Будівельні матеріали

Для дорожніх бітумів  цифри (перша та друга) пов’язані  з межами зміни пенетрацї, наприклад БНД 200/300.

Бітумні матеріали характеризуються здатністю до старіння, сутність якого полягає у підвищенні крихкості й зменшенні тріщиностійкості внаслідок поступового окиснення компонентів під дією атмосферних факторів.

Бітумні речовини є гідрофобними, вони не змочуються і не розчиняються у воді, що дозволяє їх використовувати як основний компонент гідроізоляційних матеріалів.

Бітуми є хімічно  інертними до водних розчинів мінеральних  солей, лугів та кислот, наприклад, вони добре чинять опір дії лугів (при  концентрації до 45 %), фосфатній кислоті (при концентрації до 85 %), сульфатній (при концентрації до 50 %), соляній (при концентрації до 25 %). Менш стійкі бітуми в атмосфері, яка містить оксиди азоту, вони руйнуються при дії концентрованих розчинів кислот, розчиняються в органічних розчинниках. Відносна хімічна інертність бітумів дозволяє використовувати їх у будівництві для антикорозійного захисту.

Наведені вище властивості бітумів зумовили їх застосування в гідротехнічному й дорожньому будівництві, а також для виробництва покрівельних, гідроізоляційних та антикорозійних матеріалів.

 

6.3. Дьогтеві в’яжучі речовини

Дьогті – це в’язкі рідини чорного чи бурого кольору, які складаються з вуглеводнів та їх сірчаних, азотних і кисневих похідних, одержаних конденсацією пароподібних продуктів, що утворюються при розкладанні органічних матеріалів в умовах високої температури без доступу повітря.

За вихідною сировиною  дьогті поділяють на кам’яновугільні, торф’яні, деревні й сланцеві, залежно від методу переробки сировини – на коксові й газові, а з урахуванням технології отримання – на сирі, відігнані й складні.

У дьогтях міститься  велика кількість ненасичених вуглеводнів  ароматичного ряду, які піддаються окислювальній полімеризації при  контакті з киснем і водою, впливу ультрафіолетових променів. Атмосферостійкість дьогтевих матеріалів нижча порівняно з бітумними. Нестійкість дьогтів до процесів старіння пов’язана з випаруванням легких складових з дьогтю навіть при слабкому нагріванні на сонці, а також з тим, що сполуки, які містяться  в ньому, є ненасиченими, тому легко вступають в хімічну взаємодію з речовинами зовнішнього середовища, змінюючи свій склад і структуру, що призводить до появи тріщин, крихкості та втрати водовідштовхувальних властивостей.

Однак дьогті (порівняно  з бітумами) внаслідок великого вмісту речовин з полярними групами, відзначаються підвищеною адгезією до інших матеріалів. Вони мають вищу біостійкість, що пояснюється токсичністю фенолу, який міститься в їх складі. Дьогті використовують у тих самих галузях будівництва, що й бітуми, але їхнє застосування більш доцільне там, де є загроза виникнення біокорозії.

 

 

6.4. Асфальто- йдьогтебетони

Асфальтовим бетоном  називається суміш матеріалів різної крупності і бітуму. Асфальтобетонні суміші залежно від в’язкості бітуму й температури при укладенні в дорожнє полотно поділяють на гарячі, теплі та холодні.

Гарячу суміш готують  на основі в’язких бітумів і укладають при температурі не нижче 120 ^оС. Формування структури асфальтобетону в основному закінчується після ущільнення поверхні дорожніми котками.

Теплу суміш виготовляють використовуючи в’язкі й рідкі бітуми, температура укладення яких не нижче 70 ^оС. Процеси структуроутворення в асфальтобетоні (залежно від виду бітуму і погодних умов) можуть тривати від 2…3 годин до декількох тижнів.

Холодну суміш готують  на рідких бітумах, укладають при температурі навколишнього середовища не нижче 5 ^оС. Структуру асфальтобетону формується повільно (20…40 діб) залежно від швидкості загуснення бітуму, а також від погодних умов та інтенсивності руху автомобілів. Особливістю холодних асфальтобетонних сумішей є здатність деякий час залишатися сипкими, що дозволяє їх зберігати (без погіршення властивостей) протягом 8 місяців. Холодні суміші використовують для покриття та ремонту доріг із невеликою інтенсивністю руху.

Дьогтебетон – це штучний будівельний матеріал, отриманий ущільненням суміші дьогтю, щебеню, піску й мінерального порошку.

 

6.5. Характеристика матеріалів на основі бітумних і дьогтевих в’яжучих речовин

На основі бітумних і дьогтевих в’яжучих виготовляють велику кількість виробів: рулонні покрівельні й гідроізоляційні матеріали, штучні вироби, мастики, емульсії і пасти.

Емульсії – це дисперсні  системи, що складаються з двох рідин, які не змішуються між собою, причому одна рідина є диспергованою у другій. Стійкість утвореної емульсії досягається введеним до її складу емульгаторів – поверхнево-активних речовин (ПАР) або тонкодисперсних твердих порошків, які, з одного боку, знижують поверхневий натяг між бітумом і водою, а з другого – надають частинкам певного заряду, що перешкоджає їхньому злипанню. Емульгаторами є мила (нафтенових, сульфонафтенових) органічних кислот, лігносульфат технічний (ЛСТ), асидол, олеїнова кислота. До твердих емульгаторів належать тонкі порошки глин, вапна, цементу, кам’яного вугілля і сажі. Тверді емульгатори адсорбуються на поверхні бітуму і дьогтю, утворюючи захисний шар, що перешкоджає злипанню окремих глобул, диспергованих у воді.

Емульсії застосовують для влаштування захисного гідро- і пароізоляційного покриття, ґрунтування основи під гідроізоляцію, приклеювання штучних і рулонних матеріалів, а також гідрофобізації поверхонь виробів.

Бітумні пасти готують  з бітуму, води  й емульгатора. Пасти застосовують для влаштування захисного гідроізоляційного покриття, ґрунтування поверхні, яка ізолюється, ущільнення стиків у покрівлі, а також як в’яжучу суміш для виготовлення холодних мастик.

Мастики – це клейові  суміші, якими не тільки з’єднують  різні матеріали між собою, але  й покривають поверхні деталей та конструкцій відносно товстим шаром  для запобігання корозії, заповнюють щілини, раковини, отвори та інші заглиблення, щоб одержати однорідну гладку поверхню чи забезпечити герметичність швів.

Рулонні покрівельні  матеріали за структурою полотна  поділяють на основні й безосновні. Як основу рулонного матеріалу застосовують покрівельний картон, склотканини, фольгу, тканини на основі поліефірних волокон, еластоміри, еластоміри, азбестовий папір.

Рулонні покрівельні  матеріали виробляють із захисним шаром, яким може бути посипка (крупнозерниста – «К», дрібнозерниста – «Д», лускоподібна – «Л» і пиловидна «П»), покриття фольгою тощо.

Руберойд (ДСТУ Б А.1.1-15-94) виготовляють просочуванням покрівельного  картону м’якими нафтовими бітумами. Потім його покривають з однієї чи з обох сторін тугоплавким нафтовим бітумом і наносять тонкий шар подрібненого мінерального порошку, слюди чи кольорової мінеральної посипки.

Налагоджено випуск руберойду  дев’яти марок: РКК-420А, РКК-420Б, РКК-350Б, РКЧ-450Б, РКП-350А, РКП-350Б, РПП-300А, РПП-300Б, РПЭ-300.

Літера «Р» у позначенні марки означає руберойд; К, П, Э – перші літери російських слів: кровельный, подкладочный, эластичный; К,П,Ч - перші літери російських слів, які означають вид посипки: крупнозернистая, пылеватая и чешуйчатая; числа після літер позначають марку картону, літери А, Б – межі міцності при розтягу.

Наплавлений руберойд –  покрівельний матеріал, який наклеюють, не застосовуючи покрівельної мастики, розплавленням потовщеного нижнього покривного шару.

 

 

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ  РОБОТИ

1. Обґрунтувати можливість використання матеріалів на основі бітуму для ізоляційних робіт.

2. Навести приклади  використання матеріалів на основі  дьогтю.

3. Розшифрувати марок  руберойду РКК-420А, РКК-420Б, РКК-350Б,  РКЧ-450Б, РКП-350А, РКП-350Б, РПП-300А,  РПП-300Б, РПЭ-300.

4. Навести позитивні й негативні властивості матеріалів на основі бітуму.

 

 

 

 

 

 

Лекція 7

 

МАТЕРІАЛИ Й ВИРОБИ З ДЕРЕВИНИ

7.1. Загальні  відомості

Деревину з давніх часів широко застосовують у будівництві  завдяки її значному поширенню та високим будівельно-технологічним  властивостям: значній міцності при розтягу й стиску, невеликій щільності, низькій теплопровідності, технологічності при обробці, гарному зовнішньому вигляду.

Деревина як будівельний  матеріал має й ряд недоліків: неоднорідність будови і, відповідно, властивостей, гігроскопічність, займистість, здатність до гниття тощо. Частину цих недоліків можна подолати технічними заходами. Для підвищення гнилостійкості застосовують антисептики, а для підвищення вогнестійкості – антипірени. Виготовлення клеєних дерев’яних конструкцій зменшує  усихання і короблення деревини.

Деревину застосовують для виробництва паркету, дверних і віконних коробок, хрестовин, дверного заповнення, вбудованих меблів. Деревину й досі широко використовують для виготовлення шпал, опор ліній електропередач та як кріпильне риштовання в підземних розробках.

 

7.2. Будова деревини

Дерево складається  з коріння, стовбура і крони. Стовбур є основною частиною дерева, саме від його будови залежить повноцінність деревини.

Макроструктура – це будова деревини, що помітна неозброєним оком або при невеликому збільшенні. Вивчення макроструктури дає змогу встановити основні ознаки деревини, визначити її породу й прогнозувати фізико-механічні та інші властивості. Вивчають три основних розрізи стовбура: торцевий, або поперечний, перпендикулярний до осі стовбура; радіальний – уздовж стовбура і такий, що проходить через стрижень; тангенціальний – паралельний осі стовбура.

На поперечному розрізі  стовбура видно кору, камбій, заболонь, ядро, стрижень, стрижневі промені й різні шари. У різні пори року камбій розвивається по-різному: влітку він утворює щільну деревину (пізня деревина), навесні – дірчасту (рання деревина). Чим більше утворилося пізньої деревини, тим вище її механічна міцність. Деревина легко розколюється і розтріскується при висиханні по стрижневих променях.

 

7.3. Мікроструктура і хімічний склад деревини

Деревина складається  з живих та відмерлих клітин різної форми та величини. Оболонка клітини  складається з целюлози, або клітковини (С₆Н₁₀О₅)_n. У процесі росту клітини оболонка дерев’яніє, що пов’язано з появою лігніну, який надає деревині пружності й твердості.

У деревині хвойних порід  зустрічаються ходи, призначені для  нагромадження смолистих речовин, що підвищують стійкість і довговічність  деревини.

Стінки клітини складені з органічних сполук, які у хвойних порід на 70 %, а в листяних на 80 % представлені вуглеводнями. До 30 % деревини складають речовини ароматичної природи, відомі як лігнін. Вуглеводні та лігнін – високомолекулярні сполуки, полімери з усіма притаманними їм характеристиками.

Незначна частка в  складі деревини припадає на екстрактивні речовини, що відносяться до низькомолекулярних сполук (смоли, смоляні кислоти, ефірні масла, барвники тощо).Вони надають  деревині колір, запах, смак, підвищують стійкість проти гниття і ураження грибами.

 

7.4. Деревні  породи

Деревні породи поділяють  на хвойні й листяні. Хвойні породи застосовують переважно для інженерних конструкцій.

Сосна -  ядрова порода, яка має високу міцність і низьку щільність (середня густина – 470…540 кг/м³). Ядро у неї буро-червоного кольору, а заболонь – жовтого. Деревина сосни смолиста, важко піддається загниванню її застосовують у вигляді кругляка і пиляних лісоматеріалів, а також для виготовлення столярних виробів й меблів.

Ялина – порода із стиглою деревиною, мало смолиста, має високі показники міцності, низьку середню щільність (440…500 кг/м³). ЇЇ застосовують для виготовлення будівельних конструкцій та столярних виробів.

Модрина – ядрова смолиста порода з підвищеними твердістю і середньою щільністю (630…730 кг/м³), стійка проти загнивання. Застосовують її в будівництві мостів, у гідротехнічному будівництві, для виготовлення шпал і рудникових стояків. Недоліком деревини модрини схильність до розтріскування.

Ялиця – порода без'ядрова, річні кільця широкі, не містять смоляних ходів. Деревина менш стійка порівняно з іншими породами, тому не застосовується у вологих умовах експлуатації.

Кедр – ядрова порода, яка має низьку щільність, її механічні властивості нижчі ніж у сосни; застосовують як будівельний ліс, пиломатеріали, а також для виготовлення столярних виробів.

Тис – порода ядрова, використовується для виготовлення меблів, у будівництві широкого застосування не знайшла.

Листяні породи налічують  багато найменувань (дуб, бук, осика, вільха, береза, липа, ясень, горіх тощо).

Дуб – ядрова порода, яка має високі механічну міцність, в’язкість і щільність (середня густина – 720 кг/м³). Має високу стійкість проти загнивання, гарну текстуру. Застосовують у відповідальних конструкціях, мостобудуванні, гідротехнічному будівництві, для виготовлення столярних виробів і меблів. При тривалому перебуванні у воді деревина темнішає, поступово перетворюючись на морений дуб.

Бук – розсіяно-пориста стиглодеревна порода. Деревина тверда, щільна (середня густина – 650 кг/м³), пружна, білого з червоним відтінком кольору, малостійка проти загнивання. Застосовують її для виготовлення столярних виробів, меблів і паркету.

Осика –  заболонна стиглодеревна порода. Деревина легка (середня щільність – 420…500 кг/м³), м’яка, зеленуватого кольору. Застосовують її для фанери щепи, тари.