Развитие общекультурной компетенции учащихся, расширение и углубление химических знаний, использование их в практической деятельности; развитие познавательной активности, наблюдательности, творческих способностей учащихся.
Углубление, расширение и систематизация знаний учащихся о строении, свойствах, применении веществ и их соединений;
Формирование умений работать с учебной, научно-популярной, энциклопедической литературой;
Развитие творческих способностей учащихся, наблюдательности, воображения.
Вступительное слово учителя.
В любой отрасли человеческой деятельности, следовательно, в любой профессиональной деятельности, связанной с материальным миром, мы неизбежно соприкасаемся с веществами и используем их свойства и взаимодействие между собой. Химия, обладая огромными возможностями, создает невиданные ранее материалы, умножает плодородие почвы, облегчает труд человека, экономит его время, одевает, сохраняет его здоровье, создает ему уют и комфорт, изменяет внешность людей. Использование людьми достижений современной техники и химии требует высокой общей культуры, большой ответственности и, конечно, знаний. Именно с этой целью мы проводим этот урок и, надеюсь, он будет интересен и полезен также тем, кто считает химию скучным, бесполезным для себя школьным предметом, далеким от повседневной жизни обычного человека.
Правильный крепёж для перфорации ( уголки , пластины , башмаки ) .
Природные или искусственные вещества, в состав которых входит кремнезем SiO2, называют силикатами. Это слово происходит от лат. silex – кремень. Современная силикатная промышленность – важнейшая отрасль народного хозяйства. Она обеспечивает основные потребности страны в строительных материалах.
Так же, в современном строительстве находят применение различные пластмассы, добавки в цементы и в бетоны, новые лаки, гидрофобизирующие составы и др. Это позволяет постепенно заменять традиционные строительные материалы более легкими, прочными и красивыми.
Их использование связано с тем, что полимерные материалы обладают необходимым комплексом физико-химических и строительно-эксплуатационных свойств. Это, прежде всего, прочность, небольшая объемная масса (например, пено- и поропласты) и эластичность, высокая водо-, газо- и паронепроницаемость, химическая стойкость и устойчивость к коррозии. Применение пластмасс в строительстве уменьшает вес строительных конструкции. Кроме того, это дает возможность находить многие интересные инженерные и архитектурные решения.
Нередко нам приходится заниматься ремонтом самостоятельно. Многие виды ремонтных работ может освоить каждый, но химику это сделать проще, так как в основе применения большинства строительных материалов лежат чисто химические процессы. Изучив закономерности протекания этих процессов, можно сделать ремонт и быстрее и более качественно. Вначале остановимся на связующих материалах, получающихся с их использованием.
Известь один из древнейших связующих материалов. Археологические раскопки показали, что во дворцах древнего города Кносса, расположенного в центральной части острова Крит,-имелись росписи стен пигментами, закрепленными гашеной известью.
ПРИМЕНЕНИЕ ВЕЩЕСТВ В 26 ЗАДАНИИ
«Негашеную известь» (оксид кальция, CaО) получают обжигом различных природных карбонатов кальция. Реакция обжига обратима и описывается уравнением CaCO3 ↔ CaО + CO2; ΔH = –179 кДж Гашение извести сводится к переводу оксида кальция в гидроксид: CaO + H2O ↔ Ca(OH)2; ΔH = +65 кДж. При хранении негашеной извести контакт с влагой может привести к такому разогреванию, что способно воспламениться дерево. Кроме того, происходит взаимодействие гидроксида кальция с углекислым газом воздуха.
Задание 1. Опытные мастера определяют окончание “схватывания” штукатурки по внешним признакам. Можно ли определить это химическим путем – с помощью индикатора?
Ответ можно найти в учебнике для 9 кл (свойства оснований)
Ответ: при полном “схватывании” весь Са (ОН) 2 превращается в карбонат и проба с фенолфталеином не даёт окрашивания, если же штукатурка не схватилась полностью, то присутствующий Са (ОН) 2 дает с фенолфталеином малиновое окрашивание.
Гипс
В строительстве из гипса изготавливают сухую штукатурку, плиты и панели для перегородок, стеновые камни, архитектурные детали.
Гипсовые изделия характеризуются сравнительно небольшой плотностью, несгораемостью.
Строительный гипс получают из природного минерала – гипсового камня CaSO4·2H2O или из минерала ангидрита CaSO4, а также из отходов некоторых отраслей химической индустрии. Гипсовый камень при нагревании примерно до 140°C теряет часть воды и переходит в алебастр (полуводный гипс CaSO4·0,5H2O) в соответствии с уравнением CaSO4·2H2О = CaSO4·0,5H2О + 1,5H2О
Необходимая информация в учебниках для 8-9 кл (горение, состав и свойства природного газа ).
Ответ: в порядке убывания гигиенических свойств материалы можно расположить так известь, мел, водоэмульсионная краска, масляная краска, эмаль, клеенка.
Бетон. Растворимое стекло.
Бетон является разновидностью искусственных каменных материалов. Известен уже около 2 тысяч лет. Его использовали уже в строительстве одного из величайших сооружений 1в. До н.э. Колизея в Риме наряду с кирпичом и природными камнями.
Активными составными частями бетона являются вяжущие вещества вода, а пассивными – наполнители. К крупным относится гравий и щебень, к мелким – песок.
Обыкновенный (тяжелый) бетон изготавливают на основе тяжелых наполнителей – песка, гравия или щебня. Поскольку среда цементного теста щелочная, алюминий взаимодействует со щелочами в соответствии с уравнением 2Al + Ca(OH)2 + 2H2О = Ca(AlO2)2+ 3H2.
Это водный раствор силиката натрия – натриевой соли кремниевой кислоты. Жидкое стекло изготавливают сплавлением песка с содой с последующим вывариванием полученного и измельченного стекла в воде. Водные растворы жидкого стекла имеют сильно щелочную реакцию. На основе жидкого стекла изготавливают искусственные камни.
Задание3. Вы собрались бетонировать дорожку на дачном участке. Когда лучше этим заняться: в жаркую сухую погоду или в дождливую, влажную?
Вам поможет информация из учебника 9 кл ( свойства силикатов, получение цемента )
Ответ: основным химическим процессом, происходящим при “схватывании” бетона, является гидратация. Поэтому все бетонные работы нежелательно проводить в жаркую, сухую погоду, когда вода быстро испаряется. Для нормального схватывания бетона по технологии строительных работ его надо поливать водой, поэтому для выполнения бетонных работ всегда предпочтительна влажная погода.
Задание 4. К каким процессам можно отнести процессы высыхания масляной краски и эмали: к физическим или химическим?
Полимеры в строительстве.
Химические вещества как строительные и поделочные материалы
Химические вещества широко используются не только для проведения химических экспериментов, но и для изготовления различных поделок, а также в качестве строительных материалов.
Химические вещества, как строительные материалы
Рассмотрим ряд химических элементов, которые применяются в строительстве и не только. Например, глина – мелкозернистая осадочная горная порода. Она состоит из минералов группы каолинита, монтмориллонита или других слоистых алюмосиликатов. Она содержит песчаные и карбонатные частицы.
Глина является хорошим гидроизолятором. Данный материал применяют для изготовления кирпичей и в качестве сырья для гончарного дела.
Мрамор также является химическим материалом, который состоит из рекристализованного кальцита или доломита. Окраска мрамора зависит от примесей в него входящих и может иметь полосчатый или пестрый оттенок.
Благодаря оксиду железа мрамор окрашивается в красный цвет. С помощью сульфида железа он приобретает сине-черный оттенок. Другие цвета также обусловлены примесями битумов и графита.
В строительстве под мрамором понимают собственно мрамор, мраморизованный известняк, плотный доломит, карбонатные брекчии и карбонатные конгломераты. Его широко используют в качестве отделочного материала в строительстве, для создания памятников и скульптур.
Мел также является осадочной горной породой белого цвета, которая не растворяется в воде и имеет органическое происхождение. В основном, он состоит из карбоната кальция и карбоната магния и оксидов металла. Мел используется в:
Область применения данного химического материала весьма разнообразна.
Эти и еще многие другие вещества можно использовать в строительных целях.
Химические свойства строительных материалов
Поскольку строительные материалы – это тоже вещества, они имеют свои химические свойства.
К основным из них относятся:
Химические свойства материалов необходимо учитывать при проведении строительных работ, чтобы не допустить несовместимости или нежелательной совместимости некоторых строительных веществ.
Композитные материалы химического отверждения
Что такое композитные материалы химического отвержения и для чего они применяются?
Это такие материалы, которые представляют собой систему из двух компонентов, например, «порошок-паста» или «паста-паста». В данной системе один из компонентов содержит химический катализатор, обычно это пероксид бензола или другой химический активатор полимеризации.
При смешивании компонентов начинается реакция полимеризации. Данные композитные материалы чаще используют в стоматологии для изготовления пломб.
Нанодисперсные материалы в химической технологии
Нанодисперсные вещества применяются в промышленном производстве. Их используют в качестве промежуточной фазы при получении материалов с высокой степенью активности. А именно при изготовлении цемента, создании резины из каучука, а также для изготовления пластмасс, красок и эмалей.
При создании резины из каучука, к нему добавляют тонкодисперсную сажу, что повышает прочность изделия. При этом частицы наполнителя должны быть достаточно мелкими, чтобы обеспечить однородность материала и иметь большую поверхностную энергию.
Химическая технология текстильных материалов
Химическая технология текстильных материалов описывает процессы подготовки и обработки текстильных изделий с помощью химических веществ.
Знание данной технологии нужно для текстильных производств. Данная технология базируется на неорганической, органической, аналитической и коллоидной химии. Суть ее заключается в освещении технологических особенностей процессов подготовки, колорирования и заключительной отделки текстильных материалов различного волокнистого состава.
Об этих и других химических технологиях, например, такой, как химическая организация генетического материала можно узнать на выставке «Химия». Выставка пройдет в Москве, на территории «Экспоцентра».
Химические свойства строительных материалов
Химические свойства строительных материалов характеризуют способность материалов реагировать на внешние воздействия, ведущие к изменению химической структуры, а также воздействовать в этом отношении на другие материалы.
Основные химические свойства:
растворимость и стойкость к коррозии
Стойкость к коррозии. Стойкость к коррозии является свойством материала сохранять свои качества в условиях агрессивной среды. Такой средой могут быть вода, газы, растворы солей, щелочей, кислот, органические растворители, а также биологические организмы (бактерии, водоросли и т.п.). Древесина, пластмассы, битумы и некоторые другие органические материалы при обычных температурах относительно стойки к действию кислот и щелочей средней и слабой концентрации.
Адгезия. Адгезия представляет собой соединение, сцепление твердых и жидких материалов по поверхности. Это свойство обусловлено межмолекулярным взаимодействием. Адгезионные силы сцепления очень важны при получении строительных материалов, состоящих из многих компонентов, например железобетон.
Кристаллизация. Кристаллизация представляет собой процесс образования кристаллов из паров, растворов, расплавов при электролизе и химических реакциях, который сопровождается выделением тепла.
Знание этих и других свойств позволяет сравнивать материалы между собой и определять область их применения с учетом технико-экономической целесообразности. Так, в условиях эксплуатации гидротехнических сооружений строительные материалы, изделия и конструкции, из которых они построены, подвергаются периодическому или постоянному воздействию воды и агрессивных сред, поэтому к ним предъявляются повышенные требования по водостойкости, морозостойкости, водонепроницаемости, коррозионной стойкости и др.
Многие материалы под влиянием водопоглощения ярко проявляют повышенные пластические свойства. Практика строительства показывает, что выбор технически целесообразного материала обосновывают не только его прочностные характеристики, но стойкость к воздействию внешней среды, в которой работает конструкция. Обычно эта стойкость материала во времени (долговечность) неразрывно связана с его химическими и физико-химическими свойствами. Физико-химические в свою очередь тесно связаны со структурой материала и зависят от ее изменения под влиянием внешних и внутренних факторов.
Способность поддаваться такой обработке является порой решающим показателем при выборе материала. Так, при массовой заготовке щебня для бетонных работ учитывается способность горной породы дробиться без образования плоских щебенок, поэтому при выборе материалов всегда учитывают его способность реагировать на отдельные или взятые в совокупности следующие факторы: физические, механические, внешнюю среду, температуру и ее колебания, химические реагенты, технологические операции и т.д. Эта способность материала реагировать на указанные факторы определяется его свойствами.
Оценить технические свойства и сравнить материалы между собой возможно по показателям, которые получают при испытании материалов в полевых, производственных или лабораторных условиях. Полученные знания основных технических свойств строительных материалов и изделий дают возможность рационально их использовать в строительстве. Например, по известным значениям истинной и средней плотности строительных материалов можно рассчитать, какой плотностью (или пористостью) обладают эти материалы, и составить достаточно полное представление о прочности, теплопроводности, водопоглощении и других важных характеристиках строительных материалов, чтобы в дальнейшем на этом основании решать вопрос об их применении в тех или иных сооружениях и конструкциях.
Для расчета нагрузок при определении массы сооружений для транспортных расчетов и выбора емкости складских помещений необходимо знать величину средней плотности строительных материалов. Без данных о прочности применяемых материалов невозможны расчеты прочности и устойчивости сооружений и конструкций. Прогноз их долговечности невозможен без знания таких свойств материала, как отношение к влаге, воздействию окружающей среды, смене температур и др.
Свойства строительных материалов не остаются постоянными, а изменяются во времени в результате механических, физико-химических и биохимических воздействий среды, в которой эксплуатируется строительная конструкция или изделие. Эти изменения могут протекать и медленно (разрушение горных пород), и быстро (вымывание из бетона растворимых веществ). Следовательно, каждый материал должен обладать не только свойствами, позволяющими применять его по назначению, но и определенной стойкостью, обеспечивающей долговечную эксплуатацию изделия или конструкции.
Знание основных свойств строительных материалов необходимо также для выполнения расчетов, позволяющих оценить их качество, соответствие техническим требованиям, возможность применения в конкретных условиях эксплуатации.
Употребляемые в строительстве материалы должны удовлетворять определенным требованиям, которые устанавливаются государственными стандартами (ГОСТами). В строительстве соответствие поступающих материалов требованиям ГОСТа проверяют специальные лаборатории.
Любой вид продукции обладает определенными свойствами, представляющими интерес для потребителей. Для строительных материалов важны такие качества, как прочность, плотность, теплопроводность, морозостойкость, стойкость по отношению к действию воды, агрессивных сред и др. Качеством называется сумма свойств, определяющих пригодность материала и изделия для использования по назначению. Так, для кровельных материалов оценка их качества производится по сумме таких свойств, как водостойкость, водонепроницаемость, термостойкость, прочность на изгиб, атмосферостойкость и др.
Контроль качества строительных материалов и изделий проводят по разработанным нормам, требованиям и правилам. В зависимости от контролируемого производственного этапа различают контроль входной, технологический и приемочный.
Входной контроль включает проверку соответствия поступающих материалов и изделий установленным требованиям. Например, на предприятиях сборного железобетона проверяют качество поступающих исходных материалов: заполнителей и цемента для бетона, арматурной стали, закладных деталей, отделочных и других материалов.
Технологический контроль состоит в проверке соответствия установленным требованиям температуры, давления, времени выдерживания, тщательности перемешивания и других показателей технологического процесса.
Приемочный контроль заключается в проверке соответствия готовых изделий требованиям стандартов или технических условий.
Источник: dom-srub-banya.ru
XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2019
Вяжущими называются вещества, которые затвердевают вследствие протекания в них различных физических и химических явлений. Они выступают в роли цементирующего компонента. В процессе затвердевания вяжущие соединяют какой-либо заполнитель, используемый в данном растворе. Это уникальное свойство некоторых веществ создавать прочную монолитную конструкцию нашло широкое применение в строительстве. На основе свойств вяжущих веществ создаются фундамент и стены зданий и сооружений, производятся различные отделочные и фасадные работы, а также строятся дороги.
Бетон — искусственный каменный материал, который получают в результате затвердевания смесей, состоящих из вяжущего вещества, мелкого или крупного заполнителя (песка, щебня или гравия) и некоторых специальных добавок. Процессы твердения вяжущих веществ должны удовлетворять трем основным требованиям: протекать в нужном направлении и достигать заданной глубины превращения (термодинамическое); протекать с оптимальной скоростью (кинетическое); обеспечивать технологичность процесса и получение продуктов с необходимыми свойствами (технологическое).
Твердение всех вяжущих веществ можно представить в виде общей схемы гидратационного твердения. Гидратационным твердением называется твердение, происходящее в результате взаимодействия вяжущего вещества и воды. При этом безводные исходные вещества превращаются в гидраты, гидратные новообразования которых кристаллизуются, их кристаллы переплетаются и разрастаются, образуя прочное камнеподобное вещество [1].
Минеральные вяжущие вещества. Минеральными вяжущими веществами называют неорганические порошкообразные материалы, которые после смешивания с водой образуют пластичную массу, которая постепенно превращается в камневидное тело. Большинство вяжущих веществ твердеет в результате их взаимодействия с водой. Этот процесс длительный и иногда продолжается даже после того, как было изготовлено сооружение. Неорганические вещества делятся на 2 класса: воздушные и гидравлические.
Воздушные вяжущие вещества . Воздушные вяжущие вещества — это те вещества, продукты твердения которых сохраняют свои свойства исключительно в воздушной среде, в то время как при контакте с водой они теряют прочность, деформируются и, в конечном счете, разрушаются. Именно поэтому воздушные вяжущие вещества используются только при постройке наземных сооружений, не имеющих прямого контакта с водной средой. К таким материалам относятся: гипсовые вяжущие, воздушная известь (негашеная комовая известь, гашеная молотая известь), магнезиальные вяжущие, кислотостойкий цемент, растворимое стекло и прочие.
Гипсовые вяжущие вещества. Гипсовые вяжущие вещества — материалы, которые состоят из полуводного гипса или ангидрита и получают которые, как правило, тепловой обработкой исходного сырья или его помола. Гипсовые воздушные вяжущие вещества в зависимости от температуры тепловой обработки классифицируются на две категории: низкообжиговые (собственно гипсовые) н высокообжнговые (ангидритовые). Первую категорию получают при помощи тепловой обработки при относительно низких температурах (110-180 ° C ). Они имеют в своем составе главным образом полуводный гипс CaSО 4 ×0,5 H 2 О. Вторая категория обжигается при более высоких температурах (600-900 ° C ). В их составе преимущественно безводный гип с (ангидрит CaSO 4 ). Высокообжиговые вяжущие отличаются более медленным, чем у низкообжиговых, твердением.
К низкообжиговым гипсовым вяжущим веществам относятся строительный гипс ( CaSO 4 ×2H 2 O) ; формовочный гипс (96 %CaSO 4 ×2H 2 O); высокопрочный (технический) гипс (CaSO 4 ×0.5H 2 O); гипсовые вяжущие из гипсосодержащих материалов. К высокообжиговым относятся ангидритовое вяжущее (ангидритовый цемент CaSO 4 ); высокообжиговый гипс (эстрих — гипс CaSO 4 ×С aO ).
При производстве гипсовых вяжущих веществ применяют естественный двуводный гипс, ангидрит, глиногипс. Нередко применяют отходы химической промышленности, имеющие в своем составе двуводный, безводный и редко полуводный сернистый кальций или его смесь (фосфогипс, борогипс и др.) [1].
Реакция затвердевания гипса протекает по схеме (1):
С троительная воздушная известь . Строительная воздушная известь (СаО) — продукт, который получают из известковых и известково-магнезиальных карбонатных пород путем обжига их до максимального удаления углекислоты и который состоит в большей части из оксида кальция. Содержание примесей (глины, кварцевого песка и т. д.) в карбонатных породах не должно превышать 6-8 %. При большем количестве таких примесей после обжига получают гидравлическую известь. Различают следующие виды воздушной извести: изв ec ть негашеную комовую, известь нeгaшеную молотую, известь гидратную (пушонку), известковое тесто.
Известь негашеная комовая имеет в своей структуре куски разной величины. Ее химический состав полностью состоит из свободных оксидов кальция и магния (преимущественно оксида кальция). В ее составе могут быть неразложившийся карбонат кальция, а также силикаты, алюминаты и ферриты кальция и магния, которые образовались при обжиге во время взаимодействия глины и кварцевого песка с оксидами кальция и магния.
Известь негашеная молотая представляет собой порошковидный продукт измельченной комовой извести. По химическому составу она повторяет ту известь, из которой была получена.
Гидратной известью называется высокодисперсный сухой порошок, который получают гашением комовой или молотой негашеной извести тем количеством жидкости, которое обеспечивает переход оксидов кальция и магния в их гидроксиды . Гидратная известь состоит в основном из гидроксида кальция Са(ОН) 2 , а также гидроксида магния Mg ( OH ) 2 , и небольшого количества примесей.
Известковым тестом называется продукт, который получают при гашении комовой или молотой негашеной извести водой в том количестве, которое необходимо для перехода оксидов кальция и магния в их гидроксиды Ca ( OH ) 2 и Mg ( OH ) 2 , и на образование пластичной массы. Такое тесто содержит обычно 50-55 % гидроксидов кальция и магния и 50-45 % механически- и адсорбционносвязанной воды.
Гидравлические вяжущие вещества . Гидравлические вяжущие вещества — это те вещества, продукты твердения которых сохраняют свои свойства как в воздушной среде, так и в водной. Именно поэтому их круг применения более широк, нежели воздушных вяжущих. Гидравлические вяжущие представляют собой высокоизмельченные порошки, которые состоят из силикатов, алюминатов и ферритов кальция. К гидравлическим вяжущим веществам относят гидравлическую известь, романцемент, портландцемент, а также некоторые специальные цементы (разновидности портландцементов с различными примесями).
Романцемент . Романцемент — это продукт высокого измельчения, который получают обжигом (важно: не спеканием) чистых и доломитизированных мергелей, которые содержат в своем составе как минимум 25 % процентов глинистых примесей. Для изменения свойств романцемента в него иногда добавляют до 5 % гипса различных видов или до 15 % активных минеральных добавок. При производстве романцемента используют мергель. Мергель является природной смесью карбоната кальция и глины. Производство романцемента заключается в добыче мергеля, его грубого помола на куски требуемого размера, обжиге и дальнейшем измельчении обожженного материала [4].
Портландцемент . Портландцемент — это гидравлическое вяжущее вещество, которое получают при тонком измельчении портландцементного клинкера и гипса (иногда с применением различных химических добавок). Портландцемент является одним из самых главных вяжущих веществ в строительстве.
Структурирование цементного камня на начальных стадиях твердения — это сложный многостадийный процесс. В соответствии с калориметрическими исследованиями выделяются следующие стадии: 1) гидролиз 15мин; 2) индукционный период 4ч; 3) период интенсивных химических реакций 4-8 ч; 4) период замедления 8-24 ч; 5) период твердения. К основным составляющим портландцемента относятся силикаты кальция C 3 S и C 2 S, алюминат C 3 A и феррит C 4 AF. Присутствуют также оксиды и соли — Na-, K-сульфаты.
Прочность бетонов . Как известно, бетоны и железобетоны под воздействием различных внешних факторов теряют свою первоначальную прочность. В них образуются трещины, ремонт которых обходится достаточно дорого. Однако современные исследования в данном направлении привели к важному открытию: прочностные качества бетонов можно сохранять путем введения в раствор бактерий, в результате жизнедеятельности которых образуется кальцит. Кальцит же в свою очередь затвердевает при попадании на него влаги. Таким образом, в бетоне с введенными микроорганизмами происходит так называемый «саморемонт».
Последние исследования [6] выявили наиболее пригодные виды бактерий для процесса «саморемонта». Так, вид B . Subtilis обеспечил наибольший прирост прочности на сжатие (20 %), затем следуют бактерии вида S . pasteurii (17,2 %). Бактерии S . ureae (14,7 %) обеспечили наименьший прирост прочно c ти по сравнению с другими двумя выбранными бактериальными видами. Таким образом, бактерии B.Subtilis оказались наиболее предпочтительным видом для использования в качестве восстановителя бетона.
Заключение . Современную строительную индустрию невозможно представить без вяжущих веществ. Ни одна область строительства не обходится без них. Вяжущие вещества и их модификация являются главным фактором развития всей сферы строительства. Открытая еще в древности способность этих веществ превращаться в камень остается и по сей день главным инструментом при возведении любого сооружения .
Список литературы :
1. Грушина В.В. Химия. Поверхностные явления, коллоидные системы, минеральные вяжущие вещества.- М: МАДИ, 2017. — 79 с.
2. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества.- М: Стройиздат, 1979. — 476 с.
3. Сычев М.М., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов.- М: Высшая школа, 1980.- 471 с.
4. Плотников В.В. Химия вяжущих материалов и бетонов. — М: АСВ, 2015. — 400 с.
5. Гныря А.И., Абзаев Ю.А., Коробков С.В., Гаусс К.С. Моделирование гидратации портландцемента без минеральных добавок // Известия высших учебных заведений. Строительство.- Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин). — 2018. — №1 (709)- С. 25-35 .
6. Ерофеев В.Т., Аль Дулайми Салман Далвуд Салман. Исследование изменений прочностных характеристик цементных композитов в зависимости от концентрации в них бактерий и возраста образцов // Приволжский научный журнал.- Нижний Новгород: ФГБОУ ВО Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет (ННГАСУ). — 2018, №3. — С.70-76.
Источник: scienceforum.ru
Связующие вещества
Связующие вещества предназначены для создания основы и пленкообразования лакокрасочных покрытий. В качестве связующих веществ в красочных составах используют: полимеры – в полимерных красках, лаках, эмалях; каучуки – в каучуковых красках; производные целлюлозы – в нитролаках; олифы – в масляных красках; клеи животный и казеиновый – в клеевых красках; неорганические вяжущие вещества – в цементных, известковых и силикатных красках. Связующее вещество является основным компонентом красочного состава, оно определяет консистенцию краски, прочность, твердость, атмосферостойкость и долговечность покрытия.
Связующие материалы выбирают с учетом адгезионных свойств с основанием после отвердения. Защитные свойства и долговечность лакокрасочного покрытия к бетону, металлу или другому материалу зависят не только от вида связующего, но и от пигмента, например алюминиевый пигмент замедляет коррозию стали, тогда как сажа его ускоряет.
Полимерные связующие вещества применяют в красочных составах и лаках как самостоятельное связующее вместе с растворителем, так и в композициях, например в сочетании с цементом в полимерцементных красочных составах. Использование синтетических полимеров не только значительно сокращает расход растительных масел на производство красочных составов, но и расширяет ассортимент производства новых видов долговечных и экономичных красочных составов. Применение полимерных лаков и эмалей позволило почти полностью отказаться от ввозимых дорогих природных смол.
В качестве полимерных связующих материалов широко используют синтетические смолыи каучукии производные целлюлозы, растворяемые до требуемой консистенции в органических растворителях. Образование лакокрасочной пленки в этом случае происходит вследствие испарения растворителя.
Олифами называют связующие вещества, получаемые из высыхающих масел или некоторых искусственных продуктов, которые после отвердения в тонких слоях образуют прочные и эластичные покровные пленки. Пленкообразующие составы, не содержащие высыхающих масел, но способные заменить их в малярных работах, называют искусственными, или синтетическими олифами. Олифы применяют для разбавления красок, изготовления грунтовок, шпатлевок, для покрытия дерева, штукатурки и других поверхностей. Олифы должны высыхать в тонких слоях, не давая отлила за 24 ч при температуре 20 °C. Для ускорения высыхания в олифы вводят сиккатив.
Олифу натуральную(масляную) изготовляют двух видов: окисленную и полимеризационную. Окисленную олифу получают путем обработки льняного или конопляного масла продуванием воздуха при нагревании до 160 °C с введением марганцевого или марганцево-свинцово-кобальтового сиккатива. Полимеризованную олифу получают полимеризацией льняного масла нагреванием при температуре 275 °C с введением марганцево-свинцово-кобальтового сиккатива. Так как для приготовления натуральных олиф расходуются дорогие растительные масла, применение ее в строительстве для наружной и внутренней отделки металла, дерева и штукатурки ограничено.
Олифу полунатуральнуюизготовляют из полимеризованных, оксидированных и других уплотненных масел, обработанных при температуре 150–300 °C в присутствии сиккатива и растворенных в летучих растворителях (уайт-спирите, скипидаре, бензоле и др.). К полунатуральным олифам относят олифу оксоль и оксоль-смесь.
Олифа оксоль представляет собой заменитель натуральной олифы, изготовленный уплотнением льняного масла при продувании воздуха в присутствии сиккатива с последующим добавлением растворителя (уайт-спирита или сольвент-нафты). Олифу оксоль применяют для разведения густотертых красок для внутренних и наружных работ. Олифа оксоль-смесь – заменитель натуральной олифы, изготовленный уплотнением смеси льняного или конопляного масла (или их смеси) с подсолнечным маслом путем продувания воздуха в присутствии сиккатива с последующим добавлением растворителя (уайт-спирита, сольвент-нафты). Олифу оксоль-смесь используют для разведения густотертых красок, используемых для внутренних отделочных работ.
Олифы синтетические , в отличие от натуральных, не содержат растительных масел или содержат их не более 35 %. Из множества искусственных олиф широко применяют глифталевую, сланцевую, синтоловую и кумароноинденовую, а также этиноль (лак). Глифталевую олифу получают при взаимодействии растительных масел, глицерина и фталевого ангидрида с добавлением сиккатива с последующим разбавлением специальным бензином (растворителем для лакокрасочной промышленности) до малярной консистенции.
Эту олифу применяют для изготовления высококачественных красочных составов для наружной и внутренней отделки металла, дерева и штукатурки. Сланцевая олифа представляет собой раствор дизельного и генераторного сланцевого масла в органических растворителях; применяют ее для изготовления красочных составов для внутренней отделки. Этиноль – отходы производства хлоро-фенового каучука; он используется для антикоррозионных грунтовок и красок. Кумароноинденовая олифа представляет собой раствор кумароноинденовой смолы в органических растворителях; используют ее только для изготовления шпатлевок и грунтовок для внутренних работ.
Клеи применяют в качестве связующего вещества в водо-клеевых красочных составах, для клеевых грунтовок и шпатлевок, а также в качестве стабилизатора при изготовлении покрасочных водных эмульсий. Различают клеи животные (мездровый, костный, казеин), растительные (декстрин) и искусственные.
Клей мездровый, костный, казеин и декстрин находят ограниченное применение в строительстве, их вытесняют более эффективные искусственные клеи. Искусственный клей представляет собой раствор искусственных смол в воде, он бывает в виде смеси карбоксилметилцеллюлозы и метилцеллюлозы.
Карбоксилметилцеллюлоза является продуктом химической переработки древесной целлюлозы желтоватого цвета, мало подверженной гниению, способна набухать и растворяться в воде. Карбоксилметилцеллюлозу используют в клеевых и масляных красках. Метилцеллюлоза обладает большой стойкостью к действию кислот и щелочей, чем и отличается от карбоксилметилцеллюлозы.
Полимерный клей представляет собой смесь полимерных синтетических веществ, обладающих высокой клеящей способностью. Для его получения используют поливинил-ацетатную смолу. Полученное связующее применяют в виде эмульсий для приклеивания пленочных материалов и моющихся обоев, водных или спиртовых растворов поливинилацетата.
Разбавители предназначены для разбавления густотертых или разведения сухих минеральных красок. В отличие от растворителей, разбавители содержат пленкообразователь в количестве, необходимом для получения качественного лакокрасочного покрытия. Эмульсионные разбавителипредставляют собой эмульсии системы «вода в масле».
Их применяют для получения грунтовок и разбавления густотертых масляных красок, что позволяет более экономично расходовать слабополимеризованные высыхающие масла и синтетические смолы. Эмульсионные разбавители применяют для разжижения цинковых и литопонных белил, некоторых цветных густотертых красок, а также сурика железного, мумии и охры. Количество разбавителя для различных красок не должно быть более 22–40 %; если при этом не получилось малярной консистенции красочного состава, то в краску добавляют растворитель. К недостаткам эмульсионных разбавителей относится невысокое качество покрытий, поэтому их применение ограничено.
Растворители представляют собой жидкости, используемые для доведения малярных составов до рабочей консистенции. В зависимости от назначения растворители делят на три вида: для масляных лаков и красок; для глифталевых, пентафталевых и битумных лаков и красок; для нитроцеллюлозных, эпоксидных и перхлорвиниловых лаков и красок. Растворителем для клеевых водоэмульсионных красок является вода. В качестве растворителей применяют скипидар, сольвент каменноугольный, уайт-спирит и другие растворители.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
3.9. Смазывающие и охлаждающие вещества
3.9. Смазывающие и охлаждающие вещества Смазкой называется жидкое или твердое вещество, уменьшающее трение в подвижных соединениях деталей машин и защищающее поверхность металлических изделий от коррозии. Жидкая смазка в ряде случаев выполняет функцию отвода тепла от
ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА
ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА Вяжущие вещества необходимы для изготовления бетонной смеси и некоторых других материалов, твердеющих без обжига. Вяжущие вещества твердеют в результате физико-химических процессов после смешивания их с затворителем (чаще это вода) или нагревания.
Минеральные вещества
Минеральные вещества Наряду с белками, жирами и углеводами являются также совершенно необходимой частью пищи, оказывая физиологическое влияние и биологическое действие на организм.Всего в тканях организма содержится около 60 различных химических элементов, в том числе
Ангидритовые вяжущие вещества
Ангидритовые вяжущие вещества Ангидритовое вяжущее получают обжигом природного двуводного гипса при температуре 600–700 °C с последующим его измельчением с добавками – катализаторами твердения (известью, смесью сульфата натрия с медным или железным купоросом,
Магнезиальные вяжущие вещества
Магнезиальные вяжущие вещества Разновидностями магнезиальных вяжущих веществ являются каустический магнезит и каустический доломит. Каустический магнезит получают при обжиге горной породы магнезита MgC0 3в шахтных или вращающихся печах при 650–850 °C.
Пахучие вещества, привлекающие рыбу
Пахучие вещества, привлекающие рыбу Сильно пахучие вещества, мельчайшие частицы которых почти так же далеко распространяются в воде, как и в воздухе, привлекают рыбу с таких расстояний, где насадка никак не может быть замечена. Кроме того, они придают острый вкус насадке,
Источник: hobby.wikireading.ru
Строительные вяжущие материалы, технологии производства и применение вяжущих материалов.
Строительными вяжущими веществами называются порошкообразные материалы, образующие при смешивании с водой пластичную удобообрабатываемую массу, со временем затвердевающую в прочное камневидное тело. Это определение относится к неорганическим вяжущим веществам, которые рассматриваются в настоящей книге, а не к органическим вяжущим (битумы, дегти, клеи и им подобные материалы).
Вяжущие вещества в зависимости от состава, основных свойств и области применения делятся на группы.
Наиболее обширна группа гидравлических вяжущих, которые после затворения водой споcобны твердеть как на воздухе, так и в воде. После предварительного затвердевания на воздухе они продолжают твердеть в воде, длительно сохраняя и наращивая свою прочность. Гидравлические вяжущие вещества можно использовать в надземных, подземных и гидротехнических сооружениях, испытывающих воздействие воды.
В группу гидравлических вяжущих входят цемент, глиноземистый цемент, пуццолановые цементы, шлаковые цементы, цементы с наполнителями, расширяющиеся цементы, гидравлическая известь, романцемент. Известен ряд разновидностей этих вяжущих. Так, в зависимости от состава, различают цементы: обычный, алитовый, белитовый, алюмоферритный, ферритный, магнезиальный. В соответствии со специальными свойствами выделяют такие разновидности цементов, как быстротвердеющий, особо быстротвердеющий, пластифицированный, гидрофобный, сульфатостойкий, с умеренной экзотермией, белый и цветные, тампонажный, дорожный, для асбестоцементных изделий, магнезиальный. Разновидностями глиноземистого цемента являются ангидрито-глиноземистый и гипсо-глиноземистый цементы.
В подгруппу пуццолановых цементов входят: пуццолановый цемент, сульфатостойкий пуццолановый цемент, известково-пуццолановый, известково-глинитный и известково-зольный цементы; в подгруппу шлаковых — шлакоцемент, быстротвердеющий шлакоцемент, шлаковый магнезиальный цемент, известково-шлаковый, сульфатно-шлаковый, а в подгруппу цементов с наполнителями — двухкомпонентные цементы на основе цемента и наполнителей (карбонатный, песчанистый цемент), к этой же подгруппе относятся многокомпонентные цементы на базе цемента, наполнителей и гидравлических добавок. Известково-пуццолановые цементы, в соответствии с видом применяемых для их изготовления гидравлических добавок, делятся на цементы на основе добавок вулканического, осадочного происхождения или обожженных глинистых веществ.
Расширяющиеся цементы изготовляют на основе глиноземистого цемента или цемента с различными расширяющимися добавками. К этой подгруппе можно отнести и безусадочные цементы.
Группа воздушных вяжущих отличается тем, что после смешивания с водой эти вяжущие могут твердеть и длительно сохранять и наращивать, прочность только на воздухе. Воздушные вяжущие вещества применяют лишь в надземных сооружениях, не подвергающихся действию воды. В группу воздушных вяжущих входят воздушная известь, гипсовые вяжущие вещества и магнезиальные вяжущие вещества.
Воздушную известь изготовляют в виде негашеной комовой, негашеной молотой, карбонатной молотой, гидратной (пушонка). К гипсовым вяжущим веществам относятся: строительный гипс, формовочный гипс, технический (высокопрочный) гипс, ангидритовое вяжущее, высокообжиговый гипс, гипсовые вяжущие из гипсосодержащих пород, а к магнезиальным — каустические магнезит и доломит.
К группе вяжущих автоклавного твердения, наиболее эффективно твердеющих при автоклавной (гидротермальной) обработке в течение 6-10 ч при давлении насыщенного пара 9-13 атм, относят известково-кремнеземистые вяжущие, состоящие из извести и кварцевого песка, маршалита или других кремнеземистых материалов; известково-белитовые вяжущие из извести и белитового (нефелинового) шлама, песчанистые цементы и ряд других. Некоторые вяжущие этой группы, которые могут твердеть при обычных температурах, уже упоминались ранее.
К группе кислотоупорных вяжущих веществ, которые после затвердевания на воздухе могут весьма длительное время сохранять свою прочность при воздействии минеральных кислот, относят кварцевый кремнефтористый цемент и некоторые другие.
Вяжущие вещества без добавки заполнителей, в виде вяжущего теста (смеси вяжущего вещества с водой), употребляются редко, так как при твердении большинство этих веществ дает большую усадку, что ведет к образованию трещин. Кроме того, введение заполнителей снижает стоимость изделий из вяжущих веществ и в ряде случаев придает специальные свойства.
Обычно в строительстве отдельные камни или блоки связывают в одну монолитную массу строительным раствором, представляющим собой затвердевшую растворную смесь, состоящую из вяжущего вещества, песка или другого мелкого заполнителя и воды. Цельные монолитные части сооружения изготовляют из бетона, получаемого в результате затвердевания бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества, мелких и крупных заполнителей и воды. Из бетонных, а также из растворных смесей изготовляют различные строительные детали и конструкции. Затвердевшее тесто называют вяжущим или цементным камнем. Так же называют затвердевшую цементную часть раствора или бетона.
Строительные детали на основе вяжущих бывают различной формы и размеров, начиная от небольших плиток и кончая крупными элементами сборных железобетонных конструкций. Твердение этих изделий протекает при обычных или повышенных температурах (гидротермальная обработка изделий на основе цемента и извести, сушка гипсовых изделий и т.д.).
Для получения изделий из вяжущих веществ служат цемент, известь, гипс и реже магнезиальные и другие вяжущие вещества. В качестве заполнителей применяют песок, гравий, щебень, доменный и топливный шлаки, керамзит, аглопорит, шлаковую пемзу, вспученный перлит, природную пемзу и некоторые другие; армирующим же материалом является и арматурная сталь, асбест, древесные волокна и т. д.
Изделия из вяжущих веществ можно разделить на следующие основные группы:
1) бетонные и железобетонные из обыкновенных, легких и ячеистых бетонов на основе цементов;
3) силикатные плотные и ячеистые на основе извести;
Сырьем для производства вяжущих служат природные материалы (горные породы) и некоторые промышленные отходы. Эти материалы используются в отдельности либо в смеси друг с другом.
К природным сырьевым материалам относятся породы: гипсовые, известковые, глинистые, мергелистые, магнезиальные, высокоглиноземистые и кремнеземистые.
Гипсовые горные породы состоят в основном из двуводного CaSO4*2Н2О или безводного сернокислого кальция — CaSO4. Эти породы применяются для производства гипсовых вяжущих, а в смеси с другими материалами — для изготовления сульфатно-шлаковых цементов. Наряду с этим гипсовые породы широко используются как добавки к различным вяжущим веществам. Основными видами гипсового сырья являются гипсовый камень (CaSO4*2Н2О) и ангидрит (CaSO4).
Известковые породы в виде известняков, мелов, известковых туфов, известняков-ракушечников состоят в основном из углекислого кальция. Они используются для производства извести, портландцемента, глиноземистого цемента и смешанных вяжущих на их основе.
Глинистые породы в виде глин различных видов, суглинков, глинистых сланцев, лёссов, состоящих в основном из водных алюмосиликатов, применяют для производства цемента, смешанных вяжущих на его основе, а также на основе извести и обожженных глин.
Мергелистые породы представляют собой природную гомогенную смесь кальцита и глинистого вещества. Их применяют при изготовлении портландцемента и его производных, а также гидравлической извести и романцемента.
Магнезиальные породы в виде магнезита (МgСО3) и доломита (СаСО3*МgСО3) употребляют в производстве магнезиальных вяжущих веществ, а также доломитовой извести.
Высокоглиноземистые породы (бокситы), состоящие главным образом из гидратов окиси алюминия, применяются в смеси ·с другими материалами для изготовления глиноземистого цемента.
Кремнеземистые породы (диатомит, трепел, пуццолана, трасс, кварцевый песок и др.) используются в смеси с другими материалами для изготовления смешанных цементов.
Отходы промышленности [металлургические и топливные шлаки, золы, белитовый (нефелиновый) шлам и др.] в смеси с другими материалами употребляются для получения различных цементов. В этом случае устраняется необходимость в организации карьеров для добычи полезного ископаемого и не образуются большие отвалы из отходов вблизи завода-изготовителя.
Заводы по производству вяжущих веществ применяют в качестве сырья широко распространенные горные породы и отходы других отраслей промышленности. Эти заводы строятся в большинстве случаев в местах залегания основного сырья, так как перевозить его невыгодно из-за его громоздкости, низкой стоимости и сравнительно небольшого выхода готового продукта, так как в ходе производства удаляются влага и углекислота.
Добавки, вводимые для регулирования свойств изготовляемых из вяжущих веществ растворов и бетонов и для экономии самих вяжущих веществ, можно разделить на следующие группы:
1) активные минеральные (гидравлические), повышающие плотность и стойкость вяжущих веществ в пресных и сульфатных водах: осадочного происхождения — диатомиты, трепелы, опоки, глиежи (глины естественножженые); вулканического происхождения — пеплы, туфы, пемзы, трассы; искусственно получаемые — доменные гранулированные шлаки, топливные золы и шлаки, обожженные глины (глинит, цемянка, керамзит, аглопорит), горелые породы (самовозгорающиеся в отвалах пустые шахтные породы), кремнеземистые отходы;
2) наполнительные (микронаполнительные), позволяющие экономить цемент и повышать плотность бетона: получаемые из горных пород — известняки, изверженные горные породы, пески, глины и т. п.; искусственные, получаемые из промышленных отходов, — доменные отвальные шлаки, некоторые виды топливных зол и шлаков и т. д.;
3) ускоряющие схватывание· и твердеющие вяжущих веществ: хлористый кальций, хлористый натрий, соляная кислота, сернокислый глинозем, поташ, молотая негашеная известь и др.;
4) замедляющие схватывание вяжущих веществ: гипс, слабый раствор серной кислоты, сернокислое окисное железо, кератиновый замедлитель, животный клей и др.;
5) поверхностно-активные: пластифицирующие — концентраты сульфитно-спиртовой барды (жидкие, твердые и порошкообразные); гидрофобно-пластифицирующие и микропенообразующие — мылонафт, асидол, асидол-мылонафт, абиетат натрия, омыленный древесный пек и др. К гидрофобно-пластифицирующим добавкам относятся и кремнийорганические жидкости: метилсиликонат натрия (ГКЖ-11, МСГ-9), этилсиликонат натрия. (ГКЖ-10, ЭСГ-9), этилгидросилоксановая жидкость (ГКЖ-94). Поверхностно-активные вещества уменьшают водопотребность и расход вяжущих, повышают морозостойкость бетонов и растворов. Гидрофобно-пластифицирующие добавки, кроме того предохраняют цементы от быстрой потери активности при дальних перевозках и длительном хранении;
6) пенно — газообразующие, применяемые для изготовления ячеистых бетонов: пенообразователи – клее — канифольные, смолосапониновые, алюмосульфонафтеновые, пенообразователь ГК; газообразователи — алюминиевая пудра, пергидроль технический;
7) повышающие кислото- и жаростойкость: кислотостойкие — тонкомолотые андезит, базальт, диабаз, бештаунит, гранит, кварц, природный пылевидный кварц и др.; жаростойкие — тонкомолотые хромит, магнезит, фосфоритная мука, шамот, полукислые огнеупорные изделия, металлургический магнезит, андезит, диабаз и др.
В основу приведенной классификации добавок положено ее целевое назначение. Некоторые добавки по оказываемому им действию могут быть отнесены к двум и более группам и используются и в тех, и в других случаях.
Добавки применяются как в сухом, порошкообразном, состоянии, так и в виде водного раствора, суспензии или эмульсии. Они вводятся в состав цемента или до затворения водой (путем совместного помола или последующего после помола смешения или непосредственно в бетономешалку или растворомешалку (одновременно с другими составляющими бетонной или растворной смеси).
Ряд добавок нашел широкое применение. Например, добавки замедляющие сроки схватывания, и активные минеральные другие добавки применяются реже.
В производстве вяжущих веществ для ускорения процессов служат различные минерализаторы и интенсификаторы, вводимые в небольших количествах. Так, для ускорения обжига цемента вводят фториды щелочных и щелочноземельных металлов, соли кремнефтористоводородной кислоты, сернокислый и хлористый кальций и др.; для ускорения процесса помола цемента вводят углеродистые материалы, поверхностно-активные вещества и некоторые другие; для снижения влажности шлама к сырьевой смеси добавляют разжижители в виде сульфитно-спиртовой барды, триполифосфата натрия и ряда других веществ.
Основные виды вяжущих материалов применяемые в цементной промышленности:
Источник: www.voscem.ru
Чтобы стройматериалы были безопасными
Обеспечение экологической безопасности здания является одной из важнейших составных частей экологии человека. В настоящее время актуальность данной проблемы возросла из-за интенсивного внедрения полимерных строительных и отделочных материалов, малоизученных строительных материалов, содержащих различные химические добавки, нередко в виде промышленных отходов, широкого использования синтетических моющих, чистящих и косметических средств, что наряду с относительным повышением комфорта проживания существенно увеличило суммарную химическую нагрузку на организм человека и нередко делает жилую среду экологически опасной для человека.
Уровень химического загрязнения воздушной среды является одним из основных показателей, характеризующих безопасность и качество воздушной среды жилых и общественных зданий, т. к. воздушная среда помещений даже при относительно невысоких концентрациях токсичных веществ, но из-за большого их количества, из-за небольших объемов воздуха для разбавления и длительности пребывания человека может негативно влиять на его самочувствие, работоспособность и здоровье.
Относительно недавно главным компонентом химической нагрузки населения был загрязненный атмосферный воздух, но сегодня ситуация кардинальным образом изменилась. На первый план вышла проблема вредного влияния на воздушную среду в помещениях и, соответственно, на здоровье людей используемых в строительстве материалов, конструкций и изделий.
В результате проведенных исследований установлено, что источником 80 % химических веществ, обнаруженных в воздушной среде квартир, являются используемые строительные и отделочные материалы.
В настоящее время качество сырья для строительных материалов и самих строительных материалов и конструкций определяют действующие ГОСТы и ТУ. Вместе с тем в научно-технической документации, регламентирующей строительство и качество строительных материалов, отражена лишь небольшая доля отдельных гигиенических требований, в основном касающихся охраны труда и транспортировки стройматериалов, что не позволяет оценить степень их опасности для здоровья населения.
Имеется лишь один стандарт по определению и нормированию радионуклидов в строительных материалах — ГОСТ 30108-94 «Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов», введенный в действие Постановлением Госстроя РФ от 30.06.1994 № 18-48 (в ред. от 04.12.2000). В определенной мере это обуславливается слабой взаимосвязью гигиенических и строительных нормативных регламентаций, а также отсутствием единой методической системы проведения контроля экологической безопасности строительных материалов, которая должна включать критерии и методики оценки не только готовой продукции, но также и исходного сырья, используемого для производства строительных материалов.
Полимерные материалы в быту
На сегодняшний день наиболее полно изучены эколого-гигиенические свойства полимерных строительных материалов.
В строительстве номенклатура полимерных материалов, выпускаемых в нашей стране, насчитывает около 1000 наименований. Строительные полимерные материалы используются для покрытия полов, отделки стен, теплоизоляции наружной кровли и стен, гидроизоляции, герметизации и облицовки навесных панелей, изготовления оконных блоков и дверей, объемных элементов сборных домов и т. д. С каждым днем число таких материалов и область их применения расширяются. В последние годы в строительстве и быту все больше используются материалы, произведенные за рубежом, технология производства и гигиеническая характеристика которых неизвестны.
Масштабы и целесообразность применения полимеров в строительстве определяются тем, что они по многим свойствам превосходят природные материалы за счет низкой плотности, стойкости против коррозии, хороших тепло-, звуко- и электроизоляционных свойств, низких производственных расходов при изготовлении и транспортировке.
Однако наряду с положительными имеется ряд негативных сторон широкого использования полимерных материалов в быту. Это в первую очередь выделение ими в окружающую среду непрореагировавших мономеров, низкомолекулярных компонентов синтеза (эмульгаторов, растворителей, катализаторов), а также специальных веществ, вводимых в пластмассу для придания ей необходимых физико-механических свойств (пластификаторов, стабилизаторов, красителей, наполнителей, антистатических добавок).
Результаты многочисленных исследований показывают, что практически все полимерные материалы выделяют в воздушную среду те или иные токсические химические вещества, оказывающие вредное влияние на здоровье человека. Так, например, поливинилхлоридные материалы (поливинилхлориды ― один из самых распространенных видов полимеров, используемых при отделке современных жилых и общественных зданий (обои, линолеум, пленка, окна и др.)) являются источниками выделения в воздушную среду винилхлорида, бензола, толуола, этилбензола, циклогексана, ксилола, бутилового спирта, фталатов и других углеводородов.
Причем, как показали исследования, выделения ароматических углеводородов и фталатов в высоких концентрациях могут продолжаться в течение длительного времени ― до 1,5−2 лет, а в отдельных случаях ― до 3−5 лет. Наиболее токсичным и опасным веществом, выделяемым из ПВХ-материалов, является винилхлорид.
Другими из наиболее распространенных видов полимерных материалов, встречающихся практически в каждом доме и вызывающих наибольшее количество жалоб со стороны населения, являются древесно-стружечные плиты (ДСП) и мебель, изготовленная на их основе.
ДСП на основе карбамидных и фенолформальдегидных смол в настоящее время являются основным источником загрязнения воздушной среды жилых и общественных зданий фенолом и формальдегидом.
В настоящее время на деревообрабатывающих комбинатах г. Москвы предпринимаются меры по выпуску экологически чистых ДСП, среди которых обработка стружки акцепторами формальдегида, разработка новых видов связующих основ альбуминов, уретанов, покрытие ДСП защитными пленками.
Помимо выделения из ДСП, фенол и формальдегид могут поступать в воздушную среду из полимерных теплоизоляционных материалов, различных видов мастик, шпатлевок, пластификаторов, линолеумов, клеев и других материалов.
В настоящее время для внутренней отделки помещений широко используются декоративные плиты на основе вспененного полистирола.
Стирол также является высокотоксичным веществом, обладающим канцерогенным и мутагенным действием. Источником выделения стирола в воздушную среду помещений также являются следующие виды полимеров: полистирольная плитка, моющиеся обои на основе полистирола, линолеум, полимербетон, лакокрасочные покрытия, корпуса бытовых приборов на основе полистирола, одежда, обувь.
Ковровые изделия из химических волокон выделяют в значительных концентрациях стирол, изофенол, сернистый ангидрид.
Стеклопластики на основе различных смесей, применяемые в строительстве для звуко- и теплоизоляции, выделяют в воздушную среду значительное количество ацетона, формальдегида, фенола, метакриловой кислоты, толуола, бутанола, стирола. Лакокрасочные покрытия и клей-содержащие вещества также являются источниками загрязнения воздушной среды закрытых помещений такими веществами, как толуол, бутилметакрилат, бутилацетат, этилацетат, ксилол, стирол, ацетон, бутанол, этиленгликоль и др.
В таблице приведен перечень химических веществ, основным источником выделения которых в воздушную среду помещений жилых и общественных зданий являются строительные и отделочные материалы.
Приведенные данные свидетельствуют о необходимости проведения строгого контроля за экологической безопасностью не только строительных и отделочных материалов, но и сырья, используемого для их производства. Особое внимание следует обратить на использование в качестве сырья строительных материалов отходов различных производств.
Таблица
Химические вещества, выделяемые в воздушную среду помещений жилых и общественных зданий строительными и отделочными материалами
Вещество
Источник выделения
ДСП, ДВП, теплоизоляционные материалы, мастики, герлен, пластификаторы, шпатлевки, смазки для бетонных форм и др.
ДСП, теплоизоляционные материалы, герлен, клеи, линолеумы, мастики, шпатлевки
Теплоизоляционные материалы, отделочные материалы на основе полистиролов
Мастики, клеи, герлен, линолеумы, цемент и бетон с добавлением промышленных отходов, смазка для бетонных форм и др.
Лаки, краски, клеи, шпатлевки, мастики, смазка для бетонных форм, пластификаторы для бетона
Лаки, краски, клеи, мастики и др.
Лаки, краски, мастики, шпатлевки, смазка для бетонных форм
Шпатлевки, мастики, линолеумы, краски, клеи, смазки для форм, пластификаторы, цемент, бетон с отходами
Линолеумы, клеи, герлен, шпатлевки, мастики, лаки, краски, смазки
Лаки, краски, клеи, шпатлевки, мастики, линолеумы и др.
Мастики, клеи, смазки, линолеумы, лаки, краски
Клеи, цемент с добавкой, смазка для бетонных форм
Клеи, линолеумы, мастики, шпатлевки
Клеи, цемент, герлен
Цемент, бетон, шпатлевки и др.
Цемент, бетон, шпатлевки и др.
Красители и строительные материалы с добавлением промышленных отходов
Стройматериалы с добавлением промышленных отходов
Следует отметить, что сегодня практически не проводится экологическая оценка стеновых, теплоизоляционных, конструкционных материалов на основе неорганических соединений. В то же время в современном строительстве все отчетливее проявляется тенденция к химизации технологических процессов и использованию в качестве добавок в строительные материалы различных смесей химических веществ и промышленных отходов, в первую очередь в конструкционные и стеноформирующие материалы: бетон, строительный раствор, кирпич, керамзит, теплоизоляционный материал.
Использование промышленных отходов в качестве вторичных сырьевых продуктов в производстве строительных материалов имеет, с одной стороны, большое экономическое значение, удешевляя и ускоряя строительство, снижая вес строительных материалов и увеличивая их прочность. С другой стороны, новые строительные материалы, изготовленные с применением промышленных отходов (гальваношламов, шлаков мусоросжигательных заводов, золы ТЭЦ, отходов химической промышленности, производства минеральных удобрений и др.), могут явиться источником загрязнения окружающей среды токсичными химическими веществами, что вызывает появление нового фактора риска для здоровья человека в условиях жилых и общественных зданий. В то же время эколого-гигиеническая экспертиза таких строительных материалов из-за отсутствия нормативно-методической базы не производится.
Установлено, что наиболее часто в качестве добавок к строительным материалам, а также взамен одного из компонентов, в настоящее время наиболее часто используются гальваношламы, золошлаковые отходы мусоросжигательных заводов и ТЭЦ, осадки промышленных сточных вод, различные виды шлаков. В связи с этим строительные материалы могут являться источником выделения в окружающую среду таких высокотоксичных веществ, как хром, никель, свинец, кадмий, фтор, фенол, формальдегид.
Обязательность эколого-гигиенической экспертизы строительных материалов
Учитывая, что основным фактором, влияющим на качество воздушной среды помещений, являются строительные и отделочные материалы, то наиболее важное значение приобретают как предупредительный, так и текущий санитарный надзор за разработкой, выпуском и применением строительных материалов в гражданском строительстве.
В целях усиления санитарного надзора за разработкой и внедрением новых строительных материалов, а также для предупреждения неблагоприятных воздействий строительных изделий на здоровье человека все новые, а также все применяемые, но не получившие гигиеническую оценку материалы должны подвергаться обязательной эколого-гигиенической экспертизе. Причем это должно касаться не только полимеров, но и всех строительных материалов.
Система санитарно-химического контроля строительных материалов должна базироваться на следующих основных положениях:
1. Каждый строительный материал, в том числе и сырье, прежде чем поступить к потребителю, должен пройти гигиеническую оценку.
2. Эколого-гигиеническую экспертизу строительных материалов и компонентов, входящих в их состав, должны проводить учреждения, аккредитованные Роспотребнадзором для проведения данных исследований.
3. Нормативно-методическая документация на выпуск строительных материалов (ГОСТ, ТУ и др.) должна содержать сведения о возможных выделениях из них токсических веществ с указанием методов их контроля.
4. Вся нормативно-методическая документация на выпуск строительных материалов и на методы контроля должна быть согласована с органами Роспотребнадзора.
5. Заводы-изготовители должны осуществлять контроль за соответствием выпускаемых строительных материалов регламенту, принятому в официальных нормативных документах (ГОСТ, ТУ и др.).
С эколого-гигиенических позиций строительные материалы, конструкции и изделия должны отвечать следующим требованиям:
- не должны быть источником специфического запаха в помещениях к моменту заселения домов;
- не должны выделять в окружающую среду химические вещества в концентрациях, оказывающих прямое или косвенное неблагоприятное воздействие на человека;
- быть малотеплопроводными и обеспечивать достаточное термическое сопротивление и теплоустойчивость ограждений (стен, перекрытий);
- иметь хорошую воздухопроницаемость и пористость;
- быть негигроскопичными и малозвукопроводными;
- не должны стимулировать развитие микрофлоры, быть доступными для влажной дезинфекции;
- не должны накапливать статическое электричество, ухудшать микроклимат помещений, а их окраска и фактура должны соответствовать эстетическим и физиолого-гигиеническим требованиям.
Основными нормативными документами, которыми следует руководствоваться при проведении эколого-гигиенической экспертизы строительных и отделочных материалов, являются:
- СанПиН 2.1.2.729-99 «Полимерные и полимерсодержащие строительные материалы, изделия и конструкции. Гигиенические требования безопасности», утвержденные Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 27.01.1999 № 3;
- МУ 2.1.2.1829-04 «Санитарно-гигиеническая оценка полимерных и полимерсодержащих строительных материалов и конструкций, предназначенных для применения в строительстве жилых, общественных и промышленных зданий», утвержденные Главным государственным санитарным врачом РФ 06.01.2004;
- МУ 2.1.674-97 «Санитарно-гигиеническая оценка стройматериалов с добавлением промотходов», утвержденные Минздравом РФ 08.08.1997;
- Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю), утвержденные Решением Комиссии Таможенного союза ЕврАзЭС от 28.05.2010 № 299.
- Использование при строительстве и ремонте зданий и помещений экологически чистых строительных материалов, прошедших гигиеническую экспертизу, позволит обеспечить чистый воздух в вашем жилище.
Сотрудники ГУ «Научно-исследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды имени А. Н. Сысина» РАМН ГУБЕРНСКИЙ Ю. Д., зав. лабораторией экологии и гигиены жилой среды, профессор, д-р мед. наук, КАЛИНИНА Н. В., ведущий научный сотрудник, канд. мед. наук
Источник: www.profiz.ru