Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Электронное строение атома. Расположение структурных элементов в таблице Менделеева.





Электронное строение атома. Расположение структурных элементов в таблице Менделеева.

Атомы состоят из еще более мелких частиц, чем они сами, называемых электронами. Электроны вращаются вокруг центрального ядра, состоящего из одного или более протонов и нейтронов, по концентрическим орбитам. Электроны руппются отрицательно заряженными частицами, протоны — положительными, а нейтроны — нейтральными.

Строение электронных оболочек атомов

Самая внешняя оболочка называется валентной, а число электронов, содержащееся в ней, называется валентностью. Чем дальше находится от ядра валентная оболочка, следовательно, тем меньшую силу притяжения испытывает каждый валентный электрон со стороны ядра. Тем самым у атома увеличивается возможность присоединять к себе электроны в том случае, если валентная оболочка не заполнена и расположена далеко от ядра, либо терять их.

Электроны внешней оболочки могут получать энергию. Если электроны находящиеся в валентной оболочке получат необходимый уровень энергии от внешних сил, они могут оторваться от нее и покинуть атом, то есть стать свободными электронами. Свободные электроны способны произвольно перемещаться от одного атома к атому. Те материалы, в которых содержится большое число свободных электронов, называютсяпроводниками. Изоляторы, есть противоположность проводникам. Они препятствуют протеканию электрического тока. Изоляторы стабильны потому, что валентные электроны одних атомов заполняют валентные оболочки других атомов, присоединяясь к ним. Это препятствует образованию свободных электронов.

Промежуточное положение между изоляторами и проводниками занимают полупроводники.



Расположение структурных элементов в таблице Менделеева

А) Закономерности, связанные с металлическими и неметаллическими свойствами элементов.

1. При перемещении вдоль периода СПРАВА НАЛЕВО металлические свойства элементов УСИЛИВАЮТСЯ. В обратном направлении возрастают неметаллические.

Это объясняется тем, что правее находятся элементы, электронные оболочки которых ближе к октету. Элементы в правой части периода менее склонны отдавать свои электроны для образования металлической связи и вообще в химических реакциях.

2. При перемещении СВЕРХУ ВНИЗ вдоль групп УСИЛИВАЮТСЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ свойства элементов. Это связано с тем, что ниже в группах расположены элементы, имеющие уже довольно много заполненных электронных оболочек. Их внешние оболочки находятся дальше от ядра. Они отделены от ядра более толстой «шубой» из нижних электронных оболочек и электроны внешних уровней удерживаются слабее.

Б) Закономерности, связанные с окислительно-восстановительными свойствами. Изменения электроотрицательности элементов.

3. Перечисленные выше причины объясняют, почему СЛЕВА НАПРАВО УСИЛИВАЮТСЯ ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ свойства, а при движении СВЕРХУ ВНИЗ – ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ свойства элементов.

Последняя закономерность распространяется даже на такие необычные элементы, как инертные газы. У «тяжелых» благородных газов криптона и ксенона, которые находятся в нижней части группы, удается «отобрать» электроны и получить их соединения с сильными окислителями (фтором и кислородом), а для «легких» гелия, неона и аргона это осуществить не удается.

В) Закономерности, связанные с размерами атомов.

6. Размеры атомов (АТОМНЫЕ РАДИУСЫ) при перемещении СЛЕВА НАПРАВО вдоль периода УМЕНЬШАЮТСЯ. Это объясняют тем, что электроны все сильнее притягиваются к ядру по мере возрастания заряда ядра. Даже увеличение числа электронов на внешней оболочке (например, у фтора по сравнению с кислородом) не приводит к увеличению размеров атома. Наоборот, размеры атома фтора меньше, чем атома кислорода

Г) Закономерности, связанные с валентностью элементов.

8. Элементы одной и той же подгруппы (в короткой форме таблицы) или группы (в длинной) имеют аналогичную конфигурацию внешних электронных оболочек и, следовательно, одинаковую валентность в соединениях с другими элементами.

9. s-Элементы имеют валентности, совпадающие с номером их группы (в любой форме таблицы).

10. p-Элементы имеют наибольшую возможную для них валентность, равную номеру группы в короткой форме Периодической таблицы. Кроме того, они могут иметь валентность, равную разности между числом 8 (октет) и номером их группы в короткой форме таблицы (этот номер совпадает с числом электронов на внешней оболочке).

11. d-Элементы обычно обнаруживают несколько разных валентностей, которые нельзя точно предсказать по номеру рупппы.

12. Не только элементы, но и многие их соединения – оксиды, гидриды, соединения с галогенами – обнаруживают периодичность. Для каждойГРУППЫ элементов можно записать формулы соединений, которые периодически «повторяются» (то есть могут быть записаны в виде обобщенной формулы)

Структура материалов: макроструктура, микроструктура, ультрамикроструктура.

Строение материалов выражается структурой и текстурой. Структура – это характер взаимосвязи частиц в материале. Текстура – пространственное расположение частиц в материале. Структура может быть кристаллической (упорядоченной) и аморфной. Структуру можно рассматривать на разных уровнях:

· макроструктура – расположение частиц, видимых невооруженным глазом

· микроструктура – видна при значительном увеличении – под микроскопом

· ультрамикроструктура – строение на атомно-молекулярном уровне.

Макроструктура строительных материалов может быть: рыхлозернистая, конгломератная, слоистая, сланцеватая, волокнистая, ячеистая, мелкопористая.

Рыхлозернистая или сыпучая структура это скопление частиц, не связанных между собой и легко перемещающихся друг относительно друга (песок, щебень, гравий).

Конгломерат – это зерна различной величины, склеенные между собой вяжущим в монолит. Природный конгломерат – песчаник (зерна кристаллического кварца, образовавшиеся при химическом выветривании гранита, склеенные гелем аморфного кремнезема), искусственные конгломераты – бетоны.

Слоистая структура – это чередование различных слоев, характерна для рулонных материалов и листовых. В природе для осадочных пород.

Сланцеватая структура однородная из вытянутых (сплющенных) зерен ориентированных в горизонтальном направлении.

Волокнистая структура – наблюдается в древесине, минеральной вате, стеклопластиках. Если волокна не спутаны, а ориентированы в одном направлении, то материал имеет резкое различие прочности и др. свойств вдоль и поперек волокон (т.е. анизотропен).

Ячеистая структура характеризуется наличием в материале достаточно крупных воздушных полостей – пор. Она свойственна пено- и газобетонам, газонаполненным пластмассам (пенопласт, поропласт), а из природных материалов – пемзам.

Мелкопористая структура – присуща керамическим материалам, в которых многочисленные мелкие поры образуются при сушке, или выгорании органических добавок при обжиге; из природных - осадочным породам.

Прочность горных пород

Твердость пород

Горные породы могут деформироваться в пределах упру­гости и претерпевать пластические (остаточные) деформации.

Способность горных пород изменять форму и объем под влиянием силовых воздействий и полностью восстанавливать первоначальное состояние после устранения воздействий на­зывается упругостью.

Осадочные обломочные горные породы чаще всего применяются в качестве наполнителей для цементных бетонов, асфальтовых и автоклавных бетонов.

Химические осадочные горные породы применяются для изготовления вяжущих веществ, магнезиальных вяжущих, извести.

Осадочные органогенные горные породы. Эти горные породы образуются в результате накопления осадков от биологических веществ, в результате жизнедеятельности организмов. Примерами осадочных органогенных горных пород могут служить: известняки, мел, ракушечник, диатомит, трепел, опоки). Применяются данные горные породы при изготовлении вяжущих веществ на основы гипсовых вяжущих, а также в качестве активных минеральных добавок. Ракушечник например используется для изготовления отделочных материалов.

34. Метаморфические породы, условия образования, строение, свойства, применение. Метаморфические горные породы (или как их еще называют измененные горные породы) образовались в результате вторичного воздействия на горные породы высокой температуры и давления. К метаморфическим горным породам относят: мрамор, гнейс, сланцы. Применение таких горных пород достаточно широко, например мрамор применяются в качестве отделочного материала, а сланцы применяются как отделочные материалы, так и для получения сланцевых битумов.

Структуры метаморфических пород называются кристаллобластическими; они возникают в результате роста минералов (бластов) в твёрдой или пластической среде. Преобладают неправильные зёрна (ксенобласты), реже образуются зёрна с кристаллографическими формами (идиобласты). Различаются равномернозернистые (гомобластические) и неравномернозернистые (гетеробластические) структуры; частным случаем последних являются порфиробластические структуры, характеризующиеся наличием крупных кристаллов минералов (порфиробластов) среди мелкозернистой массы породы. По форме зёрен минералов среди метаморфических пород различают гранобластовые, или зернистые (кварциты, мраморы), лепидобластовые, или листоватые, свойственные породам, содержащим зёрна минералов листовидной формы (слюдяные сланцы, филлиты), и лепидогранобластовые, или зернисто-листовые.

Физико-механические свойства метаморфических горныхпородво многом близки к магматическим, что обусловлено наличием у них жестких преимущественно кристаллизационных связей. Все метаморфические породы, не будучи измененными (сильно выветрелыми, трещиноватыми), имеют прочность, значительно превышающую нагрузки, существующие в строительной практике.

Метаморфические породы практически водонепроницаемы и, за исключением карбонатных разновидностей (мраморы, скарны), не растворяются в воде. Деформируемость и фильтрация этих пород возможны только по трещинам, а также в выветрелых зонах. Для большинства метаморфических пород характерна анизотропность свойств, обусловленная их сланцеватостью. Прочность на сжатие, сопротивление сдвигу, модуль упругости значительно ниже вдоль сланцеватости, чем перпендикулярно ей.

35. Коррозия изделий и конструкция из ПКМ, меры защиты. Основной причиной коррозии каменных материалов в строительных конструкциях является физико-химическое воздействие воды. Это воздействие проявляется в растворяющей способности воды, особенно если она содержит растворенные газы (С02, S02 и др.); в замерзании воды в порах и трещинах, сопровождающемся появлением в материале больших внутренних напряжений. Кроме того, резкое изменение температуры приводит к появлению на поверхности камня, особенно из полиминеральных пород, микротрещин, которые становятся очагами разрушения. Различные микроорганизмы и растения (мхи, лишайники), поселяясь в порах и трещинах камня, извлекают для своего питания щелочные соли и выделяют органические кислоты, вызывающие биологическое разрушение камня.

Ясно, что стойкость каменных материалов против коррозии тем выше, чем они плотнее (меньше пористость) и меньше их растворимость. Поэтому все мероприятия по защите каменных материалов от коррозии направлены на предохранение их от воздействия воды и на повышение поверхностной плотности. Эти меры могут быть конструктивными и физико-химическими.

Конструктивная защита от увлажнения осуществляется путем устройства надлежащих стоков воды, придания каменным материалам гладкой полированной поверхности и такой формы, при которых вода, попадающая на них, не задерживается и не проникает внутрь материала.

физико-химические мероприятии заключаются в создании на лицевой поверхности камня плотного водонепроницаемого слоя и/или ее гидрофобизации. Одним из способов повышения поверхностной плотности является флюатирование, при котором карбонатные породы пропитывают солями кремнефтористоводородной кислоты (флю-атами), например флюатами магния.

Коррозия цементного камня.

Коррозия цементного камня. Если вода или водные растворы солей и кислот фильтруются сквозь цементный камень, то начинается его разрушение Коррозия протекает тем интенсивнее, чем выше капиллярная пористость цементного камня В зависимости от действующих коррозионных агентов различают несколько видов коррозии.

Физическая коррозия (выщелачивание). При взаимодействии с водой силикатов кальция выделяется Са(ОН)2, около 15 % от объема всех продуктов твердения. Растворимость Са(ОН)2 в воде около 2 г/л. Поэтому происходит вымывание Са(ОН)2 и вынос его на поверхность. На бетоне появляются белесые выцветы. Чем больше вымывается Са(ОН)2 из цементного камня, тем более пористым он становится. Это вызывает усиление фильтрации воды и т. д. Чтобы увеличить стойкость цементного камня к выщелачиванию, используют цементы с пониженным содержанием С3S, а также добавляют к цементу активные минеральные (пуццолановые) добавки, связывающие Сa(OH)2 в менее растворимые гидросиликаты кальция nCaO·SiO2·mH2O.

Еще сильнее разрушает цементный камень фильтрующаяся через него минерализованная вода. В этом случае внутри цементного камня происходят различные химические реакции между растворенными в воде солями и продуктами твердения цемента.Особенно опасна сульфатная коррозия, вызываемая водой, содержащей сульфат-ион SО2-4 (в частности, растворы СаSО4). причиной разрушения является образование в цементном камне сложного комплексного соединения: гидросульфоалюмината кальция (эттрингит). Он образуется при взаимодействии гидроалюмината кальция, находящегося в цементном камне с поступающими с водой ионами Са2+ и SО2-4 по следующей схеме:

3СаО·А12О3·6Н2О + 3Са2+ + 3SО2--4 + 25Н2О = 3СаО·А12О3·3СаSО4·31Н2О

Объем эттрингита в 2,5 раза превышает объем исходного гидроалюмината, что и вызывает разрушение затвердевшего цементного камня. Это эта же реакция образования эттрингита, но проводимая целенаправленно, используется для получения расширяющихся цементов. Основные пути защиты цементных материалов от коррозии следующие: правильный выбор типа цемента и снижение капиллярной пористости цементного камня.

Вид вяжущего вещества

·

· Силикатные бетоны изготавливают на основе извести, применяя автоклавный метод твердения. Это довольно редкий тип смеси, малоиспользуемый на современном производстве.

· Гипсовые бетоны (на основе, соответственно, гипса) применяются для возведения подвесных потолков, внутренних перегородок и элементов отделки. Одной из разновидностей этого вида смесей являются гипсоцементные-пуццолановые, характеризующиеся высокой степенью водостойкости. Их применяют в создании конструкций малоэтажных зданий и объемных блоков санузлов.

Цементные бетоны и растворы создают на основе цементных составов. Это самый широко распространенный тип бетона, наиболее широко применяющийся в строительстве. Основное место в этой группе занимает портландцемент с разновидностями. Следом идут бетонные смеси на пуццолановом цементе и шлакопортландцементе. Также к цементным бетонам относятся декоративные (создаваемые на белых и цветных цементах), смеси на напрягающем цементе, а так же на безусадочном и глиноземистом.

· Полимерцементные бетоны изготавливают на смешанной связующей основе, которая состоит из цемента, латексов и водорастворимых смол.

· Шлакощелочные бетоны получают из затворенных щелочными растворами молотых шлаков. Такие составы начали применяться в строительстве недавно.

· Специальные бетоны получают благодаря применению особых вяжущих средств. Например, для жаростойких и кислотноупорных бетонов применяется жидкое стекло, в качестве вяжущих используют нефелиновые, шлаковые и стеклощелочные элементы, получаемые из отходов некоторых видов промышленности.

·

Классификация по назначению

· обычный (для создания фундаментов, колонн, балок и плит перекрытий, других железобетонных конструкций);

· гидротехнический (для облицовки каналов, шлюзов, плотин, канализационных и водопроводных сооружений);

· для аэродромных и дорожных покрытий, тротуаров;

· бетон специального назначения (для защиты от радиации, а также жароупорный и кислотостойкий).

Газобетон и пенобетон

Газобетон — разновидность ячеистого бетона; строительный материал, представляющий собой искусственный камень с равномерно распределёнными по всему объёму сферическими порами диаметром 1—3 мм. Качество газобетона определяют равномерность распределения, равность объёма и закрытость пор.

Основными компонентами этого материала являются цемент, кварцевый песок и специализированные газообразователи, также возможно добавление гипса и извести. Сырьё смешивается с водой заливается в форму и происходит реакция воды и газообразователя, приводящая к выделению водорода, который и образует поры, смесь поднимается как тесто. После первичного затвердевания разрезается на блоки, плиты и панели. После этого изделия подвергаются закалке паром в автоклаве, где они приобретают необходимую жёсткость, либо высушиваются в условиях электроподогрева

Свойства газобетона и где применяются

Прочность и долговечность газобетона

Несмотря на небольшую объемную массу, составляющую для газобетона, обычно используемого в коттеджном строительстве, всего 400-500 кг/м³, материал обладает высокой прочностью на сжатие - 28-40 кгс/ м². Газобетон может применяться в малоэтажном строительстве для возведения безкаркасных строений высотой не более 14 метров, создания внутренних стен и перегородок.

Качественная теплоизоляция Воздух, заключенный в многочисленных порах, обеспечивает отличные теплосберегающие свойства газобетона.

Экономичность газобетона Использование газобетона в строительстве позволяет снизить нагрузку на фундамент. Кладка методом тонких швов, по сравнению с традиционной кладкой, снижает расход кладочного раствора в шесть раз. Значительно снижается и трудоемкость строительных работ. 1 газобетонный блок заменяет 15 – 20 кирпичей, следовательно, во время выкладки стены из газобетона рабочие должны будут произвести в 15 – 20 раз меньше операций, чем при кладке кирпичной стены такого же размера.

Экологическая безопасность и комфорт проживания в домах из газобетона При изготовлении газобетона используются только натуральные, экологически чистые компоненты. Готовый строительный материал инертен, не выделяет в окружающую среду никаких соединений, абсолютно безопасен для здоровья людей

Огнестойкость газобетона Газобетон изготавливается из негорючего природного минерального сырья, не горит и не поддерживает горение. Он может в течение 3-7 часов выдерживать одностороннее воздействие огня. Также газобетон способен защитить от огня металлические конструкции.

Морозостойкость газобетона обеспечивает сохранность газобетон при замерзании в течение 100 и более циклов. Для сравнения: нормы морозостойкости кирпича, пригодного для использования в Центральном регионе – строительный – 15-25 циклов, лицевой – 50 циклов. Пенобетон выдерживает до 35 циклов заморозки.

Пенобетон — ячеистый бетон, имеющий пористую структуру за счёт замкнутых пор (пузырьков) по всему объёму, получаемый в результате твердения раствора, состоящего из цемента, песка, воды и пенообразователя.

стоимость оборудования для производства газобетона исчисляется в сотнях тысячах долларов, а оборудования для производства пенобетона стоит около 100 000 рублей.

Пенобетону (в отличие от газобетона) присуща закрытая структура пористости, то есть пузырьки внутри материала изолированы друг от друга. В итоге, при одинаковой плотности, пенобетон плавает на поверхности воды, а газобетон тонет. Таким образом, за счет низкого водопоглощения пенобетон обладает более высокими теплозащитными и морозостойкими характеристиками. Благодаря этим свойствам, пенобетон может использоваться в местах повышенной влажности и на стыках "холод – тепло", т.е. там, где применение газобетона недопустимо.

Пенобетон вообще не впитывает влагу, в отличие от газобетона, имеющего сквозные поры, т.к. структура пенобетона - это скрепленные между собой замкнутые пузырьки -отсюда и название - "пенобетон".

Из-за перечисленного выше, большинство работ по утеплению кровли, трубопроводов, внешних стен, подва-лов и фундаментов проводят с помощью пенобетона. Со-ответственно, и на перегородки большинство строителей предпочитает использовать пенобетонные блоки.

Жаростойкий бетон, - бетон, способный сохранять в заданных пределах физико-механические свойства при длительном воздействии на него высоких температур. Вяжущими для жаростойкого бетона служат: портландцемент, шлакопортландцемент, высокоглинозёмистый, глинозёмистый или периклазовый цементы, жидкое стекло, фосфатные связки и др.

Вяжущие во многих случаях вводятся тонкомолотые добавки. В качестве заполнителей используют дроблёные огнеупорные или тугоплавкие горные породы, бой обожжённых огнеупорных изделий и некоторые другие материалы.

По степени огнеупорности жаростойкие бетоны подразделяются на высокоогнеупорные (огнеупорность выше 1770°С), огнеупорные (1580-1770°С), жароупорные (ниже 1580°С).

Жаростойкий бетон применяют для сооружения тепловых агрегатов, фундаментов промышленных печей и других конструкций, подверженных длительному нагреванию. Таким образом, жаростойкость это важное свойство бетона.

Бетон защищающий от радиоактивности

Бетон является эффективным материалом для биологической защиты ядерных реакторов, поскольку в нем удачно сочетаются при сравнительно низкой стоимости высокая плотность содержание определенного количества водорода в химически связанной воде. Для уменьшения толщины защитных экранов при возведении атомных электростанций и предприятий по производству изотопов наряду с обычными применяют особо тяжелые бетоны со средней плотностью от 2500 до 7000 кг/м3 и гидратные бетоны с высоким содержанием химически связанной воды. С этой целью используют тяжелые природные или искусственные заполнители: магнетитовые, гематитовые или лимонитовые железные руды, барит, металлический скрап, свинцовую дробь и др.

Силикатный кирпич и бетон

Силикатный кирпич

Силикатный кирпич изготавливается из смеси кварцевого песка, воздушной извести и воды. Отформованный кирпич подвергается автоклавной обработке — воздействию насыщенного водяного пара при температурах 170—200 °C и высоком давлении. В результате применения такой технологии образуется искусственный камень. [источник не указан 1471 день]:

Важные показатели

· Прочность на изгиб.

Морозостойкость — обозначается латинской букой «F» и цифрами 50-1000, означающими количество циклов замерзания-оттаивания, которые способен выдержать бетон.

Водонепроницаемость — обозначается латинской буквой «W» и цифрами от 2 до 20, обозначающими давление воды, которое должен выдержать образец-цилиндр данной марки.

· Удобоукладываемость

· Прочность на сжатие

Свойства растворных смесей

1) удобоукладываемость

2)Расслаиваемость

3) Воздухововлечение

Об этом писалось в вопросе 64

Жб монолитный и сборный

Монолитный

Недостатки: сезнность работ, перерасход цемента, плохие кадры, невозможность контроля за всеми операциями, дорогостоящая опалубка

Достоинства: Возможность изменения внешнего облика здания,нет швов, нет неудобств жителям из-за заводов.

Сборный все наоборот

74. Микро-структура древесины: Клетки древесины имеют оболочку из целлюлозы, внутри находятся платоплазмы, вакуоли. К концу лета от клетки остается только целлюлоза. Клетки имеют вытянутую форму, ориентируясь по стволу, к концу лета остается полаятрубка Структура дерева пористая и волокнистая, волокна ориентируются по вертикали.

Макро-структура древесины: Деревья бывают ядровые, заболонные и спелодревесные.

Ядровые и спелодревесные породы в основном лиственные. Листовые пластинки в основном широкие. В рыхлую часть попадают поры грибов, которые питаются целлюлозой и продукты жизнедеятельности окрашиваются в темный цвет. На поперечном срезе между корой и заболонью находится очень тонкий слой живых клеток. 2 Слоя ( камбий и луб) Клетки камбия делятся и наращивают годичные кольца, большая часть в древесину. Луб передает воду от корней к листьям. Продольный срез-по радиусу проекции годичных колец. Тангенсальный- по касательной.Сучки м.б. одиночными и мутовчатыми. Мутовка-ветки, отходящие по одной плоскости.

Битумы и дегти

Выделение вспомогательных материалов в отдельную группу определяется их второстепенной ролью в создании декоративно-отделочных покрытий. К примеру, битумы и дегти, обладающие специфическим запахом и черно-коричневым цветом, редко используются непосредственно в отделке. Однако в составе мастик, лаков, гидроизоляции эти материалы играют первостепенную роль.

Битумы и дегти представляют собой группу органических вяжущих. Битумы (природные, нефтяные, сланцевые) — вещества, состоящие из высокомолекулярных углеводородов нафтенового, ароматического и метанового рядов и их кислородных, сернистых и азотистых производных, полностью растворимые в сероуглероде. Дегти (каменноугольные, торфяные, древесные) — вещества, состоящие в основном из смеси высокомолекулярных ароматических углеводородов и их кислородных, азотистых и сернистых производных.

Химический состав битумов и дегтей сложен. В нем находится около 200 различных органических веществ. Битумы и дегти обладают рядом общих свойств:

1) при нормальной температуре органические вяжущие — это твердые массы или густые жидкости темного, почти черного цвета;

2) при нагревании они размягчаются (разжижаются), а при охлаждении — отвердевают. Эта особенность позволяет применять их как связующее вещество;

3) они практически не растворяются в воде (а многие и в кислотах), но растворяются в органических растворителях (сероуглероде, хлороформе, бензоле, дихлорэтане и др.). Это позволяет их использовать при изготовлении лаков и мастик;

4) истинная и средняя плотности битумов и дегтей равны, так как они не имеют пористости, следовательно, практически водонепроницаемы;

5) битумы и дегти гидрофобны (не смачиваются водой);

6) учитывая свойства 4 и 5, можно сделать заключение о водостойкости и морозостойкости битумов и дегтей. Указанные свойства позволяют использовать их в качестве кровельных и гидроизоляционных материалов;

7) битумы и дегти имеют аморфное строение, поэтому у них нет определенной температуры плавления, а существуют интервалы размягчения, т. е. при нагревании они постепенно переходят из твердого состояния в вязкожидкое;

8) битумы и дегти при размягчении прочно сцепляются с камнем, деревом, металлом и др. (это свойство носит название адгезии). Используются при применении в качестве вяжущих веществ; переводить в рабочее состояние битумы и дегти можно не только расплавлением и растворением в органических растворителях, но и эмульгированием в воде. (Получение битумных эмульсий производят с помощью специальных добавок-эмульгаторов.)

При оценке качества битумов и дегтей необходимо знать их групповой состав. В групповой состав битумов входят:

масла (45 ...65%) — вязкие жидкости светло-желтого цвета с плотностью менее 1, состоящие из углеводородов с молекулярной массой 100 ...500; масла придают вяжущему подвижность и текучесть;

смолы (15... 30 %) — вязкопластичные высокомолекулярные аморфные вещества темно-коричневого цвета с плотностью около 1 и молекулярной массой 500... 1000; от их содержания зависят степень пластичности битумов и вяжущие свойства;

асфальтены (10... 30%) — твердые хрупкие вещества кристаллического строения с плотностью больше 1 и молекулярной массой 1000... 5000; их содержание определяет теплоустойчивость, вязкость и хрупкость вяжущего;

карбены и карбоиды (1... 2%) — твердые углеродистые вещества, образующиеся при высоких температурах; их содержание повышает вязкость и хрупкость вяжущего.

В битумах содержатся также асфальтогеновые кислоты (до 1 %) — смолообразные вещества, способствующие более интенсивной адгезии битумов к каменным материалам.

Примесь в битуме кристаллического парафина (0,6... 8 %) понижает его качество, в частности повышает хрупкость при пониженных температурах.

Групповые углеводороды, как компоненты битума, образуют сложную систему. Дисперсионной средой в этой системе является молекулярный раствор смол или их части в маслах, а дисперсной фазой служат асфальтены. В пограничной зоне адсорбированы асфальтогеновые кислоты. Если в системе имеется избыток дисперсионной среды, то комплексные частицы (мицеллы) свободно в ней перемещаются и не контактируют между собой. Это характерно для жидких битумов при нормальной температуре и для вязких битумов при повышенных температурах. При пониженном количестве дисперсионной среды и большем количестве мицелл они контактируют друг с другом и образуют мицеллярную пространственную сетку. Такие битумы характеризуются высокой вязкостью и твердостью при комнатной температуре.

В дегтях кроме масел (60....80%) и смол (15...25%) содержится свободный углерод (5... 25%) — твердое вещество с высокой молекулярной массой. В состав дегтей входят также нафталин, антрацен, фенолы и некоторые другие примеси.

По происхождению битумы делятся на природные, нефтяные (искусственные) и сланцевые.

Природные битумы образовались в результате естественного процесса окислительной полимеризации нефти. Они иногда встречаются в чистом виде, образуя озера, но чаще пропитывают горные породы — известняки, доломиты, песчаники. Такие породы называют битумными, или асфальтовыми.

Природные битумы получают из асфальтовых пород экстрагированием с помощью различных растворителей (но это дорогостоящий способ, поэтому он не получил достаточного распространения), или вывариванием в горячей воде.

Искусственные нефтяные битумы — продукты переработки нефти и ее смолистых остатков — по стоимости почти в шесть раз ниже природных. По способу производства они делятся:

на остаточные, полученные из гидрона путем дальнейшего глубокого отбора из него масел;

окисленные, получаемые окислением нефтяных остатков кислородом воздуха в кубах (конверторах) непрерывного или периодического действия;

крекинговые, получаемые переработкой остатков, образующихся при крекинге нефти;

компаундированные, получаемые смешиванием нефтяных продуктов различной вязкости;

битумы деасфальтизации, получаемые осаждением асфальтосмолистой части гидронов пропаном и другими растворителями.

У нас в стране наиболее распространен метод получения окисленных битумов.

Гудрон — остаток после отгонки из мазута масляных фракций; он является основным сырьем для получения нефтяных битумов.

Термин «сланцевые» битумы не совсем точен. По свойствам и химическому составу сланцевые битумы приближаются к битумным материалам, а по способу получения — к дегтям. Область применения сланцевых битумов в основном та же, что и нефтяных.

По назначению битумы подразделяются на строительные, кровельные и дорожные, а по основным свойствам делятся на марки.

Строительные нефтяные битумы выпускают трех марок: битум нефтяной БН-50/50, БН-70/30, БН-90/10. Цифры показывают: числитель — температуру размягчения,°С; знаменатель — среднее значение глубины проникания иглы. Применяются для изготовления асфальтовых бетонов и растворов, приклеивающих и изоляционных мастик, покрытия и восстановления рулонных кровель.

Нефтяные кровельные битумы, применяемые для производства кровельных и гидроизоляционных материалов, вырабатывают трех марок: битум нефтяной кровельный БНК-45/180 — пропиточный битум, БНК-90/40 и БНК-90/30 — покровные битумы. Цифры показывают: числитель — среднее значение температуры размягчения,°С, знаменатель — среднее значение глубины проникания иглы.

Нефтяные дорожные битумы, применяемые в качестве вяжущего при строительстве дорожных и аэродромных покрытий, выпускают пяти марок: битум нефтяной дорожный БНД-200/300, БНД-130/200, БНД-90/130, БНД-60/90, БНД-40/60. Цифры показывают допускаемые пределы отклонения глубины проникания иглы при 25°С.

При разжижении вязких битумов жидкими нефтяными продуктами получают жидкие нефтяные битумы. В зависимости от скорости формирования структуры жидкие битумы делятся на три класса: БГ — быстро густеющие, СГ — среднегустеющие, МГ — медленногустеющие.

Жидкие битумы используют в основном при строительстве дорог (для обработки гравийных и щебеночных смесей, изготовления асфальтовых материалов).

Дегти получают в процессе деструктивной (нагревание без доступа воздуха) перегонки твердых видов топлива. В зависимости от исходного сырья получают каменноугольные, торфяные и древесные дегти. Наибольшее распространение в строительной практике получил каменноугольный деготь.

Это вязкая невзрывоопасная маслянистая жидкость черного цвета с характерным запахом, обусловленным содержанием в нем фенолов и нафталина.

В состав каменноугольных дегтей входят определяющие их токсичные свойства каменноугольный пек (около 50%) и высококипящие фракции каменноугольной смолы.

Каменноугольные дегти в зависимости от значения вязкости подразделяют на шесть марок: Д — 1, Д — 2, Д — 3, Д — 4, Д — 5, Д — 6.

При переработке 1 т угля получают 700... 750 кг кокса, 300... 350 м3 коксового газа, 12... 15 л бензола, до 3 кг аммиака, 30... 40 кг сырого дегтя (сырой каменноугольной смолы). Сырой каменноугольный деготь не пригоден для производства строительных материалов, так как содержит значительное количество летучих веществ и растворимых, вымываемых водой соединений, которые понижают их погодоустойчивость. При отгонке из сырого дегтя воды, всех легких и частично средних масел получают отогнанный деготь, а при дальнейшей отгонке средних и тяжелых масел получают антраценовое масло и пек.

Составленный деготь получают сплавлением пека с антраценовым маслом или с отогнанным дегтем. Составленные дегти наиболее пригодны для строительных целей, так как, изменяя соотношения между пеком и антраценовым маслом или отогнанным дегтем, можно получать составленные дегти требуемой вязкости и температуры размягчения.

Каменноугольный пек является твердым остатком после отгонки из каменноугольного дегтя всех летучих фракций. Это аморфное вещество черного цвета, хрупкое, с характерным блеском и раковистым изломом. Состоит из высокомолекулярных углеводородов и их производных и свободного углерода в виде тонкодисперсных частиц (8... 30%). Каменноугольный пек выпускают двух марок: среднетемпературный (А и Б) и высокотемпературный, которые отличаются друг от друга температурой размягчения, зольностью и содержанием влаги.

Отогнанные и составленные дегти, антраценовое масло и пек используют как сырье в производстве дегтевых кровельных материалов, приклеивающих и покрасочных мастик.









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2019 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.