Применение

Благодаря ценным свойствам полимеры применяются в машиностроении, текстильной промышленности, сельском хозяйстве и медицине, автомобиле- и судостроении, авиастроении, в быту (текстильные и кожевенные изделия, посуда, клей и лаки, украшения и другие предметы). На основании высокомолекулярных соединений изготовляют резины, волокна,пластмассы, пленки и лакокрасочные покрытия. Все ткани живых организмов представляют высокомолекулярные соединения.

9.Компоненты пластмасс

Основные компоненты пластмасс

Полимеры, получаемые методами полимеризации или поликонденсации, обычно при нагревании служат жидкой фазой конгломерата. Они при отверждении образуют непрерывную сетку — матрицу вяжущего вещества и сцепляют компоненты в единый конгломерат — пластмассу.

Важнейшими термопластичными полимерами для производства пластмасс являются прежде всего полиолефины (полиэтилен), имеющие наибольшие потенциальные возможности наличия сырьевой базы и широкой области применения; поливинилхлорид, позволяющий получить пластмассы и изделия удовлетворительных свойств и малой стоимости; полистирол и др. Из термореактивных полимеров наибольшее значение для производства строительных материалов и изделий имеют фенолоформальдегидные, мочевиноформальдегидные, кремнийорганические и эпоксидные полимеры.

Наполнители. В качестве наполнителей используют органические или минеральные материалы. Они уменьшают расход дорогостоящего связующего (полимера) и оказывают существенное влияние на свойства пластмасс, придавая им надлежащую прочность, тепло- и огнестойкость, электро - и теплопроводность и т. д. Особое значение имеют порошкообразные (мел, тальк известняк), волокнистые (древесное волокно, стекловолокно) и листовые наполнители (бумага, хлопчатобумажные ткани, стеклоткань).

Отвердители — химические вещества, которые вводят в композицию для отверждения (в процессе производства) термопластических полимеров. К числу наиболее распространенных отвердителей относится уротропин.

Пластификаторы. В качестве пластификаторов применяют малолетучие вещества, которые молекулярно распределяются в полимере, снижают их хрупкость и позволяют композиции хорошо формоваться в процессе производства изделий. К числу пластификаторов можно отнести камфору, олеиновую кислоту, диоктилфталат, стеарат аммония.

Стабилизаторы — вещества сложного химического состава, препятствующие старению пластмасс, т. е. изменению физико-химических свойств во времени. Они сохраняют стабильность структуры в процессе переработки пластмасс в. изделие, а в период эксплуатации предохраняют изделие от тепловых воздействий, атмосферных факторов, кислорода воздуха, солнечной радиации.

Смазывающие вещества вводят в композицию для предупреждения прилипания изделий к стенкам формы в процессе формования. В качестве смазывающих веществ применяют стеарин, олеиновую кислоту, соли жирных кислот и др. К тому же стеарин, например, улучшает таблетируемость пресс-порошков и обеспечивает хорошее отделение изделий от формы.

Окрашивающие вещества вводят в композицию для придания изделию необходимого колера. В производстве пластмасс и изделий из них чаще всего находят применение следующие неорганические пигменты: охра, мумия, сурик, умбра, ультрамарин, оксид хрома и др. Из органических красителей используют нигразин, хризоидин. Светлые тона пластмассам придают белые пигменты: литопон, двуоксид титана, оксид цинка.

Основным и обязательным компонентом пластмасс является полимер, но только лишь некоторые строительные пластмассы целиком состоят из полимера (например, органическое стекло, состоящее из полиметилметакрилата), В состав большинства пластмасс входят и другие компоненты: наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители и др.

Полимерами называют вещества, молекулы которых представляют собой цепь или пространственную решетку последовательно соединенных одинаковых групп атомов, повторяющихся большое количество раз. Молекулярная масса полимеров очень велика (от нескольких тысяч до миллионов). Полимерные вещества существуют в природе (крахмал, целлюлоза, белки), но подавляющее большинство полимеров, используемых для получения пластмасс, — синтетические

10.Полимерные материалы для пола

Полимерные материалы для защиты пола находят широкое применение в условиях современного строительства.

Полимерные материалы для пола классифицируются по типу пленкообразователя (полиуретановые, эпоксидные, полиэфирные, каучуковые и т.д.) и типу конструкции покрытия (упрочняющие пропитки, тонкослойные покрытия, наливные полы, высоконаполненные полы).

Эпоксидные полимерные материалы характеризуются высокими физико- механическими и адгезионными характеристиками, но имеют повышенную хрупкость и склонны к трещинообразованию и пожелтению под воздействием ультрафиолетового излучения.

Полиуретановые материалы обладают высокой эластичностью и износостойкостью, но очень требовательны к качеству основания (влажности, пористости и проч.).

Выбор полимерных покрытий для пола должен осуществляться исходя из состояния и подготовки основания, а также специальных требований к полу в процессе его эксплуатации

11. Отделочные материалы из полимеров

Полимеры – высокомолекулярные соединения, вещества с большой

молекулярной массой, в которых атомы, соединенные химическими связями, образуют линейные или разветвленные цепи, а также пространственные трехмерные структуры. К полимерам относятся многочисленные природные соединения: белки, нуклеиновые

кислоты, целлюлоза, крахмал, каучук и другие органические вещества.Для облицовки стен и потолков изготовляют материалы рулонные, плиты, плитки, листы. К рулонным относят линкруст, влагостойкие обои, пленки декоративные «Изоплен», «Тексоплен» и др. Листовыми и плитными служат декоративный бумажно-слоистый пластик, древесностружечные и древесноволокнистые плиты, листы из жесткого поливинилхлорида и органического стекла, акустические плиты, облицовочные плитки и т. п.Отделочную продукцию из полимеров можно разделить на следующие группы: материалы для облицовки стен и потолков, а также встроенной мебели; погонажные архитектурно-строительные изделия; конструкционно-отделочные материалы; вспомогательные материалы (клей, мастики и т. п.).Линкруст неокрашенный или окрашенный по всей массе, гладкий или тисненый с лицевой стороны (рифленый рисунок) выпуска-Ют в рулонах длиной не менее 12 м, шириной 0,5; 0,6; 0,75; 0,90 м при толщине по рельефу не более 1,2 мм. Он достаточно водо- и гнилостоек, не коробится при хранении и не выцветает на солнце.Линкруст — отделочный материал, получаемый путем нанесения тонкого слоя пластмассы, состоящей из полимера, наполнителя, пластификатора и красителя, на плотную бумажную подоснову. Влагостойкие (моющиеся) обои — отделочный материал с лицевой поверхностью, стойкой к действию воды. м. Для наклеивания обоев используют карбоксиметилцеллюлозные клеи (клейстеры) или метилцеллюлозу водорастворимую.Поливинилхлоридная декоративная пленка — тонкий, прозрачный или окрашенный по всей толщине рулонный материал.Пленка «Пеноплен» — двухслойный материал, верхний слой которого состоит из поливинилхлоридной композиции, нанесенной на бумажную подоснову. Поливинилхлоридные пленки на бумажной подоснове «Изоплен» изготовляют промазным способом из поливинилхлоридной композиции, в состав которой помимо полимера входят наполнители, пластификаторы, красители и различные добавки.Пластик бумажно-слоистый — декоративный облицовочный материал, получаемый путем прессования нескольких слоев специальных видов бумаги, предварительно пропитанных спиртовыми растворами термореактивных полимеров. Пластик выпускают в виде листов длиной от 0,4 до 3 м, шириной 0,4—1,6 м и толщиной от 1,0 до 3,0 мм. Вследствие высоких декоративных качеств этот материал широко используют для облицовки стеновых панелей помещений общественных зданий, а также для изготовления дверных полотен, бытовой кухонной и медицинской мебели«Винистен» — отделочный рулонный материал с рельефной поверхностью, изготовленный на основе поливинилхлорида методом экструзии. Длина рулонов 12 м, ширина 1,2 м при толщине до 1,2 мм. Стеклопластики — группа полимерных материалов, в которых наполнителем является стекловолокно. Древесные слоистые пластики — листовой или плиточный материал, получаемый путем горячего прессования лущеного шпона, пропитанного полимерами

7. Строительные материалы специального назначения

1. Битумные и дегтевые вяжущие. Классификация, состав, строение и свойства битумов. Марки нефтяных битумов

Органические вяжущие вещества подразделяются на битумные и дегтевые. Битумные вяжущие вещества представляют собой сложные смеси углеводородов. К битумным вяжущим относятся природные нефтяные битумные и асфальтовые породы. Дегтевые вяжущие вещества — это сырые дегти, дегтевые масла и пеки.

Битумы (ГОСТ 9548—60). Битум может быть как твердым телом, так и густой жидкостью черного цвета с коричневым оттенком. По физическому состоянию (при температуре 18° С) битумы подразделяются на твердые, полутвердые и жидкие.

К положительным качествам битумов Относится их водонепроницаемость, устойчивость в атмосферных условиях, способность прочно сцепляться с деревом, камнем и металлами, быстро наращивать вязкость при остывании, пластичность при положительных температурах. Недостатком битумов является их хрупкость при низких температурах и отсутствие антисептических свойств.

По назначению битумы делятся на дорожные, строительные и кровельные.

В зависимости от исходного сырья битумы бывают природные и нефтяные.

Органические вяжущие вещества делят на битумные и дегтивные. В строительстве применяют природные и чаще, искусственные (нефтяные) битумы.

Природные битумы – это вязкие или твердые вещества, образовавшие в результате естественного окисления и полимеризации нефти. Встречаются в районах нефтяных месторождений в виде линз, целых асфальтовых озер. Однако такие битумные месторождения редки и чаще встречаются месторождения так называемых асфальтовых пород –это пористые горные породы, то есть доломиты, глины известняки и песчанники, которые пропитаны битумом. Из этих пород извлекают битум или используют в виде асфальтового порошка.

Нефтяные битумы получают переработкой нефтяного сырья. Элементарный состав битумов, %: водорода 10…15; углерода 70…80; серы 2…9; кислорода и азота 1…7. Эти элементы присутствуют в составе углеводородов и их соединений с кислородом серой, а также азотом. Углеводороды находятся в виде соединений различной степени полимеризации: от C9H20 до C30H62. В зависимости от степени полимеризации, углеводороды или их соединения образуют в битуме 3 группы веществ: твердые вещества, смолы и масляные фракции.

Основными технологическими и эксплуатационными свойствами твердого битума являются твердость и температура размягчения. Кроме того, очень важной их характеристикой является растяжимость.

Важнейшими строительными свойствами битумов являются: 1) способность при разогревании (до 80—165° С) или добавления разжижителей (керосин, нефть и др.) переходить в текучее с:стояние и объединяться с каменными или другими строительными материалами; 2) способность при понижении температуры (до 20—25° С и же) или испарении разжижителя вновь загустевать и сцеплять в монолит минеральные зерна песка и щебня, образуя бетоны и растворы; 3) способность придавать гидрофобные (водоотталкивающие) свойства другим материалам, обработанным битумом. Кроме этих свойств, битумы обладают и другими свойствами — вязкостью, пластичностью, теплостойкостью, а также гидрофобностью, адгезией и др.

Вязкость (величина, обратная текучести) —свойство материала оказывать сопротивление при взаимном перемещении двух его слоев относительно друг друга под влиянием внешних сил. Вязкость битумов является важнейшей характеристикой его структурно-механических свойств и зависит главным образом от температуры.

2. Состав и свойства дегтей. Битумно-резиновые и битумно-полимерные композиции, тонкомолотые добавки

Дегти представляют собой вязкие жидкости черного или бурого цвета, состоящие из углеводородов и их сернистых, азотистых и кислородных производных, получаемых конденсацией парообразных продуктов, образующихся при разложении органических материалов (каменного угля, торфа, древесины и др.) в условиях высокой температуры без доступа воздуха. По исходному сырью дегти делят на каменноугольные, торфяные, древесные и сланцевые. Каменноугольные дегти в зависимости от температуры коксования делят на высокотемпературные, получаемые в результате коксования исходного сырья при температуре 900... 1100°С, низкотемпературные, получаемые в результате полукоксования при температуре 500...700°С, и газовые — при газификации топлива в производстве светильного газа. При разложении каменного угля образуются сырые дегти, которые непосредственно для производства строительных материалов не применяются. В них содержится значительное количество летучих составных частей, которые даже при слабом нагревании испаряются, что приводит к изменению первоначальных свойств строительных материалов (возникает хрупкость). Из сырого дегтя отгоняют легкие и средние масла, в результате чего получают так называемый отогнанный деготь.Сырой деготь (каменноугольная смола), каменноугольные пек и масло характеризуются следующими физико-механическими показателями: смола каменноугольная в своем составе содержит до 7% свободного углерода, до 4% воды и нафталина, при 80°С обладает вязкостью 2,5...4,5 с; пек каменноугольный производят двух марок: среднетемпературный и высокотемпературный, отличаются указанные виды пеков главным образом температурой размягчения, содержанием свободного углерода, воды и нерастворимых в бензоле веществ; масло каменноугольное характерно большим содержанием — до 70% тяжелых фракций, отгоняемых в интервале температур 275... 360°С, до 0,3% нерастворимых в бензоле веществ и до 1,5% воды. Составленный деготь получают сплавлением пека с дегтевыми маслами или обезвоженными сырыми дегтями.По физико-механическим показателям смешанные дегти обладают относительно высоким содержанием нерастворимых в бензоле соединений — до 20% и водорастворимых соединений — 0,5...7%. Характерным показателем смешанных дегтей является их вязкость. Наполненные дегти получают, вводя в составленные дегти тонкоизмельченные материалы (известняк, доломит). Это производят для повышения вязкости, погодо- и температуро-стойкости дегтей. Битумно-резиновые композиции (БРК) используются в качестве вяжущих для гидроизолирующих материалов и асфальтовых смесей. битумно-резиновая композиция, включающая битум и резиновую крошку из вулканизованной резины, а также органическое и/или неорганическое основание, резиновая крошка 10-50, органическое и/или неорганическое основание - 0,01-2,5, за исключением карбоната кальция, количество которого при использовании только неорганического основания составляет 0,05-2 вес.ч. В качестве органического основания используют ароматические или гетероароматические амины или фосфины, а в качестве неорганического основания - карбонаты щелочных или щелочноземельных металлов. Битумно-полимерная композиция БИПЭ — холодная битумно-полимерная краска, получаемая путем смешения равных количеств строительного битума БН 70/30, низкомолекулярного («воскового») полиэтилена и каменноугольного сольвента. Рекомендуется для гидроизоляционного покрытия долговременных сооружений, отличается высокой водоустойчивостью и надежностью.

3.Классификация кровельных материалов

Кровельные материалы предназначены для обустройства крыш, жилых, производственных и иных зданий и сооружений. Могут обеспечивать в зависимости от необходимости защиту от атмосферных осадков, термоизоляцию, защиту от света или быть светопроницаемыми, препятствовать накоплению атмосферных осадков на крышах и т. д. Как правило, все кровельные материалы обладают водо- и паронепроницаемостью.

по внешнему виду и размерам материалы для кровли подразделяются на:

листовые (профилированные листы, металлочерепица, асбестоцементные листы и др.);

рулонные (пергамин, рубероид и др. модификации на их основе);

пленочные (полимерные и резиновые мембраны);

мастичные (полимерные и битумные мастики);

штучные (сланец, черепица, гибкая черепица и др.)

В зависимости от состава, кровельные материалы бывают: минеральные, органические и металлические. Минеральные материалы – это материалы, имеющие многолетнюю историю: керамическая черепица, сланцевые плиты и современные: шифер, песчаная черепица. Органические материалы – это такие «старейшие» материалы, как дранка и солома, а также современные материалы: полимерные, битумно-полимерные и битумные.

Основными критериями при выборе кровельного покрытия являются: соответствие кровельного материала конфигурации крыши;

соответствие срока службы материала долговечности самой кровли;

соответствие материала эстетическим требованиям;

соответствие материала финансовым возможностям застройщика (цена материала, стоимость монтажа, трудоемкость работ).

4. Битумные и дегтевые кровельные и гидроизоляционные материалы, технология их производства. Технология производства рулонных битумных материалов. Значение покровного слоя, наполнителей и посыпки поверхностей. Мастичные материалы. Битумная стеклоткань, гидроизол, оризол, рулонный изол, фольгоизол. Важнейшие свойства кровельных и гидроизоляционных материалов.

В строительстве широко применяют рулонные битумные и дегтевые материалы: кровельные (рубероид, пергамин, толь) и гидроизоляционные (изол, бризол, гидроизол, стеклоизол и др.). Рулонные кровельные материалы изготовляют из специального картона путем пропитки его органическими вяжущими веществами. В зависимости от вяжущего материалы разделяют на битуминозные (рубероид, пергамин) и дегтевые (толь). Рубероид представляет собой рулонный материал, изготовленный из картона, пропитанного кровельным нефтяным битумом. С двух сторон рубероид по слою битума присыпан тонким слоем талька или слюды. Рубероид выпускают двух видов: подкладочный с мелкозернистой минеральной посыпкой, применяемый для нижних слоев рулонных кровель, и кровельный с крупнозернистой минеральной посыпкой для верхнего слоя рулонных кровель. Рулонные кровельные материалы нашли в строительстве широкое применение при устройстве кровель промышленных и бесчердачных гражданских зданий. Эти материалы легки, стойки к химическим воздействиям. Главные недостатки легкая возгораемость и малая долговечность.

Гидроизоляционные материалы. Для гидроизоляции строительных конструкций зданий и сооружений используют специальные рулонные материалы повышенной прочности и долговечности. В качестве гидроизоляционных материалов применяют гидроизол, изол, бризол, фольгоизол, металлопзол, стеклонзол и др. Гидроизол — рулонный беспокровный материал, изготовляемый путем пропитки асбестового картона нефтяным биту мом. Он не подвержен гниению и весьма долговечен. Применяют в качестве рулонных кровель, настилаемых на горячие мастики, и для оклеечной гидроизоляции сооружений.

Изол —безосиовный эластичный рулонный материал, изготовляемый из битумно-резинового вяжущего, наполнителя, пластификатора и антисептика. Сохраняет эластичность при отрицательных температурах, не гниет. Служит в основном для гидрозащиты конструкций, особенно в местах, где возможны деформации и осадки.

Бризол — безосновный рулонный материал, изготовляемый из нефтяного битума, резиновой крошки, асбестового наполнителя и пластификатора. Применяют для гидроизоляции конструкций, антикоррозионной защиты подземных металлических трубопроводов, а также для устройства кровель.

Фольгоизол — двухслойный рулонный материал, состоящий из слоя фольги, покрытой с одной стороны битумным составом; водонепроницаемый долговечный, не требующий ухода в течение всего периода его эксплуатации. Используется для устройства кровель уникальных зданий.

Металлоизол — рулонный материал, состоящий из алюминиевой фольги, покрытой с двух сторон нефтяным битумом. Имеет высокую прочность на разрыв, долговечен и водонепроницаем. Служит в качестве оклеечной гидроизоляции подземных сооружений.

Стеклоизол — рулонный материал, получаемым путем нанесения с двух сторон на поверхности стеклохолста битумно-резино- вой мастики с последующей посыпкой измельченными минеральными материалами. Применяют при устройстве кровель и оклеечной гидроизоляции конструкций.

Рулонные материалы транспортируют в контейнерах. Хранят в закрытых неотапливаемых складских помещениях. Большинство рулонных материалов при отрицательных температурах приобретают повышенную хрупкость, поэтому перед развертыванием рулонов в холодное время их необходимо отогреть.

Битуминозные кровельные и гидроизоляционные материалы

К битумным кровельным и гидроизоляционным материалам относятся руберойд, пергамин, гидроизол.

Руберойд — это кровельный картон, пропитанный мягким природным или нефтяным битумом и покрытый с двух сторон тугоплавким битумом с нанесенным на его поверхность тонким слоем мелкоизмельченного минерального вещества (обычно талька) или крупнозернистой цветной или чешуйчатой слюдяной посыпки, защищающих битум от разрушающего влияния атмосферы. Руберойд применяют как кровельный или как гидроизоляционный материал.

Гидроизол получают путем пропитки специальной асбестовой бумаги нефтяным окисленным битумом. Гидроизол выпускают рулонами шириной 650 мм и площадью рулона 20 м2. Применяют его для гидроизоляции конструкций от грунтовых вод, так как он водостоек, гибок, долговечен и не гниет.

Дегтевые материалы — толь кровельный и толь кровельный беспокровный, или толь-кожа, вырабатывают путем пропитки кровельного картона каменноугольными дегтевыми составами. Кровельный толь после пропитки покрывается с обеих сторон тонким слоем мелкозернистого и крупнозернистого песка. Кровельный и беспокровный толь выпускают рулонами шириной 750 и 1000 ж^н и площадью 15 м2 Его марки — Т-300; Т-350. Дегтевые кровельные материалы по сравнению с битумными более гнилостойки, а во влажных условиях без воздействия света более долговечны. Применяют их в качестве как кровельных, так и гидроизоляционных материалов.

Битумные мастики изготовляют из битума одной марки или из смеси битумов разных марок, иногда с добавкой волокнистых (асбестовое волокно) или пылевидных заполнителей. Мастики в зависимости от состава применяют в горячем или холодном состоянии. В первом случае мастику разогревают в котле и используют при строительных работах в горячем виде; во втором случае мастику перед использованием разводят специальной жидкостью — разжижителем. Холодные мастики особенно удобны для применения в холодное время года. Битумные мастики применяют в качестве клея при устройстве кровельных и гидроизоляционных покрытий из битумных рулонных материалов, а также для окраски битумных рулонных кровель.

Дегтевые мастики изготовляют из дегтевых вяжущих (пеки, сплавы пеков с каменноугольным маслом), иногда с добавкой волокнистых или пылевидных заполнителей (тальк, диатомит). Дегтевые мастики в разогретом состоянии (в пределах 130—150°) применяют в качестве клея при устройстве кровельных и гидроизоляционных покрытий из рулонных дегтевых материалов и для окраски кровель из дегтевых рулонных материалов с последующей посыпкой песком. Дегтевые мастики применяют также для окрашивания с целью защиты от коррозии чугунных водопроводных и канализационных труб.

Мастичные материалы

Герметизирующие мастики предназначены для заделки и уплотнения наружных и внутренних швов, отверстий и стыков строительных конструкций. Их подразделяют на: •          вулканизирующиеся с последующим переходом в твердое состояние; •          нетвердеющие и сохраняющие пластично-эластичные свойства в процессе эксплуатации; • высыхающие, переходящие из пластичного состояния в твердое. Вулканизирующиеся {твердеющие) герметики являются наиболее распространенными, имеют самые высокие физико-механические показатели и состоят из герметизирующей (полимерная основа, наполнитель, адгезив и модификаторы) и вулканизирующей (отвердитель, пластификатор, катализатор) пасты Из нетвердеющих герметиков широкое применение нашла полиизобутиленовая мастика УМС-50. Цвет мастики - от светло-серого до коричневого. Мастика характеризуется относительным удлинением при разрыве от 10 до 40 % и прочностью 0,01...0,1 МПа, рабочий интервал температур - от минус 40 до плюс 70 °С. УМС-50 рекомендуется для герметизации вертикальных и горизонтальных стыков панелей крупнопанельных зданий и мест примыкания оконных и дверных блоков, а также для уплотнения зазоров по периметру внутренних стен и перегородок. Высыхающие герметики готовят на основе растительных масел или синтетических каучуков и смол. Обязательными компонентами являются растворители (толуол, ксилол, гептан, ацетон и др.) - до 65 % по массе мастики, пластификаторы и наполнители. Герметики на основе природных масел способны быстро стареть, терять эластичность и растрескиваться. Их применяют для уплотнения оконных проемов и заделки щелей. Герметики на основе каучуков используют для герметизации металлических конструкций, химической защиты конструкций и оборудования, работающих в агрессивной среде (марки 51-Г-10, 51-Г-12, ВГК-18идр.).

Свойства кровельных материалов

Материалы, предназначенные для кровли, должны быть не только прочными, но и долговечными, т.е. обладать атмосферостойкостью, теплостойкостью, водостойкостью, коррозионной стойкостью, водонепроницаемостью. Для создания нормальных условий эксплуатации здания большое значение имеет выбор вида кровли в зависимости от уклона крыши, районов строительства и воздействий на кровлю, например, снега, дождя, ветра, солнечной радиации, температуры воздуха. Особое место занимают качество кровельных материалов и способы выполнения работ по устройству кровель, соблюдение правил эксплуатации. Рациональное использование кровельных материалов с выполнением вышеуказанных требований возможно при глубоком знании их свойств, способов получения, правил хранения и транспортировки, а также условий их работы в конструкциях и сооружениях. Свойства кровельных материалов можно разделить на несколько групп: физические; гидрофизические; теплотехнические; механические; химические, биологические; особые свойства. Физические свойства кровельных материалов   Плотность — величина, численно равная массе единицы объема вещества, г/см3, кг/м3, т/м3. Величина плотности кровельных материалов будет зависеть от материала, из которого они сделаны. Средняя плотность — отношение массы материала к его объему в естественном состоянии, т.е. с порами и пустотами.. Искусственные материалы, а таковыми являются большинство кровельных материалов, можно получать с заданной необходимой средней плотностью. В таблице приведены плотность и средняя плотность строительных материалов, применяемых для устройства кровель различного типа.

Гидрофизические свойства кровельных материалов

 Гигроскопичность — свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из влажного воздуха. Поглощение влаги из воздуха объясняется адсорбцией водяного пара на внутренней поверхности пор и капиллярной конденсацией. Этот процесс, называемый сорбцией, обратимый. Волокнистые материалы со значительной пористостью, например теплоизоляционные и стеновые, обладают развитой внутренней поверхностью пор и поэтому высокой сорбционной способностью. У кровельных материалов, наоборот, сорбционная способность низкая из-за малой внутренней поверхности пор.

Водопоглощение — способность материала поглощать и удерживать воду. Водопоглощение характеризует в основном открытую пористость, так как вода не проходит в закрытые поры. Поэтому все кровельные материалы имеют незначительную величину водопоглощения. Водопоглощение отрицательно влияет на основные свойства кровельных материалов: увеличивается относительная плотность, материал набухает, прочность и морозостойкость снижаются.

Степень снижения прочности материала при предельном его водонасыщении называется водостойкостью. Водостойкость численно характеризуется коэффициентом размягчения Кразм, который характеризует степень снижения прочности в результате его насыщения водой.

Водопроницаемость — способность материала пропускать воду под давлением. Степень водопроницаемости зависит от пористости материала, формы и размеров пор. Чем больше в материале замкнутых пор и пустот, тем меньше его водопроницаемость. В силу своего структурного строения кровельные материалы должны иметь низкую водопроницаемость, так как относятся к плотным материалам с относительной плотностью, близкой к единице. Стекло, сталь, полиэтилен, битум и др., практически водонепроницаемы. Водонепроницаемость рулонных кровельных материалов определяется по времени, в течение которого образцы не пропускают воду при постоянном гидростатическом давлении.

Влажность — это степень содержания влаги в материале. Зависит от влажности окружающей среды, свойств и структуры самого материала. Так как кровельные материалы приближаются к абсолютно плотным материалам, количество воды, содержащееся в них, незначительно. Поэтому показатель влажности у кровельных материалов приближается к нулю.

Морозостойкость — способность материала в насыщенном водой состоянии выдержать требуемое число циклов попеременного замораживания и оттаивания. В зависимости от числа циклов попеременного замораживания, которые выдержал материал, устанавливается его марка по морозостойкости. Благодаря высокой плотности и низкому водопоглощению кровельные материалы имеют высокую морозостойкость.

5. Герметизирующие материалы

Герметизация — обеспечение полной непроницаемости для газов и жидкостей (герметичности) стен и поверхностей, ограничивающих внутренние части и объёмы аппаратов и машин, помещений и сооружений, а также их стыков и соединений. Герметизация широко применяется в науке и технике.

Для герметизации применяются герметизирующие материалы, к которым относятся:

• рулонные и листовые материалы;

• минеральные строительные материалы проникающего действия;

• материалы жидкого нанесения на основе полимеров.

Кроме полимеров, герметизирующие материалы содержат различные наполнители и отвердители — вулканизующие. Герметизирующие материалы применяют в виде паст, замазок, мастики и самоклеящихся лент, иногда в виде раствора в органических растворителях. Герметизирующий материал образуется в результате отвердения на собственно соединительном шве или в месте контакта герметизируемых поверхностей. Герметизирующие материалы должны быть прочными и эластичными, устойчивость к воздействию агрессивных сред и перепадам температуры. Герметизирующие материалы для защиты деталей и блоков электроприборов должны быть с электроизоляционными свойствами.

Типы герметизации

• . герметизация резьбовых соединений;

• герметизация фланцевых соединений;

• герметизация стеклопакетов; герметизация стен зданий

• Герметики нетвердеющего типа (замазки, мас­тики, пасты) представляют собой термопластичные ма­териалы, которые, размягчаясь при нагревании, пере­ходят в вязкотекучее состояние. С понижением темпе­ратуры они возвращаются в первоначальное состояние независимо от числа циклов нагревания-охлаждения. Такие герметики однокомпонентны, удобны в приме­нении и используются при герметизации разъемных соединений и швов с деформацией не более 15%. Не-твердеющие герметики могут производиться и в виде пластичной или пластоэластичной массы шнуров, лент и жгутов различного профиля с пленочной антиадгези­онной прокладкой. Недостатками этих герметиков яв­ляется невысокий срок службы (при соблюдении всех требований при применении не превышает 6-8 лет) по сравнению с отверждающимися герметиками (15-2 0 лет) , необходимость грунтовки поверхности стыков при нанесении (у отверждающихся герметиков грунтуют, в основном, пористые поверхности) и закрытия (зачекан-ки) швов с герметиком цементной или полимерной стяжкой, большой расход герметика на единицу дли­ны шва (в 8-10 раз выше, чем у отверждающегося ана­лога) , невысокие деформационные характеристики.

     Первоначально герметики имеют консистенцию, удобную для нанесения пасты, отверждение которой после нанесения происходит за счет введения вулка­низирующего агента. В герметиках профессионально­го использования вулканизирующий агент добавляет­ся непосредственно в смесь перед нанесением. Для непрофессионалов предлагается широкий выбор герметиков, уже готовых к применению, отверждаемых в результате контакта с воздухом. Отечественные герме­тики по своим свойствам не уступают импортным, а по группе показателей и превосходят их, но практически все относятся к группе профессиональных материалов.   Силиконовые герметики производят на основе силоксановых каучуков и подразделяют в зависимос­ти от компонентов-вулканизаторов на нейтральные и ацетатные (уксусной вулканизации) Силиконовые герметики обладают высокой тер­мостойкостью, эластичностью, диэлектрическими свойствами, светоустойчивостью, стойкостью к агрес­сивным средам. К их недостаткам принято относить малую прочность при растяжении, отслаиваемость, ис­тираемость .

•      Полиуретановые герметики характеризуются вы­сокой надежностью и прочностью «на раздир», устой­чивостью к УФ-облучению, их можно окрашивать. По­лиуретаны обладают самоадгезией: ремонтируя шов, старый герметик удалять не обязательно. Отличитель­ной особенностью полиуретанов является эластич­ность при высокой твердости. Эти герметики лучше других противостоят истиранию, протыканию, выщи­пыванию, что делает их особенно эффективными в де­формационных швах напольных покрытий. При герме­тизации фасадных швов, когда прочность не опреде­ляет показатель, а превалируют эластичность и адге­зионная способность, полиуретановые, силиконовые нейтральные) и тиоколовые (двухкомпонентные) гер­метики практически равны перед выбором. К недостат­кам полиуретановых герметиков можно отнести некоторую токсичность незавулканизированной полиурета-новой массы (при вулканизации вредные вещества не выделяются), а также небольшой срок хранения.

•      Высыхающие герметики — это герметики на ос­нове растворов каучуков различной природы в орга­нических растворителях, а также акриловые и вини-лакриловые водно-дисперсные составы. Герметики данного типа образуют герметизирующий слой пос­ле высыхания растворителя или воды с отверждени­ем или без химического структурирования. Акрило­вые герметики используют для уплотнения непод­вижных и малоподвижных соединений, работающих вне контакта с влагой в помещениях с положительной температурой. Их применяют для заполнения щелей между подоконником и стеной, небольших трещин во внутренних перегородках, щелей между дверным ко­сяком и бетонной стеной. К достоинствам акриловых герметиков относят простоту применения, хорошую паропроницаемость, отсутствие токсичных компонен­тов и органических растворителей, хорошую адгезию практически к любым строительным материалам, в т.ч. и пористым. Недостатками этих герметиков являют­ся невысокая влагостойкость (при прямом воздей­ствии воды на шов) , невысокая способность к пластической деформации и потеря пластичных свойств на морозе.

•      Одна из основных проблем, связанных с гермети-ками, поставляемыми на отечественный рынок, - со­отношение цены и качества. Снижение их стоимости может происходить двумя путями: либо за счет вве­дения наполнителей, либо за счет введения пласти­фикаторов . Введение наполнителей приводит к уве­личению средней плотности материала и зачастую ухудшает его эластичность. Разбавление качествен­ного герметика недорогими маслами-пластификато­рами в небольших объемах (большинство продавае­мых у нас герметиков разбавлено на 15-25%) практи­чески не оказывает влияния на его свойства сразу после вулканизации, но может сказаться на сохране­нии стабильности этих свойств во времени: через 15, 10, а может быть и через 5 лет. Пластификация герме­тика на 40% и более может проявиться на его свой­ствах уже в первый год эксплуатации и сопровожда­ется усадкой, пожелтением, потерей эластичности. Степень пластификации конкретного герметика оце­нивается по потере им массы и по усадке, так как эти процессы обусловлены, в основном, улетучиванием из герметика пластифицирующих масел.

6. Кровельные, гидроизоляционные и герметизирующие материалы на основе полимеров. Полиэтиленовые, полипропиленовые, поливинилхлоридные пленки, их свойства и применение

Кровельные, гидроизоляционные и герметизирующие материалы, особенно рулонные, листовые и штучные изделия, предназначены для того, чтобы обеспечивать полную изоляцию строительных конструкций зданий и сооружений от воздействия агрессивной внешней среды, особенно воды, влажного воздуха и других атмосферных факторов. В связи с этим материалы данной группы должны быть, во-первых, водонепроницаемыми, а во-вторых, удовлетворять прочности, деформативности, химической стойкости, водостойкости и долговечности.

Области применения этих материалов многообразны. Они требуются при наружной и внутренней защите подземных сооружений— котлованов, фундаментов, труб под насыпями и трубопроводов, коллекторов, туннелей, сводов траншей и т. п.— от воздействия грунтовых вод с растворенными в них агрессивными солями, кислотами и щелочами, а также другими химическими реагентами; для изоляции водохранилищ, бассейнов, водоемов; для защиты мостов {конструкций проезжей части, опор). Гидроизоляция не только предохраняет защищаемую поверхность от контакта с водной средой, но благоприятствует паро- и газоизоляции, повышению стойкости конструкционного материала против коррозии.

По виду применяемого связующего кровельные и гидроизоляционные материалы классифицируют на битумные, дегтевые, битумно-дегтевые, битумно-полимерные, битумно-резиновые.

По признаку физического состояния и внешнего вида кровельные и гидроизоляционные материалы разделяют на рулонные и листовые материалы, штучные изделия, мастики, пасты и эмульсии, лакокрасочные материалы. Каждая из этих разновидностей имеет свои специфические особенности в составе, структуре и свойствах.

Назначение герметизирующих материалов – герметизация стыков панелей наружных стен, заполнение швов в оконных и дверных проёмах, в деталях и конструкциях из металла, пластмассы, керамики и стекла.

Применение полимерных материалов в качестве гидроизоляции и герметизации позволяет почти совсем исключить мокрые трудоёмкие и опасные процессы, связанные с применением битумов, полностью механизировать эти работы и в значительной степени снизить стоимость гидроизоляционных и кровельных работ. Обладая такими свойствами, как лёгкость, механическая прочность, водонепроницаемость, гнилостойкость, устойчивость к коррозионным воздействиям химических веществ, атмосферной среды, сопротивляемость износу, гидроизоляционные и кровельные полимерные материалы служат надёжной защитой зданий и сооружений.

Сборное строительство жилых и промышленных зданий остро нуждается в материалах для герметизации стыков между сборными конструкциями. Стыки являются наиболее уязвимым местом сооружения, ибо влага, попадающая в стык, приводит к ускоренной коррозии сварных конструкций стыков, снижая тем самым срок службы здания.

Полиэтиленовые полипропиленовые пленки

К кровле всегда предъявляют высокие требования. Прежде всего, она должна обладать идеальной тепло- и гидроизоляцией. Но довольно часто именно с кровлей возникают проблемы.

На внутренней поверхности крыш образуются конденсат. Основная причина его появления - это перепад температур.

Также источником влаги могут быть снег или дождь, попадающие в подкровельное пространство, когда угол наклона ската крыши маленький.

На сегодняшний день для гидроизоляции кровли применяют различные материалы: пленки, битумное полотно и другие. За последнее время на отечественном рынке появились перфорированные, неперфорированные и армированные полиэтиленовые пленки.

Перфорированные пленки применяют для гидроизоляции, а неперфорированные - для пароизоляции.

Армированные полиэтиленовые пленки чаще применяют в холодных чердачных крышах и в нежилых помещениях.

Полипропиленовые пленки имеют антиконденсатное покрытие из вискозного волокна с целлюлозой. Устанавливают их глянцевой поверхностью наверх, а шероховатым слоем вниз. Такие пленки выигрывают у конкурентов, в первую очередь, благодаря своей прочности

7.Штучные и листовые кровельные материалы

По размеру и внешнему виду кровельные материалы можно разделить на следующие группы:

листовые кровельные материалы, (асбестоцементные листы, профилированные и плоские металлические листы, металлочерепица, ондулин и др.);

мягкие кровельные материалы, в ним относятся рулонные (пергамин, рубероид и их современные модификации) и пленочные (резиновые и полимерные мембраны);

штучные материалы (черепица, природный шифер, "мягкая" черепица и т.п.);

мастики (битумные и полимерные мастики).

Это деление достаточно условное, т.к. штучные и листовые материалы часто отличаются только размерами. листовые кровельные материалы к этой категории представлены листовые асбоцементные изделия (классический материал в этой группе - шифер), битумно-волокнистые листы (пропитанные битумом листы из синтетического волокна) и ПВХ-листы (листы из поливинилхлорида - цветной полимерный шифер). Шифер - традиционные кровельный материал. Этот материал получают из смеси коротковолокнистого асбеста (15%) и портландцемента (85%) с последующим затвердеванием. Тонкие волокна асбеста, равномерно распределенные в цементе, образуют армирующую сетку, существенно повышающую его прочность при растяжении, и ударную вязкость.. По-этому кровля из него долговечна и огнестойка. Современная замена классическому асбестоцементному шиферу - битумно-волокнистые листы, кровельный листовой материал, в основе которого лежит переработанная целлюлоза или стекловолокно. Эта основа пропитывается битумом и прокрашивается (или покрывается полимерным составом). Иногда его называют еврошифер. Также распространены листы из однородного полимера (иногда их тоже называют еврошифер), которые изготавливаются методом экструзии из ПВХ-композиции, с последующим гофрированием листа.

К штучным кровельным материалам относят традиционные материалы, металлические кровли, черепицу и светопрозрачные кровли. Штучные материалы широко применяются в современном строительстве для вальмовых и мансардных крыш с большим уклоном, поверхность которых - один из основных декоративных элементов здания. В этом случае обычно выбираются материалы, придающие кровле фактуру. Штучные кровельные материалы применялись издавна. Конкретный вид материала определялся природными условиями места строительства: в горных районах - сланец, в богатых лесом районах (север России, Скандинавия и т.п.) - деревянная щепа. Наиболее совершенным и универсальным видом штучных кровельных материалов была черепица, а также традиционные: камыш, дранка, гонт, сланцевый шифер

8.Назначение теплоизоляционных материалов и их классификация

Теплоизоляция по способу действия

предотвращающая теплоизоляция - теплоизоляция, уменьшающая потери тепла в результате пониженной теплопроводности

отражающая теплоизоляция – теплоизоляция, понижающая теплопотери за счёт уменьшения инфракрасного излучения

Теплоизоляция по назначению

1. Техническая изоляция используется для изоляции инженерных коммуникаций

«холодное» применение - температура носителя в системе меньше температуры окружающего воздуха

«горячее» применение - температура носителя в системе выше температуры окружающего воздуха

2. Строительная теплоизоляция применяется для изоляции ограждающих конструкции зданий.

Теплоизоляционные материалы по природе исходного материала

1. Органические теплоизоляционные материалы Теплоизоляционные материалы этой группы получают из материалов органического происхождения: торф, древесина, сельскохозяйственных отходов и т.д. Практически все органические теплоизоляционные материалы обладают малой влагостойкостью и склонны к биологическому разложению, за исключением газонаполненных пластмасс: пенопласта, экструдированного пенополистирола, сотопласта, поропласта и других.

2. Неорганические теплоизоляционные материалы К теплоизоляционным материалам этого типа изготавливают путём переработки расплавов металлургических шлаков или расплавов горных пород. К неорганическим утеплителям относятся минеральная вата, пеностекло, вспученный перлит ячеистые и лёгкие бетоны, стекловолокно и так далее.

3. Смешанные теплоизоляционные материалы Группа утеплителей на основе смесей асбеста, асбеста, а также минеральных вяжущих соединений и перлита, вермикулита, предназначенная для монтажа.

Общая классификация теплоизоляционных материалов

Теплоизоляция по внешнему виду и форме делится на

рулонные и шнуровые - жгуты, маты, шнуры

штучные – блоки, кирпичи, сегменты, плиты, цилиндры

сыпучие, рыхлые – перлитовый песок, вата

Теплоизоляционные материалы по виду исходного сырья

органические

неорганические

смешанные

Теплоизоляционные материалы по структуре бывают

ячеистые - пенопласты, пеностекло

зернистые – вермикулитовые, перлитовые;

волокнистые – стекловолокнистые, минераловатные

Теплоизоляционные материалы по жёсткости различают мягкие, полужёсткие, жёсткие, повышенной жёсткости, твёрдые.По теплопроводности теплоизоляционные материалы делятся на:

класс А – малая теплопроводность

класс Б – средняя теплопроводность

класс В – повышенная теплопроводность

Теплоизоляция имеет классификацию и по степени возгораемости, здесь в свою очередь материалы делятся на сгораемые, несгораемые, трудновоспламеняющиеся, трудносгораемые.Основные параметры теплоизоляционных материалов1. Теплопроводность утеплителяТеплопроводность – способность материала проводить тепло, является главной технической характеристикой всех видов теплоизоляции. На величину теплопроводности утеплителей влияют габариты, тип, общая плотность материала и расположение пустот. Непосредственное влияние на теплопроводность оказывают влажность и температура материала. От теплопроводности напрямую зависит термическое сопротивление ограждающих конструкций.2. Паропроницаемость теплоизоляционного материалаПаропроницаемость – способность к диффузии водяного пара, является одним из наиболее существенных факторов, которые влияют на сопротивление ограждающей конструкции. Для избегания накопления излишней влаги в слоях ограждающей конструкции, необходимо чтобы паропроницаемость увеличивалась от тёплой стенки к холодной.3. Огнестойкость Теплоизоляционные материалы должны выдерживать высокие температуры без нарушения структуры, воспламенения и т.д.4. Воздухопроницаемость Чем ниже воздухопроницаемость характеристика, тем выше термоизолирующие свойства материала.5. Водопглощение Водопоглощение – способность теплоизоляционных материалов при непосредственном контакте с водой впитывать влагу и удерживать её в ячейках.6. Прочность на сжатие теплоизоляционного материала Прочность на сжатие – это вызывающая изменение толщины изделия на 10 % величина нагрузки (КПа).7. Плотность материала Плотность – отношение объёма к массе сухого материала, которая определяется при определённой нагрузке.8. Сжимаемость материала Сжимаемость – изменение толщины изделия под давлением.Пример комплесного использования теплоизоляцмонных материаловМИНЕРАЛЬНАЯ ВАТАПод минеральной ватой в широком смысле принято понимать любой волокнистый утеплитель, произведенный на основе минеральной сырья. Минеральную вату в зависимости от используемого для ее производства сырья подразделяют на:- стекловату (GW), производимую из смеси песка, соды, известняка и т.д. - каменную вату (SW), для производства которой используются горные породы - базальт, габбро, порфирит и др. - шлаковату, производимую на основе металлургических шлаков и других побочных продуктов промышленности.В сравнении с некоторыми другими видами утеплителей (например, с пенопластами) минеральная вата обладает рядом уникальных характеристик: отличной звукопоглощающей способностью, стойкостью к щелочным и кислым средам, негорючестью, сохраняет свои свойства в широком диапазоне температур (от -270 до +700 С), устойчивостью к вибрационным нагрузкам и т.д.Порядка 80% всей минераловатной продукции используется в строительстве и жилищно-коммунальном хозяйстве, 15% - в энергетике, 5% - в прочих сферах.

Пенополистирол производится путем вспенивания полистирола (стиропора) и последующим спеканием вспененных частиц. Экструдированный пенополистирол получают путем смешивания гранул полистирола при повышенной температуре с последующим выдавливанием из экструдера и введением вспенивающего агента. Пенополистирол обладает достаточно высокой химической стойкостью, однако некоторые органические растворители (ацетон, этилацетат, нефтяной толуол, уайт-спирит и другие), средства для защиты древесины, каменноугольная смола и ее производные (например, креозол) могут привести к размягчению, усадке и даже растворению плит.Эковата является отличным теплоизолирующим и звукопоглащающим материалом, позволяет создавать сплошной слой утепления без образования мостиков холода (стыки между теплоизоляционными материалами, пустоты и прочие места, с высокой теплопроводностью), Ячеистое стекло (пеностекло, газостекло) представляет собой пористый материал в виде блоков и плит, состоящий из вспученной стекломассы с заключенными в ней ячейками.

9.Неорганические теплоизоляционные материалы и изделия

Неорганические теплоизоляционные материалы и изделия изготовляют на основе минерального сырья (горных пород, шлака, стекла, асбеста). К этой группе относят минеральную, стеклянную вату и изделия из них, некоторые виды легких бетонов на пористых заполнителях (вспученном перлите и вермикулите), ячеистые теплоизоляционные бетоны, пеностекло, асбестовые и асбестосодержащие материалы, керамические и др. Эти материалы используют как для утепления строительных конструкций, так и для изоляции горячих поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов.

Минеральная вата и изделия из нее по объему производства занимает первое место среди теплоизоляционных материалов.Минеральная вата состоит из искусственных минеральных волокон. Производство ее включает две основные технологические операции — получение расплава и превращение его в тончайшие волокна.

Вата не горит, не гниет, ее не портят грызуны, она малогигроскопична, морозостойка и температуростойка. Минеральную вату применяют для теплоизоляции как холодных (до —200 °С), так и горячих (до +600 °С) поверхностей, чаще в виде изделий: войлока, матов, полужестких и жестких плит, скорлуп, сегментов.

Стеклянная вата является разновидностью искусственного минерального волокна. Для изготовления ваты используют стеклянный бой или те же сырьевые материалы, что и для оконного стекла; кварцевый песок, известняк или мел, соду или сульфат натрия. Тонкое стеклянное волокно для текстильных материалов получают вытягиванием из расплавленной стекломассы (фильерный и штабиковый способы). Более грубое волокно, применяемое для тепловой изоляции, изготовляют дутьевым или центробежным способом. Такое волокно называют стеклянной ватой. Стеклянная вата практически не дает усадки в конструкциях, волокна ее не разрушаются при длительных сотрясениях и вибрации. Она плохо проводит и хорошо поглощает звук, малогигроскопична, морозостойка. Слой стеклянной ваты толщиной 5 см соответствует термическому сопротивлению кирпичной стене толщиной в 1 м.

Пеностекло (ячеистое стекло) выпускают в виде блоков или плит размером 50Х40Х(8...14) см путем спекания порошка стекольного боя или некоторых горных пород вулканического происхождения с газообразователями, например с известняком или антрацитом. При температуре 800...900°С частицы стекольного боя начинают сплавляться, а выделяющиеся из газообразователя газы образуют большое количество пор (пористость 80...95 %). Двоякий характер пористости обеспечивает высокую теплоизоляционную способность пеностекла. Теплопроводность плит из пеностекла при плотности 150... 600 кг/м3 составляет 0,06... 0,14 Вт/(м-°С), Изделия из пеностекла обладают высокой водостойкостью, морозостойкостью и температуростойкостью. Пеностекло применяют как утеплитель стен, перекрытий, полов , и кровель промышленных и гражданских зданий в конструкциях холодильников, а также для изоляции тепловых установок и сетей.

Стеклопор получают путем грануляции и вспучивания жидкого стекла с минеральными добавками (мелом, молотым песком, золой ТЭС и др.) В сочетании с различными связующими стеклопор используют для изготовления штучной, мастичной и заливочной теплоизоляции.

10.Органические теплоизоляционные материалы и изделия

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. Теплоизоляционные материалы и изделия из органического сырья..Древесноволокнистые плиты применяют для тепло- и звукоизоляции ограждающих конструкций. Изготовляют их из распущенной древесины или иных растительных волоконнеделовой древесины, отходов лесоперерабатывающей промышленности, костры, соломы, камыша, хлопчатника. Камышитовые плиты, или просто камышит, применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций малоэтажных жилых домов, небольших производственных помещений, в сельскохозяйственном строительстве. Это теплоизоляционный материал в виде плит, спрессованных из стеблей камыша, которые затем скрепляются стальной оцинкованной проволокой.Торфяные теплоизоляционные изделия изготовляют 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°C. Сырьем для их производства служит малоразложившийся верховой торф, имеющий волокнистую структуру, что благоприятствует получению из него качественных изделий путем прессования. Цементно-фибролитовые плиты представляют собой теплоизоляционный материал, полученный из затвердевшей смеси портландцемента, воды и древесной шерсти. Древесная шерсть выполняет в фибролите роль армирующего каркасаАрболитовые плиты получают также формованием и тепловой обработкой (или без нее) органического коротковолнистого сырья (дробленой станочной стружки или цепы, сечки соломы или камыша, опилок, костры и др.), обработанного раствором минерализатора. Химическими добавками служат хлорид кальция, растворимое стекло, сернокислый глинозем. Цементно-стружечные плиты изготовляют путем прессования древесных частиц с цементным вяжущим и химическими добавками. ЦСП относятся к группе трудносгораемых материалов повышенной биостойкости.Пробковые теплоизоляционные материалы и изделия (плиты, скорлупы и сегменты) применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий, холодильников и поверхностей холодильного оборудований, трубопроводов при температуре изолируемых поверхностей от —150 до +70°С, для изоляции корпуса кораблей. Теплоизоляционные пенопласты в виде газонаполненных пластмасс, а также минераловатных и стекловатных изделий изготовляют 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. 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.Плиты, скорлупы и сегменты из пористых пластмасс применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 70°С.Наиболее распространенными теплоизоляционными материалами из пластмасс являются полистирольный поропласт, мипора 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. Поропласт полиуретановый применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 100°С. Мипора представляет собой пористый материал, получаемый на основе мочевиноформальдегидного полимера. Сырьем для производства мипоры является мочевиноформальдегидный полимер и 10%-ный раствор сульфанофтеновых кислот (контакт Петрова), а также огнезащитные добавки (раствор фосфорнокислого аммония 20%-ной концентрации). Мипору применяют для теплоизоляции строительных конструкций, промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 70°С.

11.Свойства теплоизоляционных материалов

Теплоизоляционными называют строительные материалы и изделия, предназначенные для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, а также различных технических применений. Свойства теплоизоляционных материалов применительно к строительству характеризуются следующими основными параметрами. Важнейшей технической характеристикой является теплопроводность - способность материала передавать теплоту сквозь свою толщу, так как именно от нее напрямую зависит термическое сопротивление ограждающей конструкции. На величину теплопроводности теплоизоляционных материалов оказывают влияние плотность материала, вид, размеры и расположение пор (пустот) и т.д. Сильное влияние на теплопроводность оказывает также температура материала и, особенно, его влажность. Плотность - отношение массы сухого материала к его объему, определенному при заданной нагрузке (кг/м3). Прочность на сжатие - это величина нагрузки (КПа), вызывающей изменение толщины изделия на 10%. Сжимаемость - способность материала изменять толщину под действием заданного давления. Водопоглощение - способность материала впитывать и удерживать в порах (пустотах) влагу при непосредственном контакте с водой. Морозостойкость - способность материала в насыщенном влагой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения. Паропроницаемость - способность материала обеспечивать диффузионный перенос водяного пара. Огнестойкость - способность материала выдерживать воздействие высоких температур без воспламенения, нарушения структуры, прочности и других его свойств.

12.Акустические материалы, их классификация, свойства

Акустические свойства материалов связаны с взаимодействием материала и звука; прежде всего, это — звукопроводность и звукопоглощение. Звукопроводность — свойство материала проводить через свою толщу звук; она зависит от строения и массы материала. Тяжелые материалы (кирпич), а также пористые и волокнистые плохо проводят звук.  Звукопроницаемость — отрицательное свойство, так как в большинстве случаев к строительным материалам предъявляются требования изоляции помещений от внешних шумов.  Звукоизоляция — ослабление звука при его проникновении через ограждающие конструкции — это свойство материала, обратное звукопроницаемости. Звукопоглощение — свойство материала поглощать и отражать падающий на него звук. Оно зависит от пористости материала, его толщины, состояния поверхности, а также от частоты звукового тона, измеряемого количеством колебаний в секунду. Звукопоглощение За единицу звукопоглощения принимают поглощение звука 1 м2 открытого окна; при открытом окне звук поглощается полностью.  Звукопоглощение всех строительных материалов меньше единицы. Звукопоглощение материала оценивают коэффициентом звукопоглощения, т. е. отношением энергии, поглощенной материалом, к общему количеству падающей энергии в единицу времени. Звукопоглощение зависит от характера поверхности материала. Материалы с гладкой поверхностью хорошо отражают падающий на них звук, поэтому в помещениях с гладкими стенами создается постоянный шум.  Материалы с развитой открытой пористостью хорошо поглощают и не отражают падающий на них звук. Известно, что ковры, дорожки, мягкая мебель заглушают звук. Специальная акустическая штукатурка с мелкими открытыми порами хорошо поглощает и заглушает звук. В принципе те строительные материалы, которые плохо пропускают через себя звук, хорошо его поглощают и не отражают, являются акустическими материалами. Уменьшение шума в результате использования таких материалов сохраняет здоровье людей, создает для них определенные условия и способствует повышению производительности труда. Радиационная стойкость—свойство материала сохранять свою структуру и физико-механические характеристики после воздействия ионизирующих излучений. Для защиты от радиоактивных излучений применяют особо тяжелые (р = 3000...5000 кг/м3) и гидратные бетоны, имеющие повышенное содержание химически связанной воды, создающей хорошую защиту от нейтронного потока.

13.Современные акустические материалы

Звукопоглощающие материалы применяются в основном в звукопоглощающих облицовках производственных помещений и технических устройств, требующих снижения уровня шумов (промышленные цехи, машинописные бюро, установки вентиляции и кондиционирования воздуха и др.), а также для создания оптимальных условий слышимости и улучшения акустических свойств помещений общественных зданий (зрительные залы, аудитории, радиостудии и пр.). Звукопоглощающая способность материалов обусловлена их пористой структурой и наличием большого числа открытых сообщающихся между собой пор, максимальный диаметр которых обычно не превышает 2 мм (общая пористость должна составлять не менее 75% по объёму). Большая удельная поверхность материалов, создаваемая стенками открытых пор, способствует активному преобразованию энергии звуковых колебаний в тепловую энергию вследствие потерь на трение. Эффективность звукопоглощающих материалов оценивается коэффициентом звукопоглощения a, равным отношению количества поглощённой энергии к общему количеству падающей на материал энергии звуковых волн.

Звукопоглощающие материалы имеют волокнистое, зернистое или ячеистое строение и могут обладать различной степенью жёсткости (мягкие, полужёсткие, твёрдые). Мягкие звукопоглощающие материалы изготовляются на основе минеральной ваты или стекловолокна с минимальным расходом синтетического связующего (до 3% по массе) или без него. К ним относятся маты или рулоны с объёмной массой до 70 кг/м3, которые обычно применяются в сочетании с перфорированным листовым экраном (из алюминия, асбестоцемента, жёсткого поливинилхлорида) или с покрытием пористой плёнкой. Коэффициент звукопоглощения этих материалов на средних частотах (250—1000 Гц) от 0,7 до 0,85. К полужёстким материалам относятся минераловатные или стекловолокнистые плиты с объёмной массой от 80 до 130 кг/м3 при содержании синтетического связующего от 10 до 15% по массе, а также древесноволокнистые плиты с объёмной массой 180—300 кг/м3. Поверхность плит покрывается пористой краской или плёнкой. Коэффициент звукопоглощения полужёстких материалов на средних частотах составляет 0,65—0,75. В эту же группу входят звукопоглощающие плиты из пористых пластмасс, имеющие ячеистое строение (пенополиуретан, полистирольный пенопласт и др.). Звукоизоляционные прокладочные материалы применяются в виде рулонов или плит в конструкциях междуэтажных перекрытий, во внутренних стенах и перегородках, а также как виброизоляционные прокладки под машины и оборудование. Характеризуются малым значением динамического модуля упругости, как правило, не превышающим 1,2 Мн/м2 (12 кгс/см2), при нагрузке 20 Мн/м2 (200 кгс/м2). Упругие свойства скелета материала и наличие воздуха, заключённого в его порах, обусловливают гашение энергии удара и вибрации, что способствует снижению структурного и ударного шума. Различают звукоизоляционные прокладочные материалы, изготовляемые из волокон органического или минерального происхождения (древесноволокнистые плиты, минераловатные и стекловолокнистые рулоны и плиты толщиной от 10 до 40 мм, объёмная масса 30—120 кг/м3), а также из эластичных газонаполненных пластмасс (пенополиуретан, пенополивинилхлорид, латексы синтетических каучуков), выпускаемых в виде плит толщиной от 5 до 30 мм; объёмная масса эластичного пенополиуретана 40—70 кг/м3, пенополивинилхлорида 70—270 кг/м3. В ряде случаев для целей звукоизоляции применяются штучные прокладки из литой или губчатой резины.

Для большинства современных помещений обеспечение комфортной акустической среды является на данный момент одним из основных функциональных требований (например, в кинотеатрах, концертных, многопрофильных и конференц-залах, офисных помещениях и др.). Акустические свойства помещения существенно влияют на характер звуковоспроизведения в нем. Именно поэтому помещения, предназначенные, например, для лекций или концертов, должны иметь разные акустические свойства.

Один из главных критериев, оценивающих акустическое качество помещения, – это время реверберации (RT60). При большом его значении искажается восприятие музыки, уменьшается разборчивость речи, при очень малом – появляется эффект «безжизненности» помещения, «сухости» воспроизводимых произведений. Обеспечить оптимальное время реверберации (или регулировать его) в большинстве случаев позволяют современные акустические материалы и конструкции, с помощью которых создается дополнительное поглощение звука в помещении.

Для обеспечения необходимого звукопоглощения наибольшее внимание уделяется потолочному пространству. Поэтому уже довольно давно выпускаются «акустические» потолки, поглощающие звук. В больших помещениях, где для улучшения акустики не хватает одного только потолочного пространства, рекомендуется также использовать звукопоглощающие стеновые панели.

К техническим характеристикам потолочных и стеновых звукопоглотителей относятся: акустические и гигиенические показатели, влагостойкость, пожарно-технические характеристики, ударопрочность, светотехнические показатели и долговечность.

В настоящее время существуют материалы, которые пригодны для решения не только одной задачи, но и целого комплекса требований, скажем для обеспечения необходимой акустики в помещениях с повышенной влажностью, например в бассейне. При этом, естественно, данные системы обязаны решать еще и художественные задачи по формированию интерьера.

Выбор акустического материала потолка или стен зависит от разных параметров: назначения помещения, его объема, цены материала, интерьерных особенностей и др., а также от того, какую именно область частотного диапазона нужно корректировать.

С точки зрения поглощения акустические материалы можно разделить следующим образом: — средне-высокочастотные поглотители; — низкочастотные поглотители; — широкоплосные поглотители.

14.Асфальтовые и дегтевые бетоны и растворы.

Асфальтовые и дегтевые растворы и бетоны представляют собой искусственный каменный материал конгломератного строения. Их получают в результате затвердевания рационально подобранной и изготовленной смеси битума (дегтя), минерального порошка и рыхлых каменных материалов —песка, щебня или гравия (в бетонах) или только песка (в растворах). При использовании битумов в качестве связующего их называют асфальтобетонами или асфальтовыми растворами, а при использовании дегтевых вяжущих — дегтебетонами. В строительстве наиболее широкое применение имеют астальтобетоны.

По производственному назначению их разделяют ва:дорожные, аэродромные; гидротехнические; промышленного назначения — для устройства полов и плоских кровель промышленных зданий, складов, гаражей и др.; декоративные — для оформления городских площадей, устройства разделительных полос, проходов и т. п. i ф По пористости асфальтобетоны подразделяют на плотные (с пористостью 3...5%) и пористые (с пористостью 5... 10 %). По крупности зерен щебня и песка различают крупнозернистые асфальтобетоны — с размерами зерен до 40 мм, среднезернистые — до 25 мм, мелкозернистые — до 15 мм, песчаные — до 5 мм (иногда до 3 мм).

В зависимости от содержания щебня и песка, их структуры асфальтобетонные смеси делят на следующие типы: А — многощебенистые с содержанием щебня 50... ...65 %; Б — среднещебенистые — 35...50 %; В — малощебенистые— 20...35 %; Г — песчаные из дробленого песка; Д — песчаные из природного песка.

По технологическим особенностям и виду применяемого битума асфальтобетонные смеси подразделяют на горячие, теплые и холодные. Горячие асфальтовые бетоны и растворы приготовляют на вязких битумах при температуре 14О...18О°С и укладывают при температуре не ниже 130°С, теплые приготовляют на битумах пониженной вязкости при температурах 9О...16О°С и укладывают при 6О...11О°С; холодные приготовляют на жидких битумах при температуре 80...110 °С, а укладывают при 5... ...40°С. К холодным относят также асфальтобетонные смеси на битумных эмульсиях, укладываемые при нормальной температуре.

Дегтевый бетон (дегтебетон) - дорожно-строительный материал, для приготовления которого применяются те же минеральные заполнители, что и для асфальтобетона, а в качестве вяжущего материала используется каменноугольный деготь. По своим физико-механическим свойствам дегтебетон значительно уступает асфальтовому бетону. Приготовление дегтебетонной смеси осуществляется в асфальтобетонных установках, при этом необходимо строго соблюдать определенный температурный режим, так как деготь более чувствителен к изменению температуры. Поэтому деготь следует нагревать в зависимости от марок от 80 до 100 °С, а минеральные материалы - до 100 ... 130 °С.

15.Общие сведения о лакокрасочных материалах и их классификация

Компоненты лакокрасочных материалов, роль связующих веществ и пигментов в составе красочных материалов Свойства пигментов

Лакокрасочными материалами называют вязкожидкие составы, наносимые на поверхность конструкции тонким слоем, который через несколько часов отвердевает и образует пленку, прочно сцепляющуюся с основанием. К лакокрасочным материалам относятся: 1) грунтовки и шпаклевки для подготовки поверхности к окраске; нанося их, получают однородные и ровные поверхности; 2) красочные составы (краски), применяемые в вязко-жидком или пастообразном виде, образующие покрытия нужного цвета; 3) связующие вещества и пигменты, из которых изготовляют красочные составы; 4) лаки, создающие пленку, отличающуюся блеском; 5) растворители и разжижители лаков и красок; 6) пластификаторы, отвердители полимерных красок и другие специальные добавки.1. Связующие (пленкообразующие) вещества Связующими веществами в красочных составах являются следующие материалы: полимеры - в полимерных красках, лаках, эмалях; каучуки - в каучуковых красках; производные целлюлозы - в нитролаках; олифы - в масляных красках; клеи (животный и казеиновый) - в клеевых красках; неорганические вяжущие вещества - в цементных, известковых, силикатных красках. Полимеры применяют в красках и лаках вместе с растворителем, а также в сочетании с олифой или цементом (полимерцементные красочные составы). Применение синтетических полимеров значительно сократило расход растительных масел на приготовление строительных красок и дало возможность выпускать но вые виды долговечных и экономичных красочных составов. Хотя некоторые полимерные краски и лаки еще дороги, все же стоимость окраски 1 м2 поверхности полимерными составами, отнесенная к одному году эксплуатации, часто бывает ниже стоимости отделки другими строительными красками (известковыми и др.)Широкое применение полимерных лаков и эмалей привело к почти полному отказу от импорта дорогих природных смол (шеллака, копалла, даммара.Связующее вещество - главный компонент красочного состава, который определяет консистенцию краски, прочность, твердость и долговечность образующейся пленки. Связующее выбирают, учитывая и прочность его сцепления (адгезию) с основанием после затвердевания. пигмент замедляет коррозию стали, в то время как малярная сажа ее ускоряет. 2. Пигменты Пигменты представляют собой тонкие цветные порошки, нерастворимые в связующем веществе и растворителе. От них зависит не только цвет, но и долговечность лакокрасочного покрытия. Подобно заполнителю в строительных растворах и бетонах, пигмент уменьшает усадочные деформации пленки при ее твердении («высыхании») и при колебаниях влажности окружающей среды. Искусственные пигменты с большой красящей способностью разбавляют белым тонкодисперсным наполнителем, что удешевляет красочный состав. Наполнители: мел, молотый известняк или гипс, порошки сернокислого бария или талька, не снижающие атмосферостойкости покрытия. Неорганические пигменты состоят из оксидов и солей металлов различного цвета. К искусственным пигментам, получаемым путем химической переработки сырья, относят белила, кроны, ультрамарин, малярную лазурь и др. Белые пигменты. К ним относятся белила, мел, известь, алюминиевая пудра. Титановые белила представляют собой тонкий порошок диоксида титана TiO2. Их считают лучшими из современных белил: они светостойки, обладают хорошей кроющей способностью, неядовиты. Применяют для изготовления масляных, эмалевых и других наружных и внутренних красок по металлу, дереву, штукатурке. Цинковые белила (в основном оксид цинка ZnO) светостойки, неядовиты. Однако, как и свинцовые белила, недостаточно стойки к действию щелочей. Желтые пигменты - кроны и охры. Цинковый крон (хромат цинка) применяют и основном для антикоррозионных окрасок металлических покрытий. Свинцовые кроны (на основе хромата и сульфата свинца) - это пигменты, имеющие цвет от лимонного до оранжевого. Желтые кроны изменяют свой цвет под действием раствора щелочей (краснеют). Свинцовые кроны токсичны, работа с ними требует соблюдения требований охраны труда. Охры, называемые иногда; земляными красками, состоят из гидроксида железа с примесью глины. Цвет охры может быть от светло-желтого и золотистого до темно-желтого в зависимости от содержания оксида железа и примесей. Прокаленная охра приобретает коричневый или красный цвет. Коричневые пигменты. Эта группа пигментов включает умбру и ряд смешанных пигментов, получаемых из железного сурика и мумии. Умбра, как и охра, относится к числу земляных красок. Это тонкий порошок глины, окрашенный в природных условиях Fе2О3, МnО2 и другими примесями в различные оттенки коричневого цвета. Зеленые пигменты - оксид хрома, цинковая зелень и другие смешанные пигменты. Оксид хрома Сr2О3 обладает многими достоинствами: устойчив к действию щелочей, кислот и повышенных температур; для получения зеленовато-синих оттенков добавляют ультрамарин. Цинковую зелень получают смешением кронов с малярной лазурью и наполнителем (BaSO4); она устойчива к действию щелочей. Синие пигменты: ультрамарин и лазурь малярная. Ультрамарин получают сплавлением каолина с содой и серой (или Na2SO4 и углем). Наибольшее распространение нашел синий ультрамарин, служащий пигментом в строительных красках, применяемый также для окраски бумаги и в быту («синька» используется для подсинивания белья, льна). образовать покрытие, защищающее сталь от коррозии (анодная защита). При окраске стальных конструкций следует использовать антикоррозионные пигменты. К числу таких пигментов относятся, например, алюминиевая пудра, цинковые белила, цинковые и свинцовые кроны, свинцовый и железный сурик.

17. Растворители и разбавители

Разбавители предназначены для разбавления густотерных или разведения сухих минеральных красок. В отличие от растворителей разбавители содержат пленкообразователь в количестве, необходимом для получения качественного лакокрасочного покрытия. Разбавители эмульсионные представляют собой эмульсии системы «вода в масле». Эмульсионные разбавители применяют для получения грунтовок и разбавления густотерных масляных красок. Их использование позволяет более экономично расходовать слабополимеризованные высыхающие масла и синтетические смолы. Эмульсионные разбавители применяют для разжижения цинковых и литопонных белил, некоторых цветных густотерных красок, а также сурика железного, мумии и охры.

Количество разбавителя для различных красок не должно быть более 22...40%; если при этом не получилось малярной консистенции красочного состава, то в краску добавляют растворитель. Эмульсионные разбавители дают невысокое качество покрытий, поэтому их применение ограничено.

Растворители представляют собой жидкости, используемые для доведения малярных составов до рабочей консистенции. В зависимости от назначения растворители делят на три вида:для масляных лаков и красок; для глифталевых, пентафталевыхи битумных лаков и красок; для нитроцеллюлозных, эпоксидных и перхлорвиниловых лаков и красок. Растворителем для клеевых водоэмульсионных красок является вода. В качестве растворителей применяют скипидар, сольвент каменноугольный, уайт-спирит и другие растворители.

18. Виды красочных составов: масляные краски, лаки и эмалевые краски, порошковые краски, их преимущества и недостатки. Краски на неорганических вяжущих: известковые, цементные, силикатные краски. Материалы для подготовки поверхности

Масляные краски представляют собой смесь пигментов и наполнителей, перетертых в краскотерках с олифой из растительных масел. В строительстве применяют следующие основные виды масляных красок: для наружной окраски — белила цинковые, зелень свинцовую и цинковую, краску черную, земляные густотертые краски (мумия, охра), сурик железный и др.; для внутренней окраски — белила цинковые и литопонные, зелень цинковую густотертую, киноварь искусственную светло- и темно-красную, сурик железный и другие цветные масляные краски. Эмалевые краски представляют собой суспензии минеральных или органических пигментов с синтетическими или масляными лаками. Наиболее употребительными эмалевыми красками являются алкидные, эпоксидные и мочевиноформальдегидные. Эмалевые краски имеют хорошую светоустойчивость, антикоррозийность, быстро высыхают. Лаки представляют собой растворы смол в летучих растворителях. Последний при лакировании поверхности изделий улетучивается, а смола в виде тонкой пленки остается, придавая поверхности блеск и твердость. Масляно-смоляные лаки — растворы в органических натуральных растворителях — алкидных или синтетических смолах, модифицированных высыхающими маслами. Применяют для получения стойких антикоррозионных покрытий и приготовления шпатлевок и грунтовок.Безмасляные синтетические лаки —широкое применение в строительстве получили лаки на основе мочевиноформальдегидных смол, используемые для покрытия паркетных и дощатых полов, а также полов из древесностружечных плит. Битумные лаки черного или коричневого цвета обладают стойкостью против действия кислот и щелочей. Битумные и асфальтовые лаки применяются для антикоррозионных паро- и гидроизоляционных покрытий, отделки печей, окраски газовых плит и других поверхностей. Известковые краски состоят из извести, пигмента, хлористого натрия или хлористого кальция, а также стеарата кальция или кальциевых солей, кислот, льняного масла. Известковые краски применяют для окраски фасадов и внутренних помещений по кирпичным, бетонным и оштукатуренным поверхностям.Силикатные краски изготовляют из смеси тонкоизмельченного мела, талька, цинковых белил и щелочеустойчивого пигмента е последующим затворением растворов натриевого или калиевого растворимого стекла. Фасадные краски, состоящие из пигмента, наполнителей и калийного жидкого стекла, применяют для окраски фасадов, а также для окраски внутренних помещений с нормальной и повышенной влажностью; Силикатные краски значительно экономичнее и долговечнее перхлорвиниловых, известковых и казеиновых.Цементные краски заводского изготовления при употреблении смешивают с водой. Применяют их для наружной и внутренней окраски помещений с повышенной влажностью, а также при окраске ячеистого бетона и рельефной отделки.

8. Композиционные материалы

1.Понятие о композиционных материалах. Состав и строение композита.

Композиционные материалы — искусственные многокомпонентные материалы, состоящие из основы - матрицы, и наполнителей, играющих укрепляющую и некоторые другие роли. Между фазами (компонентами) композита имеется граница раздела фаз. По механической структуре композиты делятся на несколько основных классов: волокнистые, слоистые, дисперсноупрочненные, упрочненные частицами и нанокомпозиты. Волокнистые композиты армируются волокнами или нитевидными кристаллами. В слоистых композиционных материалах матрица и наполнитель расположены слоями, как, например, в триплексах, фанере, клееных деревянных конструкциях и слоистых пластиках. Микроструктура остальных классов композиционных материалов характеризуется тем, что матрицу наполняют частицами армирующего вещества, а различаются они размерами частиц.

Преимущества композиционных материалов: высокая удельная прочность (прочность 3500 МПа), высокая жёсткость (модуль упругости 130…140 - 240 ГПа), высокая износостойкость, высокая усталостная прочность, из КМ возможно изготовить размеростабильные конструкции, легкость

Большинство классов композитов (но не все) обладают недостатками: высокая стоимость, неодинаковость свойств среды, повышенная наукоёмкость производства, необходимость специального дорогостоящего оборудования и сырья, а следовательно развитого промышленного производства и научной базы страны

2.Виды композиционных материалов: дисперсно-упрочненные, волокнистые, монотропные. Матричные и упрочняющие материалы.

Дисперсноупрочненные КМ, армированные частицами

По геометрическому признаку такие КМ относятся к одному классу, так как армирующий компонент является нуль-мерным компонентом, имеющим все три размера одного и того же порядка. Частицы второго компонента(фазы) беспорядочно распределены в матрице, и в зависимости от их количества могут либо упрочнять матрицу, препятствуя развитию дислокационного скольжения при приложении нагрузки, либо«разгружают» матрицу, воспринимая часть приложенной нагрузки. В первом случае КМ относится к дисперсноупрочненным, во втором – к армированным композитам. В качестве дисперсных фаз используют обычно оксиды, бориды, карбиты, силиниды. Возможно также использование интерметаллидов. Эффективность упрочнения матрицы некогерентными дисперсными частицами фаз зависит от их размера и расстояния между соседними частицами. Роль армирующих частиц сводится не столько к упрочнению матрицы, сколько к перераспределению приложенной нагрузки между матрицей и наполнителем. Причем важное значение матрицы – передача нагрузки армирующим частицам . В качестве армирующих компонентов используют металлы, интерметаллиды , оксиды, нитриды и др. вещества существенно отличающиеся от матрицы по физико-механическим свойствам. Волокнистые КМ Это в основном микроструктурированные КМ, характеризующие тем, что в качестве наполнителя используются одномерные армирующие компоненты, один из размеров которых значительно превышает два других. В волокнистых КМ пластичная матрица армирована высокопрочными волокнами толщиной от нескольких микрометров. В качестве армирующих волокон могут использоваться: металлические проволоки, усы и кристаллы фаз, полученных направленной кристаллизацией; волокна неметаллов, таких как углерод и бор, полученных по специальным технологиям; керамические волокна на основе Al2 O3, SiC и др.; стекловолокно; органические волокна( полиэтилен; полиэфирные; полиамидные и др. Выбор природы волокна определяется назначением композита и материалом матрицы, прежде всего физико-химической природой взаимодействия на границе раздела матрица – волокно. Однако при прочих равных условиях комплекс свойств волокнистого композиционного материала определяется геометрической схемой армирования. Монотро́пные вещества́ - полиморфные вещества, у которых превращение одной формы в другую совершается только в одном направлении (обратного перехода не бывает), например, превращение жёлтого фосфора в красный. Температура перехода в различные модификации лежит выше точек плавления этих форм. Матричный материал выбирают с учетом его сопротивления окислению и коррозии или других характеристик. В качестве матриц используют различные металлы и сплавы, обладающие достаточной пластичностью. При этом учитывают возможное взаимодействие между матрицей и волокном и их механические свойства. [1] Композиционные материалы представляют собой гетерофазные системы, получаемые из двух или более компонентов с со¬хранением индивидуальности каждого из них. Один из компонентов, обладающий непрерывностью по всему объему, является матрицей. Другой компонент (наполнитель) прерывный, раз¬деленный в объеме композиции, считается упрочняющим или армирующим. Матричными материалами могут быть металлы, их сплавы, керамика, неорганические и органические вяжущие, полимеры. Упрочняющими компонентами чаще всего являются тонкодисперсные порошкообразные частицы или волокнистые материалы различной природы. Механические и другие свойства композита определяются тремя основными параметрами: высокой прочностью упрочняю¬щих компонентов, жесткостью матрицы и прочностью связи на границе матрица-упрочнитель. Соотношение этих параметров характеризует весь комплекс механических свойств материала и механизм его разрушения. Работоспособность композита обеспе¬чивается, как правильным выбором исходных компонентов, так и рациональной технологией производства, обеспечивающей со¬хранение их первоначальных свойств. Многообразие упрочняющих и матричных материалов, а так¬же схем армирования позволяет направленно регулировать проч¬ность, жесткость, уровень рабочих температур и другие свойства путем подбора состава, изменения соотношения компонентов и др. Для волокнистых композиционных материалов существует не¬сколько классификаций, например, материаловедческий (по при¬роде компонентов); конструктивный (по типу арматуры и ее ори¬ентации в матрице). Можно выделить несколько больших групп композитов: с полимерной матрицей (пластики), с металлической матрицей (металлокомпозиты), с керамической матрицей и матрицей из углерода. В зависимости от природы армирующих волокон различают следующие композиты, например, на полимерной матрице: стек¬лопластики, углепластики, боропластики, органопластики и т.д. То же и на других матрицах. Различают композиты и от способов армирования: компактно- образованные из слоев, армированных параллельно-непрерыв- ными волокнами, армированные тканями с хаотическим и про¬странственным армированием. В зависимости от вида армирования композиты могут быть разделены на две группы: дисперсно-упрочненные и волокнистые, которые отличаются структурой и механизмом образования вы¬сокой прочности.

3.Свойства конгломерата. Понятие о клеющих способностях неорганических и органических вяжущих: адгезия и когезия. Конгломерат — осадочная горная порода, которая представляет собой сцементированную гальку, с примесью песка. В качестве цемента могут выступать карбонаты, мергели, окислы железа. Основное отличие конгломератов от брекчии в том, что в последней вместо окатанной гальки угловатые обломки. Адгезия (от лат. adhaesio — прилипание) в физике — сцепление поверхностей разнородных твёрдых и/или жидких тел. Адгезия обусловлена межмолекулярным взаимодействием (вандерваальсовым, полярным, иногда — образованием химических связей или взаимной диффузией) в поверхностном слое и характеризуется удельной работой, необходимой для разделения поверхностей. В некоторых случаях адгезия может оказаться сильнее, чем когезия, т. е. сцепление внутри однородного материала, в таких случаях при приложении разрывающего усилия происходит когезионный разрыв, т. е. разрыв в объёме менее прочного из соприкасающихся материалов.

Адгезия существенно влияет на природу трения соприкасающихся поверхностей: так, при трении поверхностей с низкой адгезией трение минимально. В качестве примера можно привести политетрафторэтилен (тефлон), который в силу низкого значения адгезии в сочетании с большинством материалов обладает низким коэффициентом трения. Некоторые вещества со слоистой кристаллической решёткой (графит, дисульфид молибдена), характеризующиеся одновременно низкими значениями адгезии и когезии, применяются в качестве твёрдых смазок.

Наиболее известные адгезионные эффекты — капиллярность, смачиваемость/несмачиваемость, поверхностное натяжение, мениск жидкости в узком капилляре, трение покоя двух абсолютно гладких поверхностей. Критерием адгезии в некоторых случаях может быть время отрыва слоя материала определенного размера от другого материала в ламинарномпотоке жидкости.

Адгезия имеет место в процессах склеивания, пайки, сварки, нанесения покрытий. Адгезия матрицы и наполнителя композитов (композиционных материалов) является также одним из важнейших факторов, влияющих на их прочность.

Когезия (от лат. cohaesus — связанный, сцепленный), сцепление молекул (ионов) физического тела под действием сил притяжения. Это силы межмолекулярного взаимодействия, водородной связи и (или) иной химической связи. Они определяют совокупность физических и физико-химических свойств вещества: агрегатное состояние, летучесть, растворимость, механические свойства и т. д. Интенсивность межмолекулярного и межатомного взаимодействия (а, следовательно, силы когезии) резко убывает с расстоянием. Наиболее сильна когезия в твердых телах и жидкостях, то есть в конденсированных фазах, где расстояние между молекулами (ионами) малы — порядка нескольких размеров молекул. В газах средние расстояния между молекулами велики по сравнению с их размерами, и поэтому когезия в них незначительна. Мерой интенсивности межмолекулярного взаимодействия служит плотность энергии когезии. Она эквивалентна работе удаления взаимно притягивающихся молекул на бесконечно большое расстояние друг от друга, что практически соответствует испарению или сублимации вещества. КОГEЗИЯ (от лат. cohaesus — связанный, сцепленный), сцепление частей одного и того же однородного тела (жидкого или твердого). Обусловлена хим. связью между составляющими тело частицами (атомами, ионами) и межмол. взаимодействием. Работой когезии наз. свободную энергию разделения тела на части и удаления их на такое расстояние, когда нарушается целостность тела. Работу когезии Wc определяют как работу обратимого изотермич. разрушения тела: Wc=2g, где g — уд. поверхностная энергия (для твердых тел) или поверхностное натяжение (для жидкостей).