Киреева Ю.И. Строительные материалы и изделия - файл n8.doc

Киреева Ю.И. Строительные материалы и изделия
скачать (16944.6 kb.)
Доступные файлы (17):
n1.doc146kb.31.10.2003 11:58скачать
n2.doc33kb.23.09.2003 18:59скачать
n3.doc91kb.23.09.2003 19:01скачать
n4.doc133kb.23.09.2003 18:45скачать
n5.doc142kb.23.09.2003 18:51скачать
n6.doc101kb.23.09.2003 18:54скачать
n7.doc2003kb.22.09.2003 19:13скачать
n8.doc4833kb.30.10.2003 14:28скачать
n9.doc218kb.23.09.2003 13:43скачать
n10.doc77kb.23.09.2003 13:47скачать
n11.doc6851kb.30.10.2003 13:50скачать
n12.doc2414kb.23.09.2003 17:15скачать
n13.doc659kb.23.09.2003 18:03скачать
n14.doc172kb.23.09.2003 18:45скачать
n15.doc26kb.23.09.2003 19:01скачать
n16.doc1871kb.02.01.2003 16:15скачать
n17.doc38kb.31.10.2003 12:28скачать

n8.doc

  1   2   3   4   5




ГЛАВА 3.

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
К неорганическим строительным материалам относятся природные каменные, полученные в результате механической обработки горных пород, и искусственные: керамические, на основе минеральных расплавов, металлов, а также минеральных вяжущих веществ.

3.1. Природные каменные материалы



Природный камень – первое добытое человеком полезное ископаемое, которое использовали для строительства жилья, храмов, театров и других монументальных сооружений.

Древние камнерезы великолепно знали свойства горных пород, их не останавливала твердость камня. В руках мастеров камень был податливым пластичным материалом, из которого получали строительные детали и изделия любой формы. При добыче, которая проводилась вручную, в скале по обозначенным границам будущего блока медным резцом выдалбливали глубокую канавку. Затем в нее забивали клинья из сухого дерева и обливали их водой. Дерево разбухало, увеличивалось в объеме, трещина расширялась – и блок отделялся от скалы. Затем камень обрабатывали на месте инструментами из камня, меди и дерева, придавая ему форму стандартного блока для кладки стен или призмы для облицовки.

Самым большим чудом света являются пирамиды – гробницы фараонов. Наибольшая из них – пирамида Хеопса, возведенная до н.э. из 2300000 кубических блоков известняка с гладко отшлифованными сторонами. Масса каждого слагающего пирамиду блока более 2 т, общая масса пирамиды составляет примерно 5,7 млн. т. Никакого связующего материала в пирамиде нет, камни держатся собственной тяжестью и за счет очень точной подгонки по размерам.

Исключительно велика роль камня и в другого рода монументальных сооружениях – храмах, по грандиозности не уступающих пирамидам. Храмы украшали пилонами (башнеобразное сооружение в виде усеченной пирамиды), колоннами, скульптурами из резного камня.

Замечательным достижением греческой архитектуры является Афинский Акрополь, построенный в У – 1У в. до н.э. из мрамора разных оттенков. В условиях сухого климата Греции мраморные сооружения великолепно сохранились в течение более чем двух тысячелетий. Но за последние 20 лет из-за загрязнения воздуха скульптуры подверглись более значительному разрушению, чем за 25 веков.

В русском зодчестве широкое распространение нашел белый известняк в виде тесаных блоков, связанных известковым раствором, который стал применяться с середины ХП века при строительстве соборов во Владимире, в XIV веке – Московского Кремля, в ХУ – ХУ1 вв. при возведении Успенского и Архангельского соборов, Грановитой платы и, частично, храма Василия Блаженного.

В Беларуси вследствие небольших залежей строительного камня (магматита на юге – карьер «Надежды», известняка – в Брестской области и доломита – в Витебской) этот материал применяли только в сочетании с керамическими изделиями (дворцово-замковый ансамбль в Несвиже XVI в. или «Дом массонов» в Минске XVIII в.) или деревом («Дом Петра 1» в Полоцке ХVII в.). В современном строительстве из природного камня путем механической обработки получают стеновые и фундаментные блоки для возведения различных по назначению сооружений, бордюрный камень для ограждения дорог, облицовочные плиты для внутренней и наружной отделки зданий, монументальный камень для изготовления колонн и крупных архитектурных деталей. Каменная облицовка повышает долговечность зданий и избавляет от необходимости ремонта наружных стен на многие десятилетия.

При применении более сложной технологии из горных пород получают каменное литье и минеральную вату.

Кроме того, горные породы, состоящие из минералов и имеющие относительно постоянный состав и свойства, служат основным сырьем для получения минеральных вяжущих веществ (известняк – извести, известняк и глина – портландцемента) и искусственных материалов (глина – керамические изделия, кварцевый песок – стекло, железосодержащие руды – металлы).
3.1.1. Классификация горных пород

Условия образования горных пород предопределяют их минералогический состав и общий характер строения. Именно от состава и структуры зависят их основные свойства, а следовательно применение в строительстве.

По условию образования горные породы разделяют на три основные группы: магматические (изверженные), осадочные (вторичные) и метаморфические (видоизмененные).

Изверженные горные породы образовались из расплавленной магмы, поднявшейся из глубины земной коры и отвердевшей при остывании. В зависимости от скорости и места охлаждения магмы они в свою очередь могут быть глубинными или излившимися. Глубинные породы остывали медленно, под значительным давлением толщи земной коры. Эти условия обеспечили полную кристаллизацию составляющих минералов. Поэтому глубинные горные породы имеют крупнокристаллическую структуру, высокую плотность 2600 – 3300 кг/м3, прочность на сжатие 100 – 500 МПа, морозостойкость более F200, низкое водопоглощение 0,1 – 1,5 %, большую теплопроводность. К ним относятся граниты, габбро, диорит и др.

Граниты – наиболее распространенные из всех магматических пород на Земле, имеют зернисто-кристаллическое строение, обеспечивающее им высокую прочность на истирание. Цвет гранита зависит от цвета входящего в его состав полевого шпата и бывает чаще всего серым, голубовато-серым, но может быть темно-красным и даже зеленым. Граниты хорошо обрабатываются (обтесываются, шлифуются и полируются). В строительстве используют облицовочные плиты для стен и пола, бордюрные камни, щебень для высокопрочных бетонов. Граниты применяют для облицовки гидротехнических сооружений, набережных, цоколей зданий, а также для выполнения фундаментов монументальных сооружений.

Габброкристаллическая крупнозернистая горная порода, стойкая против выветривания. Природный камень используют в качестве облицовочных плит покрытия дорог и получения высокопрочного щебня для бетонов. Одна из разновидностей габбровых пород – лабрадорит имеет серую и черную окраску с красивыми мерцающими вкраплениями в синих и зеленых тонах, используют его для особо ценных облицовок.

Диорит – крупнокристаллическая среднезернистая горная порода, обладающая повышенной ударной вязкостью и устойчивостью к выветриванию, хорошо полируется. Эти свойства позволяют использовать диориты в качестве материалов, противодействующих различным вибрационным воздействиям, например, фундаменты мостовых сооружений. По строительным свойствам диорит не уступает граниту, его применяют при облицовочных работах и в дорожном строительстве.

Излившиеся горные породы образовались при быстром остывании магмы. В случае отверждения у поверхности земли породы близки по своим свойствам к глубинным, но в отличие от них имеет мелкокристаллическую, скрытокристаллическую или частично стекловатую – аморфную структуру. К плотным породам относят андезиты, диабазы и базальты, отличающиеся высокой кислотостойкостью. При быстром охлаждении лавы, выброшенной под давлением газов на поверхность земли или высоко в воздух, образуются соответственно высокопористая вулканическая пемза или рыхлый вулканический пепел, который с течением времени спрессовывается и образует вулканический туф.

Андезиты обладают повышенной выветриваемостью, поэтому в зависимости от возраста могут быть плотной породой со средней плотностью 2700 – 3100 кг/м3, или относительно пористыми – средняя плотность до 2500 кг/м3. Плотные андезиты применяют как дорожный камень в виде кислотоупорных облицовочных плит, щебня для кислотоупорных бетонов и тонкомолотого наполнителя для изготовления кислотостойких мастик и специального кислотостойкого цемента. Пористые разновидности идут на изготовление стенового материала в виде блоков и мелкоштучных камней.

Диабазы имеют скрытокристаллическую структуру, обладают высокой прочностью, большой ударной вязкостью, малой истираемостью, способностью раскалываться на куски сравнительно правильной формы. Используют диабаз для изготовления дорожных материалов, щебня для бетона, облицовочных плит, а также в качестве сырья для получения кислотоупорных изделий – каменного литья.

Базальт представляет собой плотную тяжелую породу, имеющую скрытокристаллическое или аморфное строение. Большая твердость и хрупкость базальтов затрудняют их обработку. Эта горная порода обладает кислотоупорными и электроизоляционными свойствами, а также является ценным сырьем для получения кислотостойкого каменного литья в виде облицовочных плит и труб. Используя специальную технологию, из базальта получают каменную вату.

При быстром охлаждении лавы на поверхности воды или влажных почв за счет интенсивного выделения паров и газов образуется высокопористая порода – вулканическая пемза. Эта порода имеет небольшую среднюю плотность, малую теплопроводность и небольшую прочность при сжатии – 2 – 3 МПа. Поэтому пемзу используют как заполнитель в легких бетонах, при производстве тепло- и звукоизоляционных материалов.

Вследствие уплотнения вулканических пеплов, получившихся при выбросах на большую высоту и охлаждении лавы, образуются вулканические туфы, которые имеют пористое строение. Туфы применяют для кладки стен в виде пиленых камней, внутренней и наружной плитной облицовки; в дробленом виде – как заполнитель для легких, декоративных бетонов. Вулканические пеплы являются также активными минеральными добавками при производстве цементов.

Осадочные породы имеют вторичное происхождение, так как образуются в результате физического и химического разрушения изверженных пород. Например, гранит разрушается с образованием природного щебня, кварцевого песка и глины. Общими свойствами осадочных пород являются одинаковые формы залегания в виде пластов, поэтому их еще называют пластовыми.

Основными причинами разрушения являются следующие: физическое нагревание солнцем, резкие перепады температур, ветер и замерзание влаги в порах; химическое – воздействие различных кислот и солей, находящихся в воде и воздухе (углекислота, серный и сернистый ангидрид); органическое – влияние продуктов жизнедеятельности мхов, лишайников и других простейших растений и микроорганизмов.

Наиболее опасно периодическое замерзание и оттаивание в условиях повышенной влажности материала. Камни, содержащие 0,5 % влаги, уже чувствительны к изменению температуры. Влага, находящаяся в порах и капиллярах горной породы, замерзая, создает внутри огромные разрушающие напряжения в сотни атмосфер. Процесс этот усиливается действием ветра. В результате порода распадается на отдельные куски и зерна.

В зависимости от условий образования осадочные породы делят на три основные группы: обломочные, химические осадки и органогенные.

Обломочные породы (механические отложения) образовались в результате физического разрушения изверженных пород. Их в свою очередь подразделяют на рыхлые (гравий, щебень, песок, глина), оставшиеся на месте разрушения или перенесенные водой, льдом или ветром, и сцементированные (песчаники, брекчии, конгломераты). Цементирующим веществом в этих породах может служить раствор карбоната кальция, кремнезема, оксидов железа или глины. В песчаниках цементируемой породой послужил песок, в брекчиях – щебень, конгломератах – гравий, имеющий округлую форму. Сцементированные породы, так как они обладают высокой плотностью, прочностью и морозостойкостью, используют для кладки фундаментов, стен неотапливаемых помещений, облицовки зданий, ступеней и тротуаров.

Химические осадки образовались в результате выпадения из пере-сыщенных водных растворов вследствие изменения температуры различных кристаллических веществ. Основными представителями этой группы материалов, нашедшими широкое применение в строительстве, являются карбонатные (известняк, магнезит, доломит) и сульфатные породы (гипс, ангидрит). Все эти природные каменные материалы служат сырьем при изготовлении минеральных вяжущих веществ: извести, портландцемента, каустического магнезита, гипса, которые используют для получения строительных растворов и бетонов.

Органогенные отложения образовались в результате скопления отмирающих водорослей, раковин, моллюсков и их спрессовывания толщей воды.

Для строительных целей наибольшее применение нашли мел, известняк-ракушечник, диатомиты и трепелы.

Мел – мягкая порода, сложенная мельчайшими частицами скелетов водорослей и одноклеточных животных. Его используют в цементной, стекольной промышленности, при производстве извести, в качестве наполнителя пластмасс, красочных составов и резиновых изделий.

Известняк-ракушечник представляет собой сцементированные обломки раковин. Это относительно пористая порода с водопоглощением до 30 %, прочностью от 10 до 60 МПа. Используют этот материал в качестве бутового камня, щебня, стеновых блоков, облицовочных плит, сырья для получения вяжущих.

Диатомиты и трепелы – близкие по структуре, составу и свойствам породы. Они высокопористы, огнеупорны, кислотостойки, плохо проводят звук и тепло. Нашли применение при изготовлении теплоизоляционного лёгкого и огнеупорного кирпича и в качестве активных минеральных добавок в цемент.

Метаморфические (видоизмененные) горные породы образовались в глубине земной коры из изверженных и осадочных пород под действием температуры и давления. Особенно большое значение имеет направление давления. При одностороннем давлении видоизмененные породы приобретают слоистое, сланцевое строение (гнейсы, глинистые сланцы). Эти материалы легко раскалываются по плоскостям, в связи с чем их применяют как плитный отделочный и кровельный материал (природный шифер).

При многостороннем давлении осадочные породы приобретают монолитную структуру. Так из известняков образуется мрамор, из песчаников – кварцит. Мрамор легко распиливается на тонкие пластины, хорошо шлифуется и полируется. Его используют для внутренней и наружной облицовки зданий, отходы камнеобработки – для декоративных штукатурок и бетонов. Кварцит отличается большой прочностью (до 400 МПа), хрупкостью, сложностью обработки. Это кислотостойкий и огнеупорный материал (до 1770 оС), который применяют для облицовки и производства кислых (динасовых) огнеупоров.

3.1.2. Материалы и изделия из горных пород

Добыча природного камня в зависимости от его прочности осуществляется в карьерах при помощи экскаваторов, если породы слабые (осадочные), или буровзрывным способом для разработки массивных плотных, прочных магматических и метаморфических пород.

В зависимости от места и глубины залегания добыча может вестись открытым, подводным или подземным способами.

Природный камень, доставляемый из карьеров, подвергают в зависимости от назначения дальнейшей обработке: дроблению, распиловке, скалыванию, шлифовке и полировке.

В связи с большим разнообразием свойств, обусловленных их составом и структурой, горные породы применяют в качестве нерудных строительных материалов, конструкционных, отделочных и специального назначения (кислотостойкие, теплоизоляционные и акустические).

Большой объем добываемых горных пород составляют так называемые нерудные строительные материалы. К ним относятся такие неорганические зернистые, сыпучие материалы, как щебень, гравий, песчано-гравийная смесь, песок. Их применяют в качестве заполнителей для бетонов и растворов в качестве уплотняющего подслоя при выполнении дорожных покрытий, балластного слоя железнодорожного пути, сооружения плотин, дамб, насыпей, засыпок при благоустройстве территорий.

Щебень – остроугольные обломки размером от 5 до 150 мм, образующиеся при выветривании горных пород (природный) или полученные в результате их добычи буровзрывным способом и последующего дробления.

Гравий – продукт естественного разрушения и перемещения скальных горных пород, представляет собой окатанные обломки размером от
5 до 150 мм. В зависимости от происхождения он может быть речным, озерным, морским и ледниковым.

Песчано-гравийная смесь состоит из песка размером до 5 мм и гравия (15 – 75 %). Основной объем добывают из русел рек, используют для изготовления цементных и асфальтовых бетонов, а также при строительстве дорог.

Песок размером от 0,14 до 5 мм может быть дробленым и природным в виде мелкообломочной рыхлой породы, добываемой открытым карьерным или гидромеханизированным способом выемки при речном залегании. В зависимости от назначения песка к нему предъявляют требования по размерам и химическому составу. Основными потребителями этого сырья являются производства по получению стекла, строительной керамики, бетонов и растворов, кровельных и гидроизоляционных материалов. Полученные в результате многостадийного дробления горных пород щебень и песок разделяют на фракции (по размерам), моют и отправляют потребителям.

К конструкционным материалам относятся бутовый камень, камни и блоки стеновые, изделия для дорожного строительства.

Бутовый камень получают из осадочных пород взрывным способом и методом скола. В зависимости от назначения к. этому материалу предъявляют требования по прочности – не ниже 10 МПа, морозостойкости и водостойкости (коэффициент размягчения не ниже 0,75). Бутовый камень весом до нескольких тонн применяют при строительстве гидротехнических сооружений (дамбы, плотины), весом до 40 кг – для кладки фундамента и стен неотапливаемых зданий. Большой объем бутового камня перерабатывают путем дробления на щебень для производства бетонных изделий и конструкций.

Стеновые камни из горных пород получают методом распиловки и применяют для кладки наружных стен и перегородок.

Крупные блоки выпиливают с помощью механизмов из массива горных пород непосредственно в карьерах или нарезают из добытых предварительно блоков-заготовок. Кроме этого крупные блоки изготавливают методом кладки мелких стеновых камней на строительном растворе. Применяемые породы: известняк, туф, доломит, песчаник плотностью 900 –2200 кг/м3. Марка блоков по прочности должна быть не ниже 25 кгс/см2.

Для дорожного строительства применяют пиленые или колотые в виде бруса бортовые камни, отделяющие проезжую часть улиц от тротуаров, колотые и тесаные бруски брусчатки, применяемые для устройства мостовых, и колотый булыжный камень, используемый для укрепления откосов. Так как все эти изделия должны обладать достаточной прочностью и морозостойкостью, то их получают из плотных изверженных и осадочных горных пород (габбро, известняк).

Облицовочные пиленые материалы в виде шлифованных и полированных плит из гранита, лабрадорита, мрамора применяют для наружной и внутренней облицовки стен, покрытия полов, изготовления ступеней в общественных и уникальных зданиях.

При добыче облицовочного камня средний выход блоков-заготовок, подвергающихся последующей распиловке по размерам, составляет 20 %, остальную горную массу в виде некондиционных блоков и плит используют для изготовления искусственных облицовочных материалов методом склеивания синтетическими смолами (эпоксидной, полиэфирной) или прессования с применением цемента. Отходы мелкой фракции поступают на строительные площадки для выполнения монолитных мозаичных полов, декоративных штукатурных растворов.

Природные каменные материалы, используемые в качестве дорожных, для возведения наружных стен, облицовки фасадов испытывают разрушающее действие воды в сочетании с морозом, кислых окислов, содержащихся в атмосфере промышленных городов. Предохранить изделия от разрушения можно следующими способами: использовать конструктивную защиту, заключающуюся в придании открытой части здания (карниза, парапета) пологой формы, обеспечивающей слив воды; повысить плотность и гладкость поверхностного слоя изделия за счет шлифовки и полировки; пропитать поверхность изделия на определенную глубину специальными уплотняющими составами (флюатами), затрудняющими проникновение воды в поры материала; нанесением на лицевую поверхность изделия гидрофобизирующих составов, придающих материалу водоотталкивающие свойства; защитить поверхность изделия пленкообразующими полимерными составами (прозрачными или окрашенными).

К материалам специального назначения относятся кислотоупорные, теплоизоляционные и акустические.

Такие магматические горные породы, как базальт, андезит, диабаз, а также метаморфическая порода кварцит вследствие своего химического состава и стеклокристаллической структуры обладают высокой кислотостойкостью. Это свойство используют при изготовлении тесаных плит, кирпичей, брусков и фасонных изделий, применяемых для футеровки промышленных установок и защиты строительных конструкций, работающих в условиях действия кислых сред.

Так как добыча и обработка природных каменных материалов связана с механическими воздействиями, то на поверхности изделий имеются многочисленные мельчайшие трещины, понижающие их прочность и долговечность. Вследствие этого более высокими эксплуатационными свойствами обладают искусственно полученные литые, каменные изделия (каменное литье). Производство каменного литья состоит из дробления горной породы (базальта, диабаза), расплавления его в пламенных или дуговых электропечах при температуре 1350 – 1450 оС, заливки расплава в формы, кристаллизации и охлаждения изделий по определенному режиму. Таким образом получают плиты для облицовки полов, тротуаров, стен.

Мелкодробленые отходы используют в виде крупного и мелкого заполнителя для получения кислотостойких бетонов и растворов, тонкомолотые – в качестве наполнителей кислотостойких мастичных и красочных составов.

К теплоизоляционным и акустическим относятся изделия, полученные на основе минеральной ваты. Минеральная вата представляет собой механическую смесь искусственно полученных коротких волокон. Вследствие хаотического расположения волокна создают высокопористую структуру, обеспечивающую низкую теплопроводность, звукоизоляцию и эвукопоглощение. Минеральная вата не горит, не гниет, она малогигроскопична, морозостойка и термостойка. Изделия на ее основе применяют для теплоизоляции как холодных, так и горячих поверхностей с температурой до 400 оС.

В зависимости от вида сырья минеральная вата бывает каменная и шлаковая. Сырьем для производства каменной ваты служат горные породы: диабаз, базальт, доломит, мергель. Шлаковую вату получают из доменных, ваграночных и мартеновских шлаков, а также шлаков цветной металлургии. Производство включает две основные технологические операции: получение расплава в шахтных или ванных печах при температуре 1400 – 1500 оС и превращение его в тончайшие волокна. Для получения волокон применяют дутьевой или центробежный способ. При первом выходящий из печи расплав разбивается на мелкие капли струей пара или воздуха под давлением. Капли, оседая, вытягиваются в полете и превращаются в тонкие волокна диаметром 10 мкм. При центробежном способе струя жидкого расплава поступает на быстро вращающийся диск центрифуги и под действием центробежной силы разбивается на капли, образующие волокна. Минеральную вату более высокого качества получают центробежно-фильерно-дутьевым способом. Его технологическая особенность состоит в том, что расплав из печи поступает в емкость, в днище которой имеется большое количество мелких отверстий (фильер). Расплав проходит через фильеры, превращаясь в тонкие струи диаметром 1 – 2 мм, которые подают на центрифугу.

При использовании этой современной технологии в минеральной вате отсутствуют неволокнистые оплавленные включения, значительно уменьшается диаметр волокон до 5 мкм, что обеспечивает снижение средней плотности и коэффициента теплопроводности изделий.

Для получения теплоизоляционных материалов в виде плит, матов образующееся волокно поступает в камеру волокноосаждения с движущимся транспортером. При производстве изделий без связующего (маты) для обеспыливания волокон вводят до 1 % замасливателя. Обработанные волокна образуют на транспортере полотнище ваты, которое подпрессовывают валиком и разрезают по размерам.

Для сохранения формы при транспортировке и монтаже маты, применяемые для теплоизоляции вентканалов, трубопроводов и промышленных установок, выпускают с различными покрытиями: бумагой, алюминиевой бумагой и фольгой, армированные сеткой из катаной проволоки, защищенные стеклотканью и прошитые техническим шелком.

При получении теплоизоляционных и акустических плит связующие – синтетические смолы (фенольные, карбамидные), битумы, крахмал и их композиции вводят в камеру волокноосаждения или перемешивают с волокнами в отдельных смесителях с последующим прессованием и выдерживанием для отверждения связующего по определенному температурному режиму.

Битум в виде эмульсии вводят в составы для обеспыливания минеральной ваты и придания изделию гидрофобных свойств. Как самостоятельное связующее битум применяют в производстве мягких, полужестких и жестких минераловатных плит. Эти изделия менее прочны, имеют большую плотность по сравнению с аналогичными на синтетических связующих, но обладают высокими водоотталкивающими свойствами. При выпуске минеральных плит повышенной жесткости применяют комплексное связующее из карбамидных смол, битума и горячее прессование изделий.

В производстве акустических звукопоглощающих плит типа «акмигран» используют крахмальное связующее либо более эффективные композиции, например, поливинилацетатную (ПВА) водную дисперсию с фенолом или полиакриламидом. Плотность минераловатных плит в зависимости от вида применяемого связующего и степени прессования колеблется от 35 до 250 кг/м3, коэффициент теплопроводности – от 0,035 до
0,040 Вт/м·оС. Их применяют для тепло- и звукоизоляции как внутри помещения – наружных стен из штучных материалов (кирпича, ячеистых блоков), внутренних каркасных перегородок из гипсоволокнистых и гипсокартонных листов, полов и перекрытий под бетонную стяжку, так и для наружной теплозащиты фундаментов, кровель, вентилируемых фасадов под облицовку, каркасных стен, ограждающих стеновых панелей с последующим оштукатуриванием поверхности плит по стеклосетке. При наружном использовании для исключения водопоглощения плиты пропитывают гидрофобными составами. Звукопоглощающие изделия в отличие от теплоизоляционных должны иметь высокую открытую пористость. Именно этот показатель характеризует эффективность применяемого материала. Для улучшения акустических свойств помещения, которые оцениваются чистотой звука, плиты перфорируют или создают рельефную поверхность декоративным покрытием, исключающую отражение и наложение звука.

Для плит высокотемпературной изоляции (до 600 оС) используют минеральную вату с такими связующими, как цемент, глина, жидкое стекло. Поверхность с температурой 1100 – 1250 оС изолируют плитами, в состав которых входит каменная вата, полученная по аналогичной технологии из глинозема (Al2О3) и одного из связующих: жидкое стекло, глиноземистый цемент, огнеупорная глина, кремнийорганические соединения. Цилиндры из минеральной ваты используют для теплоизоляции трубопроводов с температурой поверхности до 650 С. Их выпускают без оболочки, в оболочке из бумаги, пропитанной битумом, или алюминиевой фольги в зависимости от температуры применения.

Минеральные теплоизоляционные материалы можно также получить путем вспучивания такого природного сырья, как перлит и вермикулит. Перлитом называют горную породу, состоящую из вулканического природного стеклорасплава, содержащего до 5 % кристаллизационной воды. При быстром нагреве дробленого материала до температуры 900 – 1200 С вода переходит в пар и вспучивает (увеличивает объем более чем в 10 раз) размягченную породу, образуя шарообразные зерна с пористостью до 90 %, насыпной плотностью в зависимости от размера зерен от 75 до 500 кг/м3 и теплопроводностью 0,046 – 0,08 Вт/м·С.

Вспученный вермикулит получают аналогично, путем измельчения и кратковременного (3 – 5 мин) обжига во взвешенном состоянии в шахтных печах природного вермикулита, состоящего из гидрослюд, содержащих кристаллизационную воду. Резкое испарение воды приводит к увеличению первоначального объема в 15 – 20 раз, в результате образуется легкий высокопористый материал чешуйчатой структуры, который обладает тепло- и звукоизоляционными свойствами, высокой температуростойкостью, огнестойкостью и отражательной способностью. Насыпная плотность от 80 до 200 кг/м3, теплопроводность 0,05 – 0,07 Вт/м·С, температура плавления 1350 С. Перлит и вермикулит применяют в сочетании с минеральными (цемент, гипс, жидкое стекло) и органическими (битум, клей, высокомолекулярные смолы) связующими.

Изделия в виде плит, скорлуп, сегментов, кирпичей на неорганических вяжущих изготавливают методом полусухого прессования или пластичного формования в отдельных формах или на конвейере, пропуская формовочную массу через насадку определенной формы и размера, в виде непрерывного полотна или профильного изделия с последующей резкой по размерам.

Для значительного снижения плотности теплоизоляционных материалов применяют формовочные смеси, содержащие избыток воды (мокрый способ), которые поступают в фильтр-прессы или вакуум-фильтр-прессы, представляющие собой формы с перфорированным дном для удаления воды. Плотность изделий можно также уменьшить за счет введения в состав пено- или газообразующих добавок, обеспечивающих образование ячеистой структуры межзернового пространства.

Эти материалы применяют для теплоизоляции строительных конструкций, технологического оборудования и трубопроводов. Обжиговые изделия получают смешиванием вспученных пород с огнеупорными глинами и добавкой ортофосфорной кислоты. Основное их назначение – тепловая защита технологического оборудования. Вспученный перлит и вермикулит используют для выполнения теплоизоляционных, звукопоглощающих и декоративных штукатурок. На основе перлитового песка и гравия производят ограждающие стеновые конструкции и засыпочную теплоизоляцию пола, стен, крыши.

С этой же целью в строительстве применяют шунгизит – продукт обжига при температуре 1100 – 1600 С шунгитовых углеродсодержащих пород с кислыми полевыми шпатами.

Асбест представляет собой природный минеральный волокнистый материал, способный в результате механической обработки расщепляться на тонкие и прочные волокна. Основным сырьем для получения промышленного асбеста служит порода хризотил-асбест. Волокна обладают щелочестойкостью, огнестойкостью, высокой прочностью на растяжение и модулем упругости. Предельное удлинение при разрыве составляет 2,5 %.

В зависимости от длины волокон асбест подразделяют на 8 сортов. При длине 0,2 – 2 мм материал в сочетании с глиной и жидким стеклом используют для огнезащиты металлических и деревянных конструкций, а также как добавку, повышающую прочность на растяжение и изгиб полимерных материалов, мастичных и красочных покрытий. Асбест с длиной волокон 2 – 8 мм применяют в качестве дисперсной арматуры при получении асбестоцементных изделий (труб, листов, плиток) и рулонного огнезащитного материала – асбестового картона. Асбест с длиной волокон более 8 мм применяют для изготовления нетканых текстильных изделий, которые, в частности, могут служить основой при получении рулонных кровельных материалов. Применение природных каменных материалов представлено в табл. 3.1.
  1   2   3   4   5


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации