Основные виды гидравлических вяжущих веществ, кратко опишите основные свойства и технологию их получения, область применения в с

2. Что представляет собой органические и неорганические теплоизоляционные и звукоизоляционные материалы? Перечислите эти материалы, опишите их свойства, достоинства и недостатки, а так же области применения в строительстве.

Теплоизоляционные и акустические материалы

Развитие современного жилищного  и промышленного строительства  неразрывно связано с созданием  и повышением качества теплоизоляционных  и акустических материалов.

Благодаря этому свойству их применяют  для тепловой изоляции зданий и сооружений, а также промышленного оборудования, что позволяет резко снизить  массу конструкций, добиться наиболее экономичного использования материалов и затрат при сооружении зданий, рационально использовать энергетические ресурсы. Применение в строительстве  облегченных кирпичных стен с  эффективными утеплителями взамен сплошной кирпичной кладки позволяет сократить  в 2,0— 2,5 раза потребность в кирпиче, цементе, извести, до 30%—стоимость стен, в 3 раза — массу конструкций, а  также транспортные расходы. Эффективные теплоизоляционные материалы дают возможность создавать легкие стеновые панели (40—60 кг на м2), а также различные варианты конструкций легких покрытий.

Наиболее эффективными теплоизоляционным  материалом является минеральная вата и изделия из нее. К теплоизоляционным  материалам относят также поро- и пенопласты (газонаполненные полимер- пые материалы). Они паряду с хорошими теплоизоляционными свойствами и легкостью обладают высокой прочностью, что дает возможность использовать их при создании конструктивных элементов зданий и тем самым наиболее рационально решить вопросы ограждений. Для высокотемпературной теплоизоляции эффективными являются материалы и изделия на основе вспученного перлита и вермикулита, а также известково-кремпеземистые теплоизоляционные изделия.

Акустические материалы. Многие теплоизоляционные  материалы могут одновременно служить  для теплозащитных и акустических или только акустических целей в  ограждающих конструкциях зданий. Снижепие уровня шума осуществляется за счет использования звукопоглощающих или звукоизолирующих материалов. Особую группу составляют декоративные звукопоглощающие плиты различной степени жесткости на основе минеральной ваты или стеклянного волокна с использованием органических (синтетических) связующих. В строительстве успешно применяют звукопоглощающие изделия с тонколистовым акустическим прозрачным экраном и волокнистым звукопогло- тителем, теплоизоляционные и акустические изделия из супертонкого базальтового волокна, имеющего лучшие по сравнению со стекловолокном показатели теплостойкости.

Звукоизоляционные прокладочные материалы  на основе минеральной ваты, стеклянного  волокна и газонаполненных полимерных материалов обладают низкими значениями динамического модуля упругости, поэтому  их применяют при изготовлении звукоизоляционных  конструкций междуэтажных перекрытий, стен и перегородок.

Теплоизоляционные и акустические материалы и изделия делят: по характеру строения — на жесткие (плиты, кирпич, скорлупы, сегменты, сборные  щиты), гибкие (маты, полужесткие плиты, шнуры, жгуты, матрацы, листы, рулоны), рыхлые (волокнистые, зернистые, порошкообразные); по виду основного сырья — на неорганические и органические; по показателям объемной массы (в кг/м3) в сухом состоянии – на марки 15, 25, 35, 50, 75, 100, 150, 175, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600 и 700.

Технические условия: теплоизоляционные  и акустические материалы и изделия  должны иметь объемную массу в  сухом состоянии не более 700 кг/м3, не выделять веществ, снижающих прочность  соприкасающихся элементов конструкций  и качество отделки помещений, не выделять веществ, вредных для здоровья людей и вызывающих порчу пищевых  продуктов.

Главная особенность этих материалов — высокая пористость (до 98%). Строение их бывает ячеистое, зернистое, волокнистое, пластинчатое или смешанное. Величина пор колеблется в широких пределах п обычно не превышает 3—5 мм. Пористость можно регулировать в определенных пределах, изменяя влияние технологических  факторов при производстве, тем самым  можно получать материалы с заданными  свойствами: объемной массой и коэффициентом  теплопроводности. Высокую пористость получают способами: газообразования, высокого водозатворения, механической диспергацией, создания волокнистого каркаса, вспучивания минерального и органического сырья, выгорающих добавок и химической переработки.

Теплоизоляционными называют материалы, которые благодаря своим физико-техническим  свойствам — пористости и малой  объемной массе — эффективно защищают от потерь теплоты жилые, производственные и другие помещения, тепловые агрегаты, горячие трубопроводы, уменьшая при  этом теплообмен с окружающей средой. Теплоизоляционные материалы в  соответствии с ГОСТ 16381—77 характеризуются  малой теплопроводностью — от 0,025 до 0,15 Вг/ (м°С); объемной массой от 15 до 600 кг/м3. Предел прочности при сжатии теплоизоляционных материалов должен быть не менее 0,4 МПа, а у некоторых видов конструктивно-теплоизоляционных материалов этот показатель достигает 5 МПа.

По виду исходного сырья все  теплоизоляционные материалы разделяются  на органические, сырьем для которых  служат отходы древесины, камыш, торф, костра, а также синтетические  смолы, и неорганические — изготовляемые  из минерального сырья: шлаков, стекла, асбеста и различных горных пород. По форме и внешнему виду материалы  подразделяют на штучные изделия (плиты, блоки, кирпич, цилиндры, полуцилиндры, сегменты), рулонные и шнуровые (маты, шнуры, жгуты), на рыхлые и сыпучие  материалы (вата минеральная, стеклянная, вспученный перлит, вермикулит). Теплоизоляционные  материалы, кроме показателей теплопроводности и прочности, еще характеризуются  биостойкостью, т. е. способностью не подвергаться загниванию и порче насекомыми и грызунами; малой гигроскопичностью; химической стойкостью и огнестойкостью (несгораемые, трудносгораемые и сгораемые). Большинство теплоизоляционных материалов вследствие высокой пористости обладают способностью поглощать звук, что позволяет использовать их в качестве акустических (звукопоглощающих материалов) для изоляции от шума.

Одно из главных требований к  ограждающим конструкциям зданий (стенам, перекрытиям)—сохранение постоянной температуры внутри здания при минимальных энергетических затратах. Для этого ограждающие конструкции должны в минимальной степени проводить теплоту. Самый простой, но не эффективный способ для этого— увеличение толщины конструкций. Например, для создания необходимой тепловой защиты помещений толщина кирпичной стены даже у одноэтажных зданий 2…2,5 кирпича (510…640 мм), в то время как по соображениям прочности и устойчивости достаточна толщина стены 250 мм.

Для создания эффективной тепловой изоляции используют специальные теплоизоляционные  материалы. Кроме утепления зданий, такие материалы необходимы для  устройства тепловой изоляции высокотемпературных  промышленных установок (котлы, печи и  т.п.), горячих трубопроводов‘и холодильных камер. Применение теплоизоляционных материалов позволяет уменьшить толщину ограждающих конструкций, снизить массу здания (табл. 15), уменьшить расход основных строительных материалов (цемента, стали и др.) в 1,5…2 раза и сократить расходы энергии на отопление.

К теплоизоляционным материалам относятся  материалы с теплопроводностью  не более 0,175 Вт/(м • К) и плотностью не более 600 кг/м3. Известно, что чем выше пористость материала, тем в меньшей степени он проводит теплоту. Наиболее эффективные теплоизоляционные материалы как бы построены из воздуха. Так, в пенопластах поры занимают 90…95 % общего объема материала. Чтобы в материале содержалось как можно больше воздуха, ему придают либо ячеистое, как у пенопластов, либо волокнистое строение, как у минеральной ваты и асбеста.

Косвенной характеристикой пористости и соответственно теплопроводности служит плотность материала. Поэтому  в строительстве для характеристики теплоизоляционных свойств материала  обычно используют не показатель теплопроводности, определение которого довольно сложно и трудоемко, а плотность материала.

По плотности теплоизоляционные  материалы подразделяют на марки: 15, 25, 35, 50, 75 — особо низкой плотности; 100, 125, 150, 175 —низкой плотности; 200, 225, 250, 300, 350 —средней плотности; 400, 450, 500, 600 — плотные.

Прочность теплоизоляционных материалов невысока: обычно 0,2…2,5 МПа, лишь у отдельных  материалов она достигает 10 МПа.

В зависимости от жесткости (относительной  деформации сжатия) под удельной нагрузкой 2 кПа теплоизоляционные материалы  делят на мягкие (сжимаемость более 30%), полужесткие (сжимаемость от 6 до 30%), жесткие (сжимаемость менее 6%), повышенной жесткости (сжимаемость при удельной нагрузке до 40 кПа до 10%).

По внешнему виду и форме теплоизоляционные  материалы могут быть рыхлые и  сыпучие, штучные, рулонные и шнуровые. Сыпучие материалы — это порошкообразные, зернистые или волокнистые рыхлые массы, используемые для засыпки  полости стен, междуэтажных перекрытий. Более эффективны и индустриальны штучные материалы, выпускаемые в виде плит, матов, полуцилиндров.

В зависимости от вида исходного  сырья теплоизоляционные материалы  делят на неорганические (минеральная  вата, ячеистые бетоны, пеностекло, асбестовые материалы) и органические (древесноволокнистые  и древесностружечные плиты, камышит, торфяные плиты и газонаполненные  пластмассы). Используют смешанные  теплоизоляционные материалы: фибролит, перлито-пластобетон и др.

Теплоизоляционные качества строительных материалов существенно снижаются  при увлажнении и насыщении их водой, так как теплопроводность воды в 25 раз выше теплопроводности воздуха. Поэтому теплоизоляционные  материалы необходимо предохранять от увлажнения.

Органические теплоизоляционные  материалы

Теплоизоляционные материалы этой группы вырабатываются из различного растительного сырья и отходов: горбылей, древесных стружек, рейки, опилок, камыша, торфа, очесов льна, конопли, костры, а также из шерсти животных (войлок).

Древесно-волокнистые плиты получили значительное распространение. Для их производства используются древесные отходы (горбыль, рейка, опилки) с добавлением бумажной макулатуры, льняной и конопляной костры, стеблей кукурузы, подсолнечника и т. п. Плиты представляют собой листовой материал, обладающий большой упругостью, полученный формированием с последующим высушиванием древесно-волокнистой массы, пропитанной синтетическими полимерами. Размеры плит, мм: длина — 3000, 2700, 2500, 1800, ширина— 1600, 1200, толщина — 25, 16, 12, 5.

В соответствии с ГОСТ 8904—66 вырабатываются изоляцион-но-отделочные твердые древесно-волокнистые плиты с окрашенной или оклеенной поверхностью. Применение их снижает трудоемкость строительства, так как отпадает необходимость отделочных работ по лицевым поверхностям.

(Древесно-волокнистые плиты легко поддаются механической обработке: их можно пилить, резать, сверлить. Помимо тепловой изоляции плиты используют также и для звуковой изоляции в междуэтажных перекрытиях. К утепляемым поверхностям плиты крепятся гвоздями или приклеиваются битумными мастиками. Плиты толщиной 9—10 мм, применяемые для внутренней отделки, называют сухой органической штукатуркой. Использование их взамен обычной (мокрой) штукатурки удешевляет и ускоряет наиболее трудоемкие отделочные работы. Сухую штукатурку крепят к стенам и потолкам гвоздями (по планкам) или приклеивают.

Древесно-стружечные плиты изготавливают  из древесины путем горячего прессования  древесных стружек, пропитанных  полимерным связующим. При этом жидкий полимер отвердевает, склеивая стружку  в монолитную массу. Древесно-стружечные плиты выпускаются толщиной от 13 до 25 мм, длиной 250—360 и шириной 120—180 мм. Предел прочности при изгибе должен быть не менее 8,0 МПа, а коэффициент  теплопроводности 0,05 Вт/м • град.

В качестве теплоизоляционного материала  используют легкие плиты с объемной массой 250—400 кг/м3.

Фибролит представляет собой теплоизоляционный  материал, получаемый в виде плит из затвердевшей смеси древесных стружек, минерального связующего и воды. Фибролитовые плиты выпускают марок 300, 350, 400, 500. Размеры плит: длина — 2000 (2400) мм; ширина — 500 (750) мм; толщина — 25 (100) мм. Фибролит удобен в работе, хорошо пилится, режется и сверлится, широко используется в жилищном и специальном строительстве для устройства перегородок, теплоизоляции потолков, стен и других элементов зданий и сооружений, а также как теплозаполни-тель в сборно-разборных щитовых воинских зданиях.

Войлок строительный получают из .грубой шерсти животных и отходов мехового производства. Его изготовляют в виде отдельных полотнищ и листов толщиной до 12 мм. Войлок используют для устройства теплоизоляции конструкций с нагревом до 100 °С.

Теплоизоляционные материалы на основе синтетических смол относятся к  группе газонаполненных полимеров. Они производятся толстыми (пенопласты), пористыми (поропласты) и сотовыми (сотопласты). По виду применяемых для их получения синтетических смол они могут быть полистирольными, поливинилхлоридны-ми, фенольными и др. Пенополистирольные замкнуто-пористые материалы получают из бисерного или эмульсионного полистирола. Гранулированный пористый материал используют для устройства защитных засыпок. Полистирольные поропласты используются в строительстве для тепло- и звукоизоляции холодильных камер и других установок, для устройства теплозащитных оснований под искусственные покрытия дорог и взлетно-посадочных полос аэродромов в районах вечной мерзлоты, а также для энерго-поглощающих устройств оснований сооружений от сейсмических и иных воздействий.

Пенополивинилхлорид получают аналогично пенополистиролу. Его выпускают в виде жестких и эластичных пластиков в форме плит или отдельных блоков. Объемная масса жесткого пенополи-винилхлорида составляет 60—100 кг/м3. Область применения пе-нополивинилхлорида несколько шире, чем у пенополистирола вследствие плохого его горения.

Фенолоформальдегидные пенопласты получают из новолачных фенолоформальдегидных  смол путем введения газообразователей. Вырабатывают пенопласт в виде отдельных плит или изделий нужной формы с объемной массой от 50 до 500 кг/м3. Применяется он для устройства тепло- и звукоизоляций и агрегатов технических систем с нагревом до 250 °С, а при контакте с воздухом — до 150 °С.