Природные каменные материалы, Заполнители, наполнители и добавки в псм

  • От :
  • Категории : Без рубрики

РАЗДЕЛ 3.
Природные каменные материалы, Заполнители, наполнители и добавки В псм
1. Природные каменные материалы материалы и изделия, получаемые механической обработкой (дроблением, раскалыванием, распиливанием и т.д.) горных пород.Горной породой называют крупное скопление, сложенное из одного или нескольких минералов, характеризующееся достаточно постоянным составом, строением и свойствами. Процентное содержание минералов определяет ее минеральный состав. Форма, размер и взаимное расположение минералов, наличие пор и т.п. обуславливает ее структуру. В комплексе минеральный состав и структура определяют свойства горной породы.Среди горных пород выделяют специфическую группу  руды. Они содержат в своем составе металлы в таких соединениях и концентрациях, при которых возможно промышленное извлечение этих металлов.По происхождению горные породы делят на три основных вида:
магматические или изверженные, образовавшиеся в результате затвердевания в недрах земли или на ее поверхности, в основном из силикатного расплава  магмы (гранит, лабрадорит, диорит);
осадочные, образовавшиеся путем осаждения неорганических и органических веществ на дне водных бассейнов и на поверхности земли (известняки, песчаники, ракушечники и т.д.);
метаморфические (изверженные или осадочные), являющиеся продуктом изменения изверженных и осадочных пород под воздействием высоких температур или воздействий (мрамор розовый, амфиболит, кварциты и т.д.).
По технологии получения их разделяют на:нерудные строительные материалы  камень, используемый в виде полупродукта, идущего на производство искусственных материалов (бетонов и растворов);
«штучные» стеновые камни  каменные материалы правильной геометрической формы, полученные непосредственно из горного массива;
облицовочные (декоративные) природные камни, которые по своим эстетическим качествам после соответствующей переработки пригодны для отделочных работ.
Каменные строительные материалы включают широкую номенклатуру изделий, получаемых из горных пород, которые должны обладать достаточной прочностью и необходимыми в данной технологии свойствами (плотностью, водопоглощением, твердостью, морозостойкостью и т.д.).Выпускают следующую продукцию:
Блоки из природного камня  для изготовления облицовочных плит, архитектурно-строительных изделий, бортовых камней, заготовок для реставрационных работ и минеральных изделий.
Камни стеновые пиленые  предназначенные для кладки стен, перегородок и т.п.
Плиты облицовочные  наружная и внутренняя облицовка элементов зданий и сооружений.
Изделия архитектурно-строительные  для облицовки цоколей, плит подоконных и накрывочных, проступей и парапетов.
Камень бутовый, щебень, гравийи и песок  в строительстве для кладки фундаментов, отмостки, наброски и т.д., а также как декоративные заполнители для бетонов и растворов.
Для обеспечения длительной службы каменных материалов необходим их правильный выбор с учетом эксплуатационной среды, химико-минералогического состава и структуры материала, а также соблюдение ряда специальных мероприятий конструктивной защиты от воздействия влаги  устройство стоков воды, придание каменным материалам гладкой полированной поверхности и такой формы, при которых вода не задерживается на его поверхности и не проникает внутрь материала.
2. Заполнители
Наибольший объем в искусственных строительных материалах занимает заполняющий компонент  заполнитель. При непосредственном цементирующем действии вяжущего вещества они образуют макроструктуру материала. В бетонах и растворах, например, его содержание может достигать 95% по объему.Применяют как неорганические так и органические заполнители, причем преимущественное применение имеют неорганические, особенно при производстве бетона, железобетона и асфальтобетона.Заполнители неорганические (минеральные), получают путем разработки месторождений рыхлых горных пород в виде песка, гравия или природного щебня. Широко используют дробленые горные породы  щебень, высевки, песок. Кроме природных в качестве наполнителей применяются также искусственные, получаемые путем обжига глинистого сырья и других видов минерального сырья, а также дроблением металлургических шлаков.Правильный выбор заполнителей для бетона, их рациональное использование  одна из важнейших задач технологии бетона. К заполнителям предъявляют требования, учитывающие особенности их влияния на свойства бетона  зерновой состав, прочность и чистота.В зависимости от размера наиболее крупного зерна заполнители разделяют на мелкие и крупные. У мелкого заполнителя зерна не больше 5 мм, причем при просеивании остаток на сите 5 мм должен быть не более 5% по массе. Типичным представителем мелкого заполнителя является песок. У крупного заполнителя все зерна крупнее 5 мм. Размер зерен наиболее крупных в заполнителе также ограничивается; в зависимости от разновидности ИСК  в пределах 70…80 мм. Крупный заполнитель именуется как щебень при угловатых зернах или как гравий  при округлых.Заполнители характеризуют зерновым (гранулометрическим) составом. Причем фракционный состав заполнителя является непрерывным, если содержатся все фракции, на которые рассеивается заполнитель с помощью сит (от 0,14 до 70 мм), или прерывистым  если в заполнителе отсутствует одна или две фракции.Плотную смесь заполнителя получают путем смешивания различных отдельно взятых фракций, количество которых рассчитывают по соответствующим формулам или подбирают по графикам. При окончательном выборе зернового состава учитывают не только насыпную плотность смеси или ее пустотность, но и удельную поверхность. Желательно уменьшение удельной поверхности в плотной смеси, с тем, чтобы сэкономить на расходе вяжущего вещества.Кроме фракционного состава, насыпной плотности и пустотности заполнителей при оценке качества определяются показатели прочности, морозостойкости (в отношении щебня), степень загрязненности посторонними примесями, форма частиц. Учитывается также состояние поверхности зерен заполнителя, т.к. чем боле гладкая поверхность, тем ниже сцепление зерен с вяжущим веществом. При необходимости оцениваются химическая стойкость и водостойкость.
Особо важной характеристикой заполнителя, особенно крупного, является величина насыпной плотности. Тяжелые заполнитель показывают в россыпи насыпную плотность свыше 1000 кг/м3, а используемые для специальных целей  свыше 2000 кг/м3. Легкие заполнители имеют насыпную плотность около 500 кг/м3.
Важное значение имеет стоимость заполнителей. Наиболее предпочтительными являются заполнители из местных сравнительно дешевых материалов, в том числе из побочных продуктов местной промышленности. Однако требуется повышенное внимание к оценке их качества.
^ применяют для производства теплоизоляционных, а также теплоизоляционно-конструкционных и конструкционных материалов и изделий: арболита, цементного фибролита, торфоплит, ДВП и ДСП и др.
В качестве органических заполнителей используют отходы лесозаготовок (вершины, сучья, пни и др.), лесопиления и деревообработки (горбыли, рейки, щепу, стружки и опилки), одубину (отходы заводов дубильных экстрактов), сечку камыша, сельскохозяйственные отходы (солому, льняную и конопляную костру, подсолнечную лузгу), побочные продукты целлюлозно-бумажной промышленности и др. Основными являются древесные отходы и сельскохозяйственные отходы. В последние годы увеличилось внимание к полимерным заполнителям, основным из которых является полистирол в виде высокопористых гранул, получаемых из бисерного полистирола путем вспенивания его гранул при нагревании.
3. Наполнители
Наполнителями называются порошкообразные материалы, частицы которых соизмеримы с частицами вяжущего вещества. Они могут быть как неорганическими, так и органическими, причем непременным элементом в их составе является углерод; природными и искусственными; простыми по химическому составу и сложными. Частицы наполнителя могут быть пластинчатыми или волокнистыми. Их размер обычно от 10 до 100 мкм, но не более 1-2 мм.Наполнители совместно с вяжущим веществом участвуют в формировании микроструктуры матричной части и контактных зон в конгломератах. Обладая огромным потенциалом поверхностной энергии, наполнители становятся активными компонентами при отвердевании вяжущих веществ в процессе формирования структуры и свойств материала. Конкретное назначение каждого наполнителя зависит от разновидности вяжущего вещества, но они обладают рядом общих функций:
заполнение пор в микроструктуре без вступления в химические взаимосвязи с компонентами;
увеличение водоудерживающей способности порошкообразного вяжущего вещества при использовании его в строительных растворах, укладываемых по пористому основанию (кирпичная кладка);
перевод большей части органического вяжущего вещества из объемного в пленочное состояние с равномерным распределением его по высокоразвитой поверхности наполнителя для улучшения тепломеханических свойств;
снижение теплового напряжения в материале, появляющегося за счет значительного различия в коэффициентах температурного расширения вяжущего вещества и заполнителя;
улучшение некоторых специальных свойств материала, например повышение огнестойкости, снижение истираемости и т.п.;
удешевление материала за счет частичной замены дорогостоящего вяжущего местным дешевым наполнителем при сохранении качества на необходимом уровне.
К наполнителям для применения в различных материалах относятся известняковые, доломитовые и другие природные порошки осадочных пород, тонкоизмельченные горные породы и минералы вулканического происхождения, порошки помола керамического боя, шамота, шлака и других отходов промышленности, асбестовые отходы производства, древесная мука (для пластмасс), зола-унос, колосниковая пыль и др.
^
Помимо вяжущих веществ, заполнителей и наполнителей широкое применение находят добавочные вещества, именуемые добавками. На стадиях технологического процесса они облегчают выполнение операций, снижают количество затрачиваемой энергии, уменьшают расход дорогостоящих компонентов, снижают материалоемкость, способствуют обеспечению необходимых показателей свойств материала, благоприятствуют ускорению или замедлению процессов структурообразования и отвердевания. На стадии эксплуатации конструкций добавки призваны упрочнить, стабилизировать структуры материала, максимально тормозить неизбежную деструкцию, возникающую и развивающуюся в материале под влиянием внешней среды и внутренних самопроизвольных явлений.Основное функциональное назначение добавок заключается в активном взаимодействуют с одним или несколькими компонентами смеси в процессе формирования структуры вяжущей части или макроструктуры материала. В результате реакции возникают новые соединения, причем добавки или полностью расходуются, или утрачивают свои индивидуальные признаки. Однако при избыточном количестве добавки она может частично остаться в смеси и в сформованной материале без каких-либо изменений, что не является желательным.Добавки, вводимые в цементно-бетонную смесь, разделяют по эффекту их действия на бетонную смесь и бетон на следующие виды:
пластифицирующие, стабилизирующие и водоудерживающие добавки  регулируют реологические свойства;
ускорители и замедлители  регулируют схватывание теста;
противоморозные добавки регулируют процессы твердения;
воздухововлекающие, газообразующие, пенообразующие и уплотняющие  регулируют пористость бетона;
специальные добавки  придают бетонам кислотостойкость, жаростойкость и др.
Ряд добавок носит комплексный характер и выполняет одновременно несколько функций в бетонных смесях и бетоне.
^
1. Строительные растворы
Строительный раствор  это искусственный камнеподобный материал, образовавшийся в результате затвердевания рационально подобранной, тщательно перемешанной и уложенной в соответствии с назначением растворной смеси, состоящей из вяжущего мелкого заполнителя (песка), воды и специальных минеральных и/или органических добавок, придающих растворной смеси необходимые технологические, а затвердевшему раствору  требуемые строительно-технические свойства.
По составу растворы отличаются от бетонов только меньшей крупностью заполнителя, а также тем, что они обычно укладываются тонкими слоями на пористое основание.Растворы классифицируются по следующим признакам.
^ на:
• кладочные, в том числе и для монтажных работ, применяемые для кладки стен с использованием бутового камня, керамического и силикатного кирпича и камней и других мелкоразмерных стеновых изделий;• облицовочные, применяемые для крепления облицовочных плит из природного камня, керамических и бетонных плиток по готовой кладке стен из кирпича и других штучных изделий;• штукатурные, предназначенные для нанесения на готовые поверхности стен слоев грунта, набрызга и накрывки при выполнении штукатурных работ;• специальные: декоративные, тепло- и гидроизоляционные, акустические, жаростойкие, кислотостойкие, тампонажные.
^ на:
• простые (на вяжущем одного вида): известковые, гипсовые,цементные;сложные (на смешанных вяжущих): цементно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые.
^ на:
• тяжелые, имеющие среднюю плотность 1500 кг/м3 и более, приготавливаемые с использованием плотных песков (природных кварцевых или полевошпатных, дробленных из плотных горных пород или металлургических шлаков);
• легкие со средней плотностью менее 1500 кг/м3, в качестве заполнителя в которых применены пески, получаемые дроблением пористых горных пород (туфов, пемзы и др.) или искусственных пористых материалов (керамзита, аглопорита, перлита и др.).
^ на:
• готовые, доставляемые на объект в готовом к применению виде или приготовленные смешиванием всех составляющих на приобъектных бетоно-растворных установках;• сухие, приготавливаемые на специализиро ванных предприятиях в сухом виде и требующие смешивания с водой или водными растворами добавок на объекте непосредственно перед применением.К затвердевшим растворам предъявляются требования по прочности на сжатие при 7 и 28 суточном твердении; по средней плотности при нормальной, естественной и нормируемой влажности, а также в сухом и воздушно-сухом состоянии; по влажности; для приготовленных на основе гидравлического вяжущего  по морозостойкости.Приготовление растворных смесейРастворные смеси приготавливают, как правило, на централизованных растворных заводах (узлах). Технологический процесс приготовления включает подготовку заполнителей (удаление включений крупнее 5 мм, фракционирование, удаление пылевидных и глинистых примесей промывкой, сушку, подогрев), дозирование заполнителя, вяжущих, воды и добавок, тщательное их перемешивание до получения однородной смеси.Перемешивание составляющих смеси осуществляется в растворосмесителях гравитационного (свободного) или принудительного смешивания, работающих циклично или непрерывно. Необходимо тщательное дозирование и перемешивание компонентов смеси.
Приготовление летних растворов производят в следующей последовательности: сначала в смеситель подают отдозированную воду, затем загружают заполнитель, вяжущее и пластификатор (известковое или глиняное тесто). Очень часто растворные смеси приготавливают с органическими (пластифицирующими, микропенообразующими, гидрофобизующими) добавками или (и) электролитами, предназначенными для ускорения твердения при положительных температурах воздуха. Перед введением этих добавок из них приготавливают рабочие растворы, которые и дозируют в необходимых количествах в смеситель. Рабочие растворы добавок заливают в отдозированную воду затворения, а затем загружают остальные составляющие и перемешивают.
Растворные смеси для кладочных и штукатурных работ при «-»температурах воздуха, должны приготавливаться с противоморозными добавками: поташом, нитритом Na, нитратом Ca совместно с мочевиной. Рабочий раствор поташа следует вводить в растворные смеси непосредственно перед затворением их водой только на передвижных или приобъектных смесительных установках. При этом подогрев растворных смесей с поташом не допускается в связи с опасностью их быстрого загустевания. По этой же причине смеси с поташом должны быть израсходованы в возможно короткий срок. При применении нитрита Na или нитрата Ca с мочевиной из них предварительно приготавливаются рабочие растворы, которые затем дозируются в смеситель.Растворные смеси с заводов транспортируются автосамосвалами или специальными машинами, в которых смесь постоянно перемешивается, что предохраняет ее от расслоения. На крупных стройках  растворонасосами по трубам.
^
Сухая строительная смесь представляет собой тщательно приготовленную в заводских условиях смесь, состоящую из минерального и (или) полимерного вяжущего, заполнителя, наполнителя и полимерных модифицирующих добавок. Для придания конкретных свойств в их состав могут входить специальные добавки: ускорители твердения, порообразователи, противоморозные, окрашивающие, гидрофобизирущие и др.На место производства работ сухие смеси доставляются герметично упакованными в бумажные мешки (расфасованные по 5-50 кг) или в полипропиленовых биг-бэгах вместимостью от 500 до 2000 кг.Особенности технологии применения сухих строительных смесей связаны со спецификой растворения и диспергирования полимерных компонентов во время затворения смеси. Для обеспечения полного растворения водоудерживающих добавок и диспергирования полимерных модификаторов рекомендуется 2-хстадийиный режим перемешивания с помощью механических мешалок: первичное перемешивание  3-5 мин, отстаивание 5-7 мин и окончательное перемешивание  1-2 мин.Сухие строительные смеси классифицируются по ряду признаков: виду вяжущего, дисперсности наполнителя и основному назначению.По виду вяжущего:цементосодержащие;бесцементные.По дисперсности наполнителя на:крупнозернистые  с наибольшей крупностью зерен наполнителей не более 2,5 мм;тонкодисперсные  с крупностью зерен наполнителя не более 0,315 мм.По назначению сухие смеси различаются следующим образом  см. табл
Мировой и отечественный опыт применения сухих строительных смесей показал их высокую эффективность и преимущества по сравнению с традиционными методами производства работ:
повышение производительности труда в 1,5-3 раза в зависимости от вида работ, механизации, транспортирования и т.п.;
снижение материалоемкости в 3-4 раза за счет возможности нанесения более тонкими слоями ( в отдельных случаях до 10 раз  выравнивание потолков и стен);
стабильность составов и, как следствие, повышение качества строительных работ;
длительность срока хранения без изменения свойств и расходование по мере необходимости;
возможность транспортирования и хранения при отрицательной температуре.
Лидеры  Германия, Испания и Франция.Популярности сухих строительных смесей способствует то, что по ряду технологических признаков они намного превосходят традиционные растворные. Прежде всего необходимо отметить их высокую водоудерживающую способность и нерасслаиваемость. Так, если традиционные смеси имеют водоудерживающую способность 90-93%, а показатель расслаиваемости до 10%, то смеси из сухих составов имеют эти показатели соответственно 98-99% и 1-2%. Благодаря этому они практически не отделяют воду в течение всего периода их выработки и не отдают ее основанию, на котрое они нанесены, что создает благоприятный влажностный режим для твердения вяжущего.Присутствие полимерных добавок придает им способность более прочно сцепляться с другими материалами, что важно для надежного скрепления отдельных элементов (кирпича, камней, плиток и т.п.), и повышает долговечность покрытий (штукатурных, отделочных, гидроизоляционных и др.).
БЕТОНЫ
Бетон  искусственный камневидный строительный материал, представляющий собой затвердевшую смесь вяжущего вещества, воды, заполнителей и необходимых добавок. До затвердевания эта смесь называется бетонной смесью.Состав бетонной смеси подбирают таким образом, чтобы при данных условиях твердения бетон обладал заданными свойствами (прочностью, морозостойкостью, плотностью и др.).Прочность бетонов достигает 100 МПа, что в 7-10 раз выше прочности кирпича. Бетон  огнестойкий материал. В настоящее время получены бетоны, стойкие к самым разнообразным агрессивным воздействиям, и в том числе жаро-упорные бетоны, способные работать при температуре свыше 1000°С. При сочетании бетона и стали получается композиционный материал с еще более совершенными свойствами  железобетон.По плотности бетоны делят на особо тяжелые (более 2500 кг/м3), тяжелые обыкновенные (2200-2500 кг/м3), облегченные (1800-2200 кг/м3), легкие (500-1800 кг/м3), особо легкие теплоизоляционные (500 кг/м3 и менее).По назначению (области применения) бетоны подразделяют на конструкционные и специальные.Конструкционные бетоны используют в несущих и ограждающих конструкциях зданий и сооружений; они должны обеспечивать главным образом механические характеристики конструкций  прочность, упругость, деформационные и другие свойства. К конструкционным относят: тяжелый бетон, мелкозернистый, легкий, ячеистый, а также напрягаемый бетон.Специальные бетоны предназначены для конструкций, эксплуатируемых в особых условиях. К ним относят теплоизоляционные, жаростойкие, химически стойкие, радиационно-защитные, декоративные бетоны.
^
Бетоны на цементных вяжущих, изготовляемые на основе клинкерных цементов. Обладают универсальными свойствами, что позволяет использовать их в несущих и ограждающих конструкциях промышленных, гражданских и жилых зданий, за исключением тех случаев, когда предъявляются особые требования, например, по жаростойкости, химической стойкости.
^ изготовляемые на основе извести в сочетании с гидравлически активными и кремнеземистыми компонентами. Бетон на известково-кремнеземистых вяжущих, синтезированных при автоклавной обработке, называют силикатным (силкатобетоном).
^ изготовляемые на основе полуводного гипса или гипсоцементно-пуццолановых вяжущих. Используют только для внутренних конструкций из-за недостаточной водостойкости.
^ изготовляемые на основе молотых шлаков и зол в смеси с активизаторами твердения (известью, цементом, гипсом, щелочными растворами). Их применение позволяет сэкономить клинкерный цемент и удешевить конструкции.
^ , имеющие узконаправленное применение (на жидком стекле, полимербетоны и т.п.).
По виду заполнителей.
Бетоны на плотных заполнителях  содержат заполнители, получаемые из плотных горных пород (например, гранита) либо из отходов промышленности (например, из металлургических шлаков).
^ получают с использованием искусственных пористых заполнителей (керамзита, аглопорита и др.) либо заполнителей из пористых горных пород (туфа). Сюда входят также бетоны, в которых крупные заполнители пористые, а мелкие  плотные.
^ придающих им особые свойства: шамотный жаростойкий бетон, радиационнопоголощающий на основе рудосодержащих горных пород (лимонита, гематита) и т.д.
В зависимости от характера структуры различают.
Бетоны плотной (слитной) структуры, в которых пространство между зернами заполнителей полностью занято затвердевшим вяжущим веществом и порами вовлеченного воздуха, объем которых не превышает, как правило, 6 % объема бетона.
^ в которых все пространство между зернами заполнителей занято вяжущим веществом, поризованным пено- или газообразующими добавками.
Крупнопористые (беспесчаные или малопесчаные) бетоны, в которых значительную часть пространства между зернами крупного заполнителя намеренно оставляют не занятой мелким заполнителем и затвердевшим вяжущим.
^  бетоны с искусственно созданными ячейками-порами, состоящие из смеси вяжущего вещества, тонкодисперсного кремнеземистого компонента и порообразующей добавки.
Бетоны плотной структуры применяют для изготовления несущих конструкций, к которым предъявляются повышенные требования по морозостойкости и водонепроницаемости. Поризованные, крупнопористые и ячеистые бетоны, в порах которых заключено много воздуха, рекомендуется использовать преимущественно для ограждающих конструкций и теплоизоляции.Качество бетона характеризуют комплексом показателей, отражающих их механические, теплофизические, защитные, декоративные и другие свойства. Показатели качества зависят от свойств составляющих бетон материалов, соотношения между ними, а также от технологических параметров изготовления изделий.
^
Большой сырьевой базой. Большую часть объема бетона  до 85-90% занимают песок и крупный заполнитель (щебень или гравий), значительный резерв составляют заполнители, изготовляемые из попутных продуктов и отходов других отраслей промышленности: зола ТЭС, шлаки и др.
^
Широким диапазоном строительно-технических свойств изделий за счет использования различных сырьевых материалов и технологических приемов их получения.
^
Архитектурной выразительностью.
Долговечностью.

РАЗДЕЛ 3.

Природные каменные материалы, Заполнители, наполнители и добавки В псм

1. Природные каменные материалы материалы и изделия, получаемые механической обработкой (дроблением, раскалыванием, распиливанием и т.д.) горных пород.Горной породой называют крупное скопление, сложенное из одного или нескольких минералов, характеризующееся достаточно постоянным составом, строением и свойствами. Процентное содержание минералов определяет ее минеральный состав. Форма, размер и взаимное расположение минералов, наличие пор и т.п. обуславливает ее структуру. В комплексе минеральный состав и структура определяют свойства горной породы.Среди горных пород выделяют специфическую группу  руды. Они содержат в своем составе металлы в таких соединениях и концентрациях, при которых возможно промышленное извлечение этих металлов.По происхождению горные породы делят на три основных вида:

  • магматические или изверженные, образовавшиеся в результате затвердевания в недрах земли или на ее поверхности, в основном из силикатного расплава  магмы (гранит, лабрадорит, диорит);
  • осадочные, образовавшиеся путем осаждения неорганических и органических веществ на дне водных бассейнов и на поверхности земли (известняки, песчаники, ракушечники и т.д.);
  • метаморфические (изверженные или осадочные), являющиеся продуктом изменения изверженных и осадочных пород под воздействием высоких температур или воздействий (мрамор розовый, амфиболит, кварциты и т.д.).

По технологии получения их разделяют на:нерудные строительные материалы  камень, используемый в виде полупродукта, идущего на производство искусственных материалов (бетонов и растворов);

  • «штучные» стеновые камни  каменные материалы правильной геометрической формы, полученные непосредственно из горного массива;
  • облицовочные (декоративные) природные камни, которые по своим эстетическим качествам после соответствующей переработки пригодны для отделочных работ.

Каменные строительные материалы включают широкую номенклатуру изделий, получаемых из горных пород, которые должны обладать достаточной прочностью и необходимыми в данной технологии свойствами (плотностью, водопоглощением, твердостью, морозостойкостью и т.д.).Выпускают следующую продукцию:

  • Блоки из природного камня  для изготовления облицовочных плит, архитектурно-строительных изделий, бортовых камней, заготовок для реставрационных работ и минеральных изделий.

Камни стеновые пиленые  предназначенные для кладки стен, перегородок и т.п.

  • Плиты облицовочные  наружная и внутренняя облицовка элементов зданий и сооружений.
  • Изделия архитектурно-строительные  для облицовки цоколей, плит подоконных и накрывочных, проступей и парапетов.
  • Камень бутовый, щебень, гравийи и песок  в строительстве для кладки фундаментов, отмостки, наброски и т.д., а также как декоративные заполнители для бетонов и растворов.

Для обеспечения длительной службы каменных материалов необходим их правильный выбор с учетом эксплуатационной среды, химико-минералогического состава и структуры материала, а также соблюдение ряда специальных мероприятий конструктивной защиты от воздействия влаги  устройство стоков воды, придание каменным материалам гладкой полированной поверхности и такой формы, при которых вода не задерживается на его поверхности и не проникает внутрь материала.

2. Заполнители

Наибольший объем в искусственных строительных материалах занимает заполняющий компонент  заполнитель. При непосредственном цементирующем действии вяжущего вещества они образуют макроструктуру материала. В бетонах и растворах, например, его содержание может достигать 95% по объему.Применяют как неорганические так и органические заполнители, причем преимущественное применение имеют неорганические, особенно при производстве бетона, железобетона и асфальтобетона.Заполнители неорганические (минеральные), получают путем разработки месторождений рыхлых горных пород в виде песка, гравия или природного щебня. Широко используют дробленые горные породы  щебень, высевки, песок. Кроме природных в качестве наполнителей применяются также искусственные, получаемые путем обжига глинистого сырья и других видов минерального сырья, а также дроблением металлургических шлаков.Правильный выбор заполнителей для бетона, их рациональное использование  одна из важнейших задач технологии бетона. К заполнителям предъявляют требования, учитывающие особенности их влияния на свойства бетона  зерновой состав, прочность и чистота.В зависимости от размера наиболее крупного зерна заполнители разделяют на мелкие и крупные. У мелкого заполнителя зерна не больше 5 мм, причем при просеивании остаток на сите 5 мм должен быть не более 5% по массе. Типичным представителем мелкого заполнителя является песок. У крупного заполнителя все зерна крупнее 5 мм. Размер зерен наиболее крупных в заполнителе также ограничивается; в зависимости от разновидности ИСК  в пределах 70…80 мм. Крупный заполнитель именуется как щебень при угловатых зернах или как гравий  при округлых.Заполнители характеризуют зерновым (гранулометрическим) составом. Причем фракционный состав заполнителя является непрерывным, если содержатся все фракции, на которые рассеивается заполнитель с помощью сит (от 0,14 до 70 мм), или прерывистым  если в заполнителе отсутствует одна или две фракции.Плотную смесь заполнителя получают путем смешивания различных отдельно взятых фракций, количество которых рассчитывают по соответствующим формулам или подбирают по графикам. При окончательном выборе зернового состава учитывают не только насыпную плотность смеси или ее пустотность, но и удельную поверхность. Желательно уменьшение удельной поверхности в плотной смеси, с тем, чтобы сэкономить на расходе вяжущего вещества.Кроме фракционного состава, насыпной плотности и пустотности заполнителей при оценке качества определяются показатели прочности, морозостойкости (в отношении щебня), степень загрязненности посторонними примесями, форма частиц. Учитывается также состояние поверхности зерен заполнителя, т.к. чем боле гладкая поверхность, тем ниже сцепление зерен с вяжущим веществом. При необходимости оцениваются химическая стойкость и водостойкость.

Особо важной характеристикой заполнителя, особенно крупного, является величина насыпной плотности. Тяжелые заполнитель показывают в россыпи насыпную плотность свыше 1000 кг/м3, а используемые для специальных целей  свыше 2000 кг/м3. Легкие заполнители имеют насыпную плотность около 500 кг/м3.

Важное значение имеет стоимость заполнителей. Наиболее предпочтительными являются заполнители из местных сравнительно дешевых материалов, в том числе из побочных продуктов местной промышленности. Однако требуется повышенное внимание к оценке их качества.

^ применяют для производства теплоизоляционных, а также теплоизоляционно-конструкционных и конструкционных материалов и изделий: арболита, цементного фибролита, торфоплит, ДВП и ДСП и др.

В качестве органических заполнителей используют отходы лесозаготовок (вершины, сучья, пни и др.), лесопиления и деревообработки (горбыли, рейки, щепу, стружки и опилки), одубину (отходы заводов дубильных экстрактов), сечку камыша, сельскохозяйственные отходы (солому, льняную и конопляную костру, подсолнечную лузгу), побочные продукты целлюлозно-бумажной промышленности и др. Основными являются древесные отходы и сельскохозяйственные отходы. В последние годы увеличилось внимание к полимерным заполнителям, основным из которых является полистирол в виде высокопористых гранул, получаемых из бисерного полистирола путем вспенивания его гранул при нагревании.

3. Наполнители

Наполнителями называются порошкообразные материалы, частицы которых соизмеримы с частицами вяжущего вещества. Они могут быть как неорганическими, так и органическими, причем непременным элементом в их составе является углерод; природными и искусственными; простыми по химическому составу и сложными. Частицы наполнителя могут быть пластинчатыми или волокнистыми. Их размер обычно от 10 до 100 мкм, но не более 1-2 мм.Наполнители совместно с вяжущим веществом участвуют в формировании микроструктуры матричной части и контактных зон в конгломератах. Обладая огромным потенциалом поверхностной энергии, наполнители становятся активными компонентами при отвердевании вяжущих веществ в процессе формирования структуры и свойств материала. Конкретное назначение каждого наполнителя зависит от разновидности вяжущего вещества, но они обладают рядом общих функций:

  • заполнение пор в микроструктуре без вступления в химические взаимосвязи с компонентами;
  • увеличение водоудерживающей способности порошкообразного вяжущего вещества при использовании его в строительных растворах, укладываемых по пористому основанию (кирпичная кладка);
  • перевод большей части органического вяжущего вещества из объемного в пленочное состояние с равномерным распределением его по высокоразвитой поверхности наполнителя для улучшения тепломеханических свойств;
  • снижение теплового напряжения в материале, появляющегося за счет значительного различия в коэффициентах температурного расширения вяжущего вещества и заполнителя;
  • улучшение некоторых специальных свойств материала, например повышение огнестойкости, снижение истираемости и т.п.;
  • удешевление материала за счет частичной замены дорогостоящего вяжущего местным дешевым наполнителем при сохранении качества на необходимом уровне.

К наполнителям для применения в различных материалах относятся известняковые, доломитовые и другие природные порошки осадочных пород, тонкоизмельченные горные породы и минералы вулканического происхождения, порошки помола керамического боя, шамота, шлака и других отходов промышленности, асбестовые отходы производства, древесная мука (для пластмасс), зола-унос, колосниковая пыль и др.

^

Помимо вяжущих веществ, заполнителей и наполнителей широкое применение находят добавочные вещества, именуемые добавками. На стадиях технологического процесса они облегчают выполнение операций, снижают количество затрачиваемой энергии, уменьшают расход дорогостоящих компонентов, снижают материалоемкость, способствуют обеспечению необходимых показателей свойств материала, благоприятствуют ускорению или замедлению процессов структурообразования и отвердевания. На стадии эксплуатации конструкций добавки призваны упрочнить, стабилизировать структуры материала, максимально тормозить неизбежную деструкцию, возникающую и развивающуюся в материале под влиянием внешней среды и внутренних самопроизвольных явлений.Основное функциональное назначение добавок заключается в активном взаимодействуют с одним или несколькими компонентами смеси в процессе формирования структуры вяжущей части или макроструктуры материала. В результате реакции возникают новые соединения, причем добавки или полностью расходуются, или утрачивают свои индивидуальные признаки. Однако при избыточном количестве добавки она может частично остаться в смеси и в сформованной материале без каких-либо изменений, что не является желательным.Добавки, вводимые в цементно-бетонную смесь, разделяют по эффекту их действия на бетонную смесь и бетон на следующие виды:

  • пластифицирующие, стабилизирующие и водоудерживающие добавки  регулируют реологические свойства;
  • ускорители и замедлители  регулируют схватывание теста;
  • противоморозные добавки регулируют процессы твердения;
  • воздухововлекающие, газообразующие, пенообразующие и уплотняющие  регулируют пористость бетона;
  • специальные добавки  придают бетонам кислотостойкость, жаростойкость и др.

Ряд добавок носит комплексный характер и выполняет одновременно несколько функций в бетонных смесях и бетоне.

^

1. Строительные растворы

Строительный раствор  это искусственный камнеподобный материал, образовавшийся в результате затвердевания рационально подобранной, тщательно перемешанной и уложенной в соответствии с назначением растворной смеси, состоящей из вяжущего мелкого заполнителя (песка), воды и специальных минеральных и/или органических добавок, придающих растворной смеси необходимые технологические, а затвердевшему раствору  требуемые строительно-технические свойства.

По составу растворы отличаются от бетонов только меньшей крупностью заполнителя, а также тем, что они обычно укладываются тонкими слоями на пористое основание.Растворы классифицируются по следующим признакам.

^ на:

• кладочные, в том числе и для монтажных работ, применяемые для кладки стен с использованием бутового камня, керамического и силикатного кирпича и камней и других мелкоразмерных стеновых изделий;• облицовочные, применяемые для крепления облицовочных плит из природного камня, керамических и бетонных плиток по готовой кладке стен из кирпича и других штучных изделий;• штукатурные, предназначенные для нанесения на готовые поверхности стен слоев грунта, набрызга и накрывки при выполнении штукатурных работ;• специальные: декоративные, тепло- и гидроизоляционные, акустические, жаростойкие, кислотостойкие, тампонажные.

^ на:

• простые (на вяжущем одного вида): известковые, гипсовые,цементные;сложные (на смешанных вяжущих): цементно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые.

^ на:

• тяжелые, имеющие среднюю плотность 1500 кг/м3 и более, приготавливаемые с использованием плотных песков (природных кварцевых или полевошпатных, дробленных из плотных горных пород или металлургических шлаков);

• легкие со средней плотностью менее 1500 кг/м3, в качестве заполнителя в которых применены пески, получаемые дроблением пористых горных пород (туфов, пемзы и др.) или искусственных пористых материалов (керамзита, аглопорита, перлита и др.).

^ на:

• готовые, доставляемые на объект в готовом к применению виде или приготовленные смешиванием всех составляющих на приобъектных бетоно-растворных установках;• сухие, приготавливаемые на специализиро ванных предприятиях в сухом виде и требующие смешивания с водой или водными растворами добавок на объекте непосредственно перед применением.К затвердевшим растворам предъявляются требования по прочности на сжатие при 7 и 28 суточном твердении; по средней плотности при нормальной, естественной и нормируемой влажности, а также в сухом и воздушно-сухом состоянии; по влажности; для приготовленных на основе гидравлического вяжущего  по морозостойкости.Приготовление растворных смесейРастворные смеси приготавливают, как правило, на централизованных растворных заводах (узлах). Технологический процесс приготовления включает подготовку заполнителей (удаление включений крупнее 5 мм, фракционирование, удаление пылевидных и глинистых примесей промывкой, сушку, подогрев), дозирование заполнителя, вяжущих, воды и добавок, тщательное их перемешивание до получения однородной смеси.Перемешивание составляющих смеси осуществляется в растворосмесителях гравитационного (свободного) или принудительного смешивания, работающих циклично или непрерывно. Необходимо тщательное дозирование и перемешивание компонентов смеси.

Приготовление летних растворов производят в следующей последовательности: сначала в смеситель подают отдозированную воду, затем загружают заполнитель, вяжущее и пластификатор (известковое или глиняное тесто). Очень часто растворные смеси приготавливают с органическими (пластифицирующими, микропенообразующими, гидрофобизующими) добавками или (и) электролитами, предназначенными для ускорения твердения при положительных температурах воздуха. Перед введением этих добавок из них приготавливают рабочие растворы, которые и дозируют в необходимых количествах в смеситель. Рабочие растворы добавок заливают в отдозированную воду затворения, а затем загружают остальные составляющие и перемешивают.

Растворные смеси для кладочных и штукатурных работ при «-»температурах воздуха, должны приготавливаться с противоморозными добавками: поташом, нитритом Na, нитратом Ca совместно с мочевиной. Рабочий раствор поташа следует вводить в растворные смеси непосредственно перед затворением их водой только на передвижных или приобъектных смесительных установках. При этом подогрев растворных смесей с поташом не допускается в связи с опасностью их быстрого загустевания. По этой же причине смеси с поташом должны быть израсходованы в возможно короткий срок. При применении нитрита Na или нитрата Ca с мочевиной из них предварительно приготавливаются рабочие растворы, которые затем дозируются в смеситель.Растворные смеси с заводов транспортируются автосамосвалами или специальными машинами, в которых смесь постоянно перемешивается, что предохраняет ее от расслоения. На крупных стройках  растворонасосами по трубам.

^

Сухая строительная смесь представляет собой тщательно приготовленную в заводских условиях смесь, состоящую из минерального и (или) полимерного вяжущего, заполнителя, наполнителя и полимерных модифицирующих добавок. Для придания конкретных свойств в их состав могут входить специальные добавки: ускорители твердения, порообразователи, противоморозные, окрашивающие, гидрофобизирущие и др.На место производства работ сухие смеси доставляются герметично упакованными в бумажные мешки (расфасованные по 5-50 кг) или в полипропиленовых биг-бэгах вместимостью от 500 до 2000 кг.Особенности технологии применения сухих строительных смесей связаны со спецификой растворения и диспергирования полимерных компонентов во время затворения смеси. Для обеспечения полного растворения водоудерживающих добавок и диспергирования полимерных модификаторов рекомендуется 2-хстадийиный режим перемешивания с помощью механических мешалок: первичное перемешивание  3-5 мин, отстаивание 5-7 мин и окончательное перемешивание  1-2 мин.Сухие строительные смеси классифицируются по ряду признаков: виду вяжущего, дисперсности наполнителя и основному назначению.По виду вяжущего:цементосодержащие;бесцементные.По дисперсности наполнителя на:крупнозернистые  с наибольшей крупностью зерен наполнителей не более 2,5 мм;тонкодисперсные  с крупностью зерен наполнителя не более 0,315 мм.По назначению сухие смеси различаются следующим образом  см. табл

Мировой и отечественный опыт применения сухих строительных смесей показал их высокую эффективность и преимущества по сравнению с традиционными методами производства работ:

  • повышение производительности труда в 1,5-3 раза в зависимости от вида работ, механизации, транспортирования и т.п.;
  • снижение материалоемкости в 3-4 раза за счет возможности нанесения более тонкими слоями ( в отдельных случаях до 10 раз  выравнивание потолков и стен);
  • стабильность составов и, как следствие, повышение качества строительных работ;
  • длительность срока хранения без изменения свойств и расходование по мере необходимости;
  • возможность транспортирования и хранения при отрицательной температуре.

Лидеры  Германия, Испания и Франция.Популярности сухих строительных смесей способствует то, что по ряду технологических признаков они намного превосходят традиционные растворные. Прежде всего необходимо отметить их высокую водоудерживающую способность и нерасслаиваемость. Так, если традиционные смеси имеют водоудерживающую способность 90-93%, а показатель расслаиваемости до 10%, то смеси из сухих составов имеют эти показатели соответственно 98-99% и 1-2%. Благодаря этому они практически не отделяют воду в течение всего периода их выработки и не отдают ее основанию, на котрое они нанесены, что создает благоприятный влажностный режим для твердения вяжущего.Присутствие полимерных добавок придает им способность более прочно сцепляться с другими материалами, что важно для надежного скрепления отдельных элементов (кирпича, камней, плиток и т.п.), и повышает долговечность покрытий (штукатурных, отделочных, гидроизоляционных и др.).

БЕТОНЫ

Бетон  искусственный камневидный строительный материал, представляющий собой затвердевшую смесь вяжущего вещества, воды, заполнителей и необходимых добавок. До затвердевания эта смесь называется бетонной смесью.Состав бетонной смеси подбирают таким образом, чтобы при данных условиях твердения бетон обладал заданными свойствами (прочностью, морозостойкостью, плотностью и др.).Прочность бетонов достигает 100 МПа, что в 7-10 раз выше прочности кирпича. Бетон  огнестойкий материал. В настоящее время получены бетоны, стойкие к самым разнообразным агрессивным воздействиям, и в том числе жаро-упорные бетоны, способные работать при температуре свыше 1000°С. При сочетании бетона и стали получается композиционный материал с еще более совершенными свойствами  железобетон.По плотности бетоны делят на особо тяжелые (более 2500 кг/м3), тяжелые обыкновенные (2200-2500 кг/м3), облегченные (1800-2200 кг/м3), легкие (500-1800 кг/м3), особо легкие теплоизоляционные (500 кг/м3 и менее).По назначению (области применения) бетоны подразделяют на конструкционные и специальные.Конструкционные бетоны используют в несущих и ограждающих конструкциях зданий и сооружений; они должны обеспечивать главным образом механические характеристики конструкций  прочность, упругость, деформационные и другие свойства. К конструкционным относят: тяжелый бетон, мелкозернистый, легкий, ячеистый, а также напрягаемый бетон.Специальные бетоны предназначены для конструкций, эксплуатируемых в особых условиях. К ним относят теплоизоляционные, жаростойкие, химически стойкие, радиационно-защитные, декоративные бетоны.

^

Бетоны на цементных вяжущих, изготовляемые на основе клинкерных цементов. Обладают универсальными свойствами, что позволяет использовать их в несущих и ограждающих конструкциях промышленных, гражданских и жилых зданий, за исключением тех случаев, когда предъявляются особые требования, например, по жаростойкости, химической стойкости.

^ изготовляемые на основе извести в сочетании с гидравлически активными и кремнеземистыми компонентами. Бетон на известково-кремнеземистых вяжущих, синтезированных при автоклавной обработке, называют силикатным (силкатобетоном).

^ изготовляемые на основе полуводного гипса или гипсоцементно-пуццолановых вяжущих. Используют только для внутренних конструкций из-за недостаточной водостойкости.

^ изготовляемые на основе молотых шлаков и зол в смеси с активизаторами твердения (известью, цементом, гипсом, щелочными растворами). Их применение позволяет сэкономить клинкерный цемент и удешевить конструкции.

^ , имеющие узконаправленное применение (на жидком стекле, полимербетоны и т.п.).

По виду заполнителей.

Бетоны на плотных заполнителях  содержат заполнители, получаемые из плотных горных пород (например, гранита) либо из отходов промышленности (например, из металлургических шлаков).

^ получают с использованием искусственных пористых заполнителей (керамзита, аглопорита и др.) либо заполнителей из пористых горных пород (туфа). Сюда входят также бетоны, в которых крупные заполнители пористые, а мелкие  плотные.

^ придающих им особые свойства: шамотный жаростойкий бетон, радиационнопоголощающий на основе рудосодержащих горных пород (лимонита, гематита) и т.д.

В зависимости от характера структуры различают.

Бетоны плотной (слитной) структуры, в которых пространство между зернами заполнителей полностью занято затвердевшим вяжущим веществом и порами вовлеченного воздуха, объем которых не превышает, как правило, 6 % объема бетона.

^ в которых все пространство между зернами заполнителей занято вяжущим веществом, поризованным пено- или газообразующими добавками.

Крупнопористые (беспесчаные или малопесчаные) бетоны, в которых значительную часть пространства между зернами крупного заполнителя намеренно оставляют не занятой мелким заполнителем и затвердевшим вяжущим.

^  бетоны с искусственно созданными ячейками-порами, состоящие из смеси вяжущего вещества, тонкодисперсного кремнеземистого компонента и порообразующей добавки.

Бетоны плотной структуры применяют для изготовления несущих конструкций, к которым предъявляются повышенные требования по морозостойкости и водонепроницаемости. Поризованные, крупнопористые и ячеистые бетоны, в порах которых заключено много воздуха, рекомендуется использовать преимущественно для ограждающих конструкций и теплоизоляции.Качество бетона характеризуют комплексом показателей, отражающих их механические, теплофизические, защитные, декоративные и другие свойства. Показатели качества зависят от свойств составляющих бетон материалов, соотношения между ними, а также от технологических параметров изготовления изделий.

^

Большой сырьевой базой. Большую часть объема бетона  до 85-90% занимают песок и крупный заполнитель (щебень или гравий), значительный резерв составляют заполнители, изготовляемые из попутных продуктов и отходов других отраслей промышленности: зола ТЭС, шлаки и др.

^

Широким диапазоном строительно-технических свойств изделий за счет использования различных сырьевых материалов и технологических приемов их получения.

^

Архитектурной выразительностью.

Долговечностью.

побочные продукты целлюлозно-бумажной промышленности,различных материалах относятся известняковые,природные каменные материалы материалы,бисерного полистирола путем вспенивания,строительные растворы строительный раствор,камни стеновые пиленые предназначенные,формировании микроструктуры матричной части,создает благоприятный влажностный режим,замедлители регулируют схватывание теста,образовавшиеся путем осаждения неорганических

Комментариев нет

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Планы мероприятий
Игра викторина по ЭКОЛОГИИ-10 класс

  Цель игры «Викторина по экологии» : углубить экологические знания Весь класс разбит на четыре команды по 6 человек. Время обдумывания ответа -1 минута. Ведущий читает высказывания великих людей с паузами , там , где пропущены слова. Команды должны вставить эти слова «Оценивать … только по стоимости её материальных богатств- …

Задания
Хирургия и Реаниматология. Тесты. Методическое пособие

Тестовые задания. Хирургия и Реаниматология.   Профилактика хирургической инфекции. Инфекционная безопасность в работе фельдшера   Обезболивание   Кровотечение и гемостаз   Переливание крови и кровозаменителей, инфузионная терапия   Десмургия   Ведение больных в полеоперационном периоде   Синдром повреждения. Открытые повреждения мягких тканей. Механические повреждения костей, суставов и внутренних органов   …

Планы занятий
Профориентационный тест Л.А. Йовайши на определение склонности человека к тому или иному роду деятельности

ПРОФЕССИЯ – это вид трудовой деятельности человека, который требует определенного уровня знаний, специальных умений, подготовки человека и при этом служит источником дохода. Профессиональная принадлежность – одна из важнейших социальных ролей человека так как, выбирая профессию, человек выбирает себе не только работу, но и определенные нормы, жизненные ценности и образ жизни, …