Органические вяжущие материалы

 

Органические вяжущие предсталяют собой группу природных или искусственных вязко-пластичных или жидких веществ, состоит из смеси органических высокомолекулярных соединений и их неметаллических производных, изменяющих свои свойства в зависимости от температуры.

 

Органические вяжущие материалы подразделяются на битумы и дегти,которые в свою очередь,делятся по своему происхождению:

 

а) Битумы – 1) Нефтяные б) Дегти – 1) Каменноугольные

2) Природные 2) Торфяные

3) Сланцевые 3) Древесные

 

 

Битумы – органические вяжущие материалы, получаемые в результате

Переработки органического сырья (нефти).

 

Дегти – оганические вяжущие материалы, получаемые в результате переработки

тердого огрганического сырья(каменный уголь, торф, древесина).

 

Общие свойства:

 

1) При t 80 – 160 C переходят в жидкоподобные текучие состояния, легко объединяются с каменным или другим строительным материалом.

2) При понижении t до 20 -30 C загустевают, преобретают упруго-пластичные свойства, образуя вместе с каменным материалом достаточно прочный строительный материал типа «бетон».

3) Водоустойчивы, обладают водоотталкивающими,гидрофобными свойствами, химически стойкие и относительно морозоустойчивы.

 

Способы получения битумов:

 

1) Остаточные битумы (остаток после переработки нефти)

2) Окисленные битумы (так получают вязкие и твердые битумы)

3) Компаундированные битумы (смешение остатков)

 

 

Чаще всего используются битумы, получаемые при переработке нефти, во время которой получают:

 

а) Первые светлые продукты (бензин, керосин)

б) масляные остаточные (мазут, гидрон)

 

 

По своим свойствам гидрон – жидкий битум (или сырье для получения вязких и твердых битумов).

 

Состав битумов:

 

Углерод (C) 80-87 % Сера (S) 2 – 5 %

Водород (H) 10 – 12 % Азот (N) до 3 %

Кислород (O) 5 -10 %

 

ДРЕВЕСИНА

Древесиной называют освобожденную от коры ткань древесных волокон, из которй состоит ствол дерева.

По запасам древесины Россия занимает 1 место в мире. Также большими лесными массивами обладают страны Латинской Америки и Африки.

Материалы из древесины применялись в строительстве с глубокой древности. Ещё в 12-13 веках русскими зодчими были созданы замечательные сооружения из древесины: мосты, крепостные сооружения, храмы и дворцы, великолепные по архитектурной выразительности. Некоторые из них сохранились до сих пор как памятники архитектуры и зодчества. Это объясняется тем, что древесина как строительный материал обладает рядом положительных свойств. Однако наряду с ними она имеет и недостатки, которые сильно ухудшают строительные свойства и которые необходимо учитывать при её использовании (табл. 1).

 

Положительные качества

Отрицательные качества

Легкий материал, небольшая объёмная масса; высокая прочность (в определенных направлениях), высокий коэффициент конструктивного качества; легкая механическая обработка; низкая теплопроводность; долговечность (при соблюдении ряда условий); экологически чистый материал; химическая стойкость; высокая морозосьойкость, простота крепления отдельных деталей.

Анизотропность – неодинаковое строение в разных направлениях (результат – ранее свойства в разных направлениях); способность к возгоранию; способность к загниванию поражению микроорганизмами, грибами, насекомыми; пороки; гигроскопичность – способность поглощать и отдавать влагу в зависимости от влажности окружающего воздуха; усушка (уменьшение линейных размеров и объема древесины при испарении гигроскопической влаги), разбухание (обратный процесс усушке).

 

 

Физические свойства древесины

• Влажность

На влажность древесины оказывают влияние влажность и температура окружающего воздуха вследствие гигроскопичности этого материала. А в зависимости от ее влажности происходит значительное колебание показателей свойств древесины. Поэтому все прочностные и другие показатели свойств древесины приводят к условной стандартной влажности, равной 12%. Обычно такую влажность показывает комнатно-сухая древесина, длительное время находившаяся в помещении при t=20°C и влажности воздуха 65%. Влажность древесины, т.е. относительное содержание воды в древесине, оказывает большое влияние на её свойства. влажность определяют в % по отношению к массе сухой древесины:

W=((m₁-m₂)/m₂)*100%,

где W – влажность, m₁ – масса образца до высушивания, m₂ – масса абсолютно сухого образца.

• Усушка и разбухание
• Объемная масса древесины колеблется в значительно широких пределах – от 0,38 до 1,1 г/см³. Она зависит от породы древесины, условий роста, влажности и т. д.

 

Механические свойства древесины

Прочность древесины в различных направления неодинакова, поэтому испытания проводят в строго определенных направлениях: вдоль волокон, поперек волокон в радиальном и в тангенциальном направлениях.

Определение предела прочности при сжатии вдоль волокон

δ_сж =P/a*b, кг/см², где a=30мм, b=20мм

δ_сж¹² = δ_сж *[1+α(W-12)], где α=0,04.

 

Определение предела прочности при статическом изгибе

δ_изг =P*l/b*h², кг/см², где l=240мм, b=20мм, h=20мм.

δ_изг¹² = δ_изг *[1+α(W-12)], где α=0,04.

 

Определение предела прочности при скалывании вдоль волокон

τ _ск=P_max/a*b, кг/см², где a=30мм, b=20мм

τ _ск¹² = τ _ск*[1+α(W-12)], где α=0,03.

 

Определение предела прочности при растяжении вдоль волокон

δ_раст=P_max/a*b, кг/см², где a*b=4мм*10мм

δ_раст ¹² = δ_раст *[1+α(W-12)], где α=0,015.

 

Определение предела прочности при растяжении поперек волокон (в тангенциальном и радиальном направлениях)

δ_раст =P_max/a*b, кг/см², где a=20мм, b=25мм

δ_раст ¹² = δ_раст *[1+α(W-12)], где α_радиал=0,01, α_танг=0,025.

 

Высокий коэффициент конструктивного качества, прочностные показатели, стойкость в агрессивных средах, технологичность и декоративность обеспечили деревянным конструкциям и изделиям из древесины достойное место в номенклатуре строительных конструкций. Склеивание древесины современными полимерными клеями дает возможность получения «композиционных материалов». Применение клеёных деревянных конструкций, относящихся к легким сборным индустриальным конструкциям, позволяет сократить сроки строительства и снизить его стоимость.

Средние показатели прочности древесины хвойных и лиственных пород не превышают 40-52 МПа при сжатии вдоль волокон, 80-100 МПа при изгибе, 110-129 МПа при растяжении вдоль волокон. Однако эти результаты получены в лабораторных условиях на малоразмерных образцах при 15%-ной влажности. Прочность длинноразмерных элементов из-за пороков и дефектов древесины будет значительно меньше. При расчетах деревянных конструкций на сжатие, изгиб прочность принимается 10-12 МПа.

В клееных конструкциях, где при изготовлении убираются недопустимые пороки и дефекты, прочность увеличивается в несколько раз. В древесно-слоистых пластиках (ДСП) прочность достигает 150-260 МПа.

Путем механической, механико-химической и химической переработки ствола, корней и кроны дерева получают так называемые товары. По способу получения лесные товары разделяют на 7 групп: лесоматериалы; модифицированная древесина; композиционные древесные материалы; сырьё для лесохимических производств; целлюлоза; бумага и древесно-волокнистые материалы, продукция гидролизного и дрожжевого производства; продукция химических производств.

Для строительных целей используют в основном товары первой группы – лесоматериалы; композиционные древесные материалы и модифицированную древесину.

 

 

Акустические материалы

Общие сведения

Звуки, вызываемые случайными причинами, не несущие полезной информации и мешающие тому или иному жизненному процессу, принято называть шумами. Ухо человека воспринимает колебания частотой 16-2000 Гц.

Воздушный шум возникает и распространяется в воздушной среде. Звуковые волны воздействуют на ограждающие конструкции, приводят их в колебательное движение и тем самым передают звук в соседние помещения, ограждаются и частично поглощаются ограждениями, а также проникают через них.

Ударный шум возникает и распространяется в ограждающих конструкциях при ударных, вибрационных и других воздействиях непосредственно на конструкцию.

Предельные значения уровня шума: для производственных помещений с речевой связью 80-85 дБ, административных помещений 38-71 дБ, больниц 13-51 дБ

Материалы и изделия характеризуются среднеарифметическим коэффициентом звукопоглощения в каждом из трех диапазонов частот.

 

Классификация частот

Наименование диапазона	Обозначение диапазона	Среднеарифметические частоты, Гц
Низкочастотный	Н	63; 125; 250
Среднечастотный	С	500; 1000
Высокочастотный	В	2000; 4000; 8000

 

Акустические материалы могут быть несгораемыми, трудносгораемыми и сгораемыми, должны быть влагостойкими, биостойкими, удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям и сохранять свои свойства в процессе длительной эксплуатации.

Акустические материалы принято подразделять в зависимости от назначения от назначения, структуры и свойств на звукопоглощающие, звукоизоляционные или прокладные и вибропоглощающие.

 

Звукопоглощающие материалы

Звукопоглощающие материалы и изделия предназначаются для применения в звукопоглощающих конструкциях с целью снижения уровня звукового давления в помещениях производственных и общественных зданий.

Звукопоглощение материалов оценивается коэффициентом звукопоглощения а — отношение неотражаемой энергии, поглощенной поверхностью, к падающей энергии в единицу времени.

Классификация звукопоглощающих материалов производится по классам в зависимости от величины коэффициента звукопоглощение в диапазонах частот: первый класс — свыше 0,8, второй — от 0,8 до 0,4, третий класс — от 0,4 до 0,2 включительно.

Примером эффективных звукопоглощающих материалов являются минераловатные плиты на различных связующих, гипсовые и другие материалы.

Звукопоглощение материалов зависит от их толщины, расположения по отношению к источнику звука и других факторов. Для усиления поглощения звуковой энергии материалы дополнительно перфорируют.