Здания и сооружения


  2. сферы применения

Полимерные материалы или попросту пластмассы из года в год все чаще применяются для производства различных строительных материалов, инженерных коммуникаций, да и самих зданий методом 3D печати.

Учитывая разнообразие производимой продукции для строительсва из пластиков, выделить какое конкретное периферийное оборудование не удастся, для производства любых конструкционных материалов для зданий и сооружений можно использоветь весь спектр периферийного обордования имеющийся в ассортименте нашей компании и у наших партнеров.

В настоящее время из пластмаас производятся следующие строительные материалы: учитывая их разнообразие , удобно разделять их по назначению на следующие группы: конструкционные, облицовочные для стен, облицовочные для полов, кровельные и гидроизоляционные , тепло - и звукоизоляционные, трубы сантехнические, оборудованные и погонажные изделия.

Конструкционные пластмассы.

Следует отметить , что эти материалы, применяемые в основном, в стеновых конструкциях, обычно конструктивные свойства совмещают с отделочными .

Древопластики - пластики с древесными наполнителями. Эта группа имеет наибольшее применение в строительстве. Их представители - древесно-слоистые пластики и древесностружечные плиты. Древесно-слоистые пластики - листовые материалы, получаемые горячим прессованием древесного шпона, пропитанным полимером. В качестве связующего применяют ризольные, фенолформальдегидные, карбамидные и фенол-карбамидные полимеры. Характеризуются достаточно высокой теплостойкостью, низкой теплопроводностью, высокой стойкостью к органическим растворителям и маслам, атмосферостойкостью, легкостью механической обработки. Древесностружечные плиты легко обрабатываются, легки, достаточно прочны, красивы. Они применяются для устройства каркасных и щитовых стен и перегородок, встроенной мебели, а также для облицовки стен и потолков. Эти плиты вырабатываются семи марок. Сырьем являются полимерные вяжущие материалы, стружки различных пород дерева. Часто к этим основным компонентам добавляют антисептики, антипирины, гидрофобизаторы.

Стеклопластики - материалы, состоящие из стекловолокнистой основы на полимерной связке. Основа состоит из цельного или рубленого волокна, стеклянной ткани или стеклошпона. Преимущества стеклянных волокон перед волокнами других видов - большая прочность на разрыв, повышенный модуль упругости, кроме того, они не горят, не гниют, химически стойки. В зависимости от расположения в материале волокон различают три группы стеклопластиков.

  • Стеклопластики на основе рубленого стекла расположенного хаотично. Очень прочны, прозрачны, но дороги. Последнее объясняется большим расходом полимера (65- 70 %) от всей марки.
  • Стеклотекстолит - изделия из стеклянных тканей различных переплетений.
  • Стекловолокнистый анизотропный материал (СВАМ), отличается от текстолита тем, что основой его служит не стеклоткань, а стеклошпон. Этот вид стеклопластиков имеет самую большую прочность, и плотность 1900-2000 кг/м куб.

Стеновые панели - наиболее перспективны для крупного панельного домостроения. Это трехслойные панели, состоящие из двух тонких внешних слоев из остаточно прочного конструктивного материала и среднего (внутреннего слоя), состоящего из тепло - и звукоизоляционного полимерного материала. Для внешних слоев, кроме древопластиков и стеклопластиков, применяют алюминий и асбестоцемент. Для среднего слоя обычно применяют самые легкие утеплители - пенопласты, сотопласты. Вес 1 квадратного метра такой стены обычно в 16 - 20 раз меньше железобетонной и в 60 раз меньше кирпичной.

Облицовочные материалы для стен

Кроме перечисленных выше полимерных материалов на основе древесины и стекловолокна, следует к облицовочным стеновым материалам относить: декоративный бумажно-слоистый пластик - листовой материал, получаемый горячим прессованием специальной бумаги, пропитанной термоактивируемыми полимерами, бумажно-слоистый пластик морозостоек, не расслаивается и легко поддается механической обработке.

Облицовочные плитки - наибольшее распространение получили полистирольные и фенолитовые плитки: Применяют для облицовки санузлов, кухонь, лестничных клеток, вестибюлей и т.д.

Рулонные материалы - наибольшее распространение получили линкруст, павинол, моющие обои, пленочные материалы. Линкруст изготовляют путем нанесения на одну сторону плотной бумажной основы тонкого слоя пасты состоящей из синтетического полимера (чаще поливинилхлорида), наполнителя (пробковой или древесной муки), пластификатора, красителя. Выпускают линкруст 2-х видов - стеновой или бордюрный, водо - и гнилостоек, не коробится, не выгорает на солнце, применяют линкруст для отделки стен , перегородок, встроенной мебели. Павинол - высококачественный материал для отделки стен, технология его приготовления состоит из нанесения на тканевую основу пасты, приготовленной из поливинилхлорида, пластификатора и красителя. Моющие обои - это обычные бумажные обои, покрытые с лицевой стороны слоем повинилацетатной эмульсии. Пленочные материалы делятся на основные и безосновные. Первые получаются нанесением тонкого слоя повинилохлоридной пленки на бумажную или тканевую основу: вторые - пленка без основы.

Облицовочные материалы для полов

В настоящее время для устройства полов применяют материал 3-х видов: рулонные и монолитные (бесшовные покрытия). Требования к этим материалам: они должны быть прочными на стирание, на ударное воздействие, мало поглощать воду и не набухать при увлажнении, не содержать токсичных примесей, иметь прочную красивую окраску. Стоимость таких покрытий по мере развития производства снижается, и в настоящее время находится на уровне дощатых полов и значительно ниже стоимости паркетных.

Рулонные материалы представлены линолеумами. Они гигиеничны, легко моются, износоустойчивы, долговечны (срок службы 20-25 лет). Линолеум используется в жилых, общественных и производственных зданиях. Наибольшее применение имеют линолеумы на поливинилхлориде. Нашей промышленностью вырабатывается линолеум 3-х видов: безосновный, на тканевой основе и специальный теплоизоляционный. Вторым по степени распространения является элкидный (глифталевый) линолеум, ограниченное применение имеет резиновый линолеум на основе нитроцеллюлозы. Линолеумы подразделяются на сорта и марки. Сырье для линолеума очень разнообразно: полимерное связующее, большое количество наполнителей (тальк, барит, мел, каолин, асбест, древесная мука и др.). Пластификаторы, стабилизаторы, размягчители, катализаторы, антипирины, антисептики, гидрофобизаторы, красители (пигменты). Укладывают линолеум на ровное, чистое, жесткое. При этом приклеивают различными мастиками или просто зажимают плинтусами у стен.

Виды ленолеума

  • Алкидные, поливинилхлорные, коллоксиновые, резиновые
  • Одно и многоцветные, гладкие, рифленые, тиснёные, ворсовые
  • Безосновные (однослойные) и многослойные и с подосновной тканевой, картонной и теплоизолирующей (волокнистой или пористой)

Плиточные материалы изготовляются на основе синтетических полимеров, наполнителей, пигментов и пластификаторов. Наибольшее распространение получили поливинилхлоридные, кумароновые, кумароно-поливинилхлоридные, фенолитовые и резиновые плитки. В отдельную группу можно выделить древесноволокнистые сверхтвердые плиты и древесностружечные плиты, в которых связующими являются карбамидные и фенольные полимеры, а в основном наполнителем - древесина.

Кумароновые плитки являются одним из прогрессивных и дешевых полимерных материалов. Они хорошо зарекомендовали себя в полах кухонь, санитарных узлов, лестничных площадок, но их рационально применять в помещениях с интенсивным движением, при возможном воздействии абразивных материалов, а также масел, жиров, щелочей. Основное сырье таких плиток - кумароновый полимер. Применение плиток для полов, по сравнению с рулонными материалами, дает следующее преимущества: простота приклейки к основанию, легкость замены поврежденных или изношенных участков пола любой площади, возможность достижения большего разнообразия рисунков. Недостатком плиточных покрытий является большое количество швов, что снижает долговечность и гигиеничность пола.

Древесноволокнистые плиты - листовые материалы, получаемые путем горячего прессования волокнистой массы, состоящей из волокнистых органических наполнителей и синтетических полимеров. Сырье - неделовая древесина и древесные отходы (щепа, горбыль, рейки, стружки: можно пользоваться так же камыш, кенаф, и некоторые др. волокнистые растения). Средняя плотность 200 - 1100 кг/м3. Мелкоразмерные древесноволокнистые изделия называют плитками.

Древесностружечные плиты применяют как для полов (сверхтвердые с плотностью до800 кг/м3), так и для стен и перегородок. Такие плиты запрещается применять в помещениях с влажными условиями эксплуатации. Для устройства полов применяют трехслойные плиты: средний слой из грубой стружки, а наружный слой - из тонкой.

Монолитные или бесшовные полы отличаются высокой прочностью на истирание, полным отсутствием швов и стыков, простой технологией. В зависимости от сырья монолитные полы подразделяются на: поливинилацетатные, полимерцементные, пластмассобетоны. По методу укладки различают полы пластичные, наносимые механизмами и вибропрессованием, и наливные, наносимые методом разлива или распыления.

Тепло и звукоизоляционные материлы

Применяют в виде газонаполненных пластмасс и изделий из древесной массы или минерального волокна на синтетическом связующем. По структуре они могут быть разделены на пенистые (пенопласты), пористые (поропласты) и сотовые (сотопласты). Их представители - пенополистирол, пенополивинилхлорид, пенополиуретан, мипора и т.д.

Трубы сантехнические и погонажные изделия. Трубы из пластмасс имеют преимущества перед металлическими: стойки к действию кислот и щелочей, более долговечны, легки при значительной прочности, отрицательное свойство - малая теплостойкость, наибольшее распространение получили трубы полиэтиленовые, поливинилхлоридные и стеклопластиковые.

  • Фитинги - соединительные детали при монтаже трубопроводов тоже делают из пластмасс, а настоящее время изготавливаются винилопластовые полиэтиленовые фитинги.
  • Сантехнические изделия - ванны, умывальники, раковины, душевые кабины могут изготавливаться из пластмасс, конкурируя с такими материалами, как чугун, фарфор, фаянс.
  • Погонажные изделия - плинтусы для полов, поручни для лестниц.
  • Уплотнители, герметики также относятся к пластмассовым изделиям

Битумные и дегтёвые вяжущие и материалы на их основе

Применяются битумы, дегти, опеки в пастах, эмульсиях, асфальтовых и дегтевых растворах и бетонах, антикоррозионных лаках, особенно широко их применяют в кровельных, гидроизоляционных материалах

Битумы и дегти получают из естественных материалов - нефти, дерева, угля, сланца, торфа. Это органические материалы, состоящие в основном из углеродов и их производных. Большинство этих материалов хорошо растворяется в органических растворителях: сероуглероде, бензине и др. Разогретые до жидкотекучего состояния, эти материалы способны при нормальной температуре отвердевать, склеивая в монолит внесенные в них заполнители. Поскольку они имеют черный или темно-коричневый цвет их часто называют “Черными” вяжущими . Отвердевание в них происходит в силу 2-х причин: охлаждение после расплавления, потери ( испарения ) летучих веществ, обычно вводимых в них искусственно. Отличие этого процесса от твердения минеральных вяжущих “ химических “ процессов , как у цемента, здесь не происходит; процесс органических веществ вяжущих обратим.

Битумные вяжущие - делятся на: природные битумы и асфальтовые породы, нефтяные битумы. Последние в свою очередь, подразделяются на остаточные, образуемые из нефти после отгонки бензина, керосина, масел. И окисленные, получаемые продувкой воздуха через нефтяные остатки.

Дегтевые вяжущие - делятся на дегти, масла, пеки. Положительные свойства “черных“ вяжущих: они гидрофобны, а потому водостойки, водонепроницаемы; химически стойки к кислотам, щелочам, солям. Плотности равны 0,8-1,3 г/ куб. см., т.е. пор нет. Обладает хорошей адгезией (прилипаемостью) к дереву, металлу, камню. Морозостойки (потому что нет пор). Хорошие диэлектрики способны при нагревании размягчаться, а при остывании отвердевать. Отрицательные свойства: горят (температура вспышки 180-50 гр С), а потому требуют осторожного обращения. За счет кислорода воздуха могут окисляться и делаться хрупкими ( процесс полимеризации )- стариться.

Природные битумы - образуются в верхних слоях земной коры, но встречаются в чистом виде редко. Чаще они пропитывают близлежащие породы : битуминозные известняки ( в Жигулевских горах ) , битуминозные песчаники. Это происходит в результате миграции нефти из глубин и удалении из нее со временем легких фракций. Асфальтовые породы содержат от 4 до 8 % битума. Такие породы размалывают, прессуя в брикеты массой до 30 кг. и используют в помещениях полов , в промзданиях и тротуаров. Природные битумы используют в строительстве редко, с дефицитностью.

Нефтяные битумы получили в строительстве большое распространение. Эти битуму делятся на строительные и кровельные. Составные части битумов:  масла плотность меньше 1, создают битумам подвижность, содержится их в битуме до 60 % смолы, содержание до 30 % .

Марка битума определяется по лабораторным испытаниям. При этом определяются следующие основные показатели: глубина проникновения в битум иглы пенетрометра. Растяжимость, температура размягчения методом “кольца и шара“, - температуру вспышки.

Среди дегтевых вяжущих наибольшее распространение в строительстве получили каменноугольные дегти и пеки.

Каменноугольный деготь - побочный продукт при производстве кокса. По виду это маслянистая жидкость. По составу - вода, масла легкие и средние, антраценовые масла, фенолы, углерод. Применяются при производстве кровельных, гидроизоляционных материалов и в дорожном строительстве.

Каменноугольный пек - черное аморфное вещество, получаемое при обработке каменноугольного дегтя (при отгонке из последнего фракций и масел ). Температура размягчения 65-75 гр С . Применяется в пропиточных массах для картона (таль) в составе лака (пек + легкий деготь ).

Асфальтовые материалы

Асфальтовый раствор - смесь 1:2 по массе асфальтового вяжущего с мелким песком (до 2,0 мм), асфальтовое вяжущее представляет из себя так же смесь битума (9-11 % по массе) с наполнителем (известняком или доломитом). Технология приготовления: дозирование - перемешивание- варка (170- 180 гр. С). Горячая смесь доставляется на сухое основание толщиной 1,5-2 см., заглаживается катком и посыпается песком. Песок повышает твердость, теплостойкость поверхностных слоев покрытия.

Асфальтобетон смесь асфальтораствора и крупного заполнителя (щебня или гравия). Требования к заполнителю : прочность заполнителя 40-60 МПа . Зерновой состав должен обеспечить получение бетона с наименьшей пустотностью. Принцип подбора тот же, что и у обычных бетонов. Содержание битума 5-7 % от общей массы. Технология приготовления: сушка гравия, песка, доломитовой муки, нагрев битума до 150-170 гр. С, смешивание компонентов в лопастной мешалке с подогревом до 180 гр.С. Укладка в горячем вид на хорошо подготовленное основание. Свойства асфальтобетона: прочность при 20. С > 2.5 МПа, при 50. С >= 0.8 МПа. плотность - 22 г/см3, водопоглощение 2;6 % ,не хрупок. При охлаждении быстро применяется в дело.

Асфальтобетон смесь асфальтораствора и крупного заполнителя (щебня или гравия). Требования к заполнителю: максимальная крупность зерен. Асфальтобетон и асфальфатор бывают двух видов: горячий и холодный. Горячему асфальтобетону и асфальфатору удобоукладываемость придается разогревом до 90 - 180 С (зависит от марки битума). Его привозят к месту горячим, укладывают и уплотняют катками. При остывании он твердеет. Холодному асфальтобетону и асфальфатору удобоукладываемость придается разжижением битума летучими растворителями, отвердевание его происходит за счет испарения растворителя.

Состава асфальтовых материалов в сравнении:

  • холодный асфальтобетон горячего дороже,
  • холодный асфальтобетон долго твердеет (до 3 суток) в то время, как горячий приобретает нужную прочность сразу при остывании.
  • холодный бетон удобнее в работе, чем горячий ,т.к. его можно дольше хранить, перевозить.
  • холодный бетон дает менее качественное покрытие, чем горячий.

Кровельные материалы

Производство кровельных материалов на основе битумов и дегтя имеет вековую давность. В 1977 г. инженер А. А. Летний на Сызранском заводе предложил получить легкий рулонный материал, используя способность битумов и дегтей при нагревании превращаться в жидкость благодаря высокой адгезионной способности пропитывать ткани, бумагу, картон.

В результате были получены: рубероид, пергамент, толь, толь-кожа.

Эти материалы в тонком слое абсолютно водонепроницаемы. При помощи специальных клебемасс эти материалы приклеиваются к обрешетке или прибиваются рейками (что хуже). Пропитанный материал скатывается в рулон, откуда название - “Рулонная кровля”. Кровля эта обычно устанавливается в несколько слоев. Рулонная кровля разделяется по виду вяжущего на битумные и дегтевые, по назначению на покровные ( верхний слой ), подкладочные (нижний слой) кровельного ковра. Битумные материалы лучше сопротивляются воздействию солнечных лучей и атмосферных факторов, дают более долговечную и более прочную кровлю, чем дегтевую. Последние ,однако, более стойкие к загниванию (т.к. в них содержится фенолы) во влажной среде. Для приготовления рулонной кровли применяется специальный картон. От него требуется хорошая впитываемость и прочность на разрыв. Готовят его из тряпья, бумажной макулатуры, добавляя иногда целлюлозу. По массе 1/2 м2 картона его распределяют на марки 200, 250, 300, 350, 500, 650 (г/м2). Эта цифра входит в обозначение марки готового кровельного материала. Пергамент готовится на основе картона марок 250 - 350, которые пропитывают легким битумом, и отжимают при температуре 180 С. Посыпают тальком от склеивания (рис.8.14) . длина рулона 20м ,прочность прогревания на рыхлом 2 - 2.7 МПа. Пергамент применяют в нижних слоях кровельного ковра. Рубероид применяется в верхнем слое кровельного ковра. это тот же пергамент на одну или обе стороны которого нанесен дополнительный слой тугоплавкого битума и минеральная посыпка (песок, асбестовая галька и т.д.) - “бронь” . Посыпка повышает атмосферность, отражает солнечные лучи , и придает кровле декоративность. Для получения рубероида применяются карта марок 350, 500. Длина рулона - 10 м, ширина - 1 м, прочность на разрыв 3, 2- 3,4 МПа. Водонепроницаемость рубероида высокая (0.7 атм. за 10мин.). Битумными материалами покрывают здания постоянного типа. Уклон крыши 10 -15 . При правильном покрытии (в нахлестке долговечность 15 лет). Для приклейки битумов рулонных кровлей применяются битумы ,мастики - клебимассы. Горячий (битум + наполнитель) с рабочей температурой 180 С. Холодный (битум + растворитель), наполнителями волокна асбеста, минеральной ваты: растворитель, водные мастики - бензин, лигроин, керосин.

Толь- кожа- беспокровный материал, получаемый пропиткой картона каменноугольный деготь. Длина рулона 30 м, ширина 1 м. Применяются в нижних подкладочных слоях кровли. Только кровельный отличается от подкладочного, на солнце быстро “стареют” (полимеризация), т.е. становятся хрупкими, теряют водонепроницаемость. При клейка дегтевых , кровельных материалов к основанию производится клебимассами . Рулонные кровельные материалы могут применяться и для гидроизоляции.

Гидроизоляционные материалы

Недостатки кровельных материалов: невысокая прочность, малая растяжимость, набухание и загнивание. Для специальных работ выпускаются специальные гидроизоляционные материалы.

Гидрозол - рулонный материал, изготавливаемый пропиткой асбестового картона нефтяным битумом. Применяется для защиты трубопроводов от коррозии (но не трубопроводов теплоцентрали ) Марки ГИ-1, ГИ-2. Не загнивает. Водонепроницаемость под давлением ртутного столба высотой 5 см должна составлять 20 - 30 суток, Прочность на растяжение -3 МПа, температура размягчения 50 - 60 С . Гибкость при 20 С , (путем двойных перегибов до появления первой трещины) не менее 30 см . Приклеивается мастиками.

Бризол - (битумно-резиновая изоляция) - безосновный гидроизоляционный материал, изготовленный на основе измельченной резины и битума с введением в него различных наполнителей

Ткани гидроизоляционные битумные делаются на хлопчатобумажной основе, стеклянной, асбестовой. Прочность на разрыв 7 МПа, имеют хорошую гибкость. Применяют для гидроизоляции конструкций сложных очертаний.

Металлоизол получается так : алюминиевая фольга (толщиной 0.2 мм) покрывается с обеих сторон битумом (БН 4) с 25% асбестового волокна. Прочность на растяжение 7.5 Мпа. Гнилостоек, пластичен но дорог и коррозирует в щелочах при повреждении битумного покрова. Нельзя применять при температуре ниже 10 С. В соседстве с бетонными конструкциями . т.е. защитная оксидная пленка аллюминия разедается свободной известью.

Борклин - рулонный материал состава 50% битума + 50% асбеста. Очень пластичен, потому может применяться для изоляции труб от блуждающих токов. Приклеивается мастикой. На основе других органических вяжущих распостронение в гидро-пароизоляции получила полиэтиленовая пленка, которая совершенно не пропучкает воду и пары.Эти пленки более гнилостойки, тоньше и эластичнее гидроизоляционных материалов . Пленка легко сваривается. Покрытие такой пленкой свежеуложенного бетона улучшает его свойства. Покрытие пленкой подмостей и строителиных лесов дает возможность производить работы в любую погоду. Почти полная прозрачность позволяет применять пленку для покрытия теплиц. Недостатки пленки : повышенная склонность к старению и возможность повреждения грызунами.

Лакокрасочные материалы

Пигменты

Природные пигменты – аурипигмент, графит, известь, каолин, диоксид марганца, мел, мумия коричневая, охра, охра жжёная, сурик железный, умбра коричневая и др.

Синтетические неорганические пигменты – белила свинцовые, цинковые, титановые; зелень свинцовая, цинковая, хромовая; киноварь; крон цинковый, стронциевый, свинцовый; кобальт синий, лазурь железная, литопон сухой, марс коричневый, ярь-медянка, мумия красная, пигмент жёлтый железоокисный, редоксайд, сажа, двуоксид титана, ультрамарин синий, оксид хрома, цинковая пыль, черни и т.д.

  • Светостойкость способность сохранять свой цвет под лействием света. Испытания производят либо в специальных камерах погоды или в естественных условиях.
  • Атмосферность - способность сопротивляться совместному действию изменений температуры, влаги, углекислоты,воздуха и т.д.
  • Огнестойкость - способность пигментов выдерживать действие высоких температур.
  • Стойкость против химических воздействий - способность пигментов противостоять действию кислотной и щелочной Среды.
  • Антикоррозионная стойкость - способность пигмента образовывать со связующим прочные составы, защищающие металлы от окисления.
  • Маслоемкость - характеризуется количеством масла в пигменте .

Пигменты наиболее применяемые в строительстве :

  • Белые - цинковые, свинцовые, титановые белила.
  • Желтые - охра, у которой много оттенков, крон (цинковый).
  • Синие - ультрамарин, лазурь - (щелочестойки).
  • Красные - природная мумия, мумия искусственная, крон красный, сурик.
  • Коричневый - сурик железный, умбра.
  • Черные - сажа, графит, перекись марганца.