14.04.Урок 81-82 для студентів 22-тб групи з будівельного матеріалознавства.

Тема: Азбестоцементні вироби. Вироби на основі магнезіальних в’яжучих.

План

• азбестоцементні вироби;

• вироби на основі магнезіальних в’яжучих.

1.    Азбестоцементні вироби.

Азбестоцемент – штучний композиційний кам'яний будівельний матеріал, отриманий у результаті затвердіння суміші, що складається з цементу, азбесту (10-20% від маси цементу) і води.
До основних показників якості азбестоцементних виробів відносяться: висока міцність, вогнестійкість, довговічність, мала водопроникність, теплопровідність і електропровідність.
Початок промислового виробництва азбестоцементних виробів пов'язаний з ім'ям чеського винахідника Людвіга Гачека, який вмістивши в паперновиробну машину масу, що складається з азбесту, цементу і води, вперше одержав новий будівельний матеріал. Зазначена подія відноситься до початку XX ст. У Росії азбестоцементне виробництво було організовано в 1908 р. у м. Брянську.
Сировинними матеріалами для виготовлення азбестоцементних виробів є:
- Портландцемент, який в азбестоцементній композиції виконує функції в'яжучого. Застосовують портландцемент марок 400 і 500, а також піщанистий портландцемент (якщо твердіння виробу здійснюється в автоклаві), білий і кольоровий цементи (якщо виріб має декоративне призначення).
До мінералогічного складу цементу, з метою підвищення морозостійкості виробів, ставляться вимоги, що обмежують вміст трикальцієвого алюмінату до 8%. Перевага віддається алітовому цементу (вміст трикальцієвого силікату не менше 52%).
Піщанистий цемент одержують спільним помелом портландцементного клінкера, гіпсу і кварцового піску (45%). В'яжучі матеріали, застосовувані для виробництва азбестоцементу, повинні мати велику питому поверхню (2900-3600 см /г).
- Азбест (від грець. asbestos – що не руйнується) – природний тонковолокнистий матеріал, що складається з водяних чи безводних силікатів магнію. Утворився в результаті дії геотермальних вод на основні магматичні гірські породи. 95% світового видобутку азбесту приходиться на хризотил-азбест – гідросилікат магнію 3Mg2Si₂2H2O. Елементарні кристали хризотилу-азбесту – найтонші трубочки діаметром у соті частки мікрометрів до механічної обробки, і 10…100 мкм – після розпушки.
Хризотиловий азбест володіє високою адсорбційною здатністю, тому його волокна добре зчіплюються з цементними в'яжучими. Крім високої міцності на розрив (600-800 МПа ,що порівняне з кращими марками сталі), азбест має унікальне поєднання цінних властивостей: низькою теплопровідністю (0,35...0…0,41 Вт/м.⁰С), стійкістю до підвищених температур (нагрів до 400…500⁰С), високим коефіцієнтом тертя. При введенні гнучких волокон у цемент (10-20%) дозволяє в 3-5 разів збільшити міцність цементного каменю при розтяганні, а також стійкість до ударних впливів. Товарний азбест роблять 8-ми сортів (від 0 до 7) і 42 марок. Сорт азбесту тим вище, чим більше середня довжина волокна.
Азбестоцемент при порівняно невеликій щільності (1600…2000 кг/м³) має високі міцнісні показники (межа міцності при вигині до 30 МПа, при розтяганні – до 90 МПа). Він довговічний, морозостійкий (більше 50 циклів) і практично водонепроникний.
До недоліків слід відносити крихкість, набрякання і усадку при зміні вологості азбестоцементу, що супроводжується коробленням.
Виготовлення азбестоцементних виробів. Залежно від витрати води, використовуваної для приготування азбестоцементної суміші, розрізняють три способи виготовлення азбестоцементних виробів:
- мокрий, при якому виріб формують із суспензії азбесто-цементу (8-16%) і води (92-84%);
- напівсухий, при якому виріб одержують з концентрованої маси із вмістом води 20-40%;
- сухий, при якому виріб виготовляють зі зволоженої азбестоцементної суміші з вмістом води 12-16%.
Технологія виготовлення азбестоцементних виробів включає наступні технологічні операції: приготування шихти азбесту, розпушування азбесту, змішування його з цементом і водою, формування виробів, їхнє твердіння, механічна обробка виробів.
Приготування шихти являє собою змішання декількох сортів азбесту (3, 4, 5 і 6 сортів з довжиною волокон від 0,3 до 10 мм) для забезпечення високої щільності і водоутримучої здатності азбестоцементної маси. Залежно від способу виробництво здійснюється в різних пристроях. При мокрому способі виробництва – у турбозмішувачах, при сухому і напівсухом – спочатку в змішувачі сухих компонентів, потім у бетонозмішувачі циклічної дії.
Розпушування азбесту здійснюється в гідророзпушувачах чи голлендерах при мокрому способі, в дезінтеграторах при всіх способах виробництва. Зазначена технологічна операція необхідна для розщеплення азбесту на окремі волокна.
Формування азбестоцементних виробів полягає у відфільтруванні води з азбестоцементної маси до необхідного ущільнення і додання їй заданих форм і розмірів шляхом пресування чи хвилястості на пресах і безпрокладочних хвильоровщиках.
Твердіння азбестоцементних виробів проводять у дві стадії. Перша стадія (попереднє твердіння) забезпечує подальше внутрішньозаводське транспортування виробів. Її тривалість – 6-8 годин. Виріб набирає міцність у пропарювальних камерах при температурі 50-60⁰С. Друга стадія (остаточне твердіння) виконується у закритих приміщеннях (теплих складах) протягом 7 діб, якщо виріб виконаний на портландцементі, і в автоклавах, якщо для виготовлення застосовувався піщанистий цемент.
Механічна обробка являє собою обрізку крайок листів, обрізку труб по торцях, обточування кінців і т.д. Ці види обробки виконують після остаточного твердіння виробів.
Залежно від призначення азбестоцементні вироби поділяють на: покрівельні, стінові, декоративні, погонажні, спеціальні;
Хвилясті покрівельні листи (шифер) (ДСТУ Б В 2.7.-53-96) – основний вид листових азбестоцементних виробів. У загальному обсязі виробництва покрівельних матеріалів складає 50%. Покрівельні листи випускають 6 типорозмірів: довжиною – 1,2...2…2,5 м; шириною 0,69...1…1,15 м; товщиною 5,5...7…7,5 мм. Довговічність шиферної покрівлі – 50 років. Останнім часом випускають листи, пофарбовані атмосферостійкою фарбою, що імітують дрібноштучну черепицю.
Азбестоцементі плоскі плити (ДСТУ Б В 2.7-52-96) призначені для виготовлення і облицювання будівельних конструкцій. Випускають розмірами: довжина – 3600, 3000, 2500 мм; ширина – 1500, 1200 мм; товщина – 10, 8, 6 мм.
Панелі (плити) азбестоцементні тришарові з обшивками із плоских азбестоцементних листів з утеплювачем із пенопласту (ГОСТ 24581).
Застосовують для стін, покриттів і підвісних стель виробничих будівель, які експлуатуються в неагресивних і слабкоагресивних середовищах. Довжина панелей досягає 6000 мм, ширина – до 1500, товщина змінюється від 60 до 200 мм.
Екструзійні панелі застосовують для пристрою безгорищних покриттів промислових будинків під рулонну покрівлю. Панелі мають ширину 595 мм, довжину 3000 мм для покриттів, 3000 і 6000 мм для стін і перегородок, висоту – 120 мм для покриттів і стін, 60 та 80 мм для перегородок.
До погонажних азбестоцементних виробів відносять швелери, підвіконні плити, зливи.
Азбестоцементні труби – перспективний вид труб самого широкого призначення, що володіє рядом цінних властивостей. Вони не піддаються корозії, як метал, значно легше його і не схильні до обростання. Випускають безнапірні й напірні труби, що відрізняються товщиною і міцнісними показниками. Безнапірні труби (діаметр 100 і 150 мм, довжина – 3...6…6 м) застосовують для ненапірних каналізацій, димоходів, при прокладці кабелів, дренажних колекторів, нафто- і газопроводів. Напірні труби (діаметр 100…100 мм, довжина-1,5...6…6 м) використовують для водо- і газопостачання, вентиляції, колодязів і сміттєпроводів. Такі труби особливо ефективні для прокладки теплотрас.

2. Вироби на основі магнезіальних в’яжучих

 Матеріали та вироби на основі магнезіальних в'яжучих виготовляють, змішуючи, формуючи і висушуючи суміш каустичного магнезиту чи доломіту, запов­нювача та розчину хлориду чи сульфату магнію. Як органічні заповнювачі вико­ристовують відходи деревини: стружку, тирсу чи деревну вовну. При твердінні магнезіальних в'яжучих утворюється оксихлорид магнію, який забезпечує збереженість органічних заповнювачів у готових виробах під час експлуатації їх.

Завдяки невеликій густині органічних заповнювачів матеріали та вироби на основі магнезіальних в'яжучих мають високі тепло- та звукоізоляційні властивості. Ці матеріали легко піддаються обробці.

Найпоширенішими матеріалами цієї групи є фіброліт та ксилоліт.

Фіброліт — це матеріал, виготовлений з деревної вовни чи стружки, зв'язаної магнезіальними в'яжучими композиціями.

Використовують фібролітові плити як акустичні або теплоізоляційні вироби для утеплення стін, підлог, покриттів, для заповнення багатошарових стін, перегородок, перекриттів каркасних будівель.

На основі фібролітової суміші виготовляють також фібролітову фанеру, яку використовують як «суху штукатурку».

Ксилоліт одержують внаслідок твердіння суміші тирси, магнезіальної в'яжу­чої речовини та розчину хлориду магнію. Іноді до складу суміші додають азбест, трепел, кварцовий пісок та барвники.

Ксилолітову масу готують ретельним перемішуванням сухих заповнювачів, каустичного магнезиту, добавок із наступним замішуванням водним розчином хлориду магнію. Щоб зменшити гігроскопічність матеріалу, добавляють розчин сульфату магнію. Отриману масу використовують для влаштування підлог чи для виготовлення плит.

Ксилолітові підлоги теплі, безшумні, зносостійкі, мають непоганий декоративний вигляд, добре забарвлюються.

Завдяки високій міцності й незначній стиранності ксилолітові підлоги мож­на застосовувати у промисловому, житловому та цивільному будівництві: на текстильних фабриках, харчових, виноробних та консервних виробництвах; у примі­щеннях з інтенсивним рухом - вестибюлях клубів, кінотеатрів, їдалень, у кори­дорах шкіл, дитячих садків, лікарень. Особливо ефективно застосовувати ксило­літові підлоги у вибухонебезпечних приміщеннях, де потрібні антистатичні під­логи.

Ксилолітові підлоги за своїми властивостями наближаються до дерев'яних, їм притаманна властивість «дихати», яка обумовлює комфортність приміщення завдяки регулюванню відносної вологості повітря. На відміну від дерев'яних підлог, ксилолітові мають ряд переваг: вони неспалимі (витримують температуру до 1000°С); мають високу адгезію до будь-якої нижче розташованої основи, а також - до різних лаків і фарб; відрізняються низькою стиранністю. Ці підлоги не пліснявіють та не гниють, перешкоджають появі шкідливих мікроорганізмів, оскільки до складу магнезіальної в'яжучої речовини входить бішофіт та магнезит.

Ксилолітові підлоги не можна влаштовувати на сипких та хитких основах, вони не повинні торкатися сталевих труб та деталей, оскільки це призводить до корозії останніх.

Контрольні запитання

1.Що таке азбестоцемент, які матеріали його складають?

2.     Які азбестоцементні вироби та конструкції вам відомі?

3.    Де використовують ксилоліт?

4.    Де використовують фіброліт?

5.    Які вироби виготовляють на основі фібролітової суміші?

6.    Що є заповнювачем для виготовлення фіброліту?

7.    Чим замішують ксилолітову масу, замість води і чому?

Практичне завдання

Скласти характеристику азбестоцементних і виробів  на основі магнезіальних в’яжучих окремо у вигляді таблиці за такою формою.

Назва

Малюнок

Характеристика