Битумные и дегтевые материалы реферат

Обновлено: 02.07.2024

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

1. Кровельные и гидроизоляционные материалы.

Рулонные материалы. Кровлю из рулонных материалов делают из нескольких слоёв, составляющих кровельный ковёр. В низ ковра укладывают подкладочные материалы (беспокровные), а верхний слой устраивают из покровных материалов, имеющих покровный слой из тугоплавкого битума и посыпку: крупнозернистую(К), мелкозернистую(М) или пылевидную(П). Допускается выпуск кровельного рубероида с чешуйчатой посыпкой (РКЧ).

Выпускают основные и безосновные рулонные материалы. Основные изготовляют путём обработки основы (кровельного картона, асбестовой бумаги, стеклоткани и др.) битумами, дегтями и их смесями. Безосновные получают в виде полотнищ определённой толщины, применяя прокатку смесей, составленных из органического вяжущего (чаще битума), наполнителя (минерального порошка или измельчённой резины) и добавок (антисептика, пластификатора).

Рубероид изготовляют, пропитывая кровельный картон легкоплавким битумом с последующим покрытием с одной или с обеих сторон тугоплавким нефтяным битумом с наполнителями и посыпкой. Кровельный картон получают из тряпья, бумажной макулатуры и древесной целлюлозы. Крупнозернистая цветная посыпка не только повышает атмосферостойкость рубероида, но и придаёт ему привлекательный вид. В зависимости от назначения (кровельный – К, подкладочный – П), вида посыпки и массы 1м2 основы (кровельного картона) рубероид делят на марки РКК – 500А, РКК – 400А, РКК – 400Б, РКК – 400В, РКМ – 350Б, РКМ – 400В, РПМ – 300А, РПМ – 300Б, РПМ – 300В, РПП – 350Б, РПП – 350Б, РПП – 300А, РПП – 300Б, РПП – 300В. На нижнюю поверхность кровельного рубероида, образующего верхний слой кровельного ковра, и на обе стороны подкладочного рубероида наносят мелкозернистую или пылевидную посыпку, предотвращающую слипание материала в рулонах. Рубероид подвержен гниению – в этом его большой недостаток, поэтому освоено производство антисептированного рубероида.

Для районов с холодным климатом выпускают рубероид РЭМ – 350 с эластичным покровным слоем битума, модифицированным полимерами. Добавка полимера снижает температуру хрупкости покровного битума до -50°С. Долговечность кровли увеличивается в 1,5 – 2 раза, рубероид с эластичным покровным слоем обладает повышенной погодоустойчивостью.

Наплавляемый рубероид является кровельным материалом. Его главное преимущество в том, что при устройстве кровли наклейка осуществляется без применения кровельной мастики – расплавлением утолщённого нижнего покрывного слоя (пламенем горелки или другим способом). В результате производительность труда повышается на 50%, удешевляются кровельные работы, улучшаются условия труда.

Пергамин – рулонный беспокровный материал, получаемый пропиткой кровельного картона расплавленным нефтяным битумом с температурой размягчения не ниже 40°С. Служит подкладочным материалом под рубероид и используется для пароизоляции.

Стеклорубероид и стекловойлок – рулонные материалы, получаемые путём двустороннего нанесения битумного (битуморезинового или битумополимерного) вяжущего на стекловолокнистый холст или на стекловойлок и покрытие с одной или двух сторон сплошным слоем посыпки. В зависимости от вида посыпки и назначения стеклорубероид выпускают следующих марок: С – РК ( с крупнозернистой посыпкой), С – РЧ (с чешуйчатой посыпкой), С – РМ (с пылевидной и мелкозернистой посыпкой). Применяют стеклорубероид для верхнего и нижних слоёв кровельного ковра и для оклеечной гидроизоляции. Сочетание биостойкой основы и пропитки с повышенными физико-механическими свойствами позволило получить стеклорубероид долговечностью около 30 лет.

Асфальтовые армированные маты получают путём покрытия предварительно пропитанной стеклоткани с обеих сторон гидроизиляционной битумной мастикой. Используют для оклеечной гидроизоляции и уплотнения деформационных швов.

Толь – рулонный материал, изготовляемый пропиткой и покрытием кровельного картона дегтями с посыпкой песком или минеральной крошкой. Толь с крупнозернистой посыпкой применяют для верхнего слоя плоских кровель, а толь с песочной посыпкой – для кровель временных сооружений, гидроизоляции фундаментов и других частей сооружений.

Толь-кожу и толь гидроизоляционный выпускают без покровного слоя и посыпки. Применяют в качестве подкладочного материала под толь при устройстве многослойных кровель, а также для паро- и гидроизоляции.

Дегтебитумные материалы получают пропиткой картона дёгтем (предотвращение гниения картона) и покрытием с двух сторон битумом и посыпкой. Их используют для устройства многослойных плоских кровель.

Гидроизол – рулонный беспокровный гидроизоляционный материал, полученный путём пропитки асбестового картона нефтяным битумом. Он предназначается для устройства гидроизоляционного слоя в подземных и гидротехничеких сооружений, а также для защитного противокорозионного покрытия. Гидроизол выпускают двух марок ГИ-Г и ГИ-К со следующими характеристиками:

Водонепроницаемость под давлением столба воды 5 см при выдерживании не менее, суток30 20

Водопоглащение за 24 ч, не более, % по массе 6 10

Разрывной груз при растяжении полоски шириной 50мм, не менее, Н 350 300

Фольгоизол – рулонный двухслойный материал, состоящий из тонкой рифленой или гладкой алюминиевой фольги, покрытой с нижней стороны защитным битумно-резиновым составом. Он предназначен для устройства кровель и парогидроизоляции зданий и сооружений, герметизации стыков. Рулон имеет длину 10м, ширину 1м. Внешняя поверхность фольгоизола может быть окрашена в различные цвета атмосферостойкими лаками. Фольгоизол – долговечный материал, не требующий ухода в течение всего периода его эксплуатации.

Металлоизол – гидроизоляционный материал из алюминиевой фольги, покрытой с обеих сторон битумной мастикой. Металлоизол выпускают двух марок, отличающихся толщиной алюминиевой фольги. Он имеет высокую прочность на разрыв и долговечность. Применяют металлоизол для гидроизоляции подземных и гидротехнических сооружений.

Изол и брезол не имеют специальной основы, её роль выполняют волокна асбеста, вводимые в битумно-резиновое вяжущее.

Бризол изготовляют, прокатывая массу, полученную смешиванием нефтяного битума, дроблёной резины (от изношенных автопокрышек), асбестового волокна и пластификатора. Бризол стоек к серной кислоте при концентрации до 40% и в соляной кислоте до 20% и температуре до 60°С. Его применяют для защиты от коррозии подземных металлических конструкций и трубопроводов. Приклеивают к поверхности битумно-резиновой мастикой.

Изол – безосновный рулонный гидроизоляционный и кровельный материал, изготавливаемый прокаткой резино-битумной композиции, полученной термомеханической обработкой девулканизированной резины, нефтяного битума, минерального наполнителя, антисептика и пластификатора. Изол долговечнее рубероида более чем в 2 раза, эластичен, биостоек, незначительно поглощает влагу. Его выпускают в рулонах шириной 800 и 1000 мм, толщиной 2мм, общей площадью полотна 10-15м2. Изол применяют для гидроизоляции гидротехнических сооружений, бассейнов, резервуаров, подвалов, антикоррозионной защиты трубопроводов, для покрытия двух- и трёхслойных пологих и плоских кровель. Приклеивают изол холодной или горячей мастикой под тем же названием.

Кровельные и гидроизоляционные материалы должны отвечать установленным требованиям по водонепронепроницаемости, водопоглощению, теплостойкости и механической прочности. Водонепроницаемость испытывают при гидростатическом давлении, установленным для каждого материала. Например, при испытании стеклорубероида под гидростатическим давлением 0,07 МПа в течение 10 мин на поверхности образцов не должно появляться признаков проникания воды. Водопоглощение должно быть минимальным – для стеклорубероида – не более 0,5%. Теплостойкость характеризуется температурой, которая не вызывает сползания посыпки и появления вздутий и других дефектов покровного слоя. Теплостойкость битумных материалов (рубероида, стеклорубероида) – не менее 80°С, толя - 45°С, дегтебитумных материалов – не ниже 70°С. Механическая прочность характеризуется разрывным грузом при растяжении полоски материала шириной 50мм. Для рубероида этот показатель не менее 320-340 Н, стеклорубероида – не ниже 300Н.

Листовые материалы и штучные изделия. Листы битумные, фасонные предназначены для лицевых покрытий кровли. Армированные плиты изготовляют пресованием горячей мастики или горячей асфальтовой смеси, применяя армирование стелотканью или металлической сеткой. Неармированные плиты изготовляют из тех же смесей, но без армирования. Плиты применяют для устройства гидроизоляции и заполнения деформационных швов.

2. Мастики

Мастика представляет собой смесь нефтяного битума или дёгтя (отогнанного и составленного) с минеральным наполнителем. Для получения мастик применяют: пылевидные наполнители (измельчённый известняк, доломит, мел, цемент, золы твёрдых видов топлива), волокнистые наполнители (асбест, минеральную вату и др.).

Наполнители адсорбируют на своей поверхности масла, при этом повышается теплостойкость и твёрдость мастики. Кроме того, уменьшается расход битума или дёгтя; волокнистые наполнители, армируя материал, увеличивают его сопротивление изгибу.

Мастики подразделяют: по виду связующего – на битумные, битумно-резиновые, битумно-полимерные; по способу применения – на горячие, применяемые с предварительным подогревом до 160°С – для битумных мастик, и холодные, содержащие растворитель, используемые без подогрева при температуре воздуха не ниже 5°С и с подогревом до 60° - 70°С при температурах воздуха ниже 5°С; по назначению – на приклеивающие, кровельно-изоляционные, гидроизоляционные, асфальтовые и антикоррозионные.

Приклеивающие мастики применяют для склеивания рулонных материалов при устройстве многослойных кровельных покрытий и оклеечной гидроизоляции. Битумные кровельные материалы (рубероид, пергамин) приклеивают битумной мастикой, а дегтевые (толь, толь-кожа) – дегтевой.

Марки приклеивающих горячих мастик:

Вид мастики Компоненты Марка Теплостойкость Гибкость – диаметр стержня, мм

Битумные Нефтяной битум, наполнитель, антисептик. МБК-Г-65 МБК-Г-75 МБК-Г-85 МБК-Г-90 65 75 85 90 15 20 30 35

Гидроизоляционные асфальтовые мастики применяют для устройства литой и штукатурной гидроизоляции и в качестве вяжущего для изготовления плит и других штучных изделий.

Горячие битумно-минеральные мастики изготовляют из битума с количеством минерального наполнителя 30-64% в зависимости от назначения и предъявляемых требований. Их применяют для заливочной гидроизоляции швов гидротехнических сооружений.

Холодные асфальтовые мастики (хамаст) получают, смешивая битумно- известковую пасту с минеральным наполнителем без нагрева компонентов. Их применяют для штукатурной гидроизоляции и заполнения гидроизоляционных швов.

Гидрофобный газоасфальт изготавливают на основе битумно-известковой пасты с добавкой 10-50% портландцемента и алюминиевой пудры в качестве газообразователя. Используют в конструкциях комплексных кровельных панелей и теплогидроизоляции трубопроводов.

Антикоррозионные битумные мастики служат для защиты строительных конструкций и трубопроводов от агрессивных воздействий. Существуют битумно-полимерные мастики, содержащие добавку каучука или синтетической смолы, придающей эластичность на морозе и теплостойкость.

3. Эмульсии и пасты

Битумные эмульсии представляют собой дисперсные системы, в которых вода является средой и в ней битум диспергирован в виде частиц размером около 1мкм. Эмульгаторами служат мыла (нафтеновых, сульфонафтеновых, смоляных органических кислот), сульфитно-дрожжевая бражка. К твёрдым эмульгаторам относятся тонкие порошки глин, извести, цемента, каменного угля, сажи. Твёрдые эмульгаторы, как и водорастворимые, адсорбируются на поверхности частиц битума, образуя защитный слой, препятствующий слипанию частиц. Приготовление эмульсии включает: разогрев битума до 50-120°С, приготовление эмульгатора, диспергирование вяжущего в воде с добавлением водного раствора эмульгатора. Пасты, являющиеся высококонцентрированными эмульсиями и эмульсиями с твёрдыми эмульгаторами, разбавляют водой до получения нужной вязкости. Эмульсии применяют для грунтовки основания под гидроизоляцию, приклеивания рулонных и штучных битумных материалов, для устройства гидро- и пароизоляционного покрытий и в качестве вяжущего вещества при изготовлении асфальтовых растворов и бетонов.

Битумно-смоляные лаки представляют растворы битумов и органических масел в органических растворителях. При добавлении алюминиевой пудры получают теплостойкую краску, идущую для окраски санитарно-технического оборудования.

Общие сведения о дегтях

В процессе сухой перегонки (без доступа воздуха) каменного или бурого угля, сланца, дерева, торфа и других органических веществ с целью получения кокса, полукокса, газа и т. п. образуются летучие вещества, которые после конденсации (сгущения) образуют вязкие жидкости, называемые соответственно каменноугольными, буроугольными, сланцевыми, торфяными, древесными дегтями. Наиболее широкое применение в строительстве получили каменноугольные дегти, обладающие более высокими строительными свойствами, чем другие дегти. Различают сырые и отогнанные каменноугольные дегти.

Химический состав дегтя сложен, он включает более 200 различных органических соединений, в основном углеводородов преимущественно ароматического ряда и их неметаллических производных, т. е. соединений углеводородов с кислородом, азотом и серой. Эти соединения в дегте образуют сложную дисперсную систему, в которой свободный углерод и твердые смолы, ограниченно растворимые в дегтевых маслах, являются дисперсной фазой, а масла — дисперсионной средой. Стабильность этой системы нарушается при изменении оптимальных условий (например, при испарении легких фракций), что сказывается на изменении важных строительно-технических свойств материалов и изделий на их основе.

Сырые дегти — низко- и высокотемпературные получают при полукоксовании и коксовании каменных углей соответственно при 500. 700 и 900. 1100°С. Они представляют собой маслянистые жидкости темного цвета с характерным запахом, обусловленным содержанием в них фенолов и нафталина. Сырые дегти содержат значительное количество летучих веществ, а также соединений, растворимых и вымываемых водой, которые понижают их погодоустойчивость. Поэтому сырые дегти непосредственно для производства строительных материалов не применяют.

Битумы относятся к наиболее распространенным органическим вяжущим веществам. ^

Элементарный состав битумов колеблется в пределах: углерода 70-80%, водорода 10-15%, серы 2-9%, кислорода 1-5%, азота 0-2%. Эти элементы находятся в битуме; в виде углеводородов и их соеди­нений с серой, кислородом и азотом. Химический состав битумов весьма сложен. Так, в них могут находиться смеси углеводородов метанового и нафтенового рядов и их кислородных, сернистых и азо­тистых производных. Все многообразие соединений, образующие битум, можно свести в три группы: твердая часть, смолы и масла.

Твердая часть битума – это высокомолекулярные углеводороды и их производные с молекулярной массой 1000-5000, плотностью более 1, объединенные общим названием "асфальтены". В асфальте-нах содержатся карбены, растворимые только в ССЦ и карбоиды, не растворимые в маслах и летучих растворителях. В состав битумов могут входить также твердые углеводороды-парафины.

Смолы представляют собой аморфные вещества темно-коричневого цвета с молекулярной массой 500-1000, плотностью около 1.

Масляные фракции битумов состоят из различных углево­дородов с молекулярной массой 100-500, плотностью менее 1.

Свойства битума, как дисперсной системы, определяются’соот­ношением входящих в него составных частей: масел, смол и асфаль-тенов. Повышение содержания асфальтенов и смол влечет за собой возрастание твердости, температуры размягчения и хрупкости биту­ма. Наоборот, масла, частично растворяющие смолы, делают битум мягким и легкоплавким. Снижение молекулярной массы масел и смол также повышает пластичность битума. Группы углеводородов, входя в состав битумов в различных соотношениях и ооразуя сложную дисперсную систему, предопре­деляют их структуру и свойства (рис. 13.1). Если в дисперсной системе имеется избыток дис­персной среды, то комплексные частицы – мицеллы не контак­тируют между собой свободно перемещаясь. Эта структура ха* рактерна для жидких битумов при нормальной температуре и Rhtvmob пои повышенных температурах (рис. 13.1, а). При большом количестве мицелл они контактируют между собой, образуя мицеллярную пространст­венную сетку. Такая структура характеризуется высокой вязкостью и твердостью при высокой температуре (рис. 13.1, б).

Парафин, содержащийся в нефтяных битумах, ухудшает их свой­ства, повышает хрупкость при пониженных температурах. Поэтому стремятся к тому, чтобы содержание парафина в битуме не превы­шало 5%.

Состав определил практические способы перевода твердых би­тумов в рабочее состояние: нагревание до 140-170°С, размягчающие смолы и увеличивающие их растворимость в маслах; растворение битума в органическом растворителе (зеленое нефтяное масло, ла-койль и др.) для придания рабочей консистенции без нагрева (хо­лодные мастики и т.п.); эмульгирование и получение битумных эмульсий и паст.

Свойства дегтей в основном те же, что и у битумов, но они отличаются меньшей тепло- и погодоустойчивостью. Неустойчивость дегтей к процессам старения (низкая погодоустойчивость) связана с испарением летучих составляющих из дегтя даже при слабом нагревании (например, на солнце), а также и с тем, что многие соединения в нем являются ненасыщенными и поэтому легко вступают в химическое взаимодействие с веществами внешней среды, изменяя свой состав и структуру, что приводит к появлению хрупкости и растрескиванию. Однако дегти вследствие большего по сравнению с битумом содержания в них веществ с полярными группами отличаются повышенной способностью к прилипанию к другим материалам. Они обладают большей гнило-стойкостью, чем битумы, так как содержат токсичные вещества (фенол).

Определение понятия и области применения битумных и дегтевых вяжущих. Рассмотрение основных свойств данных материалов. Изучение способов получения дегтя, каменноугольного пека и битумов. Особенности изготовления мастики, полимерно-битумных вяжущих.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 29.03.2016
Размер файла 19,5 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Битумные и дегтевые вяжущие и материалы на их основе

Битумные и дегтевые вяжущие применяются для изготовления кровельных, гидроизоляционных и пароизоляционных материалов, дорожных, кровельных и гидроизоляционных мастик и для приготовления бетонов. Битумы подразделяются по исходному сырью на природные и нефтяные; по консистенции - на твердые, полутвердые и жидкие; по преимущественному назначению - на дорожные, строительные и кровельные.

Природный битум представляет собой твердое органическое вещество черного цвета, почти лишенное запаха. Битумы природные получают из битуминозных известняков или песчаников.

Нефтяные битумы получают из нефти в твердом или полутвердом виде. По способу производства различают нефтяные битумы: остаточные, окисленные, крекинговые и экстрактные.

Твердые и полутвердые битумы делятся на марки в соответствии с основными их свойствами: температурой размягчения, глубиной проникания в них (пенетрация) под действием груза иглы и растяжимостью. Нефтяные битумы с температурой размягчения от 40 до 90°С применяются для кровельных работ.

Дегти получают сухой перегонкой при высокой температуре различных видов твердого топлива. По исходному сырью дегти подразделяются на каменноугольные, буроугольные, торфяные, древесные и сланцевые. В строительстве в основном применяются каменноугольные и сланцевые дегти. Каменноугольные дегти в свою очередь разделяются на сырые, отогнанные и составленные. При отгонке каменноугольных дегтей получаются пек и масла.

Сырые дегти получаются в виде жидкого продукта перегонкой при высокой температуре без доступа воздуха из каменного угля, древесины, торфа; попутно получается газ или кокс.

Сырой каменноугольный деготь представляет собой черную маслянистую жидкость с резким запахом. При отгонке из сырого дегтя воды получают отогнанный деготь, который применяется для производства дегтебетонов в дорожном строительстве.

Каменноугольный пек представляет собой твердое при нормальной температуре черное вещество с удельным весом 1,25-1,23. Смеси дегтя и пека используют в дорожных покрытиях и для производства кровельных материалов. Дегтевые материалы в противоположность битумным отличаются стойкостью против гнили.

Битумы, дегти и пеки обладают ценными для строительных материалов свойствами. Они водонепроницаемы, стойки против кислот, щелочей, способны сцепляться с деревом, камнями и металлами. Из битуминозных вяжущих изготовляются многочисленные строительные материалы.

Рулонные и листовые материалы изготовляются путем пропитки картона, бумаги, стеклоткани (как основы) нефтяными битумами или дегтевыми составами и их смесями. Безосновные материалы получаются прокаткой смеси вяжущих с наполнителями. Рулонные материалы на основе разделяются на покровные и беспокровные.

К покровным рулонным материалам относятся рубероид, толь и дегте-битумные материалы.

Для получения рубероида кровельный картон пропитывают нефтяными битумами, покрывают с обеих сторон тонким слоем тугоплавкого битума, и сплошным слоем посыпки. Промышленностью выпускается рубероид с крупнозернистой, мелкой, чешуйчатой и цветной посыпкой в рулонах с шириной полотна от 65 до 105 см. Рубероид подразделяется на марки в зависимости от веса 1 м 2 кровельного картона, одно- или двустороннего покрытия и вида посыпки.

При пропитке и покрытии кровельного картона дегтепродуктами получают толь, который подразделяется на толь с крупнозернистой и с песочной посыпкой.

Стеклоткань и стекловойлок изготовляются на основе стеклоткани, совмещенной с битумной или битумно-полимерными пленками. Рулонные стеклоткань и стекловойлок применяются для многослойных плоских кровель.

Пергамин представляет собой беспокровный кровельный картон, пропитанный нефтяным битумом. Применяется в качестве подкладочного материала под рубероид.

Толь беспокровный (толь-кожа) получают при пропитке картона дегтем. Применяется как подкладочный материал под толь с крупнозернистой посыпкой.

Гидроизол изготовляют путем пропитки асбестовой бумаги нефтяными битумами. Гидроизол используется в качестве гидроизоляции для оклеивания конструкций подземных сооружений, для защитного антикоррозийного покрытия металлических трубопроводов, для гидроизоляции плоских кровель.

Изол - безосновный рулонный материал на резино-битумном вяжущем. Применяется как гидроизоляция для оклеивания конструкций зданий и сооружений.

Бризол - битумно-резиновый изоляционный материал, применяется для антикоррозийной защиты подземных стальных трубопроводов.

Металлоизол изготовляется из тонкой алюминиевой фольги, покрытой с обеих сторон слоем битума. В комбинации с гидроизолом металлоизол применяется для изоляции гидротехнических и подземных сооружений.

Полиэтиленовые пленки применяются для гидроизоляции фундаментов и стеновых панелей. Пленка не разрушается бактериями, но стареет под воздействием света.

Эмульсии, и пасты битумные применяются для грунтовки основания при наклейке рулонных и штучных материалов, уплотнения стыков в кровле.

Мастики по составу подразделяются на битумные, резино-битумные, дегтевые, дегте-полимерные, по способу укладки - на горячие и холодные.

Битумные горячие мастики приготовляются путем смешивания нефтяного битума с наполнителями (волокнистый асбест, асбестовая пыль, тальк, известняк молотый).

Горячие битумные мастики, предварительно подогретые до 160-180°С, применяются для склейки и наклейки рулонных битумных материалов, окраски кровель, гидроизоляционных работ.

Для приготовления холодных мастик расплавленный битум смешивают с растворителем и наполнителем. Холодные мастики удобны в работе, особенно в холодное время года. Они применяются без подогрева при температуре наружного воздуха до 5°С и с подогревом до 60-70°С - при более низких температурах.

Полимерно-битумное вяжущее (ПБВ) представляет собой однородную массу черного цвета, состоящую из нефтяных дорожных битумов, полимеров, пластификатора и адгезионной присадки.

ПБВ применяется при строительстве, реконструкции, ремонте дорог, мостов и аэродромов. ПБВ относится к классу эластомеров, оно отличается от битумов высокой эластичностью, а также более низкой температурой хрупкости и более высокой температурой размягчения.

Применение ПБВ позволяет исключить колеобразование на дорогах летом, обеспечивает трещиностойкость асфальтового покрытия зимой и повышает деформационную устойчивость полимерасфальтобетона на всем диапазоне эксплуатационных температур, коррозийную стойкость покрытий, а также безопасность движения автомобилей. Срок службы асфальтобетонных покрытий, построенных с применением полимерно-битумных вяжущих, в 2-3 раза превышает срок эксплуатации покрытий, построенных с использованием обычных дорожных битумов.

ПБВ подразделяют на следующие марки: ПБВ 300, ПБВ 200, ПБВ 130, ПБВ 90, ПБВ 60, ПБВ 40.

  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Институт физики и химии

Кафедра физической химии

Реферат по дисциплине Химия строительных материалов,

Выполнил студент 4-го курса,

специальности ХФиММ: Кутюшев Д. Р.

Проверил преподаватель: Арасланкин С. В.

Вяжущие вещества – вещества, затвердевающие в следствии действия различных физико-химических процессов, иными словами, они работают в качестве цементирующего элемента. Переходя из вязкой пастообразной фазы в камневидную фазу, вяжущие вещества соединяют друг с другом частицы какого-нибудь заполнителя (песка, каменной крошки, щебня и прочих). Данная функциональная черта вяжущих веществ, нашла довольно обширное применение в строительной промышленности, их используют в рецептурах растворов – кладочных, штукатурных и специализированных, а кроме того бетонов, силикатного кирпича, асбестоцементных и других необожженных строительных материалов искусственного происхождения[2].

Вяжущие вещества классифицируются на органические и неорганические (минеральные) вещества. К органическому классу вяжущих веществ, принадлежат битумы, дегти, животные клеи, различные высокомолекулярные соединения. Они все переходят в эксплуатационную фазу в следствии воздействия повышенных температур, расплавления, либо растворения в разных органических растворителях. К неорганическому классу вяжущих веществ, принадлежат строительный гипс, известь, различные виды цементов, растворимое стекло и прочие. Неорганические вяжущие вещества, как правило, затворяются водой, а иногда и водными растворами различных солей. Их классифицируют на воздушные, кислотостойкие, гидравлические и вяжущие вещества автоклавного твердения. Также вяжущие вещества подразделяются на множество разных марок. Марка вяжущего вещества говорит о его прочностных показателях при сжатии, в стандартных условиях эксперимента. Еще их классифицируют по быстроте затвердевания. Самую большую скорость затвердевания имеют вяжущие вещества на основе гипса (до нескольких часов). Самую маленькую скорость затвердевания имеет воздушная известь (не один месяц)[5].

О примитивных вяжущих веществах знали уже за несколько тысячелетий до нашей эры, их прародителем была необожженная глина. Уже в древнем династическом Египте, в эпоху властвования фараонов, при строительстве пирамид активно употребляли вяжущие вещества, которые получали из гипса. Наглядным примером является известная египетская пирамида Хеопса, построенная приблизительно 4000 лет назад, которая возведена именно на гипсовом растворе. Тогда вяжущие вещества получали в следствии обжига гипсового камня и известняковых пород. Римляне для повышения стойкости к воде, к ним добавляли различные сильно измельченные минеральные порошки, например вулканический пепел, туф или пемзу. В древней Руси вяжущие вещества на основе гипса начали применять приблизительно в XI веке, при строительстве Софийского храма в Киеве[1]. В растворы, обладающие хорошими гидравлическими показателями, наши предки также добавляли бычью кровь, творожную массу, яйца и прочие похожие материалы. В 1584 году в Москве был издан Каменный приказ, который наряду с заготовкой строительного камня и выпуском кирпича ведал также изготовлением извести.

Большой вклад в развитие производства вяжущих веществ внесли англичане. В 1796 году Джеймс Паркер получил патент на производство романцемента. А в 1824 году Джозефом Аспдином был заявлен патент на производство портландцемента[1].

В нашей стране первые рецептуры по приготовлению вяжущих веществ были разработаны в XVIII веке. Данные рецептуры были обобщенным плодом многолетних исследований многих русских ученых.

Так, Василий Михайлович Севергин говорил о целесообразности применения известняковых пород с примесями глин и мергелистых пород для приготовления вяжущих веществ, обладающих хорошими гидравлическими свойствами[2].

Совершенно новым стали правила технологии получения гидравлических вяжущих, представленные в научной работе русского военного техника Егора Герасимовича Челиева, изданной в XIX веке. В своих исследованиях он приводит описание изготовления гидравлического вяжущего, полученного из извести и глины (в отношении 1:1) смешанных в присутствии воды; изготовления кирпичей и обжига их в горне на сухих дровах (примерно при температуре 1100 – 1200 ° C ). Уже тогда Егор Челиев предложил применять гипс при затворении получаемого им цемента водой, как для повышения устойчивости к воздушной среде только что обожженного продукта, так и для повышения прочности лежавшего без употребления в течение долгого времени цемента[1].

В XIX – XX веках в усовершенствование базы по производству вяжущих большой вклад внесли исследования Дмитрия Ивановича Менделеева, а также работы таких великих ученых, как Алексей Романович Шуляченко, Иван Григорьевич Малюга, Николай Николаевич Лямин, Николай Аполонович Белелюбский[1].

1. Неорганические вяжущие

Неорганическими вяжущими называют порошкообразные вещества высокой степени перемола, которые переходят в следствии затворения водой в вязкотекучее сходное с тестом вещество, затвердевающее при конкретных условиях до камневидного состояния.

По своему составу, важным показателям и применению выделяют несколько разновидностей неорганических вяжущих: воздушные, кислотоустойчивые, гидравлические и вяжущие автоклавного затвердевания. Каждую из приведенных групп подразделяют еще на некоторое количество различных подгрупп[2].

Таблица 1. Классификация минеральных вяжущих

В контакте с воздухом, затворенные воздушные вяжущие схватываются, затвердевают и упрочняются. В конечном итоге выходит камневидный материал, долго сохраняющий свои прочностные показатели, но исключительно на воздухе. Эти материалы, в силу особенности своих свойств, не используются ни в каких сооружениях, кроме наземных, в коих исключено действие не воздушных сред. К этому классу принадлежат строительная воздушная известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие[2].

Кислотостойкие вяжущие после затвердевания в воздухе некоторый период сохраняют свои прочностные характеристики под влиянием неорганических кислот. К данному классу вяжущих принадлежат кислотостойкий цемент и прочие[ 1 ].

Затворенные водой, гидравлические вяжущие обладают особенностью, увеличивать свои прочностные характеристики в воде. По клинкерному и вещественному составу бывают: цементы на базе портландцементного клинкера (портландцемент, портландцемент с неорганическими добавками) и цементы на базе глиноземистого клинкера (глиноземистый и гипсоглиноземистый).

Вяжущие автоклавного твердения превращаются в камень исключительно в автоклавных условиях, то есть при паровом давлении 0,9 – 1,3 МПа и температуре 440 – 470 K . К ним принадлежат, к примеру известково-кремнеземистые, известково-пуццолановые, известково-зольные вяжущие и прочие [2].

Важными показателями вяжущих являются плотность, насыпная плотность, показатель водопотребления, быстрота схватывания и твердения, прочностные показатели.

Плотность сильно зависит от класса неорганического вяжущего. Больше остальных у негашеной извести – 3,1 – 3,3 г/см 3 и портландцемента – 3 – 3,2 г/см 3 , меньше всего у гипсовых вяжущих – 2,6 – 2,7 г/см 3 .

Насыпная плотность вяжущих сильно зависит от основной плотности и степени перемола порошка. Насыпная плотность портландцемента – 900 – 1100 кг/м 3 .

Водопотребление – это объем воды, нужный для достижения вязкотекучего тестообразного состояния. Маленький показатель водопотребления дает лучшее качественные и прочностные характеристики. Самый маленький показатель у портландцемента – 24 – 28%, самый большой у вяжущих на базе гипса – 50 – 80 %.

Время схватывания – это время, за которое затворенное неорганическое вяжущее, поддерживает свои показатели пластичности. Очень скоро схватываются гипсовые вяжущие: начинают через 4 – 5 минут, заканчивают через 10 – 15 минут после затворения водой. Очень долго схватывается гидратная известь, аж через 3 – 5 суток.

Быстрота затвердевания зависит от взаимодействия компонентов неорганического вяжущего с водой. У гипсовых вяжущих скорость затвердевания около 1 – 2 часов. Гашеная известь затвердевает не один год. Цементы по быстроте твердения выделяют: обычные (с нормировкой прочностных показателей за срок 28 суток), быстротвердеющие (с нормировкой прочностных показателей за срок 1 – 28 суток), быстротвердеющие (с нормировкой прочностных показателей за 1 сутки и меньше).

Прочность показывает способность вяжущего сохранять свои свойства под действием различных внешних нагрузок. Прочностные показатели камневидной фазы являются зависимыми от нескольких условий: вида вяжущего, тонкости его перемола, показателя водопотребления, быстроты твердения. По прочностным характеристикам выделяют цементы: высокопрочные (550 – 600 и более), повышенной прочности (500), рядовые (300 – 400), низкомарочные (менее 300). Большие прочностные показатели имеют вяжущие автоклавного твердения. А вот, прочностные показатели воздушных вяжущих намного меньше (5 – 20 МПа)[ 5 ].

1.1 Воздушные вяжущие

Затворенные водой воздушные вяжущие затвердевают и сохраняют прочностные характеристики исключительно в воздухе. Под влиянием водной среды такие материалы достаточно быстро подвергаются разрушению. Из-за этого воздушные вяжущие используются только при возведении наземных сооружений. К таким материалам принадлежат гипсовые вяжущие, воздушная известь (негашеная комовая известь, гашеная молотая известь), магнезиальные вяжущие, кислотостойкий цемент, растворимое стекло и прочие[2].

Гипсовые вяжущие классифицируются на две группы – низко обжиговые и высоко обжиговые. Исходным сырьем для них служит гипсовый камень – двухводный гипс – CaSО 4 ·2H 2 О, и ангидрит, в его состав входит безводный гипс – CaSО 4 , а кроме того отходы химической индустрии, содержащее двухводный или безводный сернокислый кальций. Чистый двухводный гипс состоит из 32,56% СаО; 46,51% SО 3 и 20,93% воды, а ангидрит – из 41,19% СаО и 58,81% SО 3 . Растворимость двухводного гипса, равна 2,05 грамм в одном литре воды при 20 ° С. Растворимость ангидрита – один грамм на один литр воды[ 3 ].

Магнезит широко распространенный минерал, который назван от области Магнесия (Фессалия, Греция), где был впервые обнаружен. В природных условиях магнезит существует в двух разновидностях – кристаллическом и аморфном. Прочностные показатели и того и другого вида магнезита по шкале Мооса находится в интервале 3,5 – 4,5; плотность 2,9 – 3,1. Состав магнезита 47,82% оксида магния и 52,18% CO 3 . В природном магнезите имеют место разные примеси: глинистые породы, углекислый кальций и прочие. В зависимости от состава примесных компонентов различают белый, бурый, серый и желтый магнезит. В аморфном состоянии всегда есть наличие кремнезема, но отсутствуют соединения железа. В природных условиях магнезит более редкий минерал, чем известняк и доломит. Наиболее известны два магнезиальных вяжущих: каустический магнезит и доломит. Каустический магнезит получают в следствии обжига магнезита (MgCО 3 ) и перемолом его в порошок высокой степени тонкости. Отличие между каустическим доломитом и каустическим магнезитом в исходном сырье. Для каустического доломита им является не магнезит, а доломит (CaCО 3 ·MgCО 3 ). И то и другое вяжущие затворяют раствором хлористого магния, сернокислого магния или прочих солей.

Доломит – это минерал, который имеет состава CaCO 3 – MgCO 3 . Еще доломитом называют осадочную карбонатную горную породу, которая состоит из минерала доломита на 95 %. Доломит назвали в честь геолога из Франции Деода де Доломье, он первым описал характерные особенности доломитовых пород. Прочностные показатели доломита по шкале Мооса 3,5 – 4; плотность 2,85 – 2,95. Содержание в доломите СаСО 3 – 54,27%; MgCО 3 – 45,73% или в окислах: СаО – 30,41%; MgO – 21,87% и СО 2 – 47,72%. Доломит, который встречается в природе, как правило, имеет избыток углекислого кальция. Кроме него, в доломите имеются глинистые и прочие примеси. Доломит бывает белого, желтого и бурого цвета, в зависимости от примесного состава[4].

Воздушная известь одно из самых древних вяжущих, которое до сих пор применяется в строительстве. Известь получается в следствии обжигания кальциевых и кальциево-магниевых карбонатных пород до избавления от углекислого газа. В следствии обжигания получается белый материал, который имеет название негашеная комовая известь. Исходным сырьем для получения извести являются достаточно распространенные осадочные горные породы: известняки, доломиты, мел, доломитизированные известняки. В составе сырья имеет преимущество карбонат кальция СаСО 3 , а также содержатся карбонат магния и прочие примеси. Сырье, обжигают в шахтных или вращающихся печах при температуре 900 – 1200 ° C , по итогам обжигания комовую известь гасят водой. В контакте с водной средой комки извести активно с ней взаимодействуют, преобразуясь в порошок, а при излишнем количестве воды – в пластичное тестообразное вещество. Такой процесс, сопровождающийся очень большим выделением тепла и нагреванием воды до кипения, называют гашением извести. В зависимости от времени гашения различают быстро гасящуюся известь (время гашения до 8 минут) средне гасящуюся (до 25 минут) и медленно гасящуюся (более 25 минут)[3].

1.2 Гидравлические вяжущие

Гидравлические вяжущие являются порошками высокой степени перемола, состоящие из силикатов и алюминатов кальция, которые реагируют с водой, переходя в твердую камневидную фазу. Состав компонентов, из которых состоят гидравлические вяжущие, записывают в виде различных оксидов. Например, силикат кальция CaSiО 3 , трехкальциевый алюминат Са 3 А1 2 О 3 [3].

К гидравлическим вяжущим принадлежат гидравлическая известь, которая занимает среднее положение между воздушными и гидравлическими вяжущими, романцемент, портландцемент, разновидности портландцемента и специализированные виды цементов[2].

Цементы готовят из мергеля конкретного химического состава или из смеси известняковых горных пород и глин (известняк 75 %, глина 25 %). Эту смесь подвергают обжигу в печах при 1450 ° C . Результатом обжига является частичное оплавление, и получение гранул, которые называют клинкером. Типичный клинкер имеет примерный состав 67% СаО, 22% SiO 2 , 5% A l 2 O 3 , 3% Fe 2 O 3 и 3% других компонентов и обычно содержит четыре фазы: алит, белит, алюминатная и ферритная фаза. В клинкере также обычно присутствуют в небольших количествах и несколько других фаз, таких как щелочные сульфаты и оксид кальция. При едином перемоле клинкера с гипсом и прочими добавками получается порошок серого цвета – это и есть цемент. Гипс регулирует быстроту схватывания; его можно частично заменить другими формами сульфата кальция. Степень перемола цемента также оказывает влияние на быстроту его схватывания, а еще и на прочностные показатели после затвердевания. Цементы разделяют: по виду клинкера и вещественному составу; прочностным показателям; быстроте затвердевания; специальным свойствам. Портландцемент готовят путем совместного перемола портландцементного клинкера, доменного шлака и гипса. Шлаковый портландцемент схватывается и затвердевает намного дольше, чем обычный портландцемент[5].

Вяжущими веществами называют материалы, способные в определенных условиях (при смешивании с водой, нагревании и др.) образовывать пластично-вязкое тесто, которое самопроизвольно или под действием определенных факторов со временем затвердевает.

Начало использования человеком вяжущих открыло новую эпоху в строительстве: вместо обтесывания камней строители с помощью вяжущих и камней произвольной формы могли делать любые конструкции, не беспокоясь о плотном прилегании одного камня к другому.


  • неорганические (известь, цемент, гипсовые вяжущие и др.), которые для перевода в рабочее состояние затворяют водой

  • органические (битумы, дегти, синтетические полимеры и олигомеры), которые переводят в рабочее состояние нагревом либо с помощью органических растворителей, либо сами они представляют собой вязкопластичные жидкости.

По виду применяемого связующего кровельные и гидроизоляционные материалы классифицируют на битумные, дегтевые, битумно-дегтевые, битумно-полимерные, битумно-резиновые.

Для получения кровельных и гидроизоляционных материалов и изделий используют: металлы, керамику (черепицу), асбестоцемент, битумы, полимеры и др.

Целью данной работы является исследование основных свойств битумных и дегтевых вяжущих, их получение и строительные материалы на их основе .


  1. Дать общую характеристику битумным и дегтевым вяжущим веществам и способ их получения;

  2. Определить основные свойства битумных и дегтевых вяжущих;

  3. Исследовать строи и изделия на их основе.

  1. Общие сведения о гидроизоляционных и кровельных материалах

  1. Битумные материалы. Описание и получение [4]

  1. вываркой в котлах, т. е. измельченную породу нагревают в горячей воде, при этом битум всплывает на поверхность, его счерпывают и высушивают;

  2. растворением (экстрагированием) битума в специальных растворителях (например, трихлорэтилене) с последующим сливанием и выпариванием растворителя.

Природный битум представляет собой органическое вещество черного цвета, в обычном состоянии твердое, нагретом — пластичное или жидкое. Битум обладает высокой вяжущей способностью, хорошо сцепляется с поверхностью металла, бетона, камня и других материалов, имеет повышенную плотность, электроизолирующие свойства, водонепроницаемость, атмосферостоек, не растворим в воде и относительно стоек к действию кислот, но при длительном действии серной и азотной кислот свойства его ухудшаются. Битум легко загорается, особенно в подогретом (расплавленном) состоянии.

Природный битум в строительстве применяют главным образом в виде асфальтового раствора и бетона. Асфальтовый раствор (содержащий песок) и асфальтобетон (содержащий щебень или гравий) приготовляют в заводских условиях и на строительство доставляют в готовом виде. Их используют для устройства (покрытия) дорог, площадок, тротуаров, полов, крыш и др. Кроме монолитных асфальтовых покрытий применяют также асфальтовые плитки разных цветов и камни, изготовляемые на заводах.

В чистом виде природный битум в строительстве имеет ограниченное применение вследствие его высокой стоимости.

Читайте также: