Вяжущие вещества для древесины

вяжущие вещества для древесины Строительные материалы и изделия

9.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Органические вяжущие вещества — это высокомолекулярные при­родные или синтетические вещества, способные:

• приобретать жидко-вязкую консистенцию при нагревании или при действии растворителей или же имеющие жидко-вязкую конси­стенцию в исходном состоянии;

• с течением времени самопроизвольно или под действием опре­деленных факторов (температуры, веществ-отвердителей и др.) пере­ходить в твердое состояние.

При этом как в жидком, так и в твердом состоянии эти вещества имеют хорошую адгезию к другим материалам.

В зависимости от происхождения, химического и вещественного состава органические вяжущие делят на следующие группы:

• черные вяжущие (битумы и дегти);

• природные смолы, клеи и полимеры;

• синтетические полимерные продукты.

Природные высокомолекулярные вещества применяют как в их естественном состоянии, так и после химической модификации, при­дающей им необходимые свойства. Например, целлюлозу применяют в виде эфиров (нитроцеллюлоза, метилцеллюлоза и т. п.). Битумы также часто подвергают модификации.

Самая обширная группа органических вяжущих — синтетические полимеры. Их получают из низкомолекулярных продуктов {мономеров) полимеризацией и поликонденсацией. Специфическая группа поли­меров — каучуки и каучукоподобные полимеры, обладающие высоко­эластичными свойствами — способностью к большим упругим дефор­мациям; их также называют эластомерами.

В зависимости от отношения к нагреванию и растворителям орга­нические вяжущие делят на термопластичные и термореактивные.

Термопластичными называют вещества, которые при нагревании переходят из твердого состояния в жидкое (плавятся), а при охлаждении вновь затвердевают; причем такие переходы могут повторяться много раз. Термопластичность объясняется линейным строением молекул и невысоким межмолекулярным взаимодействием. По этой же причине большинство термопластов способно растворяться в соответствующих растворителях. К термопластам относятся битумы, смолы, многие широко распространенные полимеры — полиэтилен, поливинилхло­рид, полистирол и др.

Термореактивными называют вещества, у которых переход из жид­кого состояния в твердое происходит необратимо. При этом у них

ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

пространственные сетки — гигантские макромолекулы. Такое необра­тимое твердение (этот процесс называют также «отверждение», «сшив - кал, «вулканизация») происходит не только под действием нагрева (отсюда пошел термин «термореактйвные вещества»), но и под дейст­вием веществ отвердителей, УФ и у-излучения и других факторов. Отвержденные термореактивные полимеры, как правило, более тепло­стойки, чем термопластичные.

Термореактивные вяжущие поступают на строительство часто в виде вязких жидкостей, называемых не совсем правильно «смолами». В химической технологии такие продукты частичной полимеризации (с молекулярной массой менее 1000), имеющие линейное строение молекул и способные к дальнейшему укрупнению, называют олигоме­рами.

К термореактивным органическим вяжущим относятся, например, эпоксидные и полиэфирные олигомеры (смолы), олифы, каучуки в смеси с вулканизаторами и др.

Органические вяжущие существенно отличаются от неорганиче­ских (минеральных). Адгезионные свойства многих органических вя­жущих значительно выше, чем минеральных. Прочность на сжатие у них сопоставима с прочностью минеральных, а при изгибе и растяже­нии во много раз выше. Следует помнить, что у термопластичных вяжущих прочность быстро падает при повышении температуры из-за размягчения полимера. Органические вяжущие характеризуются низ­кой термостойкостью. В зависимости от состава и строения темпера­тура их размягчения составляет 80...250° С. В большинстве своем это горючие вещества.

Большинство органических вяжущих водо - и химически стойки (они хорошо противостоят действию кислот, щелочей и солевых растворов). Стоимость органических вяжущих значительно выше, чем минеральных, а объемы их производства — намного ниже.

Из сказанного видно, что отличия органических вяжущих от ми­неральных носят как положительный, так и отрицательный характер. Поэтому каждый вид вяжущих имеет свои рациональные области применения, выбираемые с учетом всех его свойств. В последние годы широко используется модификация минеральных вяжущих органиче­скими с целью получения композиционных материалов с принципиаль­но новым набором свойств (см. § 2.1).

Органические вяжущие[3] используются в строительстве для полу­чения клеев, мастик, лакокрасочных материалов (см. гл. 18), полимер­ных и полимерцементных растворов и бетонов (см. § 12.8). Большая же часть синтетических полимеров используется при производстве пластмасс, в состав которых, как правило, входят наполнители и другие компоненты, снижающие стоимость и придающие пластмассам спе­циальные свойства.

Высокая стоимость полимерных вяжущих выдвигает на первый план при их использовании задачу снижения полимероемкости, т. е. получения требуемого результата при минимальном расходе полимера. Поэтому полимерные вяжущие применяют в основном для получения тонких облицовочных изделий (плиток, пленок, погонажных изделий), покрасочных и клеящих составов, защитных химически стойких по­крытий, а также для изготовления газонаполненных пластмасс — теплоизоляционных материалов с уникально низкой плотностью (10...50 кг/м3).

Первыми органическими вяжущими, которые начали применять в строительстве, были битумы и дегти. Имеются свидетельства приме­нения битумных материалов в I тысячелетии до н. э. в Месопотамии при строительстве «висячих» садов Семирамиды, тоннеля под Евфра­том и асфальтированных мостовых. Известно применение битумных материалов в Древнем Риме. Средневековые строители, в том числе и наши предки, применяли смолы и дегти для защиты древесины от гниения.

Хотя битумы и дегти имеют различное происхождение и несколько отличаются составом, оба обладают общими характерными свойства­ми. При нагревании они обратимо разжижаются и в таком состоянии хорошо смачивают другие материалы, а при охлаждении отвердевают, прочно склеивая смоченные ими материалы. Кроме того, битумы и дегти водостойки и водонепроницаемы, и если ими пропитать или покрыть другие материалы, то они преобретают гидрофобные (водо­отталкивающие) свойства. Битумы и дегти хорошо растворяются в органических растворителях. Перечисленные свойства предопределили использование битумов и дегтей для получения клеящих и гидроизо­ляционных материалов, а также для получения специальных дорожных бетонов — асфальтобетонов.

Битумы (от лат. bitumen — смола) — при комнатной температуре вязкопластичные или твердые вещества черного или темно-коричне­вого цвета, представляющие собой сложную смесь высокомолекуляр­ных углеводородов и их неметаллических производных. В зависимости от происхождения битумы могут быть природные и искусственные (техногенные); источником образования или получения битумов и в том, и в другом случае является нефть.

Природные битумы встречаются в виде асфальтовых пород, например, песка, пористого известняка, пропитанных битумом (содер - жание битума от 5 до 20 %). Такие породы встречаются в Венесуэле. Канаде, на острове Тринидад и др. Есть месторождения практически чистых битумов, например, битумные озера на Сахалине. Природные битумы образовались при разливе нефти в результате испарения из нее легких фракций и частичного окисления кислородом воздуха. Мировые запасы природного битума более 500 млрд. т.

Искусственные битумы образуются в виде остатка при получении из нефти топлива и масел — нефтяные битумы.

Битумы — сложные коллоидно-дисперсные системы, состоящие из нескольких групп веществ:

• твердые высокомолекулярные вещества (асфальтены, карбены, карбоиды), придающие битуму твердость;

• смолистые вещества, придающие битуму клейкость;

• нефтяные масла, придающие битуму вязкость и термопластйч - ность.

В этой дисперсной системе масла являются дисперсионной средой, а асфальтены — дис­персной фазой; смолы играют роль стабилиза­тора дисперсии (рис. 9.1). При нагреве масла разжижаются и битум становится жидко-вяз­ким, а при охлаждении густеют и затвердевают и битум становится твердым и даже хрупким.

Битумы делят на три типа по области их применения: дорожные (для асфальтобетонов), кровельные (для мягких кровельных материа­лов) и строительные (для изготовления мастик, гидроизоляции и др.). Каждый тип битумов в зависимости от состава может иметь различ­ные марки (табл. 9.1).

ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Рис. 9.1. Схема коллоид­но-дисперсного строения битума

Таблица 9.1. Марки нефтяных битумов

Марка битума

Температура размягче­ния, ° С, не ниже

Растяжимость при 25° С, см, не менее

Глубина проникания иглы при 25° С, 10'1 мм

Строительные битумы

БН-50/50

50

40

41...60

а БН-70/30

' 70

- 3

21...40

БН-90/10

- 90

1

5...20

Кровельные битумы

БНК-45/180

40...50

Не нормируется

140...220

. БНК-45/190

40...50

То же

160...220

БНК-90/40 '

85...95

»

35...45

БНК-90/30

85...95

»

25...35

Дорожные битумы

БНД-200/300

35

Не нормируется

201...300

БНД-130/200

39

65

131...200

БНД-90/130

43

60

91...130

БНД-60/90

47

50

61...90

БВД-40/60

51

40

40...60

Марки битумов определяют по комплексу показателей, основные

из которых: температура размягчения, твердость и растяжимость.

Температуру размягчения определяют на стандартном приборе «Кольцо и шар» (рис. 9.2), Температурой размягчения считается тем­пература, при которой шарик проваливается сквозь битум, заплавлен - ный в кольцо. (Обратите внимание: у битума, как у сложной кол­лоидной системы, нет определенной температуры плавления: он раз­мягчается постепенно.)

Рис. 9.2. Определение температуры раз­мягчения битума:

а — схема прибора «Кольцо и шар»; б — положе­ние шарика в начале испытания; в — положение шарика в конце испытания; 1 — стакан; 2..Л - диски; 5 — термометр; 6 — крепежные стержни

1 — столик; 2— игла; 3 — зажимное устройст­во; 4 —стержень иглодержателя; 5 — циферб­лат; 6 — стрелка; 7 — штанга; 8 — кронштейн; 9— штатив; /0—зеркало; 11 — подставка

Твердость (вязкость) битума определяют на приборе пенетрометр (рис. 9.3) по погружению иглы в образен, битума (единица шкалы прибора 0,1 мм) при температуре 25° С.

ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Растяжимость битума определяют по абсолютному удлинению (в см) стандартного образца битума, растягиваемого в воде при 25° С со скоростью 5 см/мин (рис. 9.4).

а).

ш

Р и с. 9.4. Определение растяжимости битума:,

а — дуктилометр; б — разборная, форма; 1 — ящик из-оцинкованной стали; 2 — винт; 3 — салаз - ки; 4 — гайка; 5 — образец битума; 6 — неподвижная опора; 7 — редуктор; 8 — электродвига - ^, тель; 9— стрелка; 10 — линейка (по ней фиксируется удлинение в момент разрыва) ■'

Транспортируют битумы в фанерных барабанах или бумажных мешках. Хранят в закрытых складах или под навесом таким образом, чтобы на битум не попадали прямые солнечные лучи - Битум — горючее : вещество, поэтому при работе с ним, особенно при разогреве битума, следует соблюдать требования пожарной безопасности.

Деготь — продукт сухой (без доступа воздуха) перегонки твердых видов топлива (древесины, угля, горючих сланцев, торфа и т. п.), представляющих собой вязкую темно-бурую жидкость с характерным «дегтярным» запахом.

Деготь, вероятно, один из старейших химических продуктов, по­лучаемых человеком. С древнейших времен на Руси было развито «дегтекурение» — получение дегтя из бересты (тонкой березовой коры). Бересту нагревали без доступа воздуха до 200...300° С. При этом обра­зовывалась темная вязкая жидкость с сильным запахом. Позже стали ; вырабатывать деготь из древесины березы и других лиственных пород.

Деготь использовался для пропитки деревянных сооружений, ло­док, рыбацких сетей, смазки сапог и т. п. Такая обработка защищала от гниения, благодаря антисептирующему и гидрофобизирующему действию дегтя. Антисептирующие свойства дегтя используются и в медицине (мазь Вишневского, дегтярное мыло и т. п.). Копчение продуктов (рыбы, мяса) также основано на обработке их продуктами сухой перегонки древесины.

В больших масштабах деготь стал производиться с конца XIX в., когда стала развиваться металлургия. Деготь является побочным про­дуктом при коксовании углей (высокотемпературной — до 1000° С обработки каменных углей с целью получения кокса).

Дегти, как и битумы,— сложная дисперсная система, состоящая из большого числа (несколько тысяч) различных углеводородов (жидких и твердых) и их неметаллических производных. Но в отличие от битума, где преобладают парафиновые углеводороды, в дегте много аромати­ческих углеводородов и их производных (бензола, толуола, нафталина, фенола и др.). Именно они придают дегтю антисептические свойства.

Сырой деготь практически не применяется. Его разгоняют, получая растворители, различные масла (антраценовое, креозотовое и др.) и твердообразное вещество — пек.

Пек (от голл. рек — смола) — аморфный хрупкий при обычных температурах остаток от перегонки сырого дегтя при температуре более 360° С. Он состоит из смолистых веществ, «свободного углерода», антрацена, масел и других слаболетучих соединений. Пеки применяют для получения составного дегтя, сплавлением его с маслами, и пекового лака, растворением его в ароматических растворителях. Составные дегти используют для гидроизоляции и антисептирующих покрытий древесины.,

Дегти менее атмосферостойки, чем битумы. Под действием солнечного излучения и кислорода они окисляются, превращаясь в твердые хрупкие продукты; это объясняется наличием в дегте, в отличие от битума, активных реакционноспособных соединений. Дегти и продукты на их основе — канцерогены, поэтому их исполь­зование в местах, где возможен их длительный контакт с человеком, запрещено.

При работе с дегтями и пеком следует помнить, что они и их пары могут вызвать воспаление или аллергические реакции при контакте с кожей и в особенности — слизистыми оболочками.

Общий недостаток битумов и деггей — узкий интервал температур, при которых материалы на их основе обладают прочностью и эластич­ностью. При понижении температуры до 0...—10° С они становятся хрупкими, а при повышении до 40...60° С начинают течь. Для расши­рения интервала эксплуатационных температур битумы и дегти моди­фицируют, добавляя термопластичные полимеры и каучуки.

ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) используются для получе­ния защитных и декоративных покрытий на изделиях. ЛКМ после нанесения на поверхность отвердевают, образуя непроницаемую пленку, которая прочно сцепляется с основанием. Толщина плен­ки может составлять …

Геосинтетические материалы

Геосинтетические материалы — это материалы на основе по­лимерных волокон, проволоки, пленки, тканей, сеток, сотовых каркасов и т. д. Их применяют в гидротехническом строительстве; при строи­тельстве дорог и аэродромов; сооружении хвостохранилищ, …

Полимербетоны и бетонополимеры

Полимербетон отличается от других видов бетона тем, что свя­зующим веществом в нем являются термореактивные смолы (по­лиэфирные, фенольные, фурановые, карбамидные, реже — по­лиуретановые и эпоксидные). Термопластичные полимеры также могут быть использованы, …


Закрыть ... [X]

Гипсовые вяжущие. Свойства применение низкообжиговых гипсовых Как сделать газета к юбилей 50 лет

Вяжущие вещества для древесины Вяжущие материалы, сухие строительные смеси в Казани. Купить
Вяжущие вещества для древесины Вязаные деревья «Времена года». Воспитателям детских садов
Вяжущие вещества для древесины Денежное (вязаное) дерево Страна Мастеров
Вяжущие вещества для древесины Виды вяжущих веществ
Вяжущие вещества для древесины ВУЗы Казахстана, университеты Казахстана, институты
Вяжущие вещества для древесины Вай фай антенна для компьютера своими руками - где скачать без
Вяжущие вещества для древесины Великие цитаты о войне
Вяжущие вещества для древесины Витамин B12: общие сведения и информация по
Все для рукоделия - - купить товары Гимнастика Сила Берегини Игрушка (1976) смотреть онлайн бесплатно Кардиган для девочки спицами, описание и схемы, Вязание для детей Куда пропала Елена Масюк - Кому за Макияж для Звезды - Клёвые Игры Для Девочек и Девушек Бесплатно Онлайн Подушки-смайлы Эмоджи Магазин подарков Ассорти Свадебный замок своими руками : оригинальный замочек любви Сообщество сновидящих - dreamcorder