Органические вяжущие вещества.

Органические вяжущие вещества - это смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных.

К органическим вяжущим веществам относятся битумы и дегти.

 

Битумы бывают природные и искусственные.

Дегти- только искусственные.

 

Органические вяжущие вещества при нагревании размягчаются, при охлаждении затвердевают.

Для них характерны следующие свойства:

• Нерастворимость в воде и водонепроницаемость
• Атмосферная стойкость.
• Хорошее сцепление с поверхностью каменных материалов
• Кислото- и щелочестойкость
• Растворимость в бензоле, хлорофилле, четырехфтористом углероде.

 

Химический состав органических вяжущих веществ:

 

• Углерод 80%
• Водород 10%
• Кислород 5%
• Азот 3%
• Сера 2%

Битумы состоят из следующих групп углеводородов:

1. Масла- это жидкости с высокомолекулярной массой (300-500)
2. Смолы- это вязкие вещества с молекулярной массой 500-1000
3. Асфальтены- это твердые вещества с молекулярной массой 1000-5000

 

Структурный состав битумов:

 

 

Масла придают битумам текучесть, смолы- вязкость, а асфальтены- твердость и температурную стойкость.

 

 

Дегти содержат кроме вышеперечисленных веществ еще фенолы и свободный углерод.

 

Искусственные битумы получают путем переработки нефти. В зависимости от способа получения искуссвенные битумы бывают:

• Остаточные
• Окисленные
• Крекинговые
• Компаундированные

Дегти получают путем деструктивной переработки твердого топлива, напр., каменного угля, торфа, древесины.

 

Битумы и дегти подразделяются на марки, которые определяются по следующим свойствам:

• Пенетрация
• Дуктильность
• Температура размягчения
• Температура хрупкости (определяется по прибору Фрааса)

 

Применение битумов:

 

• Примерно 80% органических вяжущих веществ используется в дорожном строительстве (асфальтовые бетоны, асфальтовые раствор)
• Кровельные материалы (в виде рулонных, листовых материалов и в виде мастик)
• Стеклорубероид (основой рубероида является стеклоткань, а не картон)
• Фольгаизол (на фольгу с одной стороны наносят слой битума)
• Изол, бризол (наполнитель автопокрышки)

 

 

Гидроизоляционные материалы.

 

Служат для изоляции стен, фундаментов, труб.

Выделяют:

• Лакокрасочные материалы (черные лаки, краски)
• Гидроизоляционные материалы для наклейки линолеума, плиток ПВХ.

 

 

Бетоны.

 

Бетон- это искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения рационально подобранной смеси вяжущего вещества, крупного (щебня или гравия), мелкого (песка) наполнителей и воды.

 

Классификация бетонов.

 

1. По средней плотности (γ):
• Особо тяжелые γ>2500 кг/м³
• Тяжелые γ=2200-2500 кг/м³
• Облегченные γ=1800-2200 кг/м³
• Легкие γ=500-1800 кг/м³
• Особо легкие γ<500 кг/м³

 

1. По виду вяжущего вещества:

· Известковые

· Гипсовые

· Полимерцементные

· Полимербетоны (на основе полимерных вяжущих веществ)

· На основе шлако-щелочных вяжущих веществ

· Асфальтобетоны (на основе органических вяжущих веществ)

 

1. По назначению:
• Конструкционные (изготовление колонн, балок)
• Гидротехнические (плотины, мосты, дамбы, набережные)
• Теплоизоляционные
• Дорожные (бетоны для полов)
• Специальные (жаростойкие, кислотостойкие и др.)

 

1. По виду наполнителя:

· На плотных наполнителях

· На пористых наполнителях

 

Материалы для бетона и требования к ним.

 

1. Цемент.

Для бетонов разрешается применять портланд-цемент и все его разновидности с учетом того, что марка цемента должна быть выше марки бетона

 

Rб
Rц			300-400		400-500

 

1. Вода.

Для бетонов разрешается применять питьевую воду (pH>4). Нельзя применять для бетона: болотные и сточные воды, воды горных рек (содержание солей в воде должно быть не более 2500 мг/л, содержание сульфатных солей не более 2200 мг/л).

Вода для бетона не должна содержать в себе масел, сахара, органических примесей, ила и т.д. все это снижает прочность бетона.

 

1. Песок- рыхлая смесь зерен размерами от 0,14 до 5 мм.

Для бетона допускается применение речных, морских, овражных, дюнных, барханных песков. Содержание пылевидных и глинистых примесей в песке должно быть не более 1%.

Важное значение для бетона имеет зерновой состав песка.

Зерновой состав песка определяется путем просеивания через набор сит.

 

2,5
1,25
0,63
0,316
0,16

 

Просеивают вначале определенный частный остаток на сите А.

 

m_i

A=----------------*100%

m_общ

 

 

А_2,5=------------*100%=10%

 

Полный остаток на сите А=Аi+SА(вышестоящие сита)

А_0,63=10%+40%=50%

 

Модуль крупности песка Мк

 

А_2,5+А_1,25+А_0,63+А_0,316+А_0,16

Мк=-------------------------------------------

 

Мк
Мк>2.5	Крупный песок
2<Мк<2.5	Песок средней крупности
1.5<Мк<2	Мелкий песок
Мк<1.5	Очень мелкий песок

 

Для бетона высокой прочности допускается применение только крупных и средних песков.

 

Кривая просеивания песка

 

1. Крупный заполнительный элемент- это рыхлая смесь зерен размерами от 5 до 70 мм (гравий, щебень)

 

Гравий имеет окатанную форму зерна, щебень же- угловатую.

 

Определение зернового состава для щебня.

 

 

 

Содержание пыли и глины в щебне или гравии должно быть не более 2%. Содержание пластинчатых и игольчатых зерен в крупном заполнителе не должно превышать 30%.

 

Прочность щебня должна быть в 2-4 раза выше прочности бетона.

 

Прочность щебня оценивают по показателям дробления. Через сито определяют, сколько раздробилось и определяют плотность по показателям дробления.

 

 

Свойства бетонной смеси.

 

· Смесь компонентов до начала процесса твердения и схватывания

Бетонная смесь- вязко-упруго-пластичное тело.

· Бетонная смесь обладает тиксотропией- это способность материала разжижаться при приложении нагрузки и отвердевать при ее снятии.

· Бетонная смесь должна обладать удобоукладываемостью и водоудерживающей способностью. Удобоукладываемость характеризуется подвижностью и жесткостью. Подвижность определяется с помощью стандартного конуса.

Если осадка конуса более 10-12 см, то смесь литая, от 7 до 10 см- подвижная смесь, от до 6 см- малоподвижная смесь, 0 см- жесткая смесь.

В строительства применяют жесткие смеси.

· Водоудерживающая способность- это способность бетонной смеси не расслаиваться.

 

Свойства бетона.

 

· Прочность- характеризуется маркой бетона или классом.

Марка бетона- это прочность стандартных образцов размерами 15Х15Х15 см, хранящихся при нормальной температуре (20^о) и влажности (90-100%). Определение в возрасте 28 суток.

Класс бетона- определяется на тех же образцах по пределу прочности.

Прочность бетона зависит от 5 факторов.

 

Факторы, влияющие на прочность бетона.

 

1. Качество применяемых материалов
2. Активность цемента Rц
3. Водоцементное отношение В/Ц
4. Степень уплотнения (прессование, вибрирование)
5. Условия твердения (температура и влажность), при понижении температуры в минус твердение не происходит.

 

Формула Паламея-Семортаева.

 

R_б²⁸=ARц(Ц/В±0,5)

 

R_б²⁸- марочная прочность бетона

А- коэффициент качества заполнения

Rц- активность, марка цемента

Ц/В- цементно-водное отношение

0,5-эмпирический коэффициент