Строительные материалы специального функционального назначения

К строительным материалам специального назначения относят такие материалы как гидроизоляционные, теплоизоляционные, лакокрасящие, коррозиестойкие, радиационностойкие и даже легкие бетоны.

Гидроизоляционные материалы по структурно-функциональным признакам разделяют: на мастичные, из которых делают окрасочную изоляцию и рулонные, пригодные для оклеечной изоляции.

Мастичные составы это те же асфальтовые растворы, наполненные минеральным порошком. В качестве наполнителя берут измельченный тальк, магнезит, известняк, отходы цементной промышленности, асбест, минеральную вату, стекловолокно. Наполнители составляют непрерывную каркасную сетку, укрепляя и повышая температуростойкость, твердость. Смесь становится гуще, устойчивее, долговечнее, снижается расход вяжущего. Мастики бывают битумные, битумно-резиновые, битумно-полимерные. По способу применения : горячие (до 160⁰С), холодные ( с растворителем). Холодные получают смешивая битумно-известковую пасту с минеральным наполнителем без нагрева. Используют как штукатурную гидроизоляцию, для заполнения деформационных швов.

Антикоррозионные мастики предназначены для защиты строительных конструкций и трубопроводов. Это битумно-резиновые, битумно-полимерные мастики, эластичные на морозе.

Эмульсии – коллоидные системы, где дисперсной средой является битум, дисперсионной фазой – водный раствор эмульгатора. Устойчивость обеспечивает эмульгатор. Это мыла, казеин, порошки извести, глин, пылеватых отходов. Пасты – высококонцентрированная эмульсия, использующаяся для грунтовок оснований под гидроизоляцию, для приклеивания рулонных и штучных листов, а также в качестве вяжущего при изготовлении растворов.

Рулонные гидроизоляционные материалы готовят на специальных установках

в условиях завода. Они бывают с основой и без основы. Основные содержат в структуре основу – бумагу, картон, ткань, фольгу, пленку и др. Основа пропитывается битумом или дегтем, затем на нее наносят с одной или с двух сторон покровный состав из тугоплавкого битума с минеральной посыпкой сверху. К рулонным безосновным гидроизоляционным материалам относят композиции, изготовленные способом проката: - изол, гидробутил, бризол и др.

К рулонным гидроизоляционным материалам на основе относят:- рубероид, толь, пергамин, стеклорубероид, фольгорубероид и др.

На основе полимеров изготавливают рулонные материалы для покрытия пола:-линолеумы, релин, синтетические ковровые материалы, пленки, линкруст и т.п.

Красящие составы должны иметь высокую степень адгезии к подложке. Их наносят на ровную поверхность, которую подготавливают заранее: шпатлюют, грунтуют, так как есть 7 категорий шероховатости (А1-А7), которые готовят под покраску. Для железобетона – это категории А2-А3.Грунтовочный слой имеет жидкотекучую массу, которая впитывается подложкой, затем – шпатлевание более густыми пастами, затирка трещин, дефектов и только потом покраска.

 Красочные составы – композиционные материалы, состоящие из связующего, наполнителя, пластификатора и пигмента. Связующим могут быть олифы и тогда получают масляные краски, полимеры – это лаки, эмали, каучуки, на производных целлюлозы – нитролаки. С ними готовят водоэмульсионные краски, пасты и твердые порошковые смеси. Связующим может быть вода и тогда это акварели, известковые, цементные краски для внешних покрытий. Если это клеи – получают клеевые композиции, если – жидкое стекло – силикатные краски. Связующее определяет консистенцию, прочность, твердость, долговечность красочного покрытия.

Пигменты – это тонкие цветные порошки, нерастворимые в связующем веществе и растворителе. Пигмент не только обеспечивает цвет покрытия, но и уменьшает усадку, деформации пленки, ее срок службы. Пигменты бывают природные и искусственные. К природным относятся мел, охра, мумия, железный сурик, киноварь и др. К искусственным – белила, кроны, ультрамарин, малярная лазурь, малярная сажа, тонкомолотый графит и др. Интенсивные цвета пигментов разбавляют наполнителем, который делает цвет более нежным и удешевляет краски. В качестве наполнителя используют: мел, молотый известняк, гипс, порошок сернокислого бария, тальк, оксиды и соли металлов. Дисперсность пигмента влияет на его укрывистость и красящую способность. Полифракционный состав позволяет получить плотное красочное покрытие при минимальном расходе связующего. Красящая способность – свойство пигмента передавать свой цвет белому пигменту и наполнителю.

Маслоемкость – количество олифы, необходимое для превращения 100г пигмента в пастообразное состояние.

Светостойкость – свойство сохранять свой цвет под воздействием ультрафиолетовых лучей, атмосферостойкость – свойство длительное время противостоять воздействию атмосферных факторов, высыханию и увлажнению, нагреванию и охлаждению.

Антикоррозионные свойства характеризуют способность пигмента образовывать покрытие, защищающее сталь от коррозии. К таким покрытиям относится масляные краски с алюминиевой пудрой, окисью цинка, суриком, а также лаки и краски на битумной основе.

Растворители используют при изготовлении полимерных, каучуковых, эмалевых красок. В различных составах растворителями могут быть материалы, используемые в качестве связующего: вода, масла, ацетон, скипидар, бензол, лаковый керосин, уайт-спирит, комбинированный растворитель и др.углеводороды, уменьшающие вязкость красочного состава.

Теплоизоляционные материалы – материалы, имеющие низкую теплопроводность. Самая низкая теплопроводность у замкнутого воздуха или у материалов, имеющих много воздушных пор. Воздух может содержаться между зернами сыпучих материалов, между волокнами или тонкими перегородками в ячеистой структуре. Современные технологии позволяют создавать структуры, содержащие до 98% воздушных пор. С увеличением пористости прочность материала падает, но для теплоизоляционного материала прочность должна обеспечить надежность при монтаже и эксплуатации, прочностных нагрузок теплоизоляционные конструкции не несут, как правило, они самонесущие.

В настоящее время разработано более 100 видов теплоизоляционных материалов. Их классифицируют по используемому сырью, по плотности, по виду материала, по структуре.

По сырью они бывают неорганическими, органическими и комбинированными. Неорганические материалы имеют преимущества в том, что не гниют, не горят, много сырьевых материалов (это вермикулиты, перлиты, керамзиты, стекловата, минеральное волокно и др.). Органические материалы получают при переработке растительного сырья и углеводородов. Они горючи, но из них получают самые эффективные по плотности материалы, а значит и наименее теплопроводные (это мипора, пенопласты, сотопласты, арболиты, фибролиты, древесно-волокнистые, древесно-стружечные плиты и др.). В комбинированных материалах совмещают свойства одних и других, достигая прочностных и теплоизоляционных качеств в одном материале (это слоистые конструкции, пустотные, полученные набрызгом и вспучиванием дополнительного слоя.

Теплоизоляционные материалы создаются из сырьевых материалов аморфной структуры и должны иметь высокопористое и закрытое строение, чтобы движение воздуха свести к минимуму. Сообщающиеся между собой поры создают условия для увлажнения и снижения теплозащиты. Материалы с открытыми крупными порами хорошо улавливают звук и поэтому используются как звукоизоляционные. Чередование пористых и плотных слоев гасит не только звуковые волны, но и вибрацию. Вибропоглощающие и шумопоглощающие – это пористые эластичные материалы из фольгоизола и резины, полученные напылением пенополиуретана или поливинилхлорида на листовые материалы (металл) и тогда они имеют полифункциональное значение, в том числе и защиту металла от коррозии.

Основной характеристикой для ограждающих конструкций является теплосопротивление или термическое сопротивление теплопередаче стены, которое складывается из сопротивления прохождению холода каждого слоя, из которого сложена конструкция (требуемое теплосопротивление):

R_тр=¹/α₁+^δ/λ₁+^δ/λ₂¹/α₂ или R=^δ/λ м²С/Вт,

 где: δ –толщина слоя в метрах, λ – коэффициент теплопроводности этого материала, Вт/м⁰С.

Термическое сопротивление – это способность материала выдерживать чередование резких тепловых изменений. Это свойство зависит от однородности материала, влажности, плотности и его температурных деформаций. Чем однороднее структура, больше пористость, тем активнее идет тепловой поток воздуха, выносящий влагу из помещения на холод, и стена высыхает. У однородных структур конденсат не возникает, у слоистых он есть. Поэтому со стороны тепла устраивают гидроизоляцию или на холодной стороне должен быть материал меньшей плотности, воздушная прослойка (вентилируемый фасад).

К теплоизоляционным относят легкие бетоны с плотностью менее 500кг/м³. Их изготавливают с помощью пено-или газообразователей, поризуя матрицу.

В настоящее время из таких легких бетонов бетонируют ограждающие конструкции при монолитном строении высотных домов, устраивая гидрозащиту с вентилируемым фасадом.