Стекло и стеклянные изделия

Быстрым охлаждением минеральных расплавов получают стекло из смеси кварцевого песка, соды, известняка с технологическими добавками: осветлителем, обесцвечивателем, красителем, глушителем, окислителем, восстановителем. Красителями являются оксиды: Mn, Ni, Gr, Fe, а также коллоидные Au, Ag, Cu, Se. Стекло – это переохлажденная жидкость аморфного строения. Формование стекломассы идет прессованием, прокаткой, вытягиванием, флоат-способом (на расплаве металла). Стекло получают гладким и быстро охлаждают. Возникшие напряжения у тонкого изделия большой площади устраняют отжигом. Декоративную и специальную обработку поверхности стекла производят механическим, химическим способами и нанесением специальных покрытий. Механическая обработка включает резку,шлифование, гравирование, пескоструйную, ультразвуковую и др.

 С помощью шаблона закрывают стекло по рисунку и оставшуюся часть подвергают обработке. Шероховатую часть подвергают огневой полировке при высокой температуре.

Химическая обработка: травление и матирование (парами фтористого водорода или плавиковой кислотой, пастами специального состава) образуют матовую поверхность. Для получения радужного эффекта поверхность выщелачивают, обрабатывают цветными пигментами.

На поверхность стекла наносят керамические краски, эмали, силиконовые растворы, оксиды металлов и др. и при высокой температуре происходит сплавление с нанесенным покрытием.

Все стекла делят на светопрозрачные и непрозрачные. Из прозрачных наиболее распространенным является оконное стекло. Выпускают его листами 1600-500мм* 250-2200мм, толщиной 2-6мм.

Витринное стекло – крупногабаритное, полированное, толщиной 5,5-10мм.

Узорчатое, матовое стекло: на одной поверхности или с обеих сторон рельефный рисунок глубиной 0,5-1,5мм, нанесенный при прокатке стекломассы.

Узорчатое стекло может быть цветным, армированным, покрытым керамической краской. Если на поверхность матированного стекла наносят столярный клей и подвергают термообработке, образуется матово-узорчатое стекло с морозным рисунком.

Цветное стекло может быть однослойным, двухслойным, с цветным накладным слоем толщиной от 1 до 4,5мм, такое стекло изготавливают 10 цветов. Применяют для декоративного остекления световых проемов, устройства перегородок, витражей. Изготавливают клееные витражи из двух прозрачных стекол, между которыми размещают мозаику из цветных стекол.

Армированное стекло имеет в середине слоя сварную металлическую сетку из термообработанной проволоки диаметром 0,35-0,45мм. Такое стекло изготавливают методом проката, оно безопасно при механических или термических воздействиях. Оно может быть гладким, узорчатым, плоским, волнистым. Такое стекло идет на остекление фонарей верхнего света, ограждений балконов, лоджий, лифтовых кабин, светопрозрачных кровель.

Закаленное стекло имеет высокую прочность и температуростойкость. Это достигается отжигом после формования при температуре 640⁰С и последующим охлаждением. Оно не имеет острых осколков, поэтому его используют для остекления витрин, светопроемов общественных зданий, дверей и других конструкций, стойких к удару.

Солнцезащитное стекло с ограничением инфракрасных и тепловых лучей. Длинноволновое излучение поглощается или отражается прозрачным металлическим покрытием. Его используют в зданиях производственного назначения.

Витражи из листового светопрозрачного стекла получают после «горячей» или «холодной» росписи. Используют силикатные краски, которые затем обжигают в печи. При «холодной» росписи можно использовать анилиновые красители, а также масляные краски, покрытые водостойкими лаками или раствором квасцов.

 Другие минеральные расплавы получают по той же технологии: сырьевые компоненты плавят в печах при температуре 1450⁰С, охлаждают до температуры 1250⁰С с целью увеличения вязкости и разливают в подогретые чугунные формы и медленно охлаждают. Блоки стеклянные пустотелые получают сваркой по периметру двух прессованных полублоков. Внутренняя поверхность может быть гладкой или рельефной. При сварке двух полублоков создается разрежение воздуха, повышающее теплоизоляцию. Стеклоблоки идут на кладку наружных ограждений, перегородок в гражданских и промышленных зданиях.

Стеклополотна для дверных проемов делают из полированного стекла- бесцветного или окрашенного, прозрачного и светорассеивающего.

Стеклопакеты площадью до 5м² с расстоянием между стеклами 15-20мм, герметичные. Если полости заполнить войлоком получают хорошую тепло- и звукоизоляцию.

Профильное стекло используют для светопроницаемых ограждений (самонесущих стен, кровель в гражданском и промышленном строительстве).

Непрозрачные стекла – плитки коврово-мозаичные из глушеного стекла или эмалированные, полученные прокаткой или прессованием.

Стемалит – листы плоского стекла со слоем керамической краски с внутренней стороны, толщиной 5-7,5мм, 27 расцветок. Применяют для отделки фасадов, балконов. Смальта – куски глушеного цветного стекла толщиной 10мм, получают отливкой или прессованием. Используют для мозаичного панно при отделке фасадов, интерьеров.

Марблит- плоские квадратные плиты с полированной поверхностью и рифленой внутренней поверхностью. Его называют стекломрамором, так как может иметь мраморовидный рисунок на белом, голубом, зеленом поле. Используют для наружной и внутренней облицовки зданий.

Сигран – стеклокристаллический материал, имитирующий гранит, мрамор. Получают прессованием стекла из шлаковых расплавов, из авантюринового стекла и металлургических шлаков с добавками или с глазурью.

Стеклокристаллит – плиты из сплавленных гранул стекла для облицовки стен и полов. Стеклокремнезит – плиточный материал, получаемый спеканием стекла с наполнителем из песка, глины или керамики.

Стеклокерамит – облицовочный материал, получаемый спеканием отходов стекла с песком или глиной.

Пенодекор – плиты из стеклобоя и декоративнаястеклокрошка для отделки фасадных поверхностей и оформления интерьеров.

Пеностекло – пористый материал (пор до 94%) получают спеканием порошка из стеклобоя с газообразователями. Изготавливают плиты, блоки для теплоизоляции и звукоизоляции стен, покрытий, кровель, тепловых сетей. Пеностекло может быть цветным для облицовки.

Стекловолокно – холсты и плиты толщиной до 50-80мм для теплоизоляции ограждающих конструкций. Супертонкое волокно хорошо поглощает звук.

Стекломассу можно получить спеканием горных пород, металлургических шлаков. В электропечах при температуре 1500⁰С получают расплав, из которого изготавливают каменное литье в формах с медленным охлаждением. Это брусчатка для дорог, трубы для агрессивных сред, облицовочные плитки для предприятий химической промышленности.

Минеральное волокно (вату) получают из расплава горных пород или отходов - шлаков и тогда ее называют шлаковой. Длина волокон может быть от 2 до 60мм. Высокая пористость (до 95% по объему) обеспечивает ей тепло – и звукоизоляционные свойства. Минеральные изделия применяют в качестве теплоизоляции в диапазоне температур от -180 до 600⁰С.

4) Ситаллы – стеклокристаллические материалы, полученные из стеклянных расплавов путем их полной или частичной кристаллизации. Образуются композиционные материалы со стекловидной матрицей, наполненной мелкими кристаллами стекла. Обладая поликристаллическим строением, ситаллы, сохраняя положительные свойства стекла, лишены его недостатков: хрупкости, низкой теплостойкости. По свойствам ситаллысравнимы с металлами. Высокая твердость, термостойкость, химическая стойкость и даже способность паяться. Прочность ситаллов при сжатии равна прочности металла – 500МПа.

Такие материалы используют для устройства полов в промышленных цехах, где могут быть проливы кислот, щелочей, расплавов металла, для изготовления химической аппаратуры, труб, теплообменников

Шлакоситаллы являются разновидностью ситаллов, но сырьем являются расплавленные шлаки, кварцевый песок. Предел прочности их доходит до 650МПа. Обладают высокой износостойкостью. Лицевая поверхность может быть белой, серой, черной полированной или с нанесением силикатных красок. Используют для наружной и внутренней облицовки зданий, в дорожном строительстве.

  4.Неорганические вяжущие материалы

Вяжущими называют вещества, с помощью которых можно получить искусственный камень из сыпучих компонентов. Неорганические вяжущие вещества получают из минерального сырья (горных пород) с помощью высокотемпературного обжига сырьевой смеси. Спекшуюся смесь размалывают в тонкий порошок, который химически соединяется с водой, и затвердевает, превращаясь в камень. Этот процесс называют гидратацией вяжущего.

По условиям твердения неорганические вяжущие разделяют на воздушные и гидравлические.

Воздушными вяжущими называют вещества, которые после взаимодействия с водой затвердевают и повышают прочность на воздухе, в сухих условиях. Во влажных условиях они теряют свою прочность, поэтому их используют только для внутренних работ. Такими вяжущими являются: гипсовые и магнезиальные вяжущие, а также воздушная известь и растворимое стекло.

 1) Гипсовые вяжущие наиболее широко применяемые при внутренней отделке помещений вяжущие, отличающиеся скоростью твердения, белым чистым цветом.

Получают гипсовые вяжущие из осадочной породы – гипсового камня, имеющего химическую формулу CaSO₄ 2H₂O путем варки или запаривания в автоклавах, где при температуре 110-160⁰С происходит обезвоживание

 ( дегидратация) и образуется полуводный сернокислый кальций, называемый строительным гипсом: CaSO₄2H₂O →CaSO₄ 0,5H₂O +1,5H₂O

Строительный гипс при взаимодействии с водой опять принимает в свою кристаллическую решетку воду и затвердевает в камень, что и происходит при работе с гипсовым вяжущим: CaSO₄ 0,5H₂O+1,5H₂O →CaSO₄ 2H₂O.

Получаемый в автоклаве строительный гипс называют высокопрочным, так как он после гидратации дает прочность более высокую, чем строительный гипс.

 Прочность строительного гипса определяют при сжатии и изгибе стандартных образцов-балочек размером 4*4*16см через 2 часа после изготовления и эту прочность называют маркой. Марки строительного гипса бывают: 2,3,4,5,6,7,10,13,16,19,22,25. При дальнейшем твердении в сухих условиях прочность гипсовых изделий повышается, при увлажнении – снижается, поэтому гипсовое вяжущее и называют воздушным.

 Высокопрочный гипс может иметь прочность до 70МПа, поэтому его используют в смеси с заполнителями для изготовления гипсобетона, изделий, строительных растворов. В смеси со строительным гипсом он идет на изготовление форм в литейном производстве и в машиностроении.

Разная прочность низкотемпературных гипсов обусловлена разной водопотребностью их, т.е. необходимым количеством воды для получения теста стандартной консистенции (нормальной густоты). Чем меньше воды требуется для получения теста нормальной густоты, тем прочнее будет гипсовый камень.

Имеет значение тонкость помола гипсового порошка, чем тоньше помол, тем активнее твердение и тем больше воды требуется для затворения порошка и тем меньше прочность приобретет гипсовый камень.

С быстротвердеющим строительным гипсом работать плохо, невозможно сформовать изделие без дефектов. Поэтому для замедления схватывания вводят замедлители: буру, клеи, известь, цемент и др.

Для повышения водостойкости гипсовых изделий в смесь вводят молотый шлак, цемент, гидрофобизаторы, пропитывают водостойкими веществами готовое изделие.

Высокотемпературные гипсовые вяжущие – ангидритовое вяжущее и эстрих-гипс получают обжигом в печи при температуре 750⁰ и 1100⁰С из ангидрита. Это вяжущее твердеет дольше -24 часов, получают марки 50, 100, 150 и 200 кг/см². Чем выше температура обжига, тем большей активностью обладает вяжущее и повышаются его гидравлические свойства. Эстрих-гипс обладает водостойкостью, его называют гидравлическим гипсом. Марки его могут быть 30-40 МПа, он чисто белого цвета, из него изготавливают искусственный мрамор, лестничные ступени, подоконные доски, украшения на фасадах.

Твердение гипсовых изделий сопровождается увеличением объема до 1%, что способствует хорошему заполнению форм и отсутствию усадки.

Гипсовые изделия огнестойки, могут выдерживать высокую температуру 6-8 часов.

2) Жидкое стекло-вяжущее для жароупорных и кислотостойких покрытий. Получают сплавлением кварцевого песка и кальценированной соды или сульфата натрия. Спекшуюся массу быстро охлаждают и получают силикат-глыбу, растворяемую в воде под давлением (в автоклавах). Образуется растворимое стекло (силикатный клей), которое смешивают с тонкоизмельченным кварцевым песком и кремнефтористым натрием и получают кислотоупорный цемент. Когда вместо кварцевого песка в качестве наполнителя вводят тонкомолотые вулканические породы или искусственные молотые камни, получают жаростойкие составы. Твердеют составы на воздухе при положительной температуре, постепенно карбонизируясь.

3) Воздушная строительная известь – с давних пор применяется как побелочный, штукатурный, кладочный раствор и дезинфицирующее средство.

Получают воздушную известь обжигом известняков, доломитов, мела, известняковых туфов, содержащих глинистых примесей не более 6-8%.Все эти породы состоят преимущественно из СаСО₃, подвергаясь обжигу в печи при температуре 1000-1200⁰С, происходит диссоциация по реакции:

                       СаСО₃→СаО+СО₂.

Полученная окись кальция (СаО) и есть известь строительная комовая, негашеная, соединяясь с водой, гидратируется, превращаясь в гашенуюстроительную известь–Са(ОН)_2..

Аналогично из доломитов или магнезитов получают магнезиальное вяжущее (МgО), которое в отличие от СаО (извести) затворяют не водой, а растворами хлористых или сернокислых солей, образуя прочный камень, применяемый для композиционных составов. По содержанию активных окислов известь делят на три сорта:1,2,3. Чем выше сорт извести, тем выше выход теста, тем оно пластичнее, тем больше может принять песка в состав раствора, тем будет меньше усадка раствора.

Из извести гашеной и негашеной готовят кладочные и штукатурные растворы, в смеси с кремнеземистыми заполнителями используют для получения силикатных изделий, шлакобетонных блоков, известково-пуццолановых вяжущих, побелочных и красочных составов. В нормальных условиях твердение происходит за счет карбонизации и испарения воды, поэтому прочность известковых растворов небольшая, в химическое соединение с песком известь не вступает.

Значительно большую прочность стали получать, когда известково-песчаный раствор подвергли гидротермальной обработке в автоклаве. При температуре 170-200⁰С и давлении 0,8-1,2МПа происходит химическое взаимодействие извести с песком и прочность изделий значительно возрастает. Полученные в автоклаве известково-кремнеземистые составы называют силикатными изделиями. Образовавшийся известковый камень долговечен и прочен только в сухих условиях эксплуатации: силикатный кирпич, легкие (газосиликатные, пеносиликатные) и тяжелые силикатные бетоны используют для ограждающих и других конструкций, они имеют светло-серый ровный цвет.

Когда в известняковой породе примесей песка, глины, железистых соединений более 8%, то в результате обжига при температуре 1000 - 1100⁰С образуются искусственные минералы из этих составляющих в виде одноосновных соединений: силикатов, алюминатов и ферритов кальция, которые повышают водостойкость и прочность изделий. Из такой извести при затворении ее водой получали  до изобретения цемента прочные растворы и изделия. Называется она гидравлической известью, так как отформованное изделие может твердеть не только на воздухе, но и в воде. Прочность таких составов позволяет получать стеновые блоки и другие изделия марок  М100, 150.

      4) Гидравлические вяжущие вещества

Гидравлическими их называют за способность твердеть и набирать прочность не только на воздухе, но и в воде. К гидравлическим вяжущим относятся все виды цементов и сама гидравлическая известь.

Для получения цемента сырьевую смесь составляют строго по каждому виду. Соотношение известняк: глина должно быть 3:1, или 75-78% известняка и 22-25% глины. Качество цемента должно соответствовать мировым стандартам. Промышленность выпускает несколько видов цемента марок по прочности М400,500,550,600 или классов В22,5;32,5;42,5;52,5.

Тщательно подобранную сырьевую смесь обжигают во вращающейся печи при температуре 1450⁰С и быстро охлаждают, чтобы получить аморфную структуру. Полученный цементный клинкер после остывания подвергают помолу с необходимыми добавками до тонкости порошка с удельной поверхностью 2500-3000см²/г, что соответствует проходу 85% порошка через сито с ячейкой 0,08мм.

При обжиге в печи образуются искусственные минералы: многоосновные силикаты, алюминаты и ферриты кальция с небольшим количеством окислов титана, фосфора, фтора. Качество цемента зависит от минерального состава и добавок, вводимых при помоле. Получают: пуццолановый цемент, шлакопортландцемент, глиноземистый, расширяющийся, быстротвердеющий и др. Цементы надо хранить в сухих условиях, во влажных они теряют свою активность.Активность цемента определяют по прочности стандартных образцов – балочек, изготовленных из цементно-песчаного раствора стандартной консистенции через 28 суток нормального твердения. Сроки схватывания (затвердевания) у цементов бывают не ранее 45мин, конец -10-12часов. Каждый минерал цементного клинкера взаимодействует с водой – гидратирует, образуя гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферриты кальция, называемые новообразованиями. Это мельчайшие частички наноразмеров, между которыми формируются такие же поры, растет удельная поверхность твердой части и, если достаточно влаги, растет прочность. Если воды на гидратацию не хватает, частичка цемента вся прогидратировать не сможет и остается в виде заполнителя, возможности цемента полностью не используются. Для гидратации цемента требуется всего 15-17% воды затворения, но для лучшего перемешивания и удобоформования берут большее количество, лишняя вода формирует капиллярные поры, которыми пронизан цементный камень. Чем больше капилляров, тем ниже прочность цементного камня, но чем дольше влажный уход за ним, тем больше степень гидратации цемента, тем больше зарастают капилляры новообразованиями и увеличивается прочность, снижается водопоглощение. Ускоряют твердение повышением температуры (пропаривание, электропрогрев и др.) без снижения влажности. Чем больше времени будет твердеть цементный камень, тем большую прочность он приобретет.

При эксплуатации в агрессивных условиях (в проточной воде, в морской воде или при воздействии химических реагентов) возможна коррозия цементного камня, если источник агрессивного воздействия не устранить, цементный камень разрушится. Поэтому необходимо заранее предусмотреть состав, предназначенный для работы в неблагоприятных условиях. Для этого промышленность выпускает разные виды цементов: пуццолановые, шлакопортландцементы, сульфатостойкие, глиноземистые, есть способы гидрофобизации, флюатирования, кольматирования, составы для пропиток, используя которые можно обеспечить коррозионную стойкость цементному камню.

         5) Цементные бетоны

Это искусственные каменные материалы, получаемые из смеси цемента, мелкого и крупного заполнителя и других технологических добавок с водой затворения. После тщательного перемешивания сырьевых компонентов и получения однородной массы, ее раскладывают в формы и оставляют на несколько часов до получения распалубочной прочности. Затем бетон должен твердеть в благоприятных условиях до получения марочной прочности.

В зависимости от вида вяжущего бетоны могут быть цементными и бесцементными( на полимерных вяжущих, силикатные и др.)

В зависимости от вида заполнителей бетоны бывают тяжелые на плотных заполнителях, легкие – на пористых заполнителях и специальные бетоны.

Состав бетона назначают из расчета необходимой прочности конструкции (классу или марки) с учетом других качеств (водонепроницаемости, морозостойкости, жаростойкости и др.). В рядовом бетоне приблизительно 8-15% цемента, 80-85% заполнителей и 8-12% воды затворения.

Достоинства бетона: - возможность формовать изделия любой формы при минимальных затратах, так как используются местные сырьевые материалы;

 - долговечность и огнестойкость бетонных изделий;

 - возможность изменять компоненты в составе и получать разную плотность, прочность, структуру и даже цвет изделия;

 - возможность использования промышленных отходов в качестве компонента;

 - хорошее сочетание свойств с другими материалами (сталь, пластмасса, кирпич), позволяющее создавать разные композиционные материалы.

Все каменные материалы относятся к хрупким материалам, у которых прочность при растяжении и изгибе намного меньше прочности при сжатии, поэтому бетон армируют стальными изделиями – арматурой в зоне, работающей на растяжение. Так получают железобетон. Арматура помогает бетону воспринимать растягивающие напряжения, бетон защищает арматуру от коррозии.

Классификация бетонов:

По плотности: - особо тяжелые (плотность ≥2500кг/м³);

                    - тяжелые (1800 – 2500кг/м³);

                    - легкие (500 -1800кг/м³);

                    - особо легкие ( ≤500кг/м³ ).

По назначению: - обычные ( для фундаментов, колонн, балок и др.);

- гидротехнические (для плотин, водопроводно-канализационных  

                    сооружений и т.п.);

                   - для ограждающих конструкций ( стены, покрытия, перегородки);

                   -специального назначения(для радиационной защиты, аэродромных и дорожных покрытий и т.п.);

По способу изготовления:

- сборный (изделия изготовляются на заводах и монтируются на

                    стройплощадке);

монолитный (формуются в опалубку непосредственно на месте

                      расположения конструкции).

Необходимые требования к бетонам: к обычным железобетонным конструкциям основное требование – достижение заданной прочности;

для гидротехнических сооружений – не только прочность, но и высокая плотность, морозостойкость, водонепроницаемость, коррозионная стойкость, низкое тепловыделение;

для полов – низкая истираемость, достаточная прочность при изгибе;

для дорог и аэродромных покрытий – низкая истираемость, высокая морозостойкость, прочность при изгибе, стойкость при ударе.

               Материалы для изготовления бетона

Цементы используют в качестве вяжущих для тяжелых и легких бетонов. В зависимости от условий эксплуатации и требуемой прочности выбирают вид цемента и его марку.

Заполнители в бетоны разделяют на мелкие и крупные. В качестве мелкого чаще используют кварцевый песок, особенно для тяжелого бетона.

 Песком называют сыпучую горную породу осадочного происхождения, прошедшую через сито с размером ячейки от 5 до 0,16мм, без примеси глины более 3%. Для определения качества песка его просеивают через набор сит и определяют модуль крупности по полным остаткам на ситах, деленным на 100. Модуль крупности ( М_к) разделяет все пески по категориям:

крупный песок – М_к= 3,5-2,5;

средней крупности – М_к= 2,5 -2;

мелкий песок – М_к= 2-1,5 и очень мелкий с М_к≤1,5.

Для бетонов наиболее пригоден крупный песок, для кладочных и штукатурных растворов – средней крупности, для акустических растворов –крупный песок, для отделочных растворов – мелкий песок.

В качестве крупного заполнителя применяют прочную горную породу для тяжелых бетонов (граниты, доломиты, известняки) и пористые вулканические породы ( туфы, пемзы) или пористые искусственные камни для легких бетонов (шлаки, перлиты, керамзит и др.). Крупный заполнитель получают дроблением горной породы на щебень определенного размера и разделяют с помощью рассева на ситах на фракции 5-10; 10-20; 20-40; 40-70мм

В состав бетона выбирают породу заполнителя и размер фракции в зависимости от прочности бетона, его плотности и размера сечения бетонируемой конструкции. Для тяжелых бетонов прочность щебня должна быть в 1,5-3раза выше прочности проектируемого бетона.

Кроме основных компонентов в бетоны часто вводят добавки различного назначения. Минеральные добавки вводят от 5 до 50% с целью экономии вяжущего и уплотнения структуры.

Пластифицирующие добавки вводят в небольших количествах (от 0,001 до 2%) с целью сокращения воды затворения и достижения лучшей пластичности смеси. Воздухововлекающие, гидрофобные добавки вводят в долях процента с целью увеличения морозостойкости и водонепроницаемости бетона.

Химические добавки вводят от 0,5 до 2% как ускорители твердения или снижающие замерзание воды в зимний период бетонирования.

После перемешивания всех компонентов с водой получают бетонную смесь, которая должна иметь определенную консистенцию. Консистенция смеси может быть густой (жесткой) или подвижной, пластичной. От этого зависит прочность и формуемость .Поэтому при проектировании бетона консистенцию смеси назначают и измеряют с помощью большого конуса. Она зависит от расхода воды затворения, крупности песка, количества заполнителя и цемента.

Чтобы определить марку бетона по прочности, необходимо заформовать стандартные образцы – кубики размером 10*10*10; 15*15*15 и 20*20*20см и поставить их на твердение в нормальные условия( при высокой влажности) на 28 суток. Прочность определяют по сопротивлению силе сжатия на прессе и рассчитывают по формуле: R=P/Fкг/см² или МПа.

Изделия из бетона производят для работы при статической нагрузке: стеновые , фундаментные блоки и др. Когда конструкция будет нагружена и возникают растягивающие напряжения, она должны быть армирована. Железобетон – это материал, в котором объединены два материала: бетон и арматура, обладающая более высокой жесткостью (модулем упругости), прочностью и воспринимающая растягивающие нагрузки. Надежная совместная работа бетона и стальной арматуры обусловлена силами сцепления, хорошей адгезией бетона к стали, препятствующими проскальзыванию стержней арматуры в бетоне, близкими показателями коэффициентов температурного расширения. Железобетонные конструкции могут изготавливать монолитно (на месте возведения) и на заводах, в специальных цехах и транспортировать к месту строительства, тогда они называются сборными. Изготавливают с обычной и предварительно напряженной арматурой. В этом случае применяют бетон высоких марок и высокопрочную арматуру. Конструкции из преднапряженного бетона наиболее эффективны, трещиностойки, долговечны.

Предприятия по производству железобетона производят унифицированные конструкции, которые используют в типовых проектах жилищного и промышленного строительства. Из железобетона изготавливают фундаменты, стены подвалов, наружные и внутренние стены, колонны, перекрытия, покрытия, лестничные марши, перемычки и др. Для изготовления стеновых блоков или панелей делают легкие бетоны, отличающиеся низкой плотностью, теплопроводностью, которые надо защищать от намокания. Легкие бетоны приобретают теплозащитные качества, так как их делают с пористым легким заполнителем и поризуют матрицу (растворную часть).

                  6) Строительные растворы

Строительными называют растворы, состоящие из вяжущего, воды и мелкого заполнителя –песка и специальных тонкодисперсных или химических добавок, повышающих пластичность смеси, ускоряющих или замедляющих их твердение. После отвердевания уложенный раствор скрепляет отдельные штучные изделия (кирпич, бетонные блоки) в единый монолит или конструкцию. Кроме пластичности раствор должен после отвердевания обладать прочностью, плотностью, морозостойкостью, иногда низкой теплопроводностью.

По используемому вяжущему они могут быть цементными, известковыми, гипсовыми или комбинированными с введением в состав полимеров.

По назначению все растворы разделяют на:

Кладочные – используют при кладке кирпичных стен, фундаментов, природного камня, для расшивки и заполнения горизонтальных и вертикальных швов при монтаже стеновых панелей и крупных блоков;

Отделочные(илиштукатурные)– используют при отделке или оштукатуривании стен, перекрытий;

Специальные – к ним относят растворы пористые, для теплоизоляции или акустические с крупной фракцией мелкого заполнителя, водонепроницаемые, гидрофобные или кислотостойкие специального состава.

В настоящее время на специализированных заводах готовят сухие растворные смеси, в которые на месте строительства добавляют необходимое количество воды перед применением. Отличаются растворы от бетонов отсутствием крупного заполнителя, они более пластичны, могут быть приготовлены из белого цемента, в состав которого добавляют пигмент, слюду или мелкую фракцию от дробления мрамора, гранита (терразитовая штукатурка) для декоративной отделки поверхности, каменная штукатурка.

Растворные смеси укладывают значительно более тонким слоем, часто на пористое основание (кирпич, бетон), отсасывающее влагу. Растворные слои подвергают художественной обработке (шелкографии, сграффито-цветной рельеф), формируя объемное панно, или работая рельефным трафаретом.

Растворы выпускают марок по прочности: М4,10,25,50,75,100,150,200,300.

 7) Асбестоцементные строительные материалы

Эти материалы, используемые с прошлого столетия, являются примером создания композиционных материалов с наночастицами. Волокна асбеста представляют собой тончайшие в 1мкм силикаты магния или кальция длиной 0,3до10мм, которые однородно распределяются в цементной матрице. Для изготовления изделий применяют цемент марок 400-500 более тонкого помола и 10-20% асбестового волокна, распушенного в воде, что позволяет получить высокую прочность не только при сжатии и растяжении, но и при ударе. Часть асбеста могут заменить базальтовым, шлаковым или синтетическим волокном для достижения нужных качеств.

Выпускают более 40 видов асбестоцементных изделий. Это кровельные волнистые листы и плитки, крупноразмерные плоские листы, панели и плиты асбестоцементные экструзионные, акустические перфорированные, наружные стеновые панели, погонажные изделия (элементы парапетов, швеллеры для каркасов стеновых панелей и плит покрытий), а также трубы и короба.

Эти изделия имеют высокую прочность, морозостойки и коррозиостойки, но тонкие листы в неблагоприятных условиях коробятся, хрупки.

Для определения способа отделки поверхности, образованной на изделиях из минерального вяжущего, установлены 8 категорий поверхности отА1 до А8, подлежащих или грунтовке, шпаклевке, или шлифованию, или покраске. Для материалов с отделанной поверхностью определяют соответствие отделки утвержденному эталону.