Наполнители
Для крепления облицовочных материалов применяют различные клеи и мастики на основе высокомолекулярных органических вяжущих веществ. Чтобы снизить расход дорогостоящих вяжущих материалов, в мастики и некоторые клеи вводят наполнители. Наполнители также непременный компонент большинства строительных пластмасс (линолеумов, стеклопластиков, бумажно-слоистых пластиков и т. п.).
В относительно толстом клеевом слое наполнитель образует скелет аналогично заполнителю в строительном растворе, благодаря чему не только снижается расход вяжущего, но уменьшается усадка мастики, повышается прочность соединения. К наполнителям клеев и мастик относятся порошкообразные и волокнистые материалы частицами размером менее 0,15 мм. Среди порошкообразных наполнителей различают пылеватые частицы размером менее 10 мкм и каменную муку— 10…150 мкм. Наименьший расход вяжущего вещества достигается при наполнении мастики смесью каменной муки и пыли, взятых в количестве соответственно 65 и 35% по объему.
По химической стойкости наполнители бывают кислото- и щелочестойкие и универсальностойкие.
К .кислотостойким наполнителям относятся молотый кварцевый песок, андезитовые и диабазовые мука и пыль, каолин и асбест.
Молотый кварцевый песок — наиболее дешевый и доступный кислотостойкий наполнитель. Однако он обладает существенным недостатком — почти все полимерные связующие имеют плохую адгезию к кварцу, что не позволяет получать клеевое соединение с высокой прочностью. Насыпная плотность молотого кварцевого песка 1200…1500 кг/м3.
Несколько лучшим сцеплением с полимерными связующими обладает природная тонкодисперсная разновидность кварца — маршаллит.
Андезитовую муку и пыль получают тонким измельчением излившейся изверженной породы андезита. Этот вид наполнителя дает более прочный клеевой слой, что объясняется пористостью андезита (10…20%). Полимерное связующее затекает в поры и хорошо сцепляется с зернами наполнителя. Насыпная плотность андезитовых порошков 1200…1500 кг/м3.
Диабазовую муку и пыль получают тонким измельчением излившейся изверженной породы диабаза. Это порошок темно-серого цвета, иногда с зеленоватым оттенком. По свойствам диабазовые наполнители занимают промежуточное положение между молотым кварцем и андезитом.
Каолин — тонкий порошок белого цвета, состоящий преимущественно из зерен глинистого минерала каолинита. В отличие от других глинистых минералов каолинит содержит довольно мало (не более 2%) очень мелких частиц (размером менее 0,1 мкм) — в других глинах их количество составляет 5…60%. Поэтому каолин менее гигроскопичен и меньше набухает в воде, чем другие глинистые минералы. Низкая гигроскопичность и белый цвет каолина делают его хорошим наполнителем для мастик и пластмасс.
Асбест — минерал волокнистого строения. Его кристаллы-волокна очень тонки, эластичны и прочны, их можно скручивать и ткать так же, как растительное волокно. По химическому составу асбест — водный алюмосиликат магния. Наряду с кислотостойкостью он достаточно щелоче- стоек; асбестовое волокно негорюче, а в распушенном виде он малотеплопроводен. Промышленность выпускает асбест восьми групп (0…7). В строительстве используют корот- коволокнистый асбест 5…7-й групп. Асбест применяют в качестве армирующего наполнителя в асбестоцементных изделиях (кровельные и облицовочные листы, трубы) и во многих пластмассах (например, плитки для полов). В качестве наполнителя для клеев и мастик используют асбест 7-й группы. Плотность асбеста в порошке 1000…1500 кг/м3. Важное свойство асбеста — способность распушаться в жидкой среде, образуя сетчатую структуру. Добавка асбеста повышает вязкость клеевого состава и теплостойкость соединения. Низшие сорта асбеста используют также в качестве наполнителя в растворах для теплоизоляционных и огнестойких штукатурок.
Все наполнители, используемые для составов, в которых применяется кислотный отвердитель, не должны содержать карбонатных соединений (СаС03 и т. п.), металлических примесей и оксидов металлов. Первые два типа примесей взаимодействуют с кислотами с выделением углекислого газа и водорода, что приводит к вспучиванию клеевых составов, а оксиды металлов нейтрализуют кислотный отвердитель, замедляя или прекращая твердение клея. Для простейшей проверки кислотостойкости наполнитель кладут в стакан с кислотой; выделение пузырьков газа укажет на непригодность наполнителя.
К щелочестойким наполнителям относятся ранее рассмотренные известняки, мел, доломиты, цемент, тальк и цинковые белила.
Известняковые и доломитовые мука и пыль находят очень широкое применение в качестве наполнителей битумных и полимерных материалов. Они обладают высокой ще- лочестойкостью и хорошим сцеплением с органическим вяжущим, последнее свойство особенно характерно для известняковых наполнителей.
Мел— состоит в основном (более чем на 95%) из карбоната кальция СаС03. В качестве наполнителя используют тонкомолотый мел. Для снижения водопоглощения мела его гидрофобизируют; такой мел не комкуется и не слеживается. В штукатурных работах мел применяют в качестве разбеливателя для цветных растворов. Пример использования мела в качестве наполнителя в пластмассах — поли- винилхлоридный линолеум и плитки, около 50% массы которого составляет мел. Мелом наполняют поли и зобути леновые герметизирующие мастики и шпатлевки на органических вяжущих.
Тальк — очень мягкий (твердость 1) минерал, легко разъединяющийся на мельчайшие гибкие чешуйки, белого с зеленоватым оттенком цвета. В измельченном виде широко используется как наполнитель для каучуков, пластмасс и мастик. По химическому составу тальк, как и асбест,— водный силикат магния.
Цинковые белила — порошок белого цвета, состоящий из оксида цинка. Из-за высокой стоимости в качестве наполнителя цинковые белила используют в составах на основе латексов. Это объясняется тем, что в каучуках оксид цинка может служить вулканизирующим агентом, образуя связи между смежными молекулами полимера. В материалах на основе поливинилацетатного полимера (например, в клеях на основе дисперсии ПВА) цинковые белила использовать нельзя, так как при этом образуется нерастворимый осадок.
К универсальностойким наполнителям относятся материалы, состоящие в основном из углерода,— кокс, графит, сажа. У всех этих материалов хорошая адгезия к полимерным связующим, а сажа даже является усиливающим наполнителем для композиций на основе каучуков, т. е. в присутствии сажи у таких композиций улучшаются физико-механические показатели. В штукатурных работах эти наполнители применяют в качестве черных пигментов в декоративных растворах.
Графит — природный минерал серовато-черного цвета с металлическим блеском. Графит легко расслаивается на тонкие чешуйки, поэтому его используют для грифелей карандашей. Молотый графит — графитовую муку — применяют в качестве наполнителя мастик и для получения токопроводящих пластмасс, не накапливающих статического электричества. Химическая стойкость графита очень высока: он противостоит даже действию плавиковой кислоты.
Сажа — получается при сжигании жидких и газообразных топлив при ограниченном доступе воздуха или термической переработке без доступа воздуха. Промышленность выпускает более десяти сортов сажи. Сажа наиболее распространенный наполнитель в композициях на основе каучуков; применяют сажу и для повышения светостойкости пластмасс (например, для саженаполненных пленок). В мастиках и клеях сажу часто применяют в смеси с другим, более крупным наполнителем.
Кокс — продукт, получаемый при термической обработке каменного угля на коксохимических заводах; при этом из угля выходят все углеводороды и другие летучие соединения и остается практически чистый углерод. Основное назначение кокса — топливо для доменных печей. В тонкоразмолотом виде кокс хороший наполнитель для полимерных материалов, обладающий высокой адгезией к полимерам, благодаря мелкой пористости.
Кроме перечисленных наполнителей, в тех случаях когда надо получить цветной клеевой или отделочный составы, применяют минеральные пигменты — охру, сурик, оксид хрома и др.
Выбор стройматериалов - Наполнители
Остались вопросы по теме - "Наполнители", задайте их на