1. Изменение свойств строительных материалов при увлажнении 2
2. Главнейшие глубинные породы: состав, структура, средняя плотность, прочность и применение 4
3. Виды известковых вяжущих веществ 7
4. Керамические плитки для полов и их свойства 10
5. Различия в технологии производства глиняного кирпича способами сухого и полусухого формования 12
Изменение свойств строительных материалов при увлажнении
Увлажнение приводит к изменению многих свойств материала. Повышается вес строительной конструкции, возрастает теплопроводность. В реальном материале всегда есть множество дефектов структуры, среди которых наиболее опасны микротрещины. Вода обладает расклинивающим действием и, попадая в микротрещины, увеличивает их протяженность. В результате возрастает доля дефектов в структуре, что сказывается на прочности материала.
Влияние влаги на свойства древесины. Истинная плотность древесины изменяется незначительно, т. к. древесина всех деревьев состоит в основном из одного и того же вещества - целлюлозы. С увеличением влажности плотность древесины возрастает. Свежесрубленная древесина значительно тяжелее древесины воздушно-сухой, имеющей влажность 15%.
Влажность выражают обычно в % по отношению к массе сухой древесины. В древесине различают гигроскопическую влагу, связанную в стенках клеток, и капиллярную влагу, которая свободно заполняет полости клеток и межклеточное пространство.
Усушка, разбухание и коробление. Колебания влажности волокон древесины влекут за собой изменение размеров и форм досок, брусьев и других изделий из древесины. При увлажнении сухой древесины до достижения ею предела гигроскопичности стенки древесных клеток утолщаются, разбухают, что приводит к увеличению размеров и объема деревянных изделий. Свободная влага, заполняющая полости клеток, на размерах древесины не отражается. Усушка древесины происходит за счет удаления связанной влаги из стенок, т. е. если влажность древесины становится меньше предела гигроскопичности, то усушка достигает максимального значения при полном удалении влаги, содержащейся в клеточных стенках.
Усушка и разбухание древесины вызывают коробление и растрескивание лесных материалов.
Теплопроводность сухой древесины незначительна: сосны поперек волокон - 0,17 Вт/(мС); вдоль волокон 0,34 Вт/(мС). Теплопроводность древесины зависит от ее пористости, влажности и направления потока теплоты. Теплозащитные свойства древесины широко используются в строительстве.
Электропроводность древесины от ее влажности. Древесина, используемая для электрической проводки (розетки, доски и т. п.), должна быть сухой. Электрическое сопротивление сухой древесины в среднем составляет, а сырой древесины - в десятки раз меньше.
Главнейшие глубинные породы: состав, структура, средняя плотность, прочность и применение
Для того чтобы легче разобраться в многообразии горных пород и выявить причины в различии их свойств, целесообразно воспользоваться классификацией горных пород, в основу которой положено их происхождение (генезис). Принципы такой классификации были предложены еще , а в современном виде она была доработана российскими учеными -Лессингом, и др.
Генетическая классификация горных пород учитывает условия их образования, которые предопределяют строение и, следовательно, свойства пород.
В соответствии с этой классификацией выделены следующие типы пород: – магматические — первичные, образующиеся при остывании магмы; – осадочные — вторичные, образовавшиеся в результате выветривания магматических пород; – метаморфические — осадочные и магматические породы, изменившие свое строение и свойства в результате длительных физико-химических процессов, - протекающих под воздействием высоких давлений, температур и минерализованных вод, во время нахождения их в земной коре.
Природные строительные материалы, получаемые в результате относительно несложной механической обработки монолитных горных пород с сохранением их физико-механических и технологических свойств, используются в виде плит, блоков, бортовых и облицовочных камней, дорожной брусчатки, бутового камня, щебня, дробленого песка и т. д. В огромных количествах используются также естественные рыхлые породы: валуны, гравий, песок, глина и др. Кроме того, горные породы являются важнейшими сырьевыми продуктами при получении искусственных строительных материалов (строительной керамики, огнеупоров, стекла, цемента, извести и др.). Для чего они подвергаются сложным видам механической и химической переработки.
Широкое использование природного сырья связано с наличием благоприятных физико-химических свойств многочисленных пород. Уже в ранний период своего существования человек обнаружил на поверхности земли и в ее недрах множество природных материалов, которые полностью удовлетворяли его сравнительно ограниченные потребности. На последующих стадиях развития человеческого общества появляются повышенные требования к качеству строительного камня и одновременно усложняются способы обработки и переработки природного сырья для получения материалов иного качества и свойств, например превращения обычной глины в камень при ее обжиге и получения стабильных свойств готового продукта.
Горными породами называются простые и сложные природные минеральные агрегаты, которые занимают значительные участки земной коры и отличаются большим или меньшим постоянством химического и минерального состава, структуры, а также определенными условиями залегания. Они слагают поверхностные слои земной коры мощностью около 15 ... 60 км и образуют естественные скопления ценного минерального сырья.
Один из самых распространенных видов глубинных магматических нерудных пород – гранит. В состав этой разновидности интрузивных пород входит, конечно же полевый шпат (от 40 до 60%), кварц (до 40%), до 10% цветных минералов (агавит, слюда и др). В небольших количествах могут присутствовать второстепенные минералы, такие как магнетит, апатит, пирит и другие.
Прочность. Если говорить об использовании натурального камня в строительстве, то в этом смысле одним из важнейших его свойств является прочность, от которой зависит износостойкость материала. Чем прочнее камень, тем дольше он прослужит.
В зависимости от твердости минералов, входящих в состав горной породы и в значительной степени определяющих ее свойства, камни условно делятся на три группы:
- прочные – кварциты, граниты, габбро; средней прочности – мрамор, известняки, травертины; низкой прочности – рыхлые известняки, туфы.
Плотность. Плотность – это масса единичного объема вещества. От этого показателя зависит вес конструкции: чем выше плотность камня, тем конструкция будет тяжелее. По плотности камни делятся на легкие (плотность до 2200 кг/м3) и тяжелые (плотность более 2200 кг/м3). Плотность зависит от пористости породы и минералов, входящих в ее состав.
Виды известковых вяжущих веществ
Одним из первых вяжущих, которым пользовался человек, была необожженная глина. Этот материал применяется и до сих пор для возведения простейших сооружений, когда от изделий и конструкций не требуется высокой прочности. Вследствие слабых вяжущих свойств, а главное, вследствие малой стойкости во влажных условиях необожженная глина со временем перестала соответствовать возросшим требованиям строительной техники. За 2500—3000 лет до н. э. были найдены искусственные способы изготовления вяжущих веществ, в первую очередь гипса и извести, получаемых обжигом соответствующих горных пород. За 2600 лет до н. э. гипс уже использовали при сооружении пирамид в Египте. Со временем научились придавать гидравлические свойства известковым растворам с помощью таких добавок, как обожженная глина и горные породы вулканического происхождения (туфы, пеплы, пемзы) в измельченном виде. Подобные растворы использовали преимущественно в строительстве гидротехнических сооружений. По ряду свидетельств уже с 111 в. до н. э. их применяли на Апеннинском полуострове, где есть залежи вулканических туфов и пеплов.
Известь воздушную получают путем обжига различных известняков, содержащих углекислый кальций. Под влиянием обжига углекислая известь разлагается на негашеную известь и углекислоту, выделяющуюся вместе с топливными газами. После обжига известь поступает на строительство в виде отдельных кусков камня (негашеная известь, или кипелка). Если негашеная известь будет находиться под открытым небом, то под влиянием атмосферных осадков она загасится и превратится в тонкий и сухой белый порошок, называемый пушонкой.
Пушонка затворяется водой и образует известковое тесто. Поступающая на строительство известь-кипелка должна быть загашена, превращена в известковое тесто. Известь гасят механизированным или ручным способом. В последнем случае ее гасят в творильном ящике размером 175 Ч 275 Ч 60 см, сделанном из 50-миллиметровых досок. Ящик устанавливают наклонно к творильной яме, вырытой на глубину не более 1,5 м. В нижнем конце ящик имеет отверстие, закрытое сеткой, задвижку для спуска известкового молока и задержки незагасившихся кусочков извести. Творильную яму обшивают досками, плотно пригнанными друг к другу. Пол делают дощатым. Известь насыпают в ящик слоем 25-30 см и поливают водой. Негашеная известь начинает увеличиваться в объеме, растрескиваться и рассыпаться на мелкий порошок.
Вода, смешанная с известью-порошком, называется известковым молоком. После гашения известковое молоко спускают через открытую задвижку и сетку в творильную яму, где и происходит оседание и дальнейшее гашение мелких частиц извести и образование известкового теста, применяемого для строительных растворов.
При гашении извести рабочий должен иметь очки, резиновый или брезентовый фартук и рукавицы. Кусочки непогасившейся извести или брызги могут вызвать ожоги лица, рук и особенно глаз. При хранении в яме известковое тесто заливают водой, подливая воду по мере ее испарения, или засыпают тесто песком слоем 10-15 см. При погрузке и разгрузке извести-пушонки рабочие должны иметь респираторы, защищающие глаза и органы дыхания от попадания известковой пыли.
Строительный гипс - воздушное вяжущее вещество, получаемое путем обжига при температуре 150-200° С двуводного природного гипса и размола камня в мелкий порошок. Основные свойства гипса следующие: 1) быстрота схватывания - от 6 до 30 минут с момента затворения водой (сроки схватывания могут быть замедлены добавкой 0,2-0,5% мездрового или костяного клея и 2-10% извести-пушонки); 2) разрушение от влаги; 3) достаточная прочность (25-150 кг/см2).
Строительный гипс широко применяют в строительстве. Он ускоряет процесс схватывания в известковых растворах. Из гипса делают лепные украшения, сухую штукатурку в виде плит, покрытых с обеих сторон плотной бумагой или картоном толщиной до 3 см. Более толстые, свыше 3-5 см, плиты делают с устройством каркаса внутри плиты из дранки или камыша. Плиты с каркасом называют дифферент. Применяют их для устройства огнестойких перегородок.
Керамические плитки для полов и их свойства
По внешнему виду лицевая поверхность плиток для полов может быть:
- гладкой или рельефной; неглазурованной и глазурованной (блестящей или матовой, прозрачной или заглушённой); одноцветной и многоцветной (узорчатой, порфировидной, мраморовидной и декорированной различными методами); неглазурованная поверхность плиток может быть полированной; с прямыми или закругленными кромками боковых граней.
По своему назначению плитки подразделяют на основные и бордюрные, по форме - на квадратные, прямоугольные, многоугольные и фигурные. Основные размеры плиток приведены, размеры многогранных и фигурных плиток устанавливает предприятие-изготовитель.
Важный критерий качества плитки, установленный европейскими нормами-плитка должна иметь четко установленные размеры, абсолютно правильные углы, идеально ровную поверхность. Для глазурованной плитки очень важна равномерность глазурованного покрытия: одинаковая прокрашенность, отсутствие подтеков или белесых краев.
Различные условия эксплуатации плитки обусловливают и различные требования к ней по износостойкости, влагопоглощению, морозостойкости, противоскольжению и т. д. Из огромного количества современных материалов для напольного покрытия этим требованиям в максимальной степени отвечают керамическая плитка и керамический гранит.
Керамический гранит относится к классу плиток грес, но по своим свойствам отличается от других керамических изделий высокими показателями износостойкости, низким водопоглощением, морозостойкостью и др. качествами. Выпускается он глазурованным и неглазурованным. По своим техническим характеристикам и области применения керамические плитки отличаются друг от друга, но в то же время обладают общими свойствами.
Одной из важнейших характеристик любого напольного покрытия, в том числе и керамической плитки, является износостойкость, то есть способность материала противостоять изменению внешнего вида и геометрических размеров в результате воздействия эксплуатационных факторов, которые в большинстве случаев носят механический характер. Согласно международным стандартам керамическая плитка для пола подразделяется на 5 групп. Принадлежность плитки к тому или иному классу определяется по результатам специальных тестовых испытаний. К сожалению, некоторые европейские производители маркируют свою продукцию достаточно неопределенными символами "для стен" или "для пола", а нередко еще более туманным утверждением "для стен и пола".
Следует иметь в виду, что образование микротрещин на глазурованной поверхности плитки может быть вызвано некоторыми особыми условиями окружающей среды или эксплуатации. Этот дефект может уже присутствовать в плитке на момент укладки или проявиться позднее и может быть связан с несоответствием изделия требованиям норм или неквалифицированной укладкой (неправильно выбранные клеи и раствор, их нанесение в чрезмерном количестве и т. д.).
Различия в технологии производства глиняного кирпича способами сухого и полусухого формования
При полусухом способе прессования изделия изготовляют из массы влажностью 7—12%. Схема производства глиняного кирпича способом полусухого прессования включает добычу, сушку, измельчение и просеивание глины; дробление добавок, увлажнение и смешивание массы; прессование сырца; подсушку (при необходимости) и обжиг кирпича. Все компоненты сырья измельчают, высушивают и тщательно перемешивают; на большинстве заводов создается запас переработанной шихты. Для хранения, вылеживания и усреднения глиняной массы применяют глинохранилища и силосы-глинозапасники. Из подготовленной порошкообразной массы, до увлажненной в глиномешалке, прессуют изделия на коленорычажных или гидравлических прессах многоступенчатого прессования.
Кирпич, изготовленный полусухим формованием, имеет достаточную прочность и сразу укладывается на обжиговые вагонетки туннельной печи; готовая продукция отправляется на склад.
Сушка изделий вначале ведется на сушильных, затем на печных вагонетках; обжигается продукция в двух туннельных печах длиной 125 м с форкамерной и жароупорными перемешивающими вентиляторами.
Сегодня для обжига кирпича применяются печи разнообразных конструкций. В кольцевых печах кирпичи укладываются и вынимаются только вручную. Процесс обжига течет непрерывно в туннельных печах, где кирпичи продвигаются внутри устройства. Во время обжина держится очень высокая температура. Он во многом зависит от типа сырьевой массы и может достигать значений в 1000 градусов. Для ускорения процессов горения, зачастую в массу добавляется зола, известь и многие другие вещества.
Метод пластического формования очень похож на способ сухого и полусухого прессования. Только в последнем на первом этапе берется более вязкая по составу глина. Такая практика позволяет делать кирпичи более четкой и аккуратной формы. Глина с влажностью 6%-7% измельчается до порошкового состояния, а после поштучно формуется в прессах. Кирпич-сырец полученный подобным способом не нуждается в сушке. Он сразу же отправляется на обжиг. Стоит заметить, что изделия, изготовленные методом полусухого прессования, обладают меньшим количеством дефектов и имеют гладкие грани.
