Строительные материалы (стр. 17 )

Условная вязкость жидких битумов (типа золя) определяется временем истечения определенного объема битума (50 см3) через стандартное отверстие вискозиметра (d = 5 мм) при температурах 25 и 60 °С.

Пластичность определяют по растяжимости образцов-восьме­рок на специальном приборе — дуктилометре при температуре 25 и 0°С (для улучшенных битумов). Она условно характеризуется предельной деформацией при растяжении образца и равна длине деформации в сантиметрах в момент разрыва. Растяжимость ко­леблется от 0 до 65 см.

Температура размягчения отражает переход битума из твердого или вязкопластичного состояния в жидкое. Она определяется на приборе «Кольцо и шар» (КиШ), который помещается в сосуд с водой, последний нагревают. Температура размягчения битума соответствует температуре, при которой образец битума размяг­чается и под грузом в виде шарика коснется нижней полочки при­бора. Температура размягчения вязких и твердых битумов колеб­лется в пределах 20 — 95 °С.

Температуру хрупкости битума определяют на специальном приборе Фрааса. Для этого на латунную пластинку наносят тон­кий слой битума, пластинку с битумом помещают в прибор, где она охлаждается и изгибается. За температуру хрупкости прини­мают температуру, при которой появляется первая трещина в тонком слое битума.

Битумы обладают и другими важными свойствами. Плотность битума в зависимости от группового состава нахо­дится в пределах 800—1300 кг/м3, теплопроводность составляет 0,5 — 0,6 Вт/м·°С, теплоемкость — 1,80—1,97 кДж/кг·°С, коэф­фициент объемного теплового расширения — (5…8)10-4°С-1. Кро­ме того, битумы являются водостойкими, водонепроницаемыми, химически стойкими к действию щелочей, серной, соляной и фосфорной кислот, менее стойки к окисляющим кислотам. Однако, как уже отмечалось, битумы растворимы в органических paстворителях.

Существенной особенностью битумов является их высокая адгезия к поверхности минеральных и органических наполнителей. С термодинамической точки зрения адгезия битума к минеральным наполнителям определяется главным образом присутствием на поверхности минерала катионов, взаимодействующих с кислотными компонентами битума. Породы типа кварца или силиката об­наруживают плохую адгезию к битуму. Для ее улучшения необходи­мо обрабатывать эти породы поверхностно-активными веществами и известью или вводить поверхностно-активные добавки в битум.

По назначению нефтяные битумы подразделяются на строи­тельные, кровельные и дорожные. Маркировка битумов произво­дится с учетом их основных свойств.

Битумы нефтяные строительные предназначаются для приго­товления клеящих и изоляционных мастик, различных лаков, для покрытия и ремонта кровель. Они бывают трех марок БН 50/50, БН 70/30, БН 90/10, где БН — битум нефтяной, цифры числите­ля дроби соответствуют показателю температуры размягчения по (КиШ), а знаменателя — среднему значению показателей пенетрации.

Битумы нефтяные кровельные предназначены для изготовления кровельных и гидроизоляционных материалов. Они бывают трех марок: БНК-45/180, БНК-90/40, БНК-90/30, где БНК — битум нефтяной кровельный, числитель дроби соответствует среднему значению показателей температуры размягчения по «КиШ», а знаменатель — среднему значению показателей пенетрации.

Битумы нефтяные дорожные используются для дорожного стро­ительства в производстве асфальтобетонов и асфальторастворов. Они бывают пяти марок: от БНД (битум нефтяной дорожный) 200/300 до БНД 40/60, где цифры дроби указывают пределы из­менения показателей пенетрации для данной марки.

Кроме твердых и вязких битумов существуют и жидкие битумы. Жидкие нефтяные битумы выпускают двух классов — среднегу-стеющие (СГ), которые изготавливают путем разжижения вязких дорожных битумов жидкими нефтепродуктами типа керосина, и медленногустеющие (МГ и МГО) из остаточных или частично окисленных нефтепродуктов или их смесей, у которых в качестве разжижителей применяют масляные нефтепродукты, природные смолистые нефти, мазут и т. п. Медленногустеющие битумы могут быть природными (тяжелые смолистые нефти).

В зависимости от класса и вязкости жидкие битумы имеют мар­ки: СГ 40/70, СГ 70/130, СГ 130/200, МГ 40/70, МГ 70/130, МГ 130/200, МГО 40/70, МГО 70/130, МГО 130/200. Класс жид­кого битума устанавливают по количеству испарившегося разжи-жителя при выдерживании образца битума в термостате или в ва-куумтермостате при определенных температурах.

Возросшая стоимость энергии и проблемы с ее запасами постави­ли задачу повышения эффективности тепловой изоляции ограждаю­щих конструкций и тепловых агрегатов.

Теплоизоляционными материалами называют материалы, предназ­наченные для минимизации теплообмена с окружающей средой че­рез ограждающие конструкции зданий и поверхности тепловых агре­гатов и трубопроводов. К таким материалам относятся материалы, имеющие теплопроводность не более 0,175 Вт/(м К) и соответствен­но среднюю плотность не более 600 кг/м3.

По назначению теплоизоляционные материалы делят на общестроительные и монтажные (для агрегатов и трубопроводов).

По составу исходного сырья теплоизоляционные материалы бывают неорганические и органические; это определяет их рабочие температуры, склонность к возгоранию и долговечность. Изготовляют также и комбинированные материалы, состоящие из орга­нического и неорганического сырья (например, фибролит).

По внешнему виду и форме теплоизоляционные ма­териалы могут быть сыпучие и штучные.

Строение теплоизоляционных материалов. Пористость. Основной признак теплоизоляционных материалов — высокое содержание воздуха в объеме материала. Причина этого в следующем. Газы по сравнению с жидкостями и твердыми телами обладают чрезвычайно низкой теплопроводностью (объясняется это удаленностью молекул газов друг от друга, что затрудняет передачу ими тепловой энергии). Движение воздуха (в частности, конвекция) способствует намного более интенсивному теплообмену, поэтому теплоизоляционный ма­териал должен состоять в основном из воздуха, лишенного способно­сти перемещаться. Это возможно, когда материал имеет следующее строение:

•  мелкопористое ячеистое (как пена);

•  волокнистое (как вата);

• зернистое (воздух находится в межзерновом пространстве);

• пластинчатое (воздушные прослойки заключены между листка­ми материала).

Наибольшее содержание воздуха, т. е. максимальная пористость, возможна у первых двух типов материалов. У материала ячеистого строения (например, пенопласта) пористость может достигать 95...98 %, а у волокнистых материалов (например, минеральной ва­ты) — 90...95 %. Возможны материалы со структурой смешанного типа.

О целесообразности маркировки теплоизоляционных материалов по плотности говорит простота расчета плотности по сравнению с определением теплопроводности. Установлены следующие марки теплоизоляционных материалов по плотности (кг/м3): D15, D25, D35, D50, D75, D100, D125, D150, D200, D250, D300, D350, D400, D500, D600.

Гигроскопичные материалы нежелатель­ны для теплоизоляции.

Газо - и паропроницаемость материала важна при использовании его в ограждающих конструкциях. При низкой паропроницаемости теплоизолирующего материала возможно накопление влаги в месте его контакта с другим материалом, что может привести к развитию негативных процессов в этом месте конструкции вплоть до ее разру­шения.

Тепловые свойства. Теплопроводность материала зависит от температуры: при повышении температуры теплопроводность повышается.

Теплостойкость (жаростойкость) оценивают по предельной температуре применения материала. Она зависит от химического состава материала и у органических материалов не превышает 100... 150 °С. Минеральные теплоизоляционные материалы в зависимости от со­става выдерживают нагрев до 500...800 °С. Для больших температур производят специальную высокотемпературную и огнеупорную теп­лоизоляцию.

Химическая и биологическая стойкость. Высокопористое строение и большая удельная поверхность теплоизоляционных материалов де­лают их уязвимыми для действия химически агрессивных веществ. Органические материалы природного происхождения при повыше­нии влажности легко загнивают. Многие теплоизоляционные мате­риалы повреждаются грызунами. Прочность большинства теплоизоляционных материалов при сжатии сравнительно не велика — 0,2...2,5 МПа. Показателем ста­бильности качества материала является напряжение при 10 %-й де­формации сжатия, так как уплотнение материала повышает его теп­лопроводность.

Материалы, имеющие предел прочности при сжатии > 2,5 МПа, могут применяться самостоятельно (как самонесущие) для огражда­ющих конструкций. Менее прочные используют при условии закреп­ления на несущем материале или для заполнения пустот в нем. Проч­ность теплоизоляционного материала должна быть такова, чтобы обеспечивалась его сохранность при перевозке, складировании, мон­таже и, конечно, в эксплуатационных условиях.

Лакокрасочными называют природные или синтетические ма­териалы, наносимые в жидком состоянии на поверхность изделия тонким слоем и образующие после отвердения покровные пленки.

Наносят лакокрасочные покрытия в целях защиты конструк­ций и изделий от вредного воздействия атмосферы, пара; предох­ранения от коррозии, загнивания, возгорания; создания необхо­димых санитарно-гигиенических условий в помещениях, а глав­ное — для повышения архитектурно-художественной выразитель­ности.

К лакокрасочным материалам относят не только красочные составы, лаки и эмали, но и вспомогательные материалы — шпак­левки и грунтовки, растворители и разбавители красок, пласти­фикаторы, отвердители и некоторые специальные добавки.

Основными компонентами лакокрасочных материалов служат связующие вещества, пигменты и наполнители.

Лакокрасочные материалы различают по виду, химическому составу, назначению применительно к условиям эксплуатации и по назначению в покрытии.

По виду их подразделяют на лаки, краски (сухие, густотертые или готовые к употреблению), эмали, грунтовки и шпатлевки.