За густиною у сухому стані розчини поділяють на важкі з середньою густиною 1500 кг/м і більше та легкі, що мають середню густину менш як 1500 кг/м.
За видом в”яжучого розчини бувають: цементні, приготовані на портландцементі чи його різновидах; вапнякові – на повітряному чи гідравлічному вапні; гіпсові – на основі гіпсових в”яжучих речовин; мішані – на цементно вапняному в”яжучому. Вид в”яжучого добирають залежно від призначення розчину, вимог температурно-вологового режиму твердіння, а також умов експлуатації будівель і споруд.
За призначенням будівельні розчини розрізняють так: мурувальні для кам”яного будування та зведення стін з- великих елементів; монтажні для заповнення швів між великими елементами під час монтажу будівель і споруд з готових збірних конструкцій та деталей; опоряджувальні для штукатурення; спеціальні, що мають особливі властивості.
За фізико – механічними властивостями розчини класифікуються за міцністю та морозостійкістю, що характеризують довговічність розчину.
Мінеральні та органічні добавки застосовують, щоб одержати легкоукладну розчинну суміш при використанні портландцементу.
Як ефективні мінеральні добавки в цементні розчини вводять вапняне чи глиняне тісто. Ці добавки підвищують водоутримувальну здатність, поліпшують легкоукладальність і дають економію цементу.
Будівельні розчини готують у централізованому порядку на бетонорозчинових заводах чи розчинозмішувальних вузлах. В”яжучі матеріали дозують за масою. Розчинну суміш готують у розчинозмішувачах періодичної та неперервної дії з тривалістю перемішування 1,5…2,5 хв.
Товарні розчини готують централізовано у вигляді сухих сумішей або готових розчинів певної конструкції, марки та якості.
Перевозять будівельні розчини в автоцистернах з автоматичним розвантаженням або на автосамоскидах. Щоб запобігти передчасному тужавінню розчинових сумішей під час транспортування та зберігання, до них уводять добавки – сповільнювачі тужавіння.
(8)
Залізобетон – це композиційний будівельний матеріал, в якому поєднуються бетон і сталева арматура, забезпечується спільна робота бетону й сталі, що істотно різняться своїми фізико-механічними властивостями. Бетон добре робить опір стискувальним навантаженням, проте має низьку міцність при розтягу, яка становить 1/10…1/12 міцності на стиск. А сталь має дуже високу міцність при розтягу, тому в залізобетоні сталеву арматуру розподіляють так, щоб вона сприймала розтягувальні зусилля, а стискувальні передавалися на бетон. Можливість спільної роботи сталевої арматури та бетону зумовлюється міцним счепленням між ними й майже однаковими коефіцієнтами лінійного розширення при зміні температури в інтервалі від 0 до 80 гр.
Бетон захищає сталь, що міститься в ньому, від корозії. Найдоцільніше використовувати залізобетон для будівельних виробів і конструкцій, що зазнають вигину: сталь сприймає розтягувальні напруження, а бетон – стискувальні, що забезпечує в цілому високу міцність матеріалу.
Використання залізобетону в промислових масштабах почалося наприкінці XIX ст. Завдяки хорошим механічним властивостям, довговічності, вогнестійкості, гігієнічності, технологічності, доступної сировинної бази, можливості економії металу в ряді конструкцій, незначним експлуатаційним витратам, можливості створення на основі залізобетону різноманітних архітектурних форм залізобетон є основним конструктаційним матеріалом сучасного індустріального будівництва.
Залізобетонні конструкції за способом виготовлення поділяють на монолітні та збірні.
Монолітні конструкції зводять безпосередньо на будівельному майданчику. Монолітній залізобетон використовують, коли треба підвищити архітектурну виразність будівель і споруд, при нестандартності та малій повторюваності елементів і при особливо великих навантаженнях. Досвід монолітного домобудування виявив техніко – економічні переваги цього методу будівництва порівняно з цегельним, великоблоковим і навіть і навіть великопанельним. Проте при виготовленні монолітного залізобетону затрачується велика кількість ручної праці, збільшуються строки будівництва, ускладнюється бетонування в зимовий час.
Збірні залізобетонні вироби та конструкції виготовляють на механізованих та автоматизованих підприємствах. Перевага збірного залізобетону порівняно з монолітним – в істотному підвищенні продуктивності праці та поліпшені якості будівництва за рахунок випуску на спеціалізованих підприємствах великорозмірних елементів підвищеної заводської готовності, в скороченні строків будівництва. Крім того, скорочуються витрати лісоматеріалів, спрощується виконання робіт у зимовий час.
Проте збірні залізобетонні вироби мають значну масу та розміри, що потребує потужного спеціалізованого підіймально-транспортного обладнання. Основними напрямами розвитку збірного залізобетону є укрупнення конструктивних елементів, зниження матеріало- та металомісткості, підвищення ступеня заводської готовності.
Збірні залізобетонні вироби класифікують за видом армування, щільністю, видом бетону, внутрішньою будовою та призначенням.
(9)
Азбестоцемент – це цементний композиційний матеріал, утворюваний внаслідок твердіння раціонально дібраної маси цементу, азбесту й воду. Цементний камінь має вищі міцнісні показники на стиск, ніж на розтяг. Тому, увівши до складу маси тонковолокнистий азбест, рівномірно розподілений в об”ємі гідратованого цементу, як сталева арматура в залізобетоні, підвищемо фізико – механічні властивості цементного каменю. Азбестоцемент характеризується досить високою міцністю на розтяг, вогнестійкістю, водонепроникністю, морозостійкістю, малою тепло- та електропровідністю. Недоліками азбестоцементу є крихкість і короблення при зміні вологості.
Номенклатура азбестоцементних виробів налічує понад 40 назв:
профільовані листи – хвилясті та напівхвилясті для покрівель і обшивки стін; плоскі плити – звичайні та офактурені чи пофарбовані для облицювання стін; панелі покрівельні та стінові з теплоізоляційним шаром для опалюваних та неопалюваних будівель; труби напірні й безнапірні та з”єднувальні муфти до них; вироби спеціального призначення – архітектурно-будівельні, санітарно-технічні, електроізоляційні тощо.
(10)
Для виготовлення матеріалів та виробів на безцементних в”яжучих не потрібно застосовувати клінкерні в”яжучі (портландцемент, його різновиди чи спеціальні цементи). На відміну від матеріалів та виробів із силікатних розплавів, а також керамічних вони набувають каменеподібного стану внаслідок затвердіння в”яжучого при звичайній чи невисокій (200гр.) температурі. До цієї групи належать матеріали та вироби на основі вапняних, гіпсових, магнезіальних в”яжучих чи розчинного скла. З них найпоширенішими є матеріали та вироби на основі вапняних і гіпсових в”яжучих.
(11)
Раніше луги у складі цементів використовували у вигляді розчинного скла. В поєднанні з різними отверджувачами протягом багатьох років воно було прекрасним будівельним матеріалом. Останнім часом це в”яжуче дістало найбільшого поширення при укріпленні грунтів, а також при виробництві кислототривких і жаростійких матеріалів.
Спроби застосувати всілякі отверджувачі не змінили властивостей цих матеріалів, оскільки луг, який лишається у вільному стані, легко розчинний, що знижує водо- і атмосферостійкість цементного каменю.
Відомі також спроби використати лужні сполуки у вигляді розчинного скла, Na2CO3, NaOH як добавки активізаторів до традиційних цементів. Проте вміст їх був незначним, оскільки виникали побоювання щодо погіршення властивостей цементного каменю внаслідок високої розчинності лужних сполук, які, на думку таких вчених, як Р.Фере, Л.Шасеван, П.П.Будников, лишалися у вільному стані. Ці побоювання існують і тепер, коли підвищенний вміст активних лужних сполук спричинює лужну реакцію склоподібних та аморфізованих заповнювачів, яка призводить до деструктивних процесів у затверділому бетоні.
Докорінні перетворення в науці та практиці в”яжучих речовин розпочалися 1957р., коли профессор В.Д. Глуховський відкрив в”яжучі властивості у сполук I групи II підгрупи періодичної системи елементів. Це відкриття стало поштовхом до створення нового класу цементів – лужних і довело, що вимоги обмеженої розчинності та її швидкості, які згідно із сучасними теоріями зумовлюють здатність мінеральних речовин до гідратаційного твердіння, слід ставити не до речовин, що входять до складу цементу, а до продуктів їх гідратації та твердіння.
(12)
Органічні в”яжучі речовини поділяють на бітумні та дьогтьові. Вони являють собою складні суміші високомолекулярних вуглеводнів та їх неметалевих похідних, які змінюють свої фізико-механічні властивості залежно від температури.
До бітумних матеріалів належать природні бітуми, асфальтові породи, нафтові бітуми.
Природні бітуми – це в”язкі рідини та твердоподібні речовини. Природні бітуми утворилися внаслідок природного процесу окислювальної полімеризації нафти. Вони зустрічаються в місцях нафтових родовищ, утворюючи лінзи, а іноді й асфальтові озера. Проте природні бітуми в чистому вигляді зустрічаються рідко, найчастіше вони містяться в осадових гірських породах.
Асфальтові породи – це пористі гірські породи, просочені бітумом. Із цих порід виділяють бітум або їх розмелюють і застосовують у вигляді асфальтового порошку.
Нафтові бітуми, здобуті переробкою нафтової сировини, залежно від технологій виробництва можуть бути: залишковими, одержуваними з гудрону за допомогою подальшого глибокого відбирання з нього масел; окислені, одержені окисленням гудрону в спеціальних апаратах;
Гудрон – це залишок відгонки з мазуту масляних фракцій; він є основною сировиною для одержання нафтових бітумів.
До дьогтьових матеріалів належать сирий кам”яновугільний, відігнаний дьоготь, пек, складений дьоготь.
Найважливіші властивості бітумів та дьогтів: гідрофобність, водонепроникність, стійкість до дії кислот, лугів, агресивних рідин та газів, здатність міцно зчіплюватися з кам”яними матеріалами, деревом, металом, набувати пластичності при нагріванні й швидко збільшувати в”язкість при охолодженні.
(13)
Полімерними матеріалами, або пластичними масами, називають матеріали, які містять у своєму складі високомолекулярні органічні речовини – полімери й на певній стадії виробництва набирають пластичності, яка повністю або частково втрачається після отвердіння полімеру.
Розрізняють пластичні маси сухі, що складаються лише з полімеру, і складні, до складу яких крім полімеру входять і інші компоненти: наповнювачі, пластифікатори, стабілізатори, отверджувачі, барвники тощо.
Різні компоненти, що вводяться до складу пластичних мас, дають змогу одержувати матеріали та вироби з певними власивостями. Наповнювачі, знижуючи витрату полімеру, здешевлюють пластмаси, поліпшуючи одночасно їхню структуру й підвищуючи ряд технічних властивостей: міцність, твердість, зносостійкість, здатність чинити опір усадці та повзучості, теплостійкість. Уведення спеціальних речовин пластифікаторів дає змогу поліпшити умови переробки полімерних композицій, знизити їхню крихкість та підвищити деформативні властивості. Добавки-стабілізатори сприяють тривалому збереженню пластмас під час експлуатації, запобігаючи ранньому старінню їх під впливом сонячної радіації, кисню повітря, нагрівання та інших несприятливих чинників. Отверджуючі прискорюють процес затвердіння полімерів та утворення просторової тривимірної структури. Забарвлені пластмаси одержують уведенням до їхнього складу пігментів та барвників. Стійкість пластмас проти займання підвищують антипірени. Для створення пористої структури пластмас використовують пороутворювачі.
Полімерні будівельні матеріали та вироби класифікують за різними ознаками: за основним полімером, який входить до їхнього складу, за методом виробництва та областю застосування у будівництві.
Полімерні матеріали виробляють з простих хімічних речовин, які здобувають з такої доступної сировини, як нафта, природний газ, кам”яне вугілля, некормові відходи сільськогосподарського виробництва. Полімерні матеріали біологічно стійкі.
Проте, застосовуючи полімерні матеріали, слід враховувати і їхні недоліки, такі як низькі теплостійкість та твердість, високий температурний коефіцієнт розширення, токсичність деяких полімерних в”яжучих, займистість, схильність до старіння, повзучість, холодоламкість. Ці особливості пластмас слід брати до уваги насамперед при виконанні їх як конструктаційних матеріалів.
(14)
Деревину з давніх часів широко застосовують у будівництві завдяки її значному поширенню та високим будівельно-технологічним властивостям: значній міцності при розтягу та стиску, невеликій густині, низькій теплопровідності, технологічності при обробці, гарному зовнішньому вигляду.
Запаси деревини в Україні не дуже великі, тому з метою збереження лісових запасів ведеться планомірна робота щодо скорочення застосування її в будівництві. В останні роки бетон, скло, кераміка, полімерні матеріали значною мірою замінили деревину. Важливим резервом економії деревини є використання відходів лісопиляння та деревообробки для виготовлення фанери, деревноволокнистих плит, клеєних дерев”яних конструкцій.
Деревина як будівельний матеріал має й ряд недоліків: неоднорідність будови і, відповідно, властивостей, гігроскопічність, займистість, здатність до гниття тощо. Частину цих недоліків можна подолати технічними заходами. Так, для підвищення гнилостійкості застосовують антисептики, а для підвищення вогнестійкості – антипірени. Поліпшення властивостей деревини досягається просочуванням її полімерами. При цьому гідроскопічність і водопоглинання значно зменшуються, така деревина не коробиться, не гниє, легко полірується, має гарний зовнішній вигляд.
Деревину в сучасному будівництві застосовують для виробництва паркету, двірних та віконних коробок, хрестовин, дверного заповнення, вбудованих меблів. Деревину й досі широко використовують для виготовлення шпал, опор під телефонно-телеграфні лінії та як кріпильне риштовання в підзмних розробках. Із деревини та відходів її переробки виготовляють фанеру, деревностружкові та деревоволокнисті плити, арболіт, декоративні вироби тощо. Крім деревини у будівництві застосовуються матеріали з нелісової рослинної сировини: очерету, соломи, стеблин соняшника, кост, иці, бавовника тощо.
(15)
Металеві матеріали мають високі механічні властивості, великі електро- і теплопровідність, здатні до значних пластичних деформацій, що дає можливість обробляти їх під тиском: прокатуванням, куванням, штампуванням, волочінням. Вони добре зварюються, працюють при низьких та високих температурах тощо. Ці властивості зумовлені наявністю в кристалічній решітці металів електронів, що вільно пересуваються. Тому метали при нормальній температурі є кристалічними тілами.
Однак метали мають істотні недоліки – велику щільність, здатність до корозії під дією різних агресивних середовищ, істотні деформації при високих температурах тощо. Усе це зумовило широке застосування сплавів металів – матеріалів, які утворилися при затвердінні розплавів, що містять два і більше хімічних елементи, і мають характерні властивості металів.
Метали й сплави поділяють на чорні й кольорові. До чорних металів належать залізо й сплави на його основі – чавун, сталь, феросплави; до кольорових – мідь, алюміній, цинк, нікель та ін. Найширше застосовують у народному господарстві і зокрема у будівництві чорні метали – чавуни і сталі для каркасів будинків, арматури у залізобетоні, мостів, труб, покрівлі тощо.
(16)
Теплоізоляційними називають будівельні матеріали для теплової ізоляції огороджувальних конструкцій будівель, промислового та енергетичного обладнання й трубопроводів.
Ефективне використання теплоізоляційних матеріалів у будівництві – один з найважливіших напрямів технічного прогресу. Для виготовлення теплоізоляційних матеріалів витрата палива в 10 – 11 , а трудомісткість у 20 – 25 разів нижчі порівняно із взаємозамінюваною за тепловим опором кількістю глиняної цегли, а маса готової продукції майже в 20 разів менша. У той же час за тепловим опором, напрклад, мінераловатний утеплювач завдовжки 1 см замінює цегляну кладку завтовшки 10…12см, а керамзитобетон – завтовшки 5…7см. Використання теплоізоляційних матеріалів дає змогу виготовляти стінові панелі та конструкції покриттів, що знижує матеріаломісткість та масу будівель.
Ще ефективніше застосовують їх у холодильній техніці, оскільки вартість одиниці холоду приблизно в 20 разів вища, ніж вартість відповідної одиниці теплоти.
Водонасичення і особливо замерзання води в порах матеріалу призводить до різкого збільшення теплопровідності, оскільки теплопровідність води приблизно в 25, а льоду в 100 разів вищі, ніж повітря.З цієї причини теплоізоляційний шар потрібно обов”язково захищати від зволоження.
(17)
Лакофарбовими називають природні чи штучні матеріали, які наносять у в”зко-рідкому стані тонким шаром на будівельні конструкції та деталі з метою утворення плівки для захисту їх від шкідливих впливів навколишнього середовища, архітектурно-художнього оформлення та поліпшення санітарно-гігієнічних умов.
Такі матеріали поділяють на основні та допоміжні. Основні – це фарби, лаки та емалі, допоміжні – грунтувальні, шпаклювальні суміші, використовувані при підготовці поверхонь під зафарбовування, розчинники, розбавлювачі тощо.
Лакофарбові матеріали розрізняють також за типом плівкоутворювальних речовин.
Основними компонентами лакофарбових матеріалів є зв”язуючі речовини та пігменти.
(18)
Вторинні сировинні ресурси утворюються внаслідок промислового виробництва та внаслідок побутової діяльності людини. Особливо великі обсяги техногенних продуктів, які виникають внаслідок недосконалості технологічних процесів. Щорічно з надр Землі видобувається до 15 млрд т гірської маси, з якої майже 2/3 залишається у відвалах, 1/3 вводиться в господарський обсяг і лише 7% усього видобутку витрачається на виробництво готової продукції.
Значну частину вторинних матеріальних продуктів можна віднести до побічних промислових продуктів, які супроводжують виробничі процеси і неминучі за недосконалої технології, що досі склалася.
Під відходами виробництва звичайно розуміють частину вторинних ресурсів, яка характеризується несталим складом, а отже, й властивостями, через що її застосування та технологічна переробка значно ускладнюються.
Використання в народному господарстві вторинних матеріальних ресурсів є потужним резервом економії сировини та енергії. Надзвичайно важливим є завдання комплексного й раціонального використання сировини, тобто здійснення безвідходних технологічних процесів, що має першочергове екологічне значення, забезпечує охорону навколишнього природного серидовища.
Обсяг промислових відходів з кожним роком зростає. Відомо, що лише в атмосферу нашої планети щорічно викидається майже 1 млрд т різних речовин. Під відвали та звалища відводяться цінні сільсікогосподарські землі.
Екологічна роль будівництва особливо велика, оскільки воно є практично єдиною галуззю народного господарства, яка може переробити значні кількості відходів та супутніх продуктів багатьох інших галузей промисловості. Розвиток і вдосконалення виробництва будівельних матеріалів, підвищення їх економічної ефективності на сучасному етапі значною мірою визначатимуться раціональністю використання сировинних ресурсів, повнотою повернення у виробництво вторинної сировини.
(19)
У перспективі розвиток галузей промисловості будівельних матеріалів пов”язаний з реконструкцією технічної бази, подальшим впровадженням механізації та автомотизації технологічних процесів, розширенням випуску нових будівельних матеріалів, легких та економічних великомірних конструкцій і виробів поліпшеної якості. Важливим напрямом є комплексне використання сировини, ширше впровадження матеріалів попутного видобутку, вторинної сировини, неухильне підвищення якості виробів для будівництва. Географія галузі має вдосконалюватися з урахуванням подальшого комплексного розвитку економічних районів та областей України, повного забезпечення обсягів будівельно-монтажних робіт.
Список використаної літератури
1. Крівенко П.В. Будівельні матеріали. – К.: Вища шк. 1993.
2. Мороз І.І. Технологія будівельної кераміки. – К.: Вища шк.1994
3. Пащенко А.А., Сербін В.П., Старчевська Є.А. В’яжучі матеріали. – К.: Вища шк. 1991
29-04-2015, 00:47