Строительные материалы и изделия. 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ 
И СОЦИАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ БГУ 
 
 
 
 

Кафедра управления финансами и недвижимости 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 
 

по  дисциплине:

Строительные  материалы и изделия

студентки 4 курса

группы 641-з

заочного  обучения

Специальность

"Менеджмент недвижимости"

Савченко  Виктории Николаевной 
 
 

"Вариант 14" 
 
 
 
 
 

№ зачетной книжки 638148

   Домашний  адрес: Минск, ул.Якубова, 66-2-114

тел.248-04-55 
 
 

Проверил

Преподаватель:

Бакунович Наталья Андреевна 
 
 
 
 
 
 

МИНСК

2009

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                           3

ВОПРОС 1                                                                                                             6

ВОПРОС 2                                                                                                            14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ                                                                                                   21

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ                                     23

     ВВЕДЕНИЕ 

     Данная  контрольная работа рассматривает  два вопроса по дисциплине «Строительные материалы и изделия». В первой части мы рассмотрим, что представляет собой глиноземистый цемент и узнаем о его разновидности. Но давайте для начала заглянем в не совсем уж и далекое, но прошлое. Рождение цемента в 1822 году, когда русский строитель Егор Челиев получил вяжущий материал из смеси извести и глины. Свои результаты он изложил в книге «Трактат об искусстве приготовлять хорошие строительные растворы», изданной в Петербурге. Несколько лет спустя, он же выпустил книгу, где описал способ приготовления цемента и бетона, а так же плюсы его использования для кладки кирпичей при строительстве зданий и набережных.

     Но  родиной цемента нельзя считать только Россию. Так, в 1824 году англичанин Д. Аспинд получил патент на изготовление цемента. Он предложил следующий способ изготовления цемента: смешав известковую пыль с глиной и подвергнув эту смесь высокой температурной обработке, Аспинд получил ноздреватый серый материал (клинкер) и, размолов его и смешав с водой, получил при высыхании очень прочный материал. Этот строительный материал получил название портландцемент, Портланд - это город, где добывали камень, на который цветом и прочностью походил цемент, полученный Аспиндом.

     Цемент  практически сразу же оценили  везде. Так, в 1875 году в России на базе нескольких цементных заводов Подольского  уезда был создан цементный завод  Московского Акционерного Общества. Основал этот завод, который впоследствии стал крупнейшим цементным заводом, московский купец Пороховщиков. Сейчас уже невозможно представить себе какое-либо строительство (будь то строительство нового дома, или реставрация старого, или даже внутренняя перепланировка квартиры) без использования этого материала.

           Второй вопрос нашей  контрольной работы освятит тематику лакокрасочных материалов и их свойств. Любая работа, какой бы простой она ни казалась, требует определенных знаний, практических навыков, умения. Чем раньше в своей жизни мы сталкиваемся с каким-либо занятием, тем более простым и привычным оно кажется потом. С красками мы знакомимся уже в раннем детстве. Ребенок берет в руки кисточку и неумелыми движениями делает первые мазки красками на бумаге. Далеко не каждый, взявший в руки кисть, становится позже профессиональным художником, маляром, инженером-лакокрасочником. Но отношение к работе с красками как к чему-то очень простому остается. Многие считают себя специалистами в этой области, даже готовы дать «добрые» советы. А вот и результаты. «Дома вытерся линолеум. Посоветовали его покрасить. Вот уже неделю по полу нельзя ходить. Краска не высохла. Что же теперь делать?» Другой пример: «На стройке маляр дал белую краску. Оказалось, что красить ею невозможно: кисть тут же засохла, превратилась в палку». Третий пример: « ... чтобы краска лучше сохла, сказали, надо добавить лак. Краска высохла быстрее, но вся сморщилась».

     Таких примеров можно приводить много, они не придуманы, а взяты из жизни. Многие неудачи вызваны неумелым или неправильным обращением с лакокрасочными материалами. Не случайно говорят: чтобы понять, что ничего не знаешь, нужно начать учиться. Вот мы и зададимся целью узнать, что они собой представляют, попробуем понять и разобраться, как они «работают», что нужно сделать, чтобы покрытие было красивым, надежным и долговечным.

     К числу лакокрасочных материалов относятся различные лаки, краски (в том числе художественные), эмали, олифы, грунтовки, шпатлевки. При  выполнении окрасочных работ не обойтись и без вспомогательных материалов — растворителей, разбавителей, смывок и т. д. Существует набор препаратов для ухода за лакокрасочным покрытием — шлифовочные и полировочные пасты, и составы, средства для сохранения и возобновления блеска пленки, специальные шампуни, консерванты и др.

     Из  более чем 2 тыс. наименований лакокрасочных  материалов различного назначения, выпускаемых  в настоящее время промышленностью, около 200 используется в быту. В последние  годы разработаны новые синтетические  материалы, превосходящие старые по многим показателям, однако они имеют более узкое назначение, чем выпускавшиеся ранее масляные краски. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ВОПРОС 1

     Глиноземистый цемент и его разновидности. 

     Для начала рассмотрим состав глиноземистого цемента. Глиноземистым цементом называется быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество, состоящее преимущественно из низкобсновных алюминатов кальция и получаемое тонким измельчением обожженной до плавления или спекания сырьевой смеси извести   (известняка) и бокситов. По ГОСТ 969—77, в глиноземистый цемент можно вводить до 1 % добавок, не ухудшающих его качество.

     Глиноземистый цемент все чаще применяют в строительстве, как в чистом виде, так и в качестве компонента расширяющихся, быстротвердеющих, огнеупорных и других специальных вяжущих веществ.

     По  предложению П. П. Будникова, можно  получать ангидритоглиноземистый цемент с 25—30 % ангидрита. Иногда в глиноземистый  цемент вводят до 20—30 % кислого доменного  гранулированного шлака. Это способствует улучшению некоторых технических свойств глиноземистого цемента (уменьшению экзотермии, усадки и др.), а также снижает его стоимость. Разновидностью глиноземистого цемента является также глиноземисто-белитовый цемент.

     Химический  состав глиноземистых цементов подвержен  значительным колебаниям. Так, содержание основных оксидов колеблется в следующих пределах, %: А1203 —30—50; СаО — 35—45; SiO, —5—10; Fe203 — 5—15.

     Минеральный состав глиноземистых цементов представлен  преимущественно низкоосновными алюминатами  кальция СаО-А1203 и СаО-2А1203, которые и обусловливают его свойства как быстротвердеющего вяжущего вещества. При этом главная роль принадлежит однокаль-циевому алюминату СА; количество 12СаО-7А1203 и СА2 в обычных цементах невелико; первый из них присутствует в высокоизвестковых цементах, второй —- в малоизвестковых, используемых в производстве огнеупорных бетонов и изделий.

     Однокальциевый  алюминат в смеси с водой гидрати-руется и, твердея, дает камень высокой прочности. Двенадцатикальциевый семиалюминат, который  иногда представляют формулой 5СаО-ЗА1203, в смеси с водой быстро схватывается и твердеет. Прочность его достигает вначале значительной величины, а с течением времени снижается. Однокальциевый двухалюминат, содержащийся в обычных цементах примерно в пределах 20— 30 °/о, при твердении характеризуется высокой прочностью, но нарастающей относительно медленно.

     Обычно  в глиноземистых цементах содержится небольшое количество p-C2S, характеризующегося, как известно, медленным твердением, а также геленит 2СаО Al203-Si02, практически не взаимодействующий с водой при обычных температурах. Эти компоненты ухудшают вяжущие свойства глиноземистого цемента, и особенности геленит, который связывая глинозем и инертное вещество, уменьшает содержание активных алюминатов кальция в вяжущем, поэтому содержание SiCh » сырье должно ограничиваться минимальными пределами (до 4—5 %).

     Оксиды  железа в глиноземистых цементах представлены обычно в виде твердых  растворов от C,;A2F до C2F. Нежелательно присутствие CaO-Fe203 и свободных оксидов железа, не обладающих вяжущими свойствами.

     Наконец, в глиноземистом цементе присутствует небольшое количество оксида магния, обычно в виде магнезиальной шпинели  MgO-Al203, а иногда периклаза MgO или окерманита 2Ca0-Mg0-2SiQ2. При образовании шпинели качество цемента ухудшается, так как оксид алюминия связывается в неактивное соединение. Нежелательно также присутствие щелочных и сернистых соединений, ухудшающих свойства цемента.

     Глиноземистый цемент представляет собой быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество. Его получают путем тонкого помола клинкера, полученного обжигом сырьевой смеси из бокситов и известняков, до плавления (при t=1400°C) или спекания (при t—1300С). Обжиг производится во вращающихся доменных печах, в электрических дуговых печах, вагранках. В настоящее время обжиг проводится чаще всего до плавления в доменных или электродуговых печах. При этом не требуется тонкого измельчения сырьевых компонентов, и создаются условия для удаления железа и кремнезема. Вместо бокситов для производства глиноземистого цемента в нашей стране используются также бокситовые железные руды с добавками известняка и железного лома. Шлаки доменного производства являются клинкером, причем стоимость глиноземистого цемента значительно понижается.

     Марки глиноземистого цемента, определяемые не в 28-дневном, а в 3-суточном возрасте, 400, 500 и 600. Начало схватывания должно наступать не ранее 30 мин, а конец схватывания — не позднее 12 ч от начала затворения, что удобно для производства изделий. Тепловыделение глиноземистого цемента примерно в 1,5 раза выше, чем у портландцемента, поэтому его удобно применять в зимних условиях. Не рекомендуется использовать этот цемент в массивных конструкциях в летнее жаркое время года, а изделия на глиноземистом цементе нельзя подвергать тепловлажностной обработке: температура при его твердении не должна превышать 25°С.

     Глиноземистый цемент предназначается для получения  быстротвердеющих и жаростойких  бетонов и строительных растворов, его целесообразно применять  при аварийно-ремонтных работах, а также зимнем бетонировании.

     Смешанные цементы как разновидности комплексных  вяжущих веществ. К неорганическим смешанным относятся вяжущие  вещества, которые получают путем  объединения неорганических вяжущих  веществ (как воздушных, так и  гидравлических) с активными минеральными добавками и шлаками при их совместном помоле или после раздельного измельчения.

     К смешанным цементам на основе портландцемента  относятся следующие. Пуццолановый портландцемент. Его получают путем  совместного помола клинкера, активной минеральной добавки в количестве 20 ... 40% от массы цемента и двуводного гипса (до 3 ... 5%).

     Как уже упоминалось выше, впервые  в качестве такой добавки был  использован вулканический пепел, пуццолана, что объясняет название цемента. К кислым активным минеральным добавкам (их называют иногда гидравлическими, так как они усиливают гидравлические свойства вяжущего вещества) относятся как природные - диатомит, трепел, опока, вулканический пепел, пемза, вулканический туф и др., так и искусственные — доменные и топливные шлаки, нефелиновый шлам (отход глиноземного производства), зола-унос и др.

     Пуццолановый  портландцемент обладает повышенной химической, длительными сроками схватывания  и твердения, более низкой экзометрией, пониженной морозостойкостью. Марки пуццолановых портландцементов 300, 400.

     Учитывая  особенности пуццоланового портландцемента, рекомендуется применять его  для подводных и подземных  частей гидротехнических сооружений, для массивных сооружений в летнее время года. Не рекомендуется использовать его в зимних условиях, особенно для сооружений, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию. Помимо пуццоланового портландцемента имеется еще так называемый портландцемент с активными минеральными добавками, содержащий их от 10 до 20% (по массе). По маркам и свойствам он близок к обычным портландцементам.

     Шлакопортландцемент. Его получают путем совместного  помола клинкера портландцемента, добавки  гипса и доменного гранулированного шлака в количестве 21 ... 80% от массы  цемента.

     Доменный  шлак по своему химическому составу близок к портландцементному клинкеру, поэтому его можно вводить в большем количестве, чем другие активные минеральные добавки, что дает снижение стоимости шлакопортландцемента на 20 ... 25%. Добавка доменного гранулированного шлака не снижает морозостойкости бетонов и растворов, изготовляемых на нем.

     При помоле шлакопортландцемента рекомендуется  сначала вводить в мельницу клинкер  как более твердый компонент, а затем шлак. Этот цемент выпускается  трех марок: 300, 400 и 500, он имеет начало схватывания не ранее 45 мин и не позднее 10 ч, т. е. он несколько медленнее схватывается и твердеет, чем обычный портландцемент. Кроме того, он имеет меньшие усадку и набухание, большую стойкость в пресных и сульфатных водах. Имеет хорошую сцепляемость с арматурой, в железобетоне и, что немаловажно, имеет более низкую стоимость.

     Шлакопортландцемент можно использовать для подводных  частей сооружений, но нежелательно при  попеременном замораживании и оттаивании, увлажнении и высыхании, хотя его морозостойкость несколько выше, чем пуццоланового портландцемента.

     Расширяющиеся цементы. Обычные цементы дают, как  правило, усадку при твердении и  не могут обеспечить водонепроницаемости  при заполнении швов между панелями, заделке трещин, гидроизоляции туннелей и стволов шахт и других работах. Для этих целей создаются безусадочные или расширяющиеся цементы. Физико-химические процессы при их твердении, создающие некоторое увеличение объема, связаны с образованием гидросульфоалюминатов кальция при взаимодействии исходных компонентов, объединенных при помоле. Ниже приводятся три вида расширяющихся цементов.

     ВРЦ — водонепроницаемый расширяющийся  и быстротвердеющий цемент состоит  из совместно измельченных 70 ... 76% глиноземистого цемента, 20 ... 22% полуводного гипса и 10 ... 11% высокоосновного гидроалюмината кальция. Он имеет марку 500 через 28 суток, хотя уже через 6 ч твердения набирает прочность не менее 7,5 МПа. Отличается пониженной морозостойкостью и может применяться только при положительных температурах.

     Существует  также ВБЦ — водонепроницаемый  безусадочный цемент, состоящий из тех же компонентов, но в несколько  иных соотношениях.

     ГГРЦ  — гипсоглиноземистый расширяющийся  цемент получают путем совместного  помола высокоглиноземистого клинкера (70%) и природного двуводного гипса (30%), чем создаются условия для кристаллизации эттрингита.

     Он  имеет удобные для производства сроки схватывания: начало — не ранее 20 минут, конец — не позднее 4 ч. Через  сутки должен быть водонепроницаемым  при давлении не ниже 1,0 МПа. Расширение у образцов проявляется только при твердении в воде. Термовлажностная обработка производится при температуре не выше 100°С.

     ГГРЦ  применяют для получения безусадочных и расширяющихся растворов, бетонов, штукатурок, для гидроизоляции шахт, подвалов, зачеканки труб, заделки различных швов и т. п.

     РПЦ — расширяющийся портландцемент получают путем совместного помола портландцементного алитового клинкера. Механизм расширения также обусловлен образованием кристаллов эттрингита (гидросульфо-алюмината кальция). Применение добавки позволяет ускорить образование этого соединения до схватывания цемента, что обеспечивает расширение цементного теста и растворов в пластическом состоянии без напряжений в кристаллической структуре.

     По  прочности РПЦ делится на марки: 400, 500 и 600. Начало схватывания — не ранее 30 мин, конец — не позднее 12 ч после за творения. Расширение в суточном возрасте составляет 0,15 ... 1,0%. Использование его примерно то же, что и ГГРЦ — для высокопрочных бетонных и железобетонных конструкции.  

     Напрягающий цемент (НЦ) предназначен для изготовления специальных так называемых преднапряженных  железобетонных изделий, в которых  натяжение арматуры должно быть осуществлено в нескольких направлениях. Силы натяжения  арматуры возникают при расширении самого цементного камня — это явление называют самонапряжением бетона.

     Расширение  в бетоне без арматуры достигает 4%, а сдерживаемое арматурой оно составляет не более 0,25 ... 0,75%. Пропаривание интенсифицирует расширение, а жесткость бетона увеличивает степень расширения цементного теста. Применяют НЦ для изготовления железобетонных напорных труб и тонкостенных железобетонных изделий.

     Расширяющиеся цементы получают также и с  другими расширяющими добавками. К  смешанным вяжущим на основе воздушных  вяжущих веществ относятся следующие. Известково-пуццолановый цемент. Применяют  в бетонах низких марок для  подводных и подземных сооружений, а также в изделиях с тепловлажностной обработкой. Известково-шлаковый цемент. Его применение то же, что известково-пуццоланового цемента.

     Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее вещество (ГЦПВ). Предел прочности  при сжатии этого вяжущего, полученного на обычном строительном гипсе, составляет 10 ... 15 МПа, а на высокопрочном — 30 ... 40 МПа. Конец схватывания наступает не позднее 20 мин, что удобно для производства. ГЦПВ применяют для изготовления стеновых панелей, а также санитарно-технических кабин и других конструкций.

     Шлакощелочные вяжущие вещества. Шлакощелочные  цементы отличаются высокой активностью, в 1.5 ... 2 раза превышающей активность портландцемента и достигающей 120 МПа. Шлакощелочные цементы на щелочных силикатах (жидком стекле) характеризуются особенно быстрым набором прочности, уже в суточном возрасте она составляет 20 ... 35 МПа.  
 

     Шлакощелочные бетоны имеют высокую морозостойкость, высокую коррозионную стойкость, водонепроницаемость  и низкое тепловыделение. Их можно  использовать для изготовления сборных бетонных и железобетонных изделий, а также в гидротехническом и дорожном строительстве.

     Кислотоупорный  цемент применяют для кислотоупорных замазок, растворов и бетонов. Изделия  из них устойчивы в среде минеральных  и органических кислот (за исключением фтористоводородной и кремнефтористоводородной) повышенной концентрации. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ВОПРОС 2

     Общие сведения. Функции  лакокрасочных материалов, их свойства и основные компонентов. Связующие, растворители и разбавители. 

     Итак, начнем знакомство с лакокрасочными изделиями. Лакокрасочным материалом называют композицию, которая, будучи равномерно нанесена на поверхность окрашиваемого изделия, в результате сложных физических и химических превращений формируется в сплошное полимерное покрытие с определенным комплексом свойств (защитных, декоративных, специальных). Общим свойством всех лакокрасочных покрытий является изоляция поверхности от внешних воздействий, придание ей определенных вида, цвета и фактуры. Это достигается за счет получения твердой пленки на основе органических (реже неорганических, например жидкого стекла) веществ. При этом толщина пленки может составлять несколько десятков или сотен микрометров.

     Следовательно, главным компонентом любого лакокрасочного материала, определяющим свойства получаемого покрытия, является пленкообразующее вещество. К природным пленкообразующим относятся растительные масла, подвергнутые специальной обработке, смолы естественного происхождения (янтарь, канифоль, копалы и др.), битумы и асфаль-ты, белковые вещества (казеин, костный клей), специально обработанная целлюлоза. Группа синтетических пленкообразующих веществ, используемых в производстве лакокрасочных материалов, гораздо шире и разнообразнее. Это алкидные, эпоксидные, карбамидо- и меламиноформаль-дегидные, фенолоформальдегидные, пер-хлорвиниловые и другие смолы. Основная часть пленкообразующих веществ используется для получения лакокрасочных покрытий, кроме того, их применяют для пропитки    пористых    поверхностей    (дерева, картона, бумаги)  и других целей.

     В композиции часто вводят пигменты (неорганические и органические) и наполнители для придания определенных свойств покрытию.

     Неорганические  пигменты — природные или синтетические  твердые окрашенные вещества, нерастворимые  в воде, растворителях, пленкообразователях. При введении их в тонкодисперсном виде в пленкообразующие вещества образуются цветные покрытия.

     Органические  пигменты — синтетические красящие вещества, при введении которых в  пленкообразующие получают лакокрасочные  материалы ярких оттенков. "Наполнители — твердые дисперсные неорганические вещества, нерастворимые в растворителях и пленкообразователях и не обладающие красящей способностью. Используются для придания покрытию требуемого комплекса свойств.

     Одним из необходимых компонентов лакокрасочных материалов, используемых в быту, являются растворители и разбавители.

     Растворители  — это органические летучие жидкости, применяемые для перевода пленкообразователей  в состояние, пригодное к нанесению  на окрашиваемую поверхность, и для регулирования вязкости лакокрасочного материала.

     Разбавители — не обладают растворяющей способностью, однако в сочетании с растворителями способны регулировать вязкостные свойства систем в значительных пределах. В  некоторых материалах в качестве растворителя и разбавителя используют воду, что перспективно, поскольку это позволяет ограничить применение органических растворителей и разбавителей, обусловливающих токсичность и пожароопасность лакокрасочной продукции, а также загрязнение окружающей среды.

     Связующие вещества. Олифы являются связующим веществом для приготовления масляных красочных составов. Применяют олифы натуральные, полунатуральные и искусственные. 

     Натуральные олифы получают путем обработки  нагреванием до 150...200 °С («варки») растительных «высыхающих» масел (льняного, конопляного и др.) при непрерывном перемешивании. В масло добавляют небольшое количество (2...4 %) сиккативов (ускорителей отвердевания) — веществ, богатых кислородом (соли и оксиды марганца, кобальта и других металлов). Благодаря такой обработке олифа (жидкий продукт) сравнительно быстро (за 12...24 ч) высыхает (отвердевает) в тонком слое на воздухе, образуя эластичную необратимую пленку, нерастворимую в воде и маслах. Отвердевание олифы в тонких слоях на воздухе происходит вследствие окисления ее кислородом, сопровождаемого полимеризацией, поэтому термин «высыхание» олифы является условным. Масса и объем пленки несколько увеличиваются, что иногда (в толстом слое) может привести к отслоению пленки от основания.

     Пленки  натуральной олифы обладают высокой прочностью, эластичностью и стойкостью против атмосферных воздействий. Однако применение натуральной олифы в строительстве ограничено вследствие высокой стоимости и дефицитности растительных масел. Ее используют лишь для окраски кровель из листовой стали и металлических переплетов в зданиях I класса, мостов, металлических ворот шлюзов, а также для грунтовок металлических конструкций в системах водоснабжения (баки, водоразборные колонки и т.. п.) и для приготовления замазки.

     Полунатуральные олифы, состоят наполовину из уплотненных  растительных масел, разбавленных до требуемой  вязкости легко испаряющимися растворителями. Уплотнения масел достигают их окислительной  полимеризацией (оксидация) путем интенсивной  продувки воздухом, подогретым до 13О...15О°С, масла с добавкой сиккативов   или   же   бескислородной   полимеризацией («варкой» масел в атмосфере нейтрального газа или в вакууме при температуре 280...300 °С). В зависимости от способа уплотнения получают оксидированные (оксо-ли) или полимеризованные олифы. Для производства таких олиф можно использовать не только высыхающие масла, но также и полувысыхающие (подсолнечное, касторовое).

     Пленки  из полунатуральных олиф отвердевают  как вследствие испарения растворителя, так и в результате окисления кислородом воздуха. Такие пленки отличаются от пленок натуральной олифы меньшей толщиной, большей твердостью, менее сильным глянцем и большей водостойкостью. Однако долговечность пленок полунатуральных олиф значительно меньше, чем натуральных, так как они быстрее теряют эластичность вследствие испарения растворителей.

     Полунатуральные олифы широко применяют в строительстве  для всех видов малярных работ  в зданиях и сооружениях I и II классов.

     Олифы искусственные, или синтетические, в отличие от натуральной и полунатуральной . не содержат растительных масел или содержат их не более 35 %. Они являются, по существу, одним из видов полимерных связующих. Из искусственных олиф в строительстве наибольшее распространение получили: олифа глифталевая, состоящая из раствора полимера глифталя в органических растворителях с некоторым содержанием растительных масел; олифа синтоловая — раствор продуктов окисления керосина в органических растворителях. Пленки искусственных олиф в большинстве случаев недостаточно атмосферостойки. Применяют искусственные олифы в основном для внутренней окраски в зданиях III класса.