Микроструктура строительных материалов. Основные ее типы.

Структура строительного материала характеризует внутреннее строение материала. Не редки случаи, когда материалы одинакового вещественного состава, но разной структуры обладают различными свойствами. Например, скальная порода - известняк и мел имеют одинаковый вещественный состав, но разные свойства вследствие различной структуры.
Структура строительных материалов довольно сложна, поэтому для ее изучения используют разнообразные методы. По методам изучения различают макроструктуру - строение, видимое невооруженным глазом; микроструктуру - строение материала, видимое в микроскоп; ультрамикроструктуру - внутреннее строение вещества, составляющего материала, изучаемого методами электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа.

3. Микроструктура строительных материалов может быть кристаллическая и аморфная, которые зачастую являются лишь различными состояниями одного и того же вещества, например кварц и различные формы кремнезема. Кристаллическая форма всегда более устойчива, аморфная форма вещества, как менее устойчивая, может перейти в кристаллическую.

17. Классификация строительных материалов по физическому их состоянию. Характеристика видов состояния веществ.

4. По физическому состоянию все вещества, в том чесле и все материалы используемые в строительстве (строительные материалы) подразделяют на твердые, жидкие, газообразные и плазму.

5. В штукатурных и малярных работах используют материалы, которые находятся в твердом или жидком состоянии.

Твердым телом называют всякое тело, имеющее определенную форму.

6. Так, к твердым телам относят металлы, камни, лед, воск, битум, стекло и др. Твердые тела могут находиться в кристаллическом (гранит, металлы, лед) и аморфном (воск, стекло, эбонит) состояниях.

7.

8. Кристаллические тела имеют упорядоченное взаимное расположение образующих их частиц — атомов и молекул, а аморфные — хаотическое их расположение.

9. Кристаллические вещества обладают характерным свойством переходить из твердого состояния в жидкое при определенной, постоянной для данного вещества, температуре.

10.

11. Эта температура, называемая температурой плавления, равна температуре отвердевания (каждое расплавленное вещество при охлаждении вновь отвердевает). Аморфные вещества не имеют четко выраженной температуры плавления и отвердевания, при нагревании они постепенно размягчаются и переходят в жидкое состояние.

12.

13. Твердые материалы, используемые в штукатурных и малярных работах, бывают сыпучими и комовыми.

14.

15. Жидкость — агрегатное состояние вещества, сочетающее в себе черты твердого состояния (сохранение объема, определенная прочность на разрыв) и газообразного (изменчивость формы).

16. В процессе работы штукатуры и маляры имеют дело не только с твердыми и жидкими веществами, но и с так называемыми коллоидно-дисперсными системами и растворами, различными смесями, составами.

17.

18. Дисперсные системы — образования из двух или большего числа фаз (тел) с сильно развитой поверхностью раздела между ними.

19. В дисперсных системах одна из фаз — дисперсная фаза — распределена в виде мелких частиц (кристалликов, капель, пузырьков) в другой фазе — дисперсионной среде — газе, жидкости или твердом теле.

20.

21. Дисперсность — характеристика размеров твердых частиц и капель жидкости (чем мельче частицы, тем больше дисперсность).

22. На практике в качестве дисперсных систем, размер частиц которых более 0,1 мкм, используют суспензии, эмульсии, коллоиды.

23.

24. Грубодисперсные системы (суспензии, эмульсии, порошки, пена) неустойчивы; чрезмерное измельчение порошков ведет к их слипанию (коагуляции).

25.

26. Суспензия—система, в которой частицы твердой дисперсной фазы взвешены в жидкой дисперсионной среде.

27. К таким системам относятся готовые к применению краски, являющиеся суспензиями пигментов и наполнителей в связующих веществах и растворителях, шпатлевки, подмазочные пасты.

28.

29. Эмульсия — система, состоящая из двух не растворяющихся друг в друге жидкостей, одна из которых (дисперсная фаза) распределена в другой (дисперсионной среде).

30. В суспензиях и эмульсиях частицы дисперсной фазы стремятся к седиментации, т. е. к осаждению. В дополнение к этому они могут коагулировать, сцепляться под действием молекулярных сил.

31.

32. Коллоиды — промежуточные системы между истинными растворами и грубодисперсными системами.

33. Гелеобразование - одно из важнейших свойств коллоидных систем.

34. Гели образуются в результате действия молекулярных сил сцепления между коллоидными частицами. Образование гелей имеет значение для объяснения процессов твердения и свойств цементного камня и полимерных материалов.

35.

36. Ячеистая структура геля удерживает значительное количество жидкой дисперсионной среды. Под действием механических усилий многие гели способны переходить в золи, т. е. разжижаться, это явление называется тиксотропией и проявляется оно при вибрировании бетонных, растворных и других смесей.

37.

Коллоиды способны к набуханию, при этом они увеличиваются в объеме. Животные клеи, белок, крахмал, мыло — коллоиды, которые при длительном соприкосновении с водой образуют коллоидные растворы (золи).

В отличие от грубодисперсных систем коллоидные растворы стойки к седиментации, обладаютсвечением в проходящем свете и передвижением частиц к электродам при пропускании электротока.

 

Истинный раствор — молекулярно-дисперсная гомогенная (однородная) система переменного состава из двух и более компонентов.

Раствор называется истинным потому, что вещества действительно и самопроизвольно растворяются в подходящем растворителе с образованием гомогенной системы.

Истинные растворы устойчивы в течение длительного времени. С истинным раствором маляр имеет дело всякий раз, когда растворяет в воде кристаллы медного купороса, квасцов, каустическую соду, кислоту, спирт.

 

Важнейшее практическое значение имеют явления, происходящие на поверхности раздела фаз для всех дисперсных и особенно коллоидных систем. К таким явлениям относится адсорбция — поглощение и концентрирование вещества на поверхности раздела фаз.

 

Адсорбирующиеся вещества называются поверхностно-активными (ПАВ), они понижают поверхностное натяжение, имеют большое значение в технологии строительных материалов.

ПАВ способствуют получению устойчивых эмульсий и суспензий (адсорбционный слой обволакивает частицы дисперсной фазы и не дает им слипаться);

за счет эффекта адсорбционного понижения прочности ускоряют измельчение порошков, пластифицируют растворные и бетонные смеси, гидрофобизуют поверхности и пр.