Особенности целлюлозно-бумажного производства
Целлюлозно-бумажная промышленность – высокотехнологичная отрасль лесного комплекса, которая занимается химико-механической переработкой древесины. При этом первоначально получают целлюлозу, а из нее – бумагу и картон. Размещение отрасли обусловлено высокой материало- и водоемкостью (для производства 1 т бумаги необходимо 5 м3 древесины и 350 м3 воды), а также энергоемкостью. Поэтому определяющим в размещении является наличие лесных ресурсов и крупных водных источников.
Древесина является ценным и, главное, возобновляемым сырьем для химической промышленности. В качестве основного сырья для производства волокнистых полуфабрикатов применяется стволовая древесина, так называемый "баланс”. К балансу относят стволы деревьев с диаметром в верхней части 60 – 240 мм и возрастом 50 – 200 лет. Кроме баланса, в целлюлозно-бумажной промышленности широко используются и другие виды сырья. Древесина, выбракованная из-за несоответствия ГОСТу называется просто «низкокачественная древесина». Основной процент выбраковки (около 85%) обусловлен наличием в массе древесины гнили, остальные 15% выбраковки приходятся на искривления, расслоение структуры, сучковатость, поражение вредителями и др.
Также, в качестве сырья для варки целлюлозы используются различные отходы лесопильных заводов и других деревообрабатывающих предприятий. Обычно, данные отходы используются для производства наполнителей для пластиков и целлюлозно-бумажной продукции низкого качества. На предприятия это сырье поступает в виде технологической щепы.
|
|
|
Исключением из отходов лесопильных заводов являются опилки от распиловки древесины. Этот вид сырья отличается более высоким качеством и легче поддается как варке, так и экстракции. Причем, качество целлюлозы, получаемой из опилок не уступает качеству целлюлозы из стволовой древесины. Выход целлюлозы из опилок ниже примерно на 5%, что обусловлено механической деструкцией ММ на границе распилов. При промывке эти фрагменты ММ удаляются вместе с щелоком.
Большое значение приобретает тонкомерная древесина. К этому типу сырья относят стволы с диаметром в верхней части 2-13 см, диаметр основной части ствола не превышает 15 см. Источником данного сырья является как обрубки вершин крупных стволов, так и вырубка специальных посадок, со сроком возобновления 10-15 лет. Также, данный вид сырья является отходом при вырубках небольших деревьев при уходе за лесными полосами.
Кроме древесины, в целлюлозно-бумажном производстве используется недревесное сырье. В первую очередь, это однолетние растения. Интерес к данному виду сырья обусловлен интересным набором свойств (непрозрачность, высокая белизна, гладкость и др.). Но, главное преимущество данного сырья заключается в высокой возобновляемости данного сырья (в течение максимум 1 года). Целлюлозу из травянистых растений используют также там, где важна высокая однородность материала от партии к партии. Например, в странах центральной Европы целлюлоза из травянистых растений используется для изготовления пироксилинов для производства порохов.
|
|
|
Существенное значение для целлюлозно-бумажного производства имеет вторичное сырье. В первую очередь, тряпки и макулатура. Старая хлопчатобумажная ткань используется только для изготовления бумаги с высокими прочностными свойствами. Например, бумага для изготовления денежных купюр, бумага для документов, географических карт, чертежная бумага и др.
Макулатура имеет все возрастающее значение для целлюлозно-бумажного производства, особенно с ростом потребления продукции данного производства. Так как, 1 тонна макулатуры заменяет 3-4 кубических метра стволовой древесины. При этом, макулатура является дешевым сырьем, а строительство завода данной производительности, на макулатуре обходится в 1,5 раза дешевле, чем на древесном сырье. Основная проблема использования макулатуры заключается в экономической нецелесообразности ее специального сбора и сортировки. Это должно производится непосредственно при окончании эксплуатации изделий.
|
|
|
Древесное сырье также классифицируется по виду древесины, влажности и плотности воздушно-сухой древесины. Влажность древесины изменяется от 0 до 60-65%. За нулевую влажность принимается влажность древесины, высушенной при 105оС при атмосферном давлении. Максимальная влажность наблюдается у древесины, длительное время находящейся в воде. Чем ниже влажность древесины, тем выше качество получаемых из нее продуктов и проще переработка. Также, выгоднее транспортировка такой древесины.
Плотность древесины различают абсолютную и геометрическую. Абсолютная плотность - это плотность вещества древесной массы без учета внутренних полостей. Так как, полости занимают в древесине 50-80%. минимальная плотность упаковки волокна наблюдается для ели, там пустоты занимают 70-85% объема. Удельная площадь поверхности при этом, для различных пород древесины достигает (в абсолютно сухом состоянии) 200-300 м2/гр. При этом, плотность вещества всех пород древесины составляет около 1,54 гр./см3. Но, из-за пористости, плотность различных видов древесины отличается весьма существенно. Плотность (гр./см3) пихты – 0,380, осины – 0,430, ели – 0,435, сосны – 0,470, березы – 0,600, бука – 0,660, лиственницы – 0,650.
|
|
|
Следует учитывать, что лиственные породы содержат больше фенольных соединений, а хвойные – больше терпенов. Фенольные соединения сложнее омыляются при варке, но меньше мешают в готовой целлюлозно-бумажной продукции. Терпены рентабельнее в экстракции, при их омылении получается много сульфатного мыла и промышленных стоков. Зрелая древесина отличается высоким выходом целлюлозы с высоким качеством. Молодая древесина содержит более легко удаляемый лигнин. При этом, молодая древесина отличается меньшей пористостью при большей влажности и высоком содержании легко экстрагируемых веществ.
Технология производства бумаги из целлюлозы следующая. Предварительно приготовленная целлюлозная масса наносится на сетку бумагоделательной машины через набор сопел, каждое из которых имеет управляемую подачу. В этот момент в смеси содержится только 5-7% целлюлозы и 93-95% воды. По мере прохождения сетки через машину, вода удаляется и формируется бумажное полотно. Отсюда возникли понятия «лицевой» и «сеточной» стороны бумаги. На наиболее современных бумагоделательных машинах применяется «двухсеточная» система формирования полотна - целлюлозная масса подаётся между двух сеток и применяется вакуумная система сушки. Таким образом, бумажное полотно имеет две практически идентичные стороны.
Следующим этапом производства является каландрирование. Процесс каландрирования бумажного полотна представлен на рисунке 11.
Рис.11. Процесс каландрирования бумажного полотна
Каландры прессуют бумагу, сушат ее и придают полотну гладкость. Именно в этот момент полотно и становится бумагой. От степени каландрирования зависят две характеристики бумаги: пухлость и непрозрачность. Чем более спрессована бумага, тем она менее пухлая и менее непрозрачная. С другой стороны, при малой степени каландрирования, сильно страдает гладкость бумаги. Поэтому, при производстве высококачественной мелованной бумаги очень важен баланс между гладкостью основы и непрозрачностью. Особенно важен этот баланс для тонких бумаг, где количество наносимого мела сравнимо с содержанием собственно целлюлозы.
Большинство современных мелованных сортов бумаги покрыты двумя или тремя слоями мела. Меловое покрытие придает бумаге дополнительную гладкость. Кроме того, оно делает бумагу микропористой, что в конечном счете приводит к тому, что при печати оттиск имеет более яркие краски по сравнению с печатью на офсетной бумаге без покрытия. Обычно бумагу мелуют в три приема: первый тонкий слой мела наносят прямо в бумагоделательной машине, в то время, как остальные два слоя наносят на отдельной машине. Такая технология имеет несколько преимуществ. Во-первых, первый слой мела наносится на влажную основу, что увеличивает прочность покрытия. Во-вторых, этот первый слой является своего рода «грунтовкой», на которую последующие слои ложатся значительно равномернее.
Основное мелование происходит на отдельной установке. Меловальная паста может наноситься на бумагу двумя способами: либо наливаться на поверхность с последующим выравниванием ножом (шабером), либо напыляться с помощью ряда форсунок. Последний метод предпочтителен, так как он дает большую равномерность нанесения мела по всей ширине полотна.
Мелованная бумага приобретает свои поверхностные свойства после каландрирования. Процесс практически полностью аналогичен каландрированию бумаги-основы. Отличие состоит в том, что, в зависимости от производимого сорта - глянцевой или матовой бумаги, - применяют то или иной набор валов. Наиболее современные фабрики оснащены так называемыми «Янус-каландрами». В отличие от суперкаландра, рассмотренного выше, «Янус-каландр» позволяет регулировать усилие прижима каждого вала. Кроме того, каждый вал покрыт пластиком, что делает каландрирование более «мягким». С помощью «Янус-каландра» достигается лучший компромисс между гладкостью и пухлостью бумаги. Если же требуется получить тисненую бумагу, то делают еще одно каландрирование между специальными профильными валами. В зависимости от ширины бумагоделательной машины, готовое полотно имеет ширину от 2,5 до 9 метров и длину в несколько километров. Такой рулон называется «тамбур» (Jumbo reel). Поскольку листо-резательные линии не могут резать такие широкие рулоны, бумагу перематывают на более узкие ролики, в зависимости от требуемых форматов листов. Фабрики стараются компоновать заказы так, чтобы сумма ширин маленьких рулонов была максимально близка к ширине тамбура. В противном случае, остается так называемый «спутник» нестандартного формата.
Значительная часть мелованной бумаги, поставляемой в листах, упакована в пачки. Такая упаковка максимально защищает бумагу от внешних воздействий при хранении и транспортировке. Как правило, бумажные фабрики оснащены наиболее современным и точным резальным оборудованием. Тем не менее, часть мелованной бумаги продаётся в рулонах, но, как правило, эта бумага предназначена для глубокой печати или ротационной офсетной печати с горячей сушкой (HSWO). Применение подобной бумаги для листовой офсетной печати может вызвать проблемы.
2.15. Производство строительных материалов: состав, виды
строительных материалов, сырьевая база
К строительным материалам относятся различные природные и искусственные материалы и изделия, применяемые для сооружения, оборудования и ремонта промышленных, жилых и других видов зданий и сооружений. Строительные материалы классифицируются по виду исходного сырья, способу производства, назначению и другим признакам.
По природе исходного сырья и способу производства строительные материалы подразделяются на неорганические – каменные, минеральные вяжущие, безобжиговые, керамические и органические – лесные, битуминозные, пластмассовые и т.д.
Особую группу составляют композиционные материалы, образованные объемным сочетанием химически разнородных компонентов с четкой границей раздела между ними. К ним относятся металлокерамические, деревополимерные, металлополимерные (металлопластиковые), полимерцементные и другие материалы.
По назначению строительные материалы подразделяются на:
- конструкционные материалы для несущих конструкций, включая тепло- и звукоизоляционные материалы, кровельные, гидро- и пароизоляционные, герметизирующие, материалы для светопрозрачных ограждений, окон и дверей, для инженерно-технического оборудования зданий и сооружений;
- конструкционно-отделочные материалы, которые включают материалы для ограждения балконов, для покрытия полов и лестниц, для сборно-разборных перегородок, для дорожных покрытий;
- отделочные материалы, которые включают материалы для наружной и внутренней отделки зданий, для специальных декоративно-защитных покрытий.
К основным свойствам строительных материалов относятся прочность, плотность, пористость, гигроскопичность, влагоотдача, влагостойкость, водостойкость, огнестойкость, огнеупорность, хрупкость, пластичность.
Прочность – свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих от нагрузки. Прочность характеризуется пределом прочности – максимальной нагрузкой, вызывающей его разрушение, отнесенной к площади поперечного сечения.
Плотность – свойство материала, характеризуемое отношением его массы к объему. Плотность косвенно характеризует эксплуатационно-технические свойства материалов – прочность, теплопроводность, водопоглощение и др.
Пористость – свойство материала, характеризующее степень заполнения его объема порами. Поры – это мелкие ячейки в материале, заполненные воздухом. Они могут быть закрытыми и открытыми. Количество и структура пор обусловливают плотность, теплопроводность, модуль упругости, звукопоглощение и звукопроводность, водо- и газопроницаемость и ряд других свойств материалов.
Гигроскопичность – способность поглощать влагу из воздуха. Гигроскопичность учитывается при перевозке материалов, хранении и сушке. Влагоотдача – свойство, характеризующее способность материала отдавать и брать из окружающей среды влагу. Свойство особенно важно для отделочных материалов, так как способствует поддержанию микроклимата в помещении.
Влагостойкость – свойство материалов сопротивляться разрушающему действию влаги при периодическом увлажнении и высыхании. Влагостойкость оценивается отношением предела прочности образца (обычно – на сжатие), подвергнутого увлажнению и высыханию, к первоначальному пределу прочности. К невлагостойким относятся материалы на основе гипса, извести и других воздушных вяжущих; к влагостойким относятся каменные материалы, керамика, цветные металлы, гидравлические вяжущие (подготовленные на основе цемента).
Водостойкость – способность материалов при насыщении водой сохранять свои свойства. Например, при насыщении водой бетона его прочность не уменьшается.
Морозостойкость – способность материалов в насыщенном водой состоянии выдерживать многократные замораживания и оттаивания и при этом сохранять свои свойства. Например, осенью материал насыщается водой, весной и зимой периодически оттаивает и замерзает. При замерзании вода расширяется и может разрушить поры материала.
Теплопроводность – способность материалов проводить тепловой поток через свою толщу от одной поверхности к другой. Теплопроводность учитывается при расчете ограждающих конструкций зданий – стен, потолков и т.д.
Огнестойкость – способность материалов сохранять физико-механические свойства при воздействии огня и высоких температур. По огнестойкости материалы подразделяются на сгораемые – продолжающие гореть после удаления огня (дерево, рубероид, пластмассы и др.), трудносгораемые – прекращают гореть после удаления источника воспламенения (стеклопластики, фибролит и др. материалы), и несгораемые (бетон, кирпич, металл и др.).
Огнеупорность – свойство материалов выдерживать длительное воздействие высоких температур, не расплавляясь и не деформируясь. По огнеупорности материалы подразделяются на огнеупорные (выдерживают температуры более 1580°, тугоплавкие (1350°–1380°, шамотный кирпич) и легкоплавкие с огнеупорностью менее 1380° (кирпич). Кроме перечисленных свойств материалы могут подразделяться и по другим физическим и механическим свойствам – хрупкости, пластичности и т.д.
Природные каменные материалы состоят из изделий, полученных из горных пород путем различного вида их механической обработки – дроблением, раскалыванием, распиливанием и т.д. Все виды природных строительных материалов называются нерудными. Природные каменные материалы классифицируются по плотности на тяжелые – плотностью более 1800 кг/м3 и легкие – плотностью менее 1800 кг/м3. Они подразделяются по назначению: для кладки – бутовый камень и стеновые блоки, для наружной и внутренней отделки – облицовочные плитки и профильные изделия, для кровли – кровельные плитки, для дорожных покрытий – булыжник, брусчатка, бортовой камень, щебень, песок и др.
В зависимости от степени обработки различают грубообработанные каменные материалы, штучные изделия и профилированные детали. К грубообработанным относятся песок, гравий, щебень, бутовый камень. Песок – минеральные зерна размером 0,14–5 мм, получаемые при просеивании мелких рыхлых пород (природные пески) или дроблением с последующим просевом отходов обработки камня (искусственные пески). Пески подразделяются по плотности на тяжелые и легкие (плотность более и менее 1200 кг/м3), а также по прочности исходного материала (марки 400 и 800). Гравий – окатанные зерна горных пород размером 5–150 мм, получаемые просеиванием на соответствующих ситах, более крупные называются галечником. Щебень – куски камня неправильной формы, размером 5–150 мм, получаемые дроблением горных пород (иногда используется природный щебень). Щебень не должен содержать глины, суглинков и других примесей, так как это ухудшает качество бетона. Бутовый камень (бут) – крупные куски камня неправильной формы, получаемые взрывным методом из осадочных горных пород (известняков, доломитов).
Бутовый камень – экономичный строительный материал, применяемый для кладки фундаментов, стен вспомогательных помещений (склады и т.п.), массивных частей гидротехнических сооружений. Большая часть камня из-за сложности кладки дробится и идет для приготовления бетона. Выпиливанием из массивов пористых известняков, вулканических туфов и других горных пород получают стеновые камни и блоки, которые используют как местный строительный материал. Их применение ограничивается строительными требованиями и стоимостью перевозки. Для наружной облицовки используются атмосферостойкие горные породы – граниты, сиениты, мрамор и др.
Для облицовки внутренних стен помещений применяют плиты из мрамора, известняков и других материалов. Полы покрывают полированными или (реже) шлифованными плитами из твердых и износостойких пород – гранита, кварцита, мрамора и др. Природный камень используется также для дорожного покрытия – бортовой камень, брусчатка, булыжник.
Керамическими называются материалы, изготовляемые из глиняной массы или из ее смеси с минеральными и органическими добавками путем формовки, сушки и последующего обжига. В зависимости от области применения ассортимент керамических материалов включает в себя следующие группы: стеновые материалы – керамические кирпичи и камни; материалы для наружной и внутренней облицовки – керамические плиты и плитки для стен и для полов (ковровая керамика); кровельные – черепица; санитарно-технические изделия – раковины, трубы и др.
Керамзит – легкий пористый керамический материал, используется в форме гравия при приготовлении бетона, для теплоизоляционных и звукопоглощающих покрытий.
Древесные материалы подразделяются на три группы: хвойные (сосна, ель, лиственница, пихта), мягколиственные (осина, ольха, тополь и др.) и твердолиственные (дуб, бук, береза и др.). Наибольшее применение в строительстве имеют хвойные породы; твердолиственные породы используют для изготовления паркета.
Материалы из древесины, сохранившие свою природную структуру и химический состав, называются лесоматериалами. Их подразделяют на обработанные и необработанные. Необработанные (круглые) лесоматериалы являются продукцией лесозаготовительной промышленности и непосредственно в строительстве используются редко. К обработанным круглым лесоматериалам относятся бревна, кряжи (толстые бревна), подтоварник (диаметр в верхнем конце 8 –10 см), жерди (диаметр – до 8 см). Пиломатериалы получают распилом круглого материала. Они подразделяются на: доски – при ширине более двух толщин, бруски – при ширине менее двух толщин, брусья – при толщине и ширине более 100 мм. Доски подразделяются на обрезные (опиленные с двух сторон), необрезные и горбыль. Фанера представляет собой древесный материал, склеенный из 3 и более тонких слоев древесины (шпона). В специальных конструкциях применяют фанеру повышенной водостойкости и прочности – бакелитовую (пропитанную специальными лаками), армированную (между слоями прокладывается металлическая сетка) и др.
Древесностружечные плиты – древесные материалы, получаемые горячим прессованием древесной стружки со связующим веществом, например, мочевино- и феноло-формальдегидными смолами. Древесноволокнистые плиты – листовые древесные материалы, получаемые горячим прессованием древесного шпона, пропитанного термореактивными смолами. Применяются как конструкционные и облицовочные материалы.
Фибролит (от лат. Fibra – волокно и греч. Lithos – камень) – плитный материал, получаемый в результате затвердевания спрессованной массы из древесной тонкой стружки и цементного теста. Низкая водостойкость, морозостоек, не гниет. Не поражается грызунами.
Арболит (от лат. arbor – дерево и греч. Lithos – камень) – строительный материал, изготавливаемый на основе портландцемента и дробленых отходов древесины. Огнестоек, небольшая плотность, хорошие теплоизоляционные свойства. Строительные конструкции, блоки и детали из древесины изготавливают на деревообрабатывающих предприятиях и доставляют на строительство в готовом виде, не требующем их подгонки на месте производства работ. К ним относят: комплекты для сборных деревянных домов, детали и элементы деревянных конструкций зданий (балки, фермы), различные столярные изделия, в т.ч. дверные и оконные блоки, и т.д. В зависимости от характера работы и условий эксплуатации соединение составных частей элементов деревянных строительных конструкций осуществляется на болтах, скобах, шпонках, нагелях (стержнях) или на синтетических клеях. Для повышения долговечности пиломатериалы и деревянные конструкции подвергают сушке, обработке антисептиками, а для защиты от огня и влаги они могут покрываться специальными защитными составами.
Минеральными вяжущими материалами называются порошкообразные материалы, которые при смешивании с водой образуют пластическую массу – тесто и при застывании создают искусственный камень. В зависимости от применяемого сырья вяжущие материалы подразделяются на минеральные – цемент, гипс, известь (сырьем для их производства служат горные породы) и органические – битумы, дегти, растительные и животные клеи, синтетические смолы и т.д. (сырьем для производства служат органические вещества растительного и животного происхождения). В строительстве преимущественно применяют вяжущие материалы минерального происхождения. По способности сохранять прочность в различных средах вяжущие материалы разделяют на два вида: воздушные – застывающие и сохраняющие свои свойства только на воздухе и гидравлические – продолжающие застывать, увеличивать и сохранять свои свойства во влажной среде и воде.
К воздушным вяжущим материалам относятся воздушная известь, гипс, магнезиальные вяжущие и растворимое (жидкое) стекло, к гидравлическим вяжущим – гидравлическая известь и большинство цементов. Гидравлические вяжущие применяются в надземных и подземных частях зданий и сооружений при любой влажности и в гидротехнических сооружениях.
Технологический процесс получения воздушной извести состоит из добычи известняка, его дробления, сортировки и обжига. Полученная после обжига окись кальция или комовая негашеная известь подвергается помолу с получением порошкообразной извести-кипелки (СаО) либо гасится водой. При гашении (соединении с водой) она превращается в гашеную известь. При этом, в зависимости от количества воды, получается либо порошок – пушонка, либо известковое тесто, либо известковое молоко. Из воздушной извести приготавливают строительные кладочные растворы, используемые в сухих условиях, растворы для штукатурных растворов и побелки, а также ее используют в производстве силикатных автоклавных изделий, в том числе силикатных кирпичей (белый кирпич). Их изготавливают из смеси кварцевого песка и воздушной извести (8%) под давлением в автоклавах.
Гипсовые вяжущие материалы представляют собой продукт обжига гипсового камня. В зависимости от обжига получается формовочный строительный гипс (алебастр) или ангидридовый цемент. Растворимое (жидкое) стекло представляет собой воздушное вяжущее, получаемое при сплавлении в стекловаренных печах чистого кварцевого песка с содой Na2CO3 или поташом К2СОз с последующим растворением полученного расплава паром до консистенции вязкого раствора. По составу оно бывает натриевое и калиевое. Из натриевого жидкого стекла приготавливают жароупорные бетоны и растворы, огнезащитные обмазки, а из калиевого жидкого стекла – силикатные краски, кислотостойкие бетоны и растворы.
К гидравлическим вяжущим материалам относят: гидравлическую известь, цементы, битуминозные материалы (для гидроизоляционных обмазок, устройства температурных швов) и некоторые другие. Гидравлическая известь – продукт обжига мергелистых (содержащих глинистые примеси) известняков. При обжиге окись кальция вступает в реакцию с оксидами алюминия (главный компонент глины), железа, кремния. Гидравлическая известь, затворенная водой, после предварительного отвердевания на воздухе, продолжает твердеть в воде. Гидравлическую известь применяют в тонко измельченном виде для приготовления строительных растворов, предназначенных для сухой и влажной среды, бетонов низких марок и т.д.
Цементы (нем. Zement, от лат. caementum – щебень, битый камень) – собирательное название группы важнейших строительных материалов. По своему составу он подразделяется на несколько видов: портландцемент и его разновидности, шлаковые и пуццолановые цементы, глиноземистый цемент, расширяющийся цемент и др. специальные цементы. Портландцемент (от англ. Portland – полуостров на юге Англии) – порошкообразный гидравлический вяжущий материал, твердеющий на воздухе и продолжающий твердеть в воде. Он является наиболее используемым гидравлическим вяжущим материалом. По производству и применению занимает первое место среди всех других вяжущих материалов.
Технологический процесс изготовления портландцемента состоит из операций: добычи известняка и глины, подготовки сырьевых материалов и добавок, приготовления из них однородной смеси, обжига смеси и измельчения полученного после спекания полуфабриката – клинкера в тонкий порошок совместно с гипсом и другими добавками. От качества смеси зависят важнейшие свойства цемента: прочность и скорость ее нарастания, долговечность, стойкость в различных эксплуатационных условиях. Гипс добавляется для регулирования сроков схватывания цемента. Согласно ГОСТу, прочность цемента характеризуется пределом прочности при сжатии и изгибе через 28 суток после смешивания с водой. Важным свойством является скорость схватывания (начала затвердевания). У обычных цементов схватывание начинается не ранее 45 минут после затворения и заканчивается не позднее 12 часов. Пластифицированный портландцемент получается путем введения поверхностно-активных добавок, повышающих пластичность цементов и удобо-укладываемость смеси. Быстротвердеющий портландцемент – отличается повышенной твердостью через 3 суток твердения, обычно применяется при укладке на морозе, для изготовления сборных конструкций с повышенной прочностью. Пуццолановый цемент – марки М400 и МЗ00 получается введением активных минеральных добавок – застывшей вулканической лавы, туфа, пемзы, золы ТЭЦ и др. веществ. Он отличается более высокими гидравлическими свойствами и применяется для гидротехнического строительства, подземных и подводных сооружений. Шлаковый портландцемент изготавливают совместным помолом клинкера, доменных шлаков и гипса, более водостоек. Его недостаток – более низкая морозостойкость. Белый портландцемент получают из белых каолиновых глин и чистых известняков или мела. На его основе приготавливают различные цветные цементы, используемые на отделочных работах.
В строительстве широко применяют рулонные битумные и дегтевые материалы. Они подразделяются на кровельные – рубероид, пергамин, толь и гидроизоляционные – изол, бризол, гидроизол, стеклоизол и др. Рулонные кровельные материалы изготовляют из специального картона путем его пропитки органическими вяжущими веществами. Наибольшее применение нашли рубероид, пергамин и толь. Рубероид представляет собой рулонный материал, изготовленный из пропитанного кровельным нефтяным битумом картона. Чтобы под воздействием солнца битум не стекал с рубероида, его с двух сторон по слою битума присыпают тонким слоем талька или слюды. Рубероид выпускают двух видов: подкладочный с мелкозернистой минеральной посыпкой – для нижних слоев рулонных кровель и кровельный с крупнозернистой минеральной посыпкой – для верхнего слоя рулонных кровель. Пергамин отличается от рубероида тем, что не имеет минеральной посыпки по слою битума. Применяют для нижних слоев рубероидных кровель, а также в качестве гидроизоляции –при покрытии деревянных домов вагонкой, и пароизоляции. Толь представляет собой рулонный материал, изготовленный из пропитанного дегтевыми вяжущими картона. Одна или обе его поверхности, как и у рубероида, могут быть посыпаны крупнозернистой слюдой или песком. Применяют для покрытия верхнего слоя рулонных кровель из дегтевых материалов, а также в качестве гидроизоляционного слоя.
Стеклом называют прозрачный материал, который получают из переохлажденных жидких минеральных расплавов кремнезема, сульфата натрия и других компонентов. Для повышения прочности и химической стойкости в состав расплавов вводят оксид алюминия, для повышения термостойкости – оксид бора. Стекло характеризуется высокой прочностью на сжатие (600 – 1200 МПа), но малой прочностью при ударе и изгибе – является хрупким материалом. Оно обладает высокой светопрозрачностью (до 90%), но не пропускает ультрафиолетовые лучи, низкой теплопроводностью и высокой химической стойкостью. Стекло и изделия из него применяют для остекления помещений, в качестве конструкционного, декоративно-отделочного материала, а также тепло- и звукоизоляционного материала. Стеклоизделия в виде пустотелых блоков, облицовочных плиток и архитектурных деталей обладают высокими художественно-декоративными качествами. Из стекла можно получать изделия любой формы, фактуры и цвета. В качестве красителей используются оксиды меди, хрома, железа, кобальта и других металлов. Качество материалов из стекла зависит от химического состава, а также от наличия дефектов, которые могут образоваться в процессе его производства – пузыри, инородные включения, царапины и т.д. Дефекты понижают прочность, термостойкость, прозрачность стекла и ухудшают его внешний вид.
Оконное стекло – прозрачные листы стекла толщиной 2–6 мм, с максимальным размером листа 1,6х2,2 м и светопроницаемостью 85–90%. Оно хорошо пропускает лучи видимой части спектра и практически не пропускает ультрафиолетовые лучи. Оконное стекло предназначено для остекления окон, внутренних дверей, фонарей промышленных зданий, а также для изготовления стеклопакетов и остекления наружных дверей и витрин. Витринное стекло отличается большей толщиной (6,5 мм и выше) и большими размерами (до 4,5 х 3,5 м). Его применяют для остекления витрин и световых проемов общественных зданий, перегородок, для изготовления стеклопакетов, а также для зеркал, мебели и т.д. Закаленное стекло имеет в 3–5 раз более высокую, чем обычное стекло, механическую прочность и термостойкость, что достигается его соответствующей термообработкой (нагрев до 700– 900º и резкое равномерное охлаждение). Закаленное стекло применяется для остекления витрин и светопроемов общественных зданий, сплошных стеклянных дверей, перегородок и других ограждающих конструкций, требующих повышенной стойкости к ударным воздействиям.
Армированное стекло – листовое стекло, в толщу которого впрессована металлическая проволочная сетка. Как и закаленное стекло, это стекло безопасно, так как при разрушении его осколки удерживаются сеткой. Применяют армированное стекло для заполнения световых проемов и дверей (при повышенных требованиях к безопасности и огнестойкости остекления), фонарей верхнего света, для ограждения балконов, лоджий, лестниц, лифтовых шахт, устройства перегородок и светопрозрачных кровель. Трехслойное стекло – триплекс (от лат. triplex–тройной) состоит из двух стеклянных листов, склеенных между собой полимерной пленкой. При ударе такое стекло только растрескивается и не разлетается на осколки. Оно используется для остекления транспортных средств. Кроме перечисленных, широко применяемых стекол на практике используются имеющие рельефный рисунок узорчатые стекла (применяют для остекления дверей), обработанные пескоструйкой матовые стекла (применяют для светорассеивающего остекления), пропускающие ультрафиолетовые лучи увиолевые стекла, солнцезащитные и др. виды стекол. Большое применение находят в строительстве различные виды облицовочных стекол, включая листовые и плиточные материалы из цветного и окрашенного стекла, ковровую мозаику, зеркала, акустические материалы из пеностекла и стекловолокна, стеклоткани и неткановолокнистые материалы.
Особую группу номенклатуры строительного стекла составляют конструкционные материалы – стеклопакеты, стеклоблоки и др. Стеклопакеты – изделия, состоящие из двух или трех листовых стекол, соединенных с зазором 15–20 мм так, чтобы между ними образовывались либо герметичные полости, либо полости, соединенные с внешней средой осушительными устройствами. Стекла устанавливают на эластичном клее в рамки из цветного металла или пластмассы, полости между ними заполняются сухим воздухом. Стеклопакеты отличаются пониженной теплопроводностью, хорошей звукоизолирующей способностью, не замерзают и не запотевают при температуре наружного воздуха –20°С (и ниже – для двухкамерных). Применяют стеклопакеты для остекления светопроемов, витрин, блоков наблюдения (спецпакеты) и т.п. Стеклоблоки – пустотелые стеклянные изделия, изготавливаемые сваркой двух отпрессованных полублоков. В процессе герметической сварки в блоке создается разрежение воздуха, повышающее его теплоизоляционные свойства.
Обычно блоки имеют форму параллелепипедов (194 х 194 х 98 мм и др.), но могут изготавливаться и другой формы. Блоки изготавливают из бесцветного и цветного (часто – зеленого) стекла, светопрозрачными, светорассеивающими и светонаправляющими, для чего на внутренней поверхности каждого полублока создается соответствующий рельеф поверхности. Применяют стеклоблоки для кладки наружных ограждений, светопрозрачных перегородок, лестничных клеток и т.д. В последние годы в строительстве и в промышленности широкое распространение получили стекловолокнистые материалы. Они изготавливаются из стекловолокна – волокна различного профильного сечения, изготавливаемого из расплавленного стекла диаметром 3–100 мкм. Стекловолокнистые материалы отличаются высокой теплостойкостью, хорошими диэлектрическими свойствами, низкой теплопроводностью, высокой механической прочностью, химической стойкостью. Они применяются в виде жгутов, крученых нитей, нетканых материалов и т.д. для армирования конструкционных и изоляционных материалов (стеклопластиков, стеклотекстолита, стеклобетона.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 4620; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!