Строительные материалы и изделия

     Шлакопортландцемент. Его получают путем совместного  помола клинкера портландцемента, добавки  гипса и доменного гранулированного шлака в количестве 21 ... 80% от массы  цемента.

     Доменный  шлак по своему химическому составу близок к портландцементному клинкеру, поэтому его можно вводить в большем количестве, чем другие активные минеральные добавки, что дает снижение стоимости шлакопортландцемента на 20 ... 25%. Добавка доменного гранулированного шлака не снижает морозостойкости бетонов и растворов, изготовляемых на нем.

     При помоле шлакопортландцемента рекомендуется  сначала вводить в мельницу клинкер  как более твердый компонент, а затем шлак. Этот цемент выпускается  трех марок: 300, 400 и 500, он имеет начало схватывания не ранее 45 мин и не позднее 10 ч, т. е. он несколько медленнее схватывается и твердеет, чем обычный портландцемент. Кроме того, он имеет меньшие усадку и набухание, большую стойкость в пресных и сульфатных водах. Имеет хорошую сцепляемость с арматурой, в железобетоне и, что немаловажно, имеет более низкую стоимость.

     Шлакопортландцемент можно использовать для подводных  частей сооружений, но нежелательно при  попеременном замораживании и оттаивании, увлажнении и высыхании, хотя его морозостойкость несколько выше, чем пуццоланового портландцемента.

     Расширяющиеся цементы. Обычные цементы дают, как  правило, усадку при твердении и  не могут обеспечить водонепроницаемости  при заполнении швов между панелями, заделке трещин, гидроизоляции туннелей и стволов шахт и других работах. Для этих целей создаются безусадочные или расширяющиеся цементы. Физико-химические процессы при их твердении, создающие некоторое увеличение объема, связаны с образованием гидросульфоалюминатов кальция при взаимодействии исходных компонентов, объединенных при помоле. Ниже приводятся три вида расширяющихся цементов.

     ВРЦ — водонепроницаемый расширяющийся  и быстротвердеющий цемент состоит  из совместно измельченных 70 ... 76% глиноземистого цемента, 20 ... 22% полуводного гипса и 10 ... 11% высокоосновного гидроалюмината кальция. Он имеет марку 500 через 28 суток, хотя уже через 6 ч твердения набирает прочность не менее 7,5 МПа. Отличается пониженной морозостойкостью и может применяться только при положительных температурах.

     Существует  также ВБЦ — водонепроницаемый  безусадочный цемент, состоящий из тех же компонентов, но в несколько  иных соотношениях.

     ГГРЦ  — гипсоглиноземистый расширяющийся  цемент получают путем совместного  помола высокоглиноземистого клинкера (70%) и природного двуводного гипса (30%), чем создаются условия для кристаллизации эттрингита.

     Он  имеет удобные для производства сроки схватывания: начало — не ранее 20 минут, конец — не позднее 4 ч. Через  сутки должен быть водонепроницаемым  при давлении не ниже 1,0 МПа. Расширение у образцов проявляется только при твердении в воде. Термовлажностная обработка производится при температуре не выше 100°С.

     ГГРЦ  применяют для получения безусадочных и расширяющихся растворов, бетонов, штукатурок, для гидроизоляции шахт, подвалов, зачеканки труб, заделки различных швов и т. п.

     РПЦ — расширяющийся портландцемент получают путем совместного помола портландцементного алитового клинкера. Механизм расширения также обусловлен образованием кристаллов эттрингита (гидросульфо-алюмината кальция). Применение добавки позволяет ускорить образование этого соединения до схватывания цемента, что обеспечивает расширение цементного теста и растворов в пластическом состоянии без напряжений в кристаллической структуре.

     По  прочности РПЦ делится на марки: 400, 500 и 600. Начало схватывания — не ранее 30 мин, конец — не позднее 12 ч после за творения. Расширение в суточном возрасте составляет 0,15 ... 1,0%. Использование его примерно то же, что и ГГРЦ — для высокопрочных бетонных и железобетонных конструкции.  

     Напрягающий цемент (НЦ) предназначен для изготовления специальных так называемых преднапряженных  железобетонных изделий, в которых  натяжение арматуры должно быть осуществлено в нескольких направлениях. Силы натяжения  арматуры возникают при расширении самого цементного камня — это явление называют самонапряжением бетона.

     Расширение  в бетоне без арматуры достигает 4%, а сдерживаемое арматурой оно составляет не более 0,25 ... 0,75%. Пропаривание интенсифицирует расширение, а жесткость бетона увеличивает степень расширения цементного теста. Применяют НЦ для изготовления железобетонных напорных труб и тонкостенных железобетонных изделий.

     Расширяющиеся цементы получают также и с  другими расширяющими добавками. К  смешанным вяжущим на основе воздушных  вяжущих веществ относятся следующие. Известково-пуццолановый цемент. Применяют  в бетонах низких марок для  подводных и подземных сооружений, а также в изделиях с тепловлажностной обработкой. Известково-шлаковый цемент. Его применение то же, что известково-пуццоланового цемента.

     Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее вещество (ГЦПВ). Предел прочности  при сжатии этого вяжущего, полученного на обычном строительном гипсе, составляет 10 ... 15 МПа, а на высокопрочном — 30 ... 40 МПа. Конец схватывания наступает не позднее 20 мин, что удобно для производства. ГЦПВ применяют для изготовления стеновых панелей, а также санитарно-технических кабин и других конструкций.

     Шлакощелочные вяжущие вещества. Шлакощелочные  цементы отличаются высокой активностью, в 1.5 ... 2 раза превышающей активность портландцемента и достигающей 120 МПа. Шлакощелочные цементы на щелочных силикатах (жидком стекле) характеризуются особенно быстрым набором прочности, уже в суточном возрасте она составляет 20 ... 35 МПа.  
 

     Шлакощелочные бетоны имеют высокую морозостойкость, высокую коррозионную стойкость, водонепроницаемость  и низкое тепловыделение. Их можно  использовать для изготовления сборных бетонных и железобетонных изделий, а также в гидротехническом и дорожном строительстве.

     Кислотоупорный  цемент применяют для кислотоупорных замазок, растворов и бетонов. Изделия  из них устойчивы в среде минеральных  и органических кислот (за исключением фтористоводородной и кремнефтористоводородной) повышенной концентрации. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ВОПРОС 2

     Общие сведения. Функции  лакокрасочных материалов, их свойства и основные компонентов. Связующие, растворители и разбавители. 

     Итак, начнем знакомство с лакокрасочными изделиями. Лакокрасочным материалом называют композицию, которая, будучи равномерно нанесена на поверхность окрашиваемого изделия, в результате сложных физических и химических превращений формируется в сплошное полимерное покрытие с определенным комплексом свойств (защитных, декоративных, специальных). Общим свойством всех лакокрасочных покрытий является изоляция поверхности от внешних воздействий, придание ей определенных вида, цвета и фактуры. Это достигается за счет получения твердой пленки на основе органических (реже неорганических, например жидкого стекла) веществ. При этом толщина пленки может составлять несколько десятков или сотен микрометров.

     Следовательно, главным компонентом любого лакокрасочного материала, определяющим свойства получаемого покрытия, является пленкообразующее вещество. К природным пленкообразующим относятся растительные масла, подвергнутые специальной обработке, смолы естественного происхождения (янтарь, канифоль, копалы и др.), битумы и асфаль-ты, белковые вещества (казеин, костный клей), специально обработанная целлюлоза. Группа синтетических пленкообразующих веществ, используемых в производстве лакокрасочных материалов, гораздо шире и разнообразнее. Это алкидные, эпоксидные, карбамидо- и меламиноформаль-дегидные, фенолоформальдегидные, пер-хлорвиниловые и другие смолы. Основная часть пленкообразующих веществ используется для получения лакокрасочных покрытий, кроме того, их применяют для пропитки    пористых    поверхностей    (дерева, картона, бумаги)  и других целей.

     В композиции часто вводят пигменты (неорганические и органические) и наполнители для придания определенных свойств покрытию.

     Неорганические  пигменты — природные или синтетические  твердые окрашенные вещества, нерастворимые  в воде, растворителях, пленкообразователях. При введении их в тонкодисперсном виде в пленкообразующие вещества образуются цветные покрытия.

     Органические  пигменты — синтетические красящие вещества, при введении которых в  пленкообразующие получают лакокрасочные  материалы ярких оттенков. "Наполнители — твердые дисперсные неорганические вещества, нерастворимые в растворителях и пленкообразователях и не обладающие красящей способностью. Используются для придания покрытию требуемого комплекса свойств.

     Одним из необходимых компонентов лакокрасочных материалов, используемых в быту, являются растворители и разбавители.

     Растворители  — это органические летучие жидкости, применяемые для перевода пленкообразователей  в состояние, пригодное к нанесению  на окрашиваемую поверхность, и для регулирования вязкости лакокрасочного материала.

     Разбавители — не обладают растворяющей способностью, однако в сочетании с растворителями способны регулировать вязкостные свойства систем в значительных пределах. В  некоторых материалах в качестве растворителя и разбавителя используют воду, что перспективно, поскольку это позволяет ограничить применение органических растворителей и разбавителей, обусловливающих токсичность и пожароопасность лакокрасочной продукции, а также загрязнение окружающей среды.

     Связующие вещества. Олифы являются связующим веществом для приготовления масляных красочных составов. Применяют олифы натуральные, полунатуральные и искусственные. 

     Натуральные олифы получают путем обработки  нагреванием до 150...200 °С («варки») растительных «высыхающих» масел (льняного, конопляного и др.) при непрерывном перемешивании. В масло добавляют небольшое количество (2...4 %) сиккативов (ускорителей отвердевания) — веществ, богатых кислородом (соли и оксиды марганца, кобальта и других металлов). Благодаря такой обработке олифа (жидкий продукт) сравнительно быстро (за 12...24 ч) высыхает (отвердевает) в тонком слое на воздухе, образуя эластичную необратимую пленку, нерастворимую в воде и маслах. Отвердевание олифы в тонких слоях на воздухе происходит вследствие окисления ее кислородом, сопровождаемого полимеризацией, поэтому термин «высыхание» олифы является условным. Масса и объем пленки несколько увеличиваются, что иногда (в толстом слое) может привести к отслоению пленки от основания.

     Пленки  натуральной олифы обладают высокой прочностью, эластичностью и стойкостью против атмосферных воздействий. Однако применение натуральной олифы в строительстве ограничено вследствие высокой стоимости и дефицитности растительных масел. Ее используют лишь для окраски кровель из листовой стали и металлических переплетов в зданиях I класса, мостов, металлических ворот шлюзов, а также для грунтовок металлических конструкций в системах водоснабжения (баки, водоразборные колонки и т.. п.) и для приготовления замазки.

     Полунатуральные олифы, состоят наполовину из уплотненных  растительных масел, разбавленных до требуемой  вязкости легко испаряющимися растворителями. Уплотнения масел достигают их окислительной  полимеризацией (оксидация) путем интенсивной  продувки воздухом, подогретым до 13О...15О°С, масла с добавкой сиккативов   или   же   бескислородной   полимеризацией («варкой» масел в атмосфере нейтрального газа или в вакууме при температуре 280...300 °С). В зависимости от способа уплотнения получают оксидированные (оксо-ли) или полимеризованные олифы. Для производства таких олиф можно использовать не только высыхающие масла, но также и полувысыхающие (подсолнечное, касторовое).

     Пленки  из полунатуральных олиф отвердевают  как вследствие испарения растворителя, так и в результате окисления кислородом воздуха. Такие пленки отличаются от пленок натуральной олифы меньшей толщиной, большей твердостью, менее сильным глянцем и большей водостойкостью. Однако долговечность пленок полунатуральных олиф значительно меньше, чем натуральных, так как они быстрее теряют эластичность вследствие испарения растворителей.

     Полунатуральные олифы широко применяют в строительстве  для всех видов малярных работ  в зданиях и сооружениях I и II классов.

     Олифы искусственные, или синтетические, в отличие от натуральной и полунатуральной . не содержат растительных масел или содержат их не более 35 %. Они являются, по существу, одним из видов полимерных связующих. Из искусственных олиф в строительстве наибольшее распространение получили: олифа глифталевая, состоящая из раствора полимера глифталя в органических растворителях с некоторым содержанием растительных масел; олифа синтоловая — раствор продуктов окисления керосина в органических растворителях. Пленки искусственных олиф в большинстве случаев недостаточно атмосферостойки. Применяют искусственные олифы в основном для внутренней окраски в зданиях III класса.