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

(Мипора представляет собой мелко пористый материал, получаемый из‘водного раствора вспененной мочевиноформальдегид-ной смолы. Блоки мипоры имеют объемную массу не более 20 кг/м3, малую прочность и низкий коэффициент теплопроводности. При воздействии открытого огня мипора не возгорается. Применяют мипору как теплоизоляционный заполнитель для полых устройств и конструкций теплотехнических систем и холодильников. Кроме рассмотренных теплоизоляционных материалов в практике строительства применяются пенополиуретан, сотопласты, получаемые из бумаги, фольги и пленочного полиэтилена, а также асфальтовые материалы на основе битума и пористых заполнителей.

Неорганические теплоизоляционные  материалы

Неорганические теплоизоляционные  материалы и изделия получают из неорганического стеклосырья — различных горных пород, шлака, стекла, асбеста с применением минеральных вяжущих или без них. К ним относятся ячеистые бетоны, ячеистое стекло, асбоцементные, асбомагнезиальные, асбестовые, минераловат-ные, керамзитовые, вермикулитовые, перлитовые и другие материалы.

Ячеистые бетоны. Теплоизоляционные  изделия из ячеистого бетона представляют собой хрупкий пористый материал, получаемый искусственным путем  с использованием песка, портландцемента, извести, порообразователя и воды. Теплоизоляционные изделия из ячеистого бетона изготовляют в виде жестких плит, блоков, сегментов и других изделий различных конфигураций и размеров. Ячеистые бетоны широко применяются для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий, поверхностей технических систем, оборудования и теплопроводов с нагревом до 400° С.

Ячеистое стекло (пеностекло). Это  теплоизоляционный материал ячеистого  строения с пористостью до 80—95%, получаемый при вспенивании стекломассы. Из него изготовляют изделия в  виде плит, блоков, сегментов и других элементов. Ячеистое стекло имеет прочность  при сжатии не менее 0,5—1,0 МПа. Оно  обладает высокими теплоизоляционными свойствами, отличается водостойкостью, легко пилится, режется и сверлится. Из отдельных блоков и глыб этого  стекла в полевых условиях можно  получить изделия нужной формы и  конфигурации. Бой ячеистого стекла используется для теплоизоляционных  засыпок. В военном строительстве  ячеистое стекло широко применяется  для тепло- и звукоизоляции стен и перекрытий, утепления полов  и кровель зданий и сооружений, изоляции холодильных камер и  горячих поверхностей тепловых установок  и технических систем.

Асбоцементные теплоизоляционные  изделия получают из смеси асбеста  и портландцемента. Их изготовляют  в виде плит, скорлуп, труб и сегментов  различных размеров и марок (300—500). Эти изделия применяют для  теплоизоляции оборудования и трубопроводов  с нагревом до 450 °С.

Асбомагнезиальные материалы получают из асбеста и углекислых солей магния и кальция. К таким материалам относятся со-велит и ньювель.

Совелит получают из смеси распущенного асбеста и порошко-образных MgO и СаС03. Из порошкообразного совелита приготовляют растворы, которые используют для теплоизоляционных обмазок или формования изделий. Совелит и совелитные изделия применяются для теплоизоляции тепловых сетей и агрегатов технических систем с температурой нагрева до 500 °С.

Ньювель представляет собой смесь асбеста и уклекислой соли магния. Это порошкообразный материал, используемый аналогично совелиту для теплоизоляции поверхностей с нагревом до 250 °С. По стоимости и теплотехническим характеристикам ньювель уступает совелиту.

Асбестовые материалы и изделия  получают из минерала хризотил-асбеста. Высокая термостойкость й прочность, малая объемная масса и армирующая способность асбеста предопределили широкое применение его для получения  асбестовых теплоизоляционных материалов и изделий различных видов.

Минераловатные изделия изготавливают на основе минеральной ваты. Минеральная вата состоит из тонких, хаотически расположенных волокон диаметром 5—12 мм, получаемых из жидких металлургических шлаков, расплавленных горных пород и боя стекла. Минеральную вату, получаемую из стекла, называют стек-.ловатой.

Минераловатные теплоизоляционные материалы и изделия выпускают мягкими и жесткими в виде матов, полос, сегментов, скорлуп и др. Жесткость таких изделий достигается введением в волокнистую основу связующего вещества. Маты и полосы выпускают прошитыми нитями или тонкой проволокой и покрытыми с обеих сторон корочкой клеющего вещества или защитной бумагой.

Вспученный вермикулит является пористым материалом чешуйчатого строения с  объемной массой 80—150 кг/м3. Вспученный вермикулит применяется как засыпочный теплоизоляционный материал для теплозащиты установок и систем с нагревом до 1000 °С, а также как заполнитель для огнезащитных обмазок и .легких бетонов.

Вспученный перлит получают аналогично вермикулиту нагревом горной породы — перлита. Объемная масса перлита, имеющего вид песка, составляет 100—250 кг/м3. Вспученный перлит применяется  для теплоизоляционных засыпок, приготовления огнезащитных обмазок  и легких бетонов,

3. Изложите основные физические свойства строительных материалов, плотность, пористость, водопоглощение, водостойкость, гидроскопичность, водопроницаемость, морозостойкость. Как учитываются эти свойства в конструкциях зданий.

 ПЛОТНОСТЬ

Под плотностью материала  понимают степень заполнения его  объема веществом, из которого он состоит.

Материал, находящийся в  естественном состоянии (т. е. вместе с  порами), занимает объем Vi, а в абсолютно плотном состоянии имеет меньший объем ViX. Отношение Va : Vj выражает плотность материала п.

Почти у всех строительных материалов п меньше 100% вследствие наличия в них большего или  меньшего количества пор. 

ПОРИСТОСТЬ

Пористостью материала По называют степень заполнения объема материала порами. По величине пористость является дополнением плотности  до единицы или до 100%.

По величине воздушных  пор материалы разделяют на мелкопористые (поры имеют размеры в сотые  и тысячные доли миллиметра) и крупнопористые (размеры пор от десятых долей  миллиметра до 1 — 2 мм).

-г, Плотность и пористость  материалов имеют очень большое  значение в строительстве, так  как с ними связаны такие  важные свойства, как прочность,  водрпоглощение, водопроницаемость, теплопроводность, мо-розосго&косхъ, звукопроницаемость, кислотостойкость и др. Для изготовления аоданедроницаемых конструкций нужны материалы с высокой идотноошо; малотеплопроводные конструкции необходимо изготовлять из медкопорйсшх материалов с пониженной теплопроводностью и т.  д." Пористость строительных материалов колеблется в очень широких пределах: oar Q (ст&оь, стекло) до 90% (плиты из минеральной ваты).

ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ

Водопоглощением материала называют способность его впитывать и удерживать воду. Определяют его по разности весов образца материала в насыщенном водой и в абсолютно сухом состояния и выражают в процентах от веса сухого материала или в процентах от объема образца. Весовое водопоглощение обозначается Вшс, объемное 50б«

Обычно насыщение материала  водой (особенно если оно происходит без нагрева, вакуумирования и т. д.) наступает до заполнения все» го объема труднодоступных пор. Кроме того, в материале имеется известное количество замкнутых пор. Поэтому объемное водопоглощение материала обычно меньше его пористости. Способы насыщения различных материалов при определении водопоглощения устанавливаются соответствующими ГОСТами.

Отсюда получается формула  для перехода от одного вида водопоглощения к другому:

Объемное водопоглощение, численно равное объему пор, доступных для воды, называется видимой (кажущейся) пористостью материала в отличие от действительной (истинной) пористости. Объемное водопоглощение всегда меньше 100%, так как всегда часть объема материала занимает его вещество, а весовое водопоглощение у материалов очень пористых и очень легких (например, у торфяных теплоизоляционных плит) может быть больше 100%.

Водопоглощение различных строительных материалов колеблется в очень широких пределах. Так, весовое водопоглощение глиняного обыкновенного кирпича составляет от 8 до 20, керамических плиток — не выше 2, тяжелого бетона с объемным весом до 2,5 T/MS — около 3, гранита— 0,5—0,7 и гидроизоляционного материала (гидроизола) —2%.

Для насыщения водой образец  материала постепенно погружают  нее или выдерживают в кипящей  воде. Свойства насыщенного .материала существенно изменяются: увеличивается теплопроводность, объемный вес, а у некоторых материалов (например, у дерева) также и объем, уменьшается прочность (вследствие ослабления связей между частицами) 

Ввиду очень большого влияния, которое оказывает на материалы  насыщение водой, желательно испытывать их прочность не только в сухом, но и в насыщенном состоянии. Отношение  прочности насыщенного водой  материала к прочности его  в сухом состоянии называется- коэффициентом размягчения материала. Он является важным показателем, так  как характеризует водостойкость  материала, который в условиях работы в сооружении может подвергаться воздействию воды. Коэффициент размягчения  колеблется в пределах от 0 (у глиняных необожженных материалов) до 1 (у материалов, не изменяющих своей прочности от действия воды, например у стали, битумов). Каменные материалы (природные и  искусственные) нельзя применять в  условиях воздействия на них воды, если коэффициент их размягчения  меньше 0,75. Материалы с коэффициентом  размягчения   больше   0,75   называют   водостостойкими.  

МОРОЗОСТОЙКОСТЬ

Морозостойкостью называют способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать  многократное попеременное замораживание  и оттаивание без видимых признаков  разрушения и без допустимого  понижения прочности.

Некоторые строительные материалы, соприкасающиеся с водой и  наружным воздухом (например, материалы  гидросооружений, кровельные, стеновые), постепенно разрушаются; разрушение вызывается тем, что материал полностью насыщается водой, которая при температуре  ниже нуля замерзает в порах, увеличиваясь в объеме примерно на 9%. Лед, образующийся в порах материала, давит на стенки пор и может их частично разрушить, вследствие чего прочность материала  понижается; этому способствует  также  перемещение  (миграция)  влаги   по  порам.

Плотные материалы (без пор  или с незначительно открытой пористостью), поглощающие весьма мало воды, морозостойки.; Пористые же материалы обладают удовлетворительной морозостойкостью только в случае, если вода практически заполняет до 80—85% доступных пор. Чтобы материал обладал морозостойкостью, его коэффициент размягчения должен быть не ниже 0,75, так как размокающие примеси отрицательно влияют на морозостойкость.

Материалы испытывают на морозостойкость  в холодильных камерах. Испытание  заключается в многократном (от 10 до 200 раз, в зависимости от условий  работы сооружений) замораживании образца, насыщенного водой, с оттаиванием  в воде комнатной температуры  после каждого замораживания.'.Температура замораживания должна быть ниже минус 17° С, так как в тончайших порах (капиллярах), имеющихся в некоторых строительных материалах, вода замерзает только при указанной температуре.^Морозостойкими считают те материалы^ кото^ рые после установленного для них числа циклов замораживания и оттаивания не имеют выкрашиваний, трещин, расслаивания и не теряют в весе более 5%. Прочность образцов, подвергавшихся испытанию на морозостойкость, по сравнению с прочностью контрольных образцов, не подвергавшихся испытанию, не должна понижаться более чем на 25%.

По числу выдерживаемых  циклов замораживания и оттаивания различают материалы следующих  марок: Мрз 10, Мрз 15, Мрз 25, Мрз 35, Мрз 50, Мрз 100, Мрз 150 и Мрз 200.

Если нужно провести ускоренное испытание морозостойкости материала, то вместо замораживания образцы  погружают в  насыщенный раствор сернокислого натрия Na2SO4 • 10Н2О и высушивают после полного насыщения при 105° С. О полном насыщении образца можно судить по прекращению роста веса образца. Кристаллы сернокислого натрия, образующиеся в порах испытуемого материала, давят на стенки пор сильнее замерзающей воды, т. е. это испытание является более жестким, чем описанное выше. Если материал не выдерживает его, надо обязательно провести испытание на морозостойкость в холодильных камерах при насыщении материала водой. 

ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ

-'Водопроницаемостью называют  способность материала пропускать  воду под давлением. Степень  водопроницаемости материалов зависит  от их плотности и строения: особо плотные материалы (например, стекло, битумы, сталь) водонепроницаемы, материалы с замкнутыми мелкими порами практически также водонепроницаемы. п Величина водонепроницаемости выражается коли чеством воды в граммах, прошедшей за 1 ч через 1 см2 поверхности материала при постоянном давлении. Многие мате

риалы должны обладать определенной степенью водонепроницаемости. Особенно для   гидроизоляционных   и   кровельных материалов.

Материалы испытывают на водопроницаемость  на специальных аппаратах (рис. 1). Образец 1 конической формы (на рисунке он показан  схематически, не в масштабе; обычно его толщина, н-апример для некоторых растворов, не превышает 2—3 см) закладывают в металлическую коническую форму 2. Боковые поверхности образца заливают парафином. Вода насосом 3 под давлением, регистрируемым манометром 4, подается к образцу снизу, прижимает его к стенкам формы и просачивается через сообщающиеся между собой поры на внешнюю поверхность. Прошедшая через образец вода стекает по трубке в стакан, и ее взвешивают.