Материаловедение: конспект лекций - Виктор Алексеев

В последние годы в России широко применяются теплоизоляционные материалы из стеклянного штапельного волокна URSA. Изделия URSA применяются при строительстве всех типов зданий, для изоляции оборудования и трубопроводов, средств транспорта. Выпускаются в виде рулонов, плит плотностью 13–75 кг/м 3 и матов плотностью 10–25 кг/м 3, толщиной 40—140 мм.

В настоящее время большим спросом у различных потребителей пользуется теплоизоляционный материал пенофил российского производства. Этот материал состоит из вспененного полиэтилена и покрытия из полированной алюминиевой фольги, имеет низкий коэффициент теплопроводности, высокое сопротивление диффузии водяного пара; применяется для утепления стен, полов, для изоляции трубопроводов, емкостей и запорной арматуры в системах водоснабжения и отопления и др.

Российским ОАО «Кинекс» по итальянской технологии выпускается экструдированный пенополистирол «пено—плекс» – пенопласт с закрытой однородной ячеистой структурой.

По теплоизоляционным свойствам этот материал превосходит керамзитобетон и пенобетон в 5—10 раз, стекловату и минераловолокнистые плиты – в 2–3 раза, имеет плотность от 30 до 45 кг/м 3, плиты имеют ширину 600 мм и длину от 1 до 4,5 м и толщину от 30 до 100 мм; применяется для теплоизоляции крыш, полов, подвалов жилых и общественных зданий, бассейнов и др. Для звукоизоляции используются эластичные поливинилхлоридные пенопласты марок ПВХ—Э, винипор, Д, М и С, которые имеют открыто ячеистую пористость. Полужесткие пенопласт и винипор ПЖ используются для изготовления профильных изделий со звукопоглощающими свойствами.

Звукоизоляционными материалами являются также: пенопласт ПЭ–2, пенопласты ПЭ–5 и ПЭ–7; они же используются и для теплоизоляции. Звукопоглощающими и звукоизоляционными строительными материалами и изделиями могут служить те же материалы, которые применяются для теплоизоляции: стекловата, минеральная вата, пенопласты различных видов и марок.

3. Гидроизоляционные материалы

В строительстве, системе ЖКХ широко применяются различные гидроизоляционные материалы, которые предназначены для защиты строительных конструкций, зданий и сооружений от вредного воздействия воды и химически агрессивных жидкостей – щелочей, кислот и др.

По назначению гидроизоляционные материалы подразделяются на антифильтрационные, антикоррозионные (металлические), лакокрасочные, стеклоэмали, оксидные пленки, резиновые, пластмассовые и битумные смазки и герметизирующие (пасты, замазки или растворы). Гидроизоляционные материалы по виду основного материала бывают: асфальтовые (битум, асфальтовая мастика), минеральные (цементы, магнезиальные вяжущие, доломит, известково—нефелиновые вяжущие и др.) и металлические.

Широко используются в строительстве и системе ЖКХ следующие гидроизоляционные материалы: пленочные (полиэтиленовые, полипропиленовые и другие, в частности «ПИЛ» – пленка изоляционная с липким слоем), жгутовые и в виде пластин (полиизобутиленовые, каучуковые), мастичные (битумные, полиизобутиленовые) и рулонные (пергамин, толь, рубероид).

Мастичные и рулонные гидроизоляционные материалы изготавливают на искусственной основе и на основе природных материалов, жгутовые и пленочные – только на полимерной основе.

Хорошим гидроизоляционным материалом на основе органических вяжущих являются битумы. Природный битум – вещество черного цвета, без запаха, размягчается при температуре +35–90 °C, при охлаждении вновь затвердевает. Искусственный битум получают перегонкой природных битумов (остаточный гудрон) или из отходов очистки смазочных масел (регенерированный гудрон). На основе битума приготовляют мастику РБ (резинобитумную), которая является хорошим гидроизоляционным материалом. Перед нанесением гидроизоляционных покрытий на стены, фундаменты выполняют водонепроницаемые штукатурки на цементных растворах (с использованием сульфатостойкого цемента) с добавлением церезита, жидкого стекла, алюмината натрия.

Наибольшее применение при выполнении гидроизоляции различных строительных конструкций нашли пленочные полимерные материалы, которые выпускают четырех марок: «Т» – для гидроизоляции при строительстве временных сооружений, защитных укрытий; «В» и «В 1» – для использования при гидроизоляции мелиоративных и водохозяйственных сооружений; «М» – для технических гидроизоляций. Гидроизоляционные полиэтиленовые пленки выпускают толщиной 0,015—0,5 мм, шириной 800—6000 мм, длиной более 50 м, плотностью 910–929 кг/м 3. У строителей большим спросом пользуются поливинилхлоридные пленки общего назначения (марки «ОН») и для гидрозащиты (марки «Р») Специальные пленки для гидрозащиты марки «Р» имеют следующие характеристики: толщина 0,03—0,27 мм, ширина – 15 г/м 2, водопоглощение – 0,5 %; прочность при растяжении – 8—19 МПа.

При выполнении гидроизоляции кровли, как правило, по технологии применяются гидроизоляционные материалы в комплексе: битум, резинобитумные мастики, рубероид пленки марки «Р», гидроизол.

4. Электроизоляционные материалы

В условиях большой распространенности различных электроустановок практически во всех отраслях промышленности и хозяйства страны в целом электроизоляционные материалы получили повсеместное применение. Самая важная характеристика электроизоляционных материалов – большое электрическое сопротивление. Электроизоляционные материалы подразделяются на: газообразные (воздух, различные газы); жидкие (различные масла и кремнийорганические жидкости) и твердые – органического происхождения (смолы, пластмассы, парафины, воски, битумы, дерево) и неорганического (слюда, стекло, керамика и др.). Такой электроизоляционный материал, как слюда относится к группе породообразующих минералов, так называемым листовым алюмосиликатам.

Слюда, как электроизоляционный материал, подразделяется на два вида: флогопит—плотность – 2700–2850 кг/м 3 и твердость, по минералогической шкале 2–3 и биотит—плотность – 2700–3100 кг/м 3, твердость, по минералогической шкале 2,5–3.

Наибольшее распространение получили электроизоляционные материалы, создаваемые путем органического синтеза. Эти материалы характеризуются заранее заданными электрическими, физико—химическими и механическими свойствами. К электроизоляционным материалам относится фторопласт–4 – продукт полимеризации тетрафторэтилена, который выпускается в виде белого, легко комкающегося порошка или пластин. Фторопласт–4 в зависимости от назначения подразделяется на следующие марки: «П» – для изготовления электроизоляционной и конденсаторной пленок; «ПН» – для производства электротехнических изделий с повышенной надежностью.

Для изготовления различных электротехнических изделий часто применяются литьевые сополимеры полиамида марок АК–93/7, АК–85/15 и АК–80/20 – продукты совместной поликонденсации соли «АГ» и капролактама. Литьевые сополимеры полиамида имеют диэлектрическую проницаемость при 10 6 Гц после 24–часового пребывания в дистиллированной воде 4–5, а удельное поверхностное электрическое сопротивление (в исходном состоянии) – 1 × 10 14 —1 ×10 15 Ом × см.

Уже на протяжении многих лет для изготовления электроизоляционных изделий применяется литьевой полиамид 610 – продукт поликонденсации соли гексаметилендиамина и се—бациновой кислоты. Изделия получают литьем под давлением, используя полиамид 610 в виде гранул белого и светло—желтого цветов размером 3–5 мм. Полиамид 610 имеет следующие показатели: удельное объемное электрическое сопротивление – не менее 1 × 10 14 Ом × см, электрическую прочность – не менее 20 кВ/мм.

К электроизоляционным материалам относятся применяемые на протяжении нескольких десятилетий аминопласты – прессовочные карбамидо—и меламиноформальдегидные массы, получаемые на основе аминосмол (термореактивных продуктов конденсации формальдегида с карбамидом, меламином или их сочетанием) с использованием наполнителей (органических, минеральных или их сочетания). Аминоплас—ты выпускаются нескольких марок МФБ – светотехнические, МФВ – с повышенными электроизоляционными свойствами, которые имеют удельное объемное электрическое сопротивление 1 × 10 11 —1 × 10 12 Ом × см.

5. Смазочные материалы

В соответствии со стандартом смазочные материалы классифицируют по происхождению, физическому состоянию, по наличию присадок, по назначению, по температуре применения.

По происхождению или исходному сырью смазочные материалы подразделяют на:

1) минеральные смазочные материалы, которые получают смешением углеводородов минерального происхождения в естественном состоянии или в результате их обработки;