ГЛАВА 13

ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

13.1. Общие сведения

Лакокрасочными материалами называют вязко-жидкие многокомпонентные составы, наносимые тонкими слоями на поверхность отделываемой конструкции (бетон, дерево, металл). В результате отвердевания красочных составов образуется твердая пленка, которая прочно сцеплена с основанием.

Такие покрытия дают возможность защитить материал конструкций от вредного воздействия окружающей среды, повысить их долговечность, получить архитектурно-художественный эффект, улучшить санитарногигиенические условия в помещениях. Некоторые лакокрасочные покрытия имеют специальное назначение (антисептические, огнезащитные).

Лакокрасочные покрытия обычно состоят из грунтовочного, подмазочного, шпаклевочного и окрасочного слоев (рис. 13.1), каждый из которых имеет свое особое назначение.

Рис. 13.1. Слой лакокрасочного покрытия:

1 – грунтовка; 2 – подмазка; 3 – шпаклевка; 4 – основание; 5 – слой лака; 6 – слой красочного состава

Грунтовочный слой, представляющий собой жидкий состав, хорошо впитывающийся основанием, предназначен для улучшения сцепления последующих слоев с основанием.

Подмазочные слои служат для заполнения сравнительно крупных углублений на поверхности основания.

Шпаклевочный слой (густой пастообразный состав) наносят с целью выравнивания поверхности и ликвидации ее дефектов.

Окрасочные слои создают тонкую пленку заданного цвета. Красочные составы бывают водные (известковые, силикатные, цементные, клеевые, казеиновые), масляные (натуральные), полимерные и др.

121

13.2. Классификация красочных материалов

Красочные материалы и покрытия классифицируют по условиям эксплуатации, методу нанесения и консистенции.

1. По условиям эксплуатации красочные покрытия делятся на группы, представленные в табл. 13.1.

2.По методу нанесения красочные составы бывают: - кистевые; - пульверизационные.

3.По своей консистенции красочные составы могут быть:

-жидкими;

-вязкими;

-пастообразными.

13.3. Основные компоненты красочных составов

Основными компонентами лакокрасочных составов являются связующие вещества, пигменты, наполнители, растворители и разбавители.

Связующие (пленкообразующие) вещества служат для сцепления между собой частиц пигмента и создания тонкой пленки, прочно держащейся на окрашенной поверхности.

Связующими веществами в красочных составах являются олифы (обработанные растительные масла) – в масляных красках; полимеры (синтетические смолы, синтетические каучуки, производные целлюлозы) – в полимерных красках, лаках, эмалях; клеи (животные, растительные, искусственные) – в клеевых красках; неорганические вяжущие вещества (цемент, известь, жидкое стекло) –

122

в цементных, известковых, силикатных красках.

Пигменты – тонкодисперсные цветные порошки, нерастворимые в воде, масле (олифе) и органических растворителях. От них зависит не только цвет, но и долговечность лакокрасочного покрытия. При тщательном перемешивании пигментов со связующим образуются нерасслаивающиеся суспензии, которые называют красочными составами (красками).

В зависимости от происхождения пигменты классифицируются на минеральные и органические, а по способу получения – на природные и искусственные (табл. 13.2).

Таблица 13.2 Классификация пигментов по природе происхождения

Пигменты

Красочные составы содержат чаще всего неорганические пигменты. К органическим пигментам, применяемым достаточно редко, относятся малярная сажа, графит и синтетические красящие вещества.

Наполнители используют для экономии дорогостоящих пигментов, повышения декоративных и защитных свойств. Для наружной окраски лучшими наполнителями являются тонкие порошки тяжелого шпата (BaSO4) и талька. Для внутренней отделки применяют более дешевые наполнители в виде тонкомолотых мела, известняка, природного гипса.

В последнее время расширяется применение в качестве наполнителей органических полимерных порошков: полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида и др.

Растворители применяют для растворения полимерных связующих в красочных составах. Они должны быть инертны по отношению к лакокрасочным материалам и материалам окрашиваемых конструкций.

Разбавители – жидкости, не растворяющие пленкообразующие вещества, а служащие только для уменьшения вязкости красочных составов. В качестве разбавителя применяют олифу (для масляных красок) или воду (для воднодисперсионных красочных составов).

123

13.4. Виды красочных составов

13.4.1. Масляные краски

Масляные краски представляют собой однородную суспензию, в которой каждая частица пигмента окружена связующим веществом. Масляные краски изготовляют путем растирания олифы с пигментами в специальных ма- шинах-краскотерках. Выпускают густотертые и жидкотертые масляные краски. Густотертые краски производят в виде паст и доводят до рабочей консистенции добавлением олифы на месте работ. Жидкотертые краски выпускают готовыми к употреблению с содержанием олифы 40…50 %.

Масляные краски чаще всего применяют для защиты стальных конструкций от коррозии, для предохранения оконных рам и других деревянных элементов от увлажнения, а также для окраски поверхностей, подвергающихся истиранию и частой пронмывке водой (полы, нижние части стен коридоров общественных зданий, металлические ворота шлюзов и т.д.).

Масляная краска не изменяет свой объем в процессе твердения, обладает стойкостью и долговечностью.

13.4.2. Лаки и эмалевые краски

Лаки представляют собой пленкообразующие растворы в виде синтетических или натуральных смол (битумы, олифы) в летучих растворителях. Кроме этих двух главных компонентов лак обычно содержит пластификатор, отвердитель и другие специальные добавки, улучшающие качество лакового покрытия. В строительстве в основном применяют масляно-смоляные, смоляные (синтетические безмасляные), спиртовые, битумные, асфальтовые, каменноугольные лаки и нитролаки.

Эмалевые краски представляют собой композицию, состоящую из лака и пигмента. Строительные эмалевые краски должны обладать определенной твердостью, атмосферостойкостью, хорошим внешним видом, способностью высыхать при обычной температуре не более чем за 1…2 суток.

К эмалевым краскам относятся алкидные, перхлорвиниловые, кремнийорганические, каучуковые, битумные и др.

13.4.3. Полимерные красочные составы

Полимерные краски представляют собой суспензию пигментов в растворе полимера. Полимерные краски широко применяются для отделки стеновых панелей и блоков полной заводской готовности, а также для окраски и восстановления фасадов существующих зданий и сооружений. Вследствие высокой атмосферостойкости краски отделка сохраняется 10…12 лет и более, ее можно промывать водой.

124

К полимерным краскам относятся кремнийорганические покрытия, нитролаки, каучуковые краски.

Полимерные краски содержат 30…50 % органического растворителя, что необходимо для придания составу малярной консистенции. После нанесения покрытия растворитель испаряется (улетучивается) и на окрашиваемой поверхности образуется атмосферостойкая пленка. Полимерные краски быстро высыхают, однако большинство растворителей горит, их пары огнеопасны и взрывоопасны. Накапливаясь в закрытых помещениях, пары растворителей вредно влияют на здоровье людей.

Более безопасными являются воднодисперсионные красочные составы на основе полимеров, не содержащих летучих растворителей или содержащие их в небольших количествах.

Полимерные эмульсионные (воднодисперсионные) краски – красоч-

ные составы, состоящие из двух несмешивающихся жидкостей, в которых частицы одной жидкости распределены в другой. Для получения устойчивой не расслаивающейся эмульсии (дисперсии) в ее состав при изготовлении вводят эмульгатор - поверхностно активные вещества (ЛСТ, мылонафт, омыленная канифоль и др.).

Эмульсионные краски обычно поставляют в виде пасты, которую на месте применения разбавляют водой до нужной консистенции. Воду из нанесенной на поверхность эмульсионной краски частично впитывает пористое основание (кирпич, бетон), а оставшаяся в покрытии вода испаряется. В результате образуется прочное, гладкое, водостойкое покрытие.

Эмульсионные краски не токсичны, пожаро - и взрывобезопасны. Их применяют для наружных и внутренних малярных работ.

Полимерцементные краски изготовляют на основе водной дисперсии полимера, белого портландцемента, пигмента и наполнителя (известняковая мука, тальк и др.). Образование пленки в полимерцементных красках происходит в результате распада дисперсии полимера при испарении воды и реакций гидратации портландцемента. Такие краски хорошо сцепляются с бетонными поверхностями и штукатуркой.

Полимерцементные краски применяют для отделки фасадов зданий, а также для заводской отделки крупных блоков и панелей.

13.4.4. Порошковые краски

Порошковые краски представляют собой мелкодисперсную сухую смесь, состоящую их твердых полимеров, наполнителей, пигментов и специальных добавок. В качестве основного сырья применяют термопластичные полимеры (полиэтилен, поливинилхлорид, полиамиды).

Перед использованием порошкообразные краски доводят до рабочей вязкости переводом в капельно-жидкое состояние путем расплавления.

Формирование покрытий может происходить в широком интервале темпе-

125

ратур, при этом изменяется и продолжительность отвердения. Покрытие наносится на защищаемую поверхность различными методами с разогревом состава.

13.4.5. Красочные составы на основе неорганических вяжущих веществ

Красочные составы на основе неорганических вяжущих веществ являются водоразбавляемыми и изготавливаются на основе цемента и извести.

Вцементных красках связующим веществом является белый портландцемент. Кроме цемента в состав красок входят щелочестойкие пигменты, известь, хлористый кальций и гидрофобизирующие добавки. Известь и хлористый кальций повышают водоудерживающую способность краски, что необходимо для приобретения прочности красочной пленки. Гидрофобизирующие добавки вводят для повышения атмосферостойкости.

Цементные краски применяют для наружных малярных работ и внутренней окраски влажных производственных помещений по бетону, кирпичу, штукатурке (окрашивающую поверхность предварительно увлажняют).

Визвестковых красках связующим веществом служит гашеная известь.

Также в состав вводят щелочестойкие пигменты и добавки, например олифу для придания пленке блеска.

Известковые краски не обладают высокой прочностью и долговечностью, но они сравнительно дешевы и подготовка поверхности для их нанесения проста.

Силикатные краски состоят из связующего – растворимого силиката калия K2O·mSiO2 в виде водного коллоидного раствора. В красочный состав входят, помимо связующего, минеральный щелочестойкий пигмент (охру, железный сурик и др.) и кремнеземистый наполнитель (молотый кварцевый песок, трепел, диатомит), повышающий водостойкость пленки.

Силикатными красками окрашивают деревянные конструкции для защиты от возгорания. Их используют для окраски фасадов зданий и внутри помещений. Атмосферостойкость наружного покрытия повышается при нанесении силикатной краски на основания, содержащие свободный гидроксид кальция (свежая цементная или известковая штукатурка, поверхность бетона).

Казеиновые и клеевые краски представляют собой суспензии пигментов и наполнителей (мела) в водных или водно-щелочных растворах клея или казеина. Для повышения прочности и водостойкости в клеевые составы вводят олифу. Для приготовления клеевых красок используют клеи природного сырья: мездровый, костяной или казеиновый.

Клеевые краски не прочны и не водостойки, поэтому их применяют лишь для внутренней окраски сухих помещений (главным образом потолков).

Казеиновые клеевые составы более водостойки, чем составы на животных клеях. Их применяют для внутренней и наружной отделки.

126

Вопросы для самостоятельного изучения

1.Какие свойства лакокрасочных материалов относятся к реологическим?

2.Назовите технологические и физико-механические свойства лакокрасочных материалов.

3.Что представляют собой специальные и декоративные свойства лакокрасочных материалов?

4.Какие свойства лакокрасочных составов зависят от связующего?

5.Назовите основные свойства пигментов в лакокрасочных материалах.

6.Назовите виды и область применения основных окрасочных составов.

Библиографический список рекомендуемой литературы

Основная литература

1.Домокеев, А.Г. Строительные материалы / А.Г. Домокеев. – М.: Высшая школа, 1982. – 384 с.

Дополнительная литература

1.Яковлев, А.Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий: учеб. пособие / А.Д. Яковлев. – М.: Химия, 1989. – 198 с.

2.Чернушкин, О.А. Архитектурные материаловедение: лаб. практикум / О.А. Чернушкин, А.А. Суслов, В.Я. Мищенко; Воронеж. гос. арх.- строит. ун-т. – Воронеж, 2003. – 224 с.

Варианты тестовых заданий

127

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цель преподавания дисциплины «Материаловедения» заключается в подготовке квалифицированного инженера, который будет знать основные свойства строительных материалов и изделий, закономерности их изменения под воздействием различных факторов, технологические основы получения тех или иных материалов, правильность применения материалов в зависимости от условий окружающей среды, последние достижения современной науки и техники.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Горбунов, Г.И. Основы строительного материаловедения (состав, химические связи, структура и свойства строительных материалов): учеб. издание

/Г.И. Горбунов.– М.: Изд-во АСВ, 2002.– 168 с.

2.Попов, К.Н. Оценка качества строительных материалов: учеб. пособие / К.Н. Попов, М.Б. Каддо, О.В. Кульков.– М.: Изд-во АСВ, 1999.– 341с.

3.Микульский, В.Г. Строительные материалы (материаловедение и технология): учеб. пособие / В.Г. Микульский, Г.И. Горчаков, В.В. Козлов и др. – М.: ИАСВ, 2002. – 536 с.

4.Рыбьев, И.А. Строительное материаловедение: учеб. пособие для вузов

/И.А. Рыбьев. – М.: Высшая школа, 2003. – 701 с.

128

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………………………………………............................................................ 3

ГЛАВА 1

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ……………………. 4

1.1.Общие сведения о строительных материалах …………………………………... 4

1.2.Строительно-технические свойства материалов ……………………………….. 4

1.3.Физические свойства ……………………………………………………………... 5

4.4.5. Санитарно-техническая керамика ………………………………………… 44 Вопросы для самостоятельного изучения …………………………………………………. 44 Библиографический список рекомендуемой литературы ………………………………... 45

Варианты тестовых заданий ………………………………………………………………... 45

ГЛАВА 5 СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ СИЛИКАТНЫХ 48

(МИНЕРАЛЬНЫХ) РАСПЛАВОВ………………………………………………………….

5.1. Общие сведения …………………………………………………………………... 48

5.2.Стекло и стеклянные изделия ……………………………………………………. 48 5.2.1. Стекло и его свойства ……………………………………………………… 48

Вопросы для самостоятельного изучения …………………………………………………. 54 Библиографический список рекомендуемой литературы ………………………………... 54

Варианты тестовых заданий ………………………………………………………………... 55

Вопросы для самостоятельного изучения …………………………………………………. 67 Библиографический список рекомендуемой литературы ………………………………... 68

Вопросы для самостоятельного изучения …………………………………………………. 75 Библиографический список рекомендуемой литературы ………………………………... 75 Варианты тестовых заданий ………………………………………………………………... 76

130

Варианты тестовых заданий ………………………………………………………………... 116

Вопросы для самостоятельного изучения …………………………………………………. 119 Библиографический список рекомендуемой литературы ………………………………... 120

Варианты тестовых заданий ………………………………………………………………... 120

Вопросы для самостоятельного изучения …………………………………………………. 127

Учебное издание

Суслов Александр Александрович Усачев Александр Михайлович Деревщикова Алла Сергеевна

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Курс лекций

для студентов, обучающихся по специальностям 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция» и 270112 «Водоснабжение и водоотведение»

Редактор Акритова Е.В.

Компьютерная верстка Московченко В.В.

Подписано в печать 01.06.2011. Формат 60×84 1/16. Уч.- изд.л. 8,3 Усл. -печ.л. 8,4. Бумага писчая. Тираж 160 экз. Заказ № ____

Отпечатано: отдел оперативной полиграфии издательства учебной литературы и учебно-методических пособий Воронежского государственного архитектурно-строительного университета 394006 Воронеж, 20-летия Октября, 84

132