Размещение отраслей промышленности строительных материалов
План.
1. Вступ.
2. Основний змiст теми:
1) Основнi властивостi будiвельних матерiалiв i конструкцiй.
2) Природнi камянi матерiали.
3) Керамiчнi матерiали та вироби.
4) Матерiали та вироби з мiнеральних розплавiв.
5) Неорганiчнi вяжучi речовини.
6) Бетони.
7) Будiвельнi розчини.
9) Азбестоцементнi вироби.
10) Матерiали та вироби на безцементних вяжучих.
11) Лужнi цементи та бетони.
12) Органiчнi вяжучi та матерiали на їхнiй основi.
14) Матерiали та вироби з деревини.
15) Металевi матерiали та вироби.
16) Теплоiзоляцiйнi матерiали.
17) Лакофарбовi матерiали.
19) Перспективи розвитку галузей промисловостi будiвельних матерiалiв.
(1)
Номенклатура будiвельних матерiалiв i виробiв надзвичайно рiзноманiтна, проте вони органiчно взаємоповязанi спiльним функцiональним призначенням – використанням у будiвництвi. Основним критерiєм для зiставлення рiзних видiв матерiалiв є їхнi технiчнi властивостi.
Залежно вiд призначення (для дорiжних покриттiв, теплоiзоляцii, гiдроiзоляцiї тощо) будiвельнi матерiали характеризуються певним комплексом властивостей, якi найчастiше задають у виглядi числових величин, установлених нормативними документами – мiждержавними i державними стандартами, технiчними умовами чи будiвельними нормами.
Властивостi будiвельних матерiалiв значною мiрою залежать вiд їхньої структури, хiмiчного, мiнералогiчного та фазового складу, на якi, в свою чергу, впливають умови утворення їх у природi чи властивостi сировини, а також особливостi технологiї виготовлення й обробки штучних будiвельних матерiалiв.
Залежно вiд будови матерiали можуть бути щiльними (гранiт, сталь), пористими (пiноскло, нiздрюватi бетони), пухкозернистими (пiсок, щебiнь), шаруватими (фанера, шаруватi пластики) i волокнистими (шлаковата, деревина). Будова матерiалу iстотно впливає на його властивостi. Наприклад, чим бiльша пористiсть, тим легший матерiал, менший коефiцiєнт теплопровiдностi. За структурним станом матерiали подiляють на iзотропнi, що в усiх напрямах мають однаковi властивостi, оскiльки часточки, з яких складається матерiал, рiвномiрно розподiленi в масi, та анiзотропнi, що мають шарувату або волоенисту будову з певною напрямленiстю шарiв, у звязку з чим їхнi властивостi в рiзних напрямах рiзнi.
Будiвельнi матерiали мiнерального походження можуть перебувати в кристалiчному та аморфному станах. Бiльшiсть природних i штучних камяних матерiалiв- це кристалiчнi тiла, для яких характерне правильне розмiщення iонiв у виглядi просторової решiтки на вiдмiну вiд аморфних, де атоми розмiщенi хаотично. Цей стан також впливає на властивостi матерiалiв.
На властивостi будiвельного матерiалу iстотно впливає його склад. Хiмiчний склад звичайно характеризується кiлькiстю оксидiв, що їх мiстить матерiал. За наявнiстю тих чи iнших оксидiв можна робити висновки щодо хiмiчної стiйкостi, мiцностi, вогнестiйкостi та iнших властивостей матерiалу.
Мiнералогiчний склад виражається видом i кiлькiстю мiнералiв, якi утворюють будiвельний матерiал мiнерального походження. Матерiали можуть бути моно- та полiмiнеральними. В останньому випадку великого значення набуває кiлькiсне спiввiдношення мiнералiв з рiзними властивостями. Виготовляючи штучнi будiвельнi матерiали, можна регулювати це спiввiдношення, тобто управляти їхнiми властивостями.
Фазовий склад характеризується наявнiстю в матерiалi рiзних фаз: твердої, рiдкої та газоподiбної. Твердi речовини утворюють “каркас” матерiалу, стiнки пор, якi звичайно заповненi повiтрям i водою. Коли вода витiсняє повiтря або вiдбувається перехiд води у твердий стан, тодi змiнюються мiцнiсть i теплопровiднiсть матерiалу.
Основнi властивостi будiвельних матерiалiв:
Фiзичнi властивостi можна подiлити на такi пiдгрупи:
структурно – фiзичнi, що характеризують особливостi фiзичного стану матерiалу: iстинна густина, питома вага, середня густина, насипна густина, пористiсть, поржнистiсть, будова та структура;
гiдрофiзичнi, що зумовлюють реакцiю матерiалу на дiю вологи: гiдроскопiчнiсть, капiлярне всмоктування, водопоглинання, водостiйкiсть, вологiсть.
теплофiзичнi, що визначають реакцiю матерiалу на дiю теплоти та вогню; теплопровiднiсть, теплоємнiсть, теплостiйеiсть, термiчна стiйкiсть, температурнi деформацiї, температуропровiднiсть, теплозасвоєння, вогнестiйкiсть, вогнетривкiсть, жаростiйкiсть.
Фiзико – механiчнi властивостi характеризують здатнiсть матерiалу чинити опiр руйнуванню пiд дiєю рiзних механiчних навантажень: мiцнiсть, твкрдiсть, стиранiсть, опiр удару, опiр зношуванню, деформативнi властивостi.
Фiзико – хiмiчнi властивостi характеризують взаємозвязок фiзичного та хiмiчного станiв або хiмiчних процесiв, якi вiдбуваються в будiвельних матерiалах: дисперснiсть, вязкiсть, пластичнiсть мiнерального тiста, когезiя, адгезiя, здатнiсть до твердiння та емульгування.
тощо.
розпилюванiсть, абразивнiсть, формiвнiсть, розшаровуванiсть, злежуванiсть тощо.
Спецiальнi властивостi: декоративнiсть, акустичнi властивостi, електропровiднiсть, прозорiсть, газопроникнiсть, радiоцiйна непроникнiсть.
(2)
Природнi камянi матерiали одержують механiчною переробкою та обробкою гiрських порiд, не змiнюючи їх природної структури та властивостей.
Гiрськi порди – це мiнеральнi маси, якi утворюють земну кору i мають вiдносно сталi склад i будову. Вони складаються з мiнералiв – продуктiв природних фiзико – механiчних процесiв. Мiнерали – це природнi утворення, однорiднi за хiмiчним складом, будовою та властивостями. Гiрськi порди можуть бути полiмiнеральними, тобто складатися з кiлькох мiнералiв або мономiнеральними – з одного мiнералу.
У будiвництвi природнi камянi матерiали застосовують з глибокої давнини, про що свiдчать памятки архитектури багатьох країн свiту, у тому числi i нашої країни.
Залежно вiд виду обробки природнi камянi матерiали бувають такi: подрiбненi, колотi, пилянi (блоки, плити) та штучнi вироби рiзного ступеня обробки.
У сучасному будiвництвi визначалися такi основнi напрями використання згаданих матерiалiв:
камiння та вироби для дорожнього будiвництва – брущатка, шашка для мостiння, плити, бордюрний камiнь;
Гiрськi порди широко застосовують не лише для виготовлення камяних матерiалiв, а й як сировину для одержання мiнеральних вяжучих речовин, керамiчних, скляних та iнших плавлених матерiалiв.
2. 1.
МАТЕРІАЛИ Й ВИРОБИ З ПРИРОДНОГО КАМЕНЮ
способом. Постiлистий бут одержують з порiд пластового залягання. З буту зводять греблi та iншi гiдротехнiчнi споруди, пiдпiрнi стiнки, фундаменти, його також переробляють на щебiнь.
Гравiй одержують просiюванням сипких порiд; у разi потреби їх промивають, щоб видалити шкiдливi домiшки (глину, пил).
Щебiнь, гравiй та пiсок використовують як заповеювачi для бетонiв i розчинiв.
Камiння та блоки для укладання стiн. Багато пористих гiрських порiд легко розпилюються на каменi та блоки правильної геометричної форми. Камiння та блоки застосовують для зведення зовнiшнiх стiн, перегородок та iнших частин будiвель i споруд.
Застосовуючи крупнi стiновi блоки розмiром до 300010001500мм i масою до 1,5т, можна знизити затрати працi на їхнє виготовлення та монтаж, забезпечити iндустрiальнiсть будiвництва.
Облицювальнi матерiали та вироби. Облицювальне камiння й плити, а також архiтектурно – будiвельнi вироби виготовляють, розпилюючи блоки – напiвфабрикати або вдаючись до безпосереднього випилювання з масиву гiрської порди. Можна виготовляти також коленi вироби. Цокольнi плити а також деталi карнизiв та iнших частин будiвлi, що виступають, виготовляють з найстiйкiших порiд. Спецiальне одлицювання застосовують для захисту вiд корозiї.
Матерiали та вироби для дорожнього будiвництва. Брущатий камiнь призначається для впорядкування покриттiв проїзджої частини дорiг. Має форму зрiзаної пiрамiди з паралельними прямокутними верхньою та нижньою основами. Виготовляють брущатку з однорiдних дрiбно- й середньозернистих порiд. З таких самих порiд виготовляють i шашку для мозаїчного блоку.
Колотий i брущатий камiнь використовують для влаштування основ дорiг, а також дорожнiх покриттiв, для укрiплення схилiв земляних порiд тощо.
Тротуарнi плити виготовляють з шаруватих гiрських порiд. Вони мають форму прямокутної чи квадратної плити.
вони бувають пилянi й коленi.
Камiння для гiдротехнiчних споруд. Для рiчкових i мрських гiдротехнiчних споруд застосовують камiння правильної та неправильної геометричних форм. Камiння неправильної форми – використовують для влаштування камененакидних гребель, перемичок, дамб, берегоукрiплень та iнших споруд. Камiння правильної форми – колене й пиляне, використовують для облицювання гребель, набережних, шлюзiв. До всiх матерiалiв ставлять пiдвищенi вимоги не лише щодо мiцностi, а й щодо водо- та морозостiйкостi. Особливо несприятливими є умови експлуатацiї матерiалiв у зонi змiнного рiвня води, де пiд час замерзання можуть утворюватися льодовi скупчення, якi спричинюють значнi внутрiшнi напруження. Захисне облицювання в цiй зонi виконують iз щiльних вивнржених порiд з водопоглинанням не бiльш як 1%, мiцнiстю на стиск не нижче нiж 8…100МПа i морозостiйкiстю не менш як 300 циклiв.
Хiмiчно стiйкi та жаростiйкi матерiали й вироби. Численнi гiрськi порди використовують для футерування рiзних апаратiв та установок, якi зазнають дiї кислот, лугiв, солей i агресивних газiв, а також впливу високих i рiзномiстких температур i тискiв. Із щiльних кислототривких гiрських порiд виготовляють тесанi плити, цеглу, бруски, фасоннi вироби потрiбної форми. У подрiбненому виглядi цi породи використовують як заповнювачi в кислототривких цементах. Для захисту вiд дiї кислот використовують гранит, сiєнiт, базальт, андезит, кварцит, а вiд дiї лугiв – карбонатнi породи: щiльнi вапняки, доломiти, магнезити, мармури. Для жаростiйких облицювань застосовують вироби з базальту, дiабазу, вулканiчних туфiв.
(3)
Керамiчнi матерiали одержують з глинястих мас формуванням, сушiнням i подальшим випалюванням. Це найстародавнiшi з усiх штучних камяних матерiалiв. Вiк керамiчної цегли становить понад 5000 рокiв.
виробництва всiх стiнових матерiалiв. Керамiчнi облицювальнi плити й досi лишаються основними матерiалами для опорядження санiтарних вузлiв та багатьох iнших примiщень. Не втратили свого значення й керамiчнi матерiали для зовнiшнього одлицювання будiвель. Висока мiцнiсть, унiверсальнiсть властивостей i широкий асортимент дають змогу використовувати керамiчнi вироби у найрiзноманiтнiших конструкцiях будiвель i споруд : для стiн, для мереж каналiзацiї, як легкi пористi заповнювачi для залiзобетонних виробiв тощо.
За призначенням керамiчнi матерiали й вироби подiляють на такi види: стiновi – цегла звичайна, цегла й камiння поржнистi й пористi, крупнi блоки й панелi з цегли та камiння; для зовнiшнього облицювання – цегла й камiння керамiчнi лицьовi, керамiка килимова, плитки керамiчнi фасаднi; для внутрiшнього облицювання – плитки й плити для стiн i пiдлог; покрiвельнi – черепиця; труби – дренажнi й каналiзацiйнi; заповнювавчi для легких бетонiв – керамзит, аглопорит; санiтарно – технiчнi вироби – умивальнi столи, ванни; дорожня цегла; кислототривкi вироби – цегла, плитки, труби; вогнетривкi матерiали.
За структурою черепка всi види подiляють на двi групи: пористi i щiльнi. Пористi поглинають бiльш нiж 5 % води; в середньому їхнє водопоглинання становить 8…20 %. До цiєї групи належать стiновi, покрiвельнi, облицювальнi матерiали, дренажнi труби тощо. Щiльнi вироби поглинають менш як 5 % води, найчастiше 1…4 % за масою. Щiльну структуру мають плитки для пiдлоги, дорожня цегла, стiнки каналiзацiйних труб тощо.
(4)
Спiльною ознакою будiвельних матерiалiв i виробiв iз мiнеральних розплавiв є силiкатна основа, тобто в їхньому складi переважають SiO2та сполуки на його основi – силiкати. Сировиною для силiкатних розплавiв є поширенi гiрськi породи (пiски, глини, базальти, дiабази, гранiти, гнейси, маргелi, мармури, сiєнiти, сланцi тощо), побiчнi продукти й вiдходи промисловостi, вторинна сировина i т. iн.
Характерна особливiсть силiкатних розплавiв полягає в тому, що вони мають здатнiсть при швидкому охолодженнi переходити в склоподiбний стан – аморфний рiзновид твердого стану.
Уводячи до силiкатного розплаву спецiальнi добавки i вибираючи режим термiчної обробки, можна одержати склокресталiчнi матерiали (ситали).
Залежно вiд виду вихiдної сировини матерiали й вироби з мiнеральних розплавiв подiляють на вироби iз скла, шлакiв та гiрських порiд.
(5)
в каменоподiбний стан. Виняток становлять магнезiальнi та шлаколужнi вяжучi, а також кислототривкий цемент, якi змiшують водними розчинами деяких солей та iнших сполук.
Затвердiле вяжуче скрiплює мiж собою неорганiчнi або органiчнi заповнювачi, утворюючи монолiт – штучний будiвельний конгломерат. На цьому грунтується виробництво будiвельних розчинiв, бетонiв, виготовлення рiзних безвипалювальних штучних матерiалiв та виробiв.
Неорганiчнi вяжучi речовини залежно вiд умов твердiння та мiцностi в часi подiляють на повiтрянi, гiдравлiчнi та вяжучi автоклавного твердiння.
магнезiальнi, рiдке скло, а також повiтряне будiвельне вапно.
Гiдравлiчнi вяжучi тверднуть i зберiгають мiцнiсть, а iнодi й пiдвищують її в часi не лише на повiтрi, а й у водi. Їх застосовують у наземних, пiдземних, гiдротехнiчних та iнших спорудах, якi зазнають впливу води. До гiдравлiчних вяжучих належать гiдравлiчне вапно, романцемент, портландцементи, спецiальнi цементи тощо.
Вяжучi автоклавного твердiння – це речовини, здатнi тверднути й давати мiцний цементний камiнь у автоклавах при пiдвищених температурi, тиску та вологостi. До таких вяжучих належать вапняно-кремнеземистi, вапняно-зольнi, вапняно-шлаковi вяжучi, нефелiновий цемент.
Простi неорганiчнi вяжучi речовини почали виробляти й застосовувати за 3 – 4 тис. Рокiв до н. е. Їх одержували випалюванням гiпсового каменю та вапнякiв, а щоб пiдвищити водостiйкiсть, до вяжучих добавляли тонкоподрiбненi мiнеральнi порошки – вулканiчнi попели, пемзу тощо.
Науковi основи виробництва неорганiчних вяжучих речовин уперш були розробленi й сформувалися в XVIII ст. У 1825 р. Є. Г. Челiєв, намагаючись одержати досконалiший вид гiдравлiчних вяжучої речовини, зробив важливе вiдкриття: при випалюваннi сумiшi вапняку та глини до “бiлого жару” (температура 1200…1300 С) утворюється спечений продукт, який у подрiбненому виглядi набуває високих гiдравлiчних та механiчних властивостей. На цьому грунтуються основнi елементи сучасної технологiї цементiв.
І. Г. Малюги, М. М. Лямiна, М. О. Белелюбского, О. О. Байкова та iнших вчених.
Сировиною для виробництва неорганiчних речовин є гiрськi порди та побiчнi продукти промисловостi. З гiрськiх порiд застосовують: сульфатнi – гiпс, ангiдрит; карбонатнi – вапняк, крейду, вапняковi туфи, вапняк-черепашник, мармур, доломiти, доломiтизованi вапняки, магнезид; мергелистi – вапняковi маргелi; алюмосилiкатнi – нефелiни, глини, глинястi сланцi; високоглиноземистi - боксити, корунди; кремнеземистi – кварцовий пiсок, траси, вулканiчний попiл, дiатомiт, трепел, опоку. З побiчних продуктiв для виробництва неорганiчних вяжучих застосовують металургiчнi та iншi шлаки, золи ТЕС.
(5. 1.)
Розвиток виробництва вяжучих речовин.
є цемент. Передбачається збiльшити випуск цементу, полiпшити його якiсть а також розширити виробництво високомарочних та спецiальних цементiв.
Починається докорiнна реконструкцiя дiючих цементних заводiв, переведення їх з мокрого на комбiнований та сухий способи виготовлення цементу, що має велике значення в умовах економiї паливно-енергетичних ресурсiв. Так, комбiнований спосiб дає змогу знизити майже на 30% витрату палива, але при цьому на 15…20% пiдвищується витрата електроенергiї.
скорочення витрати цементу й прискорення виробничого циклу виготовлення залiзобетонних виробiв. При цьому заводська собiвартiсть залiзобетонних виробiв, якщо використовується ШТЦ, знижується.
Пiдвищення марки на один ступiнь еквiвалентне економiї 10…15% цементу в бетонi. Уведення гiдрофобно-пластифiкуючих добавок надає цементам спецiальних властивостей, дає змогу знизити витрату цементу на 1мм 3 бетону й трудозатрати на формування виробiв; цi самi добавки є iнтенсифiкаторами помелу клiнкеру й знижують витрату електроенергiї на помел.
У найближчi роки в значних обсягах розвиватиметься виробництво в”яжучих низької водопотреби (ВНВ).
(6)
Бетон – це штучний каменеподiбний матерiал, результат твердiння рацiонально дiбраної сумiшi вяжучого, заповнювачiв, води i, у разi потреби, спецiальних добавок. До затвердiння цю сумiш називають бетонною.
Бетон – один з основних видiв будiвельних матерiалiв. У загальнiй вартостi матерiальних ресурсiв, використовуваних у капiтальному будiвництвi, вартiсть збiрних та монолiтних бетонних виробiв i конструкцiй становить майже 25 %.
Одночасно бетон є економiчним матерiалом, оскiльки вироби з нього бiльш як на 80 % об”єму складаються з мiсцевої сировини: пiску, щебеню, гравiю чи побiчних продуктiв промисловостi у виглядi шлакiв, золи тощо.
Оскiльки бетон – штучний будiвельний конгломерат, то, змiнюючи склад бетонної сумiшi, можна в перiод формування надавати виробам i конструкцiям практично будь якої конфiгурацiї та розмiрiв, а пiсля затвердiння одержувати заданi в широкому дiапазонi властивостi щодо мiцностi, щiльностi, теплопровiдностi. Цi можливостi тепер значно зростають завдяки науковим успiхам у пошуку рiзного роду добавок. Склад бетонної сумiшi розраховують i добирають залежно вiд потрiбних властивостей матерiалу. Сумiш ретельно гомогенiзують у бетонозмiшувачах рiзної конструкцiї, укладають в опалубку або форми й ущiльнюють механiзованими способами. Вiдформована сумiш затвердiває в природних, а з метою прискорення твердiння - в штучних тепловологих умовах з додержанням спецiальних режимiв або при введенi комплексу хiмiчних добавок.
(7)
притаманнi бетонам. В основу групової класифiкацiї розчинiв покладено такi ознаки: середня густина, вид в”яжучої речовини, призначення й фiзико-механiчнi властивостi.
За густиною у сухому станi розчини подiляють на важкi з середньою густиною 1500 кг/м i бiльше та легкi, що мають середню густину менш як 1500 кг/м.
За видом в”яжучого розчини бувають: цементнi, приготованi на портландцементi чи його рiзновидах; вапняковi – на повiтряному чи гiдравлiчному вапнi; гiпсовi – на основi гiпсових в”яжучих речовин; мiшанi – на цементно вапняному в”яжучому. Вид в”яжучого добирають залежно вiд призначення розчину, вимог температурно-вологового режиму твердiння, а також умов експлуатацiї будiвель i споруд.
За призначенням будiвельнi розчини розрiзняють так: мурувальнi для кам”яного будування та зведення стiн з- великих елементiв; монтажнi для заповнення швiв мiж великими елементами пiд час монтажу будiвель i споруд з готових збiрних конструкцiй та деталей; опоряджувальнi для штукатурення; спецiальнi, що мають особливi властивостi.
За фiзико – механiчними властивостями розчини класифiкуються за мiцнiстю та морозостiйкiстю, що характеризують довговiчнiсть розчину.
Як ефективнi мiнеральнi добавки в цементнi розчини вводять вапняне чи глиняне тiсто. Цi добавки пiдвищують водоутримувальну здатнiсть, полiпшують легкоукладальнiсть i дають економiю цементу.
Будiвельнi розчини готують у централiзованому порядку на бетонорозчинових заводах чи розчинозмiшувальних вузлах. В”яжучi матерiали дозують за масою. Розчинну сумiш готують у розчинозмiшувачах перiодичної та неперервної дiї з тривалiстю перемiшування 1,5…2,5 хв.
Товарнi розчини готують централiзовано у виглядi сухих сумiшей або готових розчинiв певної конструкцiї, марки та якостi.
Перевозять будiвельнi розчини в автоцистернах з автоматичним розвантаженням або на автосамоскидах. Щоб запобiгти передчасному тужавiнню розчинових сумiшей пiд час транспортування та зберiгання, до них уводять добавки – сповiльнювачi тужавiння.
(8)
Залiзобетон – це композицiйний будiвельний матерiал, в якому поєднуються бетон i сталева арматура, забезпечується спiльна робота бетону й сталi, що iстотно рiзняться своїми фiзико-механiчними властивостями. Бетон добре робить опiр стискувальним навантаженням, проте має низьку мiцнiсть при розтягу, яка становить 1/10…1/12 мiцностi на стиск. А сталь має дуже високу мiцнiсть при розтягу, тому в залiзобетонi сталеву арматуру розподiляють так, щоб вона сприймала розтягувальнi зусилля, а стискувальнi передавалися на бетон. Можливiсть спiльної роботи сталевої арматури та бетону зумовлюється мiцним счепленням мiж ними й майже однаковими коефiцiєнтами лiнiйного розширення при змiнi температури в iнтервалi вiд 0 до 80 гр.
Бетон захищає сталь, що мiститься в ньому, вiд корозiї. Найдоцiльнiше використовувати залiзобетон для будiвельних виробiв i конструкцiй, що зазнають вигину: сталь сприймає розтягувальнi напруження, а бетон – стискувальнi, що забезпечує в цiлому високу мiцнiсть матерiалу.
бази, можливостi економiї металу в рядi конструкцiй, незначним експлуатацiйним витратам, можливостi створення на основi залiзобетону рiзноманiтних архiтектурних форм залiзобетон є основним конструктацiйним матерiалом сучасного iндустрiального будiвництва.
Монолiтнi конструкцiї зводять безпосередньо на будiвельному майданчику. Монолiтнiй залiзобетон використовують, коли треба пiдвищити архiтектурну виразнiсть будiвель i споруд, при нестандартностi та малiй повторюваностi елементiв i при особливо великих навантаженнях. Досвiд монолiтного домобудування виявив технiко – економiчнi переваги цього методу будiвництва порiвняно з цегельним, великоблоковим i навiть i навiть великопанельним. Проте при виготовленнi монолiтного залiзобетону затрачується велика кiлькiсть ручної працi, збiльшуються строки будiвництва, ускладнюється бетонування в зимовий час.
Збiрнi та полiпшенi якостi будiвництва за рахунок випуску на спецiалiзованих пiдприємствах великорозмiрних елементiв пiдвищеної заводської готовностi, в скороченнi строкiв будiвництва. Крiм того, скорочуються витрати лiсоматерiалiв, спрощується виконання робiт у зимовий час.
Проте збiрнi залiзобетоннi вироби мають значну масу та розмiри, що потребує потужного спецiалiзованого пiдiймально-транспортного обладнання. Основними напрямами розвитку збiрного залiзобетону є укрупнення конструктивних елементiв, зниження матерiало- та металомiсткостi, пiдвищення ступеня заводської готовностi.
(9)
Азбестоцемент – це цементний композицiйний матерiал, утворюваний внаслiдок твердiння рацiонально дiбраної маси цементу, азбесту й воду. Цементний камiнь має вищi мiцнiснi показники на стиск, нiж на розтяг. Тому, увiвши до складу маси тонковолокнистий азбест, рiвномiрно розподiлений в об”ємi гiдратованого цементу, як сталева арматура в залiзобетонi, пiдвищемо фiзико – механiчнi властивостi цементного каменю. Азбестоцемент характеризується досить високою мiцнiстю на розтяг, вогнестiйкiстю, водонепроникнiстю, морозостiйкiстю, малою тепло- та електропровiднiстю. Недолiками азбестоцементу є крихкiсть i короблення при змiнi вологостi.
Номенклатура азбестоцементних виробiв налiчує понад 40 назв:
профiльованi листи – хвилястi та напiвхвилястi для покрiвель i обшивки стiн; плоскi плити – звичайнi та офактуренi чи пофарбованi для облицювання стiн; панелi покрiвельнi та стiновi з теплоiзоляцiйним шаром для опалюваних та неопалюваних будiвель; труби напiрнi й безнапiрнi та з”єднувальнi муфти до них; вироби спецiального призначення – архiтектурно-будiвельнi, санiтарно-технiчнi, електроiзоляцiйнi тощо.
(10)
Для виготовлення матерiалiв та виробiв на безцементних в”яжучих не потрiбно застосовувати клiнкернi в”яжучi (портландцемент, його рiзновиди чи спецiальнi цементи). На вiдмiну вiд матерiалiв та виробiв iз силiкатних розплавiв, а також керамiчних вони набувають каменеподiбного стану внаслiдок затвердiння в”яжучого при звичайнiй чи невисокiй (200гр.) температурi. До цiєї групи належать матерiали та вироби на основi вапняних, гiпсових, магнезiальних в”яжучих чи розчинного скла. З них найпоширенiшими є матерiали та вироби на основi вапняних i гiпсових в”яжучих.
(11)
Ранiше луги у складi цементiв використовували у виглядi розчинного скла. В поєднаннi з рiзними отверджувачами протягом багатьох рокiв воно було прекрасним будiвельним матерiалом. Останнiм часом це в”яжуче дiстало найбiльшого поширення при укрiпленнi грунтiв, а також при виробництвi кислототривких i жаростiйких матерiалiв.
Спроби застосувати всiлякi отверджувачi не змiнили властивостей цих матерiалiв, оскiльки луг, який лишається у вiльному станi, легко розчинний, що знижує водо- i атмосферостiйкiсть цементного каменю.
Вiдомi також спроби використати лужнi сполуки у виглядi розчинного скла, Na2CO3, NaOH як добавки активiзаторiв до традицiйних цементiв. Проте вмiст їх був незначним, оскiльки виникали побоювання щодо погiршення властивостей цементного каменю внаслiдок високої розчинностi лужних сполук, якi, на думку таких вчених, як Р. Фере, Л. Шасеван, П. П. Будников, лишалися у вiльному станi. Цi побоювання iснують i тепер, коли пiдвищенний вмiст активних лужних сполук спричинює лужну реакцiю склоподiбних та аморфiзованих заповнювачiв, яка призводить до деструктивних процесiв у затвердiлому бетонi.
Докорiннi перетворення в науцi та практицi в”яжучих речовин розпочалися 1957р., коли профессор В. Д. Глуховський вiдкрив в”яжучi властивостi у сполук I групи II пiдгрупи перiодичної системи елементiв. Це вiдкриття стало поштовхом до створення нового класу цементiв – лужних i довело, що вимоги обмеженої розчинностi та її швидкостi, якi згiдно iз сучасними теорiями зумовлюють здатнiсть мiнеральних речовин до гiдратацiйного твердiння, слiд ставити не до речовин, що входять до складу цементу, а до продуктiв їх гiдратацiї та твердiння.
(12)
Органiчнi в”яжучi речовини подiляють на бiтумнi та дьогтьовi. Вони являють собою складнi сумiшi високомолекулярних вуглеводнiв та їх неметалевих похiдних, якi змiнюють свої фiзико-механiчнi властивостi залежно вiд температури.
До бiтумних матерiалiв належать природнi бiтуми, асфальтовi породи, нафтовi бiтуми.
лiнзи, а iнодi й асфальтовi озера. Проте природнi бiтуми в чистому виглядi зустрiчаються рiдко, найчастiше вони мiстяться в осадових гiрських породах.
Асфальтовi породи – це пористi гiрськi породи, просоченi бiтумом. Із цих порiд видiляють бiтум або їх розмелюють i застосовують у виглядi асфальтового порошку.
Нафтовi бiтуми, здобутi переробкою нафтової сировини, залежно вiд технологiй виробництва можуть бути: залишковими, одержуваними з гудрону за допомогою подальшого глибокого вiдбирання з нього масел; окисленi, одерженi окисленням гудрону в спецiальних апаратах;
Гудрон – це залишок вiдгонки з мазуту масляних фракцiй; вiн є основною сировиною для одержання нафтових бiтумiв.
До дьогтьових матерiалiв належать сирий кам”яновугiльний, вiдiгнаний дьоготь, пек, складений дьоготь.
Найважливiшi властивостi бiтумiв та дьогтiв: гiдрофобнiсть, водонепроникнiсть, стiйкiсть до дiї кислот, лугiв, агресивних рiдин та газiв, здатнiсть мiцно зчiплюватися з кам”яними матерiалами, деревом, металом, набувати пластичностi при нагрiваннi й швидко збiльшувати в”язкiсть при охолодженнi.
(13)
яка повнiстю або частково втрачається пiсля отвердiння полiмеру.
Розрiзняють пластичнi маси сухi, що складаються лише з полiмеру, i складнi, до складу яких крiм полiмеру входять i iншi компоненти: наповнювачi, пластифiкатори, стабiлiзатори, отверджувачi, барвники тощо.
Рiзнi компоненти, що вводяться до складу пластичних мас, дають змогу одержувати матерiали та вироби з певними власивостями. Наповнювачi, знижуючи витрату полiмеру, здешевлюють пластмаси, полiпшуючи одночасно їхню структуру й пiдвищуючи ряд технiчних властивостей: мiцнiсть, твердiсть, зносостiйкiсть, здатнiсть чинити опiр усадцi та повзучостi, теплостiйкiсть. Уведення спецiальних речовин пластифiкаторiв дає змогу полiпшити умови переробки полiмерних композицiй, знизити їхню крихкiсть та пiдвищити деформативнi властивостi. Добавки-стабiлiзатори сприяють тривалому збереженню пластмас пiд час експлуатацiї, запобiгаючи ранньому старiнню їх пiд впливом сонячної радiацiї, кисню повiтря, нагрiвання та iнших несприятливих чинникiв. Отверджуючi прискорюють процес затвердiння полiмерiв та утворення просторової тривимiрної структури. Забарвленi пластмаси одержують уведенням до їхнього складу пiгментiв та барвникiв. Стiйкiсть пластмас проти займання пiдвищують антипiрени. Для створення пористої структури пластмас використовують пороутворювачi.
матерiали бiологiчно стiйкi.
Проте, застосовуючи полiмернi матерiали, слiд враховувати i їхнi недолiки, такi як низькi теплостiйкiсть та твердiсть, високий температурний коефiцiєнт розширення, токсичнiсть деяких полiмерних в”яжучих, займистiсть, схильнiсть до старiння, повзучiсть, холодоламкiсть. Цi особливостi пластмас слiд брати до уваги насамперед при виконаннi їх як конструктацiйних матерiалiв.
(14)
Деревину з давнiх часiв широко застосовують у будiвництвi завдяки її значному поширенню та високим будiвельно-технологiчним властивостям: значнiй мiцностi при розтягу та стиску, невеликiй густинi, низькiй теплопровiдностi, технологiчностi при обробцi, гарному зовнiшньому вигляду.
Запаси деревини в Українi не дуже великi, тому з метою збереження лiсових запасiв ведеться планомiрна робота щодо скорочення застосування її в будiвництвi. В останнi роки бетон, скло, керамiка, полiмернi матерiали значною мiрою замiнили деревину. Важливим резервом економiї деревини є використання вiдходiв лiсопиляння та деревообробки для виготовлення фанери, деревноволокнистих плит, клеєних дерев”яних конструкцiй.
Деревина як будiвельний матерiал має й ряд недолiкiв: неоднорiднiсть будови i, вiдповiдно, властивостей, гiгроскопiчнiсть, займистiсть, здатнiсть до гниття тощо. Частину цих недолiкiв можна подолати технiчними заходами. Так, для пiдвищення гнилостiйкостi застосовують антисептики, а для пiдвищення вогнестiйкостi – антипiрени. Полiпшення властивостей деревини досягається просочуванням її полiмерами. При цьому гiдроскопiчнiсть i водопоглинання значно зменшуються, така деревина не коробиться, не гниє, легко полiрується, має гарний зовнiшнiй вигляд.
Деревину в сучасному будiвництвi застосовують для виробництва паркету, двiрних та вiконних коробок, хрестовин, дверного заповнення, вбудованих меблiв. Деревину й досi широко використовують для виготовлення шпал, опор пiд телефонно-телеграфнi лiнiї та як крiпильне риштовання в пiдзмних розробках. Із деревини та вiдходiв її переробки виготовляють фанеру, деревностружковi та деревоволокнистi плити, арболiт, декоративнi вироби тощо. Крiм деревини у будiвництвi застосовуються матерiали з нелiсової рослинної сировини: очерету, соломи, стеблин соняшника, кост, ицi, бавовника тощо.
(15)
Металевi матерiали мають високi механiчнi властивостi, великi електро- i теплопровiднiсть, здатнi до значних пластичних деформацiй, що дає можливiсть обробляти їх пiд тиском: прокатуванням, куванням, штампуванням, волочiнням. Вони добре зварюються, працюють при низьких та високих температурах тощо. Цi властивостi зумовленi наявнiстю в кристалiчнiй решiтцi металiв електронiв, що вiльно пересуваються. Тому метали при нормальнiй температурi є кристалiчними тiлами.
Однак метали мають iстотнi недолiки – велику щiльнiсть, здатнiсть до корозiї пiд дiєю рiзних агресивних середовищ, iстотнi деформацiї при високих температурах тощо. Усе це зумовило широке застосування сплавiв металiв – матерiалiв, якi утворилися при затвердiннi розплавiв, що мiстять два i бiльше хiмiчних елементи, i мають характернi властивостi металiв.
Метали й сплави подiляють на чорнi й кольоровi. До чорних металiв належать залiзо й сплави на його основi – чавун, сталь, феросплави; до кольорових – мiдь, алюмiнiй, цинк, нiкель та iн. Найширше застосовують у народному господарствi i зокрема у будiвництвi чорнi метали – чавуни i сталi для каркасiв будинкiв, арматури у залiзобетонi, мостiв, труб, покрiвлi тощо.
(16)
Теплоiзоляцiйними називають будiвельнi матерiали для теплової iзоляцiї огороджувальних конструкцiй будiвель, промислового та енергетичного обладнання й трубопроводiв.
у 20 – 25 разiв нижчi порiвняно iз взаємозамiнюваною за тепловим опором кiлькiстю глиняної цегли, а маса готової продукцiї майже в 20 разiв менша. У той же час за тепловим опором, напрклад, мiнераловатний утеплювач завдовжки 1 см замiнює цегляну кладку завтовшки 10…12см, а керамзитобетон – завтовшки 5…7см. Використання теплоiзоляцiйних матерiалiв дає змогу виготовляти стiновi панелi та конструкцiї покриттiв, що знижує матерiаломiсткiсть та масу будiвель.
Ще ефективнiше застосовують їх у холодильнiй технiцi, оскiльки вартiсть одиницi холоду приблизно в 20 разiв вища, нiж вартiсть вiдповiдної одиницi теплоти.
Водонасичення i особливо замерзання води в порах матерiалу призводить до рiзкого збiльшення теплопровiдностi, оскiльки теплопровiднiсть води приблизно в 25, а льоду в 100 разiв вищi, нiж повiтря. З цiєї причини теплоiзоляцiйний шар потрiбно обов”язково захищати вiд зволоження.
(17)
Лакофарбовими називають природнi чи штучнi матерiали, якi наносять у в”зко-рiдкому станi тонким шаром на будiвельнi конструкцiї та деталi з метою утворення плiвки для захисту їх вiд шкiдливих впливiв навколишнього середовища, архiтектурно-художнього оформлення та полiпшення санiтарно-гiгiєнiчних умов.
Такi матерiали подiляють на основнi та допомiжнi. Основнi – це фарби, лаки та емалi, допомiжнi – грунтувальнi, шпаклювальнi сумiшi, використовуванi при пiдготовцi поверхонь пiд зафарбовування, розчинники, розбавлювачi тощо.
Лакофарбовi матерiали розрiзняють також за типом плiвкоутворювальних речовин.
(18)
Вториннi сировиннi ресурси утворюються внаслiдок промислового виробництва та внаслiдок побутової дiяльностi людини. Особливо великi обсяги техногенних продуктiв, якi виникають внаслiдок недосконалостi технологiчних процесiв. Щорiчно з надр Землi видобувається до 15 млрд т гiрської маси, з якої майже 2/3 залишається у вiдвалах, 1/3 вводиться в господарський обсяг i лише 7% усього видобутку витрачається на виробництво готової продукцiї.
Значну частину вторинних матерiальних продуктiв можна вiднести до побiчних промислових продуктiв, якi супроводжують виробничi процеси i неминучi за недосконалої технологiї, що досi склалася.
Пiд вiдходами виробництва звичайно розумiють частину вторинних ресурсiв, яка характеризується несталим складом, а отже, й властивостями, через що її застосування та технологiчна переробка значно ускладнюються.
Використання в народному господарствi вторинних матерiальних ресурсiв є потужним резервом економiї сировини та енергiї. Надзвичайно важливим є завдання комплексного й рацiонального використання сировини, тобто здiйснення безвiдходних технологiчних процесiв, що має першочергове екологiчне значення, забезпечує охорону навколишнього природного серидовища.
Обсяг промислових вiдходiв з кожним роком зростає. Вiдомо, що лише в атмосферу нашої планети щорiчно викидається майже 1 млрд т рiзних речовин. Пiд вiдвали та звалища вiдводяться цiннi сiльсiкогосподарськi землi.
Екологiчна роль будiвництва особливо велика, оскiльки воно є практично єдиною галуззю народного господарства, яка може переробити значнi кiлькостi вiдходiв та супутнiх продуктiв багатьох iнших галузей промисловостi. Розвиток i вдосконалення виробництва будiвельних матерiалiв, пiдвищення їх економiчної ефективностi на сучасному етапi значною мiрою визначатимуться рацiональнiстю використання сировинних ресурсiв, повнотою повернення у виробництво вторинної сировини.
(19)
У перспективi розвиток галузей промисловостi будiвельних матерiалiв пов”язаний з реконструкцiєю технiчної бази, подальшим впровадженням механiзацiї та автомотизацiї технологiчних процесiв, розширенням випуску нових будiвельних матерiалiв, легких та економiчних великомiрних конструкцiй i виробiв полiпшеної якостi. Важливим напрямом є комплексне використання сировини, ширше впровадження матерiалiв попутного видобутку, вторинної сировини, неухильне пiдвищення якостi виробiв для будiвництва. Географiя галузi має вдосконалюватися з урахуванням подальшого комплексного розвитку економiчних районiв та областей України, повного забезпечення обсягiв будiвельно-монтажних робiт.
Список використаної лiтератури
1. Крiвенко П. В. Будiвельнi матерiали. – К.: Вища шк. 1993.
2. Мороз І.І. Технологiя будiвельної керамiки. – К.: Вища шк. 1994
3. Пащенко А. А., Сербiн В. П., Старчевська Є. А. В’яжучi матерiали. – К.: Вища шк. 1991
| 
