Растворы по виду вяжущего. Строительные растворы, их виды - лекция

По плотности в сухом состоянии растворы делят: на тяжелые с плотностью 1500 кг/м 3 и более, для их изготовления применяют тяжелые кварцевые или другие пески; легкие растворы, имеющие плотность менее 1500 кг/м 3 , заполнителями в них являются легкие пористые пески из пемзы, туфов, шлаков, керамзита и других легких мелких заполнителей.

По виду вяжущего строительные растворы бывают: цементные, приготовленные на портландцементе или его разновидностях; известковые - на воздушной или гидравлической извести, гипсовые - на основе гипсовых вяжущих веществ - гипсового вяжущего, ангидритовых вяжущих; смешанные - на цементно-известковом вяжущем. Выбор вида вяжущего производят в зависимости от назначения раствора, предъявляемых к нему требований, температурно-влажностного режима твердения и условий эксплуатации здания или сооружения.

По назначению строительные растворы делят: на кладочные для каменных кладок и кладки стен из крупных элементов; отделочные для штукатурки, изготовления архитуктурных деталей, нанесение декоративных слоев на стеновые блоки и панели; специальные, обладающие некоторыми ярко выраженными или особыми свойствами (акустические, рентгенозащитные, тампонажные и т.д.). Специальные растворы имеют узкое применение. По физико-механическим свойствам растворы классифицируют по двум важнейшим показателям: прочности и морозостойкости, характеризующим долговечность раствора. По величине прочности при сжатии строительные растворы подразделяют на восемь марок: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200. Растворы М4 и 10 изготовляют на местных вяжущих (воздушной и гидравлической извести и др.). По степени морозостойкости в циклах замораживания растворы имеют девять марок морозостойкости: от F10 до F300.

Состав раствора обозначают количеством (по массе или объему) материалов на 1 м 3 раствора или относительным соотношением (также по массе или объему) исходных сухих материалов. При этом расход вяжущего принимают за 1. Для простых растворов, состоящих из вяжущего и не содержащих минеральных добавок (цементных или известковых растворов), состав будет обозначен, например, 1:6, т. е. на 1 ч. вяжущего приходится 6 ч. песка. Состав смешанных растворов, состоящих из двух вяжущих или содержащих минеральные добавки, обозначают тремя цифрами, например 1:0,4:5 (цемент:известь:песок). Однако следует учитывать, что в цементных смешанных растворах за вяжущее принимают цемент совместно с известью.

В качестве мелкого заполнителя применяют: для тяжелых растворов - кварцевые и полевошпатовые природные пески, а также пески, полученные дроблением плотных горных пород; для легких растворов - пемзовые, туфовые, ракушечные, шлаковые пески. Для обычной кладки кирпича, камней правильной формы, в том числе и блоков, наибольший размер зерен песка не должен превышать 2,5 мм; для бутовой кладки, а также замоноличивания стыков сборных железобетонных конструкций и для песчаного бетона - не более 5 мм; для отделочного слоя штукатурки - не более 1,2 мм.

Минеральные и органические добавки применяют для получения удобоукладываемой растворной смеси при использовании портландцементов. В качестве эффективных минеральных добавок в цементные растворы вводят известь в виде теста. Добавка извести в цементных растворах повышает водоудерживающую способность, улучшает удобоукладываемость и дает экономию цемента. В качестве неорганических дисперсных добавок применяют активные минеральные добавки - диатомит, трепел, молотые шлаки и т. д.

Поверхностно-активные добавки используют для повышения пластичности растворной смеси и уменьшения расхода вяжущего, вводят в растворы десятые и сотые доли процента от количества вяжущих. В качестве поверхностно-активной органической добавки применяют сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ), гидролизированную боенскую кровь (ГК), мылонафт, гидрофобно-пластифицирующую добавку «флегматор» и др.

Требования к качеству вяжущих, заполнителей, добавок и воды такие же, как и к материалам, применяемым для приготовления бетонов.

Строительные растворы это — тщательно перемешанные смеси вяжущих веществ (цемента), заполнителей мелких фракций (песка), затворителей (воды) и при необходимости специальных добавок. После затвердения получается искусственный камень. Практически это мелкозернистый бетон, без добавления заполнителей крупных и средних фракций.

Классификация растворов строительных

Растворы классифицируются по следующим признакам:

1. По используемым вяжущим:
   • цементные, на портландцементе или его разновидностями;
   • известковые, на извести, воздушной и гидравлической;
   • гипсовые, в которых вяжущее гипс.

   В простых растворах используется один вид вяжущего. В сложных смесь (например, известково-цементные или известково-гипсовые).

   Конкретное вяжущее выбирается в зависимости от предназначения растворов, условий среды по влажности и температуре, в которой происходит твердение, и условий, в которых предполагается эксплуатация строительного конструктива.

2. По основному применению строительных растворов различают:
   • кладочные, включая применяемые в укладке крупных строительных элементов и при монтажных работах;
   • облицовочные, для оформления различных архитектурных изделий;
   • штукатурные для оштукатуривания зданий внутри и снаружи с декоративными слоями;
   • специального назначения, с ярко выраженными особенными свойствами (например, тампонажные, инъекционные или акустические). Такие строительные растворы предназначены для узкого специфического применения.
3. По средней плотности в сухом виде бывают:
   • тяжёлые, объёмной массой ≥ 1500 кг/м3, приготавливаемые с использованием кварцевых песков;
   • лёгкие, с плотностью ≤ 1500 кг/м3. В качестве заполнителя используются молотые пористые материалы (туф, керамзит, пемза и доменные шлаки). К такой разновидности относятся и поризованные растворы, приготавливаемые с пенообразующими веществами.

Виды строительных растворов

По соотношению количества вяжущих материалов и заполнителей различаются:

• жирные растворные материалы, характеризующиеся избытком вяжущих. Они отличаются пластичностью и удобством в работе, но обладают большой степенью усадки при затвердевании. При нанесении толстым слоем появляются трещины;
• тощие, с небольшим содержанием вяжущего. Отличаются малыми усадки, что особенно важно при выполнении облицовочных работ;
• нормальные.

Важной характеристикой является прочность раствора. Марки строительных растворов по прочности, означающие предел прочности на сжатие, делятся на марки от 4 до 200-т.

Марочная прочность, зависящая от степени активности вяжущего, водно-цементного отношения и качества мелких заполнителей, определяется лабораторным путём сжатием образцов в виде кубиков определённых размеров после 28-ми суточного твердения при температурах от 15-ти до 25-ти градусов. Если твердение происходит в другом температурном диапазоне, то определение относительной марки выполняется по специальным таблицам. Образцы с подвижностью смеси ≤ 5-ти см изготавливаются в разборных металлических формах с днищем, а с большей подвижностью в формах на кирпичном или другом прочном основании.

Относительная средняя прочность цементных растворных смесей твердеющих в указанных выше температурных условиях, составляет в долях от марочной прочности следующие значения:

• в 3-х суточном возрасте — 0,25;
• 7-ми суточном — 0,5;
• после 14-ти — 0,75;
• 60-ти — 1,2;
• после 90-то — 1,3.

В смешанных растворных смесях наибольшая прочность при оптимальной удобоукладываемости достигается введением в них тонкомолотых добавок.

При использовании растворных смесей в зимних условиях их марка увеличивается на одну ступень (например, вместо 100 применяется 150) и добавки, замедляющие замерзание воды и ускоряющие твердение (поташ, хлористые натрий и кальций, нитрат натрия и другие). Для затворения смеси используется вода без вредных примесей, обычно используется водопроводная.

Ещё одна важная характеристика — морозостойкость, характеризуемая количеством выдерживаемых циклов попеременных замораживаний и оттаиваний. Гост на растворы строительные по морозостойкости предусматривает 9-ть марок, от F10 до F300. Испытания проводится в лаборатории с попеременным замораживанием и оттаиванием насыщенных водой образцов в форме кубиков с 15-ти см сторонами до уменьшения первоначальной прочности до 15-ти %. При условии эксплуатации во влажной среде необходимо повышение марки.

При приготовлении растворных смесей важно соблюдения оптимального водо-цементного соотношения.

Для отделки лицевых поверхностей крупноблочных конструктивов и панелей на заводах, оштукатуривания внутри и снаружи зданий, отделки архитектурных элементов применяются декоративные цветные растворы. Вяжущие — белые и цветные портландцементы, гипс и известь. Заполнители — кварцевые промытые пески или получаемые при дроблении разноцветных горных пород (гранит, известняк, мрамор, туф, доломит). В смеси добавляются слюда ≤ 1% или дроблённое стекло до 10-ти %. Для окрашивания используются природные (охра, железный сурик, мумиё, оксиды хрома, ультрамарин) и искусственные красители, обладающие химической и светостойкость.

В качестве добавок в строительные растворные смеси вносятся:

• органические и минеральные вещества, повышающие удобоукладываемость. Эффективно добавление в цементные смеси известкового теста, создающего экономию цементов, повышающего способность удерживать воду, что имеет большое значение при транспортировке, улучшает удобство укладки. Минеральные добавки с большой активностью (диатомит, шлаковые порошки, трепел и др.) вводятся в дисперсном виде;
• поверхностно-активные, повышающие пластичность и экономящие вяжущие, добавляются в сотых процентных долях от массы вяжущих. Наиболее часто применяется СДБ и мылонафт. Приготовление, хранение составляющих веществ, перевозка и применение готовых смесей регламентируется ГОСТом 28013-98.

Для строительных растворов применяют все неорганические вяжущие вещества . Вид вяжущего назначается в зависимости от условий эксплуатации конструкций и марки раствора.

Для наземных конструкций при относительной влажности воздуха до 60% и для фундаментов, эксплуатируемых в маловлажных грунтах для низкомарочных растворов марок 4 и 10, рекомендуется известь воздушная и гидравлическая , известково-шлаковые вяжущие , романцемент и цемент для строительных растворов . Допускаются известково-пуццолановые и известково-зольные вяжущие.

Для растворов марки 25 и выше, эксплуатируемых в этих же условиях, следует применять портландцемент, шлакопортландцемент, пластифицированный и гидрофобный портландцементы . Допускаются пуццолановый портландцемент, цемент для строительных растворов, известково-пуццолановое вяжущее .

Для наземных конструкций, эксплуатируемых при относительной влажности воздуха свыше 60%, и фундаментов, находящихся в очень влажных и насыщенных водой грунтах, для растворов марки 10 применяют известково-шлаковое вяжущее, романцемент и цемент для строительных растворов . Допускаются известково-пуццолановое и известково-зольное вяжущее, известь гидравлическая, для марок 25 и выше - портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый, пластифицированный и гидрофобный портландцементы . Допускаются известково-шлаковое вяжущее и цемент для строительных растворов .

Для монтажа бетонных панелей и крупных блоков для растворов марки 25 и выше следует применять портландцемент, пластифицированный и гидрофобный портландцементы . Допускается шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент .

Для конструкций, возводимых способом замораживания, для раствора марки 10 рекомендуется портландцемент и пуццолановый портландцемент, допускаются известесодержащие вяжущие . Для растворов марки 25 и выше следует применять портландцемент, пластифицированный и гидрофобный портландцементы, допускается шлакопортландцемент .

Для конструкций, эксплуатируемых в агрессивных сульфатных водах, необходимо применять сульфатостойкие портландцементы, допускаются пуццолановые портландцементы.

Для конструкций, находящихся в мягких водах, растворы приготавливают на пуццолановых портландцементах и шлакопортландцементах .

Для устройства облицовочного слоя крупных блоков и панелей из растворов марок 50 и выше следует применять белый и цветные портландцементы , допускается портландцемент и шлакопортландцемент .

Для устройства гидроизоляционных штукатурок или торкретной оболочки на железобетонных трубах, заделки стыков сборных конструкций, зачеканки раструбных труб, заделки анкеров и т. п. для растворов марки 50 и выше следует применять расширяющийся портландцемент, гипсоглиноземистый и водонепроницаемый расширяющиеся цементы .

Для внутренней отделки зданий для раствора марки 25 и выше применяют гипсовые вяжущие марок Г-3 и выше и гипсоцементно-пуццолановое вяжущее , допускаются ангидритовые вяжущие . Заполнителями для тяжелых строительных растворов служат природные кварцевые или полевошпатовые пески, а также дробленые пески, получаемые из плотных горных пород. Для легких растворов применяют пористые искусственные пески: керамзитовый, аглопоритовый, из шлаковой пемзы, гранулированного шлака, вспученных перлита и вермикулита и природные пески из пемзы, вулканического шлака и туфа, из легких карбонатных пород, диатомита, опоки, трепела.

Кладочные растворы для бутовой кладки, монтажа крупноблочных и крупнопанельных стен должны приготавливаться на песках с наибольшей крупностью зерен, не превышающей 5 мм, для кирпичной кладки — 2,5 мм.

Штукатурные растворы , применяемые для обрызга и грунта, приготавливают на песке с наибольшей крупностью зерен не более 2,5 мм, для накрывки - не более 1,25 мм.

Вода для затворения растворов не должна содержать вредных примесей. К ней предъявляют те же требования, что и к .

Для повышения подвижности, нерасслаиваемости, водоудерживающей способности растворных смесей в их состав вводят .

Неорганическими пластификаторами служат известковое и глиняное тесто. В простых растворах они являются вяжущими , в смешанных основное их назначение - пластификация смесей.

В качестве органических пластификаторов используют мылонафт, подмыленный щелок, отходы соапстока, лигносульфонаты технические и др. Мылонафт - побочный продукт щелочной очистки нефтепродуктов. Состоит из натриевых мыл нафтеновых кислот, легко растворяется в воде. Подмыленный щелок - побочный продукт, образующийся при варке хозяйственного мыла. Состоит из омыленных жирных кислот. Отходы соапстока образуются на мыловаренных заводах. Они состоят, от 10 до 45%, из омыленных жирных кислот.

Органические пластификаторы вводят в количестве 0,03-0,3% от массы цемента в цементные и цементно-известковые растворы. Они заменяют частично или полностью известковое тесто. Следует иметь в виду, что применение их в цементных растворах снижает расчетное сопротивление кладки на 10%.

В растворы для зимних работ вводят .

Строительные растворы - это смеси из вяжущего вещества , воды и мелкого заполнителя, приобретающие в результате процесса твердения камнеподобную структуру. До затвердевания их называют растворными смесями и используют для каменной кладки стен, фундаментов, оштукатуривания поверхностей различных конструкций.
По виду вяжущих веществ и добавок различают растворы цементные , известковые , цементно-известковые , цементно-глиняные и др.
По свойствам вяжущего вещества растворы разделяют на воздушные , изготовляемые с воздушными вяжущими веществами (известью , гипсом ), и гидравлические - с гидравлическими вяжущими (цементом различных видов).
По роду заполнителей различают растворы тяжелые - с природными песками и легкие с пористыми заполнителями.
По составу растворы бывают простые - с одним вяжущим веществом (цементные, известковые) и смешанные , в которые обычно входят два, реже три вяжущих вещества , или одно вяжущее вещество с неорганической добавкой (цементно-известковые , известково-глиняные и др.).
Воздушные строительные растворы применяют для возведения каменных конструкций , эксплуатируемых в сухой среде, а гидравлические - во влажной .
Тяжелые растворы , где заполнителем являются кварцевые пески, имеют объемную массу более 1600 кг/м3; легкие - менее 1500 кг/м3, заполнителем служат пески из керамзита, молотых шлаков и др.
Прочность раствора определяется его маркой (цифры означают прочность на сжатие в кгс/см2).
Водонепроницаемые растворы используют для придания конструкциям водонепроницаемости (например, цементный раствор состава 1:2 с добавлением жидкого стекла и др.).

Состав раствора

Для приготовления растворов применяют вяжущие материалы , заполнители и добавки.
К вяжущим материалам относится воздушная известь в виде теста, пушонки и негашеной извести; строительный гипс, портландцемент и др.
Заполнителем растворных смесей является природный либо искусственный песок .

Воздушная известь

Воздушная известь твердеет только на воздухе, поэтому и получила название воздушной. Она может быть негашеной комовой (известь-кипелка ), молотой и гашеной в порошок (известь-пушонка ).
Негашеная известь - это куски сероватого цвета; молотая - тонкий сероватый порошок.
Известь гасят в гасильном ящике или бочке. В больших количествах гашеную известь хранят в творильной яме, выкопанной в земле и обшитой досками. Чаще всего известь используется в виде теста или извести-пушонки .

Строительный гипс

Строительный гипс в растворах применяется редко, в основном для выполнения работ в сухих условиях, но в качестве добавки в известковые штукатурные растворы в больших количествах. В известковых растворах гипс повышает прочность, уменьшает сроки схватывания и твердения.

Гипс

Гипс - это белый или сероватый порошок тонкого помола. Затворенный водой гипс в зависимости от назначения имеет начало схватывания 2-20 мин, конец схватывания 15-30 мин и более. При необходимости можно продлить срок схватывания гипса , добавив в него замедлитель. В качестве последнего в воду для затворения добавляют 5-20 % известкового теста, 5-10 % буры, 0,5-2 % мездрового клея от массы гипса . Эти добавки позволяют продлить срок схватывания гипса до 40-60 мин.

Портландцемент

Портландцемент является самым прочным вяжущим материалом . Он имеет следующие марки: 200, 300, 400 (цифры означают прочность на сжатие в кгс/см2). Портландцемент представляет собой серовато-зеленый тонкомолотый порошок.
Схватывание цемента , как правило, наступает не ранее чем через 45 мин, заканчивается не позднее чем через 12 часов после затворения водой.
Необходимо учитывать, что за время хранения цемента его активность падает примерно на 5 % в месяц. Исходя из этого, следует приобретать свежеизготовленный, а не лежалый цемент . Качество его определяют визуально на признак окомкования, на ощупь: если горсть цемента сжать в кулаке, то свежеизготовленный цемент сразу просыпается между пальцами, а лежалый образует комок, так как он уже впитал влагу. До тех пор, пока комок можно еще размять пальцами, цемент считается пригодным к употреблению, но дозировку его, как правило, увеличивают на 20-50 %.

Пески-заполнители

Пески-заполнители бывают природные (тяжелые) - кварцевые, полевошпатные либо искусственные.
Крупность песков должна соответствовать толщине шва и характеру кладки; так, для бутовой кладки применяют песок с зернами не крупнее 5 мм, для кирпичной - не крупнее 3 мм.
Зернистость песка приблизительно определяют на ощупь. Размеры зерен крупного песка более 2,5 мм; среднего - от 2 до 2,5 мм, мелкого - менее 1,5 мм.
В строительных растворах заполнители обычно занимают 60-65 % объема.
Допускаемая загрязненность песков глиной, пылью для растворов марок 25 и 50 - не более 10 %, для раствора марки 10 - до 15 %. При необходимости песок промывают.
В качестве легких заполнителей применяют пески ракушечные, шлаки котельные и доменные гранулированные, керамзитовый песок .
В зависимости от плотности искусственный песок подразделяют на марки по насыпной плотности от 250 до 1100 (цифры означают насыпную плотность песка, кг/м3).

Глина

Вводится в известковые и цементные растворы в виде добавки в таких количествах, чтобы отношение цемент : глина не превышало 1: 1 (по объему). Добавка глины улучшает зерновой состав, повышает водоудерживающую способность, улучшает удобоукладываемость, увеличивает плотность раствора .
Глина состоит из различных минералов, поэтому бывает разного цвета.
Различают тощие, средние и жирные глины . Тощие обычно применяют в чистом виде, средние по жирности и жирные добавляют в раствор в меньшем количестве.

Приготовление кладочных строительных растворов

Кладочный раствор можно готовить в бетономешалке емкостью 0,15 м3 либо вручную.
Цементный раствор готовят следующим образом : в металлический либо деревянный ящик из досок толщиной 25-30 мм с обитым кровельным железом днищем размерами 1 х 0,5 м или 1,5 х 0,7 м, высотой 0,2-0,25 м сначала засыпают необходимое количество ведер песка ровным слоем и сверху насыпают полное ведро цемента, затем смесь перелопачивают до однородной по цвету массы, затем поливают из лейки отмеренным количеством воды и продолжают перелопачивать до получения однородного состава.
Приготовленный раствор расходуют в течение 1,5 часов, чтобы он не потерял прочность. Песок для приготовления раствора необходимо предварительно просеять через сито с ячейками 10x10 мм (для каменной кладки ).

Раствор из известкового теста готовят сразу , перемешивая его с песком и водой до однородного состава.

Цементно-известковый раствор готовят из цемента, известкового теста и песка .

Известковое тесто разводят водой до густоты молока и процеживают на сите с ячейками 10x10 мм. Из цемента и песка готовят сухую смесь, затворяют известковым молоком до требуемой густоты (консистенции теста).

Цементно- глиняный раствор готовят аналогично цементно-известковому.

Составы (в объемных частях) цементных , цементно-известковых , известковых и марки растворов приведены в табл. 1, 2.

Таблица 1. Составы цементно-известковых, цементно-глиняных и цементных растворов для каменных конструкций

Марка цемента	Объемная дозировка (цемент: известь или глина: песок) для растворов марок
	150	100	75	50	25	10
400	1: 0,2: 3 1: 0: 3	1: 0,4: 4,5 1: 0: 4,5	1: 0,5: 5,5 1: 0: 5,5	1: 0,9: 8	---	---
300	1: 0,1: 2,5 1: 0: 2,5	1: 0,2: 3,5 1: 0: 3	1: 0,3: 0,4 1: 0: 4	1: 0,6: 6 1: 0: 6	1: 1: 10,5 1: 1: 9	---
200	---	---	1: 0,1: 2,5 1: 0: 2,5	1: 0,3: 4 1: 0: 4	1: 0,8: 7 ---	1: 1: 9 1: 0,8: 7

Примечание :
Верхние значения для цементно-известковых растворов , нижние - цементно-глиняных растворов . 0 - обозначает отсутствие данного вяжущего в растворе.

Таблица 2. Составы известковых растворов

Потребность цемента на 1 куб.м. песка или цементно-известкового либо цементно-глиняного раствора приведена в таблице 3 .

Таблица 3. Расход цемента, кг на 1 м³ песка (раствора)

Марка цемента	Марка раствора
	150	100	75	50	25	10
400 200	350 400	255 300	200 240 405 445	140 175 280 325	--- 155 190	--- 75 95

Примечание : Числитель - расход цемента на 1 куб.м. песка. Знаменатель - 1 куб.м. раствора.

Классификация строительных растворов по виду вяжущего вещества следующая:

Цементные растворы (на портландцементе или его разновидностях);

Известковые растворы (на воздушной или гидравлической извести);

Гипсовые растворы (на основе гипсовых вяжущих);

Смешанные растворы (на цементно-известковом, цемент-но-глиняном, известково-гипсовом вяжущем).

Растворы, приготовленные на одном вяжущем, называют простыми, а на нескольких вяжущих - смешанными (сложными).

Выбор вяжущего зависит от назначения раствора, предъявляемых к нему требований, температурно-влажностного режима твердения и условий эксплуатации здания. В качестве вяжущих применяют портландцемент, пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, специальные низкомарочный цемент, известь, гипсовое вяжущее. Для экономии гидравлических вяжущих и улучшения технологических свойств строительных растворов широко применяют смешанные вяжущие.

Кладочные растворы различают по виду вяжущего и применению. Для монтажа конструкций из крупноразмерных элементов, кладки стен из кирпича и блоков применяют цементно-известковые и цементно-глиняные растворы. Вяжущим в этом случае служат портландцемента и шлакопортландцементы. Добавка извести или глины обеспечивает лучшую удобоукладываемость раствора и способствует экономии цемента.

Отделочные растворы подразделяют на обычные штукатурные и декоративные. Для наружных штукатурных покрытий стен зданий с влажностью воздуха в помещениях до 60% применяют цементно-известковые растворы, для внутренней штукатурки - известковые, гипсовые, известково-гипсовые и цементно-известковые растворы. Для зданий с относительной влажностью в помещениях более 60% используют цементные и цементно-известковые растворы на портландцементах.

Декоративные растворы в современном индустриальном строительстве применяют для отделки железобетонных стеновых панелей, крупных легкобетонных стеновых блоков.

Свойства растворных смесей

1) удобоукладываемость

2)Расслаиваемость

3) Воздухововлечение

Об этом писалось в вопросе 64

Жб монолитный и сборный

Монолитный

Недостатки: сезнность работ, перерасход цемента, плохие кадры, невозможность контроля за всеми операциями, дорогостоящая опалубка

Достоинства: Возможность изменения внешнего облика здания,нет швов, нет неудобств жителям из-за заводов.

Сборный все наоборот

74. Микро-структура древесины: Клетки древесины имеют оболочку из целлюлозы, внутри находятся платоплазмы, вакуоли. К концу лета от клетки остается только целлюлоза. Клетки имеют вытянутую форму, ориентируясь по стволу, к концу лета остается полаятрубка Структура дерева пористая и волокнистая, волокна ориентируются по вертикали.

Макро-структура древесины: Деревья бывают ядровые, заболонные и спелодревесные.

Ядровые и спелодревесные породы в основном лиственные. Листовые пластинки в основном широкие. В рыхлую часть попадают поры грибов, которые питаются целлюлозой и продукты жизнедеятельности окрашиваются в темный цвет. На поперечном срезе между корой и заболонью находится очень тонкий слой живых клеток. 2 Слоя (камбий и луб) Клетки камбия делятся и наращивают годичные кольца, большая часть в древесину. Луб передает воду от корней к листьям. Продольный срез-по радиусу проекции годичных колец. Тангенсальный- по касательной.Сучки м.б. одиночными и мутовчатыми. Мутовка-ветки, отходящие по одной плоскости.

Разрушающие и наразрушающие способы оценки прочности древесины.

Разрушаюшие: Прочность оценивается вдоль волокон, поперек волокон, при изгибе, при скалывании. Предел прочности при сжатии вдоль волокн оценивается при максимальной нагрузке Поперек при 30 процентах линейной деформации.

Неразрушающие: определение прочности по проценту поздней древесины

76.Пороки древесины :1)Строение ствола:1.Сбежистость2.Кривизна(односторонняя и Разносторонняя)3.Закаменистось 4.Пасынок5.Крень6.Свилеватость7.Косослой

3) Трещины:1. Морозобойные 2.Ветриница 3.Отлуп

4)Био-повреждения

77. Сортамент древесины : двух-кантный трех-кантный четырех-кантный брус. Необработанная доска. Чистообрезанная доска, Средняя доска с лстрым обзолом, Обрезная доска с тупым обзолом, Брусок, обапол гортыльный, обапол дощатый, шпала необрезанная, шпала обрезная.

Физико-химические свойства: 1.Прекрасный теплоизоляционный материал

2. Анизатропна

Гниение древесины относят к био-повреждениям. Вызывается грибами. Бактериями насекомыми. В живом дереве споры попадают вовнутрь, прорастают. Сначала развивается, древесина гниет.

Поведение древесины при горении проходит несколько стадий:

При нагревании до 105°С из древесины испаряется вода;

При нагревании до 150°С из древесины удаляются остатки влаги и начинается разложение и выделение газообразных продуктов;

При нагревании 270-280°С начинается экзотермическая реакция с выделением тепла, т.е. созданы условия для самоподдержания необходимой температуры, при которой идёт разложение древесины с образованием пламени и дальнейшим повышением температуры;

При температуре 450°С и более пламенное горение переходит в беспламенное горение угля (тление) с температурой до 900°С.

Способы защиты от гниения это в первую очередь стремление стараться избежать постоянно нагревающихся замкнутых помещений(условий способствующих развитию грибов) , пропитывание древесины спциальными составами.Защитить дерево от горения можно покрыв его специальными составами, или же покрыть краской, лаком и т.п., что в свою очередь тоже защитит дерево от горения.

Состав и свойства и область применения битумов и дегтей

Битумы и дегти

Выделение вспомогательных материалов в отдельную группу определяется их второстепенной ролью в создании декоративно-отделочных покрытий. К примеру, битумы и дегти, обладающие специфическим запахом и черно-коричневым цветом, редко используются непосредственно в отделке. Однако в составе мастик, лаков, гидроизоляции эти материалы играют первостепенную роль.

Битумы и дегти представляют собой группу органических вяжущих. Битумы (природные, нефтяные, сланцевые) - вещества, состоящие из высокомолекулярных углеводородов нафтенового, ароматического и метанового рядов и их кислородных, сернистых и азотистых производных, полностью растворимые в сероуглероде. Дегти (каменноугольные, торфяные, древесные) - вещества, состоящие в основном из смеси высокомолекулярных ароматических углеводородов и их кислородных, азотистых и сернистых производных.

Химический состав битумов и дегтей сложен. В нем находится около 200 различных органических веществ. Битумы и дегти обладают рядом общих свойств:

1) при нормальной температуре органические вяжущие - это твердые массы или густые жидкости темного, почти черного цвета;

2) при нагревании они размягчаются (разжижаются), а при охлаждении - отвердевают. Эта особенность позволяет применять их как связующее вещество;

3) они практически не растворяются в воде (а многие и в кислотах), но растворяются в органических растворителях (сероуглероде, хлороформе, бензоле, дихлорэтане и др.). Это позволяет их использовать при изготовлении лаков и мастик;

4) истинная и средняя плотности битумов и дегтей равны, так как они не имеют пористости, следовательно, практически водонепроницаемы;

5) битумы и дегти гидрофобны (не смачиваются водой);

6) учитывая свойства 4 и 5, можно сделать заключение о водостойкости и морозостойкости битумов и дегтей. Указанные свойства позволяют использовать их в качестве кровельных и гидроизоляционных материалов;

7) битумы и дегти имеют аморфное строение, поэтому у них нет определенной температуры плавления, а существуют интервалы размягчения, т. е. при нагревании они постепенно переходят из твердого состояния в вязкожидкое;

8) битумы и дегти при размягчении прочно сцепляются с камнем, деревом, металлом и др. (это свойство носит название адгезии). Используются при применении в качестве вяжущих веществ; переводить в рабочее состояние битумы и дегти можно не только расплавлением и растворением в органических растворителях, но и эмульгированием в воде. (Получение битумных эмульсий производят с помощью специальных добавок-эмульгаторов.)

При оценке качества битумов и дегтей необходимо знать их групповой состав. В групповой состав битумов входят:

масла (45 ...65%) - вязкие жидкости светло-желтого цвета с плотностью менее 1, состоящие из углеводородов с молекулярной массой 100 ...500; масла придают вяжущему подвижность и текучесть;

смолы (15... 30 %) - вязкопластичные высокомолекулярные аморфные вещества темно-коричневого цвета с плотностью около 1 и молекулярной массой 500... 1000; от их содержания зависят степень пластичности битумов и вяжущие свойства;

асфальтены (10... 30%) - твердые хрупкие вещества кристаллического строения с плотностью больше 1 и молекулярной массой 1000... 5000; их содержание определяет теплоустойчивость, вязкость и хрупкость вяжущего;

карбены и карбоиды (1... 2%) - твердые углеродистые вещества, образующиеся при высоких температурах; их содержание повышает вязкость и хрупкость вяжущего.

Примесь в битуме кристаллического парафина (0,6... 8 %) понижает его качество, в частности повышает хрупкость при пониженных температурах.

Групповые углеводороды, как компоненты битума, образуют сложную систему. Дисперсионной средой в этой системе является молекулярный раствор смол или их части в маслах, а дисперсной фазой служат асфальтены. В пограничной зоне адсорбированы асфальтогеновые кислоты. Если в системе имеется избыток дисперсионной среды, то комплексные частицы (мицеллы) свободно в ней перемещаются и не контактируют между собой. Это характерно для жидких битумов при нормальной температуре и для вязких битумов при повышенных температурах. При пониженном количестве дисперсионной среды и большем количестве мицелл они контактируют друг с другом и образуют мицеллярную пространственную сетку. Такие битумы характеризуются высокой вязкостью и твердостью при комнатной температуре.

В дегтях кроме масел (60....80%) и смол (15...25%) содержится свободный углерод (5... 25%) - твердое вещество с высокой молекулярной массой. В состав дегтей входят также нафталин, антрацен, фенолы и некоторые другие примеси.

По происхождению битумы делятся на природные, нефтяные (искусственные) и сланцевые.

Природные битумы образовались в результате естественного процесса окислительной полимеризации нефти. Они иногда встречаются в чистом виде, образуя озера, но чаще пропитывают горные породы - известняки, доломиты, песчаники. Такие породы называют битумными, или асфальтовыми.

Природные битумы получают из асфальтовых пород экстрагированием с помощью различных растворителей (но это дорогостоящий способ, поэтому он не получил достаточного распространения), или вывариванием в горячей воде.

Искусственные нефтяные битумы - продукты переработки нефти и ее смолистых остатков - по стоимости почти в шесть раз ниже природных. По способу производства они делятся:

на остаточные, полученные из гидрона путем дальнейшего глубокого отбора из него масел;

окисленные, получаемые окислением нефтяных остатков кислородом воздуха в кубах (конверторах) непрерывного или периодического действия;

крекинговые, получаемые переработкой остатков, образующихся при крекинге нефти;

компаундированные, получаемые смешиванием нефтяных продуктов различной вязкости;

битумы деасфальтизации, получаемые осаждением асфальтосмолистой части гидронов пропаном и другими растворителями.

У нас в стране наиболее распространен метод получения окисленных битумов.

Гудрон - остаток после отгонки из мазута масляных фракций; он является основным сырьем для получения нефтяных битумов.

Термин «сланцевые» битумы не совсем точен. По свойствам и химическому составу сланцевые битумы приближаются к битумным материалам, а по способу получения - к дегтям. Область применения сланцевых битумов в основном та же, что и нефтяных.

По назначению битумы подразделяются на строительные, кровельные и дорожные, а по основным свойствам делятся на марки.

Строительные нефтяные битумы выпускают трех марок: битум нефтяной БН-50/50, БН-70/30, БН-90/10. Цифры показывают: числитель - температуру размягчения,°С; знаменатель - среднее значение глубины проникания иглы. Применяются для изготовления асфальтовых бетонов и растворов, приклеивающих и изоляционных мастик, покрытия и восстановления рулонных кровель.

Нефтяные кровельные битумы, применяемые для производства кровельных и гидроизоляционных материалов, вырабатывают трех марок: битум нефтяной кровельный БНК-45/180 - пропиточный битум, БНК-90/40 и БНК-90/30 - покровные битумы. Цифры показывают: числитель - среднее значение температуры размягчения,°С, знаменатель - среднее значение глубины проникания иглы.

Нефтяные дорожные битумы, применяемые в качестве вяжущего при строительстве дорожных и аэродромных покрытий, выпускают пяти марок: битум нефтяной дорожный БНД-200/300, БНД-130/200, БНД-90/130, БНД-60/90, БНД-40/60. Цифры показывают допускаемые пределы отклонения глубины проникания иглы при 25°С.

При разжижении вязких битумов жидкими нефтяными продуктами получают жидкие нефтяные битумы. В зависимости от скорости формирования структуры жидкие битумы делятся на три класса: БГ - быстро густеющие, СГ - среднегустеющие, МГ - медленногустеющие.

Жидкие битумы используют в основном при строительстве дорог (для обработки гравийных и щебеночных смесей, изготовления асфальтовых материалов).

Дегти получают в процессе деструктивной (нагревание без доступа воздуха) перегонки твердых видов топлива. В зависимости от исходного сырья получают каменноугольные, торфяные и древесные дегти. Наибольшее распространение в строительной практике получил каменноугольный деготь.

Это вязкая невзрывоопасная маслянистая жидкость черного цвета с характерным запахом, обусловленным содержанием в нем фенолов и нафталина.

В состав каменноугольных дегтей входят определяющие их токсичные свойства каменноугольный пек (около 50%) и высококипящие фракции каменноугольной смолы.

Каменноугольные дегти в зависимости от значения вязкости подразделяют на шесть марок: Д - 1, Д - 2, Д - 3, Д - 4, Д - 5, Д - 6.

При переработке 1 т угля получают 700... 750 кг кокса, 300... 350 м3 коксового газа, 12... 15 л бензола, до 3 кг аммиака, 30... 40 кг сырого дегтя (сырой каменноугольной смолы). Сырой каменноугольный деготь не пригоден для производства строительных материалов, так как содержит значительное количество летучих веществ и растворимых, вымываемых водой соединений, которые понижают их погодоустойчивость. При отгонке из сырого дегтя воды, всех легких и частично средних масел получают отогнанный деготь, а при дальнейшей отгонке средних и тяжелых масел получают антраценовое масло и пек.

Составленный деготь получают сплавлением пека с антраценовым маслом или с отогнанным дегтем. Составленные дегти наиболее пригодны для строительных целей, так как, изменяя соотношения между пеком и антраценовым маслом или отогнанным дегтем, можно получать составленные дегти требуемой вязкости и температуры размягчения.

Каменноугольный пек является твердым остатком после отгонки из каменноугольного дегтя всех летучих фракций. Это аморфное вещество черного цвета, хрупкое, с характерным блеском и раковистым изломом. Состоит из высокомолекулярных углеводородов и их производных и свободного углерода в виде тонкодисперсных частиц (8... 30%). Каменноугольный пек выпускают двух марок: среднетемпературный (А и Б) и высокотемпературный, которые отличаются друг от друга температурой размягчения, зольностью и содержанием влаги.

Отогнанные и составленные дегти, антраценовое масло и пек используют как сырье в производстве дегтевых кровельных материалов, приклеивающих и покрасочных мастик.

В строительстве наиболее широко применяются битумные материалы (они более атмосферостойки), дегтевые же материалы служат ценным сырьем для получения разных химических продуктов. К тому же дегтевые материалы под действием влаги, кислорода воздуха, солнечной радиации сравнительно быстро стареют, становятся хрупкими и малопрочными. Но дегтевые материалы более биостойки, чем битумные. Стойкость к гниению объясняется высокой токсичностью содержащегося в дегтях фенола, например, карболовой кислоты.

Битумы и дегти объединяет близость состава и структуры и, как следствие, сходство основных технических свойств.

Важнейшими параметрами дегтей и битумов является вязкость, пластичность и теплостойкость. При необходимости для битумов и дегтей определяются дополнительные качественные показатели; температура вспышки, температура хрупкости, сцепление с каменными материалами и др.

1. Вязкость битумов и дегтей является характеристикой их структурно-механических свойств и зависит главным образом от температуры. При повышении температуры вязкость снижается, при понижении - резко возрастает; при отрицательных температурах битумы и дегти становятся хрупкими. Структурная вязкость для жидких битумов и дегтей определяется временем истечения пробы в секундах при постоянной температуре через отверстие стандартного вискозиметра размером 5 или 10 мм. Для полутвердых и твердых битумов структурированная вязкость, точнее текучесть (величина, обратная вязкости), измеряется в условных единицах по глубине проникания иглы в битум при определенной нагрузке, температуре, времени погружения.

2. Пластичность битумов характеризуется условно величиной растяжимости нити до разрыва, выраженной в сантиметрах, при температуре 25°С.

3. Теплостойкость битумов и дегтей, имеющих аморфное строение, определяется на приборе «кольцо и шар» по температуре, при которой битум или пек, залитые в кольцо, выдавливаются на определенную глубину (2,54 см) под действием массы стального шарика.

4. Температура вспышки характеризует степень огнеопасности битума при разогревании в котлах.

5. Температурой хрупкости названа температура, при которой образуется первая трещина на изгибаемом тонком слое битума, нанесенном на стальную пластинку специального прибора. Чем ниже температура хрупкости битума, тем выше его морозостойкость и тем выше качество битума.

6. Растворимость в органических растворителях.

8. Водостойкость характеризуется содержанием водорастворимых соединений.

9. «Пассивные» сцепления с мрамором и песком и др. Каменноугольные дегти и битумы - горючие вещества; температура вспышки дегтя - 150... 190°С, температура воспламенения - 180...270°С; температура самовоспламенения выше 540°С. Температурные пределы воспламенения паров: нижний - выше 120°С, верхний - выше 150°С. Температура вспышки битума 220... 240°С (в зависимости от марки), минимальная температура самовоспламенения 300... 368°С.

Хранят дегти и битумы в закрытых хранилищах, оборудованных устройствами для обогрева паром. В строительстве битумы и дегти применяют: для производства рулонных кровельных, гидроизоляционных и герметизирующих материалов; изготовления различных мастик, паст, эмульсий и простейших лаков; приготовления асфальтовых бетонов и растворов.

80. Рулонные кровельные материалы на основе битумов и дегтей Битумные и дегтевые рулонные кровельные материалы, несмотря на некоторые существенные недостатки по сравнению с асбестоцементными и черепицей (меньшая долговечность и огнестойкость, необходимость устройства для их укладки сплошной обрешетки), широко применяют в строительстве, особенно в промышленном. Они позволяют устраивать кровли с малым уклоном, плоские кровли и крыши сложной конфигурации; при их применении сокращаются расходы на эксплуатацию кровли в условиях агрессивной среды и т. п.

В общем объеме всех видов кровельных материалов около 50 % приходится на долю мягкой кровли.

Кровельные и гидроизоляционные материалы на основе битумов и дегтей делят на рулонные, листовые и штучные изделия, обмазочные материалы - мастики эмульсии и пасты, а по виду вяжущих - на битумные, дегтевые, гудрокамовые, резинобитумные, битумо- и дегтеполимерные.

Рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы могут быть двух типов - основные и безоснбвные. Основные материалы изготовляют путем обработки органическим вяжущим основы - кровельного картона, стеклоткани, стекловойлока, металлической фольги, асбестового картона и т. п. Безоснбвные материалы получают в виде полотнищ заданной толщины прокаткой на каландрах термомеханически обработанных смесей из органического вяжущего, порошкового или волокнистого наполнителя и специальных добавок. Наибольшее распространение в строительстве имеют материалы первого типа, некоторые представители их впервые были изготовлены в 1877 г. в России инж. А. А. Летним.

В зависимости от класса сооружений, климатических и эксплуатационных условий, уклона кровли рулонные материалы укладывают в один, а чаще в несколько слоев, которые образуют монолитное покрытие, называемое кровельным ковром.

В соответствии с назначением рулонные материалы, имеющие основу, делят на два вида: покровные и беспокровные. Покровные материалы, применяемые главным образом для верхней части кровельного ковра, получают пропиткой основы органическими вяжущими и нанесением на нее с двух сторон покровного слоя из более тугоплавких органических вяжущих, часто с добавкой в них наполнителей, антисептиков и других компонентов. Покровный слой воспринимает атмосферные воздействия. Беспокровные материалы, предназначенные для нижней и средней частей кровельного ковра, покровного слоя не имеют.