ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Неорганічні в'яжучі матеріали: класифікація, основні властивості

В'яжучі матеріали, будівельні розчини та бетони

Історія бетону нерозривно зв'язана з історією цементу. Найстародавніший бетон, що відноситься до 5600 р. до н.е., археологи знайшли на березі Дунаю у поселенні Лапінські Вир (Сербія), де з нього була зроблена підлога завтовшки 25 см. Перегляд історичних пам'яток показує, що найбільшого поширення будівництво з бетону мало місце у Стародавньому Римі. Римський бетон найчастіше називали «опус цементум». Римляни перейняли досвід зведення конструкцій із бетону у етрусків, греків і вдосконалили технологію бетону, який з І ст. до н.е. стає одним з основним конструкційних будівельних матеріалів.

Створення гідравлічних в'яжучих речовин (портландцементу та його аналогів) припадає на 18 ст. і відкриття цих матеріалів сприяло розвитку не тільки будівництва, але й усіх галузей промисловості. Масове використання бетону і залізобетону у промислових масштабах почалось наприкінці XIX ст. після отримання та організації промислового виробництва портландцементу. Поява залізобетону (1848 р.) викликала справжню революцію у мистецтві конструювання.

Перші параболічні покриття з склепінь-оболонок р. (вокзал де Берсі у Парижі). Наступний етап значних змін у використанні залізобетону пов'язаний з появою попередньо напруженого бетону, ідея створення якого належить Е.Л. Фрейсіне (будівництво у 1929 р. трипрогінного арочного моста, а в 1930 р. - морського вокзалу в Гаврі).

На початку XX ст. (1903 р.) вл. Городецьким у м.Києві був побудований дім з хімерами з використанням портландцементних розчинів та бетонів. Це була перша реклама цементу на Україні.

На сьогодні найбільша споруда з бетону та скла - хмарочос Бурж Халіфа - 828 м.(Об'єднані Арабські Емірати)

Серед найзначніших досягнень в технології бетону кінця XX ст. слід відзначити - бетон «нульової енергії», здатний до самоущільнення,

-прозорий бетон, що містить оптичні волокна;

- бетон, що змінює колір у часі

та бетон, здатний до самоочищення та очищення повітря.

Слід зазначити, що удосконалення бетону йде не тільки шляхом зміни його рецептури, використання новітніх добавок та технологій, а також широкого залучення комп'ютерних технологій як на стадії виготовлення виробів та конструкцій, так і на стадії експлуатації споруджених об 'єкті.

В'яжучі речовини, або цементи, - це промисловий продукт, який використовується для отримання бетонів, будівельних розчинів та сухих сумішей.

Бетон - штучний камінь, який отримують у процесі твердіння раціонально підібраної суміші в'яжучої речовини, крупного та дрібного заповнювачів, води та добавок. До затвердіння суміш вказаних компонентів називають бетонною сумішшю.

За основним призначенням бетони поділяють на конструкційні (для зведення несучих та огороджувальних конструкцій промислових, громадських та житлових будівель і споруд) та спеціальні (гідротехнічні, дорожні, корозійностійкі, жаростійкі та вогнетривкі, декоративні, радіаційнозахисні тощо).

Будівельний розчин - це штучний камінь, отриманий при твердінні раціонально підібраної суміші, що складається з мінеральної в'яжучої речовини, дрібного заповнювача (піску), води та добавок. До затвердіння суміш цих компонентів називають розчиновою сумішшю. Відсутність крупного заповнювача надає розчиновим сумішам підвищеної пластичності порівняно з бетонними, і дозволяє укладати їх без спеціального (механічного) ущільнення.

Сухі будівельні суміші - це порошкоподібні композиції, що складаються з мінеральної або органічної в'яжучої речовини, наповнювачів та заповнювачів, добавок, які виготовляють у заводських умовах. На місці проведення робіт сухі суміші змішують із водою до отримання розчинової суміші заданої консистенції.

Неорганічні в'яжучі матеріали: класифікація, основні властивості

До неорганічних в'яжучих речовин належать переважно порошкоподібні матеріали, що утворюють при змішуванні з водою або іншою рідиною (наприклад, розчинами солей, лугів та кислот) пластичне тісто, яке внаслідок певних фізико-хімічних процесів перетворюється у каменеподібне тіло.

Процес твердіння в'яжучих речовин починається з процесу тужавіння (переходу цементного тіста з пластичного стану в твердий без набору міцності) та пов'язаний з поступовим перетворенням тіста в штучний камінь, що здатний з часом набирати міцність за рахунок протікання процесів структуроутворення.

Найбільше визнання в світі має класифікація, що передбачає поділ неорганічних в'яжучих речовин залежно від умов твердіння та зміни міцності в часі, на повітряні, гідравлічні та автоклавні.

Повітряні в'яжучі речовини можуть тверднути та набирати міцності у повітряно-сухих умовах. До них належать гіпсо-ангідритові в'яжучі речовини, повітряне вапно та його різновиди, магнезіальні в'яжучі речовини та рідинне скло.

Гідравлічні в'яжучі речовини тверднуть та підвищують (або зберігають) міцність після тужавіння в повітряно-сухих умовах та наступного витримування у воді. До них належать гідравлічне вапно, романцемент; портландцемент та його різновиди, пуцолановий цемент, шлакопортландцемент, композиційний цемент; лужні в'яжучі системи, в тому числі шлаколужні, лужні алюмосилікатні в'яжучі (грунтоцементи); глиноземистий, високоглиноземистий та розширні цементи.

Повітряні в'яжучі матеріали та вироби на їхній основі. Гіпсові в'яжучі матеріали складаються переважно з напівводного гіпсу Са80₄-0,5Н₂0 або ангідриту Са80₄, їх отримують внаслідок теплової обробки вихідної сировини та її розмелювання.

Як вихідну сировину для виготовлення гіпсових в'яжучих речовин використовують гірські породи - природний гіпс (гіпсовий камінь), що складається з мінералу гіпсу Са80₄-2Н₂0, та ангідрит Са80₄.

Твердіння гіпсових в 'яжучих речовин відбувається з утворенням двоводного сульфату кальцію за реакцією Са8О₄-0,5НгО + 1,5НгО = Са80₄-2Н20.

Залежно від параметрів теплової обробки гіпсові в'яжучі речовини поділяють на дві групи: низько- та високовипалювальні.

Низьковипалювальні гіпсові в'яжучі речовини, що швидко тужавіють та тверднуть, отримують тепловою обробкою природного гіпсу при низьких температурах (110... 160°С) або обробкою парою під тиском, і складаються вони в основному з напівводного гіпсу (Са80₄-0,51І20). До низьковипалювальних гіпсових в'яжучих речовин належать: гіпс будівельний та високоміцний, різновидом якого є супергіпс. Низьковипалювальні гіпсові в'яжучі застосовують у будівництві для виготовлення панелей-перегородок, блоків, тепло- і звукоізоляційних плит, декоративних плит, пінобетонних виробів, гіпсокартонних листів.

Високовипалювальні гіпсові в 'яжучі речовини, що повільно тужавіють і тверднуть, виготовляють випалюванням гіпсового каменю при температурі вище 600°С (600...950°С). Такі в'яжучі речовини складаються переважно з ангідриту Са80₄. Основними з них є опоряджувальний гіпсовий цемент, високовипалювальний гіпс (естрих-гіпс).

Технічні характеристики гіпсових в'яжучих оцінюються визначенням тонкості помелу, водопотреби, строків тужавлення, міцності при згині та стиску, водостійкості.

Водопотреба визначається кількістю води, потрібної для приготування тіста стандартної консистенції (діаметр розпливу тіста, визначений за допомогою стандартного циліндра складає 180±5 мм) і становить для низьковипалювальних в'яжучих - 50...70% , а високовипалювальних - 30...40%.

Строки тужавлення. Гіпсові в'яжучі за строками тужавлення поділяють на види: швидкотверднучі (А) - з початком тужавлення не раніше 2 хв і кінцем - не пізніше 15 хв, нормальнотверднучі (Б) - з початком тужавлення не раніше 6 хв і кінцем - не пізніше 30 хв і повільнотверднучі (В) - з початком тужавлення не раніше 20 хв.

Міцність гіпсових в'яжучих визначають випробуванням зразків-балочок розмірами 40x40x160 мм із гіпсового тіста стандартної консистенції через 2 години після замішування; за міцністю при стиску передбачено 12 марок гіпсових в'яжучих - від Г-2 до Г-25, де цифра означає нормовану границю міцності при стиску в Мпа.

Гіпс є екологічно безпечним, негорючим та вогнестійким матеріалом. Гіпсові в'яжучі є повітряними, вони мають найбільшу міцність у сухому стані. При твердінні гіпс збільшується в об'ємі, що дозволяє використовувати його без заповнювачів.

В'яжучі речовини марок Г-2...Г-25 - для штукатурних робіт, зарівнювання швів, виготовлення сухих сумішей і проведення спеціальних будівельних робіт, а Г-4...Г-7 - для отримання тонкостінних будівельних виробів і декоративних деталей.

Будівельний гіпс характеризується водопотребою 50...70%, міцністю 2... 16 МПа, початок тужавлення становить від 2 до 20 хвилин, кінець - 15...30 хв.

Високоміцний гіпс одержують термічною обробкою гіпсового каменю в герметично закритих апаратах (автоклавах) у середовищі насиченої пари при тиску, вищому за атмосферний з наступним помелом до отримання тонкодисперсного порошку. Такий гіпс характеризується меншою водопотребоютаі міцністю у межах 25...60 МПа.

Супергіпс є високоміцною в'яжучою речовиною, водопотреба якої становить 24...26%, початок тужавлення - 5...8 хв, кінець - 9... 12 хв, міцність при стиску в сухому стані - 60...70 МПа. Використовують супергіпс для виготовлення різних видів облицювальних плит, фігурних тонкостінних будівельних виробів, а також для влаштування безшовних наливних підготовок для підлог.

Опоряджувальний гіпсовий цемент виготовляють одно- чи двократним випалюванням гіпсового каменю при температурі 600...750°С з наступним тонким помелом продукту. Водопотреба такого матеріалу становить 37...43%, міцність при стиску через 28 діб - 25...35 МПа, ступінь білизни в порошку - 90%. З використанням цього цементу виготовляють штучний мармур та опоряджувальні розчини.

Штучний мармур ьце називають стукко і його можна разглядати як вид декоративного розчину.

Дійсною енціклопедією штучного мармуру з гіпсу є імператорський палац у Павловську (Росія). Особливо успішно з цим матеріалом працював Джакомо Кваренгі (Англійський палац у Петергофі; Александрійський палац у Пушкіні).

Насьогодні штучний мармур також отримують на основі акрилових смол та мармурового заповнювача( полімербетон), який широко використовують для виготовлення стільників та іншиго кухонного знаряддя.

Дати реферат (Особливості отримання штучного мармуру та його використання для оздоблення приміщень)

Іноді для поліпшення експлуатаційних властивостей опоряджувальних матеріалів гіпсомісткі композиції модифікують полімерами. При введенні карбамідної смоли до складу будівельного гіпсу марки Г-5 одержують матеріали з міцністю при стиску до 20 МПа. При модифікації гіпсу полімерами водопоглинання виробів знижується до 3%, коефіцієнт розм'якшення зростає до 0,96, морозостійкість підвищується до 100 циклів. Це дає змогу

застосовувати полімергіпсові матеріали не тільки для внутрішнього, а й для зовнішнього облицювання споруд різного призначення.

Вис око випалю вальний гіпс (естрих-гіпс) отримують випалюванням природного гіпсового каменю при температурі 800...1000°С з наступним помелом продукту. Естрих-гіпс характеризується повільнішими строками тужавлення, водопотреба його становить 28...32%, міцність при стиску - 10...20 МПа. Порівняно з іншими гіпсовими в'яжучими речовинами, він відрізняється більш високими водо- та морозостійкістю, однак залишається при цьому повітряною в'яжучою речовиною. Найчастіше естрих-гіпс використовують для безшовних підлог.

Вироби на основні гіпсових в'яжучих речовин характеризуються високими тепло- та звукоізоляційними властивостями, є неспалимими, корозійно- та біостійкими, завдяки пористості здатні змінювати відносну вологість повітря всередині приміщень і створювати сприятливий мікроклімат.

Вироби на основі гіпсових в'яжучих можуть бути виготовлені з гіпсового тіста, розчинової та бетонної сумішей. Як мінеральні заповнювачі застосовують щебінь з пористих гірських порід, паливні та металургійні шлаки, а як органічні заповнювачі - деревну тирсу, січку соломи, очерету, кострицю льону, подрібнену паперову макулатуру, тобто речовини, з якими гіпсовий камінь зчіплюється краще, ніж із заповнювачами зі щільних гірських порід.

За призначенням гіпсові вироби поділяють на конструкційні (стінові камені, плити й панелі для перегородок, перекриттів), облицювальні (гіпсокартонні листи - "суха штукатурка"), теплоізоляційні вироби (цегла, плити, сегменти для ізоляції трубопроводів); акустичні вироби (плити, армовані скловолокном із наскрізною перфорацією); архітектурно- декоративні деталі (колони, капітелі, карнизи, балясини, ніші, арки, фризи).

Гіпсокартонні листи ("суха штукатурка") - листовий оздоблювальний матеріал, що складається з тонкого шару затверділої гіпсової в'яжучої речовини, вкритої з обох сторін картоном і міцно з'єднаної з ним (рис. 1, а, б).

Залежно від властивостей та галузей застосування листи можуть бути: звичайні (ГКЛ); вологостійкі (ГКЛВ); з підвищеним опором впливу відкритого полум'я (ГКЛП); вологостійкі, що відрізняються підвищеним опором впливу відкритого полум'я (ГКЛВП). Вологостійкий матеріал виготовляють з добавкою гранул силікону, а вогнестійкий - з добавкою скловолокна або мінерального волокна (ровінгу).

Розміри листів становлять: довжина 2000...4000, ширина 600 та 1200, товщина від 6,5 до 24 мм. За формою поздовжні крайки листів бувають прямі, стоншені, напівкруглі, круглі. Маса 1 м² листа змінюється від 6,5 до 24 кг залежно від його товщини.

Середня густина гіпсокартонних листів становить 800...900 кг/м³, вологість не повинна перевищувати 1% за масою. Руйнівне навантаження залежно від товщини листа та умов прикладання сили становить від 15 до 60 кгс. Водопоглинання листів ГКЛВ та ГКЛВГІ не повинно бути більшим за 10%, а опір впливу відкритого полум'я повинен бути не менше 20 хв.

б

Рис. 1.

Гіпсокартонні листи (а) та схема їх будови (б): І - торцева кромка; 2 - повздовжня кромка; 3 - лицьова кромка; 4 - сердечник

За призначенням гіпсокартонні листи поділяють на звичайні - для облицювання стін, влаштування міжкімнатних перегородок, підвісних стель та виготовлення декоративних і звукопоглинальних виробів (товщина листа - 12,5 мм), вологостійкі - в приміщеннях із вологим режимом експлуатації (вологість повітря 82...85% при умові постійного впливу не більше 10 годин на добу) з додатковим покриттям гідроізоляційними плівками, водостійкими ґрунтовками, фарбами, керамічною плиткою і покриттям з полівінілхлориду (товщина листа 12,5 мм), вогнестійкі - для оздоблення повітроводів і комунікаційних шахт, арочні - для створення складних форм і криволінійних поверхонь, що виключає появу дефектів у вигляді тріщин і порушень геометричних розмірів (товщина листа 6,5 мм).

Останнім часом при влаштуванні гіпсокартонних підвісних стель у приміщеннях різного функціонального призначення широко використовують криволінійні та ламані гіпсокартонні елементи, що надає стелям особливої художньої виразності, в тому числі за рахунок організації тривимірного простору, підвищує їхню функціональність,забезпечує потрібний рівень екологічності і пожежостійкості несучих конструкцій, знижує рівень шуму. Для надання художньої виразності поверхню гіпсокартонних виробів покривають шпалерами паперовими, текстильними і на полімерній основі, склошпалерами; фарбами клеєвими (крім силікатних), олійними, водоемульсійними, емалями, різними видами декоративних полімерних плівок, рельєфними декоративними штукатурками на основі синтетичних смол, облицьовують керамічними або скляними плитками.

Використовують гіпсокартонні листи для оздоблення стін, влаштування перегородок, підвісних стель, вогнезахисних конструкцій, виготовлення декоративних і звукопоглинальних виробів.

Повітряне будівельне вапно - продукт випалювання не до спікання при температурі Ю00...1200°С кальцієво-магнієвих гірських порід (вапняку, крейди, вапняку-черепашника, доломітизованого вапняку), що містять не більше 6% глинистих домішок.

Повітряне вапно може бути негашене грудкове СаО (вапно-кипілка) - продукт випалювання переважно вапняку; негашене мелене - продукт помелу грудкового вапна; гідратне (гашене) вапно - тонкий пухкий порошок, який

утворюється при змішуванні грудкового вапна з водою (Са(ОН)₂) з інтенсивним виділенням теплоти і пароутворенням. При збільшенні кількості води утворюється вапняне тісто та вапняне молоко.

Повітряне вапно використовують для отримання мурувальних розчинів, а також для виготовлення штучних бетонних виробів, силікатної цегли й інших вапняно-піщаних виробів автоклавного твердіння, змішаних гідравлічних в'яжучих речовин (вапняно- шлакових, вапняно-зольних, вапняно-пуцоланових цементів) та мінеральних фарб.

Особливості фрескового розпису (дати реферат)

Гідравлічні в'яжучі матеріали

Гідравлічне вапно отримують випалюванням при температурі 900...1150°С вапняків, що містять від 6 до 20% глинистих або високодисперсних кремнеземистих домішок. Під час випалювання утворюються не лише вільні оксиди СаО та а й їхні сполуки з

кремнеземом та дегідратованою глиною, які надають вапну гідравлічних властивостей.

Гідравлічне вапно застосовують для приготування будівельних розчинів підвищеної водостійкості, мурувальних та штукатурних розчинів, для виробництва вапняно-пуцоланових цементів, легких бетонів, для стабілізації грунтів при будівництві доріг із малою інтенсивністю руху. Ця речовина входить до складу сухих будівельних сумішей та придатна для виготовлення шпаклівок, замазок і фарб. Гідравлічне вапно можна застосовувати як основу під фресковий живопис (нанесення розбавленими у воді мінеральними фарбами малюнків на свіжу штукатурку).

Портландцемент - гідравлічна в'яжуча речовина, яку отримують спільним помелом клінкеру з гіпсом або іншими добавками. Портландцементний клінкер - продукт випалювання до спікання (при температурі 1450°С) сировинної суміші, що містить приблизно 75% карбонатних порід і 25% алюмосилікатних (глини). Як карбонатні породи використовують вапняки, крейду, вапняки-черепашники, вапнякові туфи. Для регулювання строків тужавлення й підвищення міцності до складу портландцементу вводять двоводний гіпс.

Технічні характеристики портландцементу. Водопотреба цементу - це мінімальна кількість води, необхідна для приготування тіста заданої консистенції, зазвичай становить 24...28%. Зниження водопотреби досягається використанням поверхнево-активних добавок-пластифікаторів і суперпластифікаторів.

Міцність цементу встановлюють за показником границі міцності при стиску половинок зразків-балочок розмірами 160x40x40 мм, які виготовляють із цементно- піщаної суміші складу 1:3 (за масою) при водоцементному відношенні (В/Ц), що забезпечує нормальну консистенцію розчинової суміші. Протягом першої доби зразки зберігають у камері з вологим повітрям, а після цього - у ванні з водою протягом 27 діб.

Активність цементу - значення границі міцності при стиску таких зразків. Марка цементу - значення активності, визначене на 28 добу (в кгс/см²), округлене в бік зменшення. Згідно зі стандартом України встановлено такі марки портландцементу: М300, М400, М500, М550, М600.

За європейськими стандартами для оцінки міцності при стиску цементних зразків замість марок використовують класи (визначені в МПа), а саме: 32,5; 42,5 та 52,5. Цементи цих класів поділяють на цементи нормального та прискореного твердіння (до останніх додають літеру II).

За речовинним складом та міцністю при стиску (на 28 добу) цементи загальнобудівельного призначення поділяють на такі типи і марки:

Тип І - портландцемент (містить від 0 до 5% мінеральних добавок), марки М300, М400, М500, М550, М600.

Тип II - портландцемент із мінеральними добавками (від 6 до 35%). марки М300, М400, М500, М550, М600.

Тип III - шлакопортландцемент (від 36 до 80% доменного гранульованого шлаку), марки М300, М400, М500.

Тип IV - пуцолановий цемент (від 21 до 55% мінеральних добавок), марки М300, М400, М500.

Тип V - композиційний цемент (від 36 до 80% мінеральних добавок, причому доменного гранульованого шлаку від 18 до 60%, пуцолани від 10 до 40%). Марки М300, М400, М500.

Білий портландцемент отримують із сировинних матеріалів, що містять обмежену кількість барвників (оксидів феруму, мангану, хрому, бажано менше 0,3% від маси клінкеру). Основною вимогою до білого портландцементу, що визначає його якість, є ступінь білизни. За цим показником цемент поділяють на три сорти. Білий портландцемент випускають марок М400 і М500 та використовують для декоративних й оздоблювальних робіт, в тому числі для виготовлення цементних фарб.

Кольорові портландцементі/ отримують одночасним помелом білого клінкеру з відповідними мінеральними пігментами. При виготовленні кольорового цементу застосовують пігменти, стійкі до дії лугів, тобто: вохру, мумію - для жовтого; сурик залізний - для червоного; залізооксидні пігменти - для жовтого, коричневого, червоного, теракотового; оксид хрому - для зеленого; піролюзит - для коричневого і чорного; сажу - для чорного; ультрамарин - для блакитного та синього кольорів. Із органічних пігментів, стійких до дії лугів, є блакитний та зелений фталоціанінові, але через велику собівартість вони мають обмежене застосування. Як кольорові пігменти також раціонально використовувати фарбові руди - бурий залізняк, сурик-руду та марганцеві руди.

Білий та кольорові портландцементи не мають достатньо високої морозо- та корозійної стійкості, відрізняються підвищеними деформаціями усадки, що зумовлено їхнім мінералогічним складом. Ці цементи застосовують для архітектурно- оздоблювальних робіт, виготовлення облицювального шару стінових панелей і блоків, штучного мармуру, скульптурних робіт.