К материалам на основе органических вяжущих относятся полимербетоны, полимерцементные бетоны, изделия на основе древесины, бетоны на основе дегтевых и битумных вяжущих.
10.1 Асфальтовые бетоны и растворы
Асфальтобетон - искусственный строительный материал, получаемый в результате отвердевания уплотненной асфальтобетонной массы, состоящей из тщательно перемешанных асфальтового вяжущего, щебня (гравия) и песка. Асфальтобетон без крупного заполнителя называют асфальтовым раствором.
Асфальтовое вяжущее представляет собой смесь нефтяного дорожного битума с тонкомолотыми минеральными порошками (известняка, доломита, мела, асбеста, шлака).
Битумы - это органические вяжущие материалы аморфной структуры, в состав которых входят высокомолекулярные углеводороды и их производные. Битумы бывают природные и искусственные. Искусственные битумы получают переработкой нефтяного сырья. В зависимости от технологии производства могут быть: остаточные, получаемые изгудрона (остатка после отгонки из мазута масляных фракций) путем дальнейшего отбора из него масел; окисленные, получаемые окислением гудрона в специальных аппаратах (продувка воздухом); крекинговые, получаемые переработкой остатков, образующихся при крекинге нефти.
Химический состав битумов весьма сложен: углерода 70…80 %, водорода 10…15 %, серы 2…9 %, кислорода 1…5 %, азота менее 2 %. Эти элементы находятся в битуме в виде углеводородов и их соединений с серой, кислородом и азотом. Все многообразие соединений, образующих битум, можно свести в три группы: твердая часть (асфальтены) с молекулярной массой 1000…5000, плотностью более 1, смолы с молекулярной массой 500…1000 плотностью около 1 и масла с молекулярной массой 100…500, плотностью менее 1.
Группы углеводородов, входя в состав битумов в различных соотношениях и образуя сложную дисперсную систему, предопределяют их структуру и свойства. Если в дисперсной системе имеется избыток дисперсной среды, то комплексные частицы - мицеллы не контактируют между собой, свободно перемещаясь. Эта структура характерна для жидких битумов при нормальной температуре и для вязких битумов при повышенных температурах. При большом количестве мицелл они контактируют между собой, образуя мицеллярную пространственную сетку. Такая структура характеризуется высокой вязкостью и твердостью при высокой температуре. Обладая аморфным строением, битумы в отличие от кристаллических материалов не имеют определенной температуры плавления. Постепенный переход из твердого состояния в вязкотекучее обратим и происходит без изменения основных свойств, следовательно, битумы относятся к термопластичным органическим материалам. На этом свойстве и основана технология получения материалов и изделий с их использованием (затвердевание по термопластическому механизму).
Химический состав определяет свойства битумов. Битумы гидрофобны (не смачиваются водой), водостойки, пористость их практически равна нулю, поэтому они водонепроницаемы и морозостойки. Эти свойства позволяют широко использовать битумы при получении гидроизоляционных и кровельных материалов. Так как битумы - абсолютно плотные материалы, то их средняя и истинная плотности численно равны и колеблются в зависимости от группового состава от 800 до 1300 кг/м3. Теплопроводностьхарактерна для аморфных веществ и составляет 0,5…0,6 Вт/(м·°С); теплоемкость - 1,8…1,97 кДж/кг·°С.
Технологические свойства битума, как дисперсной системы, определяются соотношением входящих в него составных частей: масел, смол и асфальтенов. Существуют три основных показателя: глубина проникания иглы (вязкость, пенетрация), температура размягчения и растяжимости (дуктильность), которые находятся во взаимосвязи. Повышение содержания асфальтенов и смол влечет за собой возрастание твёрдости, температуры размягчения и хрупкости (малой растяжимости) битума.
С течением времени при хранении и в эксплуатационных условиях под действием солнечного света и кислорода воздуха состав и свойства битумов изменяются: в них увеличивается относительное содержание твердых и хрупких составляющих и соответственно уменьшается количество маслянистых и смолистых фракций, в связи с чем повышается хрупкость и твердость (процесс старения). Материалы на основе битума нельзя применять в условиях воздействия горячей воды и жидких органических сред (масла, растворителей, нефтепродуктов). К недостаткам битумов относятся также их низкая тепло-, морозо- и радиационная стойкость. Однако доступность и относительно низкая стоимость битумов обеспечили им широкое применение в строительстве.
С целью повышения эластичности, теплостойкости, механической прочности, прочности сцепления в битумы вводят полимерные добавки, ПАВ.
Минеральный наполнитель играет в асфальтовом вяжущем активную роль. Его поверхность является подложкой, на которой адсорбируется мономолекулярный слой битума. Этот слой оказывается очень плотным и прочным из-за своей структурированности. Сам по себе битум твердеет по механизму термопластичности, однако, как мы уже отметили, этот механизм не обеспечивает теплостойкости получаемого твердого тела. Введение же наполнителя включает адсорбционный механизм формирования твердофазового состояния. Именно он и обусловливает твердость и прочность асфальтобетонов и высокую температуру его размягчения. Без наполнителя бетон обладал бы пластичностью, особенно в жару, и не справлялся бы с силовыми нагрузками.
В качестве минерального порошка (наполнителя) используются тонкомолотые природные горные породы (известняк, доломит, мел, асбест), а также техногенные продукты (шлаки, золы).
Наибольшую прочность асфальтовому вяжущему обеспечивает оптимальное соотношение компонентов, при котором весь битум адсорбируется в виде тонких непрерывных пленок на поверхности частиц наполнителя.
Мелким заполнителем в растворе и бетоне служат чистые природные и искусственные пески с содержанием пылевато-глинистых частиц не более 3 % по массе. Щебеньили гравий применяют из прочных и морозостойких горных пород, а также из металлургических шлаков. Из осадочных предпочитают карбонатные породы (известняки, доломиты), хорошо сцепляющиеся с битумом (асфальтовым вяжущим). По виду крупного заполнителя асфальтобетоны разделяют на щебеночные и гравийные.
Основные свойства асфальтового бетона зависят от примененного асфальтового вяжущего, состава и пористости. Благодаря битуму, расход которого составляет 4,5…10 % по массе, асфальтобетоны обладают гидрофобностью и химической стойкостью к агрессивным веществам, вызывающих коррозию цементных бетонов, металлов и других строительных материалов.
Благодаря этому асфальтовые бетоны и растворы лучше, чем цементные, противостоят коррозии.
Вместе с тем, они характеризуются растворимостью в органических растворителях, повышенной деформативностью, способностью размягчаться при нагревании вплоть до полного расплавления, подверженностью старению под действием солнечного света и кислорода воздуха вследствие возрастания количества твердых хрупких составляющих за счет уменьшения содержания смолистых веществ и масел - медленному изменению состава и свойств, сопровождающемуся повышением хрупкости и снижением гидрофобности.
Состав асфальтового бетона подбирают исходя из условия оптимальной структуры: асфальтовый раствор должен заполнять пустоты в щебне с небольшим (10…15 %) избытком, и пустоты в песке были полностью заполнены асфальтовым вяжущим с избытком (10…15 %) для обволакивания песчинок.
Качество асфальтобетонного покрытия оценивают по прочности, износостойкости и водостойкости. Технические свойства асфальтобетона значительно изменяются в зависимости от температуры. При обычной температуре (20...25 °С) он имеет упруго-пластичные свойства, при повышенных - вязкопластичные, а при пониженных температурах становится хрупким. В связи с этим испытания механической прочности проводят при температурах 0, 20, 50 °С при постоянной скорости подачи нагрузки. В зависимости от температуры и марки используемого битума прочность асфальтобетонов на изгиб соответственно равна 1,0...1,2; 2,5...3 и 10...15 МПа.
Отличительной особенностью асфальтобетона является его способность к вязкому сопротивлению ударным воздействиям и износу. Установлено, что в условиях движения городского транспорта износ составляет 0,2...1,5 мм в год. Так как асфальтобетон чувствителен к колебаниям температуры внешней среды, то в нем постоянно происходят структурные изменения, приводящие к разрушению покрытия. Особенно интенсивно деструктивные процессы происходят при резкой смене температур. Процесс этот ускоряется действием воды и старением самого органического вяжущего.
В зависимости от марки применяемого битума и температуры укладки бетоны разделяются на:
- горячие (80…110 °С) на вязких нефтяных битумах марок БНД-90/130, БНД-60/90 и
БНД-40/60;
- теплые (50…100 °С) на битумах пониженной вязкости БНД-200/300 и БНД-130/200 или жидких битумах БГ-70/130;
- холодные (не ниже 5 °С) на жидких битумах марок СГ-70/130.
Твердение холодного асфальтобетона основано на загустевании жидкого битума за счет испарения летучих фракций, окисления и других процессов, которые длятся 20…30 сут. Холодные бетоны проще и дешевле в изготовлении и удобнее в укладке, особенно в сырую и холодную погоду. Могут храниться на складе 6…8 мес. Поэтому их изготавливают зимой, а укладывают летом. Холодные бетоны бывают только мелкозернистыми или песчаными.
Технология приготовления асфальтобетонной смеси для горячего асфальтобетона предусматривает предварительный подогрев битума до 150…170 °С (для перевода в жидкое состояние), заполнителей и минерального порошка до 180…200 °С (во-первых, для удаления влаги, которая ухудшает сцепление битума с минеральной частью, а во-вторых, компоненты должны быть горячими, что бы битум быстро не остыл при перемешивании) и тщательное перемешивание их в смесителе. Для холодного бетона все компоненты нагревают до 110…120 °С. Иногда его готовят на битумной эмульсии, смешивая вяжущие и заполнители без подогрева.
Приготовленную асфальтобетонную смесь транспортируют автосамосвалами и у места укладки загружают в асфальтоукладчик, который ровным слоем толщиной на 15…20 % больше проектной распределяет ее по подготовленному основанию. После укладки смесь уплотняют катками массой 5…14 т или вибрационными моторными катками массой 0,5…4,5 т. В помещениях смесь уплотняют площадочными вибраторами. Горячие и теплые бетоны отвердевают, приобретая плотность и прочность, через 1…2 ч, после остывания. Холодную асфальтобетонную смесь охлаждают до 60 °С, развозят на места и укладывают. отвердевает смесь под действием транспортных средств.
В строительной практике применяют также литой асфальтобетон (в стесненных условиях или при малых объемах работ). Его уплотняют в горячем состоянии утюгами, специальными валиками, легкими катками (0,5…1,5 т) или вовсе не уплотняют.
Асфальтобетоны и растворы являются важнейшими материалами для устройства дорожных и аэродромных покрытий, полов на промышленных предприятиях и складских помещениях, ирригационных каналов, плоских кровель, стяжек.
10.2 Полимербетоны
Полимербетон - это бесцементный и безводный бетон, в котором вместо минерального вяжущего используется связующее из жидкого олигомера (полимера с невысокой молекулярной массой), отвердителя и тонкомолотого минерального наполнителя.
Полимеры – это высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из нескольких тысяч или даже сотен тысяч атомов. Искусственные полимеры получают реакциями синтеза из сравнительно простых по химическому составу веществ - мономеров. Чаще всего макромолекулы таких соединений построены путем многократного повторения определенных структурных единиц. Степенью полимеризации называют число структурных единиц, содержащихся в одной макромолекуле.
Исходными материалами для получения полимеров являются природный газ и так называемый "попутный" газ, сопровождающий выходы нефти. В газообразных продуктах переработки нефти содержится этилен, пропилен и другие газы, перерабатываемые на предприятиях в полимеры. Сырьем для полимеров служит также каменноугольный деготь, получаемый при коксовании угля и содержащий фенол и другие компоненты. В производстве синтетических материалов применяют также азот и кислород, получаемые из воздуха, воду и ряд других широко распространенных веществ.
По внутреннему строению различают линейные, которые состоят из длинных нитевидных макромолекул, связанных между собой слабыми межмолекулярными (Ван-дерваальсовыми) и водородными связями (синтетический каучук), и пространственные, в которых прочные ковалентные связи между цепями имеют прочность того же порядка, что и прочность связей внутри цепи и приводят к образованию единого пространственного каркаса. Пространственные структуры гораздо хуже деформируются, чем структуры из линейных молекул. При образовании сплошной пространственной структуры полимер приобретает свойства твердого упругого тела.
По поведению при нагревании полимеры делятся на термопластичные и термореактивные. Термопластичными (термопластами) называют полимеры, способные обратимо размягчаться при нагреве и отверждаться при охлаждении, сохраняя основные свойства. Это линейные полимеры, поскольку межмолекулярные силы и водородные связи между их цепями преодолеваются при сравнительно умеренном повышении температуры. Термореактивными (или реактопластами) называют полимеры, которые, будучи отверждены, не переходят при нагреве в пластичное состояние. Это пространственные полимеры, для которых разрыв связей тепловым движением требует высокой температуры, которая может вызвать разрыв связей не только между цепями, но и внутри цепей, что приводит к деструкции (химическому разложению) полимера. Продукты разложения загораются. Такой процесс необратим. Термореактивные полимеры при повышении температуры ведут себя подобно древесине: при высокотемпературном нагреве они претерпевают деструкцию и загораются.
Вяжущими для полимербетонов служат преимущественно термореактивные пространственные полимеры (фенольно-формальдегидные, полиэфирные, фурановые, эпоксидные смолы). Выбор синтетического связующего зависит от условий эксплуатации полимербетона и видов агрессивной среды.
Отвердителем (инициатором реакции полимеризации) для фенольных и фурановых смол могут служить паратолуолсульфохлорид и бензолсульфокислота, для эпоксидных смол - амины и полиамиды, для полиэфиров - гидроперекиси и нафтенат кобальта. Оптимальное количество отвердителя выбирают в зависимости от температуры среды, вида и количества смолы в смеси и др.
Кроме этого, качество связующего повышают введением пластификаторов (для эпоксидных смол - низкомолекулярные тиоколы и полиамиды, которые химически связываются со смолой, а также дивинилнитрильный каучук СКН-26).
В качестве наполнителей используют кислотостойкие материалы: кварцевый песок, андезит, диабаз, базальт, гранит и другие силикатные и алюмосиликатные породы, вводимые в виде молотого порошка крупностью 0,01…0,1 мм. Для уменьшения хрупкости полимербетона применяют волокнистые наполнители - асбест, стекловолокна и др. Минеральный наполнитель уменьшает расход полимера и улучшает свойства полимербетона (как и для битума).
Заполнители выбираются в зависимости от вида агрессивной среды. Заполнителем служит песок, щебень или гравий из тех же пород, что и наполнитель. Можно использовать также дробленый бой кислотоупорного кирпича, кварцит, гранит, кокс, керамику, керамзит, антрацит, графит. Карбонатные заполнители (известняки, доломит и портландцемент) допустимы только для эпоксидных смол в стабильных средах. При кислых отвердителях последние нейтрализуются, и смесь не твердеет.
Введение в состав арматуры позволяет получать высокопрочные армополимербетоны. В зависимости от материала арматуры различают сталеполимербетон (стальная арматура) и стеклополимербетон (стеклопластиковая арматура). Арматура может быть в виде стержней, проволоки или отдельных волокон, равномерно распределенных по всему объему (дисперсная арматура). Если в полимербетоне использовано дисперсное армирование, то бетон называют фиброполимербетоном. В качестве дисперсной арматуры применяют короткие тонкие нити и волокна (фибры) из асбеста, металла, стекла, горных пород и полимеров (синтетическое волокно).
Полимербетоны обладают высокой механической прочностью (Rсж = 60...120 МПа, Rр = 7...20 МПа, Rизг = 16…40 МПа). Прочностные характеристики определяются свойствами составляющих и адгезионными силами сцепления смол и наполнителей. Морозостойкость полимербетонов F200…F300; теплостойкость – 100…200 °С. Главное свойство полимербетона - высокая химическая стойкость как в кислых, так и в щелочных средах. Кроме того, полимербетоны обладают высокой плотностью, износостойкостью, водостойкостью, беспыльностью, гигиеничностью и отличной адгезией к другим материалам.
Наряду с этим полимербетоны характеризуются повышенной деформативностью (ползучестью) и невысокой термостойкостью. Отрицательным свойством полимербетонов является их старение, усиливающееся при действии попеременного нагревания и охлаждения. Кроме того, необходимо соблюдение специальных правил охраны труда при работе с полимерами и кислыми отвердителями, могущими вызвать ожоги. В частности, необходима хорошая вентиляция, обеспечение рабочих защитными очками, резиновыми рукавицами, спецодеждой.
Полимербетоны получают путем интенсивного перемешивания в бетоносмесителе подогретых заполнителей, которые должны быть чистыми и сухими, полимерной смолы и добавок. Расход связующего составляет 100…200 кг на 1 м3 полимербетона при соотношении к наполнителю 1:5-1:12 по массе. Недопустимо попадание воды в смесь и на свежеуложенный бетон.
Полученную массу помещают в форму и уплотняют штыкованием, вибрированием или прессованием. Твердеют полимербетоны при нормальной температуре не менее 3…7 суток, а при температуре 40-80 °С - 6…12 ч.
Стоимость полимербетонов в несколько раз выше цементных бетонов, поэтому их применяют там, где высокая стоимость полимербетонов будет оправдана: при строительстве цехов химической, пищевой, целлюлозно-бумажной промышленности, где требуется обеспечить коррозионной стойкость несущих и самонесущих конструкций, подвергающихся интенсивному износу и химическому воздействию (трубы для жидкостей с абразивными частицами, сборные емкости под высокоагрессивные жидкости, плиты для химически стойких полов, тюбинги, колонны, плиты перекрытий и т.п.). Срок службы таких конструкций из обычного бетона весьма невелик, а при использовании полимербетона может быть значительно увеличен.
Полимербетоны (полимеррастворы) хорошо склеиваются с цементным бетоном, поэтому его применяют для ремонта железобетонных конструкций. Полимербетоны применяют для защиты от радиации в ядерной технике и атомной промышленности. Защитные свойства полимерных соединений с повышенным содержанием водорода особенно эффективны против нейтронного потока. В этом отношении представляют значительный интерес баритобетон, обладающий высокими защитными свойствами против нейтронного и гамма-излучения.
10.3. Полимерцементные бетоны
Полимерцементные бетоны получают, добавляя полимер непосредственно в бетонную или растворную смесь. Полимерные добавки вступают в активное взаимодействие с цементом или продуктами реакции его с водой и участвуют в образовании структуры цементного камня и бетона, заметно улучшая его свойства - прочность на изгиб повышается в 1,5…3 раза, прочность при сжатии на 20…50 %. Полимер по мере удаления свободной воды из системы образует тонкую пленку, равномерно распределенную по поверхности зерен цемента и заполнителя. Последняя, обладая хорошими адгезионными свойствами, улучшает сцепление цементного камня с заполнителем и цементных зерен между собой; она повышает монолитность бетона и придает ему специфические свойства по сравнению с обычным бетоном.
Основными составляющими для полимерцементных бетонов служат поливинилацетатная и акриловая эмульсия, латексы синтетических каучуков, а также кремнийорганические полимеры, фуриловый спирт с солянокислым анилином и др. Эти полимеры, вводимые в бетонную смесь или растворы, действуют как поверхностно-активные вещества. Некоторые из них увеличивают пластичность, уменьшают водосодержание бетонной и растворной смеси и снижают ее водопотребность.
Количество полимерной добавки от 1 до 30 % от массы цемента в зависимости от вида полимера и целей модификации бетона или раствора.
Бетоны с добавками водорастворимых смол обладают многими положительными свойствами, наиболее ценным из которых является увеличение растяжимости без понижения прочности и значительного повышения деформативности при сжатии. Однако они обладают повышенной чувствительностью к колебаниям температуры в конструкциях.
Полимерцементные бетоны рекомендуется применять для бетонных и железобетонных конструкций, к которым предъявляют требования пониженной проницаемости и повышенной сопротивляемости удару, динамическим воздействиям, прочности на осевое растяжение, морозостойкости и коррозионной стойкости. Это покрытия полов промышленных зданий, взлетных полос аэродромов, наружной отделка кирпичных и бетонных поверхностей, устройства резервуаров для воды и нефтепродуктов.
10.4. Бетонополимер
Бетонополимер представляет собой бетон, пропитанный после затвердения мономерами или жидкими олигомерами, которые после соответствующей обработки переходят в твердые полимеры, заполняющие поры бетона. В результате этого более чем в 2 раза повышается прочность бетона (Rсж = 80…120 МПа), его морозостойкость и коррозионная стойкость. Бетонополимеры практически водонепроницаемы. Для получения бетонополимера используют главным образом стирол и метилметакрилат, полимеризующиеся в бетоне соответственно в полистирол и полиметилметакрилат.
Пропитка на глубину до 3 см проводится в специальных герметичных камерах под давлением.
Существенный недостаток бетонополимера - значительное усложнение технологии бетона: затвердевшее бетонное изделие перед пропиткой необходимо высушить, пропитывают его под вакуумом. Кроме того, работа с мономерами требует тщательного соблюдения техники безопасности.
10.5. Изделия на основе древесины
Фанера представляет собой листовой материал, склеенный из трех и более слоев лущенного шпона, расположенных так, чтобы волокна смежных листов шпона были взаимно перпендикулярны. Выпускают также фанеру с направлением волокон шпона в соседних слоях под углом 30°, 45° или 60°. По числу слоев шпона различают трехслойную, пятислойную и многослойную фанеру толщиной от 1,5 до 18 мм и размером листа до 24001525 мм.
Клеевую фанеру изготовляют из березы, бука, ольхи, клена, ясеня, дуба, сосны, ели, кедра, лиственницы. Пакеты шпона, набранные по заданной схеме из определенным образом промазанных клеем листов, поступают в гидравлический пресс, плиты которого обогреваются паром. Отверждение полимерного клея происходит при температуре 120…160 °С и удельном давлении прессования 1,4…2 МПа в течение 20…30 мин.
Фанера, облицованная строганым шпоном. Фанера, используемая для внутренней отделки помещений, производства мебели и др., в отличие от фанеры общего назначения облицовывается по наружному слою или обоим слоям строганым шпоном из древесины ценных пород с декоративной текстурой (дуба, ясеня, бука, красного дерева, ореха, ильма, карагача, лиственницы, тиса).
Древесно-слоистые пластики - это листы или плиты, изготовленные из лущенного березового шпона, пропитанного и склеенного в процессе термической обработки под большим давлением резольным фенолоформальдегидным полимером. Отличаются от фанеры большей плотностью (1,25-1,33 г/см3) и обладают высокими механическими свойствами: предел прочности при растяжении вдоль волокон "рубашки" 140-260 МПа, при изгибе 150-280 МПа, удельная ударная вязкость 3-8 МПа. Эти пластики стойки к действию масел, растворителей, моющих средств.
Древесные слоистые пластики изготавливаются в виде листов толщиной от 1 до 12 мм и размером до 15001500 мм, или плит толщиной от 15 до 60 мм и размером до 15001500 мм.
Применяют в строительных конструкциях, от которых требуется химическая стойкость, немагнитность, высокое сопротивление истиранию.
Древесностружечные плиты (ДСтП) получают, смешивая станочную стружку, дробленые древесные отходы (дробленку), опилки, а иногда специально изготовленную тонкую стружку (все из мягких лиственных пород), с мочевиноформальдегидной или фенолоформальдегидной смолой. Расход полимера составляет 8…12 % от общей массы. Для придания древесностружечным плитам био- и огнестойкости, гидрофобности в связующее или в стружку вводятся антисептики, антипирены или гидрофобные вещества.
По способу изготовления различают плиты плоского прессования, у которых древесные частицы расположены параллельно лицевым поверхностям плиты, и экструзионного (путем выдавливания из мундштука пресса) формования - с древесными частицами, расположенными преимущественно перпендикулярно этим поверхностям. Формование происходит при повышенной температуре.
В качестве декоративной отделки, защищающей плиты от увлажнения и истирания, применяют полимерные пленочные материалы, бумагу, пропитанную смолами. Нередко поверхность плит (предварительно отшлифованную) покрывают водостойкими фенольными или эпоксидными лаками.
Плотность древесностружечных плит плоского прессования в зависимости от их структуры, способов формования может колебаться в пределах от 550 до 820 кг/м3, а их водостойкость непосредственно связана с видом используемого связующего и породой древесины частиц стружки.
Плиты плоского прессования средней и высокой плотностью применяются в мебельном производстве, для изготовления строительных панелей и конструкций, временных сооружений, кровли, подоконников и других несущих элементов конструкций, а также в качестве отделочного и облицовочного материала. Плиты малой плотностью служат тепло- и звукоизоляционным материалом.
Экструзионные древесностружечные плиты облицованы декоративной бумагой, лущеным или строганым шпоном, что повышает их прочность в 15…29 раз. Плотность экструзионных плит колеблется в пределах от 350 до 650 кг/м3 при пределе прочности при статическом изгибе от 5 до 10 МПа. Плиты этого вида используются для изготовления неответственных строительных деталей и в качестве материала для изготовления щитовых дверей, перегородок.
Древесноволокнистые плиты изготовляют путем горячего прессования при температу-
ре 150…165 °С под давлением 1..5 МПа волокнистой массы, состоящей из специально подготовленных древесных волокон, воды, наполнителей, полимера и специальных добавок (антисептиков, антипиренов, гидрофобизующих веществ).
Древесные волокна получают из отходов деревообрабатывающих производств и неделовой древесины. Древесину на рубильных машинах перерабатывают в щепу, которую проваривают в 1-2%-ном растворе едкого натра для нейтрализации смолистых и сахаристых веществ. Затем щепу размельчают в дефибраторах и других машинах до состояния тонких волокон. После дополнительной обработки паром (при температуре 150°С и давлении 0,6-1 МПа) волокна смешивают с водой и указанными добавками. При изготовлении сверхтвердых плит в смесь вводят фенолоформальдегидный полимер. Приготовленная масса передается на отливочную машину, имеющую бесконечную металлическую сетку и вакуумную установку. Здесь масса обезвоживается, уплотняется, разрезается на плиты, которые и направляются в роликовую сушилку, если формуются высокопористые изоляционные плиты. Для получения твердых плит необходимо прессование массы, которое осуществляется на гидравлических многоэтажных прессах при температуре 150-165 °С под давлением 1-5 МПа.
Твердые плиты применяют для устройства перегородок, подшивки потолков, настилки полов, для изготовления дверных полотен и встроенной мебели. Отделочные плитыоблицовывают синтетической пленкой с прокладкой текстурной бумаги под цвет и текстуру древесины ценных пород. Их также выпускают с матовой поверхностью, окрашенными водоэмульсионными поливинилацетатными красками. Такие плиты служат облицовкой стен и потолков. Плиты, окрашенные эмалями, имеют глянцевую поверхность и они более водостойки. Эти плиты применяют для облицовки стен в медицинских учреждениях, продуктовых магазинах и т.п. Изоляционные древесноволокнистые плиты находят широкое применение в виде тепло- и звукоизоляционного материала. В строительной практике наибольшее распространение получили отделочные (декоративные) и теплозвукоизоляционные древесноволокнистые плиты.
Деревянные клееные конструкции представляют собой крупноразмерные строительные элементы, изготавливаемые склеиванием друг с другом водостойкими высокопрочными полимерными клеями (резорциновые клеи при склеивании древесины и эпоксидные клеи при склеивании древесины с металлами) отдельных некондиционных обрезков из качественной еловой или сосновой древесины с последующей температурной обработкой для отверждения.
Производство клееных деревянных конструкций началось в 50-е годы. Сочетая дерево с другими материалами, изготавливают как несущие, так и ограждающие клееные конструкции зданий и сооружений, различные по форме и назначению. К несущим относятся балки, колонны, арки, стойки, фермы крупных сечений, больших длин, измеряемых десятками метров (до 60 и более), цилиндрические своды, оболочки и сферические купола. Из таких элементов изготовляются конструкции больших пролетов. К клееным относятся и трехслойные панели, обшитые фанерой, древесностружечными или древесноволокнистыми плитами, со средним слоем из пенопласта, вспениваемого непосредственно в полости изделия. Широкое распространение в практике строительства получили также стеновые панели, состоящие из клееного каркаса, к которому крепятся с одной или с обеих сторон плоские асбестоцементные листы.
Использование клееных конструкций, успешно конкурирующих с железобетоном и сталью, является одним из наиболее экономически эффективных способов применения древесины в современном строительстве.
Что бы оставить комментарий войдите
Комментарии (0)