Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия» (стр. 10 )

7.3. Пластификаторы для растворов

Чтобы получить раствор заданной прочности, применяют смесь вяжущих, одно из которых придает прочность раствору, а другое - пластичность, или вводят в раствор органические пластификаторы.

В качестве смеси вяжущих чаще всего используют цемент и известь - цементно-известковые растворы. Известь в таких растворах благодаря своей дисперсности играет роль пластификатора.

В качестве неорганических пластификаторов применяют золы ТЭС, молотые шлаки, известняки и т. п. Неорганические пластификаторы позволяют получать высококачественные растворные смеси при небольшом расходе цемента.

Для приготовления растворов выпускается специальный кладочный цемент, в состав которого входит 20-30% цементного клинкера, а остальное пластифицирующие неорганические добавки.

Для высокомарочных растворов более рационально применять органические поверхностно-активные пластифицирующие добавки, вводимые в очень малых количествах (0,25*..0,5% от массы цемента).

Эти добавки уменьшают водопоглощение и увеличивают морозостойкость раствора. Действие таких добавок основано на вовлечении мельчайших пузырьков воздуха в растворную смесь (микропенообразование).

7.4.  Растворы для каменной кладки и монтажа железобетонных элементов

В зависимости от вида конструкции и условий, в которых эта конструкция будет работать, проектом устанавливаются основные требования к растворам (марка, водостойкость, морозостойкость и др.) для монтажа этой конструкции. Исходя из условий работы и требовании долговечности конструкций, а также температуры воздуха во время производства работ, СНиП III-17-78 предусмотрены минимальные допустимые значения марок растворов.

При монтаже стен из бетонных панелей для заполнения горизонтальных швов применяют раствор марки не нижа 100 - для панелей из тяжелого бетона и не ниже 50 - для панелей из легкого бетона. Для расшивки вертикальных швов крупноблочных и панельных стен марка раствора должна быть не ниже 50.

При работах в зимних условиях марки растворов должны быть на одну ступень выше, чем у растворов, используемых летом.

Растворы для зимних работ могут выпускаться подогретыми.

В зимних условиях применяют также растворы, твердеющие при отрицательных температурах. В состав таких растворов входят соли, понижающие температуру замерзания воды (поташ, хлористый натрий, хлористый кальций, нитрит натрия и др.).

При применении химических добавок к растворам следует руководствоваться специальными инструкциями.

7.5.  Подбор состава, приготовление и транспортирование растворов

Подбор состава растворов выполняют, исходя из требуемых марок, подвижности, назначения раствора и условий производства работ.

Состав раствора выражается количеством исходных материалов для получения 1 куб. м растворной смеси или соотношением сухих компонентов (по массе или объему), при этом расход основного вяжущего принимают за 1.

Составы растворов марок от 4 до 100 подбирают, пользуясь специальными таблицами.

Подготовка сырьевых материалов. Для кладочных растворов применяется песок с максимальной крупностью 2,5 мм. В песке не должно содержаться глинистых и органических примесей выше нормы.

Известь для приготовления растворов берется в вира известкового молока или реже в вида известкового теста.

Известковое тесто необходимо пропустить через сито, чтобы в раствор не попали непогасившиеся частицы.

Глину, используемую для приготовления раствора, тщательно размачивают в течение нескольких дней, чтобы разъединить частицы глины. Получившееся глиняное молоко сливают из смесителя через сетку, а в смеситель добавляют новую порцию воды и глины. Через 10...20 замесов смеситель очищают от нераспавшихся комьев и камней.

Поверхностно-активные добавки вводят в растворы, предварительно смешав их с водой, применяемой для затворения.

Приготовление растворов. Растворы приготовляют в виде готовых к применению смесей и реже в виде сухих смесей, затворяемых перед использованием водой.

Процесс приготовления растворной смеси складывается из дозирования исходных материалов, загрузки их в барабан растворосмесителя и перемешивания до получения однородной массы в растворосмесителях периодического действия с принудительным перемешиванием. По конструкции различают растворосмесители с горизонтальным и с вертикальным лопастными валами, называются турбулентными смесителями.

а) б)

Рисунок 9. Растворосмесители

а) лопастной; б) турбулентный

Чтобы раствор обладал требуемыми свойствами, необходимо добиться однородности ого состава. Для этого ограничивают минимальное время перемешивания. Средняя продолжительность цикла перемешивания для тяжелых растворов должна быть не менее 3 мин. Легкие растворы перемешиваются дольше. Растворы, как правило, приготовляют на централизованных бетонорастворных заводах или растворных узлах.

Цементные растворы с неорганическими пластификаторами приготовляют в такой последовательности. В растворосмеситель заливают известковое молоко такой консистенции, чтобы не нужно было дополнительно заливать воду.

Транспортирование растворов. Растворные смеси с заводов перевозят автосамосвалами. Дальность перевозки ограничивается следующими факторами: видом раствора, состоянием дороги, температурой воздуха.

Сроки хранения растворных смесей зависят от вида вяжущего и ограничиваются сроками его схватывания. Известковые растворы сохраняют свои свойства очень долго. Цементные растворы необходимо использовать в течение 2…4 ч.

Глава 8. Металлы и металлические изделия

8.1.  Общие сведения о металлах и сплавах

Металлы - кристаллические вещества, обладающие в обычных условиях высокой электро - и теплопроводностью, ковкостью и другими свойствами. Свойства металлов обусловлены строением: в их кристаллической решетке есть не связанные с атомами электроны, которые могут свободно перемещаться по всему объему.

Сплавы - это системы, состоящие из нескольких металлов или металлов и неметаллов. Сплавы обладают всеми характерными свойствами металлов. К сплавам относятся сталь и чугун (сплавы железа с углеродом), бронза (сплав меди и олова), латунь (сплав меди и цинка).

Применяемые в строительстве металлы делят на две группы: черные и цветные.

К черным металлам относится железо и сплавы на его основе, в некоторых содержится углерод, кремний, марганец, фосфор, сера. Черные металлы - чугун и сталь.

К цветным металлам относятся все остальные металлы и сплавы на их основе. В строительстве применяют сплавы на основе алюминия, меди, цинка, титана.

Металлы обладают высокой прочностью, причем прочность на изгиб и растяжение у них практически такая же, как и на сжатие.

Металлы очень технологичны: во-первых, для получения металлических изделий используется множество индустриальных методов (прокат, волочение, штамповка и т. п.), во-вторых, металлические изделия и конструкции легко соединяются друг с другом с помощью болтов, заклепок и сварки.

Недостатки металлов - невысокая теплопроводность требует обязательного устройства тепловой изоляции металлоконструкций зданий.

8.2.  Строение и свойства железоуглеродных сплавов

Сплавы теоретически по своему строению бывают трех типов: твердый раствор, механическая смесь или химическое соединение.

Если атомы элементов, входящих в состав сплава, незначительно отличаются строением и размером электронной оболочки, то они могут образовывать общую кристаллическую решетку; такое строение называется твердым раствором. Если элементы сплава не могут образовать твердого раствора, то каждый из них кристаллизуется самостоятельно, при этом образуется механическая смесь. Иногда элементы сплава могут вступать в химическое взаимодействие, образуя новые вещества, в таком случае сплав называется химическим соединением.

Чистое железо - серебристо-белый, мягкий, пластичный металл, почти не окисляющийся на воздухе. Прочность его значительно ниже прочности стали и чугуна. При производстве черных металлов в них в вида примесей попадают углерод, кремний и некоторые другие вещества. Наибольшее влияние на их свойства оказывает углерод, содержащийся в количестве 0,5…5%.

При большом содержании углерода железо образует с ним химическое соединение, называемое цементитом.

8.3.  Углеродистые и легированные стали

Стали, применяемые в строительстве, носят название конструкционные. Из них изготовляют металлические конструкции, арматуру для железобетона, трубы, крепежные детали и другие строительные изделия.

Углеродистые стали - сплавы, содержащие железо, углерод и небольшие количества природных примесей (кремния, марганца, серы и фосфора). В зависимости от содержания углерода такие стали делятся на низкоуглеродистые (до 0,25% углерода), среднеуглеродистые (от 0,25 до 0,6%) и высокоуглеродистые (свыше 0,65%). С повышением содержания углерода в стали уменьшается пластичность и повышается ее твердость; прочность стали также возрастает, но при содержании углерода более 1% вновь снижается. Вредными примесями считаются фосфор и сера, снижающие механические свойства стали.

Углеродистые стали по назначению бывают конструкционные и инструментальные. Углеродистая конструкционная сталь в зависимости от назначения подразделяется на три группы: А, Б и В.

Легированные стали помимо углерода и природных примесей содержат определенное количество добавок (марганца, хрома, никеля и др.), называемых легирующими элементами. К легирующим элементам относятся: марганец - Г, кремний - С, хром - X, никель Н, молибден - М и др.

Марганец повышает прочность стали, ее износостойкость и сопротивление ударным нагрузкам без снижения пластичности.

Кремний повышает упругие свойства стали.

Никель и хром улучшают механические свойства, повышают жаростойкость и коррозионную стойкость стали.

Молибден улучшает механические свойства стали при нормальной и повышенной температуре.