Sideained on tuntud oma laialdase kasutuse poolest ehitustööstuses hoonete, rajatiste ja muude konstruktsioonide ehitamisel kasutatavate betoonide ja mörtide valmistamiseks. Neid on palju erinevaid ja täna käsitleme lühid alt peamisi olemasolevaid alarühmi.
Kideainete klassifikatsioon
Päritolu järgi võivad nad kuuluda orgaanilisse või anorgaanilisse rühma. Esimesse kuuluvad kõikvõimalikud bituumenid, vaigud, tõrv ja pigi. Nende peamiseks kasutusalaks on v alts- või tükktüüpi katusekatete, asf altbetooni ja mitmesuguste hüdroisolatsioonimaterjalide tootmine. Nende peamine eristav omadus on hüdrofoobsus, st võime kuumutamisel või orgaanilise vedelikuga suhtlemisel pehmeneda ja tööolekusse minna.
Teine rühm – anorgaanilised sideained – koosneb lubjast, kipsist ja tsemendist. Kõik need on betooni ja mitmesuguste mörtide valmistamise protsessis nõutud. Anorgaaniliste sideainete välimusSeda esindab peeneks jahvatatud materjal, mis veega segamisel muutub vedel-plastseks pastaliseks massiks, mis kõveneb vastupidava kivi olekuni.
Mis neid iseloomustab
Anorgaanilise päritoluga sideainete peamised omadused on hüdrofiilsus, plastilisus veega suhtlemisel ja võime minna poolvedelast pastast tahkesse olekusse. Selle poolest erinevad nad esimese rühma esindajatest.
Vastav alt kõvenemismeetodile loetakse anorgaanilisi sideaineid õhu-, hüdraulika-, happe- ja autoklaavikarastamiseks. See jaotus sõltub võimest pikka aega vastu seista looduslikele kliimateguritele.
Õhusideained kivistuvad veega suheldes ja olles moodustanud vastupidava kivi, võivad sellises olekus õhu käes püsida pikka aega. Kuid kui nende abil valmistatud tooteid ja ehituskonstruktsioone regulaarselt niisutada, kaob see tugevus piisav alt kiiresti. Seda tüüpi hooned ja rajatised hävivad kergesti.
Mis sellesse rühma kuulub? Siia kuuluvad traditsiooniliselt kipsi magneesiumsideained – savi, õhklubi. Kui arvestada nende keemilist koostist, võib kogu selle rühma omakorda jagada veel neljaks. See tähendab, et kõik õhu sideained on kas lubi (k altsiumoksiidi baasil) või magneesium (sisaldab söövitavat magnesiiti) või kips.sideaine, mis on loodud k altsiumsulfaadi baasil või on vedel klaas – kaalium- või naatriumsilikaat, mis esineb vesilahusena.
Veematerjalide juurde liikumine
Nüüd vaatame teist rühma – hüdraulilisi sideaineid. Nad kipuvad kõvenema, samuti säilitama tugevusomadused pikka aega keskkonnas mitte ainult õhus, vaid ka vees. Nende keemiline koostis on üsna keeruline ja koosneb mitmesugustest oksiididest.
Selle suure rühma võib omakorda jagada silikaatset päritolu tsementideks, mis sisaldavad ligikaudu 75% k altsiumsilikaate (peamiselt portlandtsement koos selle sortidega, see rühm on moodsate ehitusmaterjalide valiku aluseks) ja teine alarühm - k altsiumaluminaadil põhinevad aluminaattsemendid (kõige kuulsamad esindajad on kõik alumiiniumtsemendi sordid). Romantika ja hüdrauliline lubi kuuluvad kolmandasse rühma.
Millised sideained on happekindlad? See on happekindel kvartstsement, mis eksisteerib kvartsliiva ja räni peeneks jahvatatud seguna. Selline segu suletakse naatrium- või kaaliumsilikaadi vesilahusega.
Happekindlate sideainete rühma iseloomulikuks tunnuseks on nende võime pärast esialgset õhu käes kõvenemisetappi tõrjuda erinevate hapete agressiivset mõju piisav alt pika aja jooksul.
Orgaanika ehituses
Teine suur alarühm on orgaanilinesideained (mis koosnevad, nagu juba mainitud, peamiselt asfaldi- ja bituumenmaterjalidest) on täiesti erineva iseloomuga. Sama asf alt võib olla tehis- või looduslik. Selle osana segatakse bituumen mineraalide esindajatega lubjakivi või liivakivi kujul.
Ehitustööstuses kasutatakse asf alti laialdaselt teedeehituses ja lennuväljade ehituses liiva, kruusa või killustiku ja bituumeni seguna. Samas koostises on hüdroisolatsioonina kasutatud asf alti.
Mis on bituumen? See on orgaaniline aine (looduslik või tehislik), mis sisaldab kõrgmolekulaarseid süsivesinikke või nende derivaate, mis sisaldavad lämmastikku, hapnikku ja väävlit. Bituumeni kasutusala on väga lai ja varieerub teede- ja elamuehitusest kuni keemiatööstuse ning värvi- ja lakitööstuse ettevõteteni.
Tõrva all mõeldakse orgaanilise päritoluga kokkutõmbavaid aineid, mis hõlmavad aromaatseid kõrgmolekulaarseid süsivesikuid ja nende derivaate – väävel-, happe- ja lämmastikhappeid.
Nende kasulikud omadused
Orgaanilise sideainete rühma põhinõue on piisava viskoossusastme olemasolu tahke pinnaga kokkupuute hetkel, mis võimaldaks kõrgeid märgamis- ja ümbritsemisomadusi moodustada veekindla kile. Teine nõue on võime säilitada kvaliteetseid andmeid pika aja jooksul.
Neid sideaineid on kasutatud teede ja linnatänavate paigaldamisel, need katavadlennuväljadel ja maanteedel, korrastage kõnniteed ja põrandad keldrites ja tööstushoonetes.
Mõelge nüüd kahte loetletud rühma kuuluvate peamiste ehitusmaterjalide tüüpidele. Meenuta veelkord – anorgaaniline rühm jaguneb peamiselt õhu käes kõvenevateks ja veekeskkonnas selleks võimelisteks.
Sideained – ehitusmaterjalid
Tuntud savi on üks levinumaid õhu käes kõvenevaid sideaineid. See on leidnud oma rakenduse mitmesuguste hoonete ehitamisel. See on savist settekivim, mis eksisteerib mikroskoopilise suurusega tolmutaoliste osakeste seguna liiva ja väikeste savisulgudega. Väikseimaid neist nimetatakse peeneks hajutatud. Just nende olemasolu võimaldab niiskesse keskkonda sattudes muutuda pastataoliseks aineks. Pärast kuivatamist kivistub see plastmass sellele antud kujul kergesti.
Kui sellist vormi põletada, siis on saadud tehispäritolu kivi piisav alt tugeva tugevusega. Nagu teisedki mineraalsed sideained, võib savi erineva koostise tõttu olla erinevaid toone. Nendel põhinevatest lahendustest laotakse kaminad, ahjud ning voolitakse ka telliseid. Nad võivad olla kõhnad, paksud ja keskmised. Savist šamott on tulekindlate omadustega, mistõttu on see asendamatu kaminate ja ahjude ehitamisel.
Mis on lubi
Veel üks väga kuulus ja laialdaselt kasutatavsideainet nimetatakse õhkehituslubjaks ja seda saadakse kivimitest, nimelt kriidist, dolomiitidest, lubjakividest, karbikivimitest. Peamine oksiid selles võib olla erinev, sõltuv alt sellest jagatakse õhulubi tavaliselt dolomiidiks, magneesiumiks, k altsiumiks. Kõik kolm sorti saadakse vastava päritoluga lubjakivi põletamisel.
Võib olla õhklubi, kas kustutatud lubi või kustutatud (või hüdraatunud). Viimane moodustub ühe kolmest ülalnimetatust kustutamise käigus.
Kui vaatate olemasolevat lubjafraktsiooni, võite omistada selle tükilisele või pulbrilisele fraktsioonile. Kustutatud lubi on üsna suured poorsed tükid. Veega kustutamise käigus moodustub sellest lubjapasta. Pulbrilise lubja “ekstraktimiseks” tükilisest lubjast on vaja läbi viia niisutamise (kustutamise) protsess või tükid jahvatada. Seda saab kasutada lisanditega või ilma. Lisanditena kasutatakse räbu, aktiivseid mineraale ja kvartsi päritolu liiva.
Kõik kipsist
Järgmine materjal on alabaster ehk kips. See saadakse purustatud kipskivi termilisel töötlemisel. Kips kõveneb kolme vaheetapi kaudu, mis koosnevad selle lahustumisest, millele järgneb kolloideerimine ja seejärel kristalliseerumine. Esimese etapi läbimisel moodustub kaheveelise kipsi küllastunud lahus. Kõvenemisel suureneb selle maht ja see omandab sileda valge pinna.
Värvi pigmente kasutades on võimalik andakipstooted mis tahes värvitoonid. Selle sideaine tardumine algab tavaliselt 4 minuti pärast segamise algusest. Kõvenemise lõpp saabub 6–30 minutit hiljem.
Tarbimise käigus ei tohi kipsi ja vee segu segada ega tihendada, et vältida kokkutõmbavate omaduste kadumist. Kipsi sorte on üsna palju, neid tähistatakse erinevate survetugevuse astet iseloomustavate numbritega.
Müüakse pakendatud erineva suurusega kottidesse. Kips on leidnud kõige laiemat rakendust elamute ja ühiskondlike hoonete sisekujunduses. Sellest on pikka aega olnud tavaks valada mitmesuguseid lokkis kujundeid. Seda tuleks hoida ainult kuivas ruumis ja säilivusaeg on piiratud võimaliku tugevuse kui peamise kasuliku kvaliteedi kadumise tõttu.
Ja veel krohvist
Kipskrohv näeb välja nagu hallikas kuni säravvalge pulber. Kui segate seda veega, algab iseloomulik reaktsioon ja segu kuumeneb. Kipsile on tavaks lisada spetsiaalseid materjale, mida nimetatakse retentsioonilisanditeks, mille eesmärk on parandada krohvimisel konsistentsi ja nakkuvust pinnaga, samuti pikendada veidi kõvenemisaega.
Materjali mahu suurendamiseks ilma tööomadusi kaotamata kasutatakse täiteaineid (näiteks paisutatud perliidist või vilgukivist). Spetsiaalne kõrgtugev kips põletatakse kõrgel temperatuuril, selle käigus eemaldatakse sellest kristallvesi. Selle kõvenemisaega on suurendatud 20 tunnini jakõvadus on palju suurem kui teistel sortidel.
Krohvikips on immutatud ja marmoreeritud (erkvalge, aeglaselt kivistuv ja kasutatakse sisepindade krohvimiseks), millesse lisatakse valmistamise käigus erinevaid täiteaineid ja hoidvaid lisandeid. Enamiku nende lisandite põhieesmärk on toimida tardumise aeglustajana. Sisekrohvi tootmiseks valmistatakse see krohvimasinates, lisades võimalikule teatud täiteaineid, näiteks liiva.
Sellest saadakse ka kuivkrohvi või kipsplaadist ehitusplaate ning nendevaheliste vuukide täitmiseks kasutatakse ka kipsi. Seal on sarnaste omadustega kittkips.
Räägime tsemendist
Millised omadused veel hüdraulilistel sideainetel on? Nende õhus alanud kõvenemisprotsess jätkub vees ning nende tugevus säilib ja isegi suureneb. Hüdrauliliste sideainete perekonna iseloomulikud ja tuntumad esindajad on loomulikult tsemendid. Need märgistatakse sõltuv alt tugevusest ja konkreetse proovi kaubamärk määratakse painde- ja survekoormuse lõpliku koormuse järgi. Lisaks peab iga proov olema valmistatud tsemendi ja liiva aktsepteeritud vahekorras ning läbima testi teatud 28-päevase perioodi jooksul.
Tsemendi tardumiskiirus võib samuti olla erinev – aeglane, normaalne või kiire. Samamoodi, olenev alt kõvenemiskiirusest, võib mis tahes tsement olla tavapärane, kiiresti kivistuv võieriti kiire kõvenemine.
Selle rühma näiteks on portlandtsement, mis esineb peene halli pulbrina, kergelt roheka varjundiga ja millesse võib lisada lisandeid, mis võivad olla granuleeritud räbu (Portlandi räbu tsement).
Teave kõvenemiskiiruse kohta
Sideainete kvaliteeditestid (nagu ka tootmine) viiakse läbi vastav alt paljudele standarditele. Iga olemasoleva rühma jaoks on välja töötatud piirangud, mis määravad kindlaks seadistamise alguse ja lõpu standardaja, alates vee segamise hetkest.
Teine alumiiniumtsement on kiiresti kõvastuv hüdrauliline sideaine. Välimuselt on see pruuni, halli, roheka või musta värvi peen pulber (olenev alt töötlemismeetodist ja algkomponentidest). See on veidi peenem kui portlandtsement ja vajab veidi rohkem vett.
Segatüüpi sideained – need, mis kõvenevad nii õhus kui ka vees ja mida kasutatakse ainult raudbetooni või mördi tootmisel.
Bituumenid ja nende ulatus
Mis puudutab kõige populaarsemaid orgaanilisi sideaineid, siis nende perekonda kuuluvad mitmesugused bituumenid ja tõrvad, mille värvus varieerub mustast tumepruunini. Traditsiooniline valdkond, kus selliseid sideaineid kasutatakse, on hüdroisolatsioonitööd. See ehitusmaterjal on veekindel, veekindel, ilmastikukindel ja väga vastupidav. Pehmenda ja vedeldaselle sideainete rühma seisukorda saab soojendada. Temperatuuri langedes suureneb nende viskoossus ja see võib täielikult kaduda.
See rühm koosneb peamiselt loodusliku päritoluga bituumenist, aga ka nafta rafineerimisel saadud bituumenist. Nende keemiline koostis on hapniku, vesiniku, väävli ja lämmastiku molekulide ühendid. Naftabituumen (vedel, tahke ja pooltahke) on ehituses nõutud.
Vastav alt otstarbele võib need liigitada ka ühte kolmest rühmast – katuse-, ehitus- või teekatted. Katusematerjalidest valmistatakse immutuskompositsioon, valmistatakse katusevilti ja palju erinevaid mastikse.
Kõvade ja elastse-kõvade klasside tööstuslikud bituumenid toodetakse kõrgvaakummeetodil koos täiendavate töötlemisetappidega, mille käigus õli keeb kõrgel temperatuuril. Eriti vastupidavad kuumusele ja külmale on oksüdeerunud. Samuti on olemas bituumeni ja polümeeride segud, mis mõjutavad nende viskoossuse astet. Kõigile liikidele on iseloomulik võimalus muuta konsistentsi sõltuv alt temperatuurist ning erinevad faasid võivad vahelduda korduv alt. Sellel põhinevad bituumensideainete perekonna nakkeomadused.
Kui väärtuslikud need on
Bituumeni paisumisaste kõrgete temperatuuride mõjul on 20-30 korda suurem kui mineraalsetel materjalidel. Nende väärtuslikud omadused on veekindlus, vastupidavus sooladele, leelistele, agressiivsetele hapetele ja kanalisatsioonile. Näiteks sool, mida puistatakse talvel tänavatel lumele sulamiseks.
Bituumeni vastupidavust vähendavad orgaanilised lahustid, õlid ja rasvad, valgus, kuumus ja õhuhapnik, mis oksüdeerivad nende koostisosi. Kuumutamisel pehmed osakesed aurustuvad ja bituumeni pind kõvastub.
Nende eelised on madal süttivus, st see materjal ei ole tuleohtlik. Naftabituumen ei ole tervisele ohtlik ega ole selliseks klassifitseeritud. Nende muude omadustena võime rääkida termilisest viskoossusest, kõrgest soojusisolatsioonist, heast märguvusest.
Bituumeni kõvaduse määrab neisse sukeldatud nõela läbitungimissügavus (mõõdetakse millimeetri sajandikkudes) normaliseeritud koormuse juures teatud aja ja kindlal temperatuuril. Üleminek tahke ja vedela oleku vahel on olemuselt libisev ja selle määrab pehmenemispunkt madalatel temperatuuridel. Lisaks iseloomustab neid nn murdepunkt – see on temperatuuri termin, mille juures painutatav bituumenikiht praguneb või puruneb.
Muu sisu
Milliseid teisi orgaanilisi sideaineid oskate nimetada? Kivisöetõrva pigi, mis on viskoosne või tahke must aine ja toimib tõrva destilleerimisel, on immutatud katusevildiga. See materjal on üsna ohtlik ja võib nahaga kokkupuutel põhjustada põletusi. See töötab kõige paremini pilvistel päevadel või vähese valguse korral.
Kivisöetõrv on aine, mis vabaneb koksi tootmisel kõrvalsaadusena. Ta leidisselle kasutamine katuse- ja teedeehituses kasutatavate mastiksite valmistamisel.
