44.Лакокрасочные материалы.

Назначение-образ. Покрытий,предохраняющих изделия и сооружения от разрушающего влияния атмосферных факторов(защита металлов от коррозии,дерева от гниения)

Основа-пленкообразующие вещества:природные(раст. Масла,канифоль и т.д.),искусственные(битумы),синтетические(смолы холодного отвердевания).разлчают следующие лакокрасочные изделия-лаки,краски и эмали.

Лаки.-растворы пленкообразующих веществ в летучих органических растворителях.при нанесении на поверхность они высыхают,образ. Твердую блестящую пленку. Виды: масляные(холодной и горячей сушки), эфироцеллюлозные(нитроцеллюлозные), лаки на основе полимеров(полихлорвинил). Лаки огнеопасны.

Краски- получают при введении в состав лаков тонкоизмельченных нерастворимых пегментов. Виды-водоклеевые(клей, растворенный в воде, пигмент), водно-известковые(известковое молоко, пигмент), водоцементные(белый цемент, пигмент, асбестовая пыль). Широко применяются эмульсионные краски(эмульсия смолы, пигмент)

Эмали-получают путем введения пегментов в лаки. В качестве разбавителей и растворителей применяют летучие орг. Жидкости: бензин, бензол, толуол, одноатомные низшие спирты(этанол), простые и сложные эфиры, хлорбензол. Все растворители в той или иной мере токсичны и огнеопасны.

Пластификаторы(мягчители)-касторовое масло-добавляются к лакам, краскам для пластичности.

Пигменты-природные и искуственные нерастворимые в воде, маслах и смолах высокодисперсные порошки(оксиды металллов) для придания цвета краскам и эмалям. Различают-белые пигменты(карбонат свинца),желтые(охра),красные(киноварь),синие. Большое значение для характеристики пигментов имеет тонкость помола.

Катализаторы- компоненты, ускоряющие высыхание лакокрасочных материалов.

Определение показателей качества каждой группы лак. Материалов производится в соответствии с ГОСТами. Работа с применением лак. Матер. Осущесвляется с соблюд. Правил техникик безопасности.

43. Дорожные битумы. Свойства.

Для производства дорожных битумов используются 2 группы нефти:

По содержанию смол-высокосмолистые(более 20%),смолистые(8..20%), малосмолистые(менее 6%).

По содержанию парафинов-высокопарафинистые и парафинистые.

Битумы представляют собой сложную смесь высокомолекулярных соединений, содержащих углерод, кислород,азот, серу.

Дорожные битумы разделяют на вязкие и жидкие. Вязкие битумы используют в качестве вяжущего материала при строительстве и ремонте дорожных покрытий. Основное количество таких битумов вырабатывается в России в соответствии с ГОСТ 22245-90, требования которого приведены в таблице.

Характеристики вязких дорожных битумов (гост 22245–90)

Показатели	БНД 200/300	БНД 130/200	БНД 90/130	БНД 60/90	БНД 40/60	БН 200/300	БН 130/200	БН 90/130	БН 60/90
Пенетрация, 0,1 мм, при температуре:
25°С	201-300	131-200	91-130	61-90	40-60	201-300	131-200	91-130	60-90
0°С, не менее	45	35	28	20	13	24	18	15	10
Температура, °С:
- размягчения,не ниже	35	40	43	47	51	33	38	41	45
- хрупкости, не выше	-20	-18	-17	-15	-12	-14	-12	-10	-6
- вспышки, не ниже	220	220	230	230	230	220	230	240	240
Дуктильность, см, не менее при температуре:
25°С	-	70	65	55	45	-	80	80	70
0°С	20	6,0	4,0	3,5	-	-	-	-	-
Изменение температуры размягчения после прогрева
°С, не более	7	6	5	5	5	8	7	6	6
Индекс пенетрации	От -1,0 до +1,0					От -1,5 до +1,0

В соответствии с ГОСТ 22245-90 вырабатываются вязкие битумы двух типов: БНД и БН. Все битумы маркируются по пенетрации при 25°С. При равной пенетрации при 25°С битумы БНД имеют более высокую температуру размягчения, более низкую температуру хрупкости и большие значения пенетрации при 0°С, чем битумы БН. В то же время для битумов БНД устанавливаются требования по дуктильности при 0°С, а требования по дуктильности при 25°С менее строгие в сравнении с битумами БН. Требования к термостабильности битумов БНД более жесткие.

Рекомендации по применению зависят от типа битумов и их пенетрации при 25°С. В первой дорожно-климатической зоне при среднемесячной температуре наиболее холодного времени года не выше -20°С рекомендуется использовать битумы БНД 200/300, БНД 130/200, БНД 90/130; во второй и третьей зонах при температуре в пределах -10...-20°С - битумы БНД 200/300, БНД130/200,БНД90/130, БНД 60/90; во второй, третьей и четвертой зонах при температуре -5...-10°С - битумы БН 200/300, БН 130/200, БН 90/130, БНД 130/200, БНД 90/130, БНД 60/90, БНД 40/60; в четвертой и пятой климатических зонах при температуре не ниже +5°С - битумы БН 90/130, БН 60/90, БНД 90/130, БНД 60/90, БНД 40/60.

Жидкие битумы предназначены для удлинения сезона дорожного строительства. В соответствии с ГОСТ 11955-82 их получают смешением вязких битумов БНД с дистиллятными фракциями - разжижителями. После укладки покрытия разжижитель постепенно испаряется. Применение жидких дорожных битумов не соответствует современным требованиям к энергосбережению и защите окружающей среды. Кроме того низкая температура вспышки предопределяет их пожароопасность

Битумы нефтяные дорожные применяются во всех дорожно климатических зонах, во всех конструктивных слоях в зависимости от интервала пластичности(ИП):

ИП=Тразм-Тхр.

БНД в асфальтобетонах применятся в покрытиях, основаниях дорожных одежд, устройстве деформационных швов, при получении гидро,- теплоизоляционных материалов.

45. ГРУППОВОЙ СОСТАВ И СТРУКТУРНЫЕ ТИЫ НЕФТЯНЫХ БИТУМОВ.

Битумы характеризуются не составом индивидуальных соединений( их выделено из нефти более 100), а групповым составом.

Группа	Состав,%
Масла	40-60
Смолы	20-40
Асфальтены	10-25
Карбены	1-3
Асфальтогеновые кислоты и их ангидриды	1

От группового состава зависят физ.-хим. Св-ва битумов.

Масла-высоковязкая углеводородная составляющая битумов, растворимая в бензине, в состав которой входят углеводороды всех классов. Плотность около 1, средняя молекулярная масса-400-600. Масла-среда, в которой содержатся упругие составляющие битума, они влияют на растворимость асфальтенов. Масла придают битумам подвижность, испаряемость и снижают температуру размягчения.

Смолы-высокомолекулярные в-ва с молекулярной массой 200-600, в основном полярные, поверхностно-активные, содержат в-ва кислого хар-ра с гидроксильными, карбонильными группами, атомами азота, серы, опред адгезионные свойства смол каменным материалам и образующие на поверхности водоустойчевые пленки. Смолы- легкоплавкие, вязкопластичные в-ва, обуславливающие растяжимость и эластичность битумов.

Под влиянием температуры, кислорода смолы уплотняются с образованием асфальтенов.

Асфальтены-смесь насыщенных высокомолекулярных парафинов, гетроциклических соединений, содержащих кислород, серу азот. Плотность около 1 . при норм. Температуре эти в-ва твердые , имеющие несовершенную кристаллоподобную структуру, а частично аморфную. От содержания асфальтенов зависит растворимость битумовв органических растворителях и пластичность, что в свою очередь определяет эксплуатационные свойства битумов, в частности погодоустойчивость.

Смолы и асфальтены являются основными структурообразующими компонентами битумов. Сумму их называют мальтенами.

Карбены, карбиды-содержатся преимущественно в крекиег-битумах(в количестве1%) по составу и свойствам похожи на асфальтены. Их выделяют из битумов по растворимости: карбены нерастворимы в сероуглероде, а карбоиды-растворимы.

Жидкие нефтяные битумы получают разжижением вязких, в качестве разжижителя используют различные продукты переработки нефти, сланцев, каменного угля, также керосин, бензин, мазуты. Тип разжижителя зависит от класса получаемого битума: быстро, медленно-, и среднегустеющий.

Основные свойсива-условная вязкость, скорость загустевания(формирования), температура размягчения остатка после испарения летучих веществ. Вязкость битумов находится в пределах 25-600с. В зависимости от скорости формирования структурв жидкие битумы делят на классы по вязкости-БГ25/40,40/60, среднегустеющие СГ70/30, 40/70,медленногустеющие МГ130/200.

Жидкие битумы применяются при строительстве дорожных покрытий облегченного типа и оснований в 3-5 дорожно-климатических зонах(сухого и горного климата), битумы всех классов марок 25-для обеспыливания и предварительной обработки дорожных покрытий, обраюотке грунтовых смесей на полотне дороги.

46. СТРОИТЕЛЬНАЯ ИЗВЕСТЬ. ТИПЫ ИЗВЕСТИ. ОТРАСЛЬ ПРИМЕНЕНИЯ. МЕХАНИЗМ ТВЕРДЕНИЯ.

 Строительной известью называют продукт, получаемый путем обжига до возможно полного выделения углекислоты кальциево-магниевых горных пород, содержащих не более 8% глинистых и песчаных примесей. В качестве сырья используют карбонатные породы — известняк, мел, ракушечник, доломитизированный известняк.

 Виды извести

По количеству содержащихся в извести силикатов и алюмоферритов кальция, придающих ей гидравлические свойства, различают:

• воздушную, обеспечивает затвердевание строительных растворов и сохранение ими прочности в условиях нормальной влажности;

• гидравлическую, обеспечивает затвердевание и сохранение прочности растворов, применяемых как на воздухе, так и в воде.

В воздушной извести силикаты и алюмоферриты кальция составляют обычно 4-12%, в отдельных случаях до 20%. При содержании в извести 25-40% клинкерных минералов она проявляет слабые гидравлические свойства, такая известь называется слабогидравлической. Сильногидравлическая известь содержит силикаты и алюмоферриты кальция в количестве 40-90%.

 По виду содержащегося в воздушной извести основного окисла она может быть:

• кальциевой;

• магнезиальной;

• доломитовой.

Кальциевая известь содержит 70-96% СаО и до 2% MgO. Маломагнезиальная известь состоит из 70-90% СаО и в пределах 2-5% MgO. В магнезиальной извести MgO содержится в пределах - 5-20%, в доломитовой - 20-40%.

 

В зависимости от вариантов дальнейшей обработки обожженного продукта различают несколько видов воздушной извести:

• негашеную комовую известь — кипелку, состоящую главным образом из Са(ОН);

• негашеную молотую известь — порошкообразный продукт помола комовой извести;

• гидратную известь (гашеная) — пушонку — тонкий порошок, получаемый в результате гашения комовой извести определенным количеством воды и состоящий в основном из Са(ОН) ;

• известковое тесто — тестообразный продукт гашения комовой извести, состоящей в основном из Са(ОН) и механически примешанной воды;

• известковое молоко — белая суспензия, в которой гидроксид кальция находится частично в растворенном, а частично во взвешенном состоянии.

По времени гашения все сорта воздушной негашеной извести подразделяют на три группы:

• быстрогасящаяся — время гашения не более 8 мин;

• среднегасящаяся — время гашения не более 25 мин;

• медленногасящаяся — время гашения не менее 25 мин.

Порошкообразную известь, получаемую путем размола или гашения (гидратации) комовой извести, подразделяют на: известь без добавок и с добавками.

Области применения извести

Область применения извести многогранна и важна. Наиболее крупными потребителями данной продукции являются черная металлургия, строительная индустрия, целлюлозно-бумажная промышленность, химическая промышленность, сахарная промышленность и сельское хозяйство. Также в значительных объемах известь используется для охраны окружающей среды (нейтрализация сточных вод и дымовых газов).

 Охрана окружающей среды: Известь используется при очистке дымовых газов от оксида серы. Известь смягчает воду, осаждает органические вещества, находящиеся в воде, а также производит нейтрализацию кислых природных и отбросных сточных вод.

 Сельское хозяйство: При внесении извести в почву устраняется вредная для сельскохозяйственных растений кислотность. Почва обогащается кальцием, улучшается обрабатываемость земли, ускоряется гниение гумуса, при этом заметно снижается потребность во внесении больших доз азотных удобрений. Известняк используется для улучшения качественной характеристики почвы, например, в сельском хозяйстве. Воздействием извести раскисляется почва, пополняется запас кальция в коллоидном комплексе почвы, повышается доступность фосфора для растений, улучшает физические свойства почвы, её водный и воздушный режим. В сельском хозяйстве известь используется для известкования - дезинфекции животноводческих ферм, бытовых помещений.

 В животноводстве и птицеводстве гидратная известь используется для подкормки с целью устранения дефицита кальция в рационе животных, а также для общего улучшения санитарных условий содержания скота.

 Металлургия: Неоценимо значение применения извести в горнодобывающей и перерабатывающей металлургической промышленности. Известь - необходимый компонент в технологическом процессе обогащения полиметаллических и железистых руд горно-обогатительных комбинатов.

 Химическая промышленность: Перспективно применение гидратной извести и известковых сорбентов для получения химически осажденного высокодисперсного карбоната кальция, используемого при изготовлении высших сортов мелованной бумаги и как наполнителя в электронной, электротехнической, кабельной, резинотехнической, лакокрасочной, парфюмерной и фармацевтической промышленности. А так же известь используется для получения гипохлорита кальция, для получения фторида кальция. В нефтехимической промышленности известь используется как нейтрализатор кислых гудронов. А так же в качестве реагента в основном органическом и неорганическом синтезе.

Строительство: Известь — один из самых экологически чистых строительных материалов. Строительную известь применяют для приготовления строительных растворов, в производстве известково-пуццолановых вяжущих, в производстве термоизоляционных материалов, для изготовления искусственных каменных материалов — силикатного кирпича, силикатных и пеносиликатных изделий, шлакобетонных блоков, газобетона (газосиликата), а также в качестве покрасочных составов, в производстве сухих строительных смесей: штукатурных, клеевых, композиций для заделки межплиточных швов, затирка, плиточный клей, кладочных составов, шпаклевок.

 Твердение извести

Гашеная известь твердеет в результате испарения воды и кристаллизации гидроокиси кальция. Вследствие потери влаги мельчайшие частицы Са(ОН)₂, сближаясь между собой, образуют кристаллы, которые постепенно превращаются в прочный кристаллический сросток.

Упрочнению известкового теста способствует также карбонизация - процесс взаимодействия гидрата окиси кальция ( в присутствии влаги) с углекислым газом, который всегда содержится в воздухе в небольших количествах (около 0,03 %):

Са(ОН)₂ + СО₂ + Н₂O = СаСО₃ + 2Н₂O

В результате этой химической реакции гидроокись кальция переходит в углекислый кальций, т. е. образуется снова то же вещество, которое было использовано для получения извести.

Твердеет гашеная известь очень медленно, и прочность известковых растворов невысокая.

Кристаллизация гидрата окиси кальция идет тем быстрее, чем интенсивнее испаряется влага; поэтому для твердения извести необходимо обеспечить благоприятные условия (положительная температура и низкая влажность окружающей среды).

Гидратационное твердение негашеной молотой извести приводит к быстрому обезвоживанию раствора и его более высокой прочности. В дальнейшем процесс твердения молотой негашеной извести развивается так же как и гашеной.

47. ТВЕРДЕНИЕ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА. МЕТОДЫ УСКОРЕННОГО НАБОРА ПРОЧНОСТИ ЦЕМЕНТА.

Портландцемент и его разновидности являются основными вяжущими веществами в строительстве. Портландцементом называют гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким помолом портландцемнтного клинкера с гипсом, а также со специальными добавками. Порталандцементный клинкер — продукт обжига до спекания тонкодисперсной однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины или некоторых материалов (мергеля, доменного шлака и прочие). При обжиге обеспечивается преимущественное содержание в клинкере высокоосновных силикатов кальция. Для регулирования сроков схватывания портландцемента в клинкер при помоле добавляют двуводный гипс в количестве 1,5-3,5% (по массе цемента в пересчете на SO3). По составу различают: портландцемент без добавок; портландцемент с минеральными добавками; шлакопортландцемент и другие.

Твердение портландцемента

При затворении портландцемента водой сначала образуется пластичное клейкое цементное тесто, которое затем постепенно загустевает, переходя в камневидное состояние. Твердение и есть процесс превращения цементного теста в цементный камень.

различают три периода: растворение, коллоидация и кристаллизация.

При смешивании портландцемента с водой в начальный период происходит растворение клинкерных минералов с поверхности цементных зерен, взаимодействие минералов с водой и образование насыщенного по отношению к клинкерным минералам раствора. По достижении насыщения растворение клинкерных минералов прекращается, но реакции между ними и водой продолжаются. Реакции присоединения воды к клинкерным минералам называют реакциями гидратации, а реакции разложения клинкерных минералов под действием воды на другие соединения—реакциями гидролиза.

Во втором периоде в насыщенном растворе идут реакции гидратации клинкерных минералов в твердом состоянии, т. е. происходит прямое присоединение воды к твердой фазе вяжущего без предварительного его растворения. Продуктами этих реакций являются гидратные новообразования в коллоидном виде. Период коллоидации сопровождается повышением вязкости цементного теста, обусловливающим схватывание цемента.

В третьем периоде протекают процессы перекристаллизации мельчайших коллоидных частиц новообразований, т. е. растворение мельчайших частиц и образований крупных кристаллов. Кристаллизация сопровождается твердением цементного теста и ростом прочности образовавшегося цементного камня.

По скорости твердения цементы различают на

Нормальнотвердеющие-с нормированной прочностью в возрасте до 28 суток(2-7)

Быстротвердеющий- с нормированной прочностью в возрасте 2 суток.

Повышенной по сравнению с нормированной -28 суток.

ОСНОВНЫЕ УСКОРИТЕЛИ ТВЕРДЕНИЯ ЦЕМЕНТА.

Ускорителей схватывания и твердения цементных композиций много. Существует несколько их классификаций, основанных на механизме действия на гидратацию цемента. Если же провести разделение по узко химической принадлежности, то к ускорителям можно отнести следующие вещества (курсивом выделены гостированные ускорители):

Углекислые соли

Калий углекислый (поташ) – K₂CO₃

Натрий углекислый (сода) - Na2CO3

Сернокислые соли

Натрий сернокислый – Na2SO4

Натрий тиосульфат + натрий роданид (Na2S2O3 + NaCNS)

Гипс – CaSO4

Нитраты

Кальций азотнокислый Ca(No3)2

Натрий азотнокислый – NaNo3

Аммонийные соли

Карбамид (мочевина)– CO(NH2)2

Соли фосфорной кислоты

Тринатрийфосфат

Силикаты

Силикат натрия (растворимое стекло) –

Na2O х SiO2 + nH2O

Хлориды

Алюминий хлористый – AlCl3

Железо хлористое – FeCl3

Барий хлористый – BaCl2

Магний хлористый – MgCl2

Кальций хлористый – CaCl2

Натрий хлористый – NaCl

Кислота соляная - HCl

Кэл – (хлорокись кальция)

Механические смеси различных ускорителей

Нитрит-нитрат кальция (ННК)

Нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК)

Нитрит-нитрат-хлорид кальция + мочевина (ННХКМ)

Сода+поташ+поластификатор

Из всего этого перечня наиболее распространёнными и наиболее эффективными остаются хлориды и смеси на их основе.

48. РАЗНОВИДНОСТИ ЦЕМЕНТА. ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА. ОБЛ. ПРИМЕНЕНИЯ.

Цемент-это порошкообразный строительный материал, обладающий гидравлическими свойствами, состоит из клинкера, при необходимости гипса или его производных добавок.ГОСТ 30515-97.Цементы. Общие технические условия.

Пуццолановый цемент собирательное название группы цементов в состав которых входит не менее 20% активных минеральных добавок. Термин «пуццолановый цемент» происходит от названия рыхлой вулканической породы- пуццоланы применявшейся ещё в Древнем Риме в качестве добавки к извести для получения гидравлического вяжущего т. н. известково-пуццоланового цемента. В современном строительстве основной вид пуццоланового цемента — пуццолановый портландцемент получаемый совместным помолом портландцементного клинкера (60-80%) активной минеральной добавки (20-40%) и небольшого количества гипса. От обычного портландцемента он отличается повышенной коррозионной стойкостью (особенно в мягких и сульфатных водах) меньшей скоростью твердения и пониженной морозостойкостью. Пуццолановый цемент применяют в основном для получения бетонов используемых в подводных и подземных сооружениях.

 Шлаковый цемент — общее название цементов получаемых совместным помолом гранулированных доменных шлаков с добавками-активизаторами (известь строительный гипс ангидрит и др.) или смешением этих раздельно измельченных компонентов. Различают Ш. ц. известково-шлаковый с содержанием извести 10-30% и гипса до 5% от массы цемента и сульфатно-шлаковый с содержанием гипса или ангидрита 15-20% портландцемента до 5% или извести до 2%. Шлаковый цемент применяют для получения строительных растворов и бетонов используемых преимущественно в подземных и подводных сооружениях. Известково-шлаковый цемент наиболее эффективен в производстве автоклавных материалов иизделий.

Глинозёмистый цемент — быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество; продукт тонкого измельчения клинкера получаемого обжигом (до плавления или спекания) сырьевой смеси состоящей из бокситов и известняков. Обжиг и плавление сырьевой смеси производят в доменных электрических вращающихся печах или в вагранках. По содержанию Al2O3 в готовом продукте различают обычный глинозёмистый цемент (до 55%) и высокоглинозёмистый цемент (до 70%). температура плавления сырьевой шихты обычного глинозёмистого цемента 1450-1480 С высокоглинозёмистого цемента – 1700-1750 С. Глинозёмистый цемент характеризуется быстрым нарастанием прочности высокой экзотермией при твердении повышенной стойкостью против коррозии в сульфатных средах и высокой огнеупорностью. По сравнению с портландцементом глинозёмистый цемент обеспечивает получение бетонов и растворов большей плотности и водонепроницаемости.