Лекции по "Коррозии строительных материалов"

     Линолеум  на тканевой основе получают путем нанесения пасты, содержащей полимер, пластификатор, наполнитель, краситель и другие добавки, на джутовую или иные ткани. Ткань со слоем полимера проходит через термокамеру, в которой происходит полимеризация и превращение пасты в упругий и эластичный материал.

     Войлочную основу линолеума пропитывают антисептиком для придания ей биостойкости.

     Линолеум-релин (резиновый линолеум) состоит из нижнего (подкладочного) слоя, изготовленного из дробленой резины с битумом, и верхнего (лицевого) – из смеси синтетического каучука с наполнителем и пигментом.

    Более половины выпуска линолеума приходится на долю поливинилхлоридного линолеума. Чистые полы из него биостойки, гигиеничны и огнестойки.

    Линолеумы выпускают с гладкой и рифленой поверхностью, придавая ей разные цвета и оттенки. Длина рулонов 12 м, ширина 1,4..1,6 м (старый стандарт) и 2…3,5 м по европейскому стандарту при толщине 2…5 мм. Укладывают линолеум по ровному основанию, наклеивают на горячих или холодных мастиках. Если линолеум безосновный (холодный), то его надо укладывать по стяжке-утеплителю из легких бетонов или прокладочному утепляющему слою.

    Выгоднее  и проще применять сразу теплый трехслойный линолеум, не требующий  дополнительных работ, кроме выравнивания основания.

     Ковровые  синтетические материалы для пола имеют основу из полиуретана, а для верха применяют синтетические волокна, из которых тканые или нетканые покрытия типа коврового (ворсолин, ковролан и т.п.).

    Полимербетонные наливные полы толщиной 20…50 мм химически стойки и способны выдержать нагрузки, возникающие при работе внутрицехового транспорта. В состав бетона входят полимерные связующие: фенолформальдегидные, фурановые, эпоксидные или полиэфирные смолы с модификаторами, отвердителями, стабилизаторами и другими добавками.

    Помимо  связующего в такие бетоны вводят порошкообразный наполнитель и  обычные заполнители (песок, щебень или гравий). Технология производства работ не отличается от принятой для  монолитных бетонных полов: подготовка основания, заливка с разравниванием виброрейками, уплотнение катками или виброгладилками, заглаживание поверхности.

 

    

    Конструкционные материалы из полимеров

     Полимербетоны для несущих конструкций отличаются от полимерных растворов для наливных полов большим разнообразием компонентов для придания им тех или иных свойств. Так, для получения высокой прочности и химической стойкости лучше всего подходит связующее на эпоксидных смолах, а для удешевления состава связующее модифицируют каменноугольной (до 50%), или фурановой смолой.

     Расход  связующего: 100…200 кг/м³ полимербетона при соотношении к наполнителю от 1 : 5 до 1 : 12 по массе, что позволяет получить марки бетона в 1,5…2 раза выше, чем у цементного (особенно на растяжение). Технология изготовления и уплотнения та же, что и для обычных цементных бетонов. ТВО при 40…80 ºC значительно ускоряет процесс твердения. ПБ хорошо склеиваются с обычным бетоном, поэтому они применяются для ремонта ЖБК.

     Стеклопластики  – это композиционные листовые материалы, изготовляемые из стеклянных волокон или тканей, связанных полимером типа феноло-формальдегидных, полиэфирных или эпоксидных смол. Выпускают три вида изделий:

1) Стеклопластики с ориентированными волокнами (СВАМ) обладают

большой прочностью (R_р до 1000 МПа), легкостью (r = 1,8…2 г/см³), что в сочетании с химической стойкостью позволяет применять их для несущих строительных конструкций, емкостей и труб.

     2) Стеклопластики с рубленным стекловолокном формуют в виде волнистых или плоских листов на полиэфирном связующем, обладающим светопрозрачностью. Изделия из них применяют для устройства прозрачных кровель, ограждений балконов, перегородок.

     3) Стеклопластики на основе стеклоткани (стеклотекстолиты) получают горячим прессованием полотнищ тканей, пропитанных термореактивным полимером, при высоком давлении и температуре. Из стеклотекстолита готовят элементы несущих строительных конструкций (оболочки, своды, скорлупы для стеновых панелей), а при добавлении асбеста, порошкового наполнителя из подобной пасты формуют оконные и дверные блоки, фурнитуру, санитарно-технические изделия. 

     Санитарно-технические  и погонажные изделия

     Термопластичные трубы получают из ПВХ, полипропилена и полиэтилена экструзивным способом, прессованием, сваркой или склеиванием из листовых заготовок. Пластмассовые трубы в 3…6 раз легче стальных и обладают высокой коррозионной стойкостью. Благодаря низкому коэффициенту трения внутренней поверхности пропускная способность таких труб увеличивается на 30…40% по сравнению со стальными. Трубы легко режутся, свариваются, сверлятся.

     Их  используют при сооружении канализационных  и водопроводных сетей, вентиляционных сетей и систем. Прозрачные трубы  из оргстекла не имеют запаха, гигиеничны, и подходят для применения в парфюмерном  и медицинском производстве.

     Санитарно-технические  изделия изготовляют из полиметилакрилата, ударопрочного полистирола, полипропилена, полиамида, стеклопластика. Из пластмасс формуют ванны, мойки, сифоны, смывные бачки, детали вентиляторов, отдельные детали в кранах-смесителях и т.д.

     Погонажные  изделия – плинтусы, наличники, нащельники, поручни лестничных перил и пр. изготовляют из поливинилхлорида, полиэтилена, полистирола, органического стекла. Они выпускаются разноцветными, имеют гладкую поверхность, долговечны и дешевле деревянных.

 

     

     13 Органические (черные) вяжущие вещества.  

     13.1 Общие сведения 

       Битумные и дегтевые вяжущие наряду с полимерами и органическими клеями образуют группу органических вяжущих веществ. Их назначение аналогично назначению минеральных вяжущих веществ – объединять, связывать отдельные компоненты и элементы  в строительных материалах и изделиях. На основе органических вяжущих производят большое количество материалов и изделий   для строительства. Органические вяжущие хорошо совмещаются с резиной и полимерами, что позволяет значительно улучшить качество битумных и полимерных материалов в соответствии с требованиями современного строительства.

     К дегтевым материалам относят различные виды дегтя и пеки, получаемые в результате сухой перегонки каменного угля, древесины, торфа и др.

     К битумным веществам относят следующие разновидности:

     Природные битумы – вязкие жидкости или твердообразные вещества, состоящие из смеси углеводородов и их неметаллических производных. Природные битумы образовались в результате естественного процесса окислительной полимеризации нефти и испарения ее легких фракций. Природные битумы встречаются в районах нефтяных месторождений, образуя линзы в верхних слоях пород или даже асфальтовые озера на поверхности. В чистом виде природные битумы встречаются редко, а чаще просто содержатся в осадочных горных породах в виде прослоек или пропиток в асфальтовых горных породах.

     Асфальтовые горные породы – пористые породы (изестняки, доломиты, песчаники, глины, пески), пропитанные битумом. Из них извлекают битум нагреванием или их просто размалывают и применяют как асфальтовый порошок – заполнитель для асфальтобетона.

     Нефтяные (искусственные) битумы получают переработкой нефтяного сырья и, в зависимости от технологии производства могут быть: остаточные, получаемые из гудрона путем отбора из него масел; окисленные, получаемые из гудрона; крекинговые, получаемые переработкой остатков, образующихся при крекинге нефти.

     Гудрон – остаток после отгонки из мазута масляных фракций; он является основным сырьем для получения нефтяных битумов, используется в виде связующего вещества в дорожном строительстве. 

     13.2 Состав и строение  битумов

     Битум сравнительно древний строительный материал, имеет аморфную структуру в твердом состоянии, изотропен и характеризуется температурным интервалом размягчения. Битум, обладая гидрофобностью, водостоек, водонепроницаем в слоях, стоек к слабым агрессивным жидкостям и газам. Это вяжущее обладает высокой адгезией (прочностыо сцепления) к другим материалам (дерево, металл, бетон). Благодаря такому комплексу свойств битумные вяжущие нашли широкое применение в строительстве при устройстве кровли и для гидроизоляции строительных конструкций, их используют в дорожном строительстве в качестве вяжущего вещества для асфальтовых бетонов и растворов, в производстве кровельных, гидроизоляционных, пароизоляционных и теплоизоляционных материалов.

     Однако  следует учитывать, что битум  эластичен лишь при статических  нагрузках, а при динамических нагрузках, особенно в интервале отрицательных  температур, – хрупок, обладает невысокой теплостойкостью, горюч, легко растворяется в углеводородных растворителях.

 

     

       Нефтяные битумы (искусственные) получают при фракционной перегонке нефти на нефтеперерабатывающих заводах путем обработки остатков, образующихся при перегонке. По консистенции при нормальных температурах (18…22°С) нефтяные битумы могут быть твердыми, обладающими упругими, а иногда и хрупкими свойствами; полутвердыми (вязко-пластичными) и жидкими (легкотекучими).

     По  составу битумные вяжущие представляют собой сложные смеси высокомолекулярных углеводов метанового (С_nH_2n+n) и нафтенового (С_nH_2n) рядов и их производных, которые изменяют свои физико-механические свойства  в зависимости от температуры. Элементный состав битумов представлен углеродом (70…80%), водородом (10…15%), кислородом (1…5%), серой (2…9%) и азотом (0…2%). Однако этот состав не дает представления о химических соединениях, содержащихся в битуме и определяющих его структуру и свойства.

       Высокомолекулярные углеводороды, входящие в состав битумов, находятся в различных агрегатных состояниях и образуют  сложную дисперсную систему. Выделить отдельные углеводородные соединения из этой смеси весьма сложно. Поэтому для характеристики структуры битумов выделяют четыре группы углеводородов со сходными свойствами:

1. Масла – вязкие жидкости с плотностью меньше единицы и молекулярной массой 300…500. Повышенное содержание масел в битуме снижает его твердость и температуру размягчения, придает ему подвижность и текучесть. В битумах содержится 45…65% масел.

      2) Смолы - вязкопластичные вещества с плотностью около единицы. Состоят из более сложных, чем масла, углеводородов с молекулярной массой 500…1000. Смолы хорошо прилипают к поверхности каменных материалов, образуя водостойкие пленки, они придают битумам вяжущие свойства, повышают пластичность и растяжимость. В битумах содержится 15…30% смол.

     3) Асфальтогеновые кислоты и их ангидриды - вещества густой высоковязкой смолистой консистенции с плотностью более единицы. Это наиболее полярный, а, следовательно, и наиболее поверхностно-активный компонент битума, содержание которого определяет способность битума прилипать и прочно сцепляться с каменными и другими материалами.

     4) Асфальтены и их модификации – карбены и карбоиды – твердые и неплавкие вещества с плотностью более единицы и молекулярной массой 1000…5000 и выше. Это важная составная часть битума, определяющая процессы структурообразования, они придают битуму твердость и теплоустойчивость.

       В битумах содержится 10…30%  асфальтенов. В составе битума могут быть и твердые углеводороды – парафины.

    Согласно  современной коллоидной теории структуры  битума все его групповые компоненты образуют структурированную  дисперсную систему. Асфальтены, коллоидно растворенные в маслянистой и смолистой  среде, становятся своеобразными центрами или ядрами, которые окружены оболочкой среды убывающей плотности от тяжелых вязких смол к сравнительно легким текучим маслам. В этой системе нет четко выраженной границы между дисперсной фазой и дисперсионной средой.

      В пограничной зоне адсорбированы полярные молекулы асфальтогеновых кислот.