Классификация строительных материалов

Сланцевые дегти получают при нагревании горючих сланцев  без доступа воздуха. В настоящее  время эти дегти в виде вязких и жидких. По химическому составу и свойствам сланцевые дегти приближаются к битумным материалам и поэтому им присвоен не совсем точный термин «сланцевые битумы». Сланцевые битумы в большей степени по сравнению с нефтяными изменяют свои свойства при нагревании. Погодоустойчнвость таких битумов также меньше, чем у нефтяных. Сланцевые битумы используются обычно при тех же видах работ, как и нефтяные битумы.

 

48.  Виды битумов

Нефтяные битумы представляют собой твердые, вязкопластичные или жидкие продукты переработки нефти. По химическому составу битумы - сложные смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных азота, кислорода и серы, полностью растворимые в сероуглероде. Для исследования битумов их разделяют на основные группы углеводородов (близкие по свойствам) - масла, смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды.

Масла - смесь циклических  углеводородов (в основном нафтенового  ряда) светло-желтой окраски с плотностью менее 1 и молекулярной массой 300...500; повышенное содержание масел в битумах  придает им подвижность, текучесть. Количество масел в битумах колеблется в пределах 45...60%.

Смолы - вязкопластичные вещества темно-коричневого цвета с плотностью около 1 и молекулярной массой до 1000. Смолы имеют более сложный состав углеводородов, нежели масла. Они состоят в основном из кислородных гетероциклических соединений нейтрального характера и придают битумам большую тягучесть и эластичность. Содержание смол 15.,30%.

Асфальтены и их модификации (карбены и карбоиды) - твердые, неплавкие вещества с плотностью несколько больше 1 и молекулярной массой 1000...5000 и более. Эта группа углеводородов является существенной составной частью битумов. Повышенное содержание асфальтенов в битуме определяет его высокие вязкость и температурную устойчивость. Общее содержание асфальтенов в различных битумах составляет 5...30% и более.

Карбены и карбоиды встречаются в битумах сравнительно редко в малом количестве (1...2%) и способствуют повышению хрупкости битума.

Асфальтовые кислоты  и их ангидриды - вещества коричневатого цвета смолистой консистенции с плотностью более 1. Они относятся к группе полинафтеновых кислот и могут быть не только вязкими, но и твердыми. Асфальтогеновые кислоты являются поверхностно-активной частью битума и способствуют повышению сцепления его с поверхностью минеральных заполнителей. Содержание их в нефтяных битумах составляет около 1 %.

Важнейшими свойствами битумов, характеризующими их качество, являются вязкость, пластичность, температуры  размягчения и хрупкости.

Для дорожного строительства  но ГОСТу предусмотрены пять марок  от БНД (битум нефтяной дорожный)-200/300 до БНД-40/60, где цифры дроби указывают  на допустимые для данной марки пределы  изменения показателей пенетрации при 25°С, и четыре марки БН от 200/300 до БН-60/90.

Для строительных работ по ГОСТу предусмотрено три марки, обозначаемые «БН» — битум нефтяной: БН-50/50, БН-70/30 и БН-90/10, где цифры  числителя дроби соответствуют  показателю температуры размягчения  по «К и Ш» (кольцо и шар), а знаменателя — указывают на средние значения пределов изменения пенетрации при 25°С.

Для кровельных работ по ГОСТу  предусмотрены следующие марки: БНК (битум нефтяной кровельный)-45/180, БНК-90/40 и 90/30, а также БНК-45/190. В  данном случае числитель дроби соответствует  среднему значению показателей температуры  размягчения по «К и Ш», а знаменатель — среднему значению показателей пенетрации на 25СС.

Кроме твердых и вязкопластичных битумов указанных марок существуют жидкие битумы. Жидкие битумы при комнатной температуре имеют незначительную вязкость, т. е. жидкую консистенцию, и применяются в строительстве в холодном или слегка подогретом (до 50.. .60°С) состоянии.

 

49.  Изделия на основе органических вяжущих веществ

Органические вяжущие  вещества представляют собой природные  или искусственные твердые, вязкопластичные или жидкие (при комнатной температуре) продукты, способные изменять свои физико-механические свойства в зависимости от температуры. По химическому составу это либо сложные смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных серы, азота, кислорода (битумы и дегти), либо карбоцепные и гетероцепные соединения, состоящие в основном из атомов углерода в сочетании с атомами водорода, азота, серы, кислорода и кремния (полимеры).

Органические вяжущие  вещества разделяют на три основные группы: битумы природные и нефтяные; дегти каменноугольные, сланцевые, торфяные и древесные; полимеры полимеризационные и поликонденсационные.

В единой классификации строительных конгломератов органические вяжущие  вещества располагаются в группе безобжиговых материалов и характеризуются следующими общими признаками:

1. Химический состав их  представлен органическими соединениями и все они относятся к продуктам химической переработки природного или синтетического сырья, в основном нефти, каменного угля, горючих сланцев, торфа, древесины, природных газов, нефтегаза, мономеров и т. п.

2. Для получения матрицы  (в конгломерате) требуется, чтобы  вяжущие вещества обладали заданной  консистенцией, обеспечивающей образование  тонкой пленки на поверхности  заполнителя или наполнителя,  что достигают разными способами  — нагреванием, растворением, эмульгированием  и т. п.

3. Они имеют хорошую  адгезию к заполнителям (наполнителям) и обладают способностью сцеплять  их в монолит, образуя макро-  и микроконгломераты, относящиеся,  как и вяжущие, к группе безобжиговых материалов.

4. В той или иной мере  они являются гидрофобными и  придают водоотталкивающие свойства  материалам.

5. Хорошо растворяются  в органических растворителях  — бензоле, бензине, керосине, толуоле и других, за некоторым  исключением, когда только набухают.

6. Многие органические  вяжущие вещества имеют склонность  к изменению своих первоначальных  свойств под воздействием кислорода  воздуха, ультрафиолетовых лучей,  повышения температуры, солнечной  радиации и некоторых других  факторов.

Практически все они способны гореть, некоторые из них токсичны.

При отверждении в присутствии  минеральных заполнителей (наполнителей) органические вяжущие вещества образуют асфальтовые или полимерные конгломераты и подобно другим имеют заполняющую  часть, вяжущее вещество, контактную зону и поры. При этом вяжущая  часть в них может рассматриваться  как своеобразный микроконгломерат, активно участвующий в формировании макроструктуры. Строительные материалы  и изделия с конгломератным типом  структуры в виде асфальто- и дегтебетонов и растворов, пластических масс и других при оптимальной структуре подчиняются основным законам общей теории ИСК.

 

50.  Асбоцемент. Изделия на его основе

Асбестоцемент - цементный  композиционный материал, упрочненный  асбестовым волокном. Цементный камень хорошо сопротивляется сжимающим и  плохо - растягивающим напряжениям. Введение 15% тонковолокнистого асбеста, обладающего высокой прочностью на растяжение, значительно повышает физико-механические свойства цементного камня. Асбестоцемент обладает высокой  прочностью на растяжение, огнестойкостью, долговечностью, водонепроницаемостью, низкой теплопроводностью и электропроводностью.

Асбестоцементные изделия  подразделяют на листы, панели, плиты, трубы и фасонные детали к ним.

Асбестоцементные  листы в зависимости от назначения выпускают: кровельные, стеновые, облицовочные, для элементов строительных конструкций, электротехнические. По форме различают листы: плоские (прессованные и непрессованные), профилированные (волнистые, двоякой кривизны и фигурные).

Волнистые листы в зависимости  от высоты волны могут быть низкого  профиля - при высоте волны до 30 мм; среднего профиля - при высоте волны 31-42 мм; высокого профиля - от 43 мм и более.

Листы изготовляют естественного  серого цвета и окрашенные или  офактуренные, мелкоразмерные (длиной до 2000 мм) и крупноразмерные (длиной 2000 мм и более). Волнистые листы  унифицированного профиля УВ имеют  шестиволновый профиль. Ширина листа 1125 мм, длина 1750, 2000 или 2500 мм, толщина 6 и 7,5 мм. Обозначение УВ-7,5-1750 указывает на толщину и длину листа в мм. Высота волны: перекрываемой 45 мм, перекрывающей 54 мм.

Листы и детали кровли (коньковые, переходные, уголковые и др.) должны выдерживать следующее число циклов попеременного замораживания и оттаивания:

- листы УВ-6 и детали - 25 циклов,

- листы УВ-7,5 - 50 циклов.

Листы УВ выпускают с государственным Знаком качества, высшего и первого сортов.

Листы среднего профиля имеют восьмиволновый и семиволновый профиль; высота волны 32-40 мм, ширина листов 980 или 1300 мм, длина 1750, 2000 и 2500 мм, толщина 5,8 и 6 мм. Применяются для устройства кровель жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий и стеновых ограждений производственных зданий.

Листы обыкновенного профиля ВО имеют шестиволновый профиль; высота волны 28 мм, ширина листов 686 мм, длина 1200 мм, толщина 5,5 мм. Предназначены для устройства кровель жилых и общественных зданий.

Листы волнистые  усиленного профиля; кровельные ВУ-К и стеновые ВУ-С имеют шестиволновый профиль; высота волны 50 мм, ширина листов 1000 мм, длина 2800 мм, толщина 8 мм. Служат для устройства кровель и стеновых ограждений производственных зданий и сооружений.

Асбестоцементные  плоские листы выпускают толщиной 4, 5, 6, 8, 10 и 12 мм, шириной 800, 1200, 1500 мм и длиной 200, 2500, 3200, 3600 мм.

Панели и плиты подразделяют по назначению на кровельные (покрытия, подвесные поголки), стеновые и перегородки. Их изготовляют преимущественно сборными (из отдельных элементов), реже цельноформованными.

По конструкции панели и плиты разделяют на неутепленные, утепленные и акустические.

Плиты, утепленные для покрытий промышленных зданий, изготовляют двух типов: рядовые АП (основные) и краевые  АПК (доборные).

Асбестоцементные  трубы выпускают следующего назначения: водопроводные (напорные и безнапорные), газопроводные, канализационные, вентиляционные, обсадные и муфты. Трубы имеют круглое либо прямоугольное поперечное сечение. Напорные водопроводные трубы по максимальному рабочему давлению подразделяют на классы:

до 0,6 МПа - класс ВТ6,

до 0,9 МПа - класс ВТ9,

до 1,2 МПа - класс ВТ12,

до 1,5 МПа - класс ВТ15,

до 1,8 МПа - класс ВТ18.

51.  Черные и цветные металлы, применяемые в строительстве

 

Металлами называют вещества, характерными свойствами которых  являются высокая прочность, пластичность, тепло- и электропроводность, особый блеск, называемый металлическим.

Металлургия различает руды чёрных металлов (на основе железа) и цветных (в их состав не входит железо, всего около 70 элементов). Исключением можно назвать около 16 элементов: так называемые благородные металлы (золото, серебро и др.), и некоторые другие (например, ртуть, медь).

Черные металлы представляют собой сплав железа с углеродом. Кроме того, в них могут содержаться в большем или меньшем количестве и другие химические элементы (кремний, марганец, сера, фосфор). С целью придать черным металлам специфические свойства в их состав вводят улучшающие или легирующие добавки (никель, хром, медь и др.). Черные металлы в зависимости от содержания углерода подразделяют на чугуны и стали.

Чугун - железоуглеродистый сплав с содержанием углерода 2-4,3%. В зависимости от назначения различают чугуны литейные, чугуны передельные и чугуны специальные. Литейные чугуны применяют для отливки различных строительных деталей; предельные — используют для производства стали; специальные чугуны — в качестве добавок при производстве стали и чугунного литья специального назначения.

Сталь - ковкий железоуглеродистый сплав с содержанием углерода до 2%. В зависимости от способа получения стали разделяют на мартеновские, конвертерные и электростали. По химическому составу в зависимости от входящих в сплав химических элементов стали бывают углеродистые и легированные. К углеродистым сталям относят сплавы железа с углеродом и примесями марганца, кремния, серы и фосфора. Углеродистую сталь, полученную различными способами, по характеру застывания принято разделять на спокойную, полуспокойную и кипящую. Легированными называют стали, в состав которых входят легирующие добавки (никель, хром, вольфрам, молибден, медь, алюминий и др.).

По назначению стали могут  быть конструкционные, применяемые  для изготовления различных строительных конструкций и деталей машин, специальные, характеризующиеся высокой  жаро- и износостойкостью, а также коррозионной стойкостью, и инструментальные.

Цветные металлы в чистом виде весьма редко используют в строительстве. Значительно чаще находят применение сплавы цветных металлов, которые по истинной плотности разделяют на легкие и тяжелые.