ТехЛиб СПБ УВТ

Бетонные и железобетонные изделия — массивные элементы толщиной как минимум в несколько сантиметров. Получить легкие тонкостенные изделия из бетона на цементе с обычной проволочной арматурой невозможно. Эту проблему можно решить, равномерно распределяя в мелкозернистой смеси на основе портландцемента (или другого вяжущего) тонкие армирующие волокна (отрезки стальной проволоки, асбестовое волокно, стекловолокно и др.). Такой композиционный материал называется фибробетон. Из него можно изготовлять большеразмерные листы, трубы и фасонные изделия толщиной всего несколько миллиметров. Самый распространенный и эффективный материал такого рода — асбестоцемент, получаемый на основе распушенного асбеста.

Асбест (от греч. asbestos — неразрушаемый) — собирательное название группы тонковолокнистых минералов, образующихся в земной коре при воздействии геотермальных вод на ультраосновные магматические породы. Особенностью асбеста является способность его минеральных агрегатов разделяться (распушаться) на тончайшие (диаметром в доли микрона) мягкие волоконца. Благодаря этому свойству асбест получил название «горный лен».

Различают два вида асбеста: амфиболовый (кислотостойкий) и хризотиловый (щелочестойкий). Россия обладает крупнейшими в мире месторождениями хризотилового асбеста, который благодаря уникальным свойствам используется во многих отраслях техники.

Хризотил-асбест — гидросиликат магния 3MgO -2Si02 -2H20. Элементарные кристаллы хризотил-асбеста — тончайшие трубочки диаметром в сотые доли микрометра и длиной до сантиметра и более. Практически асбест разделяется на пучки волокон диаметром 10… 100 мкм, прочность которых на разрыв составляет 600…800 МПа, что сравнимо с лучшими марками стали.

Хризотиловый асбест обладает высокой адсорбционной способностью; особенно активно он адсорбирует ионы Са , поэтому его волокна хорошо сцепляются с цементным вяжущим. Щелочестойкость хризотил-асбеста обеспечивает его устойчивость в щелочной среде цементного камня.

Асбест помимо высокой прочности обладает уникальным сочетанием ценных свойств: – низкой теплопроводностью [0,35…0,41 Вт/(м – К) в нераспущенном виде; – устойчивостью к повышенным температурам (нагрев до 400… …500 °С не вызывает в асбесте необратимых изменений); – высоким коэффициентом трения (например, по стали — 0,8).

Из асбестового волокна изготовляют ткани, картон, бумагу, шнуры, которые благодаря огнестойкости асбеста используют для высокотемпературной тепловой изоляции. Из смеси асбеста с синтетическими смолами получают асбестотехнические изделия для автотракторной (тормозные колодки и т. п.) и электротехнической (электроизоляционные материалы) промышленности.

В последние годы в Европе и США развернулась кампания по запрету использования асбеста, мотивируемая его вредностью. В основе этой кампании лежат не медико-биологические, а конъюнктурные соображения, связанные в основном с отсутствием месторождений асбеста в большинстве стран Европы и США. Так, при оценке воздействия асбеста на организм человека не делается различия между кислотостойким амфиболовым асбестом, имеющим в составе тяжелые металлы и способным накапливаться в организме человека, и хризотиловым, разрушающимся в кислых средах, в том числе и в человеческом организме.

В качестве альтернативы природному асбесту предлагаются искусственные минеральные волокна, стоимость которых в несколько раз превышает стоимость асбеста, а их безопасность для человека практически не изучена. Асбестовое волокно — природный материал, не требующий для своего производства энергоемких технологий, хотя бы поэтому асбест значительно экологичнее искусственных волокон.

Медики считают, что хризотил-асбест при соблюдении правил работы с ним не представляет опасности для здоровья человека. В асбестоцементных материалах асбест заключен в цементной матрице, что исключает контакт человека с ним и делает его безвредным во всех случаях применения.

Асбестоцемент — искусственный каменный материал, получаемый при затвердевании смеси портландцемента, асбеста (15…20% от массы цемента) и воды. Асбест хорошо сцепляется с твердеющим цементом, и благодаря высокой прочности при растяжении асбестовое волокно армирует материал по всему объему, т. е. получается дисперсно-армированный бетон (фибробетон).

Асбестоцементные изделия в основном производят отливкой жидковязкой массы на частую металлическую сетку как бумагу и картон с последующим обезвоживанием и формованием. Таким образом получают плоские и волнистые листы и трубы.

Используется и другой способ формования асбестоцементных изделий — экструзия — выдавливание пластичной массы, как при производстве кирпича (см. п. 5.3). Таким образом получают погонажные изделия: подоконные плиты, швеллеры, пустотелые плиты и панели. Асбестоцемент при сравнительно небольшой плотности (1600… …2000 кг/м ) обладает высокими прочностными показателями (предел прочности при изгибе до 30 МПа, а при сжатии до 90 МПа). Он долговечен, морозостоек (через 50 циклов замораживания-оттаивания теряет не более 10 % прочности) и практически водонепроницаем.

Недостатки асбестоцемента: хрупкость (асбестоцемент не выдерживает сильных ударных нагрузок), набухание и усадка при изменении влажности асбестоцемента, сопровождающиеся короблением.

Волнистые кровельные листы («шифер» от нем. Schiefer — кровельный сланец) — основной вид листовых асбестоцементных изделий. Шифер широко используют в качестве кровельного материала (его доля в общем объеме производства кровельных материалов — около 50 %). Кровельные листы выпускают 6 типоразмеров: длиной 1,2…2,5 м; шириной 0,69…1,15 м; толщиной 5,5…7,5 мм (рис. 14.4). Первоначально шифер выпускали в виде плоских листов размером 40 х 40 см как заменитель природного шифера (отсюда и пошло название).

На сегодняшний день в России работают более десятка предприятий, производящих шифер. Эти компании расположены в самых разных городах страны, имеют разное оборудование – если на некоторых предприятиях продолжает эксплуатироваться старое оборудование белорусского производства, то на других заводах уже давно работают современные европейски технологические линии. Естественно, в плане качества будут выигрывать последние.

Отечественный шифер нового поколения в настоящее время выпускает шесть из десяти комбинатов России — это ООО «Комбинат «Волна», ОАО АЦИ «Комбинат «Красный Строитель», ОАО «Себряковский комбинат асбестоцементных изделий», ОАО «ЛАТО», ОАО «БелАЦИ». Невысокая цена, широкая цветовая гамма и конкурентоспособные потребительские качества делают его особенно популярным, и сегодня такой шифер можно смело назвать качественной кровлей для эконом-класса.

По форме — листы плоские, и профилированные; профилированные делят на волнистые, двоякой кривизны и фигурные. По назначению — кровельные, стеновые, облицовочные, для элементов строительных конструкций. По способу изготовления — прессованные и непрессованные. По размерам — мелкоразмерные длиной до 2000 мм, и крупноразмерные длиной 2000 мм и более. По виду отделки лицевой поверхности — серые, неокрашенные и офактуренные. В малоэтажном строительстве применяют в основном волокнистые асбестоцементные листы.

Асбестоцементные листы волнистые в зависимости от основных размеров и области применения подразделяются на волнистые листы обыкновенного профиля ВО, кровельные усиленного профиля ВУ-К, стеновые ВУ-С и ВУ-5, волнистые унифицированного профиля УВ-6 и УВ-7,5, средневолнистые СВ-40, волнистые периодического сечения.

Волнистые листы обыкновенного профиля ВО. Выпускают листы длиной 1200±15 мм, шириной 686 (+10, -5), толщиной 5,5 (+0,7, -0,2), высотой 28±2, шагом волны 115±2. Масса листа 9,8 кг. Лист ВО перекрывает 0,6 м2 площади крыши.

Лист асбестоцементный волнистый обыкновенного профиля: а — профиль; б — план.	Лист асбестоцементный волнистый усиленного профиля.

К обыкновенным волнистым листам выпускают детали коньковые К-1 и К-2, которые предназначаются для устройства коньков; лотковые Л-135 — для устройства ендов, угловые У-90 и У-120 — для устройства перехода ската кровли к дымовым и вентиляционным трубам. При испытании листы асбестоцементные обыкновенного профиля должны выдерживать 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания без каких-либо признаков разрушения; должны быть водонепроницаемы, т.е. через 24 ч испытания на нижней поверхности листов не должно появляться капель воды.

Листы должны иметь прочность при изгибе не менее 16 МПа; средняя плотность листов не менее 1,6 г/см3. Лицевая поверхность листов может быть окрашена минеральными природными или искусственными пигментами, такими, как железный сурик, оксид хрома, редоксайд и др. При транспортировании листы укладывают стопами и закрепляют. При погрузке и разгрузке изделия нельзя сбрасывать с любой высоты.

Асбестоцементные волнистые листы усиленного профиля ВУ-К имеют длину 2300…2800 мм, ширину 994, толщину 8, высоту волны 50. Шаг волны 167 мм. Масса листа 36…44 кг.

Асбестоцементные волнистые листы унифицированного профиля УВ-6 и УВ-7,5 укрупненного размера имеют шестиволновый профиль, ширина листа 1125 мм, длина 1750…2000 мм или 2500 мм, толщина 6…7,5 мм. Обозначение УВ-7,5-1750 указывает толщину и длину листа, мм. Высота волны: перекрываемой — 45 мм; перекрывающей — 54 мм. Такие листы более индустриальны в производстве кровельных работ и надежнее в эксплуатации. Например, каждый лист УВ покрывает около 1,5 м2 крыши и имеет по сравнению с листами ВО в 2 раза меньше стыков. Назначение листов типа УВ зависит от их характеристик. Для чердачных кровель жилых и общественных зданий и сооружений применяются листы УВ-6-1750; для свесов чердачных кровель и стеновых ограждений производственных зданий — УВ-6-2000; для кровель производственных зданий — УВ-7,5-1750; для элементов кровель производственных зданий и сооружений — УВ-7,5-2000; УВ-7,5-2500. Листы типа УВ выпускают высшего и первого сорта (табл. 10).

Физико-механические показатели листов унифицированного профиля

Показатель	Нормы для листов
	высший сорт		первый сорт
	УВ-6	УВ-7,5	УВ-6	УВ-7,5
Плотность, г/см3, не менее	1,7	1,75	1,65	1,7
Сосредоточенная нагрузка от штампа, Н, не менее	1470	2156	1470	2156
Предел прочности при изгибе, МПа, не менее	17,6	19,6	15,7	18,6
Ударная вязкость, кДж/м2, не менее	1,5	1,6	1,4	1,5

Листы и детали кровли (коньковые, переходные, уголковые и др.) морозостойки — выдерживают следующее число циклов попеременного замораживания и оттаивания: листы УВ-6 и детали — 25 циклов, листы УВ-7,5 — 50 циклов.

Асбестоцементные листы средневолнистые СВ-40 выпускаются длиной 1500…2500 мм, шириной 1130 мм, толщиной 5,8 мм, с шагом волны 150 мм и высотой волны 40 мм. Листы выдерживают сосредоточенную нагрузку от штампа 1500 Н. Предел прочности образцов в поперечном к гребням волн направлении не менее 16 МПа. Средняя плотность асбестоцемента 1,6 г/см3. Масса одного листа 22…31,7 кг в зависимости от размеров. Полезная площадь листа марки СВ-40 на 90% больше полезной площади листа марки ВО, а расход асбестоцемента на 1 м2 полезной площади на 5…6 % ниже. Листы СВ-40 применяются для устройства кровель жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий.

Кроме обычных, выпускают листы, окрашенные атмосферостойкими красками как в массе, так и с поверхности. В последнее время начался выпуск плоских листов с фигурной кромкой, имитирующих мелкоштучную черепицу.

Волнистый асбестоцементный лист усиленного профиля (толщина листа 6 мм)

Кроме волнистых листов, выпускают плоские облицовочные листы длиной до 2,8 м, шириной до 1,6 м и толщиной 4… 10 мм, которые используют для устройства стен и перегородок по деревянному каркасу, для изготовления санитарно-технических кабин, облицовки коридоров, балконов. Санитарными нормами разрешено использование асбестоцементных листов для отделки интерьеров при условии облицовки их поверхности полимерными пленками или окраски эмалями.

Асбестоцементные трубы — очень перспективный вид труб самого широкого назначения, обладающих комплексом ценных свойств. Они не подвержены коррозии, как металлические, значительно легче их и не склонны к обрастанию. За счет низкой теплопроводности у них меньше проблем с промерзанием. Асбестоцементные трубы соединяются с помощью муфт. В Европе уже многие годы успешно используются асбестоцементные трубы в водопроводных сетях.
Асбестоцементные трубы выпускают безнапорные и напорные, отличающиеся толщиной и прочностью (рис. 14.5).

Безнапорные трубы (диаметром 100 и 150 мм, длиной от 3 до 6 м) применяют для ненапорной канализации, дымоходов, прокладки кабелей и дренажных коллекторов, а также столбов для оград.

 Асбестоцементные трубы с муфтами

Напорные трубы (диаметром от 100 до 500 мм, длиной 4, 5 и 6 м на рабочее давление от 0,6 до 1,5 МПа) используют для водо- и газоснабжения. Особенно эффективны такие трубы для прокладки теплотрасс. В России есть успешный опыт безаварийной работы таких теплотрасс в течение 20 лет и более.

Напорные трубы стыкуются с помощью самоуплотняющихся муфт. Резиновые уплотнители муфт имеют несквозные цилиндрические пустоты. В эти пустоты проникает жидкость, транспортируемая по трубам под давлением, и расширяет резиновые уплотнители. Это обеспечивает герметичность стыка.

 

Асбестоцементная самоуплотняющаяся муфта с резиновыми кольцами

Экструзионные изделия. В отличие от изделий, получаемых по традиционной технологии, в которых волокна ориентированы в плоскости изделия, в экструзионных волокна расположены беспорядочно. Из-за этого для обеспечения равной прочности расход асбеста при экструзионной технологии выше: около 20 % (от общей массы материала) против 15 % при традиционном методе формования.

Поверхность экструзионных изделий гладкая. При резком нагреве до 400… 600 °С они не «взрываются», как обычные (например, шифер), имеющие слоистую структуру. Морозостойкость экструзионных изделий не менее F50.

Экструзией получают подоконные доски, профильные погонажные изделия и многопустотные панели и настилы.

Многопустотные панели — перспективный вид экструзионных изделий: длина панелей / = 3…6 м; ширина Ъ = 0,6 м и общая толщина — 60 и 120 мм. Такие панели с пустотами, заполненными теплоизоляционными материалами (минеральной ватой, пенопластами и т. п.), можно использовать для стен и покрытий промышленных и сельскохозяйственных зданий, спортивных сооружений и т. п.

Многопустотные экструзионные асбестоцементные изделия (поперечный разрез):
а, б — стеновые панели; в — перегородочная панель; г — кровельная плита; 1 — асбестоцемент; 2 — пустоты, заполненные теплоизоляционным материалом

Для изготовления асбестоцементных изделий используют асбестоцементную смесь, состоящую из тонковолокнистого асбеста (8-10 %), портландцемента для асбестоцементных изделий и воды. После затвердевания смеси образуется искусственный асбестоцементный каменный материал, представляющий цементный камень. Для производства асбестоцементных изделий применяют асбест III—IV сорта, портландцемент для асбестоцементных изделий марок 300, 400, 500 или песчаный цемент, состоящий из портландцемента и тонкомолотого кварцевого песка и воду с температурой 20-25 °C, не содержащую глинистых примесей, органических веществ и минеральных солей.

Трубы водопроводные безнапорные и напорные, для прокладки телефонных кабелей и газовые имеют правильную цилиндрическую форму. Они гладкие, не имеют трещин.

Безнапорные трубы применяют при прокладке безнапорных внутренних и наружных трубопроводов, транспортирующих бытовые и атмосферные сточные воды; при строительстве безнапорных трубчатых гидротехнических сооружений и дренажных коллекторов осушительных систем; при подземной прокладке кабелей.

Напорные трубы широко применяют при строительстве подземных водопроводов, современных автоматизированных оросительных систем, теплосетей.

Плиты плоские облицовочные прессованные изготовляют неокрашенные, окрашенные. Их применяют для облицовки стен, перегородок панелей.

Длина их 600—1600 мм, ширина 300—1200, толщина 4-10 мм.

Читать по теме:

•  Силикатные материалы и изделия Сырье. Производство силикатных изделий
• Силикатный кирпич. Сырье и производство
• Газобетон и изделия из газобетона
• Силикатные бетоны. Автоклавная обработка
• Ячеистый бетон. Легкие бетоны
• Гипсовые и гипсобетонные изделия
• Асбестоцемент и асбестоцементные материалы

К разделу

Строительные материалы