Изготовление стенового камня на основе пенобетона для монолитно-каркасных зданий

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ОДЕССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

КАФЕДРА ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ

ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

По дисциплине «Производственная база строительства»

Выполнила: ст. гр. ЗПСК -315т

Колесник А.Н.

Проверила: к.т.н. Закорчемная Н.О.

ОДЕССА - 2011

Изготовление стенового камня на основе пенобетона для монолитно-каркасных зданий

Ячеистые бетоны представляют собой искусственные каменные материалы, состоящие из затвердевшего вяжущего вещества с равномерно распределенными в нем воздушными ячейками.

По способу получения ячеистые бетоны делятся на пенобетоны и газобетоны. По виду вяжущего ячеистые бетоны подразделяются на:

- цементные: пенобетон и газобетон;

- на известковом вяжущем: пеносиликат и газосиликат;

- на гипсовом вяжущем: пеногипс и газогипс;

Кроме того, при получении ячеистых бетонов, могут быть использованы гипсо-цементно пуццолановые вяжущие и смешанные, состоящие из портландцемента и извести.

Пористую структуру при получении пенобетонов создают путем перемешивания растворов с предварительно приготовленной пеной или путем введения пенообразователя непосредственно в раствор.

Для получения стойкой пены в промышленности применяют следующие основные виды пенообразователей:

1 Гидролизованная кровь;

2 Клееканифоли;

3 Смолосапонитовый;

4 Алюмосульфонафтинолы;

5 КИСК, состоящий из канифоли, извести, казеинового клея.

В качестве порообразователей при производстве газобетона и газосиликата применяют алюминиевую пудру и, реже, технический пергидроль.

В качестве мелкого заполнителя в ячеистых бетонах чаще всего применяют молотый кварцевый песок и золу-унос, получаемую при сжигании твердого пылевидного топлива.

Раздел 1

1.1 Технология приготовления пенобетона

Сырьевые материалы

Для изготовления автоклавных и неавтоклавных ячеистых бетонов, используют следующие сырьевые материалы: цемент, известь, песок, гипс и вода.

Цемент

Для производства ячеистых бетонов могут служить обыкновенный и пуццолановый портландцементы, шлакопортландцемент и нефелиновый цемент.

Чаще применяют портландцемент по экономическим соображениям. При автоклавном твердении целесообразно использовать цемент марки 400. При высоких марках цемента следует уменьшать его удельный расход, увеличивая количество тонкомолотого кремнеземистого заполнителя.

Наиболее эффективно применять аллитовый цемент с большим содержанием трехкальциевого силиката.

Цемент должен иметь водородный показатель рН 12-13. Цементу с величиной рН < 11 следует добавлять известь.

При изготовлении неавтоклавного газо- и пенобетона марка цемента в большой мере определяет прочность бетона. Чем выше марка, тем прочнее бетон.

При производстве автоклавных ячеистых бетонов марка цемента не имеет столь большого значения. Благодаря автоклавной обработке ячеистые бетоны, полученные с применением низкомарочных цементов, обладают почти такой же прочностью как и бетоны, изготовленные из высокомарочных цементов.

Пуццолановый портландцемент и шлакопортландцемент в следствии их замедленного схватывания допускаются лишь при отсутствии усадки ячеистой массы после заполнения ею форм.

Нефелиновый цемент получают из отходов цветной металлургии. Основные особенности нефелинового цемента по сравнению с портландцементом:

1) более высокая водоудерживающая способность;

2) более быстрое схватывание;

3) менее выраженная склонность к усадочным деформациям.

Материалы для производства пенобетона: портландцемент М400, начало схватывания 2 часа, конец схватывания - 4 часа.

S_уд = 250 м²/кг

Песок кварцевый с содержанием глинистых и илистых частиц не более 6%.

Песок днепровский или днестровский. Вода - водопроводная.

Пенообразователь - клей канифольный. Ускоритель твердения NaCl, в количестве 3% от веса материалов. Ускоритель твердения позволяет получить материал через сутки без тепловой обработки.

Выпускаемый стеновой камень 200*200*400 мм.

Плотность л_б = 640 кг/м³;

Прочность сжатия: R_сж - 2,7 МПа

Коэффициент теплопроводности л=0,004 ккал/м*°*С*час

Объем изделия - V=0,016 м³

Марка ПЦ 400;

В/Т = 0,22м;

W = 0,38;

С = 2.

Раздел 2

2.1 Режим работы предприятия

Количество дней в году - 365;

Рабочих дней - 245;

Рабочих смен - 3;

Рабочих часов в смену - 8.

2.2 Производительность базы

Производство стеновых камней - 6000м³/год ячеистого бетона.

1. Объем нашей базы

К _шт. = 6000/0,016 = 375000 штук/год;

2. Производительность в сутки:

К _сут. = 6000/245 = 24 м³/сутки;

К _шт.сут. = 24/0,016 = 1500 шт./сутки;

3. Производительность в смену:

К _см. = 24/3 = 8 м³/смена;

К _шт.см. = 1500/3 = 500 шт./смена;

4. Производительность в час:

К _час = 8/8 =1 м³/час;

К _{шт. час} = 500/8 = 63 шт./час;

	Производство, м3
	Годовая	Суточная	В смену	Часовая
	м3	шт.	м3	шт.	м3	шт.	м3	шт.
Блок 20*20*4 см V=0,016м3	6000	375000	24	1500	8	500	1	63

2.3 Расчет состава бетона

1. Количество вяжущего:

Где:

л_б = 640 кг/м³

К_с = 1,1 - коэффициент учитывает твердение бетона;

С - соотношение между вяжущими и песком, С=2;

V - объем, V= 1 м³;

1,05 - потери при изготовлении.

2. Количество песка:

Р_п = Р_вяж · с = 184,7·2 = 369,4 кг

3. Количество воды:

Р_воды = (Р_вяж + Р_пес.)·В/Т = (184,7+369,4)·0,3 = 166,2 л

В/Т=0,3 м - водо-твердое отношение.

4. Пористость материала:

П = 1 - (W+В/Т)·0,001л_б/К_с = 1 - (0,38+0,3)·0,001·640/1,1 = 0,6 кг

Где: W - изменение объема при твердении, W=0,38 м

5. Количество пенообразователей:

Р_пен. = П·V/(б·К) = 0,6·1000/(0,9·20) = 33,3 кг

Где: б - коэффициент использования пенообразователя, б=0,9;

К - пенообразователь, К=20кг;

V - объем пенообразователя, V=1000кг.

Ведомость потребления материала м³

Наименование материала	Расход материалов
	в час	в смену	в сутки	в год
Цемент	184,7	1477,6	4432,8	1108200
Песок	369,4	2955,2	8865,6	2216400
Вода	166,2	1329,6	3988,8	997200
Ускоритель твердения	21,6	172,8	518,4	129600
Пенообразователь	33,3	266,4	799,2	199800

Раздел 3

3.1 Изготовление стенового камня по схеме разработанной на кафедре ПСК ОГАСА проф. Выровым В.Н. и доц. Мартыновым В.И. :

Технологическая схема приготовления пенобетона с применением скоростного смесителя

1 - бункер сырьевых материалов;

2 - дозаторы;

3 - пеногенератор;

4 - смеситель для приготовления пенобетонной смеси;

5 - скоростной смеситель;

6 - форма.

Как видно из схемы:

1. Цемент, песок, вода располагаются в бункере №1.

2. Количество материала взвешивается в соответствии с нашими расчетами.

3. Туда же поступает вода и пеноканифольный образователь, сбивается пена.

4. Пена поступает в пенобетономешалку №4 и перемешивается с другими материалами, которые поступают через дозаторы №2. В пенобетономешалку поступает ускоритель твердения NaCl и все перемешивается 1-1,5 минуты.

5. Из пенобетономешалки №4 масса поступает в ускоритель перемешивания №5, где смесь перемешивается со скоростью 800 об/мин.

6. После этого смесь поступает в форму и твердеет в течении суток. Через сутки форма раскалывается, изделие отправляется на склад, а затем заказчику.

Раздел 4

4.1 Расчет складов

Зная количество материалов, необходимое для производства камня в час, в сутки, можно рассчитать склады.

Для расчета складов нам необходимо знать потребность материалов на срок 7-10 дней. Принимаем 10 дней.

Суточный расход цемента умножается на 10. Цемент хранится в закрытых бункерах, в которые не должна попадать влага.

Р_цем.^10дн. = Р_цем.^сут. · 10 = 4432,8·10 = 44328 кг = 44,3 т;

Бункера бывают 1т; 5т; 10т; 20т. Принимаем 2 бункера по 20т и 1 бункер на 5 т.

Количество (расход) песка, необходимый для производства:

Р_п.^10дн. = Р_п.^сут. · 10 = 8865,6·10 = 88656 кг = 88,7 т;

Склад песка может быть открытым и закрытым. Высота склада не более 4 м, угол наклона не более 45 градусов.

Р_ускор.^10дн. = Р_ускор.^сут. · 10 = 518,4·10 = 5184 кг = 5,2 т;

Р_{пенообраз.}^10дн. = Р_{пенообраз.}^сут. · 10 = 799,2·10 = 7992 кг = 8 т;

Ускоритель храним в закрытом помещении.

4.2 Техника безопасности. Охрана окружающей среды

При приготовлении бетонной смеси должны соблюдаться следующие положения.

1. Рабочие должны пройти инструктаж и расписаться в журнале по технике безопасности.

2. Все материалы должны быть складированы в соответствии с размерами складов.

3. Пенообразователь, используемый на временной или постоянной базе, не должен быть вреден для здоровья людей.

4. Пеномешалка, бетономешалка и ускоритель перемешивания должны иметь заземления. Об этом должен быть составлен заключительный акт.

5. Формы должны быть металлическими, смазанными машинным маслом, толщина 0,5 мм.

Раздел 5

5.1 Производство изделий из пластмасс

План

1. Конструкционно-отделочные и отделочные материалы

2. Материалы для полов

3. Теплоизоляционные материалы

4. Гидроизоляционные материалы и герметики

5. Санитарно-технические изделия из пластмасс

6. Применение полимеров в технологии бетонов

7. Клеи на основе полимеров

По сравнению с большинством других строительных материалов пластмассы дороги и дефицитны, что объясняется еще недостаточным объемом производства полимеров и их относительно высокой стоимостью. Основное технико-экономическое требование к строительным пластмассам -- минимальная полимероемкость, т. е. минимальный расход полимера на единицу готовой продукции. Это обстоятельство, а также специфические свойства пластмасс позволили выявить основные эффективные области их использования в строительстве. К ним прежде всего следует отнести современные, максимально готовые к применению отделочные материалы (моющиеся обои, декоративные самоклеящиеся пленки, листовые облицовочные пластики, погонажные изделия и т. п.); отделочные материалы для покрытия полов (линолеум, полимерные плитки, мастичные составы для бесшовных полов); высокоэффективные теплоизоляционные материалы, особенно на основе вспученных пластмасс; долговечные гидроизоляционные и герметизирующие материалы (пленки, профильные прокладки, мастики); трубы и санитарно-технические изделия (сифоны, сливные бачки); встроенная мебель, дверные блоки и, наконец, высококачественные клеи, краски и специальные виды строительных растворов и бетонов.

Конструкционно-отделочные и отделочные материалы

Полимерные материалы этой группы выпускают в виде крупноразмерных плит и листов, рулонных пленочных материалов, плиток, самоотверждающихся отделочных составов, а также погонажных изделий (плинтусов, поручней, всевозможных накладок). Высокая заводская готовность полимерных отделочных материалов позволяет свести к минимуму долю отделочных работ, выполняемых на стройке, и получить большой экономический эффект.

В качестве конструкционно-отделочных материалов применяют главным образом стеклопластики и древесностружечные плиты.

Стеклопластики -- листовой материал, получаемый пропиткой стеклянного волокна или стеклоткани термореактивными олигомерами с последующим их отверждением. Благодаря армирующему эффекту стеклянного волокна стеклопластики обладают очень высокой прочностью (предел прочности при изгибе -- 200...500МПа и более при небольшой плотности -- 1500... 1700 кг/м3). Для получения стеклопластиков обычно используют ненасыщенные полиэфиры, реже фенолформальдегидные или эпоксидные полимеры. Эти полимеры в отвержденном виде обладают высокой химической стойкостью.

В зависимости от вида и расположения стеклянных волокон в материале различают три основные группы стеклопластиков: листовой стеклопластик (плоский и волнистый) на основе рубленого стекловолокна; стеклотекстолит--на основе стеклоткани; листовой стеклопластик СВАМ (стекловолокнистый анизотропный материал), наполнителем в котором является ориентированное стекловолокно в виде стеклошпона --тонких полотнищ однонаправленных стеклянных нитей, склеенных полимером.

Плоские или волнистые листы стеклопластика, окрашенные в различные цвета, используют для декоративной наружной облицовки, устройства кровель, а также для внешних слоев трехслойных панелей с заполнением центральной части пено- или сотопластами. Многие полиэфирные стеклопластики применяют для изготовления санитарно-технических изделий (ванны, раковины, трубы и др.) и покровных элементов для трубопроводов, химических аппаратов и т. п. СВАМ вследствие его дороговизны в строительстве применяют редко. Из него изготовляют сильно нагруженные детали конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах.

Древесностружечные плиты получают горячим прессованием древесной стружки, смоченной термореактивным полимерным связующим, чаще всего -- мочевиноформальдегидным полимером. Размер плит 350X175 см при толщине 1...2,5 см (реже изготовляют более толстые пустотелые плиты толщиной до 5 см). Плиты в процессе производства могут быть облицованы декоративными пленками, пластиком или офанерованы. Для конструкционно-отделочных целей используют плиты плотностью 600...800 кг/м3. Прочность таких плит при изгибе 12...25 МПа. Древесностружечные плиты легко подаются механической обработке, хорошо гвоздятся. Их применяют для устройства каркасных и щитовых стен, перегородок, встроенной мебели, а также для облицовки стен, потолков и особенно широко в мебельной промышленности.

Древесно-слоистые пластики -- листовой материал, получаемый горячим прессованием древесного шпона, пропитанного термореактивными полимерами (главным образом фенолформальдегидами). Древесно-слоистые пластики значительно более прочный и водостойкий материал, чем древесностружечные плиты. Их целесообразно использовать для каркасных перегородок, клееных деревянных конструкций и других целей (например, для изготовления особо точной опалубки для бетонных работ).

В строительстве используют (в меньших масштабах) большое количество других отделочных листовых и плиточных полимерных материалов на основе полистирола, поливинилхлорида (винипласт), полипропилена и других полимеров. Наиболее широко применяют цветные декоративные плиты и листы из полистирола с пониженной горючестью и полиформальдегида. Эти листы изготовляют в виде, имитирующем деревянную облицовку из ценных пород дерева, при этом имитируется и цвет, и фактура дерева, а сложная резьба по дереву легко воспроизводится горячим прессованием, например декоративные панели «Полиформ».

Полимерные плитки (мелкоштучные) из-за большей трудоемкости применения используют в настоящее время реже, чем крупноразмерные листы.

Полистирольные плитки изготовляют из полистирола способом литья под давлением. Они водо- и паронепроницаемы, химически стойки, но горючи. Полистирольные плитки нельзя применять для облицовки стен, к которым примыкают отопительные и нагревательные приборы, в лестничных клетках, эвакуационных коридорах, для облицовки свариваемых конструкций и в детских учреждениях.

Фенолитовые плитки получают горячим прессованием из прессматериала (фенолита), состоящего из фенолформальдегидного полимера, отвердителя и порошкообразного наполнителя (каолина, слюды, талька, древесной муки и др.) Применяют фенолитовые плитки для облицовки стен помещений с агрессивной химической средой.

Влагостойкие (моющиеся) обои являются разновидностью рулонных отделочных материалов. Это обычные обои, лицевая сторона которых покрыта тонким слоем поливинилацетатной эмульсии. Такие обои можно протирать влажной тряпкой и периодически мыть теплой водой.

Линкруст -- рулонный отделочный материал, состоящий из бумажной подосновы, покрытой слоем пасты из глифталевого полимера или поливинилхлорида. Поверхность линкруста рифленая. После наклейки на стены линкруст можно окрашивать масляной или синтетической краской.

Погонажные архитектурно-строительные изделия -- длинномерные материалы разнообразных профилей: плинтусы, рейки, поручни для лестниц, раскладки для крепления листовых материалов, нащельники и т. п. (13.2). Использование полимерных погонажных изделий имеет большое значение в современном индустриальном строительстве. Это так называемая малая индустриализация. Например, поручни из пластифицированной поливинилхлоридной композиции поступают на стройку в виде бухт. Для укрепления на металлических перилах поручень достаточно нагреть в воде при 50...70 °С до размягчения и посадить на металлические перила. После остывания поручень плотно охватывает металлическую основу; никаких дополнительных операций (окраски, крепления) не требуется. Без раскладок и нащельников невозможно эффективное использование листовых отделочных материалов.

Материалы для полов

Среди различных видов материалов для покрытий полов полимерные материалы в наибольшей степени удовлетворяют всему комплексу требований к подобным материалам. Они износостойки, красивы, гигиеничны и технологичны -- затраты времени и труда на устройство покрытия пола из полимерных материалов значительно (в 5...10 раз) ниже, чем из традиционных материалов (досок, паркета).

Полимерные материалы для полов могут быть как заводского изготовления -- рулонные и плиточные, так и непосредственного изготовления на строительстве -- мастичные бесшовные полы. В жилищном строительстве широкое распространение получили рулонные и плиточные материалы. Мастичные покрытия полов применяют обычно в условиях сильных агрессивных воздействий (предприятия химической и пищевой промышленности, животноводческие помещения и т. п.) или интенсивного износа (магазины, металлообрабатывающие предприятия, спортивные залы и др.).

Рулонные материалы, для полов -- это разнообразные виды линолеума (поливинилхлоридный, алкидный, коллоксилиновый).

Линолеум выпускают в виде рулонов шириной 120... 160 см и длиной не менее 12 м. Толщина различных видов линолеума находится в пределах 1,2...6 мм.

Алкидный (глифталевый) линолеум получают нанесением на джутовую ткань смеси из алкидного полимера, модифицированного растительными маслами, и наполнителей (древесной и пробковой муки). Это самый старый вид линолеума, производимый по сложной технологии и требующий использования пищевого сырья. Однако по своим физико-механическим показателям алкидный линолеум несколько выше поливинилхлоридного. Основная область применения алкидного линолеума -- транспорт (полы вагонов, кают теплоходов и т. п.).

Коллоксилиновый (нитроцеллюлозный) линолеум -- безосновный однослойный материал, в основном красноватых и коричневых тонов, связующим в котором является нитроцеллюлоза (коллоксилин); для снижения горючести в него вводят много минеральных наполнителей. В настоящее время этот вид линолеума применяется ограниченно.

Релин (резиновый линолеум)--двухслойный материал, лицевой слой которого изготовлен из цветной резины на синтетических каучуках, а нижний обычно из бывшей в употреблении резины с добавкой битума и небольших количеств синтетических каучуков. Часто нижний слой делают пористым. Релин применяют для покрытия полов промышленных зданий, в помещениях с повышенной влажностью или высокими гигиеническими требованиями (кухни, санитарно-технические узлы, раздевалки и т. п.).

Наряду с рулонными материалами для устройства полов применяют плитки размером 300x300 мм и других размеров толщиной 2...5 мм, изготовляемые из синтетических полимеров, наполнителей, пластификаторов и пигментов. Плитки по своим свойствам близки к линолеумам. Разнообразие форм и цвета плиток дает возможность создавать любые рисунки пола.

Монолитные покрытия полов представляют собой мастичные составы на основе полимеров. В мастичные составы входят жидкий полимер, наполнители и пигменты. Составы, имеющие консистенцию сметаны, наносят на сплошное основание пола слоем 0,5...1,0 см. После затвердевания в течение 1...3 сут образуется сплошное бесшовное покрытие пола. Такие полы отличаются достаточной химической стойкостью, износостойкостью и хорошим сопротивлением ударным нагрузкам. В зависимости от вида полимерного компонента различают составы на водных дисперсиях полимеров (например, на поливинилацетатной эмульсии) и на жидких термореактивных олигомерах (например, на основе эпоксидных смол). Второй тип мастичных составов дает более прочное и химически стойкое покрытие пола.

Теплоизоляционные материалы

Теплоизоляционные пластмассы называют газонаполненными материалами, т. е. материалами, большую часть объема которых занимает воздух. Различают ячеистые пластмассы, в которых мелкие поры расположены беспорядочно, и сотопласты, в которых воздушные полости имеют правильную геометрическую форму.

Ячеистые пластмассы в зависимости от характера пор подразделяются на пено- и поропласты. Пенопласты имеют преимущественно закрытые, не сообщающиеся между собой поры. В поропластах перегородки между отдельными ячейками нарушены и полости сообщаются между собой; встречаются материалы со смешанной структурой. Для теплоизоляции лучше применять пенопласты, а поропласты с сообщающимися между собой ячейками целесообразно применять как звукопоглощающий материал. Наиболее широкое применение в индустриальном строительстве получили пенополистирол, пенополинивилхлорид, пенополиуретан, пенопласты на основе фенолформальдегидных смол и мипора.

Пенополистирол выпускают в виде плит размером 100Х100 см, плотностью 30... 100 кг/м3 и теплопроводностью 0,03...0,05 Вт/(м-°С). Предельная температура его применения --100о...+60°С. В строительстве пенополистирол используют для изоляции стен, покрытий и перекрытий, в слоистых стеновых панелях в сочетании с алюминием, асбестоцементом и стеклопластиком. Из пенополистирола плотностью около 100 кг/м3 можно сооружать перекрытия по легким металлическим фермам без настила. Экономическую целесообразность применения пенополистирольного утеплителя можно иллюстрировать следующим примером. Если стоимость, затраты труда, массу конструкций, потребность в транспорте при возведении железобетонных покрытий, утепленных пенобетоном, принять за 100 %, то для покрытия с пенополистирольным утеплителем эти показатели значительно меньше и соответственно будут: 50...85; 60; 20; 12%.

Пенополивинилхлорид выпускают в виде плит размером 50x50 см, толщиной 4,5...7,0 см, плотностью 60... 200 кг/м3, теплопроводностью 0,035...0,055 Вт/(м-°С). Максимальные температуры применения пенопласта --60°...+60°С. Предел прочности при изгибе---не менее 1 МПа. Пенополивинилхлоридные плиты применяют для изоляции ограждающих конструкций зданий, в частности при изготовлении трехслойных панелей.

Пенополиуретан представляет собой пористый жесткий (плиты) или мягкий эластичный (рулоны или листы) материал плотностью 30...100 кг/м3 и теплопроводностью 0,03...0,05 Вт/(м-°С). Предел прочности поропласта при сжатии до 3,5 МПа, при изгибе до 5,0 МПа. Предельная температура применения --160°...150°С. Пенополиуретановые плиты применяют в качестве внутреннего слоя стеновых навесных панелей, изоляции перекрытий, стен. В виде сегментов и скорлуп его используют для теплоизоляции сетей горячего и холодного водоснабжения. Эластичный пенополиуретан в виде прокладок применяют для герметизации горизонтальных и вертикальных стыков панелей.

Фенолформалодегидные пенопласты получают заливкой жидких композиций, их плотность 50...150 кг/м3; цвет красно-коричневый. Большое количество фенолформальдегидных пенопластов используют при изготовлении трехслойных панелей с внешними слоями из гофрированного алюминия или стальных листов.

Мипора -- поропласт, получаемый вспениванием и отверждением композиций на основе карбамидного полимера, является самой легкой газонаполненной пластмассой. Плотность мипоры 10...20 кг/м3, теплопроводность 0,03...0,035 Вт/(м-°С). Вследствие гигроскопичности мипора требует тщательной гидроизоляции. Ее используют для теплоизоляции холодильников, а крошку мипоры также для заполнения полостей в трехслойных конструкциях.

Сотопласты -- теплоизоляционные материалы с ячейками, напоминающими форму пчелиных сот. Стенки ячеек могут быть выполнены из различных листовых материалов (бумаги, стеклоткани, хлопчатобумажной ткани, металлической фольги, древесноволокнистых плит и др.), пропитанных синтетическими полимерами. В строительстве обычно используют сотопласты, стенки которых состоят из крафт-бумаги, пропитанной и склеенной мочевиноформальдегидным или фенолфор-мальдегидным полимером. Их применяют в трехслойных ограждающих конструкциях (13.4). Такие строительные элементы характеризуются значительной прочностью при сжатии, высокой упругостью на сдвиг и низкой теплопроводностью--0,045...0,06 Вт/(м-°С). Для увеличения теплозащитных свойств ячейки сотопласта заполняют мипорой или другим теплоизоляционным материалом.

Гидроизоляционные материалы и герметики

К полимерным гидроизоляционным материалам относятся в первую очередь пленки на основе полиэтилена, поливинилхлорида, полиизобутилена и других полимеров. Эти пленки можно склеивать или сваривать в большие полотна для устройства сплошной гидроизоляции бассейнов, резервуаров и т. п. Пленочные гидроизоляционные материалы отличаются долговечностью, надежностью и простотой применения, невысокой стоимостью и малым расходом полимера. Кроме чисто гидроизоляционного назначения прозрачные пленки применяют для устройства ограждающих конструкций парников, теплиц и других подобных сооружений.

Большое распространение получили рулонные и мастичные гидроизоляционные и кровельные материалы на основе битума, модифицированного полимерами (поли-изобутиленом, синтетическими каучуками). Такие материалы более морозо- и теплостойки, чем битумные, менее подвержены старению и более биостойки.

Полимерные герметизирующие материалы (герметики) выпускают в виде паст (мастик), эластичных прокладок и лент. Пастообразные герметики получают на основе полиизобутилена, тиоколовых и силиконовых каучуков.

К наиболее употребительным неотверждаемым мастикам относятся полиизобутиленовые, а отверждаемым -- тиоколовые.

Уплотняющую полиизобутиленовую строительную мастику УМС-50 серого или другого цвета (в зависимости от цвета вводимого пигмента) получают из полиизобутилена, пластификатора, тонкодисперсного наполнителя (мела, известняка и др.). Другие полиизобутиленовые мастики марок УМ-20, УМ-40, УМ-50 (цифра указывает на низший предел температуры применения) изготовляют из полиизобутилена, регенерированной резины, минерального масла и наполнителя (тонкомолотый уголь или сажа, тальк, асбест). Эти мастики наносят в герметизируемые швы с помощью пневматических шприцов.

Тиоколовые мастики (ГС-1, У-ЗОМ) готовят на основе полисульфидного каучука (жидкий тиокол), который при действии вулканизирующих агентов переходит в нерастворимое резиноподобное вещество. Эти мастики наносят на поверхность стыков шпателем или кистью в зависимости от консистенции мастики, которая регулируется количеством вводимого разбавителя.

Пастообразные герметики используют для герметизации вертикальных и горизонтальных стыков в стеновых панелях, а также заделки швов между деталями из бетона, металла, керамики, стекла и т. д.

Санитарно-технические изделия из пластмасс

Пластмассовые трубы легче металлических в 4...5 раз при той же пропускной способности. Соединение труб может быть осуществлено различными способами: сваркой, склеиванием или на резьбе. Недостаток пластмассовых труб -- низкая теплостойкость (для большинства из них 6О...8О°С). Для производства труб применяют главным образом пластмассы на основе полиэтилена, поливинилхлорида и полипропилена. Прозрачные трубы получают из полиметилметакрилата, а трубы повышенной прочности -- из стеклопластика. Пластмассовые трубы используют для холодного водоснабжения, для канализации, водостоков, скрытой проводки, дренажа, а трубы-шланги -- в сельском хозяйстве. Все виды пластмассовых труб снабжают фасонными деталями.

Санитарно-технические изделия из пластмасс (смывные бачки, смесители, раковины, ванны) изготовляют прессованием из фенолформальдегидных, карбамидных и других полимеров, а мелкие изделия (вентиляционные детали, крючки и т. п.) получают методом литья под давлением или штампованием в основном из полистирола. Санитарно-технические изделия из пластмасс отличаются легкостью, высокой механической прочностью, стойкостью, к коррозии растворов кислот, щелочей, красивым внешним видом. Недостаток пластмассовых изделий -- малая поверхностная твердость (они сравнительно легко царапаются и теряют внешний вид). Использование пластмассовых труб и санитарно-технических изделий дает существенную экономию черных и цветных металлов, потребляемых строительством.

Применение полимеров в технологии бетонов

Цементный бетон -- главнейший строительный материал. Он не лишен ряда недостатков, в частности пористости, что делает его недостаточно морозостойким и проницаемым для жидкостей. Свежий бетон плохо сцепляется с ранее уложенным бетоном. В ряде случаев цементные бетоны обладают недостаточной прочностью при растяжении и изгибе, износостойкостью, и, наконец, цементные бетоны быстро разрушаются под действием кислот и некоторых солей.

С целью ликвидации или уменьшения указанных недостатков цементного бетона разработаны новые типы бетонов, в которых минеральное вяжущее частично или полностью заменяется полимерами. Существует три типа таких материалов: полимерцементные материалы, бетонополимеры и полимербетоны.

В полимерцементных материалах в бетонную или растворную смесь добавляют в небольших количествах (5...15% от массы цемента) полимер, хорошо совместимый с цементным тестом. Применяют полимерцементные материалы для покрытий полов промышленных зданий, взлетных полос аэродромов, наружной и внутренней отделки по бетонным и кирпичным поверхностям, в том число для II;I-клейки керамических, стеклянных и каменных плиток, устройства резервуаров для воды и нефтепродуктов.

Бетонополимер представляет собой бетой, пропитанный после затвердевания мономерами или жидкими олигомерами, которые после соответствующей обработки (например, нагревания) переходят в твердые полимеры, заполняющие поры и дефекты бетона. В результате этого резко повышается прочность бетона (ЯСж ДО 100 МПа и более) и его морозостойкость и износостойкость. Бетонополимер практически водонепроницаем. Для получения бетонополимера главным образом применяют стирол и метилметакрилат, полимеризующиеся в бетоне в полистирол и полиметилметакрилат.

Полимербетон (пластбетон) -- разновидность бетона, в котором вместо минерального вяжущего использованы термореактивные полимеры (эпоксидные, полиэфирные, фенолформальдегидные и др.). Полимербетон получают смешиванием полимерного связующего и заполнителей. Связующее состоит из жидкого облигомера, отвердителя и тонкомолотого минерального наполнителя, необходимого для уменьшения расхода полимера и улучшения свойств полимербетона. Твердеют полимербетоны при нормальной температуре в течение 12...24 ч, а при нагревании -- еще быстрее.

Клеи на основе полимеров

Подавляющее количество клеев для соединений элементов строительных изделий и конструкций делают на основе полимеров. Они обладают высокой клеящей способностью к разнообразным материалам, биостойки, многие из них водостойки.

Полимерные клеи можно разделить на три типа: 1) на основе водных растворов и водных дисперсий полимеров, так называемые водоразбавляемые клеи, например, клей ПВА на основе поливинилацетатной дисперсии или клей «Бустилат» на основе латекса бутадиенстирольного каучука; 2) на основе растворов термопластичных полимеров в органических растворителях, например: нитроклей -- раствор нитроцеллюлозы в ацетоне и амилацетате, резиновый клей -- раствор каучука в бензине, перхлорвиниловый клей; 3) на основе отверждающихся жидких олигомеров, например эпоксидные, полиуретановые или мочевино-формальдегидные клеи.

В строительстве применяют в основном 1-й и 3-й типы клеев. Для наклейки отделочных материалов при внутренних работах (линолеума, облицовочных плиток, линкруста) преимущественно используют клеи на основе водных дисперсий полимеров; для клейки обоев -- водорастворимый клей на основе метилцеллюлозы; для склеивания элементов несущих конструкций и для наружной отделки -- клеи на основе отверждающихся смол. Качество склеивания зависит от правильности выбора типа клея для данных материалов, качества подготовки поверхности (сушка, обеспыливание, обезжиривание и т. п.) и соблюдения требуемого режима отверждения клея (время, температура, давление).

5.2 Производство изделий и конструкций из алюминиевых сплавов

План

1. Изготовление конструкций из алюминиевых сплавов

1.1 Кровельные настилы

1.2 Оконные и фонарные переплеты

1.3 Стеновые панели

2. Применение алюминиевых сплавов для строительства объектов химической и нефтяной промышленности

2.1 Резервуары

2.2 Трубопроводы

3. Использование алюминиевых сплавов в сооружениях, в которых существенное значение имеет собственный вес конструкций

3.1 Мосты

3.2 Конструкция большепролетных покрытий

3.3 Мачты

Конструкции и изделия из алюминия вбирают в себя все достоинства исходного материала, поэтому преимуществами этих конструкций и изделий являются: красивый, неповторимый, привлекательный внешний вид; практически не ограниченная долговечность; высокая прочность, при низком удельном весе; высокая звукоизоляция; высокая теплоизоляция за счет применения термовставок; устойчивость к коррозии, деформации и другим вредным воздействиям окружающей среды (дождь, снег, ветер, лучи солнца и др.); возможность изготовления конструкций и изделий очень больших размеров и любых форм; простота обслуживания и ухода; самая лучшая ремонтопригодность среди других типов систем; различная гамма цветов; большие возможности в области дизайна.

Изготовление конструкций из алюминиевых сплавов

Изготовление алюминиевых конструкций может производиться по тем же технологическим схемам, что и изготовление стальных конструкций, но с учетом некоторых особенностей.

1. Правка элементов выполняется при больших упругих деформациях, чем деформации стальных заготовок. При выправлении общей погнутости тонкостенных элементов необходимо предусматривать мероприятия по обеспечению местной устойчивости и по предотвращению депланации (искажения плоскости) сечений элементов.

2. Разметка крупных элементов или выверка размеров на общей сборке должна производиться с учетом поправок линейных размеров на разность температур помещения и монтажной площадки, так как удлинение элементов, изготовленных из алюминиевых сплавов, имеет существенное значение. Наметку деталей следует делать графитовым карандашом. Применение стальной чертилки может вызвать нарушение поверхностного слоя плакированного элемента или концентрацию напряжений в тонких элементах.

3. Резка профилей может производиться зубчатыми дисковыми пилами, а резка листа - пресс-ножницами. Газовая резка алюминиевых сплавов исключена, так как алюминий имеет высокую теплопроводность и тугоплавкую пленку окисла, не горит в пламени кислорода и поэтому тепла, сообщаемого горелкой, не хватает для расплавления окислов алюминия. В настоящее время производится резка алюминия электрической дугой в атмосфере смеси аргона с водородом. Благодаря концентрированному нагреву алюминия дугой и пламенем происходит расплавление и выдувание металла.

4. Изготовление клепаных конструкций рационально производить по комплексной технологии. Для изготовления стальных конструкций по этой технологии сверление производится в совмещенных деталях на полный диаметр без предварительного образования отверстий в отдельных элементах. Таким образом обеспечивается высокая точность отверстий, которая более необходима в алюминиевых, чем в стальных заклепочных соединениях. Сверление отверстий может производиться на деревообрабатывающих станках.

5. Во избежание местных повреждений при складировании и транспортных операциях алюминиевые элементы необходимо оберегать от ударов о стальные предметы, детали следует укладывать на деревянные брусья, страповать мягкими канатами.

6. С изготовлением алюминиевых конструкций неразрывно связан процесс их анодирования. Поэтому при заводе обычно имеется электрохимическое производство. Изготовление конструкций, предназначенных для анодирования, должно быть тщательным.

Наибольшее распространение получили алюминиевые сплавы благодаря своей высокой стойкости против коррозии не только в специальных,- сооружениях, эксплуатирующихся в условиях особо агрессивной среды, но и в обычных гражданских и промышленных зданиях для элементов, которые испытывают атмосферные воздействия.

Кровельные настилы

Кровля из алюминиевых листов, благодаря совмещению несущих и ограждающих функций в ряде случаев дешевле других кровель. Если даже первоначальные затраты на нее будут выше, чем на другие типы покрытий, то алюминиевая кровля окупит себя в короткое время, так как она почти не требует профилактического ремонта и срок службы ее во много раз длиннее, чем обычных кровель. Алюминиевая кровля может применяться в виде волнистых листов небольшой толщины (до 1 мм). Исходя из декоративных целей, кровельный настил, выполненный из алюминиевых сплавов, может быть окрашен в любые цвета с помощью цветного анодирования. К. К. Муханов и др. изучили эффективность применения алюминиевых сплавов в ограждающих конструкциях промышленных зданий с точки зрения единовременных затрат при строительстве. Исследователи пришли к выводу, что в холодных покрытиях алюминиевая волнистая кровля на 47% дешевле стальной и почти в 3 раза экономичнее рубероидной по железобетонным плитам. Уменьшение веса кровли снижает стоимость строительных конструкций здания до 12%. Доказана высокая эффективность специальных алюминиевых панелей для теплых покрытий.

Оконные и фонарные переплеты

Как известно, деревянные переплеты имеют ряд недостатков, основными из которых являются их недолговечность и ненадежность в эксплуатации. Стальные рамы быстро подвергаются коррозии, имеют большой вес и неудобны в открывании. Алюминиевые переплеты не имеют этих недостатков, поэтому они нашли применение за рубежом и в нашем строительстве.

Стеновые панели

Листы из алюминиевых сплавов используются для внешней отделки и облицовки зданий. Для этой цели могут применяться как штампованные листы, так и специально изготовленные ограждающие панели, которые состоят из наружных алюминиевых листов, эффективного утеплителя (или герметически замкнутой воздушной прослойки) и внутренней облицовки.

Применение алюминиевых сплавов для строительства объектов химической и нефтяной промышленности

Химическая стойкость алюминия по отношению ко многим кислотам и щелочам делает этот металл и его сплавы незаменимыми для возведения емкостей и трубопроводов в химической и топливной промышленности для хранения и транспортирования продуктов, богатых сернистыми соединениями.

Резервуары

Для хранения нефтепродуктов можно строить комбинированные резервуары: из алюминиевых сплавов изготовлять элементы, наиболее подверженные коррозии, верхние листы стенок, конструкции покрытий, кровлю; остальные части резервуаров могут быть изготовлены из стали.

Трубопроводы

Алюминиевые трубы целесообразно применять для трубопроводов в химической и нефтяной промышленности. Антикоррозийные свойства этих сплавов позволяют не делать наружную изоляцию, а также увеличивают длительность эксплуатации сооружений (благодаря устойчивости против агрессивного воздействия транспортируемой среды.

Достоинством таких трубопроводов является также и то, что сопротивление движению жидкостей или газов в более гладких алюминиевых трубах на 10 - 15% меньше, чем в стальных, а поэтому можно соответственно уменьшить мощность компрессорных станций.

Использование алюминиевых сплавов в сооружениях, в которых существенное значение имеет собственный вес конструкций

Мосты

Разводные мосты из алюминиевых сплавов имеют то достоинство, что уменьшение веса их позволяет упростить и облегчить механическую часть, уменьшить противовесы, предложить принципиально новые схемы моста.

Особенностью конструктивной схемы алюминиевых разводных мостов является устройство сквозных главных ферм с целью обеспечения необходимой жесткости консолей.

Применение алюминиевых сплавов для реконструкции старых мостов под возросшую нагрузку дает большой труднооценимый экономический эффект, который выражается в том, что сохраняются опоры, подъезды, непрерывность движения и т. п.

В постоянных вновь строящихся мостах алюминиевые сплавы могут быть рекомендованы для мостов больших пролетов. Предпочтительнее при этом принимать статически неопределимые жесткие схемы главных ферм (неразрезные балки, бесшарнирные арки, рамные системы). Для обеспечения горизонтальной жесткости моста необходимо иметь ширину его не менее 1/15 пролета.

Обоснованным является применение алюминиевых сплавов для пешеходных мостов небольших пролетов, где вертикальная жесткость может быть увеличена путем развития высоты фермы и за счет включения перил в расчетную схему в качестве верхнего пояса фермы.

Алюминиевые сплавы как строительный материал имеют более высокие эстетические качества, чем сталь. Это позволяет успешно использовать легкие сплавы для городских пешеходных мостов через улицы с интенсивным автомобильным движением.

Конструкция большепролетных покрытий

Конструкции покрытий зданий воспринимают атмосферные нагрузки (снег, ветер) и вес настила, утеплителя, кровли, а также несут собственный вес.

Напряжения от последнего слагаемого тем больше, чем больше пролет сооружения. Поэтому применение алюминиевых сплавов для несущих конструкций большепролетных покрытий является весьма желательным. Иногда применение легких сплавов обосновывается здесь облегчением монтажа, а также более длительной сохранностью здания.

Как отмечалось, в большепролетных покрытиях легко преодолеть деформативность алюминиевых сплавов устройством увеличенного строительного подъема.

Мачты

За рубежом алюминий нашел применение для мачт-опор электропередач. Монтажные элементы таких мачт изготовляются из отрезков тонкостенных труб большого диаметра с фланцевыми болтовыми соединениями.

Радио- и телебашни выгодно возводить из алюминиевых сплавов по многим соображениям: достигается экономия материала самой башни и фундаментов, облегчается монтаж, повышается стойкость против коррозии, улучшается внешний вид.

Список использованных источников

пенобетон ячеистый пластмасса алюминиевый сплав

1. «Современные материалы при изготовлении стеновых камней» В.И. Мартынов - Вестник, г. Одесса 2007;

2. Циталаури Г. - Высшая школа, г. Москва 1990;

3. Методические указания по расчету РГР - Садовский Г.Г., г. Одесса 2008;

4. Хрулев В.М. Производство конструкций из дерева и пластмасс. - М.: Высшая школа, 1989;

5. http://www.bibliotekar.ru

Размещено на Allbest.ru