Лабораторная работа по строительным материалам

Интенсифицировать процессы твердения бетона можно применением  некоторых технологических приемов, ускоряющих гидратацию и гидролиз клинкерных минералов.

Значительно интенсифицируются  процессы твердения в цементе  более тонкого помола вследствие возрастания реакционной поверхности  его частиц. Особенно эффективен мокрый домол цемента в вибромельницах до удельной поверхности 5000—5500 см2/г. Измельчение  цемента до удельной поверхности  больше 5500 см2/г требует больших  энергозатрат, а эффект ускорения  твердения снижается из-за резкого  возрастания водопотреблости бетонной смеси. Мокрый домол цемента в  вибромельницах обеспечивает равномерное  смачивание новых поверхностей тонкими  пленками воды, частичную гидратацию зерен и сдирание новообразований  с их поверхности. Таким образом, в процессе мокрого помола происходит пластификация теста и вскрытие минералогического состава клинкера с выводом значительной части  алюминатов из состава цемента. Нагрев при помоле способствует кристаллизации алюминатов и необратимому разрушению их коагуляционных структур.

Применение химических добавок  к бетону при изготовлении строительных изделий является желательным, но не обязательным фактором. При изготовлении стеновых камней химические добавки, как  правило, не применяются, т.к. стены  обычно не подвергаются длительному, обильному воздействию воды и, кроме того, часто защищены слоем штукатурки. Поэтому та морозостойкость стеновых камней, которая достигается при их изготовлении по обычным, распространенным рецептурам (в том числе и по рецептурам, приведенным на сайте) вполне достаточна для всех климатических зон СНГ. Наиболее желательно применение добавок, повышающих морозостойкость при изготовлении тротуарных и бордюрных камней.

Перечень некоторых  химических добавок

 2-5) понятие о железобетоне

Железобетон как строительный материал появился только в середине XIX века, но уже широко применялся во всех областях строительства. Железобетонные сооружения объединяют в себе высокую  прочность, легкость и изящество.

Железобетон – это бетон, в который вводятся стальные стержни – арматура. Железобетон широко применяется в современном строительстве.

В сооружении на строительные конструкции  действуют сжатие и растяжение, под  влиянием которых конструкции деформируются. Очень наглядно можно представить  обе силы, если взять обыкновенную резинку, положить ее на две опоры  и нажать на нее в середине Резинка  сожмется в верхней части, но зато растянется в нижней. В средней  же части длина резинки не изменится. Та условная линия, которая разделяет  резинку на две части – сжатую и растянутую, называется нейтральной  осью. При работе бетонной конструкции  на изгиб получается аналогичная  картина ее деформации.

Так как прочность бетона на растяжение невелика, то бетонные конструкции  при изгибе разрушаются при очень  малой нагрузке. Прочность же стального  стержня на растяжение в 100 – 200 раз  выше, чем у бетона. Значит, если заставить  оба материала (бетон и сталь) работать как одно целое, т. е. добиться одинаковой прочности в зоне сжатия и в зоне растяжения изгибаемой бетонной конструкции, то можно в несколько  раз повысить прочность сооружения на изгиб. Для этого в растянутую часть вводят несколько стальных стержней (арматуру) определенного  сечения. Теперь уже бетонная конструкция  не ломается при изгибе и может  выдерживать во много раз большую  разрушающую нагрузку.

Свойства материалов, применяемых  при изготовлении железобетона: большая  прочность на сжатие; высокая прочность  арматурной стали на растяжение; большая  сила сцепления бетона со сталью; почти  одинаковое изменение длины бетона и стали при изменении температуры.

Благодаря сцеплению бетона с арматурой, ее нельзя выдернуть из бетона. При  твердении бетон уменьшается  в объеме и обжимает арматуру, а  значит, еще прочнее сцепляется с  ней. Сила сцепления бетона с арматурой  будет возрастать со временем и тем  больше, чем плотнее бетон и  чем больше шероховатость поверхности  арматуры.

Сравнительно малая теплопроводность бетона оказались весьма полезной для  железобетонных конструкций: бетон  защищает стальную арматуру от резких изменений температуры.

2-6) основные приемы технологических процессов изготовления сборных, сборно-монолитных железобетонных конструкции

Сборные железобетонные конструкции являются основным видом ЖБК, широко применяемым в различных сферах строительства: жилищном, сельскохозяйственном, промышленном и др. Такие конструкции имеют ряд преимуществ по сравнению с монолитными: основная часть работ переносится на специализированные заводы, оснащенные соответствующим оборудованием и технологиями. Благодаря этому сокращаются сроки строительства, снижается стоимость ЖБК. В изготовлении сборных железобетонных конструкций применяются эффективные материалы (к примеру, ячеистые бетоны, пластмассы и т.д.), благодаря чему конструкции приобретают дополнительные свойства. Кроме того, сборные ЖБК лучше транспортируются.

Сборные железобетонные конструкции изготовляют преимущественно на механизированных предприятиях и  частично на оборудованных полигонах.

Технологический процесс производства железобетонных изделий складывается из ряда последовательно выполняемых операций: приготовления бетонной смеси, изготовления арматуры (арматурных каркасов, сеток, гнутых стержней и т. д.), армирования изделий, формования изделий (укладка бетонной смеси и её уплотнение), тепловлажностной обработки,  
обеспечивающей необходимую прочность бетона, отделки лицевой поверхности изделий.

Сборно-монолитные железобетонные конструкции – это ЖБК, совмещающие в себе сборные элементы (например, железобетонные плиты, ригели, колонны) с монолитным бетоном. Подобная конфигурация используется в основном в мостах и путепроводах, в перекрытиях многоэтажных зданий и т.д. Их применение особенно целесообразно при высоких динамических нагрузках (в том числе сейсмических). Главным достоинством сборно-монолитных конструкций является высокая пространственная жёсткость, при котором обеспечивается надёжная совместно работа всех составных частей. Эти конструкции применяются главным образом в перекрытиях многоэтажных зданий, в мостах и путепроводах, при возведении некоторых видов оболочек и т.д. Они менее индустриальны (в отношении возведения и монтажа), чем сборные; их применение особенно целесообразно при больших динамических (в т. ч. сейсмических) нагрузках, а также при необходимости членения крупноразмерных конструкций на составные элементы из-за условий транспортировки и монтажа. Основное достоинство сборно-монолитных конструкций - меньший (по сравнению со сборными конструкциями) расход стали и высокая пространственная жёсткость.

Монолитные железобетонные конструкции, которые выполняются непосредственно на строительных площадках, применяются в объектах, трудно поддающихся членению, при малой повторяемости элементов и нестандартности, а также при очень больших нагрузках (к примеру, фундаменты, перекрытия и каркасы промышленных зданий, транспортные, мелиоративные, гидротехнические и другие сооружения). Иногда их использование целесообразно при осуществлении строительных работ индустриальными методами, когда используются инвентарные опалубки: скользящие (многоэтажные здания, силосы, башни, дымовые трубы, градирни) и переставные (тонкостенные оболочки покрытий). Технически, возведение монолитных ЖБК хорошо отработано, имеются также высокие достижения в сфере предварительного напряжения конструкций, благодаря чему достигается особая их прочность. Из монолитных железобетонных конструкций выполнено огромное количество уникальных архитектурных сооружений (реакторы атомных электростанций, промышленные трубы, телевизионные башни и др.). В ряде стран (таких, как США, Франция, Великобритания) монолитные ЖБК получили особенно широкое распространение, это обусловлено отсутствием в данных странах единой системы унификации параметров зданий и сооружений.

3. Основные компоненты красочных составов: пигменты, их виды, основные требования к ним; роль связующих веществ и пигментов составе красочных материалов.

Лакокрасочными материалами называют специальные составы, которые наносят  в жидком состоянии тонким слоем  на поверхность материалов, изделий  или конструкций и после высыхания  образуют твердые пленки, прочно сцепляющиеся с окрашиваемой поверхностью.

В состав лакокрасочных материалов входят пигменты, связующие вещества, вспомогательные отделочные материалы  и красочные составы.

Пигменты представляют собой цветные  порошки, полученные в результате измельчения  природных и искусственных минеральных  веществ и органических соединений. Они не растворяются, но легко смешиваются  с водой и органическими растворителями (масло, спирт, скипидар), образуя при  этом красочные составы. В строительстве в основном применяют минеральные пигменты, обладающие большой химической стойкостью, свето- и атмосферостойкостью.

Природные минеральные пигменты получают путем измельчения цветных горных пород. К числу наиболее распространенных природных пигментов относятся: мел, охра, железный сурик, мумия, умбра, графит.

Искусственные минеральные пигменты получают помолом минерального сырья  после его химической переработки  в виде белил, кронов, зелени и др. Из искусственных белых пигментов  широко используют цинковые, свинцовые, литопоновые и титановые белила; к желтым относят крон свинцовый; к красным — сурик свинцовый, мумию и киноварь искусственные; к синим — ультрамарин и  лазурь; к зеленым — окись хрома, зелень цинковую и свинцовую; к черным — сажу и перекись марганца. Искусственными пигментами являются также металлические  порошки — алюминиевая и бронзовая  пудра.Искусственные органические пигменты изготовляют из анилина, нафталина  и других углеводородов в виде органических красителей, которые путем  осаждения превращаются затем в  пигменты. Из органических пигментов  наиболее стойкими являются оранжевый, алый и бордо.Качество пигментов  определяют следующими показателями: укрывистостью — расход пигмента в граммах на 1 мг окрашиваемой поверхности; красящей способностью — способность  пигмента передать свой цвет смеси  с белым пигментом; светостойкостью  — способность сохранять свой цвет под действием света; атмосферостойкостью  —не тускнеть при совместном воздействии  температуры, света, влаги, углекислоты; коррозионной стойкостью и огнестойкостью.

Связующие вещества — важная составная часть красочных составов. Служат для связывания частиц пигментов между собой и с окрашиваемой поверхностью. По составу эти связующие разделяют на три основные группы: для масляных составов, для водных составов и эмульсионные связующие (эмульсии). Связующие для масляных составов изготовляют из растительных и минеральных масел, синтетических смол, а для приготовления эмалевых красок в качестве связующих используют масляные лаки.

Олифы — продукт обработки растительных и минеральных масел и по составу  их разделяют на натуральные, полунатуральные  и искусственные. Олифы натуральные  получают путем варки при температуре  около 280 °С растительных масел (льняного, конопляного) с введением синкативов — окислителей, которые ускоряют высыхание олифы. Пленки натуральных  олиф, которые образуются после высыхания (отвердения), обладают большой пластичностью  и стойкостью к атмосферным воздействиям. Олифы полунатуральные получают путем разбавления органическими  растворителями сгущенных нагреванием  или окислением растительных масел. Количество растворителя до 45%. Полунатуральные  олифы дешевле натуральных. Пленки, образующиеся после их высыхания, имеют  меньшую толщину, обладают более  сильным глянцем, но менее долговечны. Различают четыре вида полунатуральных  олиф: оксоль, оксоль-смесь, сульфооксоль и олифа ИМС.

Олифы искусственные. Исходным сырьем являются нефтепродукты, из которых  с добавлением растительного  масла в количестве до 35% или без  него получают искусственные олифы. В первом случае представителем является глифталевая олифа, во втором — олифа  сланцевая и синтоловая.

Лаки масляные представляют собой  природные или искусственные  смолы, растворенные в растительных маслах с сиккативами и растворителями.

Связующие для водных составов. Исходными  материалами для получения этих связующих служат минеральные вяжущие  и различные клеи.

Белый портландцемент и известь  в водных красочных составах являются одновременно белым пигментом и  связующим. Жидкое калиевое стекло применяют  в качестве связующего в силикатных красочных составах.

Связующими водных красочных составов могут быть также животные, растительные и синтетические клеи. К животным клеям относят казеиновый, костный  и мездровый, а растительный получают путем заваривания в кипятке  крахмала, муки или декстрина.

Синтетические клеи представляют собой  растворы искусственных смол в воде.

Эмульсии, используемые в качестве связующих красочных составов, изготовляют  из олифы, известкового молока и животного  клея в эмульсаторах. Использование  эмульсии позволяет экономить олифу.