Главная  Материалы 

 

Основные разновидности красочных веществ

 

Исходные материалы. При выборе разновидности цемента учитывают характер конструкции и рекомендации нормативных документов (ГОСТа, СНиПа). Так, например, при производстве железобетонных конструкций промышленных зданий и многих инженерных сооружений, работающих в условиях воздушно-сухой среды, применяют портландцементы с повышенным содержанием алита. Если эти конструкции относятся к массивным, то более предпочтительны цементы с меньшим содержанием алита, которые меньше выделяют теплоты при реакциях твердения и, следовательно, в меньшей мере конструкции подвержены тепловым неравномерным напряжениям. Если конструкция работает в условиях воздействия морской или другой минерализованной воды, тогда выбирают ма-лоалюминатные сульфатостойкие портландцементы и шлакопорт-ландцементы.

 

Гидротехнические сооружения проектируют и строят с применением сульфатостойких портландцементов с пластифицирующими и гидрофобными добавочными веществами. Аналогичным образом учитывают условия при выборе цемента для других видов бетона.

 

Кроме выбора разновидности вяжущего обосновывают также выбор его марки, исходя из требуемой прочности бетона в конструкциях и минимального расхода вяжущего как наиболее дорогостоящего компонента бетона, избыток которого увеличивает величину усадочных деформаций, а потому и снижает трещиностой-кость бетона. Обычно исходят из соотношения, чтобы марка по прочности цемента превышала на 10—40% марку бетона, а при низких марках бетона (ПО—30 превышение марки цемента составляет 100—200%. Но такие соотношения являются приблизительными, так как определение марок цемента и бетона по стандартам производится при различных условиях подготовки соответствующих смесей и при несходных структурах испытываемых материалов. Именно поэтому часто фактически прочность бетона получается на од-ну-две марки выше марки принятого цемента. Чтобы избежать случайности, следует при выборе цемента и расчетах исходить не из марки, а реальной активности (R*) при оптимальной структуре, в теории ИСК именуемой расчетной активностью. Она соответствует прочности цементного камня оптимальной структуры, полученной при испытании образцов, изготовленных при технологических параметрах и режимах, характерных для принятого или предполагаемого производства бетона и изготовления бетонных изделий. При проектировании состава бетона общим методом (см. 3. можно достаточно точно обусловить выбор расчетной активности цемента с Учетом реальной технологии, реальных заполнителей и возможных Добавок, в частности, пользуясь формулой (9. . Строгие требования предъявляются к качеству воды, используемой при затворении бетонной смеси, а также для промывки заполнителей и увлажнения бетона при его твердении в сухих условиях, Рекомендуется применять питьевую воду; не допускаются болотные и сточные воды. Ограничивается содержание растворенных в воде солей, органических веществ, вовсе не допускаются примеси нефтепродуктов, проверяется водородный показатель рН, который не должен быть ниже 4,0 и выше 12,5.

 

Для тяжелых бетонов предусмотрены требования к качеству заполнителей. Пески используют природные или получаемые дроблением плотных морозостойких горных пород с размером зерен не крупнее 5 мм. Важно обеспечить повышенную плотность зернового состава (по кривым плотных смесей) при модуле крупности не ниже 2, Ограничивается содержание пылевато-глинистых и других вредных примесей, о чем указывалось выше при описании заполнителей. На стадии проектирования состава бетона устанавливают целесообразный зерновой состав крупного заполнителя с наименьшим объемом пустот и наибольшей крупностью зерен при общих требованиях, указанных выше в отношении качества заполнителей.

 

Широко используют в технологии бетона пластифицирующие, воздухововлекающие и противоморозные добавки.

 

Определение состава бетона. Одной из основных технологических задач является проектирование состава бетонной смеси. Разработан ряд методов проектирования состава, имеются официальные руководства, облегчающие решение этой задачи. Каждый раз необходимо выбирать тот метод проектирования (или подбора), который при принятой технологии способен обеспечить получение наиболее достоверного состава и оптимальной структуры бетона. Тогда формируется качество бетона, при котором имеется не только комплекс заданных, но и экстремальных показателей свойств, что соответствует закону створа. При всех методах на начальной стадии производится обоснованный выбор исходных материалов, чему способствуют табличные данные и вспомогательные графики, помещаемые в соответствующие руководства по подбору составов. В них выбор исходных материалов обусловлен проектной маркой (классом) бетона, разновидностью конструкций и эксплуатационными условиями с учетом не только прочности, но и морозостойкости, водонепроницаемости и других свойств. На втором этапе всех методов проектирования с помощью расчетов и опытов в лаборатории определяют количественные соотношения применяемых исходных материалов. Важно найти наиболее достоверные и закономерные способы определения таких соотношений с гарантией получения бетона не только необходимого качества по показателям свойств, но и оптимальной структуры. На третьем этапе в методах обычно предусмотрен выпуск пробного замеса бетонной смеси и более полная техническая характеристика качества этой смеси с возможным корректированием (уточнением) проектного состава.

 

Изложенный в теории ИСК общий метод проектирования состава и оптимальной структуры в полной мере, естественно, относится к тяжелому и другим видам цементных бетонов. Принятое в общем методе отношение с/ф становится водоцементным (В/Ц) или водо-твердым при более сложном вяжущем веществе.

 

Ниже изложен общий метод применительно к тяжелому плотному цементному бетону, но вначале следует уточнить общие закономерности из теории ИСК, на которые опирается этот метод. Среди законов видное место занимает закон створа (см. 3.1 , а в отношении механических свойств действует закон прочности оптимальных структур: произведение прочности бетона на степенную функцию фазового отношения (В/Ц) есть величина постоянная. Такой постоянной величиной служит аналогичное произведение прочности цементного камня на его водоцементное отношение при оптимальной структуре, возведенное в ту же степень, т. е. R* • (В/Ц*)п. Прочность R* цементного камня оптимальной структуры находится опытным путем при испытании образцов, хотя возможен и расчетный метод по формуле Фере: R=K[c/(c+e+a)]2, где К — константа; с, е, а — абсолютные объемы соответственно цемента, воды и воздуха в смеси. Как отмечал А.В. Волженский [8], было бы более целесообразно в формуле принять абсолютный объем новообразований цемента с учетом объема гелевых пор (Т. Пауэре. М., 195 .

 

Для исходных материалов, применяемых в цементном бетоне, и принятой технологии изготовления бетона с ее конкретными параметрами и режимами все члены формулы (9. имеют вполне определенный физический смысл. Из формулы следует, что повышения прочности бетона можно достигнуть, во-первых, путем всемерного увеличения Ru — введением химических добавок типа катализаторов или поверхностно-активных веществ, увеличения содержания кристаллической фазы на стадии твердения, дополнительным помолом, переходом на более высокие марки вяжущего и др. Из формулы (9. следует также, что для той же цели требуется уменьшать значение реального В/Ц и показателя степени п. Первое достигается с помощью пластифицирующих и суперпластифицирующих добавок, интенсификацией перемешивания смеси или другими мерами, снижающими толщину пленок водной среды на твердых частицах цемента или другого вяжущего; второе достигается фракционированием и промывкой заполнителя, составлением плотных смесей, применением кубовидного крупного заполнителя, активированием поверхности зерен и т. п. Большой резерв повышения прочности заключается в оптимизации технологических переделов, особенно режимов уплотнения при формовании и тепловых режимов при обработке отформованных изделий и конструкций.

 

Формула (9. графически выражается гиперболической кривой в прямоугольной системе координат (R, В/Ц). Понятно, что этот график ( 9. аналогичен графической зависимости для любых ИСК (см. 3.15, б).

 

В ней нашли отражение все основные факторы, влияющие на величину прочности при воздействии на бетон практически любых напряжений (сжатия, растяжения, сдвига и др.), а именно: содержание вяжущего вещества (В+Ц), а следовательно, и заполняющей части П+Щ. = ЮО — (В+Ц),% по массе; водоцементное отношение В/Ц; качество (расчетная прочность) вяжущего вещества оптимальной структуры R*; пористость к, %; качество заполнителя по отношению к принятому вяжущему веществу и (В+Ц) (степенной показатель п); жесткость бетона или количество заполнителя, а следовательно и (В+Ц) (показатель т); технологические параметры и режимы; эффективность добавочных веществ (добавок), отражающаяся на значениях В7Ц и R*. Отсюда следует, что на технологической стадии безусловно возможно и необходимо регулировать и управлять числовым значением прочности и других свойств, но при непременной оптимизации структуры, соответствующей реальной технологии бетона. Только при ней действуют общие и объективные законы ИСК.

 

Из формулы по-прежнему видно, что важно всемерно увеличивать расчетную величину активности матричного (вяжущего) вещества с соответственным уменьшением значения М, что после вычисления требуемого водоцементного отношения по формуле (9. адекватно уменьшению расхода цемента в бетоне (в кг/м3) до рационального минимума. Последний обычно обусловлен высокой плотностью и морозостойкостью бетона. При оптимальных структурах все эти параметры качества бетона находятся в теснейшей взаимосвязи.

 

После уточнения формул прочности ИСК применительно к бетону целесообразно изложить последовательность проектирования состава тяжелого цементного бетона, в том числе с использованием компьютерной программы.

 

1- Определение расчетной активности цементного камня R* как матричной части бетона и минимального значения фазового отношения В7Ц, обеспечивающего, при принятых технологических Условиях, оптимальную структуру. Для этого из цементного теста с 3—4 различными В/Ц, отличающимися между собой на величину 0,02—0,03, изготовляют образцы-кубики размером 10 10 10 си путем уплотнения их способом, принятым в технологии производства проектируемого изделия В качестве исходного может быть принято В/Ц, соответствующее нормальной густоте цементного теста. После графического построения функции R =/(В/Ц) находят и уточняют искомое значение В7Ц при наибольшей прочности цементного камня R*.

 

Определение состава плотной смеси песка (П) и щебня (Щ). Сосуд объемом 2 л заполняют мокрым щебнем и уплотняют способом, принятым в технологии. После установления стабильного уровня щебня сосуд взвешивают, определяя фактическую массу щебня. Затем в сосуд постепенно добавляют заранее взвешенный и смоченный водой песок, который заполняет пустоты между зернами щебня при непрерывной вибрации. После полного заполнения пустот песком определяют массу сосуда с щебнем и песком, находящимся в пустотах крупного заполнителя, тем самым устанавливая оптимальное соотношение по массе. Полнота заполнения пустот щебня песком возрастает при применении мокрых материалов и определяется по максимальной массе смеси (см. 3.1 .

 

Определение оптимального количества исходных материалов в бетонной смеси. С этой целью выполняют две последовательно чередующиеся операции: вспомогательную и основную.

 

Вспомогательная операция является экспериментальной, необходимой для определения показателей степени пит, используемых в формулах прочности и составов.

 

По лабораторным данным строят кривую оптимальных структур (см. 3.1 при произвольно выбранном значении (В/Ц)А и находят в точке А величину RA на кривой ДВЕ, а также значение (В/Ц)я в точке В. Прочность RA имеется и на кривой KL, которой к началу экспериментов хотя еще и нет, но о ее вероятном существовании, как и кривой оптимальных структур из теории ИСК, известно. И тогда полученных данных RA, (В+Ц)Я, (В/Ц)Л достаточно, чтобы определить значения показателей степени пит согласно вышеприведенным формулам, поскольку другие требуемые значения Rn* и В7Ц ранее были определены (на первом или втором этапах проектирования). Важно помнить, что величина тх — переменная и при новых В/Ц или R требует уточнения.

 

Основная операция второго этапа проектирования оптимального состава бетона (как и всех Других ИСК) является расчетной, причем сначала рассчитывают расход материалов (Ц, В, П, Щ) в % по массе на 1 тонну смеси, а затем пересчитывают в % по массе на 1 м3 бетонной смеси или 1 м3 бетона, например в абсолютно плотном теле.

 

На третьем этапе проектирования рассчитывают расход материала при производственном составе, т. е. с учетом влажности песка и щебня; изготовляют контрольный замес (лучше в производственных условиях, применительно к которым были приняты технологические параметры и режимы формования и хранения) и образцы с оценкой свойств бетона в требуемом (обычно в 28-дневном) возрасте. Последнее производят с учетом известного логарифмического закона; На этом этапе завершается проектирование2; состав передается заводу.

 

Приведенный выше метод расчета состава бетона оптимальной структуры легко и быстро выполняется, если воспользоваться одной из компьютерных программ, а именно Microsoft EXCEL, таблица которой состоит из бесчисленного количества строк (1, 2, 3 ) и колонок (А, В, С, D ). Разместив в колонке «А» наименования показателей свойств, а в колонке «В» соответствующие показатели этих свойств и формулы, необходимые для расчета, можно составить программу, удобную для расчета многих составов бетона с оптимальной структурой (табл. 9. . Числовой пример — в столбце С.

 

1 Если сумма окажется больше или меньше 1000, то надо искать в расчетах арифметическую ошибку.

 

2 Проектирование оптимального состава может осуществляться и по другим качественным требованиям к бетону: средней плотности, морозостойкости и т. Д-

 

Компьютерный метод расчета обладает большой наглядностью. Применение его позволяет после внесения в таблицу расчетных формул:

 

мгновенно получить результаты с любой заданной точностью;

 

исключить ошибки, которые довольно часто возникают при работе с калькулятором;

 

одновременно выполнять расчеты нескольких составов бетона при изменении свойств исходных материалов;

 

наблюдать за влиянием отдельных факторов на результаты расчета и анализировать их.

 

В настоящее время пока еще распространен подбор состава тяжелого бетона по методу «абсолютных объемов», разработанному Ь-Г. Скрамтаевым и его научной школой.

 

На первом этапе принимают исходные данные в отношении проектного класса бетона по прочности и другим свойствам. Для обоснования данных используют технические документы — проект здания или сооружения, проект бетонных элементов, проект организации работ, СНиП и другую проектную и нормативную документацию. Существенной характеристикой бетонной смеси (в зависимости от проектных и производственных условий) принимается подвижность, выражаемая в сантиметрах, или жесткость, выражаемая в секундах, и определяемые по ГОСТ 10181—8 Производится выбор заполнителей, возможных фракций при их разделении (классификации), а также размера наибольшего зерна (щебня или гравия) в зависимости от вида конструкции и способа укладки бетонной смеси. Обосновываются вид и марка цемента, его минимально допустимое количество в зависимости от условий работы конструкции и подвижности (жесткости) бетонной смеси. Обусловливается рекомендуемый расход воды в зависимости от подвижности бетонной смеси, вида и крупности заполнителя, а именно: чем меньше жесткость (выше пластичность) смеси и мельче наиболее крупный размер щебня (гравия), тем больший расход воды рекомендуется принимать в бетонной смеси, выражаемый в л/м3.

 

На втором этапе определяют состав бетона расчетно-экспери-ментальным способом в такой последовательности: а) определяют водоцементное отношение (В/Ц) по данным предварительных опытов, которые помогают установить графическую зависимость прочности бетона от В/Ц при данной активности цемента и применении принятых местных заполнителей.

 

На третьем этапе подбора проверяют проектный состав бетона. С этой целью приготовляют пробный замес и определяют подвижность или жесткость бетонной смеси. Если величина этой характеристики окажется на уровне заданной, то из смеси изготовляют контрольные образцы из расчета не менее трех на каждый срок испытания. Их хранят в течение суток в помещении при температуре 16—20°С, а оставшееся время до испытания — в специальной камере или в нормальных температурно-влажностных условиях (температура 20°С; влажность воздуха 95—100%). Если величина подвижности окажется меньше заданной, то постепенно увеличивают содержание воды и цемента в бетонной смеси, сохраняя постоянным водоцементное отношение. Если подвижность окажется больше заданной, то в бетонную смесь добавляют песок и щебень (или гравий), сохраняя их отношение по массе. Получив величину подвижности на уровне заданной, изготовляют пробные образцы, выдерживают и испытывают их для проверки соответствия прочности и других свойств бетона заданным техническим требованиям.

 

Данная пропорция показывает, сколько частей сухого песка и сухого щебня приходится на 1 часть (по массе) цемента при приготовлении 1 м3 бетона. Обязательно указывают также величину В/Ц. Переход от номинального состава к производственному связан с учетом естественной влажности заполнителей. Для этого определяют влажность и реальное содержание влаги (воды) в песке и щебне. Эту воду вычитают из расчетного расхода воды, а при дозировании на заводах ее засчитывают с массой заполнителей, к которым добавляют их массу, равную соответствующим массам воды в сырых заполнителях.

 

Приготовление бетонной смеси и ее свойства. Запроектированный номинальный состав, пересчитанный на производственный состав бетонной смеси, передают на завод для изготовления изделий или конструкций. На бетонном заводе в соответствии с заданным составом производится дозирование путем отвешивания (реже -— объемного отмеривания) принятых исходных материалов — цемента, песка, щебня, воды и др.

 

Дозирование осуществляют с помощью автоматических, реже ручных дозаторов. Порции материалов по проектному составу направляют в бетоносмесйтельные машины с принудительным или свободным (гравитационным) смешиванием отдозированных материалов. Емкости бетоносмесителей колеблются от 100 до 250 л в передвижных ( 9. и от 250 до 4500 л в стационарных установках ( 9.1 . Чем менее подвижными, жесткими ожидаются смеси, тем целесообразнее использовать принудительное перемешивание, осуществляемое с помощью противоточ-ных или роторных бетоносмесителей. Главным смешивающим органом в них служат лопасти или лопатки, а смесь размещается в горизонтальных чашах при периодическом выпуске смеси или в цилиндрических барабанах — при непрерывном действии смесителя. Бетоносмесители непрерывного действия имеют большую производительность (до 120 м3/ч) и меньшую удельную затрату электроэнергии, чем бетоносмесители периодического действия.

 

При изготовлении мелкозернистых и песчаных бетонных смесей нередко используют и другие типы смесителей, например шне-ковые с приводным горизонтальным валом, размещенным вдоль л°тка5 или струйные непрерывного действия с перемешиванием в «кипящем» слое в зоне электрического поля во встречных потоках противоположно направленных струй сжатого воздуха. Процессы Дозирования, загрузки и перемешивания контролируют электро-невматической системой, особенно на стационарных заводах.

 

Хорошо перемешанная, однородная бетонная смесь выгружается в бункер или транспортную емкость (автомобильные вагонетки, бадьи, бетононасосы, трубопроводы и др.). Если смесь обладает высокой пластичностью, то в пути следования к месту ее укладки предусматриваются специальные меры для предотвращения расслаивания, например дополнительное перемешивание или транспортирование сухой смеси с внесением расчетной порции воды в пути следования к объекту, введение добавочных веществ — минеральных, пластифицирующих и др.

 

При выходе из смесительного аппарата фактический объем бетонной смеси значительно меньше суммы объемов применяемых материалов, как компонентов смеси. Такое снижение фактического объема бетона по сравнению с суммой объемов сухих материалов объясняется тем, что часть песка и тем более цемент размещаются в межзерновом пространстве крупного заполнителя. При назначении емкости бетоносмесителя необходимо принимать не менее суммы объемов сухих материалов, т. е. (x+y+z) литров, так как поступающие сухие материалы занимают до перемешивания объем, почти равный сумме их объемов в отдельности. С учетом коэффициента выхода рассчитывают количество (п) замесов в бетоносмесителе данной емкости (а) для получения определенного количества бетонной смеси (В), а именно: п В1(га).

 

Подобно другим конгломератным смесям, бетонная представляет собой дисперсную систему, в которой в роли дисперсионной среды выступает цементное тесто, а твердой дисперсной фазой является механическая смесь мелких и крупных заполнителей. Если при необходимости в бетонную смесь были добавлены порошкообразный наполнитель или иной микродисперсный компонент, растворимый или нерастворимый в воде, то они, являясь по размеру частиц соизмеримыми с частицами цемента, относятся к дисперсионной среде. Понятно, что эта среда является микрогетерогенной, Поэтому после отвердевания в бетоне она образует цементный камень сложного состава, называемый, по выражению проф. В.Н. Юнга, микробетоном. На стадии проектирования состава бетонной смеси предусматривается, чтобы все компоненты в бетонной смеси находились на возможно более малых расстояниях друг от друга, с тем чтобы на микро- и макроуровнях полнее проявлялись внутренние силы взаимодействия частиц. Особенно важно, чтобы была обеспечена оптимизация структуры бетонной смеси, при которой цементное тесто образует непрерывную пространственную сетку (матрицу) в смеси при минимальном отношении массы жидкой (В) и твердой (Ц, Т) фаз (В/Ц или В/Т) и принятых технологических условиях изготовления и применения бетонной смеси. Если снижение этого фазового отношения продолжить, то неизбежно образование дискретности (прерывистости) пленки водной среды на высокоразвитой поверхности частиц цемента и других микронаполнителей. Оптимизация заключается и в том, что полученная бетонная смесь однородна по пространственному расположению в ней микро- и макрочастиц. Кроме того, заполнители образуют достаточно плотную смесь, что желательно для снижения расхода вяжущего вещества и стоимости бетона.

 

Бетонная смесь направляется для формования из нее изделий или конструкций (монолитных или сборных). Если параметры последующих технологических операций (транспортирования, формования, уплотнения) с бетонной смесью были учтены на стадии проектирования ее состава, то эти операции не вызывают каких-либо неожиданностей в поведении смеси. Она транспортируется без расслаивания и разрывов в потоке, формуется и уплотняется без Необходимости увеличения или снижения интенсивности механических воздействий, кроме тех, которые были учтены на стадии проектирования состава бетонной смеси. Минимум неожиданностей возникает на стадии тепловлажностной обработки отформованных изделий и конструкций, поскольку реальные ее режимы были по возможности учтены на стадии проектирования состава бетона.

 

Однако в производственных условиях всегда возможны отклонения от технологических параметров и режимов, принятых при проектировании состава смеси. В результате таких отклонений бетонная смесь может оказаться недостаточно подвижной и удобооб-рабатываемой на какой-либо стадии производственного цикла. Осрбенно важно иметь подвижные смеси при изготовлении армированных изделий. Чтобы уменьшить связанные с этим технологические дефекты в изделиях (конструкциях), контролируют реологические характеристики бетонной смеси. Простейшими и имеющими, в известной мере, физический смысл реологическими характеристиками на производстве и в лабораториях приняты в настоящее время подвижность и жесткость бетонной смеси, косвенно отражающие ее вязкостные свойства. Если показатели этих свойств поддерживать в заданном пределе допустимых отклонений, технологический процесс изготовления изделий (конструкций) окажется нормальным и бездефектным.

 

Подвижность отражает способность бетонной смеси, которой была предварительно придана некоторая условная форма, например правильного усеченного конуса, деформироваться под влиянием собственной тяжести, расплываясь или осаживаясь и приобретая иную форму или сохраняя ее при других размерах. Подвижность бетонной смеси измеряют с помощью стандартного металлического конуса ( 9.1 , который заполняют испытуемой смесью с послойным уплотнением. При осторожном подъеме металлической формы бетонный конус осаживается под собственной тяжестью. Если величина осадки конуса находится в пределах 2—4 см, то смеси относят к малоподвижным, 4—12 см — к подвижным и более 12 см — к текучим (литым). При осадке конуса, равной нулю, смесь — жесткая, и тогда ее удобоукладываемость оценивается с помощью специального прибора для определения условного показателя жесткости.

 

Жесткость бетонной смеси характеризуют продолжительностью (с) вибрирования на стандартной виброплощадке (частота колебаний 3000 колебаний в минуту, амплитуда колебаний — 0,5 мм), необходимого для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости ( 9.1 . Цилиндрическое кольцо прибора, внутренний диаметр которого 240 мм, устанавливают и жестко закрепляют на лабораторной виброплощадке. В кольцо вставляют и жестко закрепляют стандартный конус высотой 200 мм, который заполняют бетонной смесью в установленном по стандарту порядке и после этого снимают. Диск прибора с помощью штатива опускают на поверхность отформованного конуса бетонной смеси. Затем одновременно включают виброплощадку и секундомер и наблюдают за выравниванием и уплотнением бетонной смеси в цилиндре. Секундомер останавливают, как только начнется выделение цементного теста из двух отверстий диска. Продолжительность виброуплотнения является характеристикой жесткости бетонной смеси. В целях большей точности измерения жесткости из одной пробы бетонной смеси вычисляют среднее двух определений.

 

К особо жестким относят смеси при времени вибрации 13 с и более, к жестким — 5—12 с, к малоподвижным — менее 5 с.

 

Показатели подвижности и жесткости назначают с учетом густоты расположения арматуры, характера изделия, средств уплотнения и др- Так, например, при изготовлении тонкостенных густоармиро-ванных конструкций осадку конуса принимают 4—6 см, а при транспортировании смеси по трубам с помощью насосных установок показатель подвижности увеличивают до 8—10 см.

 

Регулирование указанных реологических характеристик бетонной смеси достигается правильным проектированием состава, а при необходимости — введением в смесь пластифицирующих и других химических добавок. Их количество строго обосновывается, поскольку оно влияет на проектный состав бетона.

 

Производственные операции при приготовлении бетона. Приготовленная бетонная смесь в форме распределяется механическим укладчиком или, что реже, вручную. В зависимости от разновидности изделий применяют бетоноукладчики различных конструкций — с бункерами и питателями, с копиропитателями, с челюстными затворами и т. п. Бетонную смесь, уложенную в форму, подвергают уплотнению. Наиболее типичным способом уплотнения является вибрирование. Частые колебания, создаваемые вибратором ( 9.1 , передаются бетонной смеси и всем ее частицам, вызывая их колебательные движения. В результате снижаются силы вязкостного трения и сцепления, т. е. преодолевается реологическое сопротивление при размещении смеси и сближении частиц. Наибольший эффект уплотнения бетонной смеси вибрированием Достигается при резонансных режимах, когда частоты вынужденных колебаний частиц совпадают с частотами собственных колебаний вибратора. Эффективность виброуплотне ния в значительной мере зависит от двух основных параметров — интенсивности бетонной смеси:

 

Интенсивность виброуплотнения выражают обычно в единицах ускорения силы тяжести. Эта характеристика интенсивности показывает, во сколько раз ускорение, полученное частицами бетонной смеси при вибрировании, больше ускорения силы тяжести.

 

Продолжительность виброуплотнения неразрывно связана с параметрами вынужденных колебаний. При заданных параметрах для каждой бетонной смеси существует своя, оптимальная продолжительность вибрирования. Более продолжительное вибрирование приводит к расслоению бетонной смеси и ухудшению качественных показателей бетона.

 

Обычно амплитуда колебаний находится в пределах 0,3—0,7 мм при частоте колебаний около 3000 в 1 мин. В последние годы получают распространение низкочастотные резонансные виброплощадки с амплитудой 0,7 мм и частотой 25—40 Гц, которые более экономны в расходе энергии и менее шумные в работе. При вибрировании бетонной смеси в густоармированных конструкциях целесообразно использовать высокочастотный вибратор с частотой до 7 колебаний в 1 мин с гибким валом и цилиндрической рабочей частью ( 9.1 .

 

Эффект уплотнения и качество изделий контролируют периодической проверкой величины коэффициента уплотнения, равного отношению фактической средней плотности свежеуложенного бетона к ее номинальной величине, получаемой при расчете проектного состава. Если коэффициент уплотнения находится в пределах 0,98—1,0, можно полагать, что достигнута вполне достаточная степень уплотнения изделия. Уменьшение плотности бетона на 1% приводит к снижению прочности его примерно на 5%. Понятно, что с уменьшением подвижности бетонной смеси требуется увеличивать интенсивность и продолжительность виброуплотнения.

 

При поверхностном вибрировании слой бетонной смеси не должен быть толще 20—25 см. Для повышения эффекта уплотнения бетонной смеси малой подвижности принимают меры по увеличению удельной нагрузки на поверхность вибрируемого массива, т. е. осуществляют вибрирование с пригрузом, например, в размере от 10 до 40 или 50 г на 1 см2 (или 0,1—0,5 МПа) поверхности. Возможно вибрирование, совмещаемое с прессованием под давлением 0,5—1,5 МПа, что называется вибропрессованием. При уплотнении отдельных изделий вибраторы специальной формы и размеров (виброиглы, вибробулавы и т. п.) погружают в тело бетонного массива. Распространенные способы уплотнения — виброштампование и особенно вибропрокат. Последний выполняют на специальных вибропрокатных станах. При уплотнении подвижных бетонных смесей применяют вибрационное воздействие в сочетании с вакуумированием и удалением некоторой доли воды из уплотняемой массы, двойное вибрирование, а также некоторые другие способы уплотнения, например безвибрационное уплотнение при изготовлении полых изделий — труб, колонн, столбов (опор) и др. Для их уплотнения бетонную смесь помещают в соответствующие формы, которые подвергают вращению, и смесь уплотняется за счет воздействия центробежных сил, развивающихся при частоте вращения до 900—1000 об/мин. К безвибрационным способам относятся также наливной (с добавлением в смесь суперпластификатора) и набивной (торкретирование, с выбросом смеси из сопл бетононасоса).

 

При укладке в конструкцию в зимнее время бетонную смесь предохраняют от замерзания как в процессе уплотнения, так и в первоначальный период отвердевания отформованного монолита. Важно до замерзания получить определенную прочность бетона, что устанавливается в зависимости от конкретных условий, но обычно не менее 30—50% его проектной (марочной) прочности. С этой целью используют противоморозные добавки, подогрев исходных материалов и другие мероприятия.

 

В зимнее время сохранить внутреннюю теплоту в бетоне, выделяющуюся в результате экзотермических реакций при его твердении, можно, покрыв его слоем теплоизоляции (шлака, древесных опилок, соломита и др.). Этот способ дает особенно эффективный результат при относительно малых поверхностях охлаждения конструкций, например массивных, при отношении поверхности S к объему Кне более Сохранение внутренней теплоты получило название «способа термоса». Внутренний запас теплоты увеличивают также путем предварительного подогрева воды до 80°С, заполнителей — до 40°С с тем, однако, чтобы температура бетонной смеси к моменту укладки не была выше 40—50°С. Нередко бетонную смесь подогревают в электродно-пластинчатом бункере. Изделия, например фундаменты, приобретают 50% марочной прочности при морозе до -40°С. При бетонировании в зимних условиях конструкций и элементов с большой поверхностью охлаждения (при отношении S/ V значительно большем можно укладывать бетон без подогрева, т. е. использовать холодный бетон. Для этого в бетонную смесь вводят противоморозные добавки (нитрат натрия, поташ и др.), которые снижают температуру замерзания воды в бетоне, а некоторые добавки выполняют еще и функцию катализатора твердения вяжущего вещества. Холодный бетон обычно укладывают при температурах окружающей среды не ниже -20°С с последующей теплоизоляцией, устройством ветрозащитных ограждений, утеплением опалубки, обогревом нагревательными проводами и др. Эти провода закрепляют на арматурном каркасе; длину и количество проводов определяют расчетом с учетом нагрева до 40°С. В качестве проводов используют оцинкованную стальную сетку с поливиниловой изоляцией диаметром 1,2 мм.

 

В летнее время поверхность свежеуложенного бетона защищают от непосредственного воздействия солнечных лучей и ветра пленкообразующими материалами, влажными опилками, матами и т. п-В сухую погоду открытые поверхности бетона увлажняют водой.

 

Используют также полиэтиленовые и поливинилхлоридные пленки, розлив по поверхности защищаемого бетона битумной эмульсии и

 

др.

 

При укладке в конструкцию бетонной смеси в очень жаркую и сухую погоду ее предохраняют от повышения температуры и быстрого высыхания после укладки.

 

От нагревания солнечными лучами предохраняют и компоненты: периодически увлажняют заполнители холодной водой или применяют охлаждающие устройства для понижения их температуры; укрывают водопроводные линии, окрашивают баки с водой в белый цвет и т. п.

 

Воду затворения нередко искусственно охлаждают или частично заменяют льдом, с тем чтобы он успел растаять к моменту выгрузки смеси.

 

Все изложенные выше меры особенно полезны при строительстве массивных сооружений с использованием больших объемов бетонной смеси.

 

В наиболее жаркое время дня в условиях сухого и жаркого климата целесообразно в исключительных случаях сделать перерыв в производстве бетонных работ на строительном объекте.

 

Отформованные и уплотненные изделия или конструкции из бетона подвергают тепловой, тепловлажностной, автоклавной или другой обработке, чем достигается существенное ускорение процессов твердения. Прочность при нормальных условиях твердения нарастает сравнительно медленно, поэтому приходится длительное время ожидать получения необходимой прочности изделий, например 60—70% от марочной, определяемой в 28-суточном сроке хранения. Самым распространенным способом ускорения структурообра-зования и упрочнения служит тепловая обработка в пропарочных камерах периодического или непрерывного действия или в формах с термоподдонами. Применяют также бетонирование с электроразогревом смеси. Для этого бетонную смесь в течение 10—15 мин разогревают до температуры 50—90°С с помощью электронагревательных устройств, укладывают в стальную опалубку, уплотняют и укрывают от охлаждения, что позволяет поднять суточную прочность бетона до 60—65% марочной. Ускорить твердение бетона можно также химическими методами: путем введения в бетонную смесь небольших количеств хлористого натрия, хлористого кальция, растворимого стекла или комплексных веществ — нитрит-нитрата натрия, нитрита натрия, солей более сложного состава и др. На практике используют одновременно несколько способов ускорения твердения, что приводит обычно к получению значительного технико-экономического эффекта, позволяет производить бетонирование в зимнее время при температурах -10, -15°С и ниже. При Введении химических добавок удается снижать водосодержание, поскольку некоторые добавки оказывают пластифицирующее воздействие на бетонную смесь.

 

За последние годы разработан способ — эргобетонирование, который заключается в том, что бетонную смесь в процессе ее перемешивания подвергают интенсивному одновременному и согласованному обрабатыванию механической (вибрационной), тепловой и электрической энергиями, одновременному барботированию в условиях магнитной пароионной среды. Последующее постепенное остывание отформованного материала благоприятствует более полному протеканию процессов структурообразования с минимумом технологической пористости. Наилучший способ такой комбинированной синэнергообработки воспроизводится с помощью специального оборудования — синэнергогенератора.

 

Разработаны высокоэффективные пластификаторы и суперпластификаторы, с введением которых можно уменьшать на 20—30% и более содержание воды в бетонной смеси, т. е. уменьшать В/Ц, а следовательно, увеличивать прочность бетона, например в суточном возрасте на 50% и более, в месячном — на 30—40%. Если количество воды в бетонной смеси не уменьшать, то при добавлении суперпластификатора эта смесь становится литой, легкоподвижной, удобной при изготовлении тонкостенных конструкций или фасонных деталей с тесно расположенной арматурой. Литые бетонные смеси удобны также при подаче их бетононасосом, при создании плотной поверхности изделий.

 

Добавление суперпластификатора несколько удорожает бетон, но увеличивает производительность труда при изготовлении изделий, уменьшает продолжительность тепловлажностной обработки бетона.

 

В качестве суперпластификаторов используют либо сульфиниро-ванные меламиноформальдегидные смолы, либо низкомолекулярные полимеры — продукты взаимодействия нафталинсульфо-кислоты и формальдегида. Такого рода добавки способствуют диспергированию гидратированного цемента, обволакиванию дисперсных частиц экранирующими пленками органического вещества с эффектом пластификации смеси без нарушения основных процессов отвердевания и формирования структуры цементного камня и бетона.

 

При применении пластифицирующих добавок проверяют, особенно при использовании новых добавок, чтобы они не были воспламеняющимися, ядовитыми, не вызывали коррозии металлической арматуры в бетоне.

 

Для повышения интенсивности твердения бетона кроме тепло-влажностной обработки иногда активируют воду затворения. Так, по данным И.М. Грушко, добавление в воду щелочи, например едкого натра, и части отдозированного цемента с последующей обработкой ультразвуком и электромагнитным полем способствует образованию микрокристаллических частиц как «затравок» в твердеющем цементном тесте.

 

В производственных условиях осуществляют постоянный технологический контроль за качеством исходных материалов, поступающих на завод, их подготовкой к употреблению в составе компонентов смеси, за качеством бетонной смеси (подвижностью, жесткостью, фактическим составом бетонной смеси, однородностью перемешивания и т. п.), за качеством отвердевшего бетона, особенно за его прочностью и ее нарастанием во времени.

 

При оценке прочности бетона пользуются как разрушающими методами (испытанием образцов с их разрушением), так и адест-руктивными—ультразвуковым импульсным методом, методом упругого отскока, радиометрическим методом, рентгеновскими лучами в специальных установках и др. Эти методы позволяют также обнаруживать трещины и другие дефекты в бетонных изделиях и конструкциях.

 

Структура и свойства тяжелого бетона. Тяжелый бетон — типичный представитель искусственных строительных конгломератов. В нем отвердевшее цементное тесто, или цементный камень, полностью окружает каждую частицу мелкого и крупного заполнителя и, кроме того, заполняет пространство между этими частицами, составляя, таким образом, непрерывную пространственную сетку, или матрицу. В процессе отвердевания цементного теста частицы заполнителя оказались сцементированными в общий монолит. В монолите 20—30% его объема занимает цементный камень, а на долю заполнителя приходится, следовательно, 70—80% объема. В пределах объема тяжелого бетона имеется также капиллярно-поровая часть, которая образуется в результате испарения свободной воды, недо-уплотнения смеси и усадочных явлений. Поры имеются также в частицах заполнителя, а микропоры характерны для цементного камня. Нередко воздушные поры (1—2%) равномерно распределены в объеме бетона, возникая в процессе перемешивания бетонной смеси со специальной воздухововлекающей добавкой, что обычно повышает морозостойкость бетона. Поры цементного камня можно разделить условно на особо тонкие, например, диаметром до 1000 А, называемые гелевыми, и более грубые диаметром, например, от ЮОО А до 10 мкм, называемые капиллярными, поскольку многие из них взаимосвязаны, образуя своеобразную систему «микроканалов», доступных к проникновению и движению по ним внешней водной среды, понижающей морозостойкость бетона.

 

Непременной структурной частью бетона, подобно другим конгломератам, являются контактные зоны (обычно шириной до 50—65 мкм), микроструктура цементного камня в которых несколько отлична от такой же структуры в объемном цементном камне повышенной концентрацией кристаллической фазы и пониженным содержанием микропор. Контактный слой может также отличаться химическим составом его кристаллической фазы. Такова в общих чертах структура и микроструктура тяжелого цементного бетона.

 

В значительной мере структура по свойствам неоднородна, как неоднородны составляющие ее компоненты (щебень, песок, цементный камень). Она не свободна от многих дефектов, связанных с технологическим и эксплуатационным периодами, что отражается на уровне показателей механических свойств и долговечности бетона.

 

Для тяжелых бетонов характерным является не только высокое значение средней плотности, но и высокая прочность. Значения средней плотности находятся в пределах 1800—2500 кг/м3, а прочность по сжатию — от 5 до 80 МПа. Проектные марки его по пределу прочности при сжатии: М50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 700 и 800.

 

Класс бетона по пределу прочности при сжатии (в МПа) определяют с помощью образцов размером 15 15 15 см (с умножением на коэффициент 0,77 , изготовленных из бетонной смеси и испытанных через 28 суток твердения при хранении в нормальных условиях, т. е. при температуре 20±2°С, относительной влажности воздуха не ниже 90%. Имеются некоторые исключения, например гидротехнический бетон речных сооружений оценивают по прочности также в 60-, 90- и 180-дневном возрасте образцов нормального твердения. При других размерах образцов-кубов с ребром 7, 10, 20 и 30 см результаты испытаний умножают на масштабные коэффициенты, соответственно равные 0,85; 0,91; 1,05; 1,1 Для оценки прочности вместо образцов-кубов нередко используют призмы размером 10 10 40 см или других размеров, испытываемых на изгиб, а также образцы-цилиндры диаметром 7, 10, 15, 20, 30 см и высотой, равной диаметру или двум диаметрам.

 

Бетон называют высокопрочным, если его марка выше 600, например 700 или 80 Иногда к высокопрочному относят бетон с прочностью выше стандартной марки цемента, использованного в его составе. В настоящее время активность вяжущих — цементов (и гипсов), применяемых в бетонах, значительно увеличена, что позволяет получать бетоны с пределом прочности при сжатии 100 МПа. По мнению некоторых специалистов, возможности в этом направлении не исчерпаны и прочность бетона на сжатие может достигнуть 400 МПа.

 

Прочность бетона на растяжение составляет от 6 до 10%, а при изгибе — от 10 до 16% от предела прочности при сжатии. По пределу прочности на осевое растяжение бетоны делятся на марки от 10 до 40, а при изгибе — of 1,5 до 5,5 МПа. Упрочнить бетон на растяжение можно армированием, поскольку, металлическая арматура способна почти полностью принять на себя растягивающие напряжения, разгружая от них бетон. Арматура может располагаться как направленно, так и в хаотическом виде (при волокнах-фибре).

 

Кроме статической прочности, иногда проверяют величину динамической прочности, или ударной вязкости. При вибрационных воздействиях на конструкцию важно определять усталостную прочность бетона, характеризуемую количеством циклов вибрационного воздействия до признаков разрушения структуры.

 

Долговечность бетонных конструкций в большой мере обусловливают деформативные свойства бетона. Особо следует выделить ползучесть, которая проявляется при сжимающих, растягивающих и других напряжениях, действующих в течение длительного времени. Ползучесть в бетонах в значительной мере обусловлена ползучестью цементного камня и, в соответствии с законом конгруэнции ИСК, возрастает с увеличением в нем теплоты по мере роста водо-цементного отношения. Но ползучесть зависит также от качества заполнителя. Она больше при уменьшении модуля упругости горной породы, применяемой для получения заполнителя. Кроме того, ползучесть связана с наличием микротрещин в контактной зоне на границе цементного камня с заполнителем и зависит еще от ряда Других причин. Цементный бетон обладает упругими свойствами. При оптимальных структурах упругие деформации бетона тем значительнее, чем более упругим является цементный камень. Кроме того, упругие свойства зависят от уровня нагружения бетона механическими силами. При оценке упругости обычно принимают некоторое постоянное напряжение, передаваемое на бетон, например, равное по величине 0,2 от предела прочности при сжатии.

 

При твердении бетона возникают линейные и объемные деформации под влиянием усадки и набухания, что приводит к появлению трещин, поэтому стремятся уменьшить размеры этих деформаций, о возрасте 1—1,5 года конечный размер усадки бетона составляет °т 0,1 до 1,5 мм/м, что зависит от разновидности принятого цемента, количества цементного камня в бетоне, внешних температур-но-влажностных условий. Вызывают деформации и температурные колебания воздуха или другой внешней среды. Коэффициент теплового расширения бетона находится в пределах от 7 • 10-6 до 12 • 10~6 °С~1, что зависит от разновидности крупного заполнителя; в среднем он принимается равным 10 • 10~6 °С-1.

 

Определенную пользу в «залечивании» возникающих при твердении дефектов и усадочных деформаций может приносить, как показали исследования А.В. Саталкина, статические и даже комплексные (статические с динамическими и вибрационными) нагрузки на молодой бетон. При определенных условиях раннее нагружение твердеющего бетона приносит закономерное упрочнение, что происходит вследствие некоторой благоприятной перестройки микро- и макроструктуры при твердении под нагрузкой. Важно только, чтобы напряжения не превышали предела длительной прочности бетона на ранней стадии его твердения.

 

На снижение величины усадки бетона оказывает влияние повышение плотности заполнителя, его гранулометрический состав, снижение водоцементного отношения, оптимизация структуры бетона. Применение напрягающих и расширяющихся цементов также благоприятствует получению бетонов с компенсированной усадкой, повышенной морозостойкостью и водонепроницаемостью. За рубежом используют расширяющиеся синтезированные добавки, вносимые в смесь. НИИЖБом предложена отечественная добавка того же назначения. Конструкции из бетона с компенсированной усадкой превосходят по качеству традиционные.

 

Важнейшей характеристикой качества бетона является морозостойкость. По этому свойству бетоны маркируют: F50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 50 К невыдержавшим установленного маркой числа циклов замораживания при температуре -15—20°С и оттаивания при температуре +15—+20°С (по стандарту) относятся бетонные образцы, которые теряют более 5% по массе за время испытаний (эта оценка только для дорожных бетонов), а в прочности на сжатие — более 15% от ее первоначального значения. По стандарту для сравнения принимается прочность образцов в так называемом эквивалентном возрасте, определяемом с учетом продолжительности твердения.

 

Бетон разделяют на марки и по водонепроницаемости, что имеет особое значение, когда в эксплуатационных условиях бетон подвержен длительному контактированию с водной средой. Проверка полной водонепроницаемости (или иногда водопроницаемости) производится в лаборатории путем воздействия напора воды на образец цилиндрической формы и толщиной 15 см при различных гидростатических давлениях, выражаемых в Па (от 2 •. 10s до 12 • 10 . Приняты следующие марки: W2, W4, W6, W8, W10 и W12, которые особенно важно учитывать при проверке качества бетона для труб, гидротехнического и других видов тяжелого бетона.

 

Непроницаемый бетон может оказаться проницаемым при более высоких давлениях воды или при жидкостях, которые более подвижны, с меньшей вязкостью, например легких нефтепродуктах. В таких случаях повышают непроницаемость бетона введением уплотняющих (например, алюмината натрия) и гидрофобизирую-щих добавок, употреблением защитных синтетических пленок. Фильтрация нефтепродуктов снижается при добавлении в бетонную смесь хлорного железа или других проверенных добавок. Для всех жидких сред, особенно воды, фильтрация (проницаемость их) затруднена при использовании в бетоне расширяющегося и напрягающего портландцементов.

 

Значение прочности в технологии бетона существенно возрастает, если в заданном пределе она остается постоянной при изготовлении массовой продукции. Если же она меняется от замеса к замесу, то получаемая продукция вследствие неоднородности по прочности является низкой по своему качеству и дорогой по стоимости. Однородность бетона заданной марки оценивают по результатам контрольных испытаний бетонных образцов за более или менее длительный период времени.

 

Однородность бетона признается удовлетворительной, если коэффициент вариации V имеет значение не более 0,135 (или 13,5%). Правильно организованное производство бетона позволяет достигать значения V не выше 7—8% или даже ниже. Снижению V способствуют автоматизация и полная механизация производственных процессов, высокий уровень подготовки исходных материалов, оптимизация состава бетона и технологических операций на заводе.

 

При всех достоинствах тяжелого бетона он имеет два больших недостатка — большую среднюю плотность и значительную теплопроводность. Поэтому, когда не требуется высокой прочности, переходят к применению легких, менее прочных, но более «теплых»

 

Масляные красочные вещества представляют собой суспензии пигментов, иногда с наполнителями, в олифе. Их получают путем тщательного перетирания пигментов в натуральной или искусственной олифе на специальных краскотерочных машинах. Промышленность вырабатывает масляные краски двух типов: густотертые, требующие перед употреблением разбавления олифой, и готовые к употреблению. Густотертые краски содержат минимальное количество олифы — 12-—20%, а готовые к употреблению красочные вещества — 30—50%) (по массе). Масляные краски применяют с учетом вида олифы, пигмента, их стоимости и атмосферостойкости. Наибольшей атмосферостойкостью обладают краски, приготойленные на натуральной олифе. Однако краски на искусственных олифах значительно дешевле, хотя и имеют меньшую долговечность. В этой связи составы на искусственных олифах более экономичны для производства внутренних отделочных работ.

 

Лаками называют растворы синтетических или природных смол, битумов и других пленкообразующих веществ в летучих растворителях. После нанесения на обрабатываемую поверхность тонкого слоя лака растворитель испаряется, в результате чего образуется твердая, блестящая, часто прозрачная пленка. Кроме двух основных компонентов лаки содержат еще различные добавки — пластификатор, отвердитель и др., улучшающие свойства лакового покрытия.

 

Красочные вещества в зависимости от связующего компонента разделяют на масляные краски; лаки; эмалевые и эмульсионные краски; полимерные, полимерцементные и водоразбавляемые красочные вещества.

 

Масляно-смоляные лаки — растворы алкидных или других синтетических полимеров (смол), модифицированные высыхающими маслами. Они широко применяются для наружной и внутренней отделки по дереву (мебель, деревянные полы и др.).

 

Масляные краски на олифах из растительных масел применяют для наружной и внутренней окраски по металлу, дереву и просохшей штукатурке.

 

Битумные (асфальтовые) лаки представляют собой растворы битумов в органических растворителях. Такие лаки образуют пленки черного цвета, обладают высокими антикоррозионными свойствами, атмосферо- и химической стойкостью. Для улучшения свойств битумного лака, снижения его хрупкости при отрицательных температурах в него часто вводят высыхающие растительные масла. Битумные лаки применяют для покрытия металлических конструкций и изделий санитарно-технического оборудования.

 

В зависимости от пленкообразующих веществ и растворителей лаки разделяют на следующие виды.

 

Нитроцеллюлозные лаки (нитролаки) представляют собой растворы нитроцеллюлозы совместно с пластификатором в органических растворителях. Эти лаки быстро отвердевают, образуя блестящую поверхность пленки коричневого цвета. Их применяют для лакирования мебели и различных изделий из древесины. Нитролаки огнеопасны и при высыхании выделяют вредные пары растворителя. При производстве работ следует тщательно соблюдать установленные правила охраны труда.

 

Смоляные лаки — растворы некоторых синтетических полимеров (смол) в органических растворителях. Значительное распространение в строительстве получили лаки на основе мочевиноформальде-гидного полимера, перхлорвиниловых и поливинилхлоридных композиций. Так, например, лаки на основе мочевиноформальде-гидного полимера применяют и для покрытия паркетных и дощатых полов, для отделки древесноволокнистых и древесностружечных плит. Перхлорвиниловые лаки широко используют для лакирования масляных покрытий для придания им большей долговечности.

 

Раствор резолъного фенолоформальдегидного полимера (бакелитовый лак) широко применяют для защиты сооружений от коррозии.

 

Спиртовые лаки и политуры состоят из синтетических полимеров, растворенных в спирте или смеси спирта с другими летучими растворителями. В отличие от лаков политуры имеют в своем составе значительно больше растворителя. Лаки и политуры применяют для отделки изделий из дерева, стекла и металлов.

 

На основе кремнийорганических полимеров получают эмали КО-174, представляющие собой суспензию пигментов и наполнителей в кремнийорганическом лаке. Эти эмали выпускают различного колера и используют для декоративных покрытий.

 

Силиконовые кремнийорганические лаки получают на основе крем-J нийорганических полимеров, часто модифицированных другим высокомолекулярными веществами. Они отличаются повышенной температурной устойчивостью и способностью выдерживать кратковременное воздействие высоких температур (до 500°С). Их применяют обычно для окраски дымовых труб, печей и других сооружений, испытывающих при эксплуатации повышенные температуры,

 

Перхлорвиниловые лаки и эмалевые краски -— водостойки и их используют в основном для наружных малярных работ. Их выпускают в виде дисперсии полимера в растворителе. Для получения защитного лакокрасочного покрытия наносят 8—10 слоев эмали.

 

Эмалевыми красками (эмалями) называют красочные вещества, получаемые путем тщательного смешения лака с пигментом. В каче-; стве пигментов для эмалевых красок используют цинковые или ти-1 тановые белила, кроны различного колера, ультрамарин, железный! сурик и некоторые органические пигменты. Эмали разделяют на масляные, приготовленные на масляных лаках; нитроэмали — на нитролаках; глифталевые — на глифталевых лаках и др. (перхлор-виниловые, алкидно-стирольные, эфиры целлюлозы). Поскольку пленки эмалевых красок при продолжительном воздействии влаги постепенно разрушаются, эмали применяют главным образом для отделки поверхностей внутри помещений с нормальным влажност-ным режимом.

 

В настоящее время защита конструкций и сооружений органическими лакокрасочными покрытиями находит все более широкое применение вследствие простоты выполнения и относительной экономичности работ. Но используют также и неорганические связующие вещества.

 

Строительные эмали на глифталевой основе используют для внутренних отделочных работ по дереву и штукатурке. Нитроглиф-талевые эмали применяют для внутренней и наружной покраски.

 

Водо-изеестковые краски приготовляют с использованием воз-пушной или гидравлической извести и щелочестойких пигментов. Для предотвращения чрезмерно быстрого высыхания пленки в состав краски вводят хлористые соли (поваренную соль). Красочная пленка образуется благодаря процессу карбонизации извести. Эти краски не обладают долговечностью, однако они широко используются в строительстве благодаря их относительной дешевизне и простоте нанесения на покрытия. Известковые красочные составы применяют главным образом для окраски кирпичных стен, штукатурок, бетонных поверхностей и внутренней отделки некоторых промышленных зданий и сооружений.

 

Эпоксидные эмали получают на основе эпоксидного полимера и органических растворителей (ацетона, толуола и др.). Применяют для защиты металлических конструкций.

 

Клеевые краски представляют собой суспензии пигмента и наполнителей (мел) в водном коллоидном растворе малярного клея. Их приготовляют обычно на месте работ. Клеевые краски наносят на хорошо подготовленную, загрунтованную поверхность. Они не водостойки и поэтому их применяют для окраски стен и потолков сухих помещений.

 

К водоразбавляемым красочным веществам следует отнести во-до-известковые и водо-цементные краски, силикатные краски, во-до-клеевые и казеино-клеевые составы. Эти краски изготовляют обычно на месте работ путем разбавления водой неорганических веществ до малярной консистенции.

 

Силикатные краски представляют собой смеси из растворимого калиевого стекла, щелочестойких пигментов и наполнителей (мела, талька, диатомита, трепела и др.). Их приготовляют на заводах в виде густотертых цветных паст или сухих смесей, состоящих из наполнителей и пигмента. Перед началом работ пасты разбавляют водой до малярной консистенции, а сухие краски смешивают с растворимым калиевым стеклом. Пленка силикатной краски становится прочной и малорастворимой в воде вследствие гидролиза силиката калия и образования нерастворимых силикатов кальция и водного кремнезема. В силикатные краски вводят щелочестойкие пигменты.

 

Цементные краски являются более атмосфероустойчивыми (по сравнению с известковыми). В их состав входят белый портландцемент, известь-пушонка, щелочестойкий пигмент и некоторые другие компоненты, например хлористый кальций, стеарат кальция и гид-рофобизирующие добавки, повышающие водостойкость краски. Образование прочной пленки красочного вещества обусловлено гидратацией цемента и затвердеванием суспензии. Такие краски готовят на заводе и в сухом виде доставляют на место работ. Перед употреблением их разбавляют водой до малярной консистенции. Применяют для отделки фасадов зданий и стен внутренних помещений (бетонных, кирпичных, оштукатуренных) с повышенным влаж-ностным режимом эксплуатации.

 

Силикатные краски достаточно атмосферостойкие и используются для окраски фасадов зданий. Наиболее атмосферостойкие красочные покрытия получаются при окраске поверхностей свежего цементного бетона, содержащего свободную гидроокись кальция, а также цементной и известковой штукатурки. Силикатными красками окрашивают деревянные конструкции и изделия для защиты древесины от возгорания.

 

Для приготовления казеино-клеевых, красочных составов используют сухие смеси, состоящие из измельченного казеина, извести-пушонки, щелочестойкого пигмента и некоторых добавок. Перед употреблением на месте работ сухие смеси смешивают с горячей водой. Казеино-клеевые краски являются более прочными и водостойкими, чем обычные составы на основе животных клеев. Их используют для окраски наружных оштукатуренных стен и отделки внутри помещений.

 

Пленкообразующее вещество — силикат калия (КгБЮз) — подвергается гидролизу КгЭЮз + ЗНгО 2КОН + S1O2 • 2НгО. Образовавшийся гидрат кремнезема обладает также вяжущими свойствами, а едкая щелочь связывается наполнителем — диатомитом или трепелом: 2КОН + mSi02 = K2O • mSi02 + Н20.

 



Песколовки. Санитарно-химические показатели загрязнения сточных вод. "шлягер" каркаса. Систематизация факторов. Системы водоотведения на подтапливаемых территориях. Склады арматурной стали. Скользящая опалубка.

 

Главная  Материалы 



0.0033