Гидроизоляциялық материалдардың құрылымдық ерекшеліктері

Физикалық денелердің ішкі құрылымы немесе структурасы, денені құраушы бөлшектердің бір-бірімен байланысу табиғаты мен олардың кеңістікте орналасу ретін сипаттайды. Құрылыс материалдарының қасиеттері оның құрамы мен құрылымы арқылы анықталады. Материалдың қажетті қасиеттерін алу үшін, қажетті техникалық сипаттамаларын қамтамасыз ететін ішкі құрылымын қалыптастыру қажет. Материалдардың қасиеттерін білу нақты пайдалану жағдайларында оның барынша тиімді қолданылуын қамтамасыз етеді.

Құрылыс материалдарының құрылымы үш деңгейде зертеледі: макроқұрылым – жай көзбен қарағандағы материалдың құрылысы; микроқұрылым – микроскоп арқылы көрінетін құрылысы; молекулалық-иондық деңгейде зерделенетін заттың ішкі құрылысы (физика-химиялық зерттеу әдістері – электрондық микроскопия, дифференциалды-термиялық және рентгендіқұрылымдық талдау т.б.).

Қатты құрылыс материалдарының макроқұрылымы (өзіндік геологиялық жіктемесі бар тау жыныстарын қоспағанда) келесі топтарға бөлінеді: конгломераттық, ұялы, ұсақ кеуекті, талшықты, қатпарлы және түйіршікті (ұнтақ тәрізді). Жасанды конгломераттар өзіндік үлкен топты құрайды; бұл алуан түрлі бетондар, керамикалық және басқа да материалдар. Материалдың ұялы құрылымы макрокеуектердің болуымен ерекшеленеді, ол газ - және көбікбетондарға, газдысиликаттарға және т.б. тән. Ұсақ кеуекті құрылым, мәселен, енгізілген органикалық заттардың жануы нәтижесінде алынатын керамикалық материалдарға тән болып келеді. Талшықты құрылым ағашқа, минералды мақтадан жасалған бұйымдарға тән. Қатпарлы құрылым табақтық, плиталық және орама материалдарға тән. Түйіршікті материалдар – бұл жылу-дыбыс оқшаулайтын түрлі бетондар, ерітінділерге арналған толтырғыштар.

Құрылыс материалдарының микроқұрылымы кристалдыжәне аморфты болуы мүмкін. Бұл құрылымдар көбіне бір ғана заттың түрлі аморфты түр өзгерістері болып келеді, мәселен, кварц және кремнеземнің түрлі түр өзгерістері. Кристалды пішін барлық уақытта тұрақты. Силикат кірпіш өндірісінде кварцты құм мен әктің арасында химиялық өзара байланысты қалыптастыру үшін, 175°С температураға және 0,8 МПа қысымға ие қаныққан су буымен автоклавты өңдеуді қолданады, ал сол кезде трепел (кремний қостотығының аморфты түр өзгерісі) әкпен әрекетесіп, қату кезінде 15...25°С қалыпты температурада кальций гидросиликатын түзеді. Заттың аморфты құрылымы едәуір тұрақты кристалды құрылымға өте алады.

Гидроизоляциялық материалдардың құрылымы, дисперстілігі әр түрлі бөлшектердің арасындағы химиялық және физика-химиялық байланыстармен сипатталады. Олардың құрылымы біртекті немесе аралас болуы мүмкін. Біртекті құрылымға кристалдық, коагуляциялық және конденсациялық құрылымдар жатады. Криталдық құрылымға ие болмаған гидроизоляциялық материалдар аморфты құрылымға ие болады. Бірақ та құрылым үнемі тұрақты болып қалмайды, ол сыртқы орта факторларының әсерінен атом және молекулалардың қозғалысы әсерінен өзгеріп отыруы мүмкін.

Кристалды құрылым деп – қатты фазаның кристалдануы және кристалдардың біртіндеп моно - немесе поликристалды агрегатқа бірігуі нәтижесінде пайда болған құрылымды айтады. Қалыпты жағдайда ерітіндіден немесе балқымадан кристалдану кезінде құрылымдық бөлшектер кеңістікте белгілі бір ретпен орналасқан кристалдық тор түзеді. Химиялық байланыстың әрбір түріне кристалдық тордың белгілі бір түрі сәйкес келеді: иондық, атомдық, малекулалық және металдық. Бірақ та нақты кристалдардың құрылымы, үнемі идеал жағдайдан біршама ауытқыған болады, және де ол материалдың қасиетіне әсер етеді.

Коагуляциялық құрылым деп – сұйық орта қабаты арқылы әсер ететін, әлсіз малекулааралық күштер, ван-дер-ваальс күштерінің әсерінен пайда болған құрылымды айтады. Сұйық орта, қатты тор қаңқасынан өзгешелеу, ерекше қозғалмалы кеңістік тор түзеді. Осы қозғалмалы қабықшаның әсерінен, коагуляциялық құрылымға ие материалдар, тиксотроипия қасиетіне ие болады. Тиксотропия деп – материалдың түрлі сыртқы механикалық күштердің (араластыру, сілкіту, тербелту т.б.) әсерінен сұйылып, кейіннен тыныштық күйге көшкенде өзінің құрылымы мен қасиеттерін қайта қалпына келтіру қасиетін айтады.

Конденсациялық құрылым деп – бөлшектердің тікелей әрекеттесуі немесе ковалентті және иондық байланыстардың әсерінен пайда болатын құрылымды айтады.

Материалдардың микроқұрылымын жоғарыдағы үш түрге алғаш жіктеген академик П.А. Ребиндер, материалдарда көбінесе аралас құрылымдардың кездесетіндігін атап өткен болатын.

Гидроизоляциялық материалдардың қозғалмалы кеңістік құрылымына органикалық тұтқыр заттар – битум, қара май, термопластикалық синтетикалық шайырлар т.б. ие және олар негізінен біртекті коагуляциялық немесе аморфты құрылымға ие болады. Қолдану барысында бұл материалдардың құрылымы өзгеруі де мүмкін: температура төмендегенде құраушы бөлшектердің белгілі бір бөлігі полидисперсті органикалық кристалдарды түзу арқылы кристалдануы, температура жоғарылағанда аморфты құрылымға ие аққыш тұтқыр күйге өтуі мүмкін т.б. Жоғарыдағы аморфты құрылым кристалдардың болмайтындығымен және құраушы бөлшектердің ретсіз оранласуымен сипатталады. Гидроизоляциялық материалдарды өндіруде қолданылатын көптеген табиғи және синтетикалық каучуктер, целлюлоза, полиизобутилен т.б. полимерлер бөлме температурасында аморфты құрылымға ие. Белігілі бір жағдайларда заттың аморфты құрылымы, біртіндеп біршама тұрақтануы, бірақ та гидроизоляциялық материалдар үшін әр қашан да тиімді бола бермейтін кристалды құрылымға өтуі мүмкін.

Материал құрылымының белгілі бір көлемін бір-бірімен қатынасатын кеуектер құрайды. Оларды шығу тегі мен өлшемдері түрліше болуы мүмкін, бірақ барлық уақытта да олар материалдардың су өткізбеу қасиетін төмендететін болғандықтан, гидроизоляциялық материалдар үшін қажетсіз болып табылады.

Гидроизоляциялық материалдардың көптеген құрылымдарының ішінен оңтайлы және рационалды құрылымдарды бөліп көрсетуге болады. Оңтайлы құрылым деп – материалды құраушы бөлшектері мен кеуектердің көлем бойынша біркелкі таралған құрылымды айтады. Бұндай құрылымда дефектер болмайды немесе аз болады және құрылымдағы құраушы бөлшектердің мүмкіндігінше тығыз орналасуы қамтамасыз етіледі.

Оңтайлы емес құрылым деп оңтайлы көрсеткіштердің ең болмағанда біреуіне жауап бермейтін құрылымды айтады. Оңтайлы құрылымның ішінен жұмыс істеу кезінде гидроизоляциялық материалдар алдын ала жоспарланған көрсеткіштердің кешеніне ие болатын рационалды құрылымды атап көрсетуге болады. Материалдың оңтайлы құрамы мен оңтайлы құрылымын, таңдалған шикізат пен технологиялық параметрлерге сәйкес, есептік-эксперименталдық әдіспен лабораториялық және өндірістік жағдайларда таңдайды.

Гидроизоляциялық материалдар бір-бірінен тек қана құрылымы бойынша ғана емес, сонымен бірге текстурасымен немесе құраушы бөлшектердің кеңістікте бағытталуымен де ерекшеленеді. Көп кездесетіп текстуралар: қабатты, талшықты, дәнді-цементтелген, дәнді-көпсіген, реттелмеген т.б. Көбнесе оңайлату үшін, текстуралық белгілерді құрылымдық сипаттамаларға жатқызады.

Материалдың құрамы, құрылымы, текстуралық сипаттамалары, және де ішкі жылулық күйінің сипаты, гидроизоляциялық материалдар негізгі қасиеттерінің сыртқы орта мен механикалық әсерлерге қатынасын сипаттайды.