Кафедра строительных материалов

ОДЕССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

И АРХИТЕКТУРЫ

Кафедра строительных материалов

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К лабораторным работам по курсу «Архитектурному

Материаловедению»

 

ОДЕССА – 2003

«УТВЕРЖДЕНО»

редакционно-издательским

советом ОГАСА

 

 

СОСТАВИТЕЛИ:

к.т.н., доцент Мишин В.Н.

 

РЕЦЕНЗЕНТЫ: к.т.н., доцент кафедры ПАТСМ ОГАСА Огарков Б.Л.;

директор по производству АО «Одесский завод отделочных материалов» - Брухно П.М.

 

Ответственный за выпуск: заведующий кафедрой «Строительные материалы», к.т.н., профессор Кучеренко А.А.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Данные методические указания составлены в соответствии с программой изучения курса «Архитектурное материаловедение» для студентов специальности «Архитектура зданий и сооружений», содержащие сведения и рекомендации по ознакомлению с нормативно-технической документацией на производство и контроль качества строительных материалов, по изучению методик определения основных физико-механических, художественно-декоративных и эксплуатационных показателей строительных материалов, изделий и конструкций; краткие основные теоретические и практические сведения о природных каменных материалах, минеральных вяжущих веществах (гипс, известь, цемент) и изделиях на их основе.

Особая роль при изучении курса «Архитектурное материаловедение» уделяется исследованию физико-химических процессов структурообразования и механики разрушения материала.

Проведение лабораторных работ по данной дисциплине ставит своей задачей расширить и углубить знания студентов о строительных материалах, способах и технологиях их получения, минеральном и органическом сырье для их производства, технических и эстетических свойствах и методиках их определения.

В результате проведения лабораторных работ студенты должны приобрести навыки в умении правильности выбора строительных материалов, изделий и конструкций для реализации проекта, оценить качество, как вяжущих веществ, так и изделий на их основе, изучить способы прогнозирования характеристик материалов и их поведение при эксплуатации. Лабораторные работы проводятся параллельно с темами лекционных занятий и являются итогом закрепления отдельных тем, поэтому при подготовке к практическому занятию необходимо ознакомиться и изучить его содержание, цель и порядок выполнения опытов.

Для каждой лабораторной работы к началу занятий готовится протокол, в котором указываются цель и ее краткое описание методики проведения опытов, зарисовываются рисунки или схемы приборов, подготавливаются таблицы для занесения результатов испытаний, на основании которых делаются выводы.

Особой частью изучения дисциплины является самостоятельная работа студентов, при проведении которой предусмотрено написание рефератов по заданным преподавателем темам, посещение научных семинаров и конференций, просмотр видеоматериалов, ознакомление с новыми разработками и достижениями в области строительного материаловедения, посещение международных выставок и объектов архитектурного наследия – памятников градостроительства и архитектуры г. Одессы.

Физические свойства

Материалы, имеющие одинаковый объем и состоящие из различных веществ, могут иметь и имеют неодинаковую массу. Для характеристики различий в массе строительных материалов, имеющих одинаковый объем, служит плотность - истинная и средняя.

Истинная плотность - отношение массы материала к иго в абсолютно-плотном состоянии, т.е. без учета пор, пустот и полостей:

r_и = m/V_А, г/см³; кг/м³, 5

где m - масса материала в абсолютно плотном состоянии, кг, г; V_А - абсолютный объем, м³, см³.

Истинная плотность вещества - постоянная физическая характеристика, которая не может битьизменена без изменения ого химического состава или молекулярной структуры. Плотностью, близкой к теоретической обладают металлы, жидкости, стекло, полимеры.

Средняя плотность - масса единицы объема материала в естественном состоянии, т.е. с учетом пор, пустот, технологических дефектов и тому подобное. Определяется отношением массы материала к его объему в естественном состоянии:

r _C = m /V_О, кг/м³, г/м³, г/см³ 6

где m - масса материала, кг, г; V_О - общий объем,м³, см³.

Определение абсолютного и общего объемов строительных материалов и изделий производится согласно методик, приведенных в нормативно-технической документации (методические указания, технические условия, инструкции, проектно-сметная документация, ЕНиРы, Сны, СНиПы, ГОСТы и пр.).

Средняя плотность - важная физическая характеристика для строительных материалов, меняющаяся, зависящая от их структуры и влажности. В большей мере средняя плотность оказывает различное влияние на долговечность материалов. Характерным признаком материалов, у которых истинная плотность приближается к средней (стекло, металл), является непроницаемость для жидкостей и газов. Средняя плотность оказывает непосредственное влияние на эффективность строительства. Поэтому ее снижение при сохранении прочности и долговечности - путь к снижению материалоемкости строительства, повышению технико-экономической эффективности использования природных и искусственных материалов. Для сыпучих и зернистых материалов определяют насыпную плотность – масса единицы объема рыхлонасыпанных зернистых материалов (песок, гравий, щебень) и вычисляется по формуле 6.

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВОДЫ (ГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА)

Взаимодействие воды, равно как и других жидкостей, с поверхностями твердых тел проявляется в смачивании, обусловленном силами взаимодействия твердых тел с растворами. Она вызывает растекание жидкости на поверхности и впитывание пористыми телами и порошками. Смачивают твердое тело только те жидкости, которые снижают поверхностное натяжение на границе с воздухом. Способность материала смачиваться водой называется гидрофильностъ, не смачиваться - гидрофобность. В период непосредственного контакта материала с водой его увлажнение происходит благодаря капиллярному всасыванию, диффузии и гидростатическому заполнению водой открытых пор. Свойства, связанные с взаимодействием материалов с водой и жидкостями, называются гидрофизическими.

Водопоглощение - это степень заполнения пор материала водой, характеризуется водопоглощением по массе и по объему:

W_М=(m^BH-m^C)/ m^C*100, % 7

W_V=(m^BH-m^C)/V_О*100, %, 8

r_С= W_V/ W_М, 9

где: m^BH – масса образца в водонасыщенном состоянии, г; m^C - масса образца в сухом состоянии, г; V_О – общий объем образца, см³.

Водопоглощение по объему характеризует открытую пористость материала W_V=П_отк. В отличие от водопоглощения пористость материала всегда меньше 100%. Водопоглощение плотных материалов (сталь, стекло, битум) приближается к 0%. Во время насыщения водой материалы могут существенно менять механические свойства за счет образования адсорбпионно-активной среды и расклинивающего действия растворителя, растворения вещества на контактах сращивания кристаллов, набухания структуры некоторых минералов и т.п.

Влажность - содержание преимущественно конденсатной влаги в виде тонких молекулярных пленок, адсорбированных на стенках пор в материале и определяется отношением массы воды, находящейся в данный момент в материале, к массе (реже к объему) материала в сухом состоянии и вычисляется по формулам 7 и 8. Влажность изменяется от 0%(для абсолютно сухих материалов) до значения полного водопоглощения и зависит от пористости, гигроскопичности и других свойств материала, а также от состояния окружающей среды - относительной влажности, температуры воздуха, контакта материала с водой.

Поскольку свойства сухих и влажных материалов различны, необходимо учитывать как влажность материала, так и его способность к поглощению воды. Во всех случаях - при транспортирования, хранений и применении, строительные материалы предохраняют от увлажнения.

Водостойкость - способность материала сохранять механические свойства в насыщенном водой состоянии (в основном прочность при сжатии) и характеризуется коэффициентом размягчения:

К_Р = R^BH/R^C, 0...1 10

где R^BH - предел прочности водонасыщенного образца, МПа;

R^C - предел прочности сухого образца, МПа.

Материалы, у которых коэффициент размягчения больше либо равняется 0,75 называют водостойкими. Повышение водостойкости достигается снижением растворимости и пористости материала, его гидрофобизацией или покрытие водостойкими суспензиями.

Морозостойкость - способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное число циклов попеременного замораживания и оттаивания без признаков разрушения и без значительного снижения прочности и массы. Морозостойкость - одна из основных характеристик, описывающая долговечность строительных материалов, эксплуатируемых в конструкциях и сооружениях. При смене температурно-влажностных градиентов некоторые материалы разрушаются. Вода, находясь в порах материала, при замерзания увеличивается в объеме примерно на 9...10%. Разрушение материала происходит благодаря развитию значительных внутренних напряжений в результате кристаллизационного действия замерзающей воды. Интенсивность разрушения связана с ростом водопоглощения материала через открытую пористость, а также снижением температуры окружающей среды (т.е. с увеличением объема образующегося льда в материале).

Материалы, для которых установлены стандартом испытания, состоящие из попеременного многократного замораживания при температуре не выше -17°С и оттаивания в воде при температуре +20+2°С, и у которых не появляются трещины, расслаивание, выкрошивание и которые теряют не более 25% прочности и 5% массы, считаются морозостойкими.

Критерием морозостойкости строительных материалов является коэффициент морозостойкости К_МРЗ= R^N/ R^BH - отношение предела прочности при сжатии материала после N циклов испытаний к пределу прочности при сжатии водонасыщенных образцов, не подвергшихся действию отрицательных температур, в эквивалентном возрасте. Для морозостойких материалов К_МРЗ должен быть не менее 0,75.

По морозостойкости, т.е. по числу циклов замораживания и оттаивания, материалы подразделяют на марки: F10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200, 300, 400, 500. Один цикл испытаний (N) на морозостойкость равен: 4 часа замораживания водонасыщенных образцов при температуре -20+3,°С и 4 часа оттаивания в воде при температуре +20+2,°С. Существует ряд ускоренных методов определения морозостойкости. Например, один цикл ускоренного испытания также равен 8 часам: 4 часа кипячения в насыщенном растворе сернокислого натрия и 4 часа высушивания в сушильном шкафу при температуре +105°С. При высушивании в порах материала образуются кристаллы Na₂SO₄ создающие кристаллизационное давление в порах материала. Кроме этого кипячение способствует более глубокому проникновению в поры насыщенного раствора после цикла высушивания. При ускоренном испытании на морозостойкость разрушение материала происходит приблизительно в 5 раз быстрее.

Лабораторная работа№1

Тема: ПРИРОДНЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

В современном строительном производстве природные каменные материалы находят широкое распространение для облицовки и архитектурно-декоративной отделки (наружной и внутренней) зданий и сооружений, в качестве стеновых материалов, для устройства дорожных покрытий, в качестве заполнителей (мелкого и крупного, плотного и пористого) для приготовления бетонных и растворных смесей.

Технические свойства природных каменных материалов соответствуют свойствам тех горных пород, из которых они получены. Горной породой называют минеральную массу более или менее постоянного состава, слагающих земную кору. В основу классификации горных пород положено их происхождение - генетическая классификация. Условия образования горных пород предопределяют их химико-минералогический состав, кристаллический состав и структуру. В свою очередь, от этих показателей зависят физико-технические и эстетические свойства горных пород, и они являются исходными при выборе и технико-экономической оценке природных каменных материалов. Согласно генетической классификации, горные породы подразделяют на три группы: изверженные, осадочные и метаморфические.

Изверженные горные породы образовались из расплавленной массы, поднявшейся из глубины Земли, и отвердевшей при остывании с различным строением и структурой, а также свойствами. Глубинные изверженные породы под давлением верхних слоев остывали медленно и сравнительно равномерно. Они обладают большой плотностью, высокой прочностью при сжатии, морозостойкостью, низким водопоглощением и большой теплопроводностью. Их применяют для изготовления облицовочных плит, лестничных ступеней, бортовых камней, щебня.

Излившиеся горные породы, образовавшиеся на поверхности Земли при быстром охлаждении магмы без внешнего давления, состоят из отдельно хорошо сформированных кристаллов, вкрапленных в основную скрытокристаллическую массу. Состав и свойства излившихся пород такие же, как и у глубинных, но структура их мелкокристаллическая. Они обладают высокой прочностью и твердостью. Применяют их в качестве материала для дорожных покрытий, а также как сырье для каменного литья и минеральной ваты.

Обломочные породы отличаются стеклообразным пористым строением, имеют посредственные плотность, прочность и теплопроводность. Продукты вулканических извержений сначала откладывались в виде отдельных обломков, образуя породы небольшой плотности (пемза, вулканические пеплы), а затем из части таких пород за счет слеживания образовались вулканические туфы. Хорошие декоративные качества и высокая морозостойкость позволяют использовать как облицовочный материал фасадов (пористость - 40...70%, прочность при сжатии - 5...20 МПа, коэффициент теплопроводности - 0,21...О,33 Вт/м, 0К).

Осадочные горные породы по характеру образования и составу делят на: химические, органогенные и механические. Химические образовались при осаждении минеральных веществ из водных растворов с последующим уплотненней и цементацией (гипс, ангидрит, известковые туфы). Органогенные породы образовались в результате отложения на дне водоемов остатков водорослей и живых организмов с последующим уплотнением и цементацией (известняки, мел, диатомит). Механические отложения (обломочные породы) - есть результат отложения или накопления рыхлых продуктов распада горных пород. Осадочные горные породы разнообразны по составу, структуре и физико-механическим свойствам, менее однородны, залегают пластами и имеют слоистое строение, что отрицательно сказывается на строительных свойствах получаемых из них каменных материалов (известняки, доломиты, песчаники, гравий, песок).

Метаморфические горные породы образовались в результате глубокого преобразования изверженных или осадочных пород под влиянием высоких температур и давлений, а иногда и химических воздействий. Полученные таким образом породы более плотны, чем исходные осадочные. Структура их, б большинстве случаев, слоистая (гнейсы, глинистые сланцы, мрамор). Применяются как облицовочные плиты, в виде бутового камня для кладки фундаментов и стен. Классификация горных пород приведена в табл.1.

Таблица 1

классификация горных пород

Изверженные породы	Осадочные породы	Метаморфические породы
Глубинные: гранит, сиенит, диорит, габбро, лабрадорит;	Механические осадки: рыхлые: глина, песок, гравий, щебень; сцементированные: песчаник, конгломерат, брекчия	Изверженные: Гнейс, асбест
Излившиеся: кварцевый порфир, трахит, андезит, диабаз, базальт;	химические образования: гипс, ангидрит, магнезит, доломит, известковый туф, травертин, мергель.	Осадочные: Мрамор, кварцит, глинистый сланец
обломочные: рыхлые: вулканический пепел, вулканический песок, пемза; сцементированные: вулканический туф	Органогенные отложения: известняк-ракушечник, мел, диатомит, трепел, опока

Свойства природных каменных материалов определяют области их применения. Только при правильной оценке качества материала могут быть получены долговечные строительные конструкции высокой эффективности.

Физические свойства характеризуют особенности физического состояния материала: его плотность, проницаемость для жидкостей, газов, тепла, радиоактивного излучения, а также сопротивляться агрессивному действию внешней эксплуатационной среды.

Химические свойства характеризуют способность материала сопротивляться разрушению при действии кислот, щелочей, растворов солей.

Механические свойства характеризуются способностью материала сопротивляться всем видам внешних, воздействий с приложением силы.

По совокупности признаков различают прочность при сжатии, прочность при изгибе, при ударе, твердость, истираемость.

Эстетические свойства предусматривают нахождение материала в общей гамме архитектурного ансамбля.

Каменные природные материалы различают по следующим показателям:

o по плотности - обыкновенные (тяжелые) более 1800 кг/м³ и легкие с плотностью менее 1800 кг/м³;

o по пределу прочности при сжатии: для обыкновенных M100-M1000 и легких М4-М200;

oпо морозостойкости: для обыкновенных F15-500 и легких F10-25;

По способу обработки подразделяются на грубообработанные (бутовый камень, щебень, гравий, песок); штучный камень, плитки и плиты; фасонные (профилированные) изделия.

Бутовый камень применяется для возведения фундаментов, стен подземных частей зданий, стен нежилых промышленных зданий

Штучные камни и плиты - изделия правильной формы, полученные распиливанием или обтесыванием массивных горных пород и используется для облицовки стен и цоколя фундамента, лестничных маршей.

Вопросы для самопроверки: 1. Что такое горная порода? Каковы условия образования горных пород? 2. Как и по каким признакам классифицируют горные породы в зависимости от происхождения? 3.Какие основные свойства исследуются при применении горных пород в строительном производстве? 4. В чем отличие горных пород от минералов? Какая структура природных минералов? 5. Какие способы обработки природных каменных материалов? 6. Где и в виде чего применяются горные породы и минералы в строительстве?

Лабораторная работа №2

Тема:ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ И ПОРИСТОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Цель работы: изучение методики определения истинной, средней (насыпной) плотности, вычисление пористости и пустотности строительных материалов.

Материалы и оборудование: колба Ле-Шателье; цилиндрический сосуд вместимостью 1000см³; весы технические с точностью измерений до 0,1г; линейка металлическая с ценой деления 1 мм.

Ход работы: при выполнении данной работы рекомендуется использовать песок нормальный кварцевый для испытания цемента (ГОСТ 6139). Определение истинной плотности песка производится с помощью объемомера Ле-Шателье (рис.1). В лабораторный прибор Ле-Шателье наливают воду до нижней метки (при испытания минеральных вяжущих веществ - инертную жидкость, например керосин, бензин, ацетон). Уровень жидкости отсчитывают по нижнему мениску. Объемомер с водой взвешивают на технических весах с точностью до 1г. Затем, через стеклянную или металлическую воронку, насыпают испытываемый материал до тех пор, пока уровень воды не вытеснится до верхней метки. Согласно закону Пифагора определяем объем всыпанного материал. После всыпания взвешивают колбу с водой и материалом, вычисляя тем самым массу всыпанного материала по разнице масс. Истинную плотность вычисляют по формуле: r_И = m/V_А, г/см³; кг/м³.

Опыт проводят не менее трех раз, затем вычисляют среднее арифметическое из полученных трех значений. Определяя истинную плотность кварцевого песка необходимо отметить, что полученная величина соответствует истинной плотности минерала кварца, из которого состоят зерна песка. Для определения средней (насыпной) плотности сыпучих и зернистых материалов (пески, щебень, гравий) используют цилиндрический сосуд, вместимостью 1000...5000 см³, стандартную воронку и металлическую линейку. Перед испытаниями цилиндрический сосуд взвешивают. В воронку прибора всыпается испытуемый материал, в котором отсеяна фракция более 5 мм, затем открывают снизу задвижку и заполняют сосуд с избытком (см.рис.). Вровень с краями сосуда избыток материала срезают металлической линейкой. Определяемый общий объем песка будет равняться объему цилиндрического сосуда, т.е. 1000 см³. Чтобы сохранить песок в насыпном состоянии, не допускается его встряхивание в момент заполнения им сосуда. Сосуд с песком взвешивают иопределяют массу насыпанного в него материала в насыпном состоянии. Насыпную плотность вычисляют по формуле: ρ_н= m/V_O, г/см³. Опыт проводят трижды и вычисляют среднее арифметическое значение трех испытаний. Зная истинную ρ_и и среднюю (насыпную) ρ_о плотность сыпучего материала вычисляют пустотностъ песка (щебня) по формуле: П_уст = (1- ρ _н/ ρ _и)*100, %.

Нужно отметить, что пустотностъ песка находится обычно в пределах 40…50%, а щебня (гравия) – 35…55%. Результаты выполнения лабораторной работы записываются в таблицу.

Таблица 6

№ пп	Наименование опыта	Ед. изм.	Результаты испытаний
І опыт	ІІ опыт	ІІІ опыт
1.	Определение истинной плотности	г/см^3
2.	Определение средней плотности в образцах правильной формы	г/см^3
3.	Определение средней плотности в образцах неправильной формы	г/см^3
4.	Определение насыпной плотности	г/см^3
5.	Определение пустотности	%

ВЫВОД: __________________________________________________________________________________________

Вопросы для самопроверки: 1.Какие приборы и оборудование используются для определения истинной, средней и насыпной плотности строительных материалов? 2. Чтотакое истинная плотность? Для чего ее определяют? 3. От чего зависят средняя и насыпная плотность строительных материалов? 4. На какие показатели качества и как оказывают влияние средняя и насыпная плотности? 5. Что такое пустотность строительных материалов? Для каких материалов она определяется?

Лабораторная работа № 3

Лабораторная работа №4

Лабораторная работа №5

Лабораторная работа №6

Лабораторная работа №7

Лабораторная работа №8

И ИЗДЕЛИЙ

Цель: изучить основные методы реставрационно-воосстановительных мероприятий архитектурно-строительных деталей и изделий,

Ремонт лепных изделий заключается в исправления отбитых мест, добавлении недостающих деталей, а также в тщательной расчистке изделий от набела, закрывающего рельеф изображений. При слабо держащемся набеле расчистку производят всухую лепными инструментами. Если набел дернится крепко, его предварительно смачивают водой. Намокший набел осторожно счищают, не затрагивая материал изделия. После очистки набела изделие тщательно промывают водой жесткой кистью.

Реставрация производится вследующем порядке: сначала счищают или смывают набел, а затем исправляют дефекты. Отбитые места расчищают, замазывают гипсовым или другим раствором (гипсовые - гипсовым, цементные - цементным и т.д.). Если изделия выполнены из декоративных растворов, то намазывание отбитых мест производится сначала цементным раствором, а затем - декоративным. Все замазанные места зачищают так, чтобы они ничем не отличались от остальной лепки. Недостающие части изделия изготавливают путем формования, используявкачестве моделей хорошо сохранившиеся изделия. Отлитые части подрезают,прикрепляют к ремонтируемому изделию и зачищают швы. Некоторые изделия, например гладкие модульоны можно не формовать, а изготавливать вырезанием из отлитых плит.

Бетонные цементные изделия реставрируют так же как и гипсовые. При реставрации как памятников архитектуры, так и декоративно-отделочныхдеталей и изделий из материалов на минеральных и органических вяжущих, устраняются дефекты первоначальных материалов, исследуют структурный состав изделий и принимают соответствующие меры для предотвращения их дальнейшего разрушения. Для этого могут применяться материалы, изготовленные по древним рецептам, а также современные композиционные материалы.

Для реализации задач восстановления, ремонта и реставрации необходима тщательная оценка соответствующих материалов в настоящее время составляющим технологического состава, а также архитектуре сооружения, их совместимость в совместной работе в условиях воздействия как атмосферных влияний, так и различных агрессивных факторов. Актуальной остается проблема при реставрации восстановление эстетического характера изделий и деталей.

При решении задач ремонта и восстановления лепных соединений пользуются следующими строительными материалами:

- на основе минеральных вяжущих веществ. Из этой группы выделяются известковые растворы, искусственный мрамор, гипсовые вяжущие, цементно-полимерные композиции.

В реставрационных работах наиболее широкое распространение; нашли известковые растворы, приготовление которых начинается с гашения комовой негашенной извести. Особое внимание приделается качеству обжига извести, от которого зависят свойства раствора. Гашение извести для таких работ лучше всего производить в специальных гасильных ямах, которые устраиваются на месте работ. Длительность гашения извести может быть от нескольких дней до года и зависит от ее активности. В качестве мелкозернистого заполнителя для приготовления известкового раствора применяют различные виды песков как естественных так и искусственных. К пескам предъявляются требования по зерновому составу, содержанию глинистых, илистых и пылевидных частиц, величине приращения объема при увлажнении, пустотности и т.д. В некоторых случаях, например при возведении сводов, арок, куполов, применяют смешанные растворы цель которых состоит в том, чтобы придать материалу повышенные физико-механические характеристики, адгезионную способность, прочностные показатели, стойкость и переменно-влажностных условиях. В составе таких смешанных растворов, помимо извести и песка, присутствует портландцемент или его разновидности. Пропорции компонентов зависят от назначения раствора и качества извести.

В последние годы широкое применение нашли смешанные растворы, в которых кроме извести используются отходы таких производств как металлургического, химического, горнодобывающего и др. В качестве такого компонента применяют тонкоизмельченные гранулированные шлаки черной и цветной металлургии, отвальные шлаки, золу-унос ТЭЦ, отходы электротермического производства фосфора, материалы на основе гипсо- и известесодержащих побочных продуктов. Приготовление таких видов вяжущих способствует проявлению способности извести к гидравлическому твердению а, следовательно, к повышению стойкости строительных растворов к агрессивному действию окружающей среды.

Увеличение ассортимента новых строительных композиционных материалов и изделий, производства из них деталей и конструкций, ведет к выбору и поиску качественно новых материалов для их реставрации и отделки. Использование различных защитных, в том числе и лакокрасочных материалов на основе полимеров позволяет повысить долговечность изделий и деталей. Полимерные материалы способны в процессе формования принимать требующую форму и сохранять ее после снятия формующей нагрузки. Учитывая эту способность, а также стремление к снижению массы изделий, совмещению конструктивных и эстетических свойств, функциональной гибкости, сближению сроков морального и физического старения зданий и сооружений, материалы на основе полимеров используют для изготовления деталей и конструкций гражданского и жилищного строительства, малых архитектурных форм, но наиболее широко они применяются для отделки, гидроизоляции, герметизации и теплоизоляции зданий.

Декоративная обработка поверхностей выполняется различными способами: окрашиванием объемным и поверхностным, печатанием, тиснением, декалькоманией, аппликацией и т.д. При выборе способа отделки обязательно учитывают адгезионную способность поверхности. стойкость к различным химическим реагентам, водо- и влагопроницаемость, термостойкость и прочее. Качество отделки в значительной мере определяется качеством подготовки поверхности изделия. Всеметоды подготовки (механический, физический, химический) связаны, главным образом, с обезжириванием поверхности, приданием ей шероховатости, химическим модифицированием, нанесением адгезионных подслоев.

Материалы и оборудование: весы технические, формы20x20x2 см – З шт., пигменты – охра, сурик, сажа, ультрамарин, сито №0,14, листы стекла 25x25x0,5см, гипс строительный, полимерная смола, емкости для приготовления смесей, растворитель.

Одним из распространенных отделочных материалов является искусственный мрамор. Расход материалов для приготовления образца следующий: гипс строительный - 1,4 кг; пигмент - 10-15 г; клеевой раствор 14-17%-ой концентрации - 800мл. Строительный гипс и красящий пигмент просеивается сквозь сито ЛЮ14. Гипс, высыпанный на картон делится на три части - одну большую и две меньших. В каждую меньшую часть гипса добавляют краситель: в одну - больше (будут прожилки интенсивного цвета), а в другую - меньше (для получения прожилок светлого тона). Пигмент тщательно перемешивают с гипсом. На стекло устанавливается деревянная форма, всыпается большая часть гипса без пигмента. Материал разравнивается слоем 6...8 мм. Затем с помощь деревянной палочки делают искривленные бороздки в которые всыпают гипс с пигментом. Насыпанный гипс в форме разравнивают и уплотняют, а затем покрывают лоскутом чистой мешковины и поливают осторожно клеевым раствором до полного насыщения и появления жидкости на поверхности. Водогипсовое отношение составляет примерно 0,6-0,7. После твердения образец извлекают из формы.

Для получения изделий и материалов искусственного мрамора, отличающегося цветовыми оттенками используют различные пигменты (табл.14).

Таблица 14

Цвет	Сырьевые материалы
Природные	Искусственные
Белый	Мел, каолин, тальк, известняк	Белила цинковые, титановые, свинцовые, литопоны
Желтый	Охра, сиена	Марс желтый, крон цинковый, крон свинцовый
Красный	Сурик железистый, мумия природная	Сурик свинцовый, крон красный, редоксайд
Синий		Ультрамарин, кобальт, лазурь малярная
Зеленый	Глауконит	Окись хрома, зелень изумрудная, свинцовая и цинковая
Коричневый	Умбра, сурик железный	Марс коричневый, смесь красного и черного
Бирюзовый		Окись хрома + ультрамарин
Черный	Графит, перекись марганца	Сажа, кость жженая

Склеивание отдельных деталей для получения целостности изделий осуществляют следующим образом. Наиболее приемлемые, по необходи­мым граням или плоскостям соприкосновения, зерна-образцы гранита или полевого шпата приготавливают перед нанесением клеевого слоя. Подлежащую склеиванию поверхности тщательно очищают от пыли, посторонних накоплений, вытирают растворителем для снятия жировых пятен. Через 5-7 мин приступают к нанесению клея, который подготавливают тщательным смешиванием 10-15г смолы с 1,0-1,5г катализатора-отвердителя. Эту ма­ссу наносят и разравнивают на поверхности образцов.

При реставрационных работах необходимо обеспечить качественно полное заполнение мелких и крупных пустот, добиться требуемой тол­щины шва. Для снижения внутренних напряжений, вызывающих появление дефектов-трещин, и обеспечения необходимой вязкости часто добавляют в полимерную массу наполнитель, например тонкомолотый кварцевый песок. Склеенные зерна гранита оставляют твердеть в нормальных температурно-влажностных условиях в течение суток. После твердения полимер­ной массы склеенные образцы осматривают и при необходимости обрабатывают.

Чтобы предохранить декоративную поверхность от разрушения ее пропитывают раствором жидкого стекла в сочетании с хлористым каль­цием.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ: В чем заключается ремонт лепных изделий? Что такое реставрация и чем ока отличается от ремонта деталей и изделий? Каким образом производится реставрация деталей и конструкций? Какие строительные материалы используются при реставрации и ремонте? Где применяются полимерные композиционные материалы? Какие факторы учитываются при выборе строительных материалов для производства ремонтно-реставрационных работ?

 

Лабораторная работа №9

ОДЕССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

И АРХИТЕКТУРЫ

Кафедра строительных материалов

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ