Строительные материалы – композиты
К композитам можно отнести многие строительные материалы: бетон и железобетон, строительные растворы, фибробетон, асбестоцемент, древесностружечные и древесноволокнистые плиты и др. Они не обладают прочностью истинных композитов, но в принцип состоят из тех же композитов: матрицы и упрочнителя.
Строительные материалы на основе неорганических и органических вяжущих веществ иногда объединяют названием искусственные конгломераты в отличие от природных конгломератов, имеющихся в земной коре. Природные и искусственные конгломераты образуются с обязательным цементированием полизернистых и другого вида заполнителей (наполнителей) - волокнистых, пластинчатых, посредством первичных связей (химических, электрических, металлических и т.п.) или вторичных веществ - вяжущих (связующих).
Свойства конгломерата в первую очередь обусловливаются сцеплением (склеиванием) связующего с заполнителем. В отсутствии такового компоненты материала образуют механическую смесь и проявляют независимо друг от друга индивидуальные свойства.
Неорганические и органические вяжущие обладают определенными клеющими способностями и их функции состоят в склеивании в единое целое отдельных зерен, частиц, образуя конгломерат. Поэтому все вяжущие можно считать клеями. Склеивание определяется двумя факторами: адгезией
- прочностью сцепления клея и материала и когезией
- прочностью самого клея. Нарушение склеивания может произойти по причине слабой адгезии или когезии (или же самого склеиваемого материала). В местах склейки возникает контактный слой, толщина которого у полимерных клеев равняется долям микрона, а у минеральных 20-50 мк.
Адгезия может быть специфической и механической. Специфическая адгезия объясняется различными видами физико-химических связей; механическая - шероховатостью поверхности, усадочными напряжениями, защемлением, вызывающим трение и др. Адгезия в чистом виде выявляется при нормальной
отрывающей силе, вызывающей нормальные напряжения. Высокая адгезияя возможна только при совершенном контакте клея со склеиваемыми поверхностями. При этом большое значение имеет чистота поверхности, хорошая ее смачиваемость, шероховатость - что увеличивает площадь контакта.
У минеральных клеев наилучшими адгезионными свойствами обладают растворимое стекло, магнезиальный цемент, затем портландцемент и глиноземистый; худшими - пуццолановый и шлакопортландцемент, строительный гипс и известь. Строительные растворы на портландцементе с высоким содержанием 2Ca0*Si02 показывают сцепление несколько выше, чем портландцемент с обычным минералогическим составом или с высоким содержанием 3CaO*SiО2.
В полимерных клеях адгезионные качества определяются функциональными группами, входящими в состав молекул: например, гидроксильная - ОН, карбоксильная - СООН, нитрильная - CN и др. Немаловажную роль при этом играют режим полимеризации, ряд физико-химических и технологических факторов и их различные сочетания (повышенное давление, температура, горячее прессование и т.п.). Высокими адгезионными свойствами обладают эпоксидные, полиэфирные, кремнийорганические и другие смолы.
На долю искусственных конгломератов ориентировочно приходится 90% строительных материалов, примерно 10% приходится на металлические и деревянные материалы. Но в соответствии с теориями о кристаллитом строении (мелкие кристаллы, не имеющие ясно выраженной формы) эти материалы имеют структуры также сходные с конгломератами. Они содержат «заполнитель» в виде кристаллов и «вяжущую часть» - своеобразные аморфные вещества.
Таким образом, большинство строительных материалов можно отнести к композиционным материалам, так как в них имеются в том или ином виде матрица и упрочняющий компонент. Причем последний может быть как дисперсно-упрочняющим, так и волокнистым.
Интересное из раздела
Лес и его значение в экосистеме
Лес — часть
поверхности Земного шара, покрытая древесными растениями. В настоящее время леса занимают около трети
площади суши. Общая площадь леса на Земле составляет 38×106
км². ...
Характеристика природных ресурсов, экологические проблемы
Экология (от греч. «ойкос» — дом, жилище
и «логос» — учение) — наука, изучающая условия существования живых организмов и
взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают. Этот т ...
Экологические проблемы атмосферы Кислые осадки Проблема озонового слоя в атмосфере Понятие о парниковом эффекте
Хозяйственная
деятельность человечества в течение последнего столетия привела к серьезному
загрязнению нашей планеты разнообразными отходами производства. Воздушный
бассейн, воды и почва в ...