Строительные материалы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задача: Определить пористость горной породы, если известно, что ее водопоглощение по объему в 1,7 раза больше водопоглощения по массе, а истинная плотность равна 2600 кг/м³.

Решение:

Водопоглощение по массе определяем по формуле:

.

Водопоглощение по объему определяем по формуле:

где m_нас, m_cух - масса образца, соответственно, в насыщенном водой и сухом состоянии, г;

p_H2O - плотность воды, принимаемая 1000 кг/м³;

d - безразмерная величина, выражающая отношение средней плотности сухого материала к плотности воды, вычисляется по формуле:

d = .

1. Определяем среднюю плотность горной породы:

W_v =

2. Определяем пористость горной породы:

или 49,8 %.

Ответ: пористость горной породы составляет 49,8 %.

Вопрос 1. Какие горные породы используются для производства строительных материалов?

Горные породы, используемые для производства строительных материалов, делятся на три типа - изверженные, осадочные и метаморфические.

Изверженные горные породы - продукты жизнедеятельности магмы, главным образом алюмосиликатные и силикатные расплавы. В зависимости от условий формирования структуры пород, выделяют глубинные породы, отличающиеся зернистым строением, и излившиеся, имеющие скрытокристаллическое порфировидное строение [1]. Эти породы бывают массивными и обломочными. Обломочные породы - это продукты жизнедеятельности вулканов.

Граниты образовались в результате остывания магмы на большой глубине в условиях высокой температуры. Они имеют зернокристаллическую структуру. Залегают в земной коре в виде обширных монолитных масс размерами до сотен километров или в виде отдельных глыб разных размеров. Минералогический состав гранитов: полевой шпат (50-70 %), кварц (20-40 %), слюда (5-15 %). Граниты обладают прочностью 100-300 МПа. Прочность зависит от их структуры и содержания полевого шпата, кварца, слюды. На прочность гранита влияют размеры его зерен: крупнозернистые обладают прочностью при сжатии до 150 МПа, более прочны мелкозернистые и среднезернистые структуры. Огнестойкость гранитов ограничена, так как при высоких температурах входящие в его состав кварц и слюда вызывают растрескивание камня. Средняя плотность гранита составляет 2500-2700 кг/м³. Гранит - наиболее распространенный отделочный камень. Его широко применяют при возведении мостов, для облицовки набережных, цоколей общественных и административных зданий и реже - для облицовки оконных проемов и стен. Для зданий, рассчитанных на долгий срок службы (государственные и важные общественные сооружения), выбирают гранит, имеющий однородную мелкозернистую структуру. Цвет гранитов колеблется в широких пределах: от светло-серого до черного и от бледно-розового до темно-красного.

Сиенит представляет собой глубинную магматическую породу, которая в отличие от гранита не содержит в минералогическом составе кварца. По своему внешнему виду и физико-механическим свойствам сиенит близок к гранитам. Цвет сиенита - белый, светло-серый, розовый или красный. Зернистость его структуры ясно различима. Несмотря на отсутствие кварца, прочность сиенита высокая, однако долговечность его ниже, чем у гранита. В связи с отсутствием в сиените кварца он легче, чем гранит, подвергается обработке. Средняя плотность сиенита находится в пределах 2400-2800 кг/м³, предел прочности при сжатии составляет 150-200 МПа. Сиениты, содержащие небольшое количество кварца, называются граносиенитами. Используются они иногда, для облицовки зданий, но в основном как щебень для бетона.

Диориты - зернисто-кристаллические горные породы, как правило, бескварцевые или с небольшим содержанием кварца. Состоят диориты главным образом из полевого шпата и одного или нескольких цветных минералов. Диориты включают в себя в среднем 75 % полевого шпата и 25 % темноокрашенных минералов. В зависимости от минералогического состава цвет диоритов может быть серо- или темно-зеленоватых тонов. Средняя плотность составляет 2700-2900 кг/м³. Прочность диоритов при сжатии находится в пределах 180-300 МПа. Его целесообразно использовать при мощении дорог. Диорит стоек к выветриванию, хорошо полируется.

Габбро - равномернозернистые горные породы, состоящие главным образом из основного полевого шпата с цветным минералом [1]. Обычные габбро содержат 35-40 % цветного минерала. Цвет габбро в большинстве случаев темно-серый, черный или темно-зеленый с различными оттенками. Структура зерен его может быть равномернозернистой, крупнозернистой. Одной из разновидностей габбро является лабрадорит. Лабрадорит - наиболее красивый отделочный камень. Габбро и лабрадориты в обработке трудны, но хорошо полируются. Прочность их, зависящая от крупности зерен, колеблется в пределах 200-320 МПа. Относятся они к атмосферостойким горным породам. Применяют лабрадорит главным образом для декоративной облицовки цокольных этажей зданий, а габбро - для укрепления набережных как щебень в тяжелых и дорожных бетонах.

Базальты, как по химическому, так и минералогическому составам аналоги габбро. В зависимости от условий залегания базальты могут иметь скрыто-кристаллическую или стекловатую структуру. Цвет их может быть от темно-сырого до черного. Базальты являются наиболее тяжелыми из всех изверженных пород. Предел прочности при сжатии их составляет 100-150 МПа. Базальты атмосферостойки. Используют их в дорожных покрытиях в качестве щебня для тяжелых бетонов. Базальт является сырьем при изготовлении каменного литья.

Диабазы представляют собой полнокристаллические, обычно мелкозернистые горные породы. Мелкозернистые диабазы обладают высокой прочностью (до 200 МПа), они вязки, морозостойки и относительно легко поддаются колке и обработке. Диабаз применяют для дорожных покрытий (брусчатка), бордюрных плит и штучных камней, а также как щебень для бетонов.

Порфирит и андезит, как и базальты, - одни из самых распространенных горных пород. По минералогическому составу они тождественны диориту. Порфирит относится к древним излившимся горным породам, а андезит - к более молодым. Цвет этих пород красно-бурый, телесно-серый, зеленовато-черный. Эти породы легко обрабатываются, их используют для изготовления щебня, дорожной брусчатки и наружных облицовок. Ввиду того что андезиты обладают кислотостойкостью, их используют в качестве заполнителя в кислотостойких бетонах.

Осадочные горные породы образовались в результате выветривания изверженных (первичных) горных пород. По выветриванием понимается совокупность процессов действия: солнца, воды, ветра, животных и растительных организмов, в результате которых первичные породы разрушаются. Таким образом, осадочные породы представляют собой вторичные образования, характеризуются пластовым залеганием. Они имеют вторичное происхождение, поскольку исходным материалом для их формирования являются продукты разрушения ранее существовавших пород. Процесс образования осадочных пород протекает по схеме: физическое и химическое выветривание пород, механический и физический перенос, отложение и накопление продуктов их разрушения и наконец, уплотнение рыхлого осадка с превращением его в породу. Все осадочные имеют одинаковые формы залегания в виде пластов.

Механические отложения по крупности фракций подразделяют на валуны размером от 15 см до 1 м, гравий - от 5 мм до 15 см, песок - 0,15-5 мм, пыль - 0,005-0,0005 мм, глину - до 0,005 мм.

Песчаные породы состоят преимущественно из кварца, наиболее устойчивого к выветриванию минерала. Они служат главным образом для получения керамики, стекол, бетонов, кирпича; используются для дорожных покрытий. Распространены повсеместно. Кварцевые пески, сцементированные известняковым или кремноземистым илом, глиной, используют как заполнители для обычных бетонов, а также при устройстве асфальтовых покрытий и шоссейных дорог. Кремнистые песчаники хорошо полируются и долговечны. Предел прочности их зависимости от характера связи составляет 80-200 МПа. Известняковые песчаники также обладают достаточно плотной связью и некоторые из них имеют прочность до 200 МПа. Однако они менее долговечны, чем песчаники, сцементированные кремнеземом. Все другие песчаники имеют более слабую связь. Предел прочности их составляет 20-40 МПа. Наиболее слабыми являются глинистые песчаники, они не морозостойки и не водостойки.

Глина состоит из мельчайших частиц глинистых минералов. Глины образуются при выветривании полевого шпата и других силикатных пород и состоят из глинистых минералов. Большинство глин полиминеральные и являются сырьем для производства кирпично-черепичных изделий, грубой керамики, глинозема и огнеупоров и т.д.

Известняк является одним из распространенных видов осадочных пород. Главной составной частью известняков является кальцит, но, кроме него, в эту горную породу входят также глинозем, магнезит, кремнезем и иногда в небольшом количестве органические вещества. Средняя плотность известняков составляет 1700-2500 кг/м³. Известняки без примеси имеют белый цвет, при наличии в них оксидов железа, глинистых и органических веществ и кварца приобретают различные оттенки: серый, желтоватый, розовый. В зависимости от условий образования известняки бывают плотными и пористыми. В плотных известняках трудно различимы составляющие их зерна. Известняки с включением ярко выраженных кристаллов кальцита называются мраморовидными известняками. Ввиду наличия большого количества пор они слабо полируются. Прочность плотных известняков составляет 50-300 МПа. Такие известняки широко применяют для кладки фундаментов и стен, для устройства лестничных ступеней, подоконников, облицовочных плит и других архитектурных деталей, для облицовки стен зданий, цоколей и т.д. Известняковый щебень используют в качестве заполнителя для тяжелых бетонов. Известняк служит также сырьем для производства вяжущих веществ, воздушной и гидравлической извести, портландского цемента и т.д.

Известковые туфы образуются в результате выпадения осадка из горячих и холодных подземных углекислых вод, выходящих на поверхность [1, с. 132]. Туфы имеют губчатое строение и могут служить декоративным материалом. Применяют их в архитектуре малых форм, для устройства в садах и парках гротов, беседок, фонтанов и т.д. Известняковые туфы высокой прочности можно использовать для кладки цокольных частей зданий.

Мергель представляет собой известково-глинистую породу и используется как сырье для производства портландцемента. Мергель малоустойчив против атмосферных воздействий. От воды он набухает, а при замерзании разрушается.

Мел - органическая порода, представляет собой мельчайшие остатки раковин простейших организмов. Невысокая прочность ограничивает использование его в качестве конструктивного материала, однако его широко используют в строительстве для побелки, приготовления шпаклевок, замазок, для производства вяжущих материалов (известь, цемент), а также стекла и т.д.

Метаморфические (видоизмененные) породы - это породы, образовавшиеся под влиянием тектонических процессов: дислокаций, смещений, землетрясений, когда под влиянием высокого горного давления, высоких температур, воздействия глубинных минеральных источников и газов, изверженные и осадочные породы подвергаются структурной перестройке.

Гнейс - видоизмененный гранит. По сложению гнейс можно отнести к группе сланцеватых пород. Это объясняется тем, что при одностороннем давлении зерна минералов вытягиваются в виде лент в направлении, перпендикулярном давлению. Гнейсы менее морозостойки, чем граниты. Однако высокая плотность камня и достаточная прочность (до 200 МПа) позволяют применять его для мощения дорог, устройства тротуарных плит, бордюрных камней.

Глинистые сланцы образовались из глин в результате их уплотнения и частичной перекристаллизации под действием давления. Цвет сланцев от темно-серого до черного. Глинистые сланцы имеют слоистое сложение и выкалываются из массива в виде плит и плиток. Расколотые на плитки толщиной 2,5 мм, они используются как кровельный материал (кровельный сланец, или природный шифер). Кровельный сланец не требуется окрашивать. Кроме того, этот кровельный материал огнестоек, долговечен.

Кварциты образовались в результате перекристаллизации зерен кварца и срастания их с кремнистым песчаником в однородную массу, в которой связующее вещество неразличимо. Кварцит - весьма плотная и прочная горная порода; предел прочности составляет 350-400 МПа. Высокая твердость и плотность кварцитов затрудняет их обработку, но позволяет достигнуть высококачественной полировки. Кварциты бывают темно-вишневого, красного, а иногда и белого цветов. Долговечность и атмосферостойкость позволяют использовать этот камень для облицовок монументальных зданий. Кварциты используют также для производства огнеупорных изделий.

Мраморы образуются в результате перекристаллизации известняков и доломитов при высоких температурах и давлениях. Они имеют зернисто-кристаллическую структуру, образованную прочно соединенными между собой кристаллами без какого-либо цементирующего вещества. Прочность находится в пределах 100-300 МПа. По величине зерен мраморы подразделяются на мелкокристаллические (крупность зерен 0,01 - 0,25 мм), среднекристаллические (0,25-0,50 мм) и крупнокристаллические (более 0,5 мм). В процессе образования мрамор пропитывался растворами различных солей, оксидов металлов и другими примесями, которые придали ему самые разнообразные цвета и оттенки [1]. Микроскопические частицы углерода, находящиеся в мраморе, создают серые, черные, зеленоватые тона. Мрамор по праву принадлежит к числу лучших отделочных материалов, обладающих высокой декоративной ценностью. Однако при использовании его на фасадах он быстро теряет полировку и в условиях современных городов темнеет. По этим причинам мрамор чаще применяют для внутренней отделки зданий.

Вопрос 2. Укажите важнейшие разновидности портландцемента.

Важнейшими разновидностями портландцемента являются специальные портландцементы, расширяющиеся и безусадочные портландцементы, портландцементы с активными минеральными добавками.

К специальным портландцементам относятся быстротвердеющий портландцемент, особо твердеющий высокопрочный портландцемент, сульфатостойкий портландцемент, пластифицированный портландцемент, гидрофобный портландцемент, вяжущее вещество низкой водопотребности, белый и цветные портландцементы, дорожный портландцемент и механоактивированный портландцемент.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) имеет определенный химико-минеральный состав с повышенным содержанием С₃S. Такой портландцемент уже через 3 сут. твердения набирает более половины своей марочной прочности. Марки выпускаемого БТЦ - М400 и М500, его производство в СССР началось еще в 1955 г. Применение БТЦ целесообразно при монолитном строительстве в холодное время года для изготовления тонкостенных железобетонных конструкций. Применение БТЦ позволяет уменьшить расход цемента в бетоне.

Особо твердеющий высокопрочный портландцемент (ОБТЦ) твердеет еще быстрее. Его применение позволяет уменьшить расход цемента на 10-20 % (при получении бетона той же марки). Его применяют для тех же целей, что и БТЦ.

Сульфатостойкий портландцемент изготовляют методом совместного помола клинкера, имеющего строго определенный минералогический состав с добавкой гипса [1, с. 173]. Сульфатостойкий портландцемент применяют для бетонов в подземном строительстве и для бетонов повышенной морозостойкости.

Пластифицированный портландцемент содержит малое количество поверхностно-активной гидрофилизирующей добавки (около 0,25%), которую вводят при помоле клинкера, обязательна также добавка гипса (3-5%). Наибольшее применение получила пластифицирующая добавка - сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ). Бетоны на пластифицированном портландцементе имеют повышенную морозостойкость и водонепроницаемость за счет уменьшения расхода воды. Пластифицированный портландцемент применяют в дорожном, аэродромном, гидротехническом, наземном и подземном строительстве.

Гидрофобный портландцемент повышает пластичность бетонных и растворных смесей по сравнению с обычным портландцементом, поэтому расход воды можно уменьшить, что повышает плотность, морозостойкость и водонепроницаемость бетонов. Его применяют для железобетонных наземных, подземных частей сооружений (как и обычный портландцемент). Он имеет достаточную стойкость к переменному увлажнению и высушиванию, замораживанию и оттаиванию.

Вяжущее вещество низкой водопотребности (ВНВ) стали применять недавно, его можно отнести к пластифицированным портландцементам. Вяжущее вещество низкой водопотребности характеризуется пониженной нормальной густотой (15-18%), высокой реакционной способностью, а также замедленным сроком схватывания (начало схватывания - до 7 ч, конец схватывания - до 10 ч). Марки ВНВ - 700-1000, его применяют при изготовлении высокопрочных бетонов, т.е. сравнительно редко.

Сырьем для получения белого портландцемента служат чистые известняки (мел) и белые глины, не содержащие оксидов железа и марганца, которые придают обычному портландцементу зеленовато-серый цвет. Марки белого портландцемента - М400 и М500; по степени белизны он выпускается трех сортов: 1, 2, 3-го. Выпускается портландцемент без добавок и с добавками (активными наполнителями в количестве не более 20%). Цветные портландцементы изготавливают совместным помолом белого портландцементного клинкера с щелочестойкими пигментами (охрой, мумией, оксидом хрома, оксидом марганца и др.). Количество минеральных пигментов не должно превышать 15%, органических - не более 0,3% от массы клинкера. Белый и цветные портландцементы применяют для изготовления декоративных бетонов и растворов, искусственного мрамора и облицовочных плиток и в других архитектурно-отделочных работах.

Дорожный портландцемент получают совместным помолом портландцементного клинкера, содержащего не более 8 % С₃А, гипса - до 3,5 %, пластифицирующей добавки - не более 0,3 %, допускается до 15 % гранулированного доменного шлака от массы клинкера [1]. Марки дорожного портландцемента - М400 и М500. Его применяют при устройстве бетонных покрытий автомагистралей, имеющих достаточную долговечность, стойкость к истирающим и ударным нагрузкам.

Механоактивированный портландцемент получают при специальной механохимической активации, в результате которой получают дисперсность цемента, т.е. возможно получение цемента марок 700-800, которые применяются для изготовления литого камня (фундаментного, тротуарного и др.). При другой схеме производства из 1 т портландцемента М500 с применением минеральных добавок (зол, шлаков, песка и др.) после активации можно получить 2-5 т смешанного цемента марок 300-500.

К расширяющимся и безусадочным портландцементам относятся расширяющийся портландцемент и тампонажный портландцемент.

Расширяющийся портландцемент (РПЦ) получают совместным помолом следующих компонентов (в процентах по массе): портландцементного клинкера 58-63 %, глиноземистого шлака или клинкера 5-7 %, гипса 7-10 %, доменного гранулированного шлака или другой активной минеральной добавки 23-28 %. Применяют РПЦ для изготовления безусадочных и расширяющихся растворов бетонов, для гидроизоляции шахт, подвалов, заделки стыков и т.п.

Тампонажный портландцемент изготавливают совместным помолом портландцементного клинкера, гипса и добавок. Его применяют для цементирования нефтяных и газовых скважин (горячих и холодных).

К смешанным портландцементам относятся пуццолановый портландцемент и шлакопортландцемент.

Пуццолановый портландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, полученное совместным помолом портландцементного клинкера, гипса и активной минеральной добавки. Добавок осадочного происхождения (в процентах от массы клинкера) должно быть в пределах 20-40 %, обожженной глины или топливной золы 25-40 %. Можно изготавливать пуццолановые портландцементы тщательным смешиванием указанных компонентов, но предварительно каждый из них измельчают в порошок. Пуццолановые портландцементы твердеют медленнее обычных, при этом выделяют небольшое количество теплоты и могут применяться для строительства массивных сооружений (плотин, шлюзов). Марки пуццоланового портландцемента - 300 и 400. Разновидностью его является сульфатостойкий пуццолановый портландцемент.

Шлакопортландцемент получают совместным помолом портландцементного клинкера, гранулированного доменного шлака (21-80%) и гипса - до 5 % от массы клинкера [1. Допускается до 10 % замены шлака активными минеральными добавками, а также раздельный помол этих материалов с последующим тщательным смешением в указанных соотношениях. По химическому составу шлаки сходны с портландцементным клинкером, поэтому они обычно вводят в большем количестве по сравнению с другими активными минеральными добавками. Доменные шлаки - отходы производства чугуна (на 1 т чугуна приходится примерно 0,6 т шлака), использование этих отходов позволяет улучшить экологию; производство шлакопортландцементов дешевле, чем портландцементов, являющихся энергоемкими в производстве и доростоящими вяжущими. Бетоны на шлакопортландцементах имеют достаточно высокие воздухостойкость, морозостойкость, водостойкость, поэтому их широко применяют для конструкций в надземном, подземном и гидротехническом строительстве, в горячих цехах (для жаростойких бетонов). Жаростойкость шлакопортландцемента значительно выше, чем у портландцемента. Марки шлакопортландцементов: 300, 400, 500. Разновидностью шлакопортландцементов является быстротвердеющий шлакопортландцемент. Его рекомендуется использовать в течение 7-10 сут со дня изготовления, чтобы избежать потери активности как можно меньше. Быстротвердеющий портландцемент также рекомендуется использовать для изготовления бетонных и железобетонных изделий (с применением их тепловлажностной обработки) в конструкциях горячих цехов, гидротехнических сооружениях.

Вопрос 3. Укажите состав и основные свойства полимерных материалов, применяемых в строительстве. В чем сущность процесса старения полимеров?

Полимерные материалы (пластмассы, композиты, пластики) - это композиции определённого состава, получаемые из мономеров, олигомеров, полимеров с введением при их изготовлении либо в процессе формирования изделия различных компонентов (ингредиентов) для целенаправленного придания свойств как материалу, так и изделию из него. В полимерный материал могут входить одновременно или в различном состоянии: связующее (полимерная матрица), наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители, сшивающие агенты (отвердители), структурообразователи, порообразователи, смазки, антипирены, антистатики, антимикробные агенты и другие компоненты, придающие специфические свойства композиции в целом. Связующее в пластической массе или полимерная матрица в полимерном материале (изделия) удерживает все ингредиенты композиции в форме и размерах, полученных после её переработки. Связующим (полимерной матрицей) могут быть индивидуальные полимеры. Помимо основного компонента связующего - мономера, чаще олигомера, полимера или их сочетания - в него вводят различные органические соединения, изменяющие (модифицирующие) свойства компонентов связующего на стадии изготовления полимерного материала или при его переработке в изделия. Модифицирование проводят либо без химических превращений основного полимера путём изменения условий производства полимерного материала или введением малых количеств неполимерных веществ (структурная модификация), либо в результате химических реакций, как на стадии синтеза (сополимеризация, полимеризационное наполнение и др.), так и путём химических превращений уже синтезированных олигомеров и полимеров (химическая модификация). Важной составной частью полимерных материалов являются наполнители. Каждый из наполнителей вводят в полимерный материал для придания ему соответствующих свойств. Так, порошкообразные наполнители повышают твердость и предел прочности при сжатии; наполнители волокнистой структуры увеличивают прочность на изгиб, особенно при динамическом действии нагрузки; еще значительнее повышается прочность в случае использования листового наполнителя, поскольку такой материал может воспринимать и растягивающие напряжения [2].

Свойства пластмасс обусловлены химическим строением полимеров, типом наполнителя, условиями изготовления, содержанием добавок - пластификаторов, красителей, стабилизаторов и другими факторами. Многообразие полимерных материалов определяет и широкий диапазон изменения их свойств. Плотность полимерных материалов составляет 900-2200 кг/м³. Наибольшее влияние на плотность пластмасс оказывают наполнители, составляющие наиболее значительную часть их объема. Плотность пластмасс можно регулировать, изменяя их пористость. Обладая, как правило, пониженной плотностью, пластмассы имеют высокую механическую прочность. При длительном действии напряжений пластические массы в большей степени, чем многие другие материалы, склонны к необратимым деформациям - ползучести. Ползучесть полимерных материалов резко возрастает с повышением температуры. Повышенная ползучесть ограничивает применение полимерных материалов в качестве конструкционных материалов. При воздействии растягивающих напряжений многие полимерные материалы характеризуются значительным удлинением. Несмотря на высокую прочность твердость полимерных материалов сравнительно высокая. Она не находится в прямой зависимости от прочности, что характерно, например, для металлов. В отличие от других материалов при пониженном твердости полимерные строительные изделия обладают низкой истираемостью. Сопротивление истиранию полимерных материалов возрастает по мере увеличения их эластичности. Свойства пластмасс по отношению к воде (гигроскопичность, водопоглощение, водопроницаемость) зависят от их пористой структуры. Характеристикой теплостойкости полимерного материала служит температура, при которой начинается плавление и наблюдается резкое снижение механической прочности. Теплостойкость большинства полимерных материалов колеблется в диапазоне 80-150 ^оС. С введением наполнителей теплостойкость полимерных материалов повышается. Полимерные материалы - хорошие диэлектрики. Для полимерных материалов характерна способность аккумулировать статистическое электричество на поверхности. С повышением сопротивления полимерные материалы легче принимают электрический заряд. Пожароопасность полимерных материалов определяется степенью их воспламеняемости и поведением в зоне огня. Одним из решающих показателей, определяющих возможность и целесообразность применения любых материалов, в том числе и полимерных, является их долговечность. Полимерные материалы можно отнести в целом к долговечным при правильно выбранной технологии их изготовления и соответствии условий эксплуатации их свойствам. Необходимость ремонта и замены полимерных материалов возникает из-за старения связующего, повышенного истирания, изменения линейных размеров, потери декоративных свойств. Для обеспечения высокой стойкости полимерных материалов к старению важное значение имеют правильный выбор исходного сырья, чистоты его, технологических параметров производства. Особое значение имеют добавки-стабилизаторы.

Под старением полимерных материалов понимается самопроизвольное необратимое изменение важнейших технических характеристик, происходящее в результате сложных химических и физических процессов, развивающихся в материале при эксплуатации и хранении. Причинами старения являются свет, теплота, кислород, озон и другие немеханические факторы. Старение ускоряется при многократных деформациях; менее существенно на старение влияет, влага. Различают старение тепловое, световое, озонное и атмосферное. Испытание на старение проводится как в естественных условиях, так и искусственными ускоренными методами. Атмосферное старение проводится в различных климатических условиях в течение нескольких лет. Тепловое старение происходит при температуре на 50°С ниже температуры плавления (разложения) полимера. Продолжительность испытания определяется временем, необходимым для снижения основных показателей на 50% от исходных.

Сущность старения заключается в сложной цепной реакции, протекающей с образованием свободных радикалов (реже ионов), которая сопровождается деструкцией и структурированием полимера. Обычно старение является результатом окисления полимера атмосферным кислородом. Если преобладает деструкция, то полимер размягчается, выделяются летучие вещества (например, натуральный каучук); при структурировании повышаются твердость, хрупкость, наблюдается потеря эластичности (бутадиеновый каучук, полистирол). При высоких температурах (200 -- 500°С и выше) происходит термическое разложение органических полимеров, причем пиролиз полимеров, сопровождаемый испарением летучих веществ, не является поверхностным явлением (как при простом испарении неполимерных веществ); во всем объеме образца образуются молекулы, способные испаряться.

горный порода строительный портландцемент

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Материаловедение в строительстве: учеб.пособие для студ. высш. учеб. заведений / [И.А.Рыбьев, Е.П. Казеннова, Л.Г. Кузнецова, Т.Е. Тихомирова]; под ред. И.А. Рыбьева. - 2-е изд.испр. - М.: Издательский центр "Академия", 2007. - 528 с.

2. Строительные материалы. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М.: Учеб.для вузов. - М.: Стройиздат, 1986. - 688 с.

3. Испытания строительных материалов и изделий: Лабораторный практикум: В 2-х ч. Шалобыта Т.П., Марчук В.А. / УО "Брестский государственный технический университет". - Брест, 2005. - Ч. 1, 2. - 132 с.

4. Строительные материалы и изделия. Киреева Ю.И., Лазаренко О.В. - Мн.: Дизайн ПРО, 2001. - 272 с.

5. Примеры и задачи по строительным материалам: Учеб. пособие для вузов / Скрамтаев Б.Г., Буров В.Д., Панфилова Л.И., Шубенкин П.Ф.; Под ред. Шубенкина П.Ф. - М.: Высш. школа, 1984. - 168 с.

6. Строительные материалы: Справочник / Под общ. ред. Е.Н. Штанова. - Нижний Новгород: Изд. "Вента-2", 1995. - 230 с.

7. Строительные материалы: Учеб. для вузов / В.Г. Микульский, В.Н. Куприянов, Сахаров Г.П. и др.; Под ред. В.Г. Микульского. - М.: Изд. АСВ, 2000. - 536 с.

8. Технология производства строительных материалов. Комар А.Г., Баженов Ю.М., Сулименко Л.М. - М.: "Высшая школа", 1990. - 446 с.

9. Строительные материалы и изделия. Примеры и задачи. Практикум. Шалобыта Т.П., Каленюк Т.В., Павлова И.П. - Брест: Изд-во БГТУ. - 2006. - 64 с.

Размещено на Allbest.ru