуму як основу використають джутову тканину, склотканину, склосітку. Методом екструзії, вальцово - каландровим методом одержують безосновний, одно - і багатошаровий лінолеуми. Полотна лінолеуму зварюють струмами високої частоти, гарячим повітрям для одержання килиму заданого розміру. Застосовують для покриттів підлог житлових, громадських і промислових будинків при середній інтенсивності рухів.
Гумовий лінолеум (релин) виготовляють на основі синтетичного каучука, наповнювачів і добавок. У масовому житловому будівництві використається обмежено, але добре себе зарекомендував для покриттів підлог тваринницьких, медичних установ. Випускається як одношаровим так і багатошаровим на теплозвукоїизоляційній основі.
Алкіднийлінолеум служить для влаштування підлог у житлових, дитячих ,лікарняно – профілактичних і виробничих будівель.
Плитки для підлог (ГОСТ16475) виготовляють із полівінілхлориду, каучуків, регенерованої гуми і фенопластів. Порівняно з рулонними матеріалами плитки мають краще зчеплення з основою, створюють потрібний візерунок підлоги; легко замінюються під час ремонту, при укладанні не дають відходів.
13.5.4. Теплоізоляційні полімерні матеріали
Полімерні теплоізоляційні матеріали класифікують за структурою, формою, видом основної сировини, середньою щільністю, теплопровідністю та стискуваністю (ГОСт 16381). Полімерні матеріали, що мають ніздрювату структуру, яка може бути представлена системою ізольованих пор, називають пінопластами, сполучених пор – поропластами, а регулярно повторюваних порожнин – сотопластами( рис. 12.1.)
Їхня частка в загальному обсязі теплоізоляційних матеріалів досягає 20 %. Вони відрізняються високими експлуатаційними характеристиками, довговічні й технологічні. За зовнішнім виглядом й способом застосування газонаповнені пластмаси можуть бути у вигляді штучних виробів (в основному плит) і у вигляді рідко-грузлих матеріалів, що впучуються і затвердівають на місці застосування (заливальні пінопласти, монтажні піни).
Пінопласти — листові й фасонні вироби одержують вспінюванням різних полімерів: полістиролу, полівінілхлориду, поліетилену, фенольних полімерів та ін. Пінополістирол — найбільш відомий вид будівельних пінопластів. З нього одержують крупнорозмірні плити товщиною до 100 мм. Марки за щільністю (кг/м3) пінополістирола D15...D50; теплопровідність — 0,03...0,04 Вт/(м •С); теплостійкість 80...90°С Пінополістирол - горючий матеріал, однак за допомогою антіпіренів одержують важкогорючий пінополістирол.
Пінополівінілхлорид — матеріал у вигляді плит, за методом одержання і структурою аналогічний пресовому пінополістиролу. Щільність пі-нополівінілхлоріду 35...70 кг/м3, теплопровідність - 0,04...0,054 Вт/(м • ДО). Теплостійкість пінополівінілхлориду — 130...140° С; горючість значно нижче, ніж у пінополістиролу.
Заливальні пінопласти — рідкогрузлі олігомірні смоли, що заливають у пазухи, залишені в ізольованій конструкції, що спучуються і затвердівають в них.
Фенольний пінопласт — один з перших пінопластів. Він поставлявся на місце використання у двох упаковках (смола з газоутворювачем і затверджувач), які змішують безпосередньо перед заливанням. У якості газоутворювача застосовується алюмінієва пудра, а кислотний затверджувач, крім своєї основної ролі, реагуючи з алюмінієвою пудрою, виділяє газоподібний водень. Фенольні пінопласти тверді й теплостійкі; добре зчіплюються в момент затвердіння з іншими матеріалами. Використовуються при виробництві тришарових легких панелей типу «сендвіч»: два металевих листи, між якими укладений пінопласт.
Контрольні запитання
Що таке пластмаси? Назвіть основні компоненти пластмас.
Перелічіть основні позитивні й негативні властивості платмас.
Яка роль наповнювачів у пластмасах?
Які основні методи одержання виробів із пластмас?
Перелічіть основні області застосування пластмас. Обґрунтуйте свою відповідь.
Склопластики. Яка роль компонентів у цьому матеріалі?
Які полімерні матеріали для підлог ви знаєте?
Які опоряджувальні полімерні матеріали вам відомі?
ТЕМА 16 Теплоізоляційні матеріали й вироби
Теплоізоляційні матеріали використовуються для утеплення й поліпшення звукоізоляції конструкцій, що обгороджують, житлового будинку (стін, перекриттів, перегородок), а також для захисту від промерзання водопровідних і каналізаційних труб. Промисловістю випускаються теплоізоляційні матеріали й вироби на основі мінерального й скляного волокна, азбесту, спученого перліту, полімерних і місцевих матеріалів і відходів промислового виробництва. Такі широко відомі заповнювачі для легких бетонів, як шлаки й керамзит, також широко застосовуються в якості утеплювачів.
Теплоізоляці́йні матеріа́ли відрізняються невеликою теплопровідністю. Використовуються для теплової ізоляції загороджувальних конструкційбудівель та інших споруд, промислового устаткування і трубопроводів.
Одна з основних характеристик теплоізоляційних матеріалів — це їх висока пористість і, відповідно, мала середня густина і низька теплопровідність. Застосування теплоізоляційних матеріалів в будівництві дозволяє знизити масу конструкцій, зменшити споживання конструкційних будівельних матеріалів (бетон, цегла, деревина тощо). Сьогодні вітчизняний будівельний ринок рясніє самими різними теплоізоляційними матеріалами, відмінними високим коефіцієнтом теплового опору при відносно малих товщинах і невеликій вазі. Актуальність і потреба у високоефективній теплоізоляції для будь-яких будівель і споруд набула особливої значущості у зв'язку зі зростаючою вартістю енергоносіїв.
Крім того, постійне підвищення вимог до умов комфортного проживання людей вимагає все більшої енергії, все більших витрат на її поповнення. Матеріали, з яких традиційно виготовлялися огороджувальні конструкції будівель, сьогодні вже не задовольняють зростаючий ринок споживачів, так як вони погано зберігають тепло. Асортимент теплоізоляції постійно зростає, розібратися у видах теплоізоляційних матеріалів з кожним днем стає все складніше.
На практиці теплоізоляційні матеріали прийнято ділити на три види (по виду основного вихідної сировини):
Органічні - одержувані переробкою неділової деревини та відходів деревообробки (деревноволокнисті плити і деревностружкові плити), сільськогосподарських відходів (солома, очерет та ін), торфу (торфопліти) і т.д. Ці теплоізоляційні матеріали, як правило, відрізняються низькою водо-і біостійкість. Зазначених недоліків позбавлені, так звані, газонаповнені пластмаси (пінопласти, поропласти, сотопласти та ін) - високоефективні органічні теплоізоляційні матеріали з об'ємною масою від 10 до 100 кг/м3. Характерна особливість більшості органічних теплоізоляційних матеріалів - низька вогнестійкість, тому їх застосовують зазвичай при температурах не понад 150 ° С.
Неорганічні - мінеральна вата та вироби з неї (мінераловатні плити), легкі і ніздрюваті бетони (газобетон і пінобетон), піноскло, скляне волокно, вироби з спученого перліту та ін . Вироби з мінеральної вати отримують переробкою розплавів гірських порід або металургійних шлаків в склоподібне волокно. Об'ємна маса виробів з мінеральної вати 75 - 350 кг/м3.
Змішані - використовувані як монтажні, виготовляють на основі азбесту (азбестові картон, папір, повсть), сумішей азбесту і мінеральних в'яжучих речовин, азбестоцементні вироби) і на основі спучених гірських порід (вермикуліту, перліту).
Найпопулярніші в Україні утеплювачі - мінераловатні вироби, частка яких складає понад 65%, близько 8% припадає на стекловатниє, близько 20% - на пінополістирол і інші пінопласти. Частка теплоізоляційних ніздрюватих бетонів в загальному обсязі теплоізоляційних матеріалів не перевищує 3%, спученого перліту, вермикуліту і виробів на їх основі 0,4-0,6%. Структура обсягів випуску утеплювачів в Україні мало чим відрізняється від сформованої в розвинених країнах, де волокнисті утеплювачі також займають 60-80% від загального випуску теплоізоляційних матеріалів.
16.1 Призначення теплоізоляції
Вживання теплоізоляційних матеріалів призводить до економії основних будівельних матеріалів (цементу, металу, деревини, кераміки), до зменшення товщини і маси стін і інших захисних конструкцій, скорочення витрат праці, транспортних витрат і, врешті, до зниження вартості будівництва. Крім того, використання їх скорочує втрати тепла і витрата палива на опалювання будівель і технологічні процеси.
Теплоізоляційні матеріали істотно покращують комфорт у житловихприміщеннях. Найважливішою метою теплоізоляції будівельних конструкцій є скорочення витрат енергії на опалюваннябудівлі.
1 ... 7 8 9 10 11 12 13 14 15