Асбестоцементные материалы и изделия
Асбестоцементом называют искусственный каменный материал, полученный в результате формования и последующего твердения смеси, состоящей из цемента, асбеста и воды. В состав сухой асбестоцементной смеси входят асбест (10…20% по массе) и цемент (80…90%). Воду добавляют в количестве, обеспечивающем требуемую для формования изделий пластичность смеси.
В асбестоцементе асбест является армирующим наполнителем, воспринимающим растягивающие напряжения. Тем самым достигается значительное увеличение прочности цементного камня на растяжение. Кроме того, асбестоцемент обладает негорючестью, повышенной атмосферостойкостью, устойчивостью к щелочной коррозии, биостойкостью и малой водопроницаемостью. К недостаткам асбестоцемента следует отнести его хрупкость и гигроскопичность. Неравномерное увлажнение асбестоцемента вызывает его коробление, а нагрев выше температуры 400 °С — снижение прочности.
Асбест — название группы минералов волокнистого строения. Для производства асбестоцемента используют главным образом хризотил-асбест, представляющий собой гидросиликат магния (3MgO×2SiO2×2H2O). При механической обработке он сравнительно легко расщепляется на тонкие волокна (d » 0,5 мкм), имеющие длину в основной массе менее 3…4 мм, обладающие гибкостью, высокой прочностью на растяжение 600…800 МПа, негорючестью и адсорбционной способностью по отношению к продуктам гидратации цемента. В некоторых случаях асбест частично (до 15%) заменяют искусственными неорганическими волокнами, например минеральной ватой.
В качестве вяжущего при производстве асбестоцемента используют специальный цемент — портландцемент для асбестоцементных изделий. Он характеризуется большей тонкостью помола, увеличенным сроком начала схватывания (не ранее 1,5 часов), быстрым нарастанием прочности по сравнению с портландцементом общестроительного назначения.
Производство асбестоцементных изделий включает следующие операции: распушку асбестового волокна, дозировку компонентов, приготовление асбестоцементной смеси, формование и твердение. На большинстве заводов асбестоцементные изделия производят мокрым способом. При этом для формования асбестоцемента приготавливают водную суспензию цемента и асбеста. Формование осуществляется на листо- и трубоформовочных машинах, принципиальная схема которых показана на рис. 4.2.
В машине на металлическую сетку полого цилиндра тонким слоем отфильтровывается асбестоцементная смесь. Посредством бесконечной суконной ленты она непрерывно снимается с цилиндра и переносится на металлический форматный барабан, навиваясь на его поверхность концентрическими слоями до получения листа требуемой толщины. В процессе формования из асбестоцементной смеси отжимается вода, она уплотняется и волокна асбеста приобретают преимущественную ориентировку в направлении движения слоя. Это придает материалу свойство анизотропности: в продольном направлении асбестоцемент на 10…20% прочнее, чем в поперечном. Сырой лист разрезают по образующей форматного барабана и снимают с него.
Асбестоцемент обладает прочностью на растяжение до 35 МПа и на изгиб до 60 МПа. Средняя плотность непрессованных изделий 1500…1800 кг/м3, прессованных 1800…2100 кг/м3; модуль упругости соответственно 1,2×104 и 1,8×104 МПа. Декоративные качества асбестоцементных изделий, имеющих серый цвет, при необходимости могут быть значительно улучшены путем их отделки в процессе формования или в готовом виде.
Асбестоцементные изделия обладают хорошей технологичностью: их можно пилить, сверлить, крепить гвоздями при помощи специальных приспособлений и инструмента.
Однако, следует отметить. что поверхность асбестоцемента, особенно используемого внутри помещений, должна быть защищена от разрушения (окрашена, оклеена и т. п.). Иначе в процессе эксплуатации возможно выделение в воздушную среду отдельных волокон асбеста, которые, попадая в дыхательные пути людей, могут вызывать серьезное легочное заболевание – асбестоз, а также являются канцерогенами.
Асбестоцементные изделия подразделяются на следующие виды: листы, панели и плиты, трубы и фасонные детали.
Асбестоцементные листы в зависимости от назначения делятся на кровельные, стеновые, облицовочные, для элементов строительных конструкций (конструкционные) и электротехнические. Их выпускают двух видов: плоские и профилированные. По размерам лист относится к мелкоразмерным при длине до 2 м и к крупноразмерным при длине 2 м и более.
Плоские асбестоцементные листы предназначаются для изготовления стеновых панелей, плит покрытий, перегородок, подвесных потолков, санитарно-техническнх кабин, вентиляционных шахт, а также внутренней и наружной облицовки зданий и сооружений.
Профилированные асбестоцементные листы по форме подразделяются на волнистые, двоякой кривизны и фигурные.
В настоящее время в строительстве наиболее широко применяются волнистые листы (рис. 4.3), обладающие благодаря своему профилю повышенной жесткостью под действием изгибающей нагрузки. По виду профиля их подразделяют на листы обыкновенного профиля (марки ВО), усиленного профиля (ВУ), унифицированного профиля (УВ) и среднего профиля (СВ). В зависимости от марки листа число волн составляет от 6 до 8 при высоте волны от 28 до 50 мм, а толщина листа — от 5,5 до 8 мм.
Асбестоцементные плиты выпускают для устройства кровель, панели — для стен и перегородок. По технологии изготовления они могут быть сборными (из отдельных элементов) и цельноформованными, по конструкции — не утепленными (полнотелыми и полыми), утепленными (полыми) и акустическими.
Асбестоцементные трубы по сравнению с металлическими в три-четыре раза дешевле, более стойки к коррозии. Они обладают меньшим гидравлическим сопротивлением, что увеличивает их пропускную способность при перекачивании жидкостей. Замена металлических труб асбестоцементными дает значительный экономический эффект (в среднем до 900…1200 руб. на 1 км трубопровода). Промышленность производит водопроводные, газопроводные, канализационные и вентиляционные асбестоцементные трубы
§ 4.3. ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ ГИПСОВЫХ И ЦЕМЕНТНЫХ
ВЯЖУЩИХ
Гипсовые изделия
Высокая прочность и быстрое твердение гипсовых вяжущих всегда привлекали внимание строителей. На их основе разработано и выпускается большое количество строительных изделий различного назначения.
В крупнопанельном строительстве для устройства межкомнатных перегородок используются гипсобетонные перегородки, армированные деревянным брусчатым или .реечным каркасом.
Для устройства оснований пола применяются гипсовые панели толщиной 20…40 мм при размере в плане более 500x500 мм, армированные проволочным каркасом. В целях повышения водостойкости при их изготовлении кроме гипса используется смешанное вяжущее — гипсоцементно-пуццолановое (ГЦПВ).
При отделке зданий и сооружений широко применяются гипсо-картонные листы (сухая штукатурка). Для повышения звукоизоляционных свойств служат пенообразователи, позволяющие получить затвердевшее гипсовое тесто с пористостью более 30% (пеногипс). Для улучшенной отделки применяются плиты гипсовые декоративные и панели облицовочные на основе гипсокартона и облегченного декорта (декоративная сухая штукатурка).
В последнее время расширяется производство гипсовых изделий методом экструзии. Таким методам изготавливают мелкоштучные стеновые материалы: плиты и блоки с заполнителями из отходов деревообработки и гипсоволокнистые панели повышенной прочности.
В целях повышения водостойкости изделий на основе гипсовых вяжущих гари их производстве широко используются полимерные добавки, в том числе поливинилацетатная эмульсия и т. п.
При транспортировании, хранении и применении изделий на основе гипсовых вяжущих следует оберегать их от увлажнения, защищать от атмосферных осадков. При использовании этих изделий в наружных частях зданий и сооружений необходимо выполнить их гидроизоляцию, например окрашиванием водостойкими красками.
Цементные изделия
Значительно большей водостойкостью обладает новый конструкционный листовой материал — цементно-стружечные плиты (ЦСП).
ЦСП не воспламеняются, они атмосфероустойчивы, не подвержены воздействию термитов и грибов, хорошо склеиваются с древесиной, полимерами и металлами, сравнительно легко поддаются пилению, фрезированию и сверлению.
По расходу цемента ЦСП значительно экономней асбестоцементных листов: на 1 м3 плит при производстве ЦСП расход цемента снижается на 600…700 кг.