1. Структура – внутренне строение материала, обусловленное формой, размерами, взаимным расположением составляющих его частиц, пор, капилляров и микротрещин. Различают макроструктуру (строение, видимое невооруженным глазом или при незначительном увеличении) и микроструктуру (строение, видимое в оптический микроскоп).

Плотность – величина, определяемая отношением массы вещества к занимаемому им объему:

. Где m – масса в кг (г), V – объем в м³ (см³)

Истинная плотность ( – это масса единицы объема абсолютно плотного материала.

Отношение средней плотности материала к истинной называется показателем плотности.

Пористость – величина, обратная показателю плотности.

Пустотность характеризуется наличием воздушных полостей в изделии (между зернами заполнителя и т.п.).

2. Плотность рядового керамического кирпича 1950 кг/м³; стекла – от 2200 до 7500 кг/м³.

3. Водопоглощение – способность материала впитывать и удеривать в порах влагу при непосредственном контакте с водой. Характеризуется количеством воды, которую поглощает сухой материал при полном погружении и выдерживании в воде заданный промежуток времени. ВП по массе: , ВП по объему: , где m_c – масса сухого вещества, m_н – масса насыщенного водой вещества, ρ_в – плотность воды в г/см³, V – объем образца в сухом состоянии.

Степень заполнения объема пор водой характеризуется коэффициентом насыщения, т.е. отношение водопоглощения по объему к пористости материала:

Влажность – содержание влаги в материале в данный момент, отнесенное к массе материала в сухом состоянии:

Степень снижения прочности материала при предельном его водонасыщении называется водостойкостью и характеризуется коэффициентом размягчения: , где R_нас – предел прочности при сжатии в насыщенном водой состоянии, R_сух – то же, сухого материала.

Морозостойкость – способность насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и размораживание без признаков разрушения и значительного снижения прочности. Коэффициент морозостойкости: , т.е. отношение предела прочности при сжатии образцов, подверженных замораживанию к пределу прочности водонасыщенных образцов в эквивалентном возрасте, не подвергаемых замораживанию.

Водопроницаемость – способность материала пропускать воду под давлением.

4. Теплопроводность – способность материала пропускать теплоту через свою толщу при наличии разности температур на противоположных поверхностях. , где А – площадь, t₁-t₂ – разность температур, Z – время, а – толщина слоя, Q – количество теплоты, - коэффициент теплопроводности. Размерность – Вт/(м•К)

Термическое сопротивление – способность материала препятствовать распространению теплового потока или теплового движения молекул и равно отношению толщины слоя ограждения (а) к теплопроводности материала ( ): . Размерность – м²•К/Вт

Теплоемкость – свойство материала поглощать и аккумулировать теплоту при нагревании и отдавать его при охлаждении. .

Термостойкость - способность материалов (главным образом огнеупорных) противостоять, не разрушаясь, термическим напряжениям. Обычно оценивается числом теплосмен (циклов нагрева и охлаждения), выдерживаемых образцом до появления трещин или разрушения.

Огнестойкость – способность материалов выдерживать без разрушений одновременное действие высоких температур и воды.

Огнеупорностью называют свойство материала противостоять, не расплавляясь, воздействию высоких температур.

5. Прочность – свойство материала сопротивляться разрушению и деформациям под действием напряжений, возникающих от внешних нагрузок или других факторов.

Упругость – свойство материала деформироваться и восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после снятия нагрузки.

Пластичность – свойство материала изменять свою форму и размеры под нагрузкой без появления трещин и сохранять ее после снятия нагрузки.

Твердость – способность материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого материала или способность поверхностных слоев сопротивляться местным деформациям.

Истираемость – способность материала сопротивляться истирающим воздействиям, которые вызывают постепенный отрыв и удаление с поверхности материала мелких частиц.

Хрупкость – свойство материала внезапно разрушаться после незначительной пластической деформации.

Коэффициент конструктивного качества представляет собой отношение прочности (в МПа) к объемной массе.

8. По геологическому происхождению (генезису) горные породы разделяются на три основные группы с подгруппами:

А) Магматические (глубинные---граниты, габбро; излившиеся---порфиры, базальты). Изверженные горные породы образовались из расплавленной магмы, которая застыла, поднявшись к поверхности земли. Поднимаясь по трещинам в земной коре, магма претерпевала разнообразные воздействия (давление, понижение температуры), что приводило к образованию пород различного минералогического состава и строения, а следовательно, и технических свойств.

Б) Осадочные, скальные горные породы (Механические, обломочные отложения: 1)рыхлые — валуны, щебень, гравий, песок; 2) сцементированные — песчаники, конгломераты, брекчии; Органогенные и химические образования —различные известняки, доломиты, магнезиты, гипс, ангидрит. Осадочные горные породы образовались в результате осаждения и цементации минеральных продуктов выветривания изверженных пород или осаждения продуктов жизнедеятельности и отмирания живых организмов, населяющих моря и океаны.

В) Метаморфические   (видоизмененные)—гнейс,   мраморы, кварциты. Метаморфические горные породы образовались в результате последующих видоизменении изверженных и осадочных пород. Они существенно могут отличаться от первоначальных пород по текстуре и минералогическому составу, К метаморфическим горным породам,   применяемым   в   строительстве, относятся  гнейс, мрамор, кварцит и сланцы.

9) Породообразующие минералы — минералы, входящие в качестве постоянных существенных компонентов в состав горных пород.

• для магматических пород характерны: кварц, полевые шпаты, слюды и др.

• для осадочных пород характерны: кальцит, доломит, глинистые минералы и др.

• для метаморфических пород характерны: кварц, полевые шпаты, хлориты, пироксены, амфиболы, гранат, слюды и др.

10) Магматические горные породы — это породы, образовавшиеся непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава, образованной в глубинных зонах Земли), в результате её поступления в верхние горизонты Земли, охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся) горные породы.

17) Номенклатура материалов из природного камня включает блоки, камни, плиты, архитектурно-строительные изделия (плоскостные и профильные), в том числе специального назначения: гидротехнических сооружений и мостов, для дорожного строительства. В архитектурно-строительной практике природные каменные материалы используют как конструкционные (блоки для фундаментов, стен), конструкционно-отделочные (плиты для пола, лестниц), отделочные ( плиты, профильные изделия для наружной и внутренней облицовки).

18) Основной причиной коррозии каменных материалов в строительных конструкциях является физико-химическое воздействие воды. Это воздействие проявляется в растворяющей способности воды, особенно если она содержит растворенные газы (С0₂, S0₂ и др.); в замерзании воды в порах и трещинах, сопровождающемся появлением в материале больших внутренних напряжений. Кроме того, резкое изменение температуры приводит к появлению на поверхности камня, особенно из полиминеральных пород, микротрещин, которые становятся очагами разрушения. Различные микроорганизмы и растения (мхи, лишайники), поселяясь в порах и трещинах камня, извлекают для своего питания щелочные соли и выделяют органические кислоты, вызывающие биологическое разрушение камня. Ясно, что стойкость каменных материалов против коррозии тем выше, чем они плотнее (меньше пористость) и меньше их растворимость. Поэтому все мероприятия по защите каменных материалов от коррозии направлены на предохранение их от воздействия воды и на повышение поверхностной плотности. Эти меры могут быть конструктивными и физико-химическими. Физико-химические мероприятия заключаются в создании на лицевой поверхности камня плотного водонепроницаемого слоя и/или ее гидрофобизации, т. е. пропитка пористого каменного материала гиброфобными (водоотталкивающими) составами. Одним из способов повышения поверхностной плотности является флюатирование, при котором карбонатные породы пропитывают солями кремнефтористоводородной кислоты (флю-атами), например флюатами магния. В результате происходящей реакции: 2СаС0₃ + MgSiF₆ = 2CaF₂ + MgF₂ + Si0₂ + 2C0₂

в поверхностных порах камня выделяются практически не растворимые в воде фториды кальция, магния и кремнезем. Это уменьшает пористость и водопоглощение поверхностного слоя и несколько препятствует загрязнению облицовки пылью.

19) Перлит - горная порода, близкая по составу к кислым лавам. По своей сути – это вулканическое стекло с высоким содержанием воды. Вермикулит вспученный – это сыпучий пористый материал в виде чешуйчатых частиц серебристого, золотистого или желтого цвета. Перлит - высокопористый, малоплотный, низкотеплопроводный и  температуростойкий материал. Он биологически стоек, инертен, не горюч и экологически чистый.

Перлит бывает пластинчатый- это основной вид перлита, и зернистый. Вермикулит вспученный также имеет своеобразную пластинчатую пористость. Его наиболее ценным свойством является способность при прокаливании увеличивать объем. При этом на смену водяному пару между листочками слюды приходят прокладки из воздуха, а  сам вермикулит  сохраняет свои свойства.

Вспученные зёрна перлита используются в качестве заполнителя лёгких бетонов в теплоизоляционных изделиях: перлитобитумных, перлитосиликатных, перлитокерамических и др.

Из перлитоцементных плит изготавливают широкий спектр теплоизоляционных и акустических материалов для утепления индивидуальных коттеджей и садовых домиков.

Из вермикулита изготавливают плиты, скорлупы и сегменты.

Вермикулитовые засыпки применяют для тепло и звукоизоляции жилых и нежилых объектов как в промышленности, так и в быту.

20) Одним из первых вяжущих, которым пользовался человек, была необожженная глина. За 3 ... 4 тысячелетия до н.э. стали применять более прочные вяжущие, получаемые искусственно обжигом природных каменных материалов. Первым, вероятно, было гипсовое вяжущее, а затем — воздушная известь. Но они из-за своей недостаточной водостойкости не в полной мере отвечали требованиям строительства. Для повышения водостойкости вяжущих еще древние римляне к воздушной извести добавляли вулканический пепел, обожженную глину . Позднее, в XVIII веке, строители обнаружили, что при обжиге известняка с повышенным содержанием глины получается более водостойкое вяжущее. Так появились гидравлическая известь и романцемент. Толчком для дальнейшего развития производства и применения вяжущих явилось изобретение в начале XIX века качественно нового цемента более высокой прочности и водостойкости, названного «портландцемент». В настоящее время в строительстве используют множество разнообразных минеральных (неорганических) вяжущих материалов, различающихся по своим свойствам.

Минеральные вяжущие представляют собой порошкообразные вещества, способные при смешивании с водой (иногда с растворами солей) образовывать вязкопластичную легкоформуемую массу, постепенно затвердевающую в камневидное тело.

В строительстве вяжущие чаще используют в смеси с заполнителями для экономии вяжущего и улучшения некоторых свойств искусственного камня. Различают следующие виды смесей на основе вяжущих веществ:

— вяжущее (например, гипсовое) тесто — смесь вяжущего (гипса) с водой; отвердевшее гипсовое тесто называют гипсовый камень; — растворная смесь, состоящая из вяжущего, воды и песка; после затвердевания смеси образуется строительный раствор; — бетонная смесь, включающая в себя вяжущее, воду, песок и щебень (или гравий); затвердевшую бетонную смесь называют бетоном.

21) Основным сырьем для производства керамических изделий являются различные глины, а также шамот, кварцевый песок, шлак и органические добавки (древесные опилки, угольная и торфяная пыль), выгорающие при обжиге. Глины бывают легкоплавкие (<1350 ºС), тугоплавкие (1350-1580 ºC) и огнеупорные (>1580ºC)/ Размер частиц глинистых минералов не преввышает 0,005 мм, и благодаря своей гидрофильности и огромной удельной поверхности глины активно поглощают и удерживают воду.

22) При производстве керамических изделий из глины вводят различные добавки. Отощающие (песок, шамот, зола) добавки вводят, как правило, в жирные (легко формуются, но имеют высокую водопотребность) глины. Они уменьшают количество воды затворения, что сокращает размеры усадки, облегчают формовочный процесс и устраняет брак. Порообразующие добавки вводят с целью снижения плотности и теплопроводности керамических изделий. Они одновременно являются и отощающими добавками. Пластифицирующие добавки вводят в тощие (плохо формуются, требуют мало воды для затворения и имеют небольшую усадку) глины с целью повышения их пластичности. Иногда вводят специальные добавки. Служат они для придания материалу нужного цвета, повышения кислотостойкости, для улучшения качества изделий. Плавни вводят в керамические массы с целью понижения температуры спекания.

23) Глазурирование – нанесение на лицевую поверхность изделий тонкого блестящего стекловидного эмалевидного слоя толщиной 0,1-0,2 мм, с последующим закреплением обжигом. По составу глазури представляют собой сложные смеси из легкоплавких соединений, пигментов и других компонентов (кварцевый песок, калоин, полевой шпат и др.). Их применяют в сыром виде или сплавленными в виде фритты. Различают прозрачные и непрозрачные, глянцевые, матовые, белые, цветные другие глазури.

Ангобирование – это нанесение на лицевую поверхность изделий тонкого цветного слоя из беложгущихся или цветных глин толщиной 0,25-0,4 мм с последующим обжигом. В отличие от глазури ангоб не дает при обжиге расплава, т.е. не образует стекловидного слоя, и поэтому цветная поверхность получается матовой.

24) Керамический кирпич и камни представляют собой искусственные изделия в форме прямоугольного параллелепипеда. Производство стеновых керамических материалов состоит из следующих технологических операций: карьерные работы, приготовление добавок и подготовка глиняной массы, формирование изделий, сушка и обжиг.

25) Основной характеристикой качества кирпича и камней керамических является марка по прочности. Определяется по результатам испытания контрольных образцов при сжатии и изгибе. Стандарт устанавливает 8 марок кирпича с вертикальным расположение пустот: 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300 и 4 марки с горизонтально расположенными пустотами: 25, 35, 50, 100. Марка 150, например, говорит, что образец выдерживает нагрузку в 150 кгс или 15 МПа. По морозостойкости кирпич и камни керамические (рядовые) подразделяются на марки: F15, F25, F35, F50 и F75, а лицевые – F35, F50, F75, F100. Устанавливается морозостойкость по количеству циклов попеременного замораживания и размораживания без определенной потери массы и прочности, оговоренных стандартом.

26) По внешним показателям кирпич и камни керамические тоже должны соответствовать требования стандарта. По стандарту цвет кирпича должен соответствовать образцу-эталону, утвержденному заводом. Отклонения в размерах кирпича и камней керамических допускается в пределах 2-5 мм. Регламентируются стандартом такие виды брака, как искривление поверхности, отбитости и притупленность углов и ребер. Не допускается в процессе производства кирпича и камней недожог, пережог, трещины и наличие известковых включений. Недожог имеет алый цвет и при ударе металлическим предметом издает глухой звук. Обладает недостаточной прочностью, низкой водостойкостью и морозостойкостью. Пережог отличается повышенной плотностью, теплопроводностью и как правило имеет искаженную форму. Такой кирпич чернеет, оплавляется, теряет четкие размеры, его распирает изнутри. Но если он не нарушил своей формы, а черной осталась только сердцевина, то он, наоборот, становится более прочным. Дутики при действии влаги разрушают кирпич. Водопоглощение кирпича и камней керамических должно быть не менее 6-8% в зависимости от вида и марки кирпича.

31) В настоящее время материалы из стекла имеют, как правило, искусственную аморфную или стеклообразную и реже стеклокристаллическую структуру. Получают их путем переохлаждения из минеральных расплавов, содержащих стеклообразующие компоненты (оксиды кремния, бора, алюминия) или других – каменных, шлаковых и т.д. Сырьем для изготовления стекла служат кварцевые пески, известняк (мел, доломит), сода и другие компоненты. Сырьем для производства других стеклообразных минеральных расплавов (каменных, шлаковых) служат соответственно базальты, диабазы, базальто-доломиты, доменные металлургические и другие шлаки.

32) Листовое стекло является основным видом продукции стекольных заводов и применяется для остекления светопрозрачных строительных конструкций, мебели, а также приготовление стекол с покрытиями, зеркал и т.п. Выпускается толщиной от 0,6 до 32 мм. Длина и ширина варьируется от 0,5х0,4 до 6,0х3,2 м. Коэффициент направленного пропускания света стекла зависит в основном от толщины стекла и составляет 0,67-0,90.

Листовое стекло выпускается полированным и неполированным. Неполированное листовое стекло формируют на машинах вертикального или горизонтального вытягивания ленты из вязкой стекломассы. Однако качество стекла при таких способах производства получается недостаточно высоким. Для устранения имеющихся дефектов и повышения его качества стекло приходится подвергать дополнительной обработке, что значительно осложняет и удорожает процесс производства. Стекло с более высоким качественными показателями получают FLOAT-способом. Формирование ленты стелка при этом способе происходит на поверхности расплавленного металла (олова), находящегося в специальной ванне. В результате плоскость стекла, соприкасающаяся с поверхностью расплавленного металла, получается ровной и идеально гладкой, т.е. полированной без дополнительных механических операций.

33) Оконное стекло – это листовой прозрачный материал с толщиной от 2 до 6 мм и размерами от 400х400 до 2000х2200 мм. Масса 1 м² составляет 2-5 кг. Светопропускаемость, как правило, от 84 до 90%.

Витринное стекло является более крупногабаритным изделием. Оно имеет значительно большую прочность, толщину от 6,5 мм и более и размеры от 1250х1700 до 3500х6000 мм. Светопропускаемость 75-83%.

Стекло узорчатое имеет по всей поверхности на одной или обеих сторонах четкий рельефный повторяющийся рисунок. Может быть как бесцветным, так и цветным. Его получают из окрашенного в массе или нанесением на одну из поверхностей окисно-металлических покрытий.

Армированное стекло изготавливают по способу непрерывного горизонтального проката с одновременным закатыванием внутрь листа сварной сетки из стальной проволоки диаметром 0,35-0,45 мм с защитным алюминиевым покрытием. Сторона квадратной ячейки составляет 12,5 или 25 мм. Сетка должна быть расположена по всей площади листа на расстоянии не менее 1,5 мм от поверхности стекла. Толщина армированного стекла составляет 5-7 мм, светопропускаемость – 65-75 %.

34) Стекло закаленное изготавливают из листов полированного, неполированного или узорчатого стекла на специальных закалочных установках. Для этого исходные листы стекла предварительно нагревают выше температуры размягчения (630-650 ºС), а затем резко, но равномерно охлаждают в потоке воздуха или жидкости. Прочность закаленного стекла стекла при изгибе и ударе повышается в 5-6 раз, термостойкость – в два раза. Изменяется также и характер разрушения – оно распадается на мелкие осколки с закругленными граням.

Ламинированное стекло состоит из двух или более листов стекла, склеенных вместе с помощью полимерной пленки или ламинирующей жидкости. В качестве стекол используется листовое, узорчатое, армированное, окрашенное в массе, упрочненное и др. Процесс получение такого стекла довольно сложный, выполняется в несколько стадий и заканчивается, как правило, обработкой в автоклаве под воздействием теплоты и давления, где происходит полимеризация пленки и жидкости. Ламинирование тоже не меняет свойства листового стекла, но делает такое изделие более прочным при ударе и безопасным. Полимерная пленка при этом исполняет только роль клея, скрепляющего стекла. Разрушение каждого из стекол происходит также, как и одинарных, но осколки при разрушении не разлетаются во все стороны, а удерживаются на пленке. В результате прочность на удар для отдельных видов многослойных стекол в 12 раз превышает прочность одинарного стекла.

35) Солнцезащитные стекла призваны уменьшать пропускание солнечной радиации по всему оптическому спектру, либо в его отдельной части. Теплопоглощающие стекла выпускают с окрашенными в массе оксидами металлов (железа, кобальта, никеля, металлического селена). Они поглощают солнечную радиацию преимущественно в инфракрасной области спектра и в зависимости от состава некоторую долю видимого света. Реально они поглощают 25-35% вилимого света и 65-70% инфракрасных лучей.

Теплоотражающие стекла получают путем нанесения покрытий в виде прозрачных пленок толщиной менее 0,1 мкм на обычное бесцветное FLOAT-стекло. Такие пленки должны обеспечить достаточно высокое пропускание видимого света (до 70%), воздействуя в основном на инфракрасное излучение. Тонированное стекло может быть с легким оттенком коричневого, зеленого и других цветов. Для его получения обычное стекло нагревают до температуры 600-700 ºС, затем пульверизатором наносят раствор специальной пленкообразующей соли. В результате химических реакций на поверхности стекла образуется тонка, толщиной до 1 мкм, прозрачная пленка из оксидов металла. Основные функции тонированных стекол – декоративность, эстетическая выразительность и защита от солнечного излучения.

36) Стеклоблоки представляют собой изделия с герметически закрытой полостью, образованной в результате соединения двух отпрессованных стеклянных пластин (половинок, полублоков). Каждая половинка выполнена из толстого стекла (6-7 мм). Прозрачные стеклоблоки пропускают до 85% света, а с цветной и матовой поверхностью – около 50%. Внутри стеклоблоков находится частично разреженный воздух. Поэтому тепло- и звукоизоляционные свойства их на 15-20% выше, чем у обычного толстого стекла.

Стеклопрофилит – погонажные длинномерные (до 7 м) изделия открытого и закрытого сечения определенного профиля. Может быть цветным, бесцветным, армированным, неармированным с гладкой, узорчатой или рифленой поверхностью. Применяют его так же, как и стеклянные блоки для устройства светопрозрачных ограждений: наружных стен, перегородок и кровель.

Стеклопакеты представляют собой объемные изделия из двух и более листов стекла, герметично соединенных по контуру так, что между ними образуется замкнутая прослойка, заполненная сухим воздухом или инертным газом, например аргоном. Инертный газ вместо воздуха позволяет увеличить теплоизоляцию стеклопакета на 15-20%. Размеры стеклопакетов по высоте и ширине не превышают 3,2х3,0 м.

Дверные полотна – это изделия из листов утолщенного закалённого стекла с обработанными кромками и необходимыми для крепления металлической фурнитуры вырезками и отверстиями. Они имеют повышенную прочность и безопасны при разрушении (образуют мелкие осколки). В качестве стекла используется полированное, неполированное, прозрачное и др. Масса 1 м² стекла составляет 25-38 кг, предел прочности при сжатии до 900 МПа, при изгибе – до 250 МПа, светопропускание при толщиние 10 мм – 80-90%.

37)

38) Пеностекло — теплоизоляционный материал, представляющий собой, вспененную стекломассу. Для изготовления пеностекла используется способность силикатных стёкол размягчаться и (в случае наличия газообразователя) пениться при температурах около 1000°С. По мере нарастания вязкости при охлаждении вспененной стекломассы до комнатной температуры получившаяся пена приобретает существенную механическую прочность. Пеностекло выпускают в форме блоков и гранул. Плотность пеностекла - 120-200 кг/м. куб. Сорбционная влажность пеностекла - 0,2-0,5%, при ф=97% Теплопроводность пеностекла - 0,04-0,08 Вт/(м·К)(при +10°С) Паропроницаемость пеностекла - 0-0,005 мг/(м.ч.Па) Предел прочности на сжатие - 0,7-4 МПа Предел прочности на изгиб - 0,4-0,6 МПа Температура начала деформации пеностекла - 450°С Водопоглощение пеностекла 0-5 % от объёма. Шумопоглощение: до 56 Дб Эффективный диапазон температур: от −200°С до +500°С. Пеностекло используется главным образом в качестве универсального теплоизолятора: в строительном комплексе; жилищно-коммунальном комплексе; в сельском хозяйстве; энергетике; машиностроении; химической и нефтехимической отраслях; пищевом; бумажном; фармацевтическом и других производствах.

39) Стеклокристаллические материалы получают путем направленной частичной кристаллизации. Общим признаком для них является наличие в структуре как стекловидной, так и кристаллической фазы.

Стекломрамор представляет собой непрозрачное белое или цветное стекло с мраморовидным рисунком. Глушение возникает благодаря присутствию в массе стекла небольшого количества мелкодисперсной кристаллической фазы. Его применяют для декоративно-защитной лблицовки стен зданий, покрытия полов, антикоррозийной защиты строительных конструкций и футеровки резервуаров.

Стеклокремнезит – стеклокристаллический многослойный декоративно-отделочный материал, получаемый практически из всех видов стеклобоя и кремнеземнистых отходов промышленности по комбинированной порошковой технологии. Для этого в огнеупорную форму засыпают тонкий слой песка, затем – смесь цветного стеклогранулянта. Смесь подвергают термообработке в туннельной печи, где происходит спекание гранул, кристаллизация и обжиг изделий. Стеклокремнезит используют для наружной и внутренней облицовки стен, колонн, настила полов, оформления панно на фасадах и в интерьерах зданий.

Сигран – стеклокристаллический материал, имитирующий природный гранит. Получают прессованием стеклорасплава. При этом наружная поверхность плиток шлифуется и полируется, а внутренняя остается рифленой.

40) К минеральным вяжущим относят тонкоизмельченные порошкообразные материалы (за исключением растворимого стекла), способное при затворении водой образовывать пластичное тесто постепенно превращающееся в камневидное состояние, т.е. затвердевать. Подразделяются на воздушные вяжущие вещества (которые могут твердеть и длительно сохранять или повышать прочность только на воздухе, т.е. в воздушно-сухих условиях) и гидравлические вяжущие вещества, которые способны твердеть и сохранять прочность как на воздухе, так и в воде, но лучшей средой является влажная.

41) К воздушным вяжущим относят глины, магнезиальные и гипсовые, воздушную известь, жидкое стекло, кислотоупорный цемент.

42) Магнезиальные вяжущие – к ним относят каустический магнезит и каустический доломит. Каустический магнезит получают обжигом при Т 750-850 С горной породы – магнезита MgCO₃ – ддо полного разложения ее в оксид магния MgO с последующим измельчением в тонкий порошок белого или желтоватого цвета. Затворяют не водой, а водным раствором хлорида или сульфата магния, сульфата железа и др. начало схватывания не ранее 20 мин, конец – не позднее 6 ч. После 28 сут. Рост прочности весьма незначительный, либо не наблюдается. По прочности каустический магнезит подразделяется на марки (кгс/см²) 400, 500, 600.

Каустический доломит получают обжигом при Т 650-750 С природного доломита СаСО₃*MgCO₃ с последующим измельчением в тонкий порошок. Изза низкой температуры обжига разлагается только MgCO­₃ в оксид магния MgO, а большая часть карбоната кальция остается неразложившейся, т.к. температура его разлложения выше около 900 С, поэтому реакционная активность каустического доломита ниже, чем магнезита. А следовательно ниже и прочность. Затворяют теми же растворами солей, что и магнезит. Начало схватывания 3-10 часов, конец – 8-20 часов. Марки 100, 150, 200, 300 кгс/см²

43) Жидкое стекло (растворимое) – водный раствор силиката натрия (натриевой соли кремниевой кислоты). Жидкое стекло получают при сплавлении в стелковареных печах при Т 1300-1400 С измельченного чистого кварцевого песка с содой Na2CO3 или сульфатом натрия Na2SO4. После охлаждения образующиеся куски стекла растворяют паром в автоклавах под давлением 0.6-0.8 МПа и Т 150 С до сиропообразной консистенции. В результате образуется вязкий раствор Na2O*mSiO2 с истинной плотностью 1.4-1.55 г/см³, называемый натриевым жидким стеклом, способному в дальнейшем растворяться в воде и затвердевать на воздухе. Натриевой жидкое стекло применяют при изготовлении кислотоупорных и огнеупорных растворов и бетонов, огнезащитных красок и замазок, стабилизации грунтов и др.

44) Кислотоупорный цемент получают из смеси, приготовленной путем совместного помола или тщательного перемешивания раздельно измельченных кварцевого песка и кремневторида натрия в соотношении 10:1 и затворенной на водном растворе натриевого жидкого стекла. Твердеет в воздушно-сухих условиях и при положительной температуре. Через 28 суток прочность изделия на кислотоупорном цементе достигает 20 МПа. Применяют для изготовления кислотостойких растворов, бетонов, замазок, обмазок, устройства кислотостойких полов. Изделия и конструкции из него рекомендуется обрабатывать крепкой минеральной кислотой, т.е. окисловать. Прочность кислоупорного бетона, обработанного конц. Кислотой достигает 50-60 МПа.

45) Гипсовыми вяжущими называют вещества, состоящие из полуводного гипса CaSO4*0.5H2O или ангидрита CaSO4. Получение их основано на способности двуводного гипса CaSO4*2H2O в процессе нагревания частично или полностью дегидратироваться, т.е. отдавать воду. Сырьем для производства гипсовых вяжущих служат гипсовый камень CaSO4*2H2O и гипсосодержащие отходы (фосфогипс, борогипс и др.). в зависимости от вида и режимов термической обработки гипсового камня получают две разновидности гипсового вяжущего α и β модификаций. Α модификация получается когда природный гипс подвергают термической обработке в герметически закрытых аппаратах и при повышенном давлении. Такое вяжущее имеет более крупнокристаллическое строение, меньшую растворимость и водопотребность. Увеличенне сроки схватывание и повышенную прочность. Модификация β получают в атмосфере ненасыщенной парами воды. В результате честицы вяжущего имеют капиллярно-пористую структуру, более развитую внутреннюю поверхность и более реакционно-способны. Водопотребность их выше, а прочность при той же консистенции ниже. Применяются гипсовые вяжущие для изготовления перегородочных плит и панелей, вентиляционных коробов, гипсокартнонных листов (сухая гипсовая штукатурка), акустических плит, растворов, в том числе сухих строительных смесей, различных архитектурных деталей и при реставрационно-восстановительных работах, но использовать их следует в условиях не подвергающихся воздействию водной среды – с относительной влажностью воздуха до 60%. Разновидности: высокопрочный, формовочный, высокообжиговый (эстрих-гипс), фосфогипс, борогипс, ангидритовый цемент.

46) Основные свойства: нормальная густота (водопотребность) – характеризуется количетвом воды затворения в процентах от массы вяжущего, которое необходимо для получения теста заданной подвижности. Водопотребность составляет 50-80%, высокопрочного 35-40%, в то время как химически связывается воды при твердении около 20%. По срокам схватывания: быстротвердеющие А (начало схватывание не ранее 2 минут, конец – не позднее 15), нормальнотвердеющие Б (начало не ранее 6 минут, конец – не позднее 30 мин.), медленнотвердеющие В (начало не ранее 20 мин, конец – ХЗ). Тонкость помола гипсового вяжущего характеризуется остатком на сите с отверстием 0.2 мм. Три степени помола: I – грубый помол (остаток не более 23%), II – средний помол (остаток не более 14%), III – тонкий помол (остаток не более 2%). Марки по прочности: Г-2, Г-3, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-25. Цифры обозначают минимально допустимую точность при сжатии в МПа образцов балочек 160х40х40, изготовленных из гипсового теста нормальной густоты после 2 часов твердения.

47) Маркируются гипсовые вяжущие по трем показателям: прочности, скорости схватывания и тонкости помола. Например: Г-7АII – гипсовое вяжущее прочностью на сжатие не менее 7 МПа быстросхватывающийся среднего помола.

48) Известь строительная – сырьем служит карбонатные горные породы (известняки, мел, доломиты). Получают обжигом указанных пород при Т 1000-1200 С. Обжиг ведут в печах различных конструкций: шахтных, вращающихся, кольцевых и др. В процессе обжига СаСО3 и MgCO3 разлагаются на оксиды кальция СаО и MgO and CO2. Продукт обжига имеет пористую структуру плотностью 900-1000 кг/м³ и носит название комовой или молотый (в случае помола) негашеной извести (кипелки). В зависимости от содержания оксидов кальция и магния воздушную известь подразделяют на кальциевую (MgO не более 5%), магнезиальную (не более 20%) и доломитовую (20-40%), гашеную (гидратную) известь «пушонка» Ca(OH)₂ получают гашением извести-кипелки с определенным количеством воды: CaO+H₂O=Ca(OH)₂+Q. Q – количество теплоты, равное 1160 кДж на 1 кг оксида кальция. Выделение теплоты при гашении извести вызывает вскипание воды и образованием пара. Основными техническими характеристиками извести являются активность, скорость гашения, количество непогасившихся зерен, выход известкового теста, тонкость измельчения, прочность и др. Чем больше суммарное содержание в извести оксидов кальция и магния, тем выше ее активность, а следовательно, и качество. Активность может достигать 93-97%. Скорость гашения – время, прошедшее от момента приливания воды к извести до начала снижения максимальной температуры. Быстрогасящаяся (не более 8 минут), среднегасящаяся (до 25 минут), медленногасящаяся (не менее 25 минут). Выход известкового теста определяется его количеством получаемом при гашении одного кг извести. Чем выше выход теста, тем оно пластичнее и тем больше его пескоемкость. Высококачественная известь при правильном гашении характеризуется выходом теста 2,5-3,5 литра и больше – жирная известь. С меньшим выходом – тощая. Применяется для приготовления кладочных и штукатурных, в том числе декоративных, растворов, силикатных материалов и изделий и при реставрационно-восстановительных работах. Известь пушонка используется преимущественно сухих смесей.

49) существует 2 способа гашения извести: мокрый (гасят в известковое тесто) и сухой (гасят в известь пушонку). для получения известкового теста берут воды в 3-4 раза больше, чем извести-кипелки, а для получения пушонки берут 70-100% от веса негашеной извести. CaO+H2O=Ca(OH)2 + Q.

50) См. Вопрос №48 !

51) Гидравлический вяжущие включают в себя гидравлическую известь, цементы, и т.п. Подробнее см. дальше

52) Гидравлическая известь является продуктом обжига не до спекания при Т 1000 С мергелистых известняков, содержащих в своем составе от 8 до 20% глинистых примесей. В процессе обжига известняк также разлагается на CaO и CO₂. Углекислый газ улетучивается, а часть свободной извести (СаО) вступает в химическое взаимодействие с составляющими глинистых примесей: кремнеземом (SiO₂) и глиноземом (Al₂O₃). Продукты этого взаимодействия (силикаты и алюминаты кальция) обладают в размолотом состоянии способностью твердеть в воде. При затворении гидравлической извести она некоторое время должна твердеть на воздухе (от 7 до 21 дня), а затем уже приобретает способность твердеть в воде без опасности снижения прочности. Чем меньше в ней содержится свободной извести СаО, тем меньше требуется выдержка растворов и бетонов на воздухе. Поэтому в зависимости от содержания свободной извести и возможности твердеть такая известь подразделяется на слабогидравлическую и сильногидравлическую. Прочность гидравлической извести невелика и в возрасте 28 суток составляет 0,5-5 МПа. Твердеет медленно: начало схватывания наступает через 0,5-2 часа, конец – 8-16 часов.

Применяют гидравлическую известь для изготовления кладочных и штукатурных растворов, искусственных каменных материалов и бетонов и др.

53) Под цементом понимают порошкообразный строительный материал, который обладает гидравлическими свойствами, состоит из клинкера и при необходимости гипса или его производных и добавок. Рассмотрим процесс производства цемента на примере портландцементного клинкера.

Сырьем для получения клинкера служат известняк (СаСО₃ 72-75%) и глина (25-28%). В состав глины входят: кремнезем SiO₂, глинозем, оксиды железа и др. Такая сырьевая смесь может быть природного происхождения (мергели, мергелистые известняки) и искусственно приготовленная. Получение портландцементного клинкера сводится к приготовления смеси надлежащего состава (шлама) и обжигу ее до спекания при Т 1400 С. Обжиг осуществляется во вращающихся печах цилиндрической формы, футерованных внутри огнеупорным материалом. В зависимости от способа производства (мокры, сухой и комбинированный) диаметр таких печей составляет 4-7 м, а длина – 95-230 м. Из известняка в процессе обжига образуется оксиды кальция (СаО), которые замет по мере дальнейшего повышения температуры вступают в химическое взаимодействие с составляющими глины. В результате образуется сложные химические соединения, способные после тонкого измельчения и затворения водой твердеть, т.е. превращаться в цементный камень. Такие соединения называют клинкерными минералами.

54) Основные клинкерные минералы: Алит (3СаО*SiO₂) – содержится в количестве 45-65%. Это один из важнейших клинкерный минералов, определяющий время твердения, прочность и другие свойства. Отличается высокими химической активностью, скоростью твердения и прочностью. При твердении выделяет много теплоты; белит (2СаО*SiO₂) – содержится в количестве 20-35%, менее активен чем алит. Твердеет медленно, но продолжительное время и в последующем набирает достаточно высокую прочность. При твердении выделяет мало теплоты; целит (3СаО*Al₂O₃) – содержится в количестве 4-12%. Очень быстро гидратируется и твердеет, выделяя при этом большое количество теплоты. Имеет небольшую прочность и малую стойкость против воздействие сернокислых соединений; четырехкальциевый алюмоферрит (4СаО*Al₂O₃*Fe₂O₃) – содержится в количестве 10-20%. Твердеет медленнее, чем алит, но быстрее, чем белит. Прочность тоже несколько ниже, чем у алита.

55) Основные свойства портландцемента: истинная плотность – 3,05-3,15 г/см³ . более низкие показатели у пуццолановых портландцементов, более высокие – у ПЦ с повышенным содержанием железистых минералов.

Насыпная плотность зависит от истинной плотности, тонкости помола и степени уплотнения. В рыхлом состоянии 1100 кг/м³, в уплотненном – 1400-1700 кг/м³

Тонкость помола характеризуется удельной поверхностью, т.е. суммарной величиной площади поверхности зерен в см² в 1 г. цемента или по зерновому составу при отсеивании, т.е. остатку на сите размером 90 мкм. У высококачественных цементов тонкость помола составляет 3500-4000 см²/г.

56) Прочность на сжатие ПЦ характеризуется классом (маркой) и активностью. Есть три класса стандартной прочности: 32,5, 42,5, 52,5. Определяют их испытанием стандартных образцов-призм размером 40х40х160 мм в возрасте 28 суток твердения. Образцы изготавливают из цементно-песчаного раствора в соотношении 1:3 по массе с водоцементным отношением, равным 0,50. Маркой ПЦ принято именовать величину его предела прочности при сжатии в кгс/см² (МПа), но с округлением до нижнего предела и с учетом его предела прочности при изгибе. Наша промышленность выпускает ПЦ марок 300(30), 400(40), 550(55), 600(60). Показатель предела прочности при сжатии половинок призм после испытания на изгиб принимают за активность ПЦ.

57) Водопотребность портландцемента характеризуется относительным количеством воды, необходимым не только для гидратации цемента, но и для придания цементному тесту определенной подвижности или консистенции. Определяется на приборе Вика по величине погружения в цементное тесто металлического стержня.

Сроки схватывания ПЦ устанавливают начало и конец схватывания цементного теста. Определяется тоже на приборе Вика по глубине проникания стандартной иглы в цементное тесто нормальной густоты. В соответствии с требованиями начало схватывания должно наступать не ранее 45 мин, конец – не позднее 10 часов.

59) Процесс твердения цемента характеризуется тем, что изготовленное из вяжущего вещества цементное тесто постепенно теряет подвижность, переходя из полужидкого состояния в более плотное.

В процессе твердения цемента различают три этапа:

1) растворение, когда растворимые продукты реакции переходят в раствор, обнажая следующие слои цементных зерен, в свою очередь реагирующие с водой. Так происходит до полного насыщения жидкой фазы продуктами реакции;

2) коллоидация, или схватывание, во время которого твердые продукты реакции не могут растворяться в насыщенной уже жидкой фазе и поэтому образуют коллоидную систему в форме геля или студня. При этом цементное тесто утрачивает свою подвижность и текучесть, т. е. схватывается;

3) кристаллизация, которая характеризуется тем, что образовавшиеся гели преобразовываются в укрупненные, менее растворимые кристаллы, дающие так называемый кристаллический сросток. Тесным переплетением подобных кристаллов и объясняются высокие механические свойства затвердевшего цемента.

Ускорение твердения достигается выбором надлежащего минералогического состава цемента, тепловлажностной обработкой, использованием специальных добавок, а также применением - электропрогрева. Замедлителями схватывания могут служить нитраты калия, натрия, аммония, увеличивающие растворимость свободной извести в воде.

60-62) Под коррозией понимается разрушение цементного или бетонного изделия в результате действия на него физических либо химических факторов как извне (внешние причины коррозии), так и изнутри (внутренние причины коррозии).