шпоры по строительным материалам

1.   Свойства строительных материалов

 Строительные материалы отличаются физическими и механическими свойствами.

Физические свойства

Физические свойства включают в себя следующие параметры: плотность, пористость, водопоглощение, влагоотдача, гигроскопичность, водопроницаемость, морозостойкость, теплопроводность, звукопоглощение, огнестойкость, огнеупорность и некоторые другие.

Плотность

Плотность материала бывает средней и истинной. Средняя плотность определяется отношением массы тела (кирпича, камня и т. п.) ко всему занимаемому им объему, включая имеющиеся в нем поры и пустоты, и выражается в соотношении кг/м2.

Истинная плотность —-это предел отношения массы к объему без учета имеющихся в них пустот и пор.

У плотных материалов, например у стали и гранита, средняя плотность практически равна истинной, у пористых (кирпич и т. п.) меньше.

Пористость

Эта характеристика определяется степенью заполнения объема материала порами, которая исчисляется в процентах. Пористость влияет на такие свойства материалов, как прочность, водопоглощение, теплопроводность, морозостойкость и др.

По величине пор материалы разделяют на мелкопористые, у которых размеры пор измеряются в сотых и тысячных долях миллиметра, и крупнопористые (размеры пор — от десятых долей миллиметра до 1-2 мм). Пористость строительных материалов колеблется в широком диапазоне. Так, например, у стекла и металла она равна 0%, у кирпича пористость составляет 25-35%, у мипоры — 98%.

Влагоотдача

Это свойство материала характеризует способность терять находящуюся в его порах влагу. Влагоотдача исчисляется процентным количеством воды, которое материал теряет за сутки (при относительной влажности окружающего воздуха 60% и его температуре 20 °С).

Влагоотдача имеет большое значение для многих материалов и изделий, например стеновых панелей и блоков, которые в процессе возведения здания обычно имеют повышенную влажность, а в обычных условиях благодаря водоотдаче высыхают. Вода испаряется до тех пор, пока не установится равновесие между влажностью материала стен и влажностью окружающего воздуха.

Водопоглощение

Водопоглощение — это способность материала впитывать и удерживать в своих порах влагу.

По объему водопоглощение всегда меньше 100%, а по массе может быть более 100% (например, у теплоизоляционных материалов). Насыщение материала водой ухудшает его основные свойства, увеличивает теплопроводность и среднюю плотность, уменьшает прочность.

Степень снижения прочности материала при предельном его водонасыщении называется водостойкостью и характеризуется коэффициентом размягчения.

Материалы с коэффициентом размягчения не менее 0,8 относят к водостойким. Их применяют в конструкциях, находящихся в воде, и в местах с повышенной влажностью.

Гигроскопичность

Гигроскопичность — это свойство пористых материалов поглощать влагу из воздуха. Гигроскопичные материалы (древесина, теплоизоляционные материалы, кирпичи полусухого прессования и др.) могут поглощать большое количество воды. При этом увеличивается их масса, снижается прочность, изменяются размеры. Для некоторых материалов в условиях повышенной и даже нормальной влажности приходится применять защитные покрытия. А такие материалы, как кирпич сухого прессования, можно использовать только в зданиях м помещениях с пониженной влажностью воздуха.
Водопроницаемость

Водопроницаемостью называют способность материала пропускать воду под давлением. Эта характеристика определяется количеством воды, прошедшей при постоянном давлении в течение 1 ч через материал площадью 1 м2 и толщиной 1 м. К водонепроницаемым относятся особо плотные материалы (сталь, стекло, битум) и плотные материалы с замкнутыми порами (например, бетон специально подобранного состава).

Морозостойкость

Морозостойкость — это способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без снижения прочности и массы, а также без появления трещин, расслаивания, крошения.

Для возведения фундаментов, стен, кровли и других частей здания, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию, необходимо применять материалы, обладающие вышенной морозостойкостью. Плотные материалы, не имеющие пор материалы с незначительной открытой пористостью, с во-допоглощением не более 0,5% обладают морозостойкостью.

Теплопроводность

Теплопроводность — свойство материала передавать теплоту при наличии разности температур снаружи и внутри строения. Эта характеристика зависит от ряда факторов: природы и строения материала, пористости, влажности, а также от средней температуры, при которой происходит передача теплоты. Кристаллические и крупнопористые материалы, как правило, более теплопроводны, чем материалы, имеющие аморфное и мелкопористое строение. Материалы, имеющие замкнутые поры, обладают меньшей теплопроводностью, чем материалы с сообщающимися порами.

Теплопроводность однородного материала зависит от средней плотности: чем меньше плотность, тем меньше теплопроводность и наоборот. Влажные материалы более теплопроводны, чем сухие, так как теплопроводность воды в 25 раз выше теплопроводности воздуха. От данного показателя зависит толщина стен и перекрытий отапливаемых зданий.

Звукопоглощение

Звукопоглощением называется способность материала ослаблять интенсивность звука при прохождении его через материал. Звукопоглощение зависит от структуры материала: сообщающиеся открытые поры поглощают звук лучше, чем замкнутые. Лучшими звукоизолирующими показателями обладают многослойные стены и перегородки с чередующимися слоями пористых и плотных материалов.

Огнестойкость

Огнестойкость — это свойство материалов противостоять действию высоких температур. По степени огнестойкости материалы делят на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые материалы (кирпич, бетон, сталь) под действием огня или высоких температур не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются, но могут сильно деформироваться.

Трудносгораемые материалы (фибролит, асфальтовый бетон) тлеют и обугливаются, но после удаления источника огня эти процессы прекращаются. Сгораемые материалы (дерево, рубероид, пластмассы) воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть и после удаления источника огня.

Огнеупорность

Огнеупорность — свойство материала противостоять, не деформируясь, длительному воздействию высоких температур. По степени огнеупорности материалы делят на огнеупорные, выдерживающие действие температур до 1580 “С и выше (шамотный кирпич), тугоплавкие, выдерживающие действие температур 1350-1580 °С (тугоплавкий кирпич), легкоплавкие, размягчающиеся или разрушающиеся при температуре ниже 1350 “С (керамический кирпич).

Механические свойства

К механическим свойствам материала относят его прочность, упругость, пластичность, хрупкость, сопротивление удару и твердость.

Прочность

Прочностью называется способность материала проти-. востоять разрушению под воздействием внешних сил, вызывающих в нем внутренние напряжения.
Прочность материала характеризуется пределом прочно-; сти при трех видах воздействия на него — сжатии, изгибе и растяжении.

Упругость

Упругость — это способность материала после деформирования под воздействием каких-либо нагрузок принимать первоначальную форму и размеры. Наибольшее напряжение, при котором материал еще обладает упругостью, называется пределом упругости. К упругим материалам относят резину, сталь, древесину.

Твердость

Твердость — способность материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела. Это свойство материалов важно при устройстве полов и дорожных покрытий.

Хрупкость

Хрупкость — свойство материала под действием внешних сил мгновенно разрушаться без заметной пластичной деформации.
К хрупким материалам относятся кирпич, природные камни, бетон, стекло и т. д.

Пластичность

Пластичность — свойство материала изменять под нагрузкой форму и размеры без образования разрывов и трещин и сохранять изменившиеся форму и размеры после удаления нагрузки. Это свойство противоположно упругости.

К пластичным материалам относят битум, глиняное тесто и др.

Сопротивление удару

Сопротивление удару — способность материала противостоять разрушению под действием ударных нагрузок. Плохо сопротивляются ударным нагрузкам хрупкие маттериалы.

2.Классификация строительных материалов

Строительные материалы и изделия классифицируют по степени готовности, происхождению, назначению и технологическому признаку.По степени готовности различают собственно строительные материалы и строительные изделия - готовые изделия и элементы, монтируемые и закрепляемые на месте работы. К строительным материалам относятся древесина, металлы, цемент, бетон, кирпич, песок, строительные растворы для каменных кладок и различных штукатурок, лакокрасочные материалы, природные камни и т. д.Строительными изделиями являются сборные железобетонные панели и конструкции, оконные и дверные блоки, санитарно-технические изделия и кабины и др. В отличие от изделий строительные материалы перед применением подвергают обработке - смешивают с водой, уплотняют, распиливают, тешут и т. д.

По происхождению строительные материалы подразделяют на природные и искусственные.Природные материалы - это древесина, горные породы (природные камни), торф, природные битумы и асфальты и др. Эти материалы получают из природного сырья путем несложной обработки без изменения их первоначального строения и химического состава.К искусственным материалам относят кирпич, цемент, железобетон, стекло и др. Их получают из природного и искусственного сырья, побочных продуктов промышленности и сельского хозяйства с применением специальных технологий. Искусственные материалы отличаются от исходного сырья как по строению, так и по химическому составу, что обусловлено коренной переработкой его в заводских условиях.

Наибольшее распространение получили классификации материалов по назначению и технологическому признаку.По назначению материалы подразделяют на следующие группы:конструкционные материалы - материалы которые воспринимают и передают на грузки в строительных конструкциях;теплоизоляционные материалы, основное назначение которых — свести до минимума перенос теплоты через строительную конструкцию и тем самым обеспечить необходимый тепловой режим в помещении при минимальных затратах энергии;акустические материалы (звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы) - для снижения уровня «шумового загрязнения» помещения;гидроизоляционные и кровельные материалы - для создания водонепроницаемых слоев на кровлях, подземных сооружениях и других конструкциях, которые необходимо защищать от воздействия воды или водяных паров;герметизирующие материалы - для заделки стыков в сборных конструкциях;отделочные материалы - для улучшения декоративных качеств строительных конструкций, а также для защиты конструкционных, теплоизоляционных и других материалов от внешних воздействий;материалы специального назначения (например огнеупорные или кислотоупорные), применяемые при возведении специальных сооружений.Ряд материалов (например цемент, известь, древесина) нельзя отнести к какой-либо одной группе, так как их используют и в чистом виде, и как сырье для получения других строительных материалов и изделий. Это так называемые материалы общего назначения.

Трудность классификации строительных материалов по назначению состоит в том, что одни и те же материалы могут быть отнесены к разным группам. Например, бетон в основном применяют как конструкционный материал, но некоторые его виды имеют совсем иное назначение: особа легкие бетоны являются теплоизоляционным материалом; особо тяжелые бетоны - материалом специального назначения, который используют для защиты от радиоактивного излучения.

По технологическому признаку материалы подразделяют, учитывая вид сырья, из которого получают материал, и вид его изготовления, на следующие группы:

Природные каменные материалы и изделия - получают из горных пород путем их обработки: стеновые блоки и камни, облицовочные плиты, детали архитектурного назначения, бутовый камень для фундаментов, щебень, гравий, песок и др.

Керамические материалы и изделия - получают из глины с добавками путем формования, сушки и обжига: кирпич, керамические блоки и камни, черепица, трубы, изделия из фаянса и фарфора, плитки облицовочные и для настилки полов, керамзит (искусственный гравий для легких бетонов) и др.

Стекло и другие материалы и изделия из минеральных расплавов - оконное и облицовочное стекло, стеклоблоки, стекло профилит (для ограждений), плитки, трубы, изделия из ситаллов и шлакоситаллов, каменное литье.
Неорганические вяжущие вещества - минеральные материалы, преимущественно порошкообразные, образующие при смешивании с водой пластичное тело, со временем приобретающее камневидное состояние: цементы различных видов, известь, гипсовые вяжущие и др.

Бетоны - искусственные каменные материалы, получаемые из смеси вяжущего, воды, мелкого и крупного заполнителей. Бетон со стальной арматурой называют железобетоном, он хорошо сопротивляется не только сжатию, но и изгибу и растяжению.

Строительные растворы — искусственные каменные материалы, состоящие из вяжущего, воды и мелкого заполнителя, которые со временем переходят из тестообразного в камневидное состояние.

Искусственные необжиговые каменные материалы - получают на основе неорганических вяжущих и различных заполнителей: силикатный кирпич, гипсовые и гипсобетонные изделия, асбестоцементные изделия и конструкции, силикатные бетоны.

Органические вяжущие вещества и материалы на их основе — битумные и дегтевые вяжущие, кровельные и гидроизоляционные материалы: рубероид, пергамин, изол, бризол, гидроизол, толь, приклеивающие мастики, асфальтовые бетоны и растворы.

Полимерные материалы и изделия - группа материалов, получаемых на основе синтетических полимеров (термопластических нетермореактнвных смол): линолеумы, релин, синтетические ковровые материалы, плитки, древеснослоистые пластики, стеклопластики, пенопласты, поропласты, сотопласты и др.

Древесные материалы и изделия - получают в результате механической обработки древесины: круглый лес, пиломатериалы, заготовки для различных столярных изделий, паркет, фанера, плинтусы, поручни, дверные и оконные блоки, клееные конструкции.
Металлические материалы - наиболее широко применяемые в строительстве черные металлы (сталь и чугун), стальной прокат (двутавры, швеллеры, уголки), сплавы металлов, особенно алюминиевые.

8. Эксплуатационные свойства строительных материалов: долговечность, надежность.

Долговечность – свойство материала или изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами на ремонт.

Предельное состояние определяется степенью разрушения изделия, требованиям безопасности или экономическими соображениями. Долговечность строительных изделий /конструкций/ измеряют сроками службы без потери эксплуатационных качеств в конкретных климатических условиях и в режиме эксплуатации. Долговечность оценивается гадами и определяется совокупностью физических, механических и химических свойств материала.

О долговечности судят, подвергая материал испытаниям, которые по возможности воспроизводят воздействия в натуре /установка «погода» везеромметр, натурные испытания и т.д./

Надежность - одно из основных комплексных свойств материала, определяющее его способность выполнять свои функции в течение заданного времени и при данных условиях эксплуатации, сохраняя при этом в определенных пределах установленные характеристики. Надежность материала зависит от совокупности многих факторов, определяющих условия производства, транспортирования, хранения, обработки, применения и эксплуатации. Основное значение надежности состоит в исключении «отказов» - внезапного ухудшения свойств материала ниже уровня браковочного показателя, которым обусловлена его работоспособность. Высокая надежность особенно важна для конструкционных материалов, работающих в экстремальных условиях (высокие напряжения, температура, агрессивная среда и т.п.) и при малых запасах прочности. Надежность таких материалов оценивается ускоренными испытаниями основных эксплуатационно-технических свойств (прочность, усталость, ползучесть, коррозионная стойкость и др.).

Показатели долговечности и надежности строительных материалов и изделий во многом определяют затраты на эксплуатацию (и прежде всего на ремонт) здании и сооружений.

9. Понятие марки в строительном материаловедении. Привести примеры.

Марка строительных материалов — условный показатель, устанавливаемый по главнейшим эксплуатационным характеристикам или комплексу главнейших свойств материала. Так, существуют марки по прочности, плотности, морозостойкости, огнеупорности.

Один и тот же материал может иметь несколько марок по различным свойствам. Так, кирпич маркируют по прочности и морозостойкости, но основной из них считается марка по прочности — главнейшему эксплуатационному показателю. По прочности для всех природных и искусственных каменных материалов СНиПом установлены следующие марки: 4; 7; 10; 15; 25; 35; 50; 75; 100; 125; 150; 200; 300 и т. д. до 3000. Цифра показывает минимально допустимый предел прочности материала, выраженный в кгс/см2 (например, кирпич марки 100 должен иметь прочность 100...125 кгс/см2 или 10...12,5 МПа).

Теплоизоляционные материалы делят на марки по плотности. Это объясняется тем, что теплопроводность находится в прямой зависимости от плотности, но контролировать последнюю значительно проще (см. 2.4). Например, изделия из. минеральной ваты выпускают марок 75; 100; 150 и т. д. (в этом случае размерность марки кг/м3).

12. Каким составом характеризуется строительный материал?

Строительный материал характеризуется химическим, минеральным и фазовым составом.

13. О каких свойствах материала позволяет судить химический состав?

Химический состав строительных материалов позволяет судить о ряде свойств материала — механических, огнестойкости, биостойкости, а также других технических характеристиках. Химический состав неорганических вяжущих материалов (извести, цемента и др.) и естественных каменных материалов удобно выражать содержанием в них оксидов (%). Основные и кислотные оксиды химически связаны и образуют минералы, которые характеризуют многие свойства материала.

16. классификация глин по условиям образования и степени огнеупорности

Условия образования. Выделяют две генетические группы глин: элювиальные и водно-осадочные глины.

Элювиальные (остаточные) глины являются продуктами химического разложения материнских пород, залегающими на месте их образования в корах выветривания. Для элювиальных глин характерна плащеобразная, карманообразиая или гнездо-образная форма залегания с постепенными переходами вниз по разрезу в неизмененные материнские породы. Отличительным признаком элювиальных глин является отсутствие ясной слоистости, реликтовые структуры, отражающие строение материнской породы, наличие неразложившихся при выветривании более устойчивых минералов и т. п. Минеральный состав рассматриваемых отложений зависит от характера исходной породы и от обстановки накопления глинистого вещества. При химическом разложении кислых магматических пород в условиях влажного жаркого климата образуются каолиновые глины, в коре выветривания основных пород в зоне сухого климата возникают глины монтмориллонитового состава.

Водно-осадочные глины пользуются наибольшим распространением. Подавляющее количество глинистых минералов, образовавшихся в результате разложения первичных алюмосиликатов, выносится с места разрушения материнских пород текучими водами в виде суспензий, коллоидных растворов или механических взвесей и осаждается в различных водных бассейнах — морях, озерах и реках. В отличие от песчаного и алевритового материала осаждение глинистых частиц может происходить лишь в сравнительно спокойной водной среде, там, где отсутствуют или ослаблены течения. Большое значение при этом имеют процессы коагуляции суспензий и коллоидный раствор.

Огнеупорность глины  зависит главным образом от ее химического состава. Природные глины обычно содержат в своем составе загрязняющие примеси, которые часто снижают их огнеупорность. Особенно сильное влияние в этом направлении оказывают различные плавни - соединения щелочных и щелочно-земельных металлов, а также окислы железа.

За огнеупорность глины , как и других керамических материалов, условно принимают температуру, при которой стандартный образец - трехгранная усеченная пирамида из испытуемого материала со стороной нижнего основания 8 мм, верхнего 2 мм и высотой 30 мм или подобный ему образец - настолько размягчается, что его вершина наклоняется и слегка касается подставки, на которой он установлен.

По степени огнеупорности глины  делятся на три группы: огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие. Спекаемость— способность глин под действием высоких температур превращаться в плотный камне-подобный черенок с водопоглощением менее 5%. В зависимости от степени спекания глины делят на сильноспекающиеся, среднеспекающиеся и неспекающиеся. К сильноспекающимся относят глины, способные при обжиге давать черепок без признаков пережога с водопоглощением не выше 2%. Водопоглощение черепка среднеспекающихся глин не выше 5%, а неспекающихся — свыше 5%.

По температуре спекания различают глины низкотемпературного спекания (до 1100°С), среднетемпературного (от 1100 до 1300 °С) и высокотемпературного (свыше 1300°С).

17. Основные свойства глин пластичность отношение к сушке и нагреванию

Важнейшими свойствами глин являются: пластичность, отношение к сушке (воздушная усадка) и отношение к высокой температуре.

Пластичность является важнейшим технологическим свойством глин, обусловливающим возможность формования из них различных керамических изделий. Степень пластичности зависит от минералогического и гранулометрического (зернового) состава, формы и харак-тера поверхности зерен (шероховатая или окатанная), а также от содержания растворимых солей, органических примесей и воды.

По степени пластичности глины делят на высокопластичные, имеющие водопотребность более 28% с воздушной усадкой от 10 до 15%, средней пластичности — водопотребность от 20 до 28%, воздушная усадка от 7 до 10% и малопластичные — водопотребность менее 20%, воздушная усадка от 5 до 7%.

Пластичность глин зависит от гранулометрического состава: чем больше содержание глинистых частиц (мельче 0,001 мм), тем выше пластичность. В состав глины входят различные по крупности частицы: от 5 до 0,14 мм — песчаные фракции, от 0,14 до 0,005 мм — пылевидные фракции и менее 0,005 мм — глинистые фракции. Огнеупорные глины являются высокодисперсными — содержание фракций меньше 0,001 мм составляет 60—80%. В легкоплавких глинах преобладают фракции от 0,01 до 0,001 мм.

Воздушной усадкой глины называется уменьшение ее объема, происходящее при сушке отформованных изделий в условиях нормальной (комнатной) температуры воздуха, вследствие удаления из нее воды и сближения глинистых частиц; величина усадки выражается в процентах и для кирпичных глин колеблется в пределах от 4 до 15%.

Отношение глин к высокой температуре. Наряду с пластичностью характерным свойством глин является их способность превращаться при обжиге в камиевидную массу. Этот процесс сопровождается изменением цвета и удельного веса глин, потерей пластичности и уменьшением объема.] При обжиге глин в начальной период повышения температуры удаляется химически несвязанная вода, затем выгорают органические добавки.Потеря пластичности глины связана с дегидратацией водных алюмосиликатов, имеющихся в глинах: она происходит при температуре 450—750° С. Дальнейшее повышение температуры соответствует собственно обжигу. При этом начинает расплавляться некоторая легкоплавкая составная часть глины, которая, растекаясь, обволакивает перасплавившиеся частицы глины. При охлаждении расплавленная часть глины затвердевает и цементирует нерасплавившиеся частицы. Так происходит процесс превращения глины в камневидное состояние. Частичное плавление глины и действие сил поверхностного натяжения расплавленной массы вызывают сближение ее частиц, происходит сокращение объема — огневая усадка. Совокупность процессов усадки, уплотнения и упрочнения глины при обжиге называют спеканием глины. При дальнейшем повышении температуры масса переходит в текучее состояние — наступает плавление глины.

18 как определяется огнеупорность глины

По ГОСТ 21216.11-93 Настоящий стандарт устанавливает метод определения огнеупорности легкоплавких глин в глинистом сырье для керамической промышленности.

Метод основан на определении температуры падения пироскопов, изготовленных из испытуемого материала, в условиях нагревания.

1. ОТБОР ПРОБ

1.1. Метод отбора проб - по ГОСТ 21216.0.

2. СРЕДСТВА ИСПЫТАНИЯ

2.1. Аппаратура и материалы

Печь силитовая с температурой нагрева до 1350 °С.

Термопреобразователь платино-платинородиевый по ГОСТ 3044.

Шкаф сушильный с терморегулятором, обеспечивающий температуру 110 °С.

Подставка огнеупорная, изготовленная пластическим способом из шамотной массы, содержащей 50 % огнеупорной глины и 50 % шамота. Длина подставки 200 мм, ширина 140 мм, гнезда для установки пироскопов глубиной 3 мм (чертеж).

Форма металлическая или пластмассовая для формования пироскопов, представляющая собой треугольную усеченную пирамиду высотой 60 мм со стороной нижнего основания 15 мм и верхнего 5 мм.

Шаблон для проверки угла наклона ребра пироскопа к горизонтальной плоскости (см. чертеж).

Ступка фарфоровая с пестиком.

Форма для прессования.

Сито с сеткой 0,2 по ГОСТ 6613.

Ткань хлопчатобумажная.

Плита мраморная или металлическая.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

3.1. Подготовка к испытанию по ГОСТ 21216.0.

3.2. От пробы для испытания отбирают навеску массой 0,3 кг. Приготовление массы с нормальной рабочей влажностью по ГОСТ 21216.9.

3.3. Массу принимают до полной однородности до устранения пузырьков воздуха и оставляют вылеживаться в течение 24 ч, при этом массу накрывают влажной тканью или полиэтиленовой пленкой.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Из приготовленной массы методом набивки в форму формуют пироскопы, подсушивают их на воздухе в течение 24 ч и досушивают в сушильном шкафу при температуре 105-110 °С.

4.2. Пироскопы в количестве 10 шт. устанавливают на свежеотформованную подставку в предназначенные для этого гнезда. На подставку помещают пироскопы из пяти проб.

Попарно по диагонали устанавливают пироскопы из одной испытуемой пробы так, чтобы короткие их ребра отклонялись от вертикали на 8-10 °С в направлении края подставки. Правильность наклона проверяют шаблоном.

Подставку с пироскопами подсушивают в помещении до воздушно-сухого состояния.

4.3. Подставку вместе с пироскопами помещают в печь, устанавливают термопреобразователь над центром подставки.

Скорость подъема температуры в печи до 900 °С не регламентируется, скорость подъема температуры от 900 °С - 3-5 °С в минуту.

Определяют температуру, при которой вершина пироскопа коснется подставки Наблюдение за падением пироскопа ведут визуально.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. За огнеупорность принимают температуру, при которой вершина пироскопа касается подставки.

Если падение одного из двух параллельных пироскопов происходит при более низкой температуре, огнеупорность определяют лак среднее арифметическое двух температур.

5.2. Испытание повторяют, если разность падений двух испытуемых пироскопов из одного материала превышает 20 °С или наблюдается вспучивание пироскопа.

19 добавки применяемые в керамическом производстве

Для улучшения качества сырья и регулирования свойств керамических изделий в глину вводят отощающие, порообразующие, пластифицирующие, плавни, спец добавки.

Отощающие добавки вводят в пластичные глины для уменьшения усадки при сушке и обжиге и предотвращения деформаций и трещин в изделиях: (дегидратированная глина,  шлаки, золы, кварцевый песок). Порообразующие добавки вводят для повышения пористости черепка и улучшения теплоизоляционных свойств керамических изделий (древесные опилки, угольный порошок, торфяная пыль). Плавни вводят для снижения температуры обжига керамических изделий. (полевые шпаты, железная руда, доломит, магнезит, тальк, песчаник). Пластифицирующие добавки - для повышения пластичности сырьевых смесей при меньшем расходе воды: (высокопластичные глины, поверхностноактивыне вещества). Специальные добавки добавляют для повышения кислотостойкости: (песчаные смеси, затворенные жидким стеклом). Для придания декоративного вида керамических изделий и стойкости к внешним воздействиям их покрывают глазурью или ангобом. Глазурь - это стекловидное покрытие, нанесенное на изделие и закрепленное обжигом. Глазури могут быть прозрачными и непрозрачными (глухими), различного цвета. Агнобом называется нанесенный на изделие тонкий слой белой или цветной глины, образующей цветное покрытие с матовой поверхностью. Агноб по своим свойствам должен быть близок к черепку.

20 Вопрос: Выгорающие добавки в глину.

 Для производства строительной керамики применяют глины как относительно пластичный компонент и добавочные вещества – непластичные компоненты сырьевой смеси. Глина является главным структурообразующим веществом, создающим при обжиге изделий микро- и макроструктуру керамического конгломерата в виде различных зделий. Добавочные вещества вводят в глину (смеси) с целью повышения или снижения ее пластичности, что важно при формировании изделий; для увеличения пористости легких керамических изделий (порообразующие добавки); для снижения температуры обжига изделий (легкоплавкие добавки, или плавни)

Характерным свойством глин является их способность при обжиге превращаться в каменный материал.

Среди непластичных материалов, используемых в керамическом производстве в качестве добавок, - отощающие, выгорающие и плавни.

- Выгорающие добавки:

Для получения изделий с меньшей средней плотностью и повышенной пористостью применяют органические выгорающие добавки. Наиболее часто используют древесные опилки, угольную мелочь и угольный порошок, торфяную пыль, антрацит, топливные шлаки и др. Применяют также вещества, выделяющие при высокой температуре обжига углекислоту, что ведет к образованию пор, мел, доломит и глинистый мергель (в молотом виде). Все эти добавки обладают также и свойствами отощающих добавок.

К выгорающим добавкам относятся древесные опилки, торф, антрацит, каменный и бурый уголь, топливные шлаки и д.р., которые создают пористость после их выгорания при обжиге изделий и могут выполнять функции отощающей добавки (снижать пластичность).

Выгорающие добавки выгорают в обжиге почти целиком (за исключением зольной части). В технологии керамики они чаще применяются при производстве стеновых материалов. К ним относятся опилки, уголь, золы ТЭЦ.

1. Древесные опилки при производстве строительного кирпича вводятся в массу для улучшения сушильных свойств полуфабриката (сырца). Являясь длинноволокнистыми, опилки армируют глинистые частицы и повышают сопротивление разрыву керамической массы и трещиностойкость в сушке. В обжиге они выгорают, оставляя в керамике относительно крупные поры, увеличивающие водопоглощение кирпича, теплоизоляционные свойства, но снижающие морозостойкость. В кирпичные массы добавляют обычно 5…10% опилок (от объема глины). В таком количестве они ускоряют сушку и существенно не снижают прочность кирпича, несмотря на увеличение пористости. Наиболее эффективно повышают трещиностойкость кирпича опилки продольной резки.

2. Антрацит и тощие каменные угли добавляют в глину до 60% от требуемого на обжиг объема топлива, или 2…2,5% от объема глины. В таких количествах каменный уголь оказывает небольшое влияние на пористость кирпича. Основное его назначение – создать восстановительную среду в толще обжигаемого материала. Это интенсифицирует процесс спекания и упрочнения керамики. В изломе кирпича, полученного из глины и угля, видна темно-малиновая уплотненная зона, повышающая его прочность.

3. Бурые угли добавляют в глину с той же целью. При их использовании увеличивается недожог кирпича вследствие улетучивания горючих веществ при температурах ниже температуры их воспламенения. Выделение тепла и газов происходит более равномерно и в более широком температурном интервале, чем при вводе антрацита, поэтому почти не возникает пережог кирпича, и его обжиг можно вести более уверенно.

4. Золы ТЭЦ также используются в качестве добавок в глину при производстве кирпича. Они действуют как отощители, а при наличии в золе недожога – невыгоревшего остатка кокса – как выгорающие добавки.

21. Производство керамических изделий.

Керамическими называют материалы и изделия, получаемые обжигом до камневидного состояния различных глиняных и им подобных масс. Основными сырьевыми материалами для производства керамических изделий являются глины и каолины; в качестве вспомогательных сырьевых материалов для улучшения технологических свойств используют пески кварцевые и шлаковые, шамот, выгорающие добавки органического происхождения (древесные опилки, угольная крошка и т.п.).

Изменения химического состава заметно отражаются на свойствах глин. С увеличением А12O3 повышается пластичность глин и огнеупорность, а с повышением содержания SiO2 пластичность глин снижается, увеличивается пористость, снижается прочность обожженных изделий.

Можно выделить следующие общие технологические процессы:

1. добыча глины;

2. подготовка сырьевой массы;

3. формование изделия (сырца);

4. сушка- весьма ответственный этап технологий. Обычно достаточным является высушивание сырца до остаточной массы 6-8%. Сушка производится в специальных сушилках непрерывного действия. В качестве теплоносителя используют дымовые газы обжигательных печей. Длительность сушки от нескольких часов до трех суток;

5. обжиг- завершающая стадия технологического процесса керамических изделий. При обжиге образуется искусственный каменный материал, которое в отличие от глины не размачивается водой и обладает высокой прочностью. Обжиг ведут при 900-1000 градусах.

Ассортимент строительной керамики можно подразделить по назначению на пять групп:

· Стеновая. К этой группе строительных материалов относятся:

o кирпич глиняный обыкновенный;

o кирпич глиняный эффективный;

o камни керамические;

o панели керамические.

· облицовочная;

· кровельный материал;

· материал для полов;

· специального назначения;

· санитарно-техническое оборудовани

22. Два основных метода производства кирпича и их особенности.

Кирпич - это искусственный камень, произведенный из минеральных материалов, используемый в строительстве. Классическим материалом для производства кирпича является глина. Кирпич из глины известен с незапамятных времен. В основу технологии керамики заложена последовательность следующих процессов: добыча сырья, подготовка сырьевой массы, формование изделий, сушка и обжиг.

Ниже кратко описаны основные методы производства кирпича: 1. Метод пластического формования 2. Метод полусухого прессования 3. Производство шамотного кирпича 4. Производство силикатного кирпича 5. Производство гиперпрессованного кирпича

Метод пластического формования

Способ производства кирпича пластическим формованием состоит из нескольких этапов:

· Добыча сырья (глины)

· Подготовка сырья. Глину увлажняют паром и интенсивно обрабатывают (это заменяет процесс вылеживания) до получения пластичной, удобно формируемой массы без крупных каменистых включений.

· Формование кирпича-сырца. Глиняная лента нарезается автоматическим устройством на кирпич-сырец. Размер таких кирпичей несколько больше требуемого, так как в процессе последующей обработки глина дважды (при сушке и обжиге) претерпевает усадку, достигающую 10-15%.

· Сушка. Важный и сложный этап производства кирпича. Простейший способ предохранить кирпич от растекания - сушить его медленно, то есть так, чтобы скорость испарения воды не превышала скорости ее миграции из внутренних слоев. По достижении влажности кирпича-сырца 6-8% его можно подавать на обжиг.

· Обжиг. Для обжига используют печи различной конструкции. Это и старые кольцевые печи, в которые кирпич укладывают и вынимают вручную, и современные туннельные, где кирпич обжигается в процессе продвижения его по печи. Температура обжига зависит от состава сырьевой массы и обычно находится в

пределах 950-1000°С. Необходимую температуру обжига следует строго выдерживать до окончания процесса обжига.

Методом пластического формования производят полнотелый и щелевой керамический кирпич, теплую керамику, клинкерный кирпич. Кирпич, изготовленный данным способом, отличается низким водопоглощением, как следствие, высокой морозостойкостью и долговечностью.

При производстве поризованного кирпича (теплой керамики) используют добавки, например, опилки, которые, выгорая в процессе обжига, образуют поры, понижающие его плотность приблизительно на 30% и повышающие теплоизоляционные свойства. Небольшой вес таких изделий позволяет снизить нагрузку на нижележащие конструкции, и дает возможность производить крупноформатные блоки

Клинкерный кирпич обжигается при более высокой температуре. Технология и качество сырья обеспечивают более плотную структуру, повышенную прочность, морозостойкость, долговечность, но повышает теплопроводность.

Метод полусухого прессования

Сырьем для кирпича, производимого таким способом, также служит глина, но в отличие от пластического формования глина увлажняется до 6-7%, затем измельчается в порошок, из которого на специальных прессах поштучно формуется кирпич-сырец.

Такой сырец не требует сушки. Его можно обжигать сразу после формования. Кирпич полусухого прессования имеет гладкие грани и значительно меньше дефектов, чем кирпич пластического формования, но, в то же время, он менее морозостоек, что сужает спектр его применения.

27Вопрос. Основные свойства бетона прочноть, плотноть, пористость, водонепроницаемость, морозостойкость. Влияния пористости на свойства бетонов.

Важнейшие физико-механические свойства бетона: прочность, плотность, пластичность, водонепроницаемость и огнестойкость.

Прочность. Наиболее важным показателем механических свойств бетона является способность его сопротивляться разрушению от действия нагрузок, увеличение которых разрешается до известного предела. Для оценки прочности бетона на сжатие принимается его марка. Под маркой бетона понимают предел прочности при сжатии образцов, изготовленных в виде кубов размерами 20х20х20 см,твердеющих в течение 28 суток. Предел прочности выражается в кг/см2.СНиП устанавливают следующие марки:

а) для обыкновенных бетонов: 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500 и 600;

б) для легких бетонов: 10, 15, 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200 и 300.

Прочность бетона зависит от активности цемента, качества песка, щебня или гравия, воды, а также от условий перемешивания, транспортировки, укладки, твердения и возраста бетона.

Плотность. Бетон нельзя назвать совершенно плотным материалом, так как в нем всегда имеются воздушные поры, образовавшиеся в результате испарения воды или проникновения в бетонную смесь воздуха. Поэтому под плотностью следует понимать степень заполнения объема бетона твердым веществом. Например, плотность бетона 0,95 означает, что 95% объема составляют входящие в него твердые материалы, а 5% — поры. Для получения плотного бетона стремятся, чтобы количество воды в смеси было возможно наименьшим и чтобы зерна заполнителей имели различную величину, способствующую уменьшению количества пустот.

Пластичность. Характеризуется подвижностью бетонной смеси, которая при укладке должна хорошо заполнить все изгибы конструкций без раковин и пустот. Бетон бывает жесткий, пластичный   и   литой.

Качество пластичных бетонных смесей оценивают при помощи прибора, называемого стандартным конусом. Прибор представляет собой металлическую форму без дна в виде усеченного конуса высотой 30 смс диаметром верхнего основания 10 сми нижнего 20 см.

Водопроницаемость. Степень водопроницаемости характеризуется величиной наибольшего давления воды, при котором последняя    просачивается через бетонный образец. Водопроницаемость бетона за­висит от его плотности и структуры, величины напора воды, возраста бетона и условий твердения.

Водопроницаемость бетона мала и может быть еще более снижена за счет подбора цемента, заполнителей и добавок.

Огнестойкость. Огнестойкостью бетона называют способность его сопротивляться разрушению от воздействия высокой температуры. Сооружения из бетона выдерживают нормальную эксплуатацию при температуре до 250° С.

Усадка бетона. При твердении на воздухе бетон уменьшается в объеме, т. е. дает усадку. Снаружи усадка происходит быстрее, чем внутри, в результате чего появляются трещины. Величина усадки обычно не превышает 0,15 ммна 1 м. Правильно подобрав состав бетона, можно значительно уменьшить величины усадок или совсем не допустить их.

При твердении бетонной смеси выделяется тепло (экзотермия бе­тона). В сооружениях можно наблюдать длительное повышение температуры бетона даже при низкой температуре воздуха, что позволяет производить бетонирование массивных конструкций без обогрева в зимних условиях.

Влияния пористости на свойства бетонов.

Бетонная смесь любого типа, марки или класса в окаменевшем виде всегда имеет пористую структуру. Пористость бетона влияет на плотность и прочность, и другие характеристики. Поры возникают в виду того, какая-то часть воды не вступила в реакцию с цементом.

В принципе влияние пористости на свойства бетона невысокое. Эта особенность любом уровне высоком, среднем или низком не мешает получать любые марки и класса материала. Сложность при производстве бывает лишь тогда, когда требуется обязательно достичь каких-либо определенных показателей пористости. Они важны при производстве смеси и при их помощью можно получить конкретные показатели прочности, плотности, массы достаточно трудно.

Определяется пористость следующими способами:

• Поры образца насыщаются водой или керосином под вакуумом;
• Насыщаются поры образца водой при кипячении.

Выбирается методика от типа материала и от имеющего в лаборатории оборудования.

28. Полимерные материалы и изделия в строительстве. Их Свойства.

Материалы, в состав которых входит синтетическое высокомолекулярное соединение, определяющее их специфические свойства называются полимерными. По составу являются композиционными (кроме полимера содержат наполнители, технологические и другие добавки, улучшающие физико-механические и технологические свойства).

Наполнители (порошкообразные, волокнистые, листовые) повышают прочностные и другие свойства материала и снижают расход полимера. По наличию или отсутствию их полимерные материалы делят на наполненные и ненаполненные (простые).

Особенности высокомолекулярных соединений определяют наличие у полимерных материалов ценных свойств:

- высокая коррозионная стойкость;

- малая средняя плотность (от 15 до 2200 кг/м3);

- высокий коэффициент конструктивного качества у слоистых пластиков;

- хорошие звуко- и теплоизоляционные качества у газонаполненных пенопластмасс (Вт/(м·К));

- малая истираемость (0,05¸0,06 г/см2);

- высокие диэлектрические свойства;

- радиопрозрачность;

- высокая технологичность при переработке (возможность полной автоматизации производства, отсутствие отходов);

- практически неограниченные возможности оптимизации составов и получения материалов с заданными свойствам.

Отрицательные свойства:

- низкая теплостойкость (у большинства в пределах 70-1000С);

- горючесть с выделением токсичных продуктов термоокислительной деструкции;

- снижение прочности при длительном нагружении (вследствие ползучести);

- старение (снижение физико-механических свойств);

- токсичность некоторых компонентов, входящих в состав полимера;

- высокая стоимость и дефицитность синтетических полимеров.

Таким образом, полимерные строительные материалы перспективны, способствуют повышению эффективности и качества строительства. Находят широкое применение в капитальном строительстве Министерства обороны. Однако их применение в связи с отмеченными недостатками связано, особенно в специальном строительстве, с определенными ограничениями, установленными соответствующими нормативными документами.

По назначению полимерные строительные материалы делятся на:

- материалы и изделия для покрытия полов;

- отделочные материалы и облицовочные изделия (для внутренней отделки стен, потолков и встроенной мебели), включая профильнопогонажные;

- конструкционные материалы (для элементов строительных конструкций);

- трубы и санитарно-технические изделия;

- гидроизоляционные и герметизирующие материалы;

- теплоизоляционные материалы;

- мастики и клеи.

Специфические свойства полимерных материалов определяют необходимость строгой регламентации, содержащейся в соответствующих ГОСТ и ТУ на материалы и изделия.

29. Реакция полимеризации и поликонденсации в технологии производства полимеров.

Синтетические полимеры получают в результате реакций полимеризации и поликонденсации. Получение полимеров реакцией полимеризации и поликонденсации - основные пути синтеза ВМС на сегодняшний день.

Полимеризация — это процесс соединения друг с другом большого числа молекул мономера за счет кратных связей (С = С, С = О и др.) или раскрытия циклов, содержащих гетероатомы (О, N, S). При полимеризации обычно не происходит образования низкомолекулярных побочных продуктов, вследствие чего полимер и мономер имеют один и тот же элементный состав.

Поликонденсация — зто процесс соединения друг с другом молекул одного или нескольких мономеров, содержащих две и да более функциональные группы (ОН, СО, СОС, NHS и др.) способные к химическому взаимодействию, при котором происходит отщепление низкомолекулярных продуктов. Полимеры, получаемые поликонденсационным способом, по элементному составу не соответствуют исходным мономерам.

По химической сущности процессы полимеризации и поликонденсации отличаются друг от друга, однако условия их проведения одинаковы. Существуют три основных способа проведения процессов полимеризации (поликонденсации): блочный, эмульсионный и в растворе.

Блочная полимеризация перетекает в массе чистого мономера. Для проведения процесса требуются сравнительно невысокие температуры (от 200 до 370 0С). С целью зарождения цепи процесс, как правило, проводят в присутствии инициатора.

содержат от 30 до 60 % мономера.

Эмульсионной полимеризацией получают поливинилхлорид (латексная полимеризация), полиэтилен низкого давления (суспензионная полимеризация), полистирол (латексный и суспензионный) и др. Реакторы-полимеризаторы для промышленного проведения латексной и суспензионной полимеризации чаще применяются емкостного типа, но могут быть и колонного типа.

Полимеризация в растворе проводится в среде растворителя, растворяющего мономер и полимер или только мономер. В первом случае продукт полимеризации представляет собой раствор полимера в виде лака, поэтому этот способ часто используют в лакокрасочной промышленности

Эмульсионная полимеризация осуществляется в водной среде или в среде углеводородного растворителя, не способного растворять полимеризуемый мономер. Жидкий мономер распределяется в воде в виде мельчайших капелек, образуя эмульсию.

34.Сырье для производства керамики

Сырьевые материалы:

1.    Глины. Для изготовления кирпича пригодны легкоплавкие глины, с большим диапазоном их гранулометрического и химического состава. По пластичности наиболее пригодны умеренно пластичные глины с числом пластичности 7-15. Содержание каменистых включений не должно содержать 10% (размером не более 2 мм), интервал спекания не более 50 мм.

35.Способы производства строительной керамики

2 Способа производства:

1. Пластический;

2. Полусухой.

1. Пластическое формование осуществляется путем уплотнения и выжимания ее через приспособление с отверстиями (ленточный вакуум пресс).

Производство кирпича методом пластического формирования ведется на хорошо проработанной пластической массе с влажностью 15..25% из легкоплавких глин средней пластичности, содержащих 40..50% песка.

I.    Подготовка сырья: в настоящее время глину увлажняют паром и интенсивно обрабатывают на бегунах, дезинтеграторах и валках (это в какой-то мере заменяет вылеживание) до получения пластической удобоформуемой массы без крупных каменистых включений ( кусочки CaCO3 должны быть удалены или измельчены в порошок).

II.    Формирование кирпича – сырца производят на ленточном прессе.

III.    Сушка - важный и сложный этап производства кирпича. Для предотвращения растрескивания кирпича сушить нужно медленно, так, чтобы скорость испарения воды н превышала скорости е миграции из внутренних слоев. Но этот путь снижает темпы производства. Ускорить сушку можно путем формирования в нем сквозных отверстий или добавлением опилок. При влажности кирпича 6-8% можно подавать его на обжиг.

IV.    Для обжига используют печи различной конструкции о самых старых кольцевых, в которых кирпич укладывают и вынимают вручную, и до современных туннельных и щелевых, где кирпич обжигается в процессе продвижения его по печи. Температура обжига зависит от состава сырьевой массы и обычно находится в пределах 950..1000 С. Необходимую температуру обжига следует строго выдерживать.

1.    Полусухое формование осуществляется путем прессования массы находящейся в порошкообразном виде.

Полусухой способ производства кирпича отличается от пластического тем, что глина влажностью 6…7% измельчается в порошок, из которого на специальных прессах поштучно формируется кирпич-сырец. Такой сырец не требует сушки –его сразу же после формирования можно обжигать. Так кирпичи полусухого прессования получаются более плотными, в них делают несквозные пустоты (так называемый пятистенный кирпич). Кирпич полусухого прессования имеет гладкие грани и значительно меньше дефектов чем кирпич пластического формирования, но в то же время он менее морозостоек.

Относительно небольшой выпуск кирпича полусухого формирования объясняется сложностью прессов для формирования сырца  объясняется сложностью прессов для формирования сырца и невысокой их производительностью.

36 ОСОБЕННОСТИ ПОДБОРА СОСТАВА БЕТОНА ВЫСОКИХ МАРОК

Особенности подбора состава высокопрочного бетона.

ВПБ получают при низких В/Ц < 0,4 на практике .

1.    Расчет В/Ц по формуле 

При этом .

2.    Улучшение удобоукладываемости и экономия цемента, облегчение процесса улкадки – ПАВ (С-3, СББ, ЛСТМ…).

3.    Содержание песка устанавливается по значению коэффициента раздвижки зерен Щ2 и обязательно уточняется в пробных замесах.

4.    Скорость нарастания прочности у ВПБ выше, чем у обычного, т.к. используются высокопрочные Ц и низкие В/Ц.

5.    При проектировании состава ВПБ следует учитывать прирост прочности после 28 суток, поэтому контролируется прочность ВПБ в возрасте 28, 90, 180 суток.

ДОПОЛНЕНИЕ:

Высокопрочные бетоны. Требования к материалам для их приготовления и особенности подбора составов.

Специальные бетоны – бетоны, обладающие совокупностью повышенноых свойств отдельных или группой.

Виды специальных бетонов:

А. Выскокопрочный бетон (ВПБ)

Это бетон классов В50 и выше. Достоинства:

- уменьшение поперечного сечения конструкции;

- увеличение несущей способности;

- снижение трудозатрат (30% бетона, 15% стали);

- снижение стоимости 10…15%.

Область применения ВПБ:

- центральносжатые

  конструкции

- изгибаемы  

- конструкции, испытывающие динамические нагрузки.

Примеры:

- листовые конструкции;

- элементы обделки ПС;

- стропильные фермы L=18…24 м;

- решетчатые балки L=18 м;

- колонны многоэтажных зданий;

- монолитные СФС.

Получение ВПБ:

1.    Применение эффективных цементов М500 и выше.

2.    Жидкое значение В/Ц.

3.    Высококачественный крупный и мелкий заполнитель.

4.    Рационально-подобранный состав бетона.

5.    Высокое качество приготовления и уплотнения б/смеси.

6.    Обеспечение благоприятных ТВУ твердения бетона.

Материалы для ВПБ:

1.    Крупный заполнитель – щебень из плотных и прочных горных пород (гранит, …..,  базальт, гоббро и т.д.), марка щебня по

2.    прочности выше прочности бетона ≥ 2 раза .

3.    Чистый, содержание пыли, ила  по массе.

4.    Фракционированный.

Мелкий заполнитель

1.    Кварцевый или кварцево-полевошпатный песок.

2.    Содержание примесей .

3.    Фракционированный (2…3 фракции).

4.    Пустотность песка .

5.    Крупность песка:

- крупные ;

- средней крупности М  .

Вяжущее

1.    ПЦ – высокопрочный, повышенной прочности М500, 550, 600 с низким значение пустоты ≤ 26%.

2.    Массивные конструкции – белитовые цементы; тонкостенные – алитовые.

37. РАЗНОВИДНОСТИ БЕТОНОВ

Сегодня бетоны классифицируют по следующим признакам:

• основному назначению;
• виду заполнителей;
• виду вяжущего вещества;
• структуре;
• условию твердения.

Большинство свойств бетона зависят от его плотности, а плотность формируется под воздействием таких факторов, как «плотность цементного камня», «вид заполнителя» и «структура бетонов».

По своей плотности бетоны делятся на виды:

Особо тяжелые бетоны применяются в железобетонных и бетонных конструкциях промышленных и гражданских зданий, в гидротехнических сооружениях, а также на строительстве каналов. 

Тяжёлые бетоны применяют при возведении стен, фундаментов зданий, плотин. При строительстве загородного жилья возможно применение этого типа бетона для возведения фундамента и цоколя будущего строения.

Крупнопористый бетон, изготовляемый на плотном крупном заполнителе с поризованным цементным камнем. Такой вид бетона нашел свое применение в строительстве загородных домов.

Легкие бетоны изготавливают с применением пористых заполнителей (керамзит, вспученный шлак, пемза и др.). К особо легким бетонам относятся ячеистые бетоны - газобетон и пенобетон. В дачном строительстве такие бетоны нашли широкое применение

Особо лёгкие бетоны применяют в стеновых конструкциях для снижения теплопотерь, то есть так же, как и легкие бетоны, широко используют в строительстве загородных жилищ.

По виду вяжущего вещества бетоны подразделяют на:

· цементные,

· силикатные,

· гипсовые,

· шлакощелочные,

· полимерцементные

· специальные.

Цементные бетоны изготавливаются на различных цементах и наиболее широко применяются в городском и загородном строительстве.

Силикатные бетоны готовят на основе извести. Для производства изделий в этом случае применяют автоклавный способ твердения.

В основе гипсовых бетонов - гипс. Такие бетоны применяют для возведения внутренних перегородок, подвесных потолков и элементов отделки строений. Гипсовые бетоны, в своем большинстве, являются неотъемлемой частью загородного строительства.

Шлакощелочные бетоны делают на молотых шлаках, затворенных щелочными растворами. Эти бетоны только начинают применяться в строительстве. 

Полимерцементные бетоны получают на смешанном связующем, состоящем из цемента и полимерного вещества (водорастворимые смолы и латексы). Этот вид бетона используют как гидроизоляционное и защитное покрытие и как отделочный и декоративно-облицовочный материал.

Специальные бетоны готовят с применением особых вяжущих веществ. Используются они в конструкциях, работающих в особых условиях. Так как конструкции загородного дома не подразумевают наличие каких-либо особых условиях, то рассматривать типы специальных бетонов мы не станем.

40) Термопласты и реактопласты.

Любой полимер можно классифицировать на 2 группы – реактопласты и термопласты полимеры. Термопласты представляют собой полимерные материалы, которые размягчаются при нагревании, а при остывании вновь приобретают свои изначальные свойства. Термопласты, в отличие от реактопластов, намного легче поддаются термопрессованию. К термопластам относят полиэтилен, полиметилметакрилат, полипропилен, полиэтилентерефталат, поливинилхлорид, поликарбонат, политетрафторэтилен, политрифторхлорэтилен, полиизобутилен, полистирол, полиамид, полиимид и другие полимеры. Реактопласты представляют собой полимерные материалы, которые разрушаются при достижении определенной температуры. По виду применяемых основ реактопластичные полимеры делят на фенопласты, имидопласты, эфиропласты, аминопласты  и др. Термореактивные материалы за счет сшитой трехмерной структуры, как правило, обладают более высокими показателями твёрдости, хрупкости и упругости, более низким коэффициентом теплового расширения, чем термопластичные материалы, имеют стойкость к органическим растворителям и слабым кислотным и щелочным средам. В отличие от термопластов, чаще всего, могут эксплуатироваться при более высоких температурах. 

41) Природные каменные материалы и их применение в строительстве.

Все каменные материалы, используемые в строительстве, делятся на две группы: материалы, используемые в первоначальном виде и материалы, требующие обработки.

К первой группе относятся: Бутовый камень. Это крупные куски камня неправильной формы весом от 20 до 40 кг. Он используется для бутовой и бутобетонной кладки фундаментов, подземных стен и стен неотапливаемых зданий. Гравий. Он представляет собой скопление обломков горных пород с величиной зерен от 5 до 70мм. Гравий применяют как заполнитель для бетонов, а также как фильтрующий материал в дренажных системах. Песок. Это рыхлая горная порода, состоящая из частиц размером от 0,16 до 5 мм. Песок применяют как заполнитель для бетонов и растворов, а также при изготовлении керамики, стекла и других строительных материалов.К материалам второй группы, , можно отнести следующие: Щебень. Он представляет собой угловатые обломки горных пород размером от 5 до 70 мм , образовавшиеся при дроблении горных пород. Его применяют как заполнитель для бетонов, а также при строительстве автомобильных и железных дорог. Стеновые камни и блоки. Это штучные каменные материалы правильной геометрической формы, изготовленные из известняков, туфов и других горных пород. Их используют для кладки стен. Облицовочные каменные материалы. Они представляют собой широкую номенклатуру плит, плиток, фасонных и профильных элементов облицовки для наружной и внутренней отделки стен, полов, подоконников, карнизов и др. Бортовые камни. Их изготовляют методом обколки и обтески каменных пород. Применяют для устройства дорожных покрытий. Брусчатка. Она представляет собой колотые и тесаные бруски камня, которые применяют для устройства мостовых.

Вопрос 42. Классификация минеральных вяжущих веществ, их характеристика, применение.

Минеральные вяжущие вещества – порошкообразные материалы, которые при смешивании с водой (затворение) образуют пластичное тесто, способное под влиянием физико-химических процессов постепенно затвердевать и переходить в камневидное состояние.

Переходя из пластично-вязкого состояния в камневидное, вяжущие вещества могут скреплять между собой камни (например, кирпич) или зерна песка, гравия и щебня. Это свойство вяжущих используется для получения бетонов, строительных растворов различного назначения, силикатного кирпича, асбестоцемента и других безобжиговых искусственных каменных материалов.

Современные вяжущие вещества в зависимости от состава делят на:•

неорганические, которые для перевода в рабочее состояние затворяют водой (реже водными растворами солей);

• органические (битумы, дегти, синтетические полимеры и олигомеры), которые переводят в рабочее состояние нагревом либо с помощью органических растворителей, либо сами они представляют собой вязкопластичные жидкости.

Главным качественным показателем неорганических вяжущих в-в является отношение к воздействию воды. По этому признаку их делят на воздушные и гидравлические.

Воздушные вяжущие способны затвердевать и длительно сохранять прочность только на воздухе. Под воздействием воды изделия на их основе постепенно разрушаются. Поэтому воздушные вяжущие вещества используются только в наземных строительных сооружениях. По химическому составу можно выделить четыре группы воздушных вяжущих:

1 — известковые, состоящие из гидрооксида кальция Са(ОН)2 (негашеная молотая, гашеная (гидратная) известь, известковое тесто). Применяют для приготовления кладочных и отделочных растворов, изготовления штучных бетонных изделий, например известковошлаковых, силикатного кирпича и других известково-песчаных изделий.

2 — гипсовые, состоящие из сульфата кальция (CaSO4•0,5Н2О или CaSO4). Бывают: низкообжиговые (строительный, формовочный, высокопрочный гипс) и высокообжиговые (ангидритовое вяжущее, эстрих-гипс). Применяют низкообжиговые вяжущие для изготовления гипсовых и гипсобетонных строительных изделий, которые будут эксплуатироваться внутри помещений. Изготавливают также сухую штукатурку, гипсовые и смешанные растворы для производственно-декоративных отделочных материалов. Высокообжиговые гипсы используют для приготовления кладочных и штукатурных растворов, устройства мозаичных полов, изготовления искусственного мрамора. Изделия из него более водо- и морозостойкие по сравнению с изделиями из строительного гипса.

3 — магнезиальные, главным компонентом которых служит MgO. (каустический магнезит, каустический доломит). Применяются для изготовления ксиловита и других теплоизоляционных материалов.

4 — жидкое стекло — раствор силиката натрия или калия. Последнее из-за способности сохранять прочность в кислых средах называют кислотоупорным вяжущим.

Гидравлические вяжущие способны твердеть длительное время сохранять прочность не только на воздухе, но и в воде. Причем, находясь в воде, они могут повышать свою прочность. По химическому составу гидравлические вяжущие представляют собой сложные системы, состоящие в основном из соединений четырех оксидов: СаО - SiO2 - А12О3 - Fe2O3:

1) гидравлическая известь (используют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, пригодных для эксплуатации в сухих и влажных средах, легких и тяжелых бетонов низких марок, фундаментов и сооружений, подвергающихся действию воды) и романцемент;

2) силикатные цементы, состоящие преимущественно из силикатов кальция (портландцемент и его разновидности);

3) алюминатные цементы, состоящие в основном из алюминатов кальция (глиноземистый цемент и его разновидности);

4) вяжущие эттрингитового типа, основными компонентами которых являются алюминаты кальция и сульфат кальция (расширяющиеся и безусадочные цементы).

Главнейшие показатели качества вяжущих как воздушных, так и гидравлических,— прочность и скорость твердения.

Прочность вяжущих изменяется во времени, поэтому ее оценивают по прочности (обычно на сжатие и изгиб) стандартных образцов, твердевших определенное время в условиях, установленных стандартом. По этим показателям устанавливают марку вяжущего. Например, марка гипсовых вяжущих определяется по прочности образцов из гипсового теста спустя 2 ч после их изготовления, а портландцемента - по прочности образцов из цементно-песчаного раствора — через 28 суток твердения во влажных условиях при температуре (20 ± 2)° С.

Очень высокой скоростью твердения обладают гипсовые вяжущие: они полностью затвердевают за несколько часов; очень медленно твердеет воздушная известь: процесс ее твердения длится сотни лет.

В процессе твердения строители различают две стадии: схватывание и набор прочности (собственно твердение). 

Момент, когда появляются признаки загустевания теста, т. е. оно начинает терять пластичность, говорит о начале схватывания. Момент, когда тесто превращается в твердое тело, окончательно теряя пластичность, но не приобретая еще практически значимой прочности, называют концом схватывания. Сроки схватывания гипса 4...30 мин, портландцемента — несколько часов. Схватывание — явление, характерное для вяжущих. У простейших вяжущих (глина, известь), твердеющих в результате испарения воды, этап схватывания растягивается на очень длительный период времени, поэтому принято считать, что он просто отсутствует.

Повторное перемешивание после схватывания, особенно с добавлением воды, может привести к существенному снижению прочности материала на этом вяжущем.

43. Воздушные вяжущие вещества

Воздушные вяжущие- строительный материал, способны затвердевать и длительно сохранять прочность только на воздухе. По химическому составу можно выделить четыре группы воздушных вяжущих: 1 — известковые, состоящие, в основном, из гидрооксида кальция Са(ОН)₂; 2 — гипсовые, состоящие из сульфата кальция (CaS0₄ • 0,5Н₂0 или CaS0₄); 3 — магнезиальные, главным компонентом которых служит оксид магния MgO; 4 — жидкое стекло — раствор силиката натрия или калия. Последнее из-за способности сохранять прочность в кислых средах называют кислотоупорным вяжущим.

44. Известь: получение, свойства, применение. Основные виды

Известь — строительный материал, получаемый путём обжига карбонатных горных пород. 

Сырьем для получения извести служат широко распространенные осадочные горные породы: известняки, мел, доломиты, состоящие преимущественно из карбоната кальция (СаС0₃). Если куски таких пород прокалить на огне (рис. 8.2), то карбонат кальция перейдет в оксид кальция:

СаСО₃ -> СаО + С0₂

После прокаливания куски, теряя с углекислым газом 44 % своей массы, становятся легкими и пористыми. При смачивании водой они бурно реагируют с ней, превращаясь в тонкий порошок, а при избытке воды в пластичное тесто. Этот процесс, сопровождающийся сильным выделением теплоты и разогревом воды вплоть до кипения, называют гашением извести.

Воздушную известь применяют для приготовления кладочных и штукатурных растворов как самостоятельное вяжущее, так и в смеси с цементом; при производстве силикатного кирпича и силикатобетонных изделий; для получения смешанных вяжущих (известково-шлаковых, известковозольных и др.) и для красок.

По содержанию оксидов кальция и магния воздушная известь бывает:

кальциевая — MgO не более 5%

магнезиальная — MgO 5...20 %

доломитовая — MgO 20...40 %.

По виду поставляемого на строительство продукта воздушную известь подразделяют на негашеную комовую (кипелку), негашеную порошкообразную (молотую кипелку) и гидратную.

45) Гипсовые вяжущие вещества: получение, свойства, применение.

Гипс – это первое вяжущее вещество, полученное человеком. Строительное минеральное вяжущее – это порошкообразное вещество, которое после смешивания с водой превращается в пластичную, гибкую массу и постепенно застывает до каменного состояния.

Основу любого строительства составляют вяжущие вещества. Они используются для производства строительных растворов, изготовления плит.

Строительный гипс может быть как природного, так и промышленного происхождения.

Его получают как из природного гипсового камня, так и из химических отходов. Смысл операции заключается в исключении воды (дегидратации) из гипсового состава при повышении температуры. Человечество открыло этот нехитрый способ получения около 20 тысяч лет назад. Люди заметили, что после обжига гипс превращался в порошок, а затем после дождя вновь трансформировался в камень.

По способу получения гипс бывает α или β-модификации.

Для очищения и получения высокопрочного гипса α-модификации сырье нагревают в автоклавах без доступа воздуха под давлением при температуре 95-130°, вода удаляется капельным путем. Полученный полуводный гипс отличается высокой прочностью и качеством. Однако дороговизна и сложность его получения сказывается на его себестоимости.

Гипс β-модификации получают в открытых печах при более высоких температурах 150-180°С. Двуводный гипс нагревают, вода превращается в пар и при выходе из сырья образует огромное количество мельчайших пор, которые значительно ухудшают его качество. Измельченный гипс β-модификации называют строительным или алебастром. Формовочным называется гипс β-модификации более тонкого помола, медицинским – из хорошего чистого сырья с мелким помолом.

Разница между гипсом альфа и бета модификации состоит только в способе производства и полученном результате.

Гипс обладает большим набором свойств, по которым его можно классифицировать.

Свойства:

Степень помола: одна из важнейших характеристик для классификации гипса. Она бывает трех видов, ее определяют по % соотношению остатка после просеивания через сито, размер ячеек которого равен 0,2 мм.

Прочность на сжатие и изгиб: Для определения прочности гипса подвергают проверке образец из него - балку размером 40х40х160 мм через 2 часа после формования. Существует 12 марок по ГОСТу 125-79 (СТ СЭВ 826-77), их прочность колеблется от 2 до 25 МПа при сжатии (минимальный предел).

Водопотребность гипса: Важнейший показатель «прочность» гипса зависит от его водопотребности (соотношение массы воды к массе вяжущего) при его производстве, которая выражается в процентном соотношении. Для получения стандартной консистенции (нормальной густоты) гипсового вяжущего методом литья при формировании изделий из гипса используют 60-80% воды к массе строительного/формовочного и 35-45% к массе высокопрочного гипса.

Горючесть: Гипсовые изделия не горят, не поддерживают горение, тормозят нагревание в силу присутствия пор, а при высоких температурах еще и выделяют воду.

Морозостойкость: Гипсовое вяжущее выдерживает более 15-20 циклов замораживания-размораживания.

Армирование: Дерево и его производные отлично сцепляются с гипсом и служат надежной арматурой, в отличие от металла, который подвергается сильной коррозии в нейтральной среде из-за способности гипса впитывать влагу.

Области применения гипса:

·    Строительство и отделка. Применяют в качестве связующего, выравнивающего и отделочного материала. Из него производят листы ГВЛ, гипсокартон, гипсовые камни. Составляют строительные смеси.

·    Производство акустических плит

·    Безопасность. Использование в качестве негорючего покрытия металлоконструкций.

·    Хирургия и стоматология. Гипс применяют для создания слепков челюстей и накладывания гипсовых повязок при переломах.

·    Керамика и дизайн. Для создания форм для заливки фигур используют обожженный гипс. Он отличается повышенной прочностью и надежностью.

·    Скульптура, архитектура. Производство барельефов, карнизов, деталей лепнины, бюстов и скульптур. 

6) Гидравлические вяжущие: свойства и применение

Гидравлические вяжущие вещества способны затвердевать и повышать прочность не только на воздухе, но и в воде. Водные или влажные условия твердения являются более благоприятными, а чаще и необходимыми для твердения гидравлических вяжущих К этой группе относится гидравлическая известь, романцемент, портландцемент и его разновидности, пуццолановые, шлаковые, расширяющиеся цементы, глиноземистый цемент. Гидравлические вяжущие вещества широко используются в надземных, подземных, подводных и гидротехнических сооружениях.

Свойства:

1.    Основной процесс, при получении всех вяжущих - это обжиг - нагревание до определенной температуры, при которой сырье в виде специально приготовленной шихты разлагается с образованием новых соединений и искусственных минералов, способных после помола химически взаимодействовать с водой

2.    При затворении водой вяжущее образует пластичное тесто. Консистенция теста зависит от химико-минералогического состава, тонкости помола вяжущего и количества воды. Для каждого вяжущего установлена своя условная стандартная консистенция, которая называется нормальной густотой.

3.    Со временем тесто теряет пластичность и постепенно переходит в камневидное состояние. Потеря пластичности (переход из пластичного состояния в твердое) называется схватыванием. Сроки схватывания зависят от скорости физико-химических процессов и начала кристаллизации, происходящих при взаимодействии вяжущего с водой.

4.    Главное свойство вяжущего - это его способность образовывать со временем прочный искусственный камень. Процессы твердения у большинства вяжущих продолжаются длительное время, постепенно затухая. В результате твердения вяжущего приобретается прочность, различная для разных вяжущих.

5.    При химическом взаимодействии вяжущего с водой выделяется тепло - наблюдается явление экзотермии, степень которой зависит от физико-химической природы вяжущего и скорости взаимодействия его с водой.

6.    В процессе твердения происходят объемные изменения твердеющего камня. Большинство вяжущих в конечном итоге уменьшаются в объеме - дают усадку. Это свойство вяжущих следует учитывать при производстве строительных работ.

50. Коррозия цементного камня. Причины и их защита.

Бетоны и цементный камень, как его матричная часть, в эксплуатационных условиях подвержены коррозионному воздействию различных сред. Негативное влияние могут оказывать на состав и структуру цементного камня в бетонах щелочная среда, пресная вода, особенно водные растворы электролитов. 

Виды коррозии

Различают физическую, химическую, электрохимическую и биологическую коррозии.

Физическая коррозия

Это выветривание, растворение, разрушение вследствие температурных колебаний характерных для всех видов горных пород.

Химическая коррозия

Агрессивными по отношению к цементному камню являются все кислоты и многие соли.

Самым уязвимым веществом в цементном камне является известь. Кислоты и некоторые соли вступают в реакцию с Са(ОН)₂ и образуют новые соединения, либо легко растворимые в воде, либо непрочные рыхлые, либо кристаллизующиеся со значительным изменением объема. 

Химическая коррозия.

Коррозия выщелачивания

Кристаллогидраты (гидросиликаты, алюминаты и ферриты кальция), образующиеся при взаимодействии с водой клинкерных минералов и составляющие вместе с наполнителями цементный камень, имеют значительную равновесную растворимость в воде. Это значит, что они остаются устойчивыми при контакте с водами, только в том случае, если в воде имеется достаточная концентрация Са(ОН)₂.

Если же концентрация извести будет продолжать понижаться и станет ниже равновесной для вновь образовавшегося гидрата, то отщепление гидрата окиси кальция будет продолжаться вплоть до полного разложения гидросиликатов и гидроалюминатов, с образованием аморфных кремнезема и глинозема. 

Чем выше концентрация извести в порах цементного камня, тем выше скорость выщелачивания. Более агрессивными в смысле выщелачивания являются «мягкие» воды.

Скорость выщелачивания в значительной степени зависит от коэффициента диффузии.

Магнезиальная коррозия

Если в окружающей среде содержатся вещества, образующие с Са(ОН)₂малорастворимые соединения, то концентрация извести в ней будет поддерживаться на очень низком уровне.

Например, если в пластовых водах есть MgSO₄ , то он вступая во взаимодействие с Са(ОН)₂ по реакции:

Са(ОН)₂ + MgSO₄ + 2Н₂ О = Mg(ОН)₂ + Са SO₄ × 2Н₂ О

Mg(ОН)₂ и гипс имеют очень низкую растворимость в воде. Mg(ОН)₂ сам по себе представляет рыхлое аморфное вещество. Если подобный процесс будет продолжаться – цементный камень разрушится. Это магнезиальная коррозия. Подобное действие, но более слабое, оказывает и хлористый магний.

Следовательно, стойкость вяжущего к этому виду коррозии понижается при введении активных минеральных добавок.

Шлаковые цементы по магнезиальной стойкости мало уступают портландцементу.

Углекислотная коррозия

В пластовых водах как правило присутствует то или иное количество углекислого газа. Он действует разрушающе, поскольку понижает содержание Са(ОН)₂ окисляя ее сначала до СаСО₃, которая мало растворима, что будет вызывать понижение основности гидратов цемента. При поступлении новых порций СО₂, СаСО₃ окисляется до бикарбоната [Са (НСО₃ )₂ ], который хорошо растворим.

Сульфатная коррозия

Это вид коррозии, который связан с образованием соединений, кристаллизующихся с увеличением объема. Примером такой коррозии являются взаимодействие с сульфатами кальция и натрия.

Однако не всегда наличие гидросульфоалюмината кальция в цементном камне говорит и сульфатной коррозии. Это вещество имеется в первичной структуре цементного камня. Только увеличение количества гидросульфатоалюмината говорит о происходящей сульфоалюминатной коррозии.

Одним из методов борьбы с сульфатной коррозией является понижение содержания трехкальциевого алюмината (не более 5%).

Сероводородная коррозия

Это один из распространенных на нефтяных и газовых месторождениях видов коррозии. При сероводородной коррозии наблюдается образование малорастворимых сульфидов кальция, алюминия и железа. Это приводит к понижению равновесной концентрации Са(ОН)₂ , Al(OH)₃ , Fe(OH)₃ , что в свою очередь вызывает разрушение гидратов кальция.

Наиболее энергично образуется сульфид железа, поэтому для повышения стойкости против сероводородной коррозии следует ограничивать в цементах содержание окислов железа, марганца и других тяжелых металлов.

Биологическая коррозия

Этот вид коррозии изучен мало. Однако, видимо сводится в конечном итоге к какому-либо химическому виду. Разрушение из-за наличие бактерий (углекислота).

Электрохимическая и электроосмотическая коррозии

Источник – блуждающие токи (промышленные сети). Система обсадная колонна, цементный камень – земля являются проводниками. В этой системе всегда возможен перенос ионов, отсюда возможны и электрохимическая и электроосмотическая коррозии. Следует отметить, что цементные камни, бетоны (фундаменты) обладают как правило определенным электрическим потенциалом по отношению к земле.

Коррозия первого вида — разрушение цементного камня в результате растворения и вымывания некоторых его составных частей (коррозия выщелачивания).

Коррозия второго вида происходит при действии на цементный камень агрессивных веществ.

Коррозия (сульфатная) третьего вида объединяет процессы, при которых компоненты цементного камня, вступая во взаимодействие с агрессивной средой, образуют соединения, занимающие больший объем, чем исходные продукты реакции. Это вызывает появление внутренних напряжений в бетоне и его растрескивание.

Защита бетона и других материалов от коррозии.

1. Эксплуатационно-профилактические:

- усиление вентиляции в целях понижения влажности воздуха и концентрации газов, способствующих развитию опасных микроорганизмов;

- герметизация с той же целью технологического оборудования;

- периодическая очистка и дезинфекция поверхности конструкций;

- нейтрализация агрессивных сред.

2. Конструктивные:

- придание поверхности конструкций формы, исключающей накопление на ней органических веществ, могущих служить пищей для микроорганизмов;

- устройство уклонов полов и отводящих лотков для сточных жидкостей.

3. Строительно-технологические:

- нанесение на бетонную поверхность лакокрасочных материалов;

- облицовка различными плитами;

- понижение проницаемости бетона;

-применение материалов, стойких к действию продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, преимущественно к кислотам.

Методы защиты цементного камня от коррозии разнообразны, но всё они могут быть сведены в следующие группы:

·    выбор надлежащего цемента;

·    изготовление особо плотного бетона

·    применение защитных покрытий и облицовок, практически исключающих воздействие агрессивной среды на бетон.

51. Определение, классификация и применение бетона.

Бетон – искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси, состоящей из вяжущего вещества (цемента), воды, мелкого и крупного заполнителей (песка, щебня или гравия) и различных добавок, вводимых в бетонную смесь с целью улучшения технических свойств бетонной смеси и бетона. Эту смесь материалов до затвердевания называют бетонной смесью.

Вяжущее вещество и вода являются активными составляющими бетона. После затворения бетонной смеси водой образовавшееся цементное тесто обволакивает зерна заполнителей, придавая подвижность бетонной смеси, а после затвердевания связывает их в искусственный камень — бетон.

Применение - как основной конструкционный материал служит для изготовления самых разнообразных по форме и размерам бетонных и железобетонных строительных изделий и конструкций; его широко применяют в гражданском, промышленном, гидротехническом, жилищном, дорожном и других видах строительства.

Согласно ГОСТ 25192—82 бетоны классифицируют по следующим признакам:

По плотности бетоны подразделяют на:

особо тяжелые (плотностью более 2500 кг/м³), тяжелые (1800...2500 кг/м³), легкие (500...1800 кг/м³), особо легкие (теплоизоляционные)(менее 500 кг/м³);

По виду вяжущего бетоны могут быть на основе:

1.    цементных вяжущих (приготовляемые на клинкерных цементах);

2.    известковых вяжущих (силикатные бетоны);

3.    шлаковых вяжущих (шлакобетон);

4.    гипсовых вяжущих (гипсобетон);

5.    специальных вяжущих (асфальтобетон – на битумных вяжущих, бетонополимеры – на минеральном вяжущем, пропитанном мономерами или полимерами с их последующим отверждением).

По виду заполнителей бетоны подразделяют на:

плотные; пористые; бетоны на специальных заполнителях (барит, чугунный скрап, стальная стружка и др.).

В зависимости от структуры бетоны подразделяются на:

1.    бетоны плотной структуры (пространство между зернами заполнителя наполнено затвердевшим вяжущим и порами вовлеченного в него воздуха или газа, в том числе образующимися за счет применения добавок, регулирующих пористость в объеме не более 7%);

2.    бетоны поризованной структуры (пространство между зернами заполнителя не полностью заполнено или совсем не заполнено мелкими заполнителями и затвердевшим вяжущим, поризованными добавками, регулирующими пористость в объеме более 7%);

3.    ячеистые бетоны, (основную часть объема составляют равномерно распределенные поры в виде ячеек, полученные с помощью газо или пенообразователей).

По условиям твердения бетоны подразделяют на твердеющие:

Ø в естественных условиях;

Ø в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении;

Ø в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).

По назначению бетоны подразделяются на:

Ø конструкционные (для несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений);

Ø специальные (жаростойкие, химические, декоративные, радиационно защитные, теплоизоляционные и др.).

52 ) Виды бетонов 

Высокопрочным бетоном называют тяжелые, мелкозернистые смеси марок М600-М1000, минимальная прочность на сдавливание которых равняется В60 и выше. Применение высокопрочных растворов позволительно для строительства различных уровней сложности. Любой архитектурный проект можно воплотить в реальность при помощи такого стройматериала.

Гидротехни́ческий бето́н — разновидность тяжёлого бетона, которую используют при строительстве конструкций сооружений или их фрагментов, периодически контактирующих с водной средой, либо постоянно находящихся в воде.

Дорожный бетон принадлежит к особой группе строительных смесей. Ему присуща высокая устойчивость перед рядом агрессивных факторов:

·    негативными природными явлениями (перепадами температур, влиянием воды и воздуха);

·    динамическими воздействиями (вибрациями, регулярными сменами давления);
химическими веществами (реагентами для снятия льда).

Жаростойкий бетонпредставляет собой специальный вид материалов, которые под воздействием высоких температур (до 1800°С) способны сохранять в установленных границах собственные физико-механические характеристики.

Кислотоупорный бетон – это строительный материал, применяемый в случаях, когда существует вероятность контакта строительной конструкции с агрессивными кислотосодержащими средами.

Мелкозернистый бетон представляет собой строительный материал, относящийся к категории тяжелых бетонов. Для него характерно использование мелкого заполнителя с размерами фракций не более 10 мм. Его активно применяют для возведения армоцементный и тонкостенных конструкций.

53) Уровень прочности, учитывая перечисленные факторы, называют классом. Это параметр, означающий допустимое значение возможного ухудшения качества при условии, что прочность равна указанной. В проектных документах строительства указывают класс. Важно правильно соотносить характеристики – для этого существуют специальные таблицы.

Определение марки

Марка главным образом зависит от количества цемента в бетонной смеси. Бетон с высшим числом более сложен в использовании – чем выше значение, тем меньше период застывания. При выборе важно подобрать правильное соответствие качества-цены. Проверить прочность можно в лабораторных условиях неразрушающим методом – предполагается сжатие образцов сильным прессом

На первый взгляд, к марке и классу применяют одинаковый критерий определения, но между ними есть существенные отличия. Первая показывает средние технические свойства материала, второй определяет уровень прочности материала при эксплуатации. Фактически, маркирование говорит о том, какое количество цемента присутствует в данной смеси, классовое же число показывает, какую максимальную нагрузку выдержит конструкция в 90-95% случаев. Указанные параметры взаимозависимы, их соответствие можно определить с помощью специальной таблицы.

Маркировка зависит от плотности, качества используемых составляющих и водоцементного соотношения. Допустимые границы последнего параметра – от 0,3 до 0,5. Увеличение показателя означает снижение характеристик прочности материала. Различают несколько видов марок – по прочности, морозостойкости, водонепроницаемости

Маркирование – показатель приблизительных, средних технических характеристик материала, в то время как классификация на 90-95% гарантирует соответствие требуемым параметрам. Свойства первого выделяют по трем характеристикам – прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, которые обозначают буквами M, F, W соответственно..

Вопрос 54. Проектирование и подбор составов тяжелого бетона на основе портландцемента.

Проектирование состава бетона заключается в определении количества исходных материалов на 1 м³ уплотнённой бетонной смеси. 

Средняя прочность, или марка, тяжелого бетона определяется пределом прочности при сжатии (МПа) стандартных бетонных кубов размерами 15×15×15 см, изготовленных из бетонной смеси в металлических формах и испытанных в возрасте 28 суток после твердения в нормальных условиях (температура 15…20 ^оС, относительная влажность окружающего воздуха 90…100 %).

Для определения состава бетона необходимо иметь исходные данные, характеризующие качество цемента и заполнителей:

1. Характеристика бетона:

• класс и марка бетона;

• удобоукладываемость бетонной смеси.

2. Характеристика заполнителей:

• гранулометрический состав;

• влажность;

• истинная и насыпная плотность;

• объем межзерновых пустот крупного заполнителя;

• наибольший размер зерен крупного заполнителя.

3. Характеристика цемента:

• марка;

• истинная плотность.

Подбор состава бетона осуществляют в три этапа:

1) предварительный расчет расхода материалов на пробные замесы;

2) корректировка состава пробных замесов;

3) определение расхода материалов на 1 м³ бетонной смеси.

Расчет предварительного состава тяжелого бетона производят на основе зависимости прочности бетона от активности цемента, цементно-водного фактора и качества заполнителей, а также зависимости подвижности бетонной смеси от расхода воды и других факторов.

Подбор состава подвижных бетонных смесей (для Ц/В<2,5) Ц/В определяют по формуле:

Ц/В=,

В/Ц=,

Определение расходов песка и крупного заполнителя основано на формулах, которые вытекают из физических основ структурообразования бетона:

а) сумма абсолютных объемов всех компонентов бетонной смеси равна 1 м3 свежеуложенного уплотненного бетона, т.е. (1000 дм3)

б) цементно-песчаный раствор занимает промежутки между зернами крупного заполнителя с определенной их раздвижкой:

,

где Ц, В, П, Щ – расходы соответственно цемента, воды, песка и щебня в килограммах на 1 м3 бетона; Vп – пустотность щебня в долях единицы; rщ, rп и rц – истинные плотности соответственно щебня, песка и цемента, кг/дм3; rнщ – насыпная плотность щебня, кг/дм3; a – коэффициент раздвижки зерен щебня раствором (a = 1,05...1,1 для жестких смесей; a = 1,25...1,4 для подвижных смесей).

Решая совместно эти два уравнения, получаем формулы для определения расхода заполнителей на 1 м3 бетона:

,

.

Полевой состав бетона определяют с учетом влажности заполнителей. Для этого находят содержание воды в заполнителях по формулам:

,

где Вп, Вщ – содержание воды в песке и щебне, кг; Wп, Wщ – влажность песка и щебня (в долях единицы).

Расход заполнителей увеличивают соответственно с массой содержащейся в них воды. Расход воды уменьшают на величину . Расход цемента не изменяют.

Коэффициент выхода бетона, который представляет собой степень уменьшения объема бетонной смеси по сравнению с суммарным объемом исходных материалов и обычно равен 0,6 – 0,7, вычисляют по формуле

.

58. Контроль качества бетонов и бетонных смесей.

Качество бетонных и ж/б конструкций зависит: от качества используемых материалов, от соблюдения основных требований технологии на всех стадиях комплексного процесса бетонных работ.

Для этого необходим контроль на всех стадиях этих работ, включая: приемку и хранение материалов; изготовление и монтаж арматурных сеток и каркасов, изготовление и монтаж опалубки; подготовку основания и опалубки к укладке бетонной смеси; приготовление и транспортировку смеси; укладку, уплотнение и уход за бетоном в процессе его твердения.

Все исходные материалы должны отвечать требованиям ГОСТа. Показатели свойств материалов следует проверять в строительной лаборатории по принятой единой методике.

На стадии приготовления смеси проверяют точность дозировки материалов, продолжительность перемешивания, подвижность (не реже 2 раз в смену) и плотность смеси. Подвижность не должна отличаться от заданной более чем на 1 см, а плотность - более чем на 3%.

При транспортировке смеси следят, чтобы она не начала схватываться, не расслаивалась на составляющие, не теряла подвижности из-за потерь воды, цемента или схватывания.

В процессе армирования проверяют качество арматурной стали, правильность формы и размеров (диаметров) стержней, качество сварки, правильность положения арматуры в конструкции с учетом допускаемых отклонений, приведенных в СНиПе. 

Перед укладкой бетонной смеси проверяют чистоту поверхности опалубки и качество ее смазки. Контролируют в процессе укладки смеси высоту ее сбрасывания, продолжительность вибрирования и равномерность уплотнения, не допуская расслоения смеси и образования раковин, пустот.

Процесс виброуплотнения контролируют визуально, по степени осадки смеси, прекращению выхода из нее пузырьков воздуха и появлению на поверхности цементного молока. В некоторых случаях используют плотномеры.

Прочность бетона на сжатие проверяют на контрольных образцах, изготовленных из бетонной смеси, взятой после ее приготовления и непосред­ственно на месте укладки.

Особые меры контроля качества применяют при выполнении бетонных работ в зимнее время. Так, в процессе приготовления смеси через каждые 2 ч проверяют: отсутствие льда, смерзшихся комьев в необогреваемых заполнителях, подаваемых в бетонос­меситель, при приготовлении смеси с противомороз­ными добавками, температуру воды и заполнителей перед загрузкой; концентрацию солей; температуру смеси на выходе из бетоносмесителя.

59. Теплоизоляционные материалы и изделия. Их классификация.

К теплоизоляционным относятся материалы, применяемые в строительстве жилых и промышленных зданий, тепловых агрегатов и трубопроводов с целью уменьшения тепловых потерь в окружающую среду. Теплоизоляционные материалы характеризуются низкой теплопроводностью (коэффициент теплопроводности в пределах 0,02–0,2 Вт/(м⋅°С)), высокой пористостью (70–98 %), незначительной плотностью и прочностью (предел прочности при сжатии 0,05–2,5 H/м²).

Теплоизоляционные материалы и изделия классифицируются по:

- виду основного исходного сырья (органическое, неорганическое);

- структуре (волокнистая, зернистая, ячеистая, сыпучая);

- содержанию связующего вещества (содержащие и не содержащие);

- возгораемости (несгораемые, трудносгораемые, сгораемые);

- по форме и внешнему виду:

1) плоские (плиты, маты, войлок);

2) рыхлые (вата, перлит);

3) шнуровые (шнуры, жгуты);

4) фасонные (сегменты, цилиндры, полуцилиндры и др.);

- плотности (особо легкие, легкие, тяжелые);

- жесткости (мягкие, полужесткие, жесткие, повышенной жесткости, твердые);

-теплопроводности (низкой теплопроводности, средней теплопроводности, повышенной теплопроводности).

По виду основного исходного сырья теплоизоляционные материалы делятся на 2 группы: органические и неорганические.

60. Основные положительные свойства неорганических теплоизоляционных материалов - огнестойкость и биостойкость - сочетаются с высокими теплоизоляционными качествами. Из неорганических теплоизоляционных материалов наиболее распространены минеральная вата и изделия из нее, стеклянная вата, ячеистые бетоны (см. § 30), пеностекло, керамзит (см. § 24). К неорганическим теплоизоляционным материалам относятся также и некоторые монтажные материалы.

Минеральная вата и изделия из нее по объему производства занимают первое место среди всех теплоизоляционных материалов благодаря хорошим эксплуатационным свойствам, неограниченной сырьевой базе и относительной простоте производства.

Минеральная вата - материал, который состоит из тонких стекловидных волокон, получаемых из расплавленных горных пород или металлургических шлаков. В последнем случае она называется шлаковой ватой. Теплоизоляционные свойства минеральной ваты обусловлены большим (до 95%) содержанием воздуха между волокнами.

Выпускают ее в виде бесформенной волокнистой массы желтовато- или зеленовато-серого цвета, иногда гранулируют в комочки. В зависимости от 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.

Минеральный войлок получают уплотнением минеральной ваты, смоченной битумной эмульсией или синтетической смолой. Выпускают минеральный войлок марок от 100 до 200 в виде рулонов или листов толщиной 30...60 мм.

Минераловатные прошивные маты - полотнища из минеральной ваты с обкладками с одной или двух сторон, прошитые проволокой или нитью, - выпускают длиной 1000...2500 мм, шириной 500....2500 мм, толщиной 40...120 мм.

Теплоизоляционный шнур - сетчатая трубка, наполненная минеральной ватой или другим волокнистым неорганическим материалом. Шнур выпускают марок от 100 до 350. Длина шнура в бухте 10...15 м при диаметре 30...90 мм.

Теплоизоляционные минераловатные плиты получают на битумном или синтетическом связующем. Они предназначены для тепловой изоляции строительных конструкций, промышленного оборудования и трубопроводов.

Плиты на битумном связующем используют для изоляции поверхностей с температурой от -100 до +60°С; при более высоких температурах битумное связующее размягчается. Марки таких плит от 75 до 250; размеры - длина от 1000 до 2000, ширина 500 и 1000 мм и толщина от 40 до 70 мм.

Плиты на синтетическом связующем выпускают марок от 50 до 300; они имеют большую теплостойкость, чем на битумном связующем (до 100...120°С). Плиты марок 50 и 75 - гибкие, а марок 200 и 300 - жесткие с прочностью при изгибе не менее 0,2 и 0,4 МПа соответственно. Жесткие плиты выпускают гидрофобизированными, причем их водопоглощение не должно для марок 200 и 300 превышать 30 и 20% соответственно.

Минеральную вату и изделия из нее применяют для утепления наружных конструкций зданий, а также для устройства звукоизолирующих слоев в перекрытиях и внутренних стенах зданий. В промышленном строительстве минеральную вату и изделия из нее, кроме того, применяют для 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. Это связано с тем, что волокно минеральной ваты отличается жесткостью и легко ломается, образуя короткие, острые частицы, вызывающие зуд и воспаление кожи и дыхательных путей.

Стеклянная вата получается из расплава 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). Полученную смесь нагревают до плавления, при этом газообразователь, разлагаясь, выделяет пузырьки газа, вспенивающие расплав, при охлаждении которого образуется пеностекло. Поры в пеностекле замкнутые, поэтому оно практически не поглощает влагу и, следовательно, морозостойко. Пеностекло хорошо обрабатывается: пилится, сверлится.

Плотность пеностекла 200...300 кг/м³. При такой плотности его прочность довольно высока - 0,5...3 МПа. 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.

Монтажные теплоизоляционные материалы используют для тепловой изоляции промышленного оборудования и тепловых сетей. Различают сыпучие (вспученный перлит и вермикулит), обмазочные и штучные материалы.

Вспученный перлит (см. § 26) используют в качестве теплоизоляционной засыпки и как материал для получения перлитобетонных изделий (плит, полуцилиндров). Особенно эффективны перлитовые бетоны с плотностью менее 500 кг/м3 на полимерных связующих. На перлитовом заполнителе можно получить и обычный легкий бетон плотностью не более 1000 кг/м³. Применяют перлит также для акустических штукатурных растворов.

Вспученный вермикулит - сыпучий пористый материал в виде чешуйчатых частиц золотистого цвета - получают дроблением и обжигом одной из разновидностей слюды - вермикулита, способного при нагревании до 900... 1000°С увеличиваться в объеме в 15...20 раз. Насыпная плотность вспученного вермикулита 80...150 кг/м³. Используют его для тепловой изоляции промышленного оборудования при температурах до 1100°С в виде засыпок или обмазочных паст в смеси с асбестом и вяжущими веществами.

Материалы на основе асбеста - большая группа монтажных теплоизоляционных материалов. 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, скорлуп и т. п.). Совелит можно использовать до температуры 500°С.

Большое распространение получили асбестоцементные теплоизолирующие материалы, которые в отличие от описанного ранее асбестоцемента (§ 57) имеют большую пористость и меньшую прочность.

Керамические теплоизоляционные изделия получают обжигом керамических масс. В отличие от других видов керамических изделий теплоизоляционные обладают большой пористостью (более 50%) за счет введения в массу пенообразователей или выгорающих добавок.

Для тепловой изоляции топок и промышленных печей применяют легковесные огнеупоры (корундовые, трепельные) и пенокерамику, выпускаемые в виде кирпича и фасонных деталей.

61. Органические теплоизоляционные материалы и изделия производят из различного растительного сырья: отходов древесины (стружек, опилок, горбыля и др.). камыша, торфа, очесов льна, конопли, из шерсти животных, а также на основе полимеров. Многие органические теплоизоляционные материалы подвержены быстрому загниванию, порче различными насекомыми и способны к возгоранию, поэтому их предварительно подвергают обработке. Поскольку использование органических материалов в качестве засыпок малоэффективно в силу неизбежной осадки и способности к загниванию, последние используют в качестве сырья для изготовления плит. В плитах основной материал почти полностью защищен от увлажнения, а следовательно, и от загнивания, кроме того, в процессе производства плит его подвергают обработке антисептиками и антипиренами, повышающими его долговечность.

Среди большого разнообразия теплоизоляционных изделий из органического сырья наибольший интерес представляют плиты древесноволокнистые, камышитовые, фибролитовые, торфяные, пробковая теплоизоляция натуральная, а также теплоизоляционные пенопласты. Плиты древесноволокнистые применяют для тепло- и звукоизоляции ограждающих конструкций. Изготовляют их из распушенной древесины или иных растительных волокон - неделовой древесины, отходов, лесоперерабатывающей промышленности, костры, соломы, камыша, хлопчатника. Наибольшее распространение получили древесноволокнистые плиты, получаемые из отходов древесины. Процесс производства изоляционных древесноволокнистых плит состоит из следующих основных операций: дробления и разлома древесного сырья, проклеивания волокнистой массы, формования и термической обработки, Для уменьшения сгораемости древесноволокнистые плиты пропитывают специальными огнезащитными составами-антипиренами, а для придания водостойкости в состав волокнистой массы вводят парафиновые, смоляные, масляные и другие эмульсии.

Изоляционные древесноволокнистые плиты имеют объемную массу 250 кг/м3, предел прочности на изгиб - 1,2 МПа и коэффициент теплопроводности — не более 0,07 Вт/м-°С, длину 1200-3000, ширину 1200-1600 и толщину 8-25 мм.

Наряду с изоляционными применяют плиты изоляционно-отделочные, имеющие лицевую поверхность, окрашенную пли подготовленную к окраске. Камышитовые плиты, или просто камышит, применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий HI класса, при постройке малоэтажных жилых домов, небольших производственных помещений, в сельскохозяйственном строительстве. Это теплоизоляционный материал, спрессованный из стеблей камыша в виде плит, которые затем скрепляются стальной оцинкованной проволокой. Для изготовления камышитовых плит используются зрелые однолетние стебли обыкновенного тростника. Наилучшими являются стебли диаметром 7-15 мм, так как они хорошо прессуются. Помимо обыкновенного тростника может быть использован камыш озерный, рогоз и другие растения. Заготовку стеблей этих растений следует делать в осенне-зимний период. Прессование плит осуществляют на специальных прессах. В зависимости от расположения стеблей камыша различают плиты с поперечным (вдоль короткой стороны плиты) и продольным расположением стеблей. По объемной массе плиты различают трех марок: 175, 200 и 250 с пределом прочности на изгиб - не менее 0,18-0,5 МПа, коэффициентом теплопроводности - 0,06-0,09 МПа, влажностью-не более 18% по массе. Камышитовые плиты производят длиной 2400-2800, шириной 550-1500 и толщиной 30-100мм.

Торфяные теплоизоляционные изделияизготовляют в виде плит, скорлуп и сегментов и используют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий III класса и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре от -60 до +100° С. Сырьем для их производства служит малоразложившийся верховой торф, имеющий волокнистую структуру, что благоприятствует получению из него качественных изделий путем прессования. Плиты изготовляют размером 1000x500x30 мм путем прессования в металлических формах торфяной массы с добавками (или без них) и с последующей сушкой при температуре 120- 150° С. В зависимости от начальной влажности торфяной массы различают два способа изготовления плит: мокрый (влажность 90-95%) и сухой (влажность около 35%). При мокром способе излишняя влага в период прессования отжимается из торфяной массы через мелкие металлические сетки. При сухом способе такие сетки в формы не закладываются.

Торфяные изоляционные плиты по объемной массе делят на М !70 и 220 кг/м3 с пределом прочности па изгиб - 0,3 МПа, коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии 0,06 Вт/м-°С, влажностью не более 15%. Цемёнтно-фибролитовые плиты представляют собой теплоизоляционный и теплоизоляционно-конструктивный материал, полученный из затвердевшей смеси портландцемента, воды и древесной шерсти. Древесная шерсть выполняет в фибролите роль армирующего каркаса. По внешнему виду тонкие древесные стружки длиной до 500, шириной 4-7, толщиной 0,25-0,5 мм приготовляют из неделовой древесины хвойных пород на специальных древесношерстяпых станках. Шерсть предварительно высушивают, пропитывают минерализаторами (хлористым кальцием, жидким стеклом) и смешивают с цементным тестом по мокрому способу или с цементом по сухому (древесная шерсть посыпается или опыляется цементом) в смесительных машинах различного типа. При этом следят, чтобы древесная шерсть была равномерно покрыта цементом. Формуют плиты двумя способами: прессованием и на конвейерах, где фибролит формуют в виде непрерывно движущейся ленты, которую затем разрезают на отдельные плиты (подобно вибропрокату железобетонных изделий). При прессовании плит удельное давление для теплоизоляционного фибролита принимают до 0,1 МП а, а для конструктивного -до 0,4 МПа. После формования плиты пропаривают в течение 24 ч при температуре 30-35° С. По объемной массе цементно-фибролитовые плиты делят на М 300, 350, 400 и 500 с пределом прочности при изгибе соответственно не менее 0,4 0,5, 0,7 и 1,2 МПа, коэффициентом теплопроводности-0,09-0,15Вт/м-°С, водопоглощением-не более 20%. Длина плит 2000-2400, ширина 500-550, толщина 50, 75, 100 мм.

Фибролитовые плиты на портландцементеприменяют в качестве теплоизоляционного, теплоизоляционно-конструктивного и акустического материала для стен, перегородок, перекрытий и покрытий зданий. Фибролитовые плиты получают также формованием и тепловой обработкой (или без нее) органического коротковолокнистого сырья. В качестве такого сырья может быть использована дробленая станочная стружка или щепа, сечка соломы или камыша, опилки, костра и др. Вторым компонентом при изготовлении фибролитовых плит является портландцемент. Объемная масса в сухом состоянии составляет 500 кг/м3, предел прочности при изгибе -не менее 0,7 МПа, коэффициент теплопроводности в сухом состоянии - не более 0,12 Вт/м-°С, влажность-не более 20% по массе. Плиты формуют длиной и шириной 500, 600 и 700 мм, толщиной 50, 60 и 70 мм.

Пробковые теплоизоляционные материалы и изделия(плиты, скорлупы и сегменты) применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий, холодильников и поверхностей холодильного оборудования трубопроводов при температуре изолируемых поверхностей от минус 150 до плюс 70° С, для изоляции корпуса кораблей. Изготовляют их путем прессования измельченной пробковой крошки, которую получают как отход при производстве закупорочных пробок из коры пробкового дуба или так называемого бархатного дерева, растущего в Дальневосточном крае, в Амурской области и на Сахалине. Пробка вследствие высокой пористости и наличия смолистых веществ является одним из наилучших теплоизоляционных материалов. Из нее изготовляют плиты, скорлупы и сегменты. 
Пробковые теплоизоляционные материалы и изделия могут быть изготовлены с добавкой органического связующего (органического клея, желатины, битума, смол и т. п.) и без него. В первом случае пробковую крупу, покрытую тонким слоем органического клеящего вещества, спрессовывают в виде плит, имеющих длину 500-1000, ширину 500 и толщину 20-80 мм. Такие плиты называют "импрегнированными". Во втором случае плиты изготовляют таких же размеров с запрессовкой пробковой крупы под давлением 0,7 МПа, но без связующих добавок, путем термической обработки при температуре 250-300° С. При этом происходит возгонка смолистых веществ, содержащихся в пробке, вследствие чего пробковая крупа спекается в монолитную массу. Плиты, полученные по второму способу, известны под названием "экспанзита". Остывшие после горячего прессования плиты распиливают нa требуемые размеры. 
Пробковые теплоизоляционные материалы и изделия по объемной массе в сухом состоянии делят на М 150-350 с пределом прочности при изгибе соответственно 0,15-0,25 МПа, коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии при температуре 25° С-0,05-0,09 Вт/м-°С.

К положительным свойствам плит следует отнести также то, что они не горят, с трудом тлеют, не подвержены заражению домовым грибком и не разрушаются грызунами. Пробковые материалы упаковывают в клетки объемом 0,25- 0,5 м3 и хранят в сухом закрытом помещении, а перевозят в крытых вагонах.

Теплоизоляционные пенопласты.Теплоизоляционные материалы на основе полимеров в виде газонаполненных пластмасс и изделий, а также минваты стекловатных изделий производят на полимерном связующем. По физической структуре газонаполненные пластмассы могут быть разделены на три группы: ячеистые или пенистые (пенопласты), пористые (поропласты) и сотовые (сотопласты). Пенопласты и сотопласты на основе полимеров являются не только теплоизоляционным, но и конструктивным материалом (см. гл. XV). Теплоизоляционные материалы из пластмасс по виду применяемых для их изготовления полимеров делят на: полистирольные -пористые пластмассы на основе суспензионного (бисерного) или эмульсионного полистирола; поливинилхлоридные - пористые пластмассы на основе поливинилхлорида; фенольные - пористые пластмассы на основе формальдегида.

Поризация полимеров основана на применении специальных веществ, интенсивно выделяющих газы и вспучивающих размягченный при нагревании полимер. Такие вспучивающиеся вещества могут быть твердыми, жидкими и газообразными. К твердым вспенивающим веществам, имеющим наибольшее практическое значение, относятся карбонаты, бикарбонаты натрия и аммония, выделяющие при разложении СО2 и NH3, азодниитрилы, эфиры азодикарбоновой кислоты, выделяющие смесь абиетиновой кислоты с углекислым кальцием, выделяющая СО2. К жидким вспенивающим веществам относятся бензол, легкие фракции бензола, спирт и т. п. К газообразным вспенивающим веществам относятся воздух, азот, углекислый газ, аммиак. Для придания эластичности пористым пластмассам в полимеры вводят пластификаторы: фосфаты, фталаты и др. Пористые и ячеистые пластмассы можно получать двумя способами - прессовым и беспрессовым, При изготовлении пористых пластмасс прессовым способом тонкоизмельчепный порошок полимера с газообразователем и другими добавками спрессовывается под давлением 15-16 МПа, после чего взятую навеску (обычно 2-2,5 кг} вспенивают, в результате чего получают материал ячеистого строения.

При изготовлении пористых пластмасс беспрессовым способом полимер с добавками газообразователя, отвердителя и других компонентов нагревается в формах до соответствующей температуры. От нагревания полимер расплавляется, газообразователь разлагается, и выделяющийся газ вспенивает полимер. Образуется материал ячеистого строения с равномерно распределенными в нем мелкими порами. Плиты, скорлупы и сегменты из пористых пластмасс применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 70° С. Изделия из пористых пластмасс на суспензионном полистироле по объемной массе в сухом состоянии делят на М 25 и 35 с пределом прочности на изгиб не менее 0,1-0,2 МПа, коэффициентом теплопроводности - 0,04 Вт/м °С, влажностью - не более 2% по массе. Такие же изделия па эмульсионном полистироле по объемной массе имеют М 50-200 предел прочности на изгиб соответственно - не менее 1,0-7,5 МПа, коэффициент теплопроводности -не более 0,04-0,05, влажность не более 1% по массе. Плиты из пористых пластмасс изготовляют длиной 500-1000, шириной 400-700, толщиной 25-80 мм.

Наиболее распространенными теплоизоляционными материалами из пластмасс являются полистирольный поропласт, Отпора и др. Полистирольный поропласт -отличный утеплитель в слоистых панелях, хорошо сочетающийся с алюминием, асбестоцементом и стеклопластиком. Широко применяется как изоляционный материал в холодильной промышленности, судостроении и вагоностроении для изоляции стен, потолков и крыш в строительстве. Полистирольный поропласт, изготовленный из бисерного (суспензионного) полистирола, представляет собой материал, состоящий из тонкоячеистых сферических частиц, спекшихся между собой. Между частицами имеются пустоты различных размеров. Наиболее цепными свойствами полистирольпого поропласта является его низкая объемная масса и малый коэффициент теплопроводности. Полистирольный поропласт выпускают в виде плит или различных фасонных изделий. Полистирольный поропласт производят объемной массой до 60 кг/м3, прочностью на 10%-ное сжатие -до 0,25 МПа и коэффициентом теплопроводности-0,03-0,04 Вт/м-°С. Наиболее распространенный размер плит 900x650X100 мм. Поропласт полиуретановый применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 100° С. Получают его из полиэфирных полимеров с введением парообразующих и других добавок.

Полиэфирные полимеры— это большая группа искусственных полимеров, получаемых при помощи конденсации многоатомных спиртов (гликоля, глицерина, пентаэритрита и др.) и главным образом двухосновных кислот - фталевой, малеиновой и др. Для повышения эластичности изготовляемых изделий во время конденсации многоатомных спиртов и двухосновных кислот приготовляют жирные кислоты или растительные масла. По объемной массе в сухом состоянии маты из пористого полиуретана делят на М 35 и 50, коэффициент теплопроводности в сухом состоянии - 0,04 Вт/м-° С, влажность - не более 1% по массе. На основе пористого полиуретана выпускают также твердые и мягкие плиты объемной массы 30-150 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности 0,022-0,03 Вт/м-°С. Маты из пористого полиуретана изготовляют в виде плит длиной 2000, шириной 1000, толщиной 30-60 мм. Мипора представляет собой пористый материал, получаемый на основе мочевино-формальдегидного полимера. Сырьем для производства мипоры является мочевино-формальдегидный полимер и 10%-ный раствор сульфопафтеновых кислот (контакт Петрова), а также огнезащитные добавки (раствор фосфорно-кислого аммония 20%-ной концентрации). Мипору применяют для теплоизоляции строительных конструкций промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 70° С.

Для получения мипоры в аппарат с мешалкой загружают водный раствор мочевино-формальдегидного полимера и вспениватель, которые энергично перемешивают. Полученную пену спускают в металлические формы, которые направляют в камеры, где масса при температуре 18-22° С отвердевает за 3-4 ч. Полученные блоки направляют на 60-80 ч в сушила с температурой 30-50е С. Мипору выпускают в виде блоков объемом не менее 0,005 м3, пределом прочности на сжатие - 0,5-0,7 МПа, удельной ударной вязкостью - 0,4 кГ-см/см2, водопоглощением 0,11% за 24 ч, коэффициентом теплопроводности - 0,03 Вт/м -° С.

Войлок строительный применяют как прокладочный и теплоизоляционный материал для теплоизоляции отдельных мест конструкций (концов балок в каменных стенах, оконных и дверных коробок в наружных стенах, стыков щитов в сборных домах) и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 100° С. Войлок используют для подшивки потолков под штукатурку. Войлок изготовляют в виде штучных изделий прямоугольной формы путем сваливания шерсти, отходов шерстеперерабатывающей и меховой промышленности и других производств и противомольной пропитки. Объемная масса войлока в сухом состоянии 150 кг/м3, коэффициент теплопроводности в сухом состоянии 0,048 Вт/м-С, влажность сухого войлока не более 20% по массе. Выпускают войлок в виде полос длиной 1000-2000, шириной 500-2000, толщиной 12 мм. Войлок не горит, но способен тлеть, а также способен поглощать влагу.