Saistvielas ir pazīstamas ar to plašo pielietojumu būvniecības nozarē, lai sagatavotu betonu un javu, ko izmanto ēku, būvju un citu konstrukciju celtniecībā. Ir daudz to šķirņu, un šodien mēs īsumā pievērsīsimies galvenajām esošajām apakšgrupām.
Saistvielu klasifikācija
Pēc izcelsmes tie var piederēt pie organiskas vai neorganiskas grupas. Pirmajā ietilpst visa veida bitumens, sveķi, darva un piķi. Galvenā to pielietojuma joma ir jumta segumu ražošana, kas var būt velmēta vai gabalveida, asf altbetons un visdažādākie hidroizolācijas materiāli. To galvenā atšķirīgā īpašība ir hidrofobitāte, tas ir, spēja mīkstināties un iegūt darba stāvokli karsēšanas laikā vai mijiedarbojoties ar jebkuru organisku šķidrumu.
Otro grupu – neorganiskās saistvielas – veido kaļķis, ģipsis un cements. Visi no tiem ir pieprasīti betona un dažādu javu sagatavošanas procesā. Neorganisko saistvielu izskatsTo attēlo smalki sam alts materiāls, kas, sajaucoties ar ūdeni, pārvēršas šķidri-plastmasas pastveida masā, sacietējot līdz izturīga akmens stāvoklim.
Kas viņus raksturo
Neorganiskas izcelsmes saistvielu galvenās īpašības ir hidrofilitāte, plastiskums, mijiedarbojoties ar ūdeni un spēja pāriet cietā stāvoklī no pusšķidras pastas. Ar to viņi atšķiras no pirmās grupas pārstāvjiem.
Pēc sacietēšanas metodes neorganiskās saistvielas tiek uzskatītas par gaisa, hidrauliskām, skābēm un autoklāvu cietēšanu. Šis sadalījums ir atkarīgs no spējas ilgstoši pretoties dabiskajiem klimatiskajiem faktoriem.
Gaisa saistvielas sacietē, mijiedarbojoties ar ūdeni, un, izveidojot izturīgu akmeni, var ilgstoši uzturēties šādā stāvoklī gaisā. Bet, ja ar to izmantošanu izgatavotie izstrādājumi un būvkonstrukcijas tiek regulāri samitrināti, tad šis spēks tiks zaudēts pietiekami ātri. Šāda veida ēkas un būves tiek viegli iznīcinātas.
Kas ir iekļauts šajā grupā? Tas tradicionāli ietver ģipša magnēzija saistvielas - mālu, gaisa kaļķi. Ja ņemam vērā to ķīmisko sastāvu, tad visu šo grupu savukārt var iedalīt vēl četrās. Tas nozīmē, ka visas gaisa saistvielas ir vai nu kaļķis (uz kalcija oksīda bāzes), vai magnēzijs (kas ietver kodīgo magnezītu), vai ģipsis.saistviela, kas izveidota uz kalcija sulfāta bāzes, vai šķidrais stikls - kālija vai nātrija silikāts, kas pastāv ūdens šķīduma veidā.
Doties uz "ūdens" materiāliem
Tagad apskatīsim citu grupu – hidrauliskās saistvielas. Tie mēdz sacietēt, kā arī ilgstoši saglabāt izturības īpašības vidē ne tikai gaisā, bet arī ūdenī. To ķīmiskais sastāvs ir diezgan sarežģīts un ir dažādu oksīdu kombinācija.
Šo lielo grupu savukārt var iedalīt silikātu izcelsmes cementos, kas satur apmēram 75% kalcija silikātu (galvenokārt portlandcements ar tā šķirnēm, šī grupa veido mūsdienu būvmateriālu klāsta pamatu) un cita apakšgrupa - alumināta cementi uz kalcija alumināta bāzes (slavenākie pārstāvji ir visas alumīnija cementa šķirnes). Romance un hidrauliskie kaļķi ir iekļauti trešajā grupā.
Kādas saistvielas ir izturīgas pret skābēm? Tas ir skābi izturīgs kvarca cements, kas pastāv kā smalki sam alts kvarca smilšu un silīcija maisījums. Šādu maisījumu noslēdz ar nātrija vai kālija silikāta ūdens šķīdumu.
Skābes izturīgo saistvielu grupai raksturīga iezīme ir to spēja, izturot sākotnējo sacietēšanas stadiju gaisā, pietiekami ilgu laiku neitralizēt dažādu skābju agresīvo ietekmi.
Bioloģiskā tehnika būvniecībā
Otra lielā apakšgrupa ir organiskasaistvielām (kas sastāv, kā jau minēts, galvenokārt no asf alta un bitumena materiālu šķirnēm) ir pilnīgi atšķirīgs raksturs. Tas pats asf alts var būt mākslīgs vai dabīgs. Tā ietvaros bitumens tiek sajaukts ar minerālu pārstāvjiem kaļķakmens vai smilšakmens veidā.
Būvniecības nozarē asf altu plaši izmanto ceļu būvē un lidlauku būvniecībā kā smilšu, grants vai šķembu maisījumu ar bitumenu. Tajā pašā sastāvā ir izmantots asf alts hidroizolācijas veidā.
Kas ir bitumens? Šī ir organiska viela (dabiska vai mākslīga), kas ietver lielmolekulārus ogļūdeņražus vai to atvasinājumus, kas satur slāpekli, skābekli un sēru. Bitumena pielietojuma joma ir ļoti plaša un atšķiras no ceļu un mājokļu būvniecības līdz ķīmiskās rūpniecības un krāsu un laku rūpniecības uzņēmumiem.
Ar darvu saprot organiskas izcelsmes savelkošas vielas, kas ietver aromātiskus lielmolekulārus ogļhidrātus un to atvasinājumus - sērskābi, skābi un slāpekli.
Viņu labvēlīgās īpašības
Galvenā prasība organiskajai saistvielu grupai ir pietiekama viskozitātes pakāpe saskares brīdī ar cietu virsmu, kas ļautu ar augstām mitrināšanas un aptverošām īpašībām veidot ūdensizturīgu plēvi. Vēl viena prasība ir spēja saglabāt kvalitatīvus datus ilgu laiku.
Šīs saistvielas ir izmantotas ceļu un pilsētu ielu ieklāšanā, tās pārklājlidlauki un lielceļi, sakārtot ietves un grīdas pagrabos un rūpniecības ēkās.
Apsveriet galvenos būvmateriālu veidus, kas pieder pie divām uzskaitītajām grupām. Atgādiniet vēlreiz - neorganisko grupu galvenokārt iedala tajās, kas sacietē gaisā, un tajās, kas to spēj paveikt ūdens vidē.
Saistvielas - būvmateriāli
Plaši pazīstamais māls ir viens no visizplatītākajiem gaisa cietēšanas saistvielām. Tas ir atradis savu pielietojumu dažādu ēku celtniecībā. Tas ir māla nogulumieži, kas pastāv kā mikroskopiska izmēra putekļiem līdzīgu daļiņu maisījums ar smiltīm un maziem māla ieslēgumiem. Mazākos no tiem sauc par smalki izkliedētiem. Tieši to klātbūtne ļauj, nonākot mitrā vidē, pārvērsties pastveida vielā. Pēc žāvēšanas šī plastmasas masa viegli sacietē tai dotajā formā.
Ja šādu formu sadedzina, tad iegūtajam mākslīgās izcelsmes akmenim ir pietiekami augsta izturība. Tāpat kā citas minerālu saistvielas, māla atšķirīgā sastāva dēļ var būt dažādi toņi. No uz tiem balstītiem risinājumiem tiek ieklāti kamīni, krāsnis, tiek veidoti arī ķieģeļi. Tie var būt tievi, resni un vidēji. Māla šamotam ir ugunsizturīgas īpašības, tāpēc tas ir neaizstājams kamīnu un krāšņu būvniecībā.
Kas ir kaļķis
Vēl viens ļoti slavens un plaši izmantotssaistvielu sauc par gaisa celtniecības kaļķi, un to iegūst no akmeņiem, proti, krīta, dolomītiem, kaļķakmeņiem, gliemežvāku iežiem. Galvenais oksīds tajā var būt atšķirīgs, atkarībā no tā, gaisa kaļķi parasti iedala dolomīta, magnēzija, kalcija. Visas trīs šķirnes iegūst, apdedzinot attiecīgās izcelsmes kaļķakmeni.
Var būt gaisa kaļķi vai nu dzēsti, vai dzēsti (vai hidratēti). Pēdējais veidojas, dzēšot vienu no trim iepriekšminētajiem.
Ja paskatās uz esošo kaļķa frakciju, to var attiecināt uz gabaliņu vai pulverveida. Nedzēstie kaļķi ir diezgan lieli poraini gabaliņi. Rūdīšanas procesā ar ūdeni no tā veidojas kaļķa pasta. Lai no kunkuļainajiem kaļķiem “izvilktu” pulverveida kaļķi, ir jāveic hidratācijas (rūdīšanas) process vai jāsasmalcina kunkuļi. To var lietot ar vai bez piedevām. Kā piedevas kalpo sārņi, aktīvie minerāli un kvarca izcelsmes smiltis.
Viss par apmetumu
Nākamais materiāls ir alabastrs jeb ģipsis. To iegūst, termiski apstrādājot šķembu ģipšakmeni. Ģipsis sacietē trīs starpposmos, kas sastāv no tā izšķīdināšanas, kam seko koloidēšana un pēc tam kristalizācija. Pirmā posma laikā veidojas piesātināts divu ūdeņu ģipša šķīdums. Sacietējot, tas palielina apjomu un iegūst gludu b altu virsmu.
Izmantojot krāsojošos pigmentus, iespējams dotģipša izstrādājumi jebkuras krāsas toņos. Šīs saistvielas sacietēšanas process parasti sākas pēc 4 minūtēm no maisīšanas sākuma. Sacietēšanas beigas notiek 6–30 minūtes vēlāk.
Sacietēšanas procesā ģipša un ūdens maisījumu nedrīkst sajaukt un sablīvēt, lai izvairītos no savelkošo īpašību zaudēšanas riska. Ir diezgan daudz ģipša šķiru, tās apzīmē ar dažādiem cipariem, kas raksturo spiedes stiprības pakāpi.
Tiek pārdots iepakots dažāda izmēra maisos. Ģipsis ir atradis visplašāko pielietojumu dzīvojamo ēku un sabiedrisko ēku interjera dizainā. Jau sen ir pieņemts no tā izliet visdažādākās cirtainās formas. Tas jāuzglabā tikai sausā telpā, un glabāšanas laiks ir ierobežots, jo var tikt zaudēta izturība kā galvenā noderīgā kvalitāte.
Un vairāk par apmetumu
Ģipša apmetums izskatās pēc pelēcīga līdz spilgti b alta pulvera. Ja to sajauc ar ūdeni, sākas raksturīga reakcija, un maisījums uzsilst. Ģipsim pieņemts pievienot īpašus materiālus, ko sauc par noturības piedevām, kuru mērķis ir uzlabot konsistenci un saķeri ar virsmu apmetuma laikā, kā arī nedaudz pagarināt sacietēšanas laiku.
Lai palielinātu materiāla tilpumu, nezaudējot darba īpašības, tiek ieviestas pildvielas (piemēram, no putota perlīta vai vizlas). Īpašs augstas stiprības ģipsis tiek apdedzināts augstā temperatūrā, procesā no tā tiek noņemts kristāliskais ūdens. Tā sacietēšanas laiks ir palielināts līdz 20 stundām, uncietība ir daudz lielāka nekā citām šķirnēm.
Tiek iegūts ģipša ģipsis impregnēts un marmorēts (spilgti b alts, lēni cietējošs un izmantots iekšējo virsmu apmešanai), un ražošanas gaitā tajā tiek ievadītas dažādas pildvielas un noturošas piedevas. Lielākajai daļai šo piedevu galvenais mērķis ir kalpot kā sacietēšanas palēninātājs. Lai ražotu iekšējo apmetumu, to sagatavo apmetuma mašīnās, iespējams, pievienojot noteiktas pildvielas, piemēram, smiltis.
No tā iegūst arī sauso apmetumu vai ģipškartona būvplāksnes, un to šuvju aizpildīšanai izmanto arī ģipsi. Ir špakteles ģipsis ar līdzīgām īpašībām.
Parunāsim par cementu
Kādas citas īpašības piemīt hidrauliskajām saistvielām? To sacietēšanas process, kas sākās gaisā, turpinās ūdenī, un to spēks tiek saglabāts un pat palielinās. Raksturīgie un pazīstamākie hidraulisko saistvielu saimes pārstāvji, protams, ir cementi. Tie ir marķēti atkarībā no stiprības, un konkrētā parauga zīmolu nosaka, nosakot galīgo slodzi uz liekšanu un saspiešanu. Turklāt katrs no paraugiem ir jāizgatavo pieņemtajā cementa un smilšu proporcijā un jāiztur tests uz noteiktu 28 dienu periodu.
Cementa sacietēšanas ātrums var būt arī dažāds – lēns, normāls vai ātrs. Līdzīgi, atkarībā no sacietēšanas ātruma, jebkurš cements var būt parasts, ātri cietošs vaiīpaši ātra sacietēšana.
Piemērs šajā grupā ir portlandcements, kas eksistē smalka pelēka pulvera veidā ar vieglu zaļganu nokrāsu, iespējams, pievienojot piedevas, kas var būt no granulētiem izdedžiem (Portlandsārņu cements).
Par cietēšanas ātrumu
Saistvielu kvalitātes pārbaude (kā arī ražošana) tiek veikta saskaņā ar daudziem standartiem. Katrai no esošajām grupām ir izstrādāti ierobežojumi, kas nosaka standarta laiku iestatīšanas sākumam un beigām, skaitot no ūdens sajaukšanas brīža.
Cits alumīnija cements ir ātri cietējoša hidrauliskā saistviela. Pēc izskata tas ir smalks brūnas, pelēkas, zaļganas vai melnas krāsas pulveris (atkarībā no apstrādes metodes un sākotnējām sastāvdaļām). Tas ir nedaudz smalkāks par portlandcementu un prasa nedaudz vairāk ūdens.
Jauktā tipa saistvielas - tādas, kas var sacietēt gan gaisā, gan ūdenī un tiek izmantotas tikai nedzelzsbetona vai javas ražošanā.
Bitumens un to apjoms
Kas attiecas uz populārākajām organiskajām saistvielām, to saimē ir dažādi bitumena un darvas veidi, sākot no melnas līdz tumši brūnai. Tradicionālā joma, kurā tiek izmantotas šādas saistvielas, ir hidroizolācijas darbi. Šis būvmateriāls ir ūdensizturīgs, ūdensnecaurlaidīgs, izturīgs pret laikapstākļiem un ļoti izturīgs. Mīkstina un sašķidrinašīs saistvielu grupas stāvokli var sildīt. Temperatūrai pazeminoties, to viskozitāte palielinās un var tikt pilnībā zaudēta.
Šo grupu galvenokārt veido dabiskas izcelsmes bitumens, kā arī tie, kas iegūti naftas rafinēšanas laikā. To ķīmiskais sastāvs ir skābekļa, ūdeņraža, sēra un slāpekļa molekulu savienojumi. Naftas bitumens (šķidrais, cietais un puscietais) ir pieprasīts būvniecībā.
Pēc mērķa tos var iedalīt arī vienā no trim grupām – jumtu segumi, būvdarbi vai ceļi. No jumta materiāliem tiek sagatavota impregnēšanas kompozīcija, tiek ražots jumta filcs un daudz dažādu mastikas.
Cieto un elastīgo un cieto šķirņu rūpnieciskie bitumeni tiek ražoti ar augsta vakuuma metodi ar papildu apstrādes posmiem, kuros eļļa uzvārās augstā temperatūrā. Īpaši izturīgi pret karstumu un aukstumu tiek oksidēti. Ir arī bitumena maisījumi ar polimēriem, kas ietekmē to viskozitātes pakāpi. Visām sugām raksturīga iezīme ir spēja mainīt konsistenci atkarībā no temperatūras, un dažādas fāzes var mainīties atkārtoti. Uz tā ir balstītas bitumena saistvielu saimes adhezīvās īpašības.
Cik tie ir vērtīgi
Bitumena izplešanās pakāpe augstas temperatūras ietekmē ir 20-30 reizes lielāka nekā minerālmateriāliem. To vērtīgās īpašības ir ūdensizturība, izturība pret sāļiem, sārmiem, agresīvām skābēm un notekcaurulēm. Piemērs ir sāls, ko ziemā uz ielām kaisa uz sniega, lai tas kūst.
Bitumena pretestību samazina organiskie šķīdinātāji, eļļas un tauki, no gaismas, siltuma un gaisa skābekļa, kas oksidē to sastāvdaļas. Sildot, mīkstās daļiņas iztvaiko un bitumena virsma sacietē.
To priekšrocības ir zema uzliesmojamība, tas ir, šis materiāls nav uzliesmojošs. Naftas bitumens nav bīstams veselībai un nav klasificēts kā tāds. Kā citas to īpašības mēs varam runāt par termisko viskozitāti, augstu siltumizolāciju, labu mitrināšanu.
Bitumena cietību nosaka tajos iegremdētās adatas iespiešanās dziļums (to mēra milimetra simtdaļās) pie normalizētas slodzes uz noteiktu laiku noteiktā temperatūrā. Pāreja starp cieto un šķidro stāvokli pēc būtības ir slīdoša, un to nosaka mīkstināšanas punkts zemā temperatūrā. Turklāt tiem ir raksturīgs tā sauktais pārrāvuma punkts - tas ir temperatūras termins, kurā saliektais bitumena slānis saplaisā vai saplīst.
Cits saturs
Kādas citas organiskās saistvielas varat nosaukt? Akmeņogļu darvas piķi, kas ir viskoza vai cieta melna viela un kalpo kā darvas destilācijas produkts, ir piesūcināti ar jumta filcu. Šis materiāls ir diezgan bīstams un, nonākot saskarē ar ādu, var izraisīt apdegumus. Tas vislabāk darbojas mākoņainās dienās vai vājā apgaismojumā.
Akmeņogļu darva ir viela, kas koksa ražošanas laikā izdalās kā blakusprodukts. Viņš atradatā izmantošana mastikas ražošanā jumtu segumam un ceļu būvei.
