Методы защиты природных каменных материалов от разрушения
Основные причины разрушения природных каменных материалов в сооружениях:
замерзание воды в порах и трещинах,
изменение температуры и влажности;
понижение прочности при водонасыщении;
растворяющее действие воды;
химическая коррозия, происходящая под действием газов, содержащихся в атмосфере (SO
,
СО
и др.), и веществ, растворенных в грунтовой
или морской воде;от действия органических кислот бактериологических процессов жизнедеятельности микроорганизмов (частицы пыли органического и неорганического происхождения бытовых и промышленных отходов).
Конструктивную защиту открытых частей сооружений (цоколей, карнизов, поясков, столбов, парапетов) сводят к приданию им такой формы, которая облегчает отвод воды. Этому же способствует гладкая полированная поверхность облицовки и профилированных деталей. Стойкость пористых каменных материалов, которые не полируются, повышают путем пропитки поверхностного слоя уплотняющими составами и нанесения на лицевую поверхность гидрофобизующих (водоотталкивающих) составов.
Например, кремнефторизацию (или флюатирование) применяют для повышения стойкости наружной облицовки и других материалов, полученных из карбонатных пород. При пропитывании известняка раствором флюата (соли кремнефтористоводородной кислоты) происходит химическая реакция
2СаСО3+ МgSiF6 = 2СаF2 + МgF2 + SiO2 + 2 СO2
Полученные нерастворимые в воде вещества СаF2, МgF2 и SiO2 отлагаются в порах и уплотняют лицевой слой камня. В результате этого уменьшается его водопоглощение и возрастает морозостойкость; облицовка из камня меньше загрязняется пылью.
Некарбонатные пористые каменные материалы предварительно обрабатывают водными растворами кальциевых солей (например, СаСl2), а после этого пропитывают флюатами.
Гидрофобизация, т.е. пропитка гидрофобными составами (например, кремнийорганическими жидкостями), понижает проникновение влаги в пористый камень, в частности, при капиллярном подсосе. Применяют для защиты камня от коррозии пленкообразующие полимерные материалы - прозрачные и окрашенные. Также пропитывают поверхность камня мономером с последующей его полимеризацией.
Тема 4. Древесные материалы
Древесные материалы получают путем обработки древесины различных пород деревьев, а также на основе отходов упомянутой обработки.
Леса на земле занимают 3,8 млрд га, т.е. 28 % суши, в то время как на сельскохозяйственные угодья приходится в мире 10 %, степи и луга – 19 %, пустыни – 40 %. Более 50 % мирового запаса древесины находится в тропических лесах, приблизительно 22 % в России, в том числе ценных для строительства хвойных пород более 50 %.
Древесина один из распространенных строительных материалов с многовековым опытом применения. Обилие в лесах Севера, Нечерноземной зоны и Сибири древесины хвойных пород, а в южных районах – лиственных пород позволяло всегда рассматривать дерево как сугубо местный строительный материал, запасы которого неисчерпаемы, так как в отличие от богатств земных недр древесина самовосстанавливающий материал. Среднегодовой прирост древесины низкий – 1,4 м3/га. При уходе за лесом можно повысит среднегодовой прирост до 5,5 м3/год. Средний диаметр бревен в возрасте 80 лет достигает 27 см. Чтобы получить на распиловку бревна диаметром 24-25 см в верхнем отрубе дерево в европейской части должно расти 100-120 лет, а в северных районах Сибири и Дальнего Востока – 140-160 лет. Качество древесины зависит от породы, условий его роста и наличия тех или иных пороков.
В строительстве применяют хвойные и лиственные породы. К хвойным породам, широко используемым в строительстве, относят сосну, лиственницу, ель, пихту, кедр. Лиственные породы в строительстве используют значительно реже, чем хвойные. Среди многообразия лиственных пород наибольшее применение в строительстве имеют дуб, ясень, бук, береза, осина.