Материалы из вспученных горных пород.

Вспученный перлит — это пористый сыпучий материал, получающийся вспучиванием природного перлита во вращающихся или шахтных печах при температуре 900—1200°С. Процесс получения вспученного перлита заключается в быстром нагреве сырья (изверженной горной породы перлита, состоящего из вулканического стекла с включением полевых шпатов, кварца и других минералов) до температуры обжига. Содержащаяся в горной породе гидратная вода энергично испаряется JH удаляется из породы, а в момент размягчения пар вспучивает ее, и происходит многократное увеличение объема (от 5 до 20 раз).

Вспученный перлит в виде песка представляет собой зерна белого или серого цвета с воздушными замкнутыми порами. Размер зерен — 0, 1—5, 0 мм, плотность перлитового песка — 100—250 кг/м, теплопроводность в сухом состоянии — 0, 046—0, 071 Вт/(м-°С), истинная пористость — до 85—90%, а количество открытых пор — 3—20%.

Перлитовый песок применяют в растворах и бетонах, идущих для приготовления теплоизоляционных изделий, огнезащитных штукатурок, а также для теплоизоляционных засыпок при температуре изолируемых поверхностей от -200 до +800°С.

В настоящее время вспученный перлит широко используют для производства теплоизоляционных изделий.

Добавка вспученного перлита к минеральным вяжущим веществам позволяет получать несгораемые изделия, обладающие высокой жесткостью и хорошими теплофизическими свойствами.

Вспученный вермикулит получают ускоренным обжигом до вспучивания горной породы вермикулита из группы гидрослюд. Вермикулит при нагревании до 1000—1100°С выделяет кристаллизационную воду и быстро вспучивается. Пары воды действуют перпендикулярно плоскостям спайности и раздвигают пластинки слюды, увеличивая первоначальный объем до 20 раз и более.

Технология производства вспученного вермикулита состоит из следующих основных операций: дробления природного вермикулита и рассева его на фракции, подсушивания, обжига в шахтных или вращающихся печах и охлаждения. Вспученный вермикулит представляет собой пористый материал в виде чешуйчатых частиц золотисто-желтого цвета размером 5— 15 мм плотностью 80—150 кг/м, а при более мелких зернах—200—400кг/м. Теплопроводность при температуре до 100°С составляет 0, 048— 0, 10 Вт/(м-°С). С повышением температуры до 400°С увеличивается теплопроводность до 0, 14-0, 18 Вт/(м-°С). Вспученный вермикулит при нагревании до 1100°С начинает разрушаться, а при 1300°С он плавится. Водопоглощение очень велико, оно может быть более 300% по массе.

Вспученный вермикулит применяют в качестве теплоизоляционной засыпки при температуре изолируемых поверхностей до 900°С, для изготовления теплоизоляционных изделий, а также в качестве заполнителя для легких бетонов и для приготовления штукатурных огнезащитных, теплоизоляционных и звукопоглощающих растворов.

39. Шлаковые материалы, сыпучие и зернистые. Основные свойства, применение.

Шлаковые строительные материалы. Ведущее место среди искусственных каменных материалов принадлежит металлургическим шлакам, которые являются побочный продуктом металлургии. Металлургические шлаки:
– черной металлургии (доменные);
– цветной металлургии (предельных процессов – сталеплавильные).

Доменные шлаки представляют ценный побочный продукт, который образуется в доменных печах в огненножидком состоянии при выплавке чугуна из железных руд. Они представляют собой сплав окислов пустой породы, золы топлива и окислов флюсов. Получаемое количество шлака на 1 т выплавляемого металла составляет при доменном процессе до 80 кг, мартеновском 30 кг, конверторном 18 кг, ваграночным 5 кг. Ваграночные шлаки вследствие малого их выхода и значительного содержания металла не представляют интереса как сырье для производства каменных материалов.
При медленной остывании расплава шлак приобретает кристалличе-скую структуру, а при быстром – стекловидную. При одинаковых усло-виях охлаждения доменные шлаки в зависимости от химико-минералогического состава обладают разной способностью к кристаллизации – одни разновидности хорошо кристаллизуются, другие же приобретают стекловатое строение.
По структурно-текстурным признакам шлаки могут быть плотные, пористые, ноздреватые, пемзовидные, кристаллические, стекловатые и сме-шанной структуры.
Важной характеристикой доменных шлаков является стабильность их структуры. Шлаки с неустойчивой структурой в результате сложных физико-химических процессов и воздействия влаги и температуры самопроизвольно разрушаются (распадаются), превращаясь в раздробленный материал или мучнистый порошок.
Основные доменные шлака подвергаются грануляции с дальнейшим их использованием в цементной промышленности в качестве активной добавки при производстве цементов. Некоторое количество доменных шлаков идет на производства шлаковой пемзы, литого шлакового щебня, шлаковой ваты и шлакоситаллов.

Конверторный шлак применяют в дорожном строительстве, также как и щебень из мартеновских шлаков.
Электросталеплавильные шлаки. Кустовой илек имеет плотную текстуру, объемную массу 3200-3400 кг/м³, прочность 60-130 МПа.
месь прочного щебня со шлаковой мукой используется для устройства оснований дорожных одежд по типу шлакобетона.
Прочие вида шлаков. Никелевые шлаки обладают такими же высокими показателями физи-ко-механических свойств, как и медеплавильные.
Топливные (котельные) шлаки представляют собой остатки от сжигания твердого минерального топлива (каменного угля, кокса, бурого угля) в топках.
Плотность шлака около 2500 кг/м³, объемная масса 650-1100 кг/м³, водопоглощение может достигать до 40%, при этом шлак, быстро поглощая воду, отдаст ее весьма медленно. Продолжительное (не менее двух месяцев) выдерживание шлака на воздухе повышает его качество.
опливные шлаки как местный строительный материал применяют для изготовления шлакобетона, шлакобетонных элементов зданий как теплоизоляционный материал.

В настоящее время практический интерес для дорожного строительства представляет шлакозольный материал теплоэлектростанций (ТЭЦ), работающих на угле. Продукты сжигания из топок удаляют гидровыносом в специальные бассейны – отстойники, при этом шлак гранулируется и выпадает ближе к трубам, а мелкие частицы золы относятся водой. В результате в отстойниках накапливается плохо отсортированная смесь цепкого зернистого шлака, золы с примесью небольшого количества частиц несгоревшего угля.
Шлакозольный материал может быть использован для укрепления грунтов в основании дорожных одежд, как добавка к мелкозернистым пескам для улучшения их качества в цементо- и асфальтобетонных смесях, а зольная часть (лучше с добавкой 2% извести), как минеральный порошок для битумоминеральных смесей.

40. Акустические материалы: звукоизоляционные и звукопоглощающие.

Звукоизоляционные материалы и изделия применяют главным образом в виде прокладок и прослоек в перекрытиях, во внутренних и наружных ограждениях и других частях зданий с целью гашения ударных шумов, передаваемых через перекрытие (хождение по полу), вибрации (работы машин) и т. п.

Звукоизоляционные материалы в строительных конструкциях могут находиться в свободном (не сжатом), подвешенном (например, крепление плит к потолку с воздушной прослойкой) или сжатом состоянии (например, между несущими панелями потолка и конструкцией пола). Звукоизоляционные материалы, находящиеся в свободном и рыхлом состоянии, применяются для изоляции от воздушного шума, а обжатые — от ударного шума.

Звукоизоляционные материалы бывают пористо-волокнистой структуры (на основе минеральной или стеклянной ваты, асбестового и другого вида волокон), пористо-зубчатой (на основе пластмасс и различного вида резины) и сыпучие естественного и искусственного происхождения (песок, шлак и др.)- Первые имеют форму плит, рулонов, матов, полосовых и штучных прокладок. По величине относительного сжатия под нагрузкой различают звукоизоляционные материалы жесткие, полужесткие и мягкие.Основным сырьем для производства новых акустических плит служат минеральная вата, стеклянное штапельное волокно, крахмал, литопон, поливинилацетатная эмульсия и др. Технологический процесс изготовления плит состоит из рыхления и грануляции минеральной ваты, смешивания полученных гранул со связующим, формования плит, сушки и механической обработки, окраски и упаковки.

Звукопоглощающими называют материалы, применяемые для внутренней отделки помещений с целью улучшения акустических свойств последних. Основной целью применения звукопоглощающих материалов является снижение слышимых шумов в промышленных и общественныхзданиях.

Звукопоглощающие материалы способны обеспечивать требуемую продолжительность реверберации в помещениях различного назначения, причем коэффициент звукопоглощения, измеренный в диффузном поле (в реверберационной камере при непосредственном размещении материала или изделия на жестком основании) в частотных полосах 125—500, 500— 2000 и 2000—8000, соответственно не ниже 0, 2; 0, 4 и 0, 6. Под реверберацией понимают наличие постепенна затухающего в закрытом помещении звука вследствие повторных отражений после прекращения звучания. Время реверберации в зависимости от вида помещений и частот составляет 0, 2-2 с.

Звукопоглощающие материалы применяют для равномерного распределения уровней полезного сигнала по площади в данном помещении, а также для предотвращения распространения звука вдоль длинных помещений.

Звукопоглощающие материалы по характеру поглощения звука делят: на пористые с твердым скелетом, в которых звук поглощается в результате вязкого трения в порах, при этом звуковая энергия переходит в тепло (пеностекло, газобетон и другие пористые материалы с твердым скелетом); пористые с гибким скелетом, в которых кроме резкого трения в порах возникают релаксационные потери, связанные с деформацией нежесткого скелета (минеральная, скелетная, базальтовая и хлопковая ваты; древесноволокнистые плиты и другие аналогичные по характеру материалы); панельные материалы и конструкции, звукопоглощение которых обусловлено активным сопротивлением системы, совершающей вынужденные колебания под действием падающей звуковой волны (тонкие панели из фанеры, жесткие древесноволокнистые плиты, звуконепроницаемые ткани и т. п.)- Звукопоглощение пористых материалов можно увеличить также посредством устройства воздушного слоя между ограждающей конструкцией и ими.

Звукопоглощающие материалы по структуре различают: пористо-зернистые, пористо-волокнистые и пористо-губчатые, а по степени твердости скелета их делят на мягкие, полужесткие и жесткие. В зависимости от вида звукопоглощающие материалы бывают в виде плит, рулонов и сыпучих материалов; их используют также в виде штукатурки, имеющей гладко-пористую структуру, перфорированную и бороздчатую.

В ограждающих конструкциях звукопоглощающие материалы применяют в виде однослойного однородного материала с офактуренной поверхностью, многослойного пористо-волокнистого с жестким перфорированным покрытием, а также в виде штучных материалов, разнообразных размеров и формы, однослойных и многослойных.

Радиационная технология. Основные понятия.

Облучение древесины производится различными дозами гамма-излучения. Происходит деструкция компонентов в цепи макромолекул. При дозах в 3 Мрад слабо изменяется степень кристалличности целлюлозы. Уровень облучения в 30 Мрад приводит уже к заметному уменьшению кристалличности целлюлозы. При дозе выше 100 Мрад быстро снижается степень кристалличности, что связывают с уменьшением количества СН—ОН групп в результате окисления. В результате облучения возрастают однородность и плотность аморфного состояния древесины.

Основные преимущества: * Высокая энергетическая эффективность облучения, приводящая к экономии традиционных источников

* Высокая проникающая сп-ть (гамма-излучение) достаточное для облучения крупных строительных изделий

* Возможность получения новых композиционных м-лов с высокими физико-механическими cв-вами

* Безотходность произв-ва

* Экологическая чистота

* Возможность организации пр-ва в любом районе