1

Вінницький національний технічний університет_____________________________________________________________________________

(повне найменування вищого навчального закладу)

Інститут екологічної безпеки та моніторингу довкілля_____________________________________________________________________________________

(повне найменування інституту, назва факультету (відділення))

Кафедра екології та екологічної безпеки_______________________________________________________________________

(повна назва кафедри (предметної, циклової комісії))

Пояснювальна запискадо магістерської кваліфікаційної роботи

_______магістр_______(освітньо-кваліфікаційний рівень)

на тему ЕКОЛОГІЧНА БЕЗПЕКА ПОБУТОВИХ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ ТА ПЕРЕРОБКА ВІДХОДІВ БУДІВНИЦТВА

Виконав: студент групи_____ЕБ -14м______

с пеціальн ості _8.04010603 “Екологічна безпека”_ (шифр і назва напряму підготовки, спеціальності)_________ Рівера Румянцева Л.М.____________

(прізвище та ініціали)

Керівник _ к. т. н.,Петрук Р. В. ______________ (прізвище та ініціали)

Рецензент _д. х. н., Ранський А. П.___________(прізвище та ініціали)

Вінниця – 2015 року

2

ЗМІСТ

РЕФЕРАТ………………………………………………………………………. 4ABSTRACT…………………………………………………………………….. 5ВСТУП………………………………………………………………….……… 61 ІСНУЮЧІ БУДІВЕЛЬНІ МАТЕРІАЛИ……………...…..……………........ 8 1.1 Меблеві матеріали (деревні)…………………………………….......….. 8 1.1.1 Загальні властивості деревини…………….……………………... 8 1.2 Бетонні будівельні матеріали…………………………...………….…... 9 1.2.1 Будівельні розчини……………………………………………....... 10 1.2.2 Властивості бетонної суміші………………………………….….. 11 1.2.3 Залізобетон………..……………………………………………...... 12 1.3 Пластикові будівельні матеріали……………...…………………..…… 13 1.3.1 Склад пластмас………………………………………………..…… 14 1.3.2 Основні властивості пластмас…………………………….....…… 16 1.3.3 Технологія виробництва пластмас……………...……………....... 17 1.4 Скло та скляні матеріали………………………………………………... 18 1.4.1 Властивості скла…………………………………………………... 19 1.4.2 Рідке скло в будівництві…………………………………………... 21 1.5 Застосування металевих матеріалів в будівництві……………………. 22 1.5.1 Сталь, як будівельний матеріал…………………………………... 23 1.5.2 Чавун в будівництві……………………………………………….. 25 1.5.3 Кольорові метали і сплави……………………………….……….. 26 1.6 Керамічні будівельні матеріали………………………………………… 28

1.6.1 Види будівельних виробів з кераміки…………………………... 30 1.6.1.1 Керамічна цегла й камені…………………………………. 30 1.6.1.2 Стінові панелі і блоки із цегли і керамічного каменя….. 31 1.6.1.3 Оздоблювальні вироби……………………………………. 31 1.6.1.4 Керамічні вроби для покриття і перекритів……………... 34 1.6.1.5 Камені й плити для перекритів…………………………… 34 1.7 Лакофарбові будівельні матеріали………………………………….….. 34 1.7.1 Види лакофарбових матеріалів…………………………………… 352 МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ВИПРОБУВАННЯ БУДМАТЕРІАЛІВ... 37 2.1 Характеристика пожежонебезпеки будівельних матеріалів…….......... 42 2.2 Методи випробування бетону в конструкціях без його руйнування… 44 2.3 Методи випробування деревини…….…………...…………………….. 44 2.4 Методи дослідження пластикових матеріалів………………………… 45 2.5 Оцінка якості скляних будівельних матеріалів……………………..…. 47 2.6 Методи випробування металу………………………………………….. 48 2.7 Критерії якості керамічних будматеріалів…………………………….. 49 2.8 Дослідження якості лакофарбових матеріалів………………………… 503 ВПЛИВ НА ЗДОРОВ’Я ЛЮДИНИ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ……. 55 3.1 Вплив матеріалів з дерева…………...…………...…………………....... 57

3

3.1.1 Негативний вплив виробництва ДСП…………....…...……...…... 59 3.1.2 Негативний вплив виготовлення фанери………...……...……….. 61 3.2 Вплив матеріалів з бетонну……..……………...……………...….…......

61

3.3 Вплив матеріалів з пластику………………...………………………….. 65 3.3.1 Хімічні сполуки, які виділяються в процесі реакцій полімерів.. 65 3.4 Вплив металу на здоров’я людини……………………………………... 66 3.5 Вплив фарби на здоров’я людини……………………………………… 674 УТИЛІЗАЦІЯ ТА ПЕРЕРОБКА БУДІВЕЛЬНИХ ВІДХОДІВ…………… 68 4.1 Процес переробки будівельних відходів………………………………. 69 4.2 Утилізація відходів виробництва будівельних матеріалів……………. 70 4.2.1 Використання будівельних відходів……………………………... 725 ЕКОЛОГІЧНО ЧИСТИЙ БУДИНОК, ЯК АЛЬТЕРНАТИВА ЗВИЧАЙНИМ БУДИНКАМ…………………………………………..……... 73 5.1 Різновиди екологічних будинків…………………………….................. 75 5.2 Проект екологічно чистого будинку………………………………..….. 786 СТАН І ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ РИНКУ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ В УКРАЇНІ………………………………………………….… 81 6.1 Стан розвитку ринку будівельних матеріалів…………………………. 81 6.2 Проблеми та перспективи будівельного комплексу…………………... 90ВИСНОВКИ……………………………………………………………….…... 93СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ…………………………………....... 95ДОДАТОК А – Технічне завдання………………………………..………..… 98ДОДАТОК Б –Технологічний процес меблевого виробництва……………. 100ДОТАТОК В – Основні складові пластмас……………………………...…... 101ДОДАТОК Г – Екологічно чистий будинок з дерева……………………….. 102ДОДАТОК Д – Проект екологічно чистого будинку……………………….. 103

4

РЕФЕРАТ

Магістерська кваліфікаційна робота: 103 стор., 22 рис., 4 табл., 47 джерел.В магістерській кваліфікаційній роботі наведено загальні відомості про

побутові будівельні матеріали, їх вплив на здоровя людини, методи дослідження та випробування будматеріалів. В роботі також представлено процес утилізації та переробки будівельних матеріалів. Для зменшення негативного впливу на здоровя людини запропоновано більш екологічно чисті матеріали для будівництва будинку та запропоновано проект екологічно чистого будинку. Дослідженностан і перспективи розвитку ринку будівельних матеріалів.

Метою роботи є визначення шкідливого впливу різних побутових будівельних матеріалів на здоров’я людей та навколишнє природне середовище. Вивчення технології виробництва та дослідження будівельних матеріалів. Вивчити проблеми переробки та утилізації будівельних відходів. А також запропонувати більш екологічно чисті матеріали для будівництва будинку, та проект екологічно чистого будинку. Проаналізувати стан і перспективи розвитку ринку будівельних матеріалів в Україні.

Об’єктом дослідженнь є побутові будівельні матеріали.Галузь застосування – охорона навколишнього природного середовища

України, ядерна безпека і захист від негативного впливу джерел радіоактивних відходів.

ПОБУТОВО БУДІВЕЛЬНІ МАТЕРІАЛИ, БУДІВЕЛЬНІ ВІДХОДИ, ЕКОЛОГІЧНО ЧИСТИЙ БУДИНОК, МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ, РИНОК БУДМАТЕРІАЛІВ.

5

ABSTRACT

Master's qualification work: of 103 p., 22 fig., 4 tab., 47 sources.In the master's qualifying paper presents an overview of the domestic

construction materials and their impact on human health, methods of research and testing of materials. The paper also shows the process of recovery and recycling of construction materials. To reduce the negative impact on human health prompted more environmentally friendly materials to build a house and a project of ecologically clean house. The condition and prospects of development of the market of building materials.

Purpose of work - is definition of harmful effects of various household construction materials on human health and surrounding environment. Studying of the production technology and research of construction materials. To study problems of processing and utilization of building wastes. And also to offer more environmentally friendly materials for construction of the house, and the project of the environmentally friendly house. To analyse a state and prospects of development of the market of construction materials in Ukraine.

Object of study - is the household construction materials.Areas of Application - Environmental Protection of Ukraine, nuclear safety

and protection from negative influence of radioactive waste.HOUSEHOLD CONSTRUCTION MATERIALS, BUILDING WASTES,

ENVIRONMENTALLY FRIENDLY HOUSE, RESEARCH METHODS, MARKET OF BUILDING MATERIALS.

6

ВСТУП

Актуальність роботи. Актуальною є проблема забруднення повітря синтетичними полімерними матеріалами, які використовують під час будівельних та ремонтних робіт. До найбільш поширених забруднювачів повітряного середовища житлових приміщень належать формальдегід, фенол та стирол. Основними джерелами формальдегіду та фенолу в помешканні можуть служити полімерні матеріали для оздоблення підлоги, стін, декоративний пластик, декоративна фанера, деревно-стружкові матеріали, меблі з ДСП, ізоляційні матеріали на основі пінистих карбамідних смол тощо. Джерелами стиролу є теплоізоляційні полістирольні пінопласти, деякі види вологостійких шпалер, облицювальний пластик. При відсутності належної вентиляції, вміст цих полютантів у повітрі приміщень може перевищувати гранично допустимі концентрації (ГДК) у 2-10 разів. При тривалому впливі вони викликають подразнення дихальних шляхів, очей, шкіри, а формальдегід внесено до списку ймовірно канцерогенних речовин.

Номенклатура будівельних матеріалів і виробів надзвичайно різноманітна, проте вони органічно взаємоповязані спільним функціональним призначенням – використанням у будівництві. Основним критерієм для зіставлення різних видів матеріалів є їхні технічні властивості.

Залежно від призначення (для доріжних покриттів, теплоізоляціі, гідроізоляції тощо) будівельні матеріали характеризуються певним комплексом властивостей, які найчастіше задають у вигляді числових величин, установлених нормативними документами – міждержавними і державними стандартами, технічними умовами чи будівельними нормами.

Властивості будівельних матеріалів значною мірою залежать від їхньої структури, хімічного, мінералогічного та фазового складу, на які, в свою чергу, впливають умови утворення їх у природі чи властивості сировини, а також особливості технології виготовлення й обробки штучних будівельних матеріалів.

Метою роботи є визначення шкідливого впливу різних побутових будівельних матеріалів на здоров’я людей та навколишнє природне середовище. Вивчення технології виробництва та дослідження будівельних матеріалів. Вивчити проблеми переробки та утилізації будівельних відходів. А також запропонувати більш екологічно чисті матеріали для будівництва будинку, та проект екологічно чистого будинку.

Задачі досліджень. Для досягнення поставленої мети були сформульовані наступні задачі:

1. Проаналізувати існуючі будівельні матеріали, що використовуються в сучасних будівлях

2. Проаналізувати будівельні матеріали, що використовувалися в будівлях 30-50 років тому

7

3. Проаналізувати склад та технології виробництва меблевих матеріалів4. Провести аналіз можливих методів дослідження матеріалів, які

зустрічаються у побуті5. Дослідити вплив на здоров’я людини основних побутових будівельних

матеріалів.6. Проаналізувати методи утилізації та переробки будівельних матеріалів7. Розглянути найбільш сучасні технології екологічного будівництва та

створити проект екодому.Об’єктом досліджень є процеси негативного техногенного впливу

найбільш поширених побутових будівельних матеріалів на здоров’я та організм людини.

Практичне значення.Результати проведених досліджень доцільно використовувати в практиці

при плануванні та будівництві житлових і промислових підприємств для мінімізації небезпечних впливів від будівельних матеріалів, обладнання, предметів інтер’єру.

Розроблені природоохоронні та планово-технічні заходи і рекомендації спрямовані на підвищення рівня екологічної безпеки експлуатації житла.

Розроблені природоохоронні ресурсоенергозберігаючі заходи і рекомендацій спрямовані на енергозаміщення основних енергоносіїв у будинку альтернативними джерелами енергії, що в свою чергу зменшить вплив на довкілля.

Наукова новизна. 1. Дістало подальшого розвитку наукове обґрунтування зростання рівня

екологічного ризику для населення, яке проживає в приміщеннях, що побудовані з небезпечних будівельних матеріалів, що дозволило удосконалити модель екологічно-чистого будинку та мінімізувати вплив на довкілля.

2. Дістало подальшого розвитку дослідження шляхів екологічно безпечної переробки існуючих будівельних матеріалів, що дозволило підвищити рівень екологічної безпеки у сфері повторного використання відходів.

Методи дослідження. Використано методи комплексного, системного науково-обгурнтованого аналізу, а також методи математичної статистики та кореляційного аналізу.

Публікації. Основні результати магістерської кваліфікаційної роботи опубліковані у 2 наукових публікаціях. Викладені у МКР положення доповідались на таких наукових конференціях: “ІV Всеукраїнський з’їзд екологів з міжнародною участю” (Екологія/Ecology-2013), (м.Вінниця, 2013), “V Всеукраїнський з’їзд екологів з міжнародною участю” (Екологія/Ecology-2015), (м.Вінниця, 2015), а також у щорічних науково-технічних конференціях ВНТУ.

8

1 ІСНУЮЧІ БУДІВЕЛЬНІ МАТЕРІАЛИ

1.1 Меблеві матеріали (деревні)

Основною сировиною для виробництва меблів є деревостружкова плита (ДСП) і деревоволокнистих плит (ДВП). ДСП розрізняють за твердістю, які бувають тверді, дуже тверді, середні та м'які. У меблевому виробництві використовуються тільки тверді сорти ДСП.

Деревину з давніх часів широко застосовують у будівництві завдяки її значному поширенню та високим будівельно-технологічним властивостям: значній міцності при розтягу та стиску, невеликій густині, низькій теплопровідності, технологічності при обробці, гарному зовнішньому вигляду [1].

Запаси деревини в Україні не дуже великі, тому з метою збереження лісових запасів ведеться планомірна робота щодо скорочення застосування її в будівництві. В останні роки бетон, скло, кераміка, полімерні матеріали значною мірою замінили деревину. Важливим резервом економії деревини є використання відходів лісопиляння та деревообробки для виготовлення фанери, деревноволокнистих плит, клеєних дерев`яних конструкцій.

Деревина як будівельний матеріал має й ряд недоліків: неоднорідність будови і, відповідно, властивостей, гігроскопічність, займистість, здатність до гниття тощо. Частину цих недоліків можна подолати технічними заходами. Так, для підвищення гнилостійкості застосовують антисептики, а для підвищення вогнестійкості – антипірени. Поліпшення властивостей деревини досягається просочуванням її полімерами. При цьому гідроскопічність і водопоглинання значно зменшуються, така деревина не коробиться, не гниє, легко полірується, має гарний зовнішній вигляд [2].

Деревину в сучасному будівництві застосовують для виробництва паркету, двірних та віконних коробок, хрестовин, дверного заповнення, вбудованих меблів. Деревину й досі широко використовують для виготовлення шпал, опор під телефонно-телеграфні лінії та як кріпильне риштовання в підзмних розробках. Із деревини та відходів її переробки виготовляють фанеру, деревностружкові та деревоволокнисті плити, арболіт, декоративні вироби тощо. Крім деревини у будівництві застосовуються матеріали з нелісової рослинної сировини: очерету, соломи, стеблин соняшника, костиці, бавовника тощо [3].

1.1.1 Загальні властивості деревини

Кожна порода дерева має характерний колір і текстуру. Для хвойних порід характерний простий і одноманітний малюнок, а різноманіття і багатство текстури деревини листяних порід високо ціниться в столярно-оздоблювальних роботах.

9

Деревина всіх порід в основному складається з целюлози, у зв'язку з чим істинну густину деревини приймають рівної 1,54 г/см3. Середня густина коливається від 450 до 900 кг/м3.

Деревині властива гідрофільність і волокниста пориста структура, що сприяє легкому всмоктуванню і видаленню вологи. Вологість деревини виражають у процентах відносно маси сухої деревини. Розрізняють гігроскопічну вологу (зв'язану в стінках кліток) і капілярну вологу (вільно заповнює міжклітинний простір і порожнини кліток). Вологість, яку набуває деревина при тривалому перебуванні в умовах постійного температурно-вологісного режиму, називають рівноважною.  Для кімнатно-сухої деревини рівноважна вологість складає 8-12 %, для повітряно-сухої – 15-18 %. Унаслідок коливання вологості деревини відбувається небажана зміна розмірів і форми виробу. Нерівномірність усушки є наслідком неоднорідності будови деревини, що призводить до короблення і розтріскування пиломатеріалів і колод. Для запобігання зазначеним процесам столярні вироби виготовляють з деревини з вологістю 8-10 %, зовнішні конструкції – 15-18 % [4].

Зволоження сухої деревини до досягнення нею межі гігроскопічності приводить до стовщення стінок деревних кліток, збільшення об'єму і розмірів дерев'яних виробів. Вказаний процес називається набряканням.

У сухому стані деревина є теплоізоляційним матеріалом і діелектриком. Зазначені фізичні властивості залежать від напрямку теплових потоків, пористості й вологості деревини.

Механічні властивості деревини залежать від напрямку навантаження стосовно деревних волокон, середньої щільності і вологості. Міцність деревини при стиску уздовж волокон у 4-6 разів більше, ніж поперек. Наприклад, для сосни уздовж волокон вона складає 100 МПа, поперек – 20-25 МПа. Волокниста будова деревини забезпечує дерев'яним конструкціям великий опір вигину, тому й застосовують для виготовлення балок, крокв, ферм.

Міцність деревини при сколюванні має велике значення при влаштуванні врубок, клейових швів і т.п. у дерев'яних конструкціях. Ця міцність складає 6-13 МПа при сколюванні уздовж волокон і 24-40 МПа – поперек волокон [5].

Статична твердість чисельно дорівнює навантаженню, що необхідне для вдавлення в поверхню зразка половини металевої кульки певної маси і діаметра. Залежно від цього показника всі породи дерева підрозділяють на м'які (сосна, ялина, вільха) – 35-50 МПа, тверді (дуб, граб, береза) – 50-100 МПа, дуже тверді (кизил, самшит) – більше 100 МПа [6].

1.2 Бетонні будівельні матеріали

Бетон – це штучний каменеподібний матеріал, результат твердіння раціонально дібраної суміші вяжучого, заповнювачів, води і, у разі потреби, спеціальних добавок. До затвердіння цю суміш називають бетонною.

10

Бетон – один з основних видів будівельних матеріалів. У загальній вартості матеріальних ресурсів, використовуваних у капітальному будівництві, вартість збірних та монолітних бетонних виробів і конструкцій становить майже 25 %.

Одночасно бетон є економічним матеріалом, оскільки вироби з нього більш як на 80 % об`єму складаються з місцевої сировини: піску, щебеню, гравію чи побічних продуктів промисловості у вигляді шлаків, золи тощо.

Оскільки бетон – штучний будівельний конгломерат, то, змінюючи склад бетонної суміші, можна в період формування надавати виробам і конструкціям практично будь-якої конфігурації та розмірів, а після затвердіння одержувати задані в широкому діапазоні властивості щодо міцності, щільності, теплопровідності. Ці можливості тепер значно зростають завдяки науковим успіхам у пошуку різного роду добавок. Склад бетонної суміші розраховують і добирають залежно від потрібних властивостей матеріалу. Суміш ретельно гомогенізують у бетонозмішувачах різної конструкції, укладають в опалубку або форми й ущільнюють механізованими способами. Відформована суміш затвердіває в природних, а з метою прискорення твердіння – в штучних тепловологих умовах з додержанням спеціальних режимів або при введені комплексу хімічних добавок [7].

1.2.1 Будівельні розчини

Будівельним розчином називають затверділу суміш в’яжучої речовини, дрібного заповнювача та води. За складом будівельний розчин подібний до дрібнозернистого бетону, і для нього справжнюються закономірності, притаманні бетонам. В основу групової класифікації розчинів покладено такі ознаки: середня густина, вид в`яжучої речовини, призначення й фізико-механічні властивості.

За густиною у сухому стані розчини поділяють на важкі з середньою густиною 1500 кг/м і більше та легкі, що мають середню густину менш як 1500 кг/м.

За видом в’яжучі розчини бувають: - цементні, приготовані на портландцементі чи його різновидах;

вапнякові – на повітряному чи гідравлічному вапні; - гіпсові – на основі гіпсових в’яжучих речовин; - мішані – на цементно вапняному в’яжучому. Вид в’яжучого добирають залежно від призначення розчину, вимог

температурно-вологового режиму твердіння, а також умов експлуатації будівель і споруд.

За призначенням будівельні розчини розрізняють так: - мурувальні для кам’яного будування та зведення стін з великих

елементів;

11

- монтажні для заповнення швів між великими елементами під час монтажу будівель і споруд з готових збірних конструкцій та деталей;

- опоряджувальні для штукатурення; спеціальні, що мають особливі властивості.

За фізико – механічними властивостями розчини класифікуються за міцністю та морозостійкістю, що характеризують довговічність розчину.

Мінеральні та органічні добавки застосовують, щоб одержати легкоукладну розчинну суміш при використанні портландцементу.

Як ефективні мінеральні добавки в цементні розчини вводять вапняне чи глиняне тісто. Ці добавки підвищують водоутримувальну здатність, поліпшують легкоукладальність і дають економію цементу.

Будівельні розчини готують у централізованому порядку на бетонорозчинових заводах чи розчинозмішувальних вузлах. В`яжучі матеріали дозують за масою. Розчинну суміш готують у розчинозмішувачах періодичної та неперервної дії з тривалістю перемішування 1,5…2,5 хв.

Товарні розчини готують централізовано у вигляді сухих сумішей або готових розчинів певної конструкції, марки та якості.

Перевозять будівельні розчини в автоцистернах з автоматичним розвантаженням або на автосамоскидах. Щоб запобігти передчасному тужавінню розчинових сумішей під час транспортування та зберігання, до них уводять добавки – сповільнювачі тужавіння [8].

1.2.2 Властивості бетонної суміші

Суміш, що складається з в'яжучої речовини, великого й дрібного заповнювачів і води до затверднення має назву бетонної суміші. Бетонна суміш являє собою пластично-в’язку масу, яка порівняно легко займає будь-яку форму, а потім довільно переходить у каменеподібний стан.

Одна з головних властивостей бетонної суміші – тіксотропія –здатність розріджуватися при періодично повторюваних механічних впливах (наприклад, вібрації) і знову загуснути при припиненні цього впливу. Механізм тіксотропного розрідження полягає в тому, що при вібруванні сили внутрішнього тертя і зчеплення між частками зменшуються і бетонна суміш стає текучою. Ця властивість широко використовується при укладанні й ущільненні бетонної суміші. Зручноукладуваність – узагальнена технічна характеристика в'язкопластичних властивостей бетонної суміші. Під зручноукладуваністю розуміють здатність бетонної суміші під дією певних прийомів і механізмів легко укладатися у форму й ущільнюватися, не розшаровуючись. Зручноукладуваність сумішей залежно від їхньої консистенції оцінюють за рухливістю чи жорсткістю.

Рухливість служить характеристикою зручноукладуваності пластичних сумішей, здатних деформуватися під дією власної ваги. Рухливість характеризується осіданням стандартного конуса, відформованого з

12

випробуваної бетонної суміші. Для цього металеву форму-конус, установлену на горизонтальній поверхні, заповнюють бетонною сумішшю в три шари, ущільнюючи кожен шар штикуванням. Надлишок суміші зрізують, форму-конус знімають і вимірюють осаду конуса з бетонної суміші – ОК значення якої (у сантиметрах) служить показником рухливості.

Жорсткість – характеристика зручноукладуваності бетонних сумішей, в яких не спостерігаються опади конуса (ОК = 0). Її визначають за часом вібрації (у секундах), необхідним для вирівнювання і ущільнення попередньо відформованого конуса з бетонної суміші за допомогою спеціального приладу. Прилад закріплюють на стандартному вібростолі, у нього ставлять форму-конус. Конус заповнюють бетонною сумішшю в три шари, штикуючи кожен шар. Після цього включають вібростіл. Час, протягом якого суміш розподілиться в циліндричній формі рівномірно, приймається за показник жорсткості суміші.

Зв'язність – здатність бетонної суміші зберігати однорідну структуру, тобто не розшаровуватися в процесі транспортування, укладання і ущільнення. При механічних впливах на бетонну суміш у результаті її тиксотропного розрідження частина води як найбільш легкого компонента відтискується нагору. Великий заповнювач, щільність якого звичайно більше щільності розчинної частини (суміші цементу, піску і води), опускається вниз. Легкі заповнювачі (керамзит та ін.), навпаки, можуть спливати. Усе це робить бетон неоднорідним, знижує його міцність і морозостійкість.

Зазначені властивості бетонної суміші забезпечуються правильним підбором складу бетону [9].

1.2.3 Залізобетон

Залізобетон – це композиційний будівельний матеріал, в якому поєднуються бетон і сталева арматура, забезпечується спільна робота бетону й сталі, що істотно різняться своїми фізико-механічними властивостями. Бетон добре робить опір стискувальним навантаженням, проте має низьку міцність при розтягу, яка становить 1/10…1/12 міцності на стиск. А сталь має дуже високу міцність при розтягу, тому в залізобетоні сталеву арматуру розподіляють так, щоб вона сприймала розтягувальні зусилля, а стискувальні передавалися на бетон. Можливість спільної роботи сталевої арматури та бетону зумовлюється міцним счепленням між ними й майже однаковими коефіцієнтами лінійного розширення при зміні температури в інтервалі від 0 до 80 гр.

Бетон захищає сталь, що міститься в ньому, від корозії. Найдоцільніше використовувати залізобетон для будівельних виробів і конструкцій, що зазнають вигину: сталь сприймає розтягувальні напруження, а бетон – стискувальні, що забезпечує в цілому високу міцність матеріалу.

13

Використання залізобетону в промислових масштабах почалося наприкінці XIX ст. Завдяки хорошим механічним властивостям, довговічності, вогнестійкості, гігієнічності, технологічності, доступної сировинної бази, можливості економії металу в ряді конструкцій, незначним експлуатаційним витратам, можливості створення на основі залізобетону різноманітних архітектурних форм залізобетон є основним конструктаційним матеріалом сучасного індустріального будівництва.

Залізобетонні конструкції за способом виготовлення поділяють на монолітні та збірні.

Монолітні конструкції зводять безпосередньо на будівельному майданчику. Монолітній залізобетон використовують, коли треба підвищити архітектурну виразність будівель і споруд, при нестандартності та малій повторюваності елементів і при особливо великих навантаженнях. Досвід монолітного домобудування виявив техніко – економічні переваги цього методу будівництва порівняно з цегельним, великоблоковим і навіть і навіть великопанельним. Проте при виготовленні монолітного залізобетону затрачується велика кількість ручної праці, збільшуються строки будівництва, ускладнюється бетонування в зимовий час.

Збірні залізобетонні вироби та конструкції виготовляють на механізованих та автоматизованих підприємствах. Перевага збірного залізобетону порівняно з монолітним – в істотному підвищенні продуктивності праці та поліпшені якості будівництва за рахунок випуску на спеціалізованих підприємствах великорозмірних елементів підвищеної заводської готовності, в скороченні строків будівництва. Крім того, скорочуються витрати лісоматеріалів, спрощується виконання робіт у зимовий час.

Проте збірні залізобетонні вироби мають значну масу та розміри, що потребує потужного спеціалізованого підіймально-транспортного обладнання. Основними напрямами розвитку збірного залізобетону є укрупнення конструктивних елементів, зниження матеріало- та металомісткості, підвищення ступеня заводської готовності.

Збірні залізобетонні вироби класифікують за видом армування, щільністю, видом бетону, внутрішньою будовою та призначенням [10].

1.3 Пластикові будівельні матеріали

Частка застосування синтетичних матеріалів постійно зростає у всіх галузях людської діяльності, у тому числі будівництві й ремонті, а лідируючу позицію серед таких матеріалів зараз займає пластмаса. Зручність цього матеріалу полягає в його невеликій масі, високій міцності, досить низкою собівартості й можливості виготовлення з нього виробів будь-якої форми й розміру.

Найчастіше з полімерів виготовляють полівінілхлоридні або, як їх звичайно називають, пластикові вікна, стільниці, ванни, душові кабінки,

14

корпуси й деталі електричних інструментів й іншої техніки. З більше дрібних виробів незамінними стають різні пластикові ємності, блістерні впакування для всіляких дрібних предметів, пластикові куточки, поручні, поліпропіленові труби, совки й ковші. Це лише мала частина товарів, які можуть виготовлятися з полімерів й є незамінними як у будівництві, так й у нашому повсякденному житті. При цьому в пластик можуть додаватися спеціальні домішки або він може комбінуватися з іншими матеріалами, щоб виробу із пластмас одержували максимально підходящі властивості для завдань, що ставляться перед ними.

При необхідності з полімерів можна зробити продукцію абсолютно будь-якої форми по індивідуальному ескізі, для чого спочатку виготовляється форма для лиття, після чого відливається й сам виріб.

Серед методів формування пластикових виробів виділяють:- позитивне з попередньою витяжкою повітрям або пуансоном;- позитивне вакуум-формування;- негативне вакуум-формування без або з витяжкою пуансоном;

вільне формування [11].

1.3.1 Склад пластмас

Полімерними матеріалами, або пластичними масами, називають матеріали, які містять у своєму складі високомолекулярні органічні речовини – полімери – й на певній стадії виробництва набирають пластичності, яка повністю або частково втрачається після отвердіння полімеру. На сьогодні полімерні матеріали широко застосовуються в будівництві.

Полімерна речовина – найдорожчий компонент пластмас, що є основою композиції й багато в чому визначає фізико-технічні властивості пластмас: теплостійкість, хімічну стійкість, міцність та деформативні характеристики.

Розрізняють пластичні маси прості, що складаються лише з полімеру, і складні, до складу яких, крім полімеру, входять й інші компонен ти: наповнювачі, пластифікатори, стабілізатори, затверджувачі, барвники тощо. Різні компоненти, що вводяться до складу пластичних мас, дають змогу одержувати матеріали та вироби з певними властивостями. На повнювачі, знижуючи витрату полімеру, здешевлюють пластмаси, поліпшуючи одночасно їхню структуру й підвищуючи ряд технічних власти востей: міцність, твердість, зносостійкість, здатність чинити опір усадці та повзучості, теплостійкість. Уведення спеціальних речовин пла стифікаторів дає змогу поліпшити умови переробки полімерних композицій, знизити їхню крихкість та підвищити деформативні властивості. Добавкистабілізатори сприяють тривалому збереженню пластмас під час експлуатації, запобігаючи ранньому старінню їх під впливом сонячної радіації, кисню повітря, нагрівання та інших несприятливих чинників. Затверджувачі прискорюють процес затвердіння полімерів та утворення просторової тривимірної структури. Забарвлені пластмаси одержують уведенням до їхнього складу пігментів та барвників.

15

Стійкість пластмас проти займання підвищують антипірени. Для створення пористої структури пластмас використовують пороутворювачі. Полімерні будівельні матеріали та вироби класифікують за різними ознаками: за основним полімером, який входить до їхнього складу, за методом виробництва та областю застосування в будівництві та ін. Полімерні матеріали виробляють із простих хімічних речовин, які виготовляють із такої доступної сировини, як нафта, природний газ, кам’яне вугілля, некормові відходи сільськогос подарського виробництва. Полімерні матеріа ли біологічно стійкі.

Окрім полімерів до складу пластмас входять інші найважливіші складові (рисунок 1.1):

- наповнювачі – значно зменшують витрату полімерної речовини і тим самим знижують вартість матеріалу, підвищують теплостійкість, опір розтяганню. Функції наповнювачів у пластмасах виконують порошки органічного й неорганічного походження, волокна, тканини, деревний шпон;

- пластифікатори – підвищують еластичність полімеру, знижують крихкість;

- стабілізатори – сприяють збереженню властивостей пластмас у процесі експлуатації, запобігають їхньому ранньому старінню.

- барвники – застосовують для надання полімерній композиції декоративного вигляду. Для цих цілей використовують пігменти органічного й мінерального походження [12].

Рисунок 1.1 – Основні складові пластмас

1.3.2 Основні властивості пластмас

наповнювачі

ПЛАСТМАСИ антистатики

Барвники і пігменти

Полімери (сполучні) компоненти каталізатори

пластифікатори

затверджувачістабілізатори

16

Загальні властивості пластмас залежать від багатьох факторів: хімічної будови полімерів, типу наповнювача, вмісту добавок (пластифікаторів, барв –ників, стабілізаторів), технологій виготовлення.

Середня щільність пластмас становить 900…2200 кг/м3 і залежить від виду використаних наповнювачів. СВАМ (скловолокнистий анізотропний матеріал) має коефіцієнт конструктивної якості, який дорівнює 225 МПа (для порівняння вироби з важкого бетону мають коефіцієнт конструктивної якості – 21). Межа міцності при стиску склопластиків досягає майже 350 МПа, а при розтягу й згині – 450 і 550 МПа.

Властивості пластмас щодо дії води залежать від їхньої структури й ступеня гідрофільності. Водопоглинення щільних гідрофобних полімерних матеріалів становить 0,1…0,5 %, а високопористих – 30…90 % за об’ємом. Завдяки високій непроникності полімерні плівкові й рулонні матеріали, а також мастики, особливо на основі поліетилену, полівінілхлориду, синтетичних канчуків, широко застосовують для гідроізоляції. Пластмаси – погані тепло- й електропровідники, тому їх застосовують як теплоізоляційні матеріали й діелектрики.

Хімічна стійкість – важлива властивість пластмас, що залежить не тільки від полімеру, а й від наповнювача, пластифікатора та інших компонентів. Найчастіше пластмаси використовують для захисту від корозії будівельних конструкцій у воді, розчинах солей, кислот та інших агресивних середовищах. Висока хімічна стійкість, непроникність для води зумовлюють широке застосування їх для захисних покриттів, гідроізоляції будівель та споруд, влаштування покрівель, трубопроводів [13].

Цінною властивістю пластмас є низька стиранність, яку необхідно враховувати при застосуванні пластмас для влаштування підлог. Важливою характеристикою деяких пластмас є високий опір удару (ударна в’язкість). Висока прозорість, безбарвність, здатність пропускати ультрафіолетові промені – цінні властивості деяких пластмас. Це дає змогу застосовувати їх у світлопрозорих огороджувальних конструкціях будівель і споруд, наприклад, у куполах верхнього світла, огородженнях теплиць, оранжерей, лікувальних закладів.

Пластмаси мають високі декоративні властивості, що дає змогу використовувати їх для опорядження стін і покриття підлог. Пластмаси не потребують періодичного фарбування поверхні. Введенням до складу вихідної композиції барвників чи пігменту можна одержати матеріал будь-якого забарвлення чи відтінків, у тому числі багатоколірні імітації природного каменю, цінних порід дерев, шкіри, тканини, металу.

Поряд з комплексом позитивних властивостей пластмаси мають і ряд негативних. Для більшості пластмас характерна низька теплостійкість, яка не перевищує 60…80 оС, і тільки деякі види пластмас мають теплостійкість 200…350 оС. Багато пластмас є горючими матеріалами, виділяють отруйні гази при

17

горінні, легко спалахують. При переробці пластмас та експлуатації їх в середині приміщень виділяються токсичні речовини.

Пластмаси відрізняються високими діелектричними властивостями. Вони здатні акумулювати статичну електрику на поверхні. Результатом електризації є протягування пилу поверхнею пластмас, а також утворення електростатичного заряду, що негативно впливає на людину.

Пластмаси схильні до старіння, тобто їхні властивості під впливом теплоти, світла, кисню повітря з часом погіршуються.

Застосування полімерних матеріалів дозволяє знизити матеріаломісткість будівництва, розширити архітектурні можливості, змінити вигляд інтер’єрів, широко впроваджувати індустріальні методи ведення будівельних робіт, замінювати дефіцитні традиційні будівельні матеріали [14].

Проте, застосовуючи полімерні матеріали, слід враховувати і їхні недоліки, такі як низькі теплостійкість та твердість, високий темпера турний коефіцієнт розширення, займистість, схильність до старіння, повзучість, холодо ламкість. При виготовленні та застосуванні в будівництві пластмасових матеріалів, виробів та конструкцій потрібно брати до уваги те, що на стадії виготовлення та застосування деякі з них можуть мати негативний вплив на навко лишнє середовище. Характер впливу синтетич них полімерів і пластмас на організм людини визначається їхньою хімічною будовою й фізичними властивостями. Різноманітні пласт маси і їх низькомолекулярні леткі домішки, впливаючи на організм, можуть викликати будьякі біологічні реакції, у тому числі сенси білізуючого, мутагенного, канцерогенного та фіброгенного характеру [2, с. 609].

При використанні в будівництві пластмасових віконних і дверних блоків маємо наступні переваги:

- дешевизна; - легкість монтажу; - підвищена вогнестійкість; - не потребують додаткової обробки після ви готовлення й у процесі

експлуатації;- не втрачають фізикотехнічні властивості.

1.3.3 Технологія виробництва пластмас

Вироби з пластмас одержують з використанням різних прийомів, при виборі яких визначальним фактором є природа полімеру й вид наповнювача.Основними прийомами переробки пластмас є:

- пряме пресування просоченої гарячими смолами основи (тканини, деревного шпону, паперу) у кілька шарів ( листові пластики) або полімерного прес- порошку(плитка для підлог) у гідравлічних пресах,

18

що обігрівають, зазначений спосіб застосовується в основному при переробці термореактивних полімерів і композицій на їхній основі;

- лиття просте, при якому рідка композиція заливається у форму й затвердіває у результаті реакції полімеризації або холодження (оргскло,плитки для підлоги та інші вироби з полікапролактаму й поліметилметакрилату);

- лиття під тиском, застосовують при виготовленні пластмас на основі термопластичних полімерів: полістиролу, ефірів целюлози, поліетилену. Полімер у в'язкотекучому стані під тиском впорскується у форму, охолоджувану водою;

- екструзії або продавлювання пластичної маси через насадку певного розміру й форми (плинтуси, поручні для сходів, рейки, герметизуючі й ущільнювальні прокладки для вікон); 

- промазки верхньої поверхні просоченого полотна основи (паперу, тканини, склотканини) пастоподібною полімерною масою з наступним глибоким нанесенням малюнка;

- вальцево-каландровим, що складається з ретельного перемішування компонентів на вальцях,наступної прокатки пластичної маси між двома обертовими в різні сторони валками із зазором, що визначає товщину майбутнього виробу;

- вспінювання полімерної маси за рахунок інтенсивного механічного перемішування в сполученні з дією перегрітої пари з наступним швидким охолодженням,заливанням і фіксуванням пористої структури виробу (пінопласти) [15].

1.4 Скло та скляні матеріали

Скло (неоргані́чне скло) — тверда аморфна речовина, прозора, в тій чи іншій частині оптичного діапазону (в залежності від складу), отримана під час застигання розплаву, що має склотвірні компоненти.

Склотвірний компонент — речовина, яка в процесі застигання розплавленої маси утворює скло.

Під склом розуміють сплави різних силікатів з надлишком діоксиду силіцію. Розплавлене скло не відразу твердне при охолодженні, а поступово збільшує свою в'язкість, аж поки не перетвориться в однорідну тверду речовину. Скло при твердінні не кристалізується, тому воно не має різко вираженої точки плавлення. На відміну від кристалічних матеріалів скло, при нагріванні у відповідному температурному інтервалі розм'якшується поступово, переходячи з твердого крихкого стану у тягучий високов'язкий і далі — у текучий стан — скломасу[16].

19

1.4.1 Властивості скла

Властивості скла визначаються передусім, складом вхідних в нього оксидов. Головними стеклообразующими оксидами є оксиды кремнію, фосфору і бора, відповідно до чого скло називає силікатними, фосфатними або боратными. Переважна більшість промислового скла є силікатними. Фосфатні скляні розплави застосовують в основному для виробництва оптичного, электровакуумных скла, боратные - для спеціальних видів скла (рентгенопрозрачных, реакторних і інш.). Змішане боросиликатные скло застосовує для виготовлення оптичних і термічно стійких стеклоизделий.

Хімічний склад скла значною мірою впливає на їх властивості. Будівельне скло містить 71,5 - 72,5 % SiO2, 1,5 - 2 % Al2O3, 13 - 15 % Na2O, 6,5 - 9 % CaO, 3,8 - 4,3 % MgO і незначна кількість інших оксидов (Fe2O3, K2O, SO3). Збільшення змісту оксидов Al2O3, CaO, ZnO, B2O3, BaO підвищує міцність, твердість, модуль пружності скла і знижує його крихкість. Підвищений зміст SiO2, Al2O3, B2O3, Fe2O3 увеличивает теплопровідність. Оксиди лужних металів, а так само CaO, BaO підвищують температурний коефіцієнт лінійного розширення, а SiO2, Al2O3, ZnO, B2O3, ZrO2 зменшує його. Введення до складу скла оксиду свинця замість частини SiO2 и Na2O замість K2O приводить до підвищення блиску і світлової гри, що дозволяє отримувати криштальні вироби. Добавки фторидів і пятиокиси фосфору зменшують светопрозрачность скла, дозволяють отримувати «глушені», непрозорі стеклоизделия. Таким чином, варіювання хімічного складу скла дозволяє змінити їх властивості в потрібному напрямі відповідно до області їх використання.

Скло як будівельний матеріал володіє цілим рядом цінних якостей, не властивих іншим матеріалам, і передусім, светопрозрачностью при високій густині і міцності, в зв'язку з чим воно є незамінним матеріалом для светопроемов.

Густина звичайного будівельного скла становить 2,5 т/м3. З збільшенням змісту оксидов металів з низькою молекулярною масою (B2O3, LiO2) густина скла знижується до 2,2 т/м3, із збільшенням змісту оксидов важких металів (свинця, вісмуту і інш.) густина підвищується до 6 т/м3и більш.

Міцність при стисненні скла досягає 700 - 1000 МПа, міцність при розтягненні значно нижче - 30 - 80 МПа. Прочностные показники виробів з скла залежать не тільки від складу, але і від цілого ряду інших чинників: способу отримання, режиму теплової обробки, стану поверхні, розмірів виробу. Низька міцність скла при розтягненні і згині зумовлена наявністю на його поверхні микротрещин, микронеоднородностей і інших дефектів. Теоретична міцність скла при розтягненні, розрахована різними способами, досягає 10000 МПа.

На міцність скла при розтягненні і згині в значній мірі впливає розмір виробу. Так, міцність на розтягнення скляного волокна діаметром 10-3мм досягає 200 - 500 МПа, що значно вище за показники для масивного скла. Вплив тривалих навантажень знижує міцність скла приблизно в 3 рази, після

20

чого значення цього показника стабілізується. Наступає так зване явище втоми скла, яке зумовлене впливом навколишнього середовища, і передусім води. Міцність скла змінюється із зміною температури. Скло має мінімальну міцність при + 2000С, максимальну при - 2000С і +5000С. Збільшення міцності при пониженні температури пояснюють зменшенням дії поверхнево-активних речовин (волога), а при високих температурах (до 5000С) можливістю появи пластичних деформацій.

Скло є типово крихкими матеріалами. Вони практично не випробовують пластичної деформації і руйнуються, як тільки напруження досягає межі пружної деформації. Крихкість стікти - величина зворотна ударної міцності. Ударна міцність при згині звичайного скла становить 0,2 МПа, загартованого - 1 - 1,5 МПа. Крихкість можна знизити збільшенням вмісту в склі оксидов B2O3, Al2O3, MgO, а так само гартуванням скла, труєнням кислотою і іншими способами його зміцнення. Твердість звичайного силікатного скла становить 5 - 7 по шкалі Мооса. Кварцове скло і борсодержащие малощелочные скла мають велику твердість.

Теплоємність промислового скла коливається в межах 0,3 - 1,1 кДж/(кг*Со), збільшуючись з підвищенням температури і змісту оксидов легких металів.

Температурний коефіцієнт лінійного розширення звичайного будівельного скла порівняно невысок, він лежить в межах (9 - 15)*10-6 Со -1, збільшуючись з підвищенням вмісту в склі лужних металів.Найменший температурний коефіцієнт лінійного розширення у кварцового скла:5*10-7 Со-1.

Термостійкість скла визначається сукупністю термічних властивостей (теплоємністю, теплопровідністю, температурним коефіцієнтом лінійного розширення), а так само розмірами і формою виробу. Кварцове і боросиликатные скло має найбільшу термостійкість. Тонкостенные виробу більш термостійкі, ніж товстостінні.

Електричні властивості скла оцінюються об'ємною і поверхневою електропровідністю. Електропровідність визначає можливість застосування скла як ізолятори і враховується при розрахунку режимів роботи стекловарных электропечей. При нормальній температурі об'ємна електрична провідність скла мала. З зростанням температури вона підвищується. Збільшення вмісту в складі лужних оксидов, особливо оксиду літію, підвищує електропровідність скла. Гартування скла приводить до збільшення їх електропровідність, кристалізація - до її зменшення.

Скло володіє просто унікальними оптичними властивостями: светопропусканием (прозорістю), світлозаломлення, відображенням, розсіюванням. Светопропускание скла досягає 92%. Воно знаходиться в прямій залежності від його відображаючої і поглинаючої здатності. Показник заломлення для звичайного будівельного скла становить 1,46 - 1,51. Він визначає светопропускание скла при різних кутах падіння світла. При зміні кута падіння світла з 00(перпендикулярно площини скла) до 750

21

светопропускание меншає з 92 до 50%. Коефіцієнт відображення може бути знижений або збільшений шляхом нанесення на поверхню скла спеціальних прозорих плівок певної товщини і з меншим або великим показником заломлення, що виборче відображають промені з певною довжиною хвилі [15].

Поглинаюча здатність скла значною мірою залежить від його хімічного складу, збільшуючись з підвищенням змісту оксидов важких металів, і від товщини виробів. Багато які спеціальні види скла (наприклад, солнцезащитные) відрізняються значним светопоглощением - до 40%.

Хімічна стійкість скла характеризує їх опірність руйнуючій дії водних розчинів, атмосферних впливів і інших агресивних серед. Силікатне скло відрізняється високою стійкістю до більшості хімічних реагентів, за винятком плавикової і фосфорної кислот. Хімічна стійкість силікатного скла пояснюється утворенням при впливі води, кислот і солей захисного нерозчинного поверхневого шара з гелеобразной кремнекислоты - продукту розкладання силікатів.

1.4.2 Рідке скло в будівництві

Рідке скло - це унікальний матеріал, який має безліч властивостей і застосовується в різних сферах. На рисунку 1.2 показано процес виготовлення рідкого скла. Найбільш широко використовується рідке скло в будівництві. Давайте розберемося, чого ж такого можна зробити, маючи в наявності такий матеріал, як рідке скло.

Дуже поширене застосування рідкого скла для гідроізоляції. Їм можна просочувати як стіни, так і перекриття. Крім того, ми знаємо, що фундаменти будівель часто піддаються атмосферних впливів: стічні води, різниця температур, підвищена вологість можуть здорово пошкодити фундамент і цоколь будинку. Застосування рідкого скла в будівництві і обробці фундаменту і цоколя це в рази збільшитьстійкість до атмосферних впливів.

Давайте тепер уявімо собі, що вам потрібно побудувати басейн у себе на дачі. Якщо просто викопати яму, обкласти її і заштукатурити, то вода швидко знайде собі хід, і басейн буде протікати: потрібна гідроізоляція. Тому в даному випадку також знадобиться рідке скло, воно досить часто використовувалося і продовжує використовуватися при будівництві басейнів. Те ж саме можна сказати і про колодязі: гідроізоляція з використанням рідкого скла там також не завадить.

Рідке скло має гарну адгезію, тобто добре клеїться до поверхні, тому його і застосовують для склеювання і зв'язки різного роду матеріалів. З його допомогою можна клеїти картон, фарфор, скло і т.д.

Для того щоб підвищити щільність і вогнестійкість виробів з паперу, дерева або який-небудь тканини, їх просочують все тим же рідким склом [14].

22

Рисунок 1.2 – Процес виготовлення рідкого скла

1.5 Застосування металевих матеріалів в будівництві

Метали - кристалічні речовини, що характеризуються високими електро-і теплопровідністю, ковкість, здатністю добре відображатиелектромагнітні хвилі та іншими специфічними властивостями. Властивості металів обумовлені їх будовою.

Застосовувані в будівництві метали ділять на дві групи: чорні і кольорові. До чорних металів належать залізо й сплави на його основі (чавун і сталь). Сталь - сплав заліза з вуглецем (до 2,14%) та іншими елементами. За

сода Інший матеріал пісок

Приготування шихти

Варка в скловарній печі

Силікатна брила

відгрузкаВарка в

автоклаві

Рідке скло

Розлив в бочки і куби

відгрузка

відгрузка

23

хімічним складом розрізняють, сталі вуглецеві та леговані, а за призначенням - конструкційні, інструментальні і спеціальні. Чавун - сплав заліза з вуглецем (більше 2,14%), деякою кількістю марганцю (до 2%), кремнію (до 5%), а іноді й інших елементів. Залежно від будови і складу чавун буває білий, сірий і ковкий.

Металеві матеріали мають високі механічні властивості, великі електро- і теплопровідність, здатні до значних пластичних деформацій, що дає можливість обробляти їх під тиском: прокатуванням, куванням, штампуванням, волочінням. Вони добре зварюються, працюють при низьких та високих температурах тощо. Ці властивості зумовлені наявністю в кристалічній решітці металів електронів, що вільно пересуваються. Тому метали при нормальній температурі є кристалічними тілами. Однак метали мають істотні недоліки – велику щільність, здатність до корозії під дією різних агресивних середовищ, істотні деформації при високих температурах тощо. Усе це зумовило широке застосування сплавів металів – матеріалів, які утворилися при затвердінні розплавів, що містять два і більше хімічних елементи, і мають характерні властивостіметалів.

Висока теплопровідність металів потребує влаштування теплової ізоляції металоконструкцій будівель. Металеві конструкції будівель необхідно спеціально захищати від дії вогню, тому що вони втрачають стійкість і деформуються. Великих збитків економіці завдає корозія металів. Метали широко застосовують в інших галузях промисловості, тому їх використання у будівництві повинно бути обгрунтовано економічно.

Основні переваги використання металу в будівництві:- висока швидкість спорудження об’єкта;- можливість великовузлового (конструкторського) складання каркасу

будівлі на місці, з мінімальним впливом на оточуючі елементи міської структури (дороги, будівлі і т. і.);

- більш легка об’ємна вага, що дозволяє зменшити навантаження на фундамент;

- можливість облаштування великих відкритих планувальних просторів за рахунок застосування великопролітних конструкцій;

- можливість втілення сміливих та оригінальних архітектурних ідей [17].

1.5.1 Сталь, як будівельний матеріалУ будівництві сталь використовують для виготовлення конструкцій,

армування залізобетонних конструкцій, пристрої покрівлі, риштовання, огорож, форм залізобетонних виробів і т.д. Правильний вибір марки сталі забезпечує економну витрату сталі і успішну роботу конструкції.

Для виготовлення несучих (розрахункових) зварних і клепаних конструкцій рекомендують наступні види сталей: мартенівську - марок ВМСтЗпс (сп, кп), низьколеговану - марок 15ГС, 14Г2, 10Г2С, 10Г2СД;

24

природно-леговану - марок 15ХСНД, 10ХСНД; киснево-конвертерну - марок ВКСтЗсп (пс, кп).

Стали марок Ст4 і СТ5 рекомендують для конструкцій, що не мають зварних з'єднань, і для зварних конструкцій, що сприймають лише статичні навантаження.

Сталь для конструкцій, що працюють на динамічні та вібраційні навантаження і призначених для експлуатації в умовах низьких температур, повинна додатково перевірятися на ударну в'язкість при негативних температурах.

Для армування залізобетонних конструкцій сталь застосовують у вигляді стрижнів, дроту, зварних сіток, каркасів. Арматурна сталь може бути гарячекатана (стрижнева) і холоднотягнутий (дротяна). За формою сталь найчастіше буває кругла, а для поліпшення зчеплення - періодичного профілю. В окремих випадках для підвищення механічних властивостей сталь обробляють наклепом і застосовують термічну обробку.

Стрижневу арматуру залежно від механічних властивостей ділять на класи: AI, A-II, A-III, A-IV та ін. При позначенні класу термічно зміцненої арматурної сталі додають індекс «т» (наприклад, Ат-III), зміцнену витяжкою - «в» (наприклад, А-Шв).

Арматурний дріт може бути холоднотянуті класу BI (низьковуглецевої) для ненапружуваної арматури і класу В-II (вуглецевої) для напруженої арматури. Для звичайного армування переважно застосовують арматурний сталь класів A-III (марок 25Г2С, 35ГС та ін.), А-II (марок Ст5) і звичайну арматурний дріт, а при особливому обгрунтуванні також AI (марки СТЗ) і А-ІІВ. Для попередньо напруженого армування використовують високоміцний дріт, арматурні пасма і арматуру класу A-IV (марок ЗОХГ2С, 20ХГСТ, 20ХГ2Ц та інші низьколеговані сталі), а також зміцнену витяжкою сталь класу А-IIIв (марок 35ГС, 25Г2С).

Асортимент прокатного металу і металовиробів в будівництві різноманітний:

- сортова сталь;- прокатна сталь листова;- куточки;- швелери;- двотаври;- труби та інші служать основою для виготовлення металевих

конструкцій (балки, колони, ферми і т.д.). Сортова сталь: кругла (діаметром 10 ... 210 мм) застосовується для

виготовлення арматури, скоб, болтів; квадратна (сторона квадрата 10 ... 100 мм); смуговий (шириною 12 ... 20 мм) - для виготовлення зв'язків, хомутів, бугелів.

25

Сталь листова включає листи товщиною від 4 ... 160 мм, шириною 600 ... 3800 мм; тонколистова покрівельна - чорна і оцинкована товщиною до 4 мм; широкополочних товщиною 6 ... 60 мм, шириною 200 ... 1500 мм, довжиною 5 ... 12 м.

Уголковие профілі (рівнополочні і полками) випускають площею перетину 1,0 ... 140 см2.

Швелери характеризуються перетином швелерів і визначаються його номером, який відповідає висоті стінки швелера в сантиметрах.

Двутаври - основний балковий профіль - різноманітні за типами; позначаються номером, відповідним їх висоті в сантиметрах. Труби круглі мають діаметр 8 ... ... 1620 мм. Труби можуть бути квадратного і прямокутного перерізу.

У будівництві також широко застосовують спеціальні профілі і металеві матеріали: сталеві канати і дріт, профільовані настили і т.д. [18]

1.5.2 Чавун в будівництві

Чавуну називають залізовуглецевих сплави, що містять більше 2%. вуглецю. Чавун володіє більш низькими механічними властивостями, ніж сталь, але дешевше і добре відливається у вироби складної форми. Розрізняють декілька видів чавуну.

Білий чавун, в якому весь вуглець (2,0 ... 3,8%) знаходиться у зв'язаному стані у вигляді Fe3C (цементиту), що і визначає його властивості: високі твердість і крихкість, хорошу опірність зносу, погану оброблюваність ріжучими інструментами. Білий чавун застосовують для отримання сірого і ковкого чавуну і сталі.

Сірий чавун містить вуглець у зв'язаному стані тільки частково (не більше 0,5%). Решта вуглець знаходиться в чавуні у вільному стані у вигляді графіту. Графітові включення роблять колір зламу сірим. Чим злам темніше, тим чавун м'якше. Утворення графіту відбувається в результаті термічної обробки білого чавуну, коли частина цементиту розпадається на м'яке пластичне залізо і графіт. Залежно від переважної структури розрізняють сірий чавун на перлітною, феритної або феррітоперлітной основі.

Властивості сірого чавуну залежать від режиму охолодження і наявності деяких домішок. Наприклад, чим більше кремнію, тим більше виділяється графіту, а тому чавун робиться м'якше. Сірий чавун має помірну твердість і легко обробляється ріжучими інструментами. Сірий чавун, що застосовується в будівництві, повинен мати межу міцності при розтягуванні не менше 120 МПа, а межа міцності при вигині 280 МПа.

З сірого чавуну відливають елементи конструкцій, що добре працюють на стиск: колони, опорні подушки, черевики, тюбінги, опалювальні батареї, труби водопровідні та каналізаційні, плити для підлог, станини і корпусні деталі верстатів, головки і поршні двигунів, зубчасті колеса та інші деталі.

26

Ковкий чавун отримують після тривалого відпалу% білого чавуну при високих температурах, коли цементит майже повністю розпадається з виділенням вільного вуглецю на феритної або перлітною основі. Вуглецеві включення мають округлу форму. На відміну від сірих ковкі чавуни є більш міцними і пластичними і легше обробляються.

Високоміцні (модифіковані) чавуни значно перевершують звичайні сірі по міцності і володіють деякими пластичними властивостями. Їх застосовують для виливків відповідальних деталей.

При випробуванні сірого і високоміцного чавунів визначають межу міцності при розтягуванні, вигині і стиску, а при випробуванні ковкого чавуну - межа міцності при розтягуванні, відносне подовження і твердість.

При маркуванні сірого і модифікованого чавуну, наприклад СЧ12-28, перші дві цифри позначають межу міцності при розтягуванні, наступні дві - межа міцності при вигині. [18]

1.5.3 Кольорові метали і сплави

Сплави кольорових металів застосовують для виготовлення деталей, що працюють в умовах агресивного середовища, піддаються тертю, вимагають великої теплопровідності, електропровідності і зменшеної маси.

Мідь - метал червонуватого кольору, що відрізняється високою теплопровідністю і стійкістю проти атмосферної корозії. Міцність невисока: σв = 180 ... 240 МПа при високій пластичності δ> 50%.

Латунь - сплав міді з цинком (10 ... 40%), добре піддається холодної прокатці, штампування, витягування σв = 250 ... 400 МПа, δ = 35 ... 15%. При маркуванні латуней (Л96, Л90, ..., Л62) цифри вказують на вміст міді у відсотках. Крім того, випускають латуні багатокомпонентні, тобто з іншими елементами (Мn, Sn.Pb.Al).

Бронза - сплав міді з оловом (до 10%), алюмінієм, марганцем, свинцем і іншими елементами. Володіє хорошими ливарними властивостями (вентилі, крани, люстри). При маркуванні бронзи Бр.ОЦСЗ-12-5 окремі індекси позначають: Бр - бронза, О - олово, Ц - цинк, С - свинець, цифри 3, 12, 5 - вміст у відсотках олова цинку, свинцю. Властивості бронзи залежать від складу: σв = 150 ... 2ю МПа, δ = 4 ... 8%, НВ60 (в середньому).

Алюміній - легкий сріблястий метал, що володіє низькою міцністю при розтягуванні - σв = 80 ... 100 МПа, твердістю - НВ20, малою щільністю - 2700 кг / м3, стійкий до атмосферної корозії. У чистому вигляді в будівництві застосовують рідко (фарби, газоутворювач, фольга). Для підвищення міцності в нього вводять легуючі добавки (Мn, Сn, Mg, Si, Fe) і використовують деякі технологічні прийоми. Алюмінієві сплави поділяють на ливарні, застосовувані для відливання виробів (силуміну), і деформуються (дюралюмінію), що йдуть для прокатки профілів, листів і т.п.

27

Силумін - сплави алюмінію з кремнієм (до 14%), вони володіють високими ливарними якостями, малою усадкою, міцністю σв = 200 МПа, твердістю НВ50 ... 70 при досить високій пластичності δ = 5 ... 10%. Механічні властивості силумінів можна істотно поліпшити шляхом модифікування. При цьому збільшується ступінь дисперсності кристалів, що підвищує міцність і пластичність силумінів.

Дюралюміни- складні сплави алюмінію з міддю (до 5,5%), кремнієм (менше 0,8%), марганцем (до 0,8%), магній (до 0,8%) та ін. Їх властивості покращують термічною обробкою ( загартуванням при температурі 500- 520 Со

з подальшим старінням). Старіння здійснюють на повітрі протягом 4 - 5 сут при нагріванні на 170Со протягом 4 - 5 год.

Термообробка алюмінієвих сплавів заснована на дисперсному твердінні з виділенням твердих дисперсних частинок складного хімічного складу. Чим дрібніші частинки новоутворень, тим вище ефект зміцнення сплавів. Межа міцності дюралюминов після гартування і старіння складає 400 ... 480 МПа і може бути підвищений до 550 ... 600 МПа в результаті наклепу при обробці тиском.

Останнім часом алюміній і його сплави все ширше застосовують у будівництві для несучих та огороджуючих конструкцій. Особливо ефективним є застосування дюралюминов для конструкцій в великопрольотних спорудах, в збірно-розбірних конструкціях, при сейсмічному будівництві, в конструкціях, призначених для роботи в агресивному середовищі. Розпочато виготовлення тришарових навісних панелей з листів алюмінієвих сплавів із заповненням пінопластовими матеріалами. Шляхом введення газообразователей можна створити високоефективний матеріал пеноалюминия із середньою щільністю 100 ... 300 кг / м3. йг

Всі алюмінієві сплави піддаються зварюванні, але вона здійснюється більш важко, ніж зварювання сталі, через утворення тугоплавких оксидів Аl2О3.

Особливостями дюралюмина як конструкційного сплаву є: низьке значення модуля пружності, приблизно в 3 рази менше, ніж у сталі, вплив температури (зменшення міцності при підвищенні температури більше 400 ° С і збільшення міцності і пластичності при негативних температурах); підвищений приблизно в 2 рази в порівнянні зі сталлю коефіцієнт лінійного розширення; знижена зварюваність.

Титан за останній час почав застосовуватися в різних галузях техніки завдяки цінним властивостям: високої корозійної стійкості, меншої щільності (4500 кг / м3) в порівнянні зі сталлю, високим міцності властивостями, підвищеної теплостійкості. На основі титану створюються легкі і міцні конструкції зі зменшеними габаритами, здатні працювати при підвищених температурах. [19].

28

1.6 Керамічні будівельні матеріали

Керамічними називають штучні кам'яні матеріали й вироби, отримані в процесі технологічної обробки мінеральної сировини й наступного випалу при високих температурах. Назва "кераміка" походить від грецького слова "keramos" - глина. Тому під технологією кераміки завжди мали на увазі виробництво матеріалів і виробів із глинистої сировини й сумішей її з органічними й мінеральними добавками. Матеріал, з якого складаються керамічні вироби після випалу, у технології кераміки називають керамічним черепком.

За призначенням керамічні вироби підрозділяють на такі види: стінові, оздоблювальні, покрівельні, для підлог, перекриттів, шляхові, санітарно-технічні, кислототривкі теплоізоляційні, вогнетривкі й заповнювачі для бетонів.

За структурою розрізняють керамічні вироби з пористим спеченим (щільним) черепком. Пористими вважають вироби з водопоглинанням по масі більше 5 %. До них належать вироби як грубої кераміки (керамічна стінова цегла й камінь, вироби для покрівлі й перекриттів, дренажні труби), так і тонкої кераміки (оздоблювальні плитки, фаянсові вироби тощо). До щільних відносять вироби з водопоглинанням за масою менше 5 %. До них належать також вироби грубої (клінкерна цегла, великорозмірні оздоблювальні плити), і тонкої (фаянс, напівпорцеляна, порцеляна) кераміки.

За температурою плавлення керамічні матеріали й вироби підрозділяються на:- легкоплавкі (нижче 1350 °С);- тугоплавкі (1350-1580 °С);- вогнетривкі (1580-2000 °С);- вищої вогнетривкості (більше 2000 оС).Основним сировинним матеріалом для виробництва будівельних

керамічних виробів є глиниста сировина, застосовувана в чистому вигляді, а частіше в суміші з добавками (для зниження усадки - спіснювальні, пороутворювальні, плавнями, пластифікаторами та ін.).

Глиниста сировина (глини й каоліни) - продукт вивітрювання вивержених польовошпатних гірських порід, що містить домішки інших гірських порід. Глинисті мінеральні частки діаметром 0,005 мм і менше забезпечують здатність при замішуванні водою утворювати пластичне тісто, що зберігає при висиханні додану форму, а після випалу набуває водостійкість і міцність каменю.

Крім глинистих часток у складі сировини є пилоподібні частки з розмірами зерен 0,005-0,16 мм і піщаних часток з розмірами зерен 0,16-2 мм. Глинисті частки мають пластинчасту форму, між якими при змочуванні утворюються тонкі шари води, викликаючи набрякання часток і здатність їх до ковзання відносно одна одної без втрати зв’язності. Тому глина, змішана з водою перетворюється у легко формовану пластичну масу.

29

При сушінні глиняне тісто втрачає воду й зменшується в об'ємі. Цей процес називається повітряною усадкою. Чим більше в глинистій сировині глинистих часток, тим вище пластичність і повітряна усадка глин. Залежно від цього глини підрозділяються на високопластичні, середньопластичні, помірно-пластичні, малопластичні й непластичні. Високопластичні глини мають у своєму складі до 80-90 % глинистих часток, число пластичності 6-25, водопотреба складає більше 28 %, повітряна усадка - 10-15. Середньо - помірно-пластичні глини мають у своєму складі 60 % глинистих часток, число пластичності 15-25, водо потреба - 20-28 % і повітряна усадка 7-10 %. Малопластичні глини мають відповідно 5-30 % глинистих часток, водопотребу менше 20 %, число пластичності 7-15 і повітряну усадку 5-7 %. Непластичні глини не утворюють пластичне тісто, яке легко формується.

Глини з вмістом глинистих часток більше 60 % називають "жирними". Вони відрізняються високою усадкою, для зниження якої в глини додають спіснювальні добавки. Глини з вмістом глинистих часток менше 10-15 % - "худі" глини, до них при виготовленні виробів додають тонкодисперсні добавки, наприклад, бентонітову глину.

У технологічному процесі одержання кераміки випал є найважливішим і завершальним процесом. Цей процес можна розділити на три періоди: прогрів сирцю, власне випал і регульоване охолодження. При нагріванні сирцю до 120 °С видаляється фізично зв'язана вода й керамічна маса стає непластичною. Але якщо додати воду, пластичні властивості маси зберігаються. У температурному інтервалі 450-600 °С відбувається видалення хімічно зв'язаної води, руйнування глинистих мінералів і глина переходить у аморфний стан. При цьому й при подальшому підвищенні температури вигорають органічні домішки й добавки, а керамічна маса безповоротно втрачає свої пластичні властивості. При 800 °С починається підвищення міцності виробів завдяки протіканню реакцій у твердій фазі на границях поверхонь часток компонентів. У процесі нагрівання до 1000 °С можливо утворення нових кристалічних силікатів, наприклад силіманіту Al2O3·SiО2, a при нагріванні до 1200 оС - муліту 3Al2O3·SiО2. Одночасно з цим легкоплавкі сполуки керамічної маси й мінерали плавнів створюють деяку кількість розплаву, що заповнює порожнечі між частками, стягає їх і призводить до ущільнення й усадки маси в цілому. Ця усадка називається вогневою. Залежно від виду глини вона становить 2-8 %. Після остигання виріб набуває каменеподібний стан, водостійкість і міцність. Властивість глин ущільнюватися при випалі й утворювати каменеподібний черепок називається спіканням.

Залежно від призначення випал виробів ведуть до різного ступеня спікання. Спеченим вважається черепок з водопоглинанням менше 5 %. Більшість будівельних виробів випалююь до одержання черепка з неповним спіканням у певному температурному інтервалі від температури вогнетривкості до початку спікання, що називається інтервалом спікання.

30

Інтервал спікання для легкоплавких глин становить 50-100 °С, а вогнетривких - до 400 °С. Чим ширше інтервал спікання, тим менше небезпека деформацій і розтріскування виробів при випалі.

Інтервал температур випалу знаходиться у межах: для цегли, каменю, керамзиту - 900-1100 °С, для клінкерної цегли, плиток для підлог, гончарних виробів, фаянсу - від 1100°С до 1300°С; для порцелянових виробів - від 1300 °С до 1450 °С, для вогнетривкої кераміки - 1300-1800°С [19].

1.6.1 Види будівельних виробів з кераміки

1.6.1.1 Керамічна цегла й камені

Керамічна цегла й камені виготовляють із легкоплавких глин з добавками або без них і застосовують для кладки зовнішніх і внутрішніх стін та інших елементів будинків і споруд, а також для виготовлення стінових панелей і блоків. Залежно від розмірів цегла й камені підрозділяються на види: цегла звичайна (рисунок - 1.3, а), стовщена (рисунок 1.3 - б), модульна (рисунок - 1.3, в), камінь звичайний (рисунок 1.3, г), укрупнений (рисунок- 1.3, д), модульний (рисунок 1.3 - е) і з горизонтальним розташуванням порожнеч (рисунок - 1.3, ж, з).

Цегла може бути повнотіла й з пустотами, а камені тільки пустотілими. Стовщена й модульна цегла повинна бути також тільки з круглими або щілинними порожнечами, щоб маса однієї цеглини не перевищувала 4 кг. Поверхня граней може бути гладкою й рифленою. Цегла й камінь повинні бути нормально обпаленими, тому що недопал (світло-червоні кольори) має недостатню міцність, малу водостійкість й морозостійкість, а перепалена цегла (залізняк) відрізняється підвищеною щільністю, теплопровідністю й, як правило, має перекручену форму.

31

Рисунок 1.3 - Типи керамічної цегли й каменю: цегла: а) звичайна; б) стовщена; в) модульна; камінь: г) звичайний; д) укрупнений; е) модульний; ж),

з) з горизонтальним розташуванням порожнечЗа зовнішнім виглядом цегла й камінь повинні задовольняти певним

вимогам. Це встановлюється шляхом огляду й обмірювання певної кількості цегли від кожної партії (0,5 %, але не менше 100 шт.) за відхиленнями від установлених розмірів, непрямолінійності ребер і граней, відбитості кутів і ребер, наявності наскрізних тріщин, що проходять по постелі цегли. Загальна кількість виробів з відхиленнями вище допустимих повинна бути не більше 5 %. Залежно від цих показників визначають марку виробів за міцністю.

Морозостійкість цегли й каменів складає 15, 25, 35 й 50. Водопоглинання для повнотілої цегли повинне бути для марки 150 не менше 8 %, а для повнотілої цегли більш високих марок і пустотілих виробів не менше 6 %. За густиною в сухому стані цегла й камені підрозділяються на три групи:

- звичайні, з густиною більше 1600 кг/м3;- умовно-ефективні, з густиною більше 1400-1600 кг/м3;- ефективні, з густиною не більше 1400-1450 кг/м3.До ефективних стінових матеріалів належать також пористі суцільні й

пустотілі цегла й камені, виготовлені з діатомітів і трепелів з густиною: клас А - 700-1000 кг/м3, клас Б - 1001- 1300 кг/м3, клас В > 1301 кг/м3.

Застосування ефективних стінових керамічних матеріалів дозволяє зменшити товщину зовнішніх стін, знизити матеріалоємкість конструкції, що обгороджує, до 40 %, скоротити транспортні витрати й навантаження на підвалини.

У закордонній практиці існує виробництво цегли пазогребневої конструкції для безрозчинної кладки, великорозмірних керамічних стінових елементів, звукоізоляційної цегли та інших стінових виробів [20].

1.6.1.2 Стінові панелі і блоки із цегли і керамічного каменя

Панелі й блоки стінові із цегли й керамічних каменів виготовляють для підвищення індустріальності будівництва. Їх випускають трьох-, двох- і одношарові довжиною на один або два планувальних кроки й висотою на 1 й 2 поверхи товщина панелей для внутрішніх стін і перегородок 80, 140, 180 й 280 мм. Одношарові панелі виготовляють з керамічних каменів. Двошарова панель складається з одного шару утеплювача товщиною до 100 мм, тришарова панель - із двох цегельних зовнішніх шарів кожен товщиною 65 мм і шару утеплювача товщиною 100 мм між ними. Для забезпечення міцності панелі при транспортуванні й монтажі армують сталевими каркасами з дроту по периметру панелі й прорізів [20] .

1.6.1.3 Оздоблювальні вироби

32

Керамічні оздоблювальні вироби застосовують для зовнішнього й внутрішнього облицювання конструкції будинків і споруд з метою декоративно-художньої обробки, а також підвищення їхньої довговічності.

Керамічні вироби для зовнішнього опорядження будинків підрозділяють на цеглу й камені лицьові, великорозмірні плити, плитки керамічні фасадні й килими з них. Цегла й камені лицьові є не тільки опоряджувальними виробами. Вони укладаються разом із кладкою стіни й одночасно служать конструктивним несучим елементом разом зі звичайною цеглою. Лицьову цеглу й камені випускають тих же розмірів і форм, що й звичайні, відрізняються від останніх більш високою щільністю й однорідністю кольору. Виробляють за міцністю марок 75, 100, 125 й 150, а за морозостійкістю не менше 25. Регулюючи склад сировини й режим випалу, одержують вироби різних кольорів: від білого, кремового до ясно-червоного й коричневого. При відсутності високоякісної сировини виготовляють з лицьовою поверхнею, яка офактурена ангобами, двошаровим формуванням, поливанням і торкретуванням кольоровою мінеральною крихтою. Двошарові вироби виготовляють формуванням із двох мас: основної частини - місцевих червоновипальних глин і лицьового шару товщиною 3-5 мм зі світловипальних пофарбованих або незабарвлених глин. Застосовується і рельєфне офактурення, яке робиться шляхом обробки ще вологих сирцевих виробів спеціальними металевими йоржами, гребінками, рифленими валиками. Для цегельних будинків лицьові цегли є найбільш економічним видом опорядження будинків.

Великорозмірні облицювальні керамічні плити типу «плінк» універсального призначення випускають глазуровані й неглазуровані із гладкою, шорсткуватою, рельєфною, одне- або багатокольоровою поверхнею. Плити мають водопопоглинання менше 1 % і морозостійкість 50 циклів і більше. Виготовляють квадратної або прямокутної форми довжиною 490, 990, 1190 мм, шириною 490 й 990 мм і товщиною 9-10 мм. Застосовують для облицювання фасадів і цоколів будинків, підземних переходів.

Плитки керамічні фасадні й килими з них випускають методом пластичного й напівсухого пресування. Застосовують для облицювання зовнішніх стін цегельних будинків, зовнішніх поверхонь залізобетонних стінових панелей, цоколів, підземних переходів та оформлення інших елементів будинків. Плитки випускають глазуровані й неглазуровані, рядові й спеціального призначення із гладкою й рельєфною поверхнею 26 типів з розмірами від 292x192x9 до 21x21х4 мм. Стандартом допускається випуск плиток й інших типорозмірів. Водопоглинання рядових плиток 7-10 %, а спеціальних - не більше 5 %. Морозостійкість повинна бути для рядових плиток і менше 35 циклів, а спеціальних не менш 50 циклів. Плитки можуть поставлятися в килимах. Заводи випускають килими з наклейкою плитки лицьовою стороною на крафт-папір.

Плитки керамічні для внутрішнього оздоблення підрозділяються на дві групи - для облицювання стін і для покриття підлог. Ці вироби не піддаються в

33

умовах експлуатації дії низьких температур, тому вимог по морозостійкості до них немає. Плитки для облицювання стін застосовують двох видів - майоліка й фаянсова. Фаянсові плитки виготовляють із сировинної суміші каоліну, польового шпату й кварцового піску, а майолікові - із червоновипальних глин з наступним покриттям глазур'ю. Плитки класифікують: за характером поверхні - на пласкі, рельєфно-орнаментовані, фактурні; за видом поливного покриття - прозорими й глухими, блискучими й матовими, одноколірними й декоровані багатобарвними малюнками. За формою, призначенням і характером крайок плитки виробляють наступних видів: квадратні, прямокутні, фасонні кутові, фасонні карнизні прямі, для обробки зовнішніх і внутрішніх кутів; фасонні плінтусні - прямі, для обробки зовнішніх і внутрішніх кутів [19].

Плитки для внутрішнього опорядження мають розміри (150+200)х(50+200)х(5+8) мм, їх водопоглинання складає до 16 %, межа міцності при вигині - 12 МПа. Плитки повинні витримувати перепади температур без появи дефектів від 25±5 °С до 15-20 °С.

Рисунок 1.4 - Типи керамічних плиток для внутрішнього оздоблення:1-5 - квадратні; 6-10- прямокутні; 11, 12 - фасонні кутові; 13-16 - фасонні

карнизні; 17-20 - фасонні плінтусніСвітовим лідером у виробництві керамічної плитки є Італія. ЇЇ продукція

складає близько 30 % світового виробництва.Плитки керамічні для підлог (метлахські) виробляють з тугоплавких і

вогнетривких глин з добавками й без них. Їх застосовують для настилу підлог у будинках, до чистоти яких ставляться високі вимоги, де можливі впливи жирів та інших хімічних реагентів, інтенсивний рух, а також у випадках, коли

34

матеріал для підлог служить декоративним елементом в архітектурному оформленні приміщення. Плитки можуть бути квадратними, прямокутними, чотирьох-, п'яти-, шести- і восьмигранними. За видом лицьової поверхні плитки випускають гладкими, з рельєфом і тисненням, одноколірні й багатобарвні, матові й глазуровані, з малюнком і без нього. Випускають і великорозмірні універсальні керамічні плитки розмірами (1200-1500)х500 мм, які застосовують для облицювання й стін і підлог. Для підлог також застосовують і мозаїчні плитки квадратної або прямокутної форми розміром 23 й 48 мм при товщині 6-8 мм, зібрані в "килими" на крафт-папері розміром 398х598мм. Типи керамічних плиток для внутрішнього оздоблення надані на рисунку 1.4.

1.6.1.4 Керамічні вироби для покрівлі й перекриттів

Найбільше застосування керамічні вироби для покрівлі знайшли в західноєвропейських країнах, у деяких з них покрівля 100 % житлових будинків вирішується за рахунок застосування черепиці. Черепиця має довговічність до 300 років. За цим показником вона значно перевищує будь-які інші покрівельні матеріали, а за текстурними якостями і вартістю не поступається їм. До недоліків черепиці належать необхідність великого ухилу покрівлі (не менше 30 %) й значна вага покрівлі, що вимагає особливої міцності конструкції крокв, і висока трудомісткість покрівельних робіт. Однак висока довговічність, вогнестійкість, стійкість до атмосферних впливів і поширеність сировини роблять керамічну черепицю одним з найефективніших покрівельних матеріалів. Відома черепиця різних типів. За призначенням черепицю підрозділяють на рядову, конькову, розжелобочну, кінцеву для замикання рядів і черепицю спеціального призначення. Черепицю виробляють з легкоплавких глин. При випробуванні черепиця повинна витримувати не менше 70 кг при відстані між опорами в плоскої - 180 мм, у стрічкової пазової й штампованої - 300 мм. Вага штампованої і стрічкової пазової, покладеної в покрівлю й насиченої водою, повинна бути не більше 50 кг/м2, плоскої - не більше 65 кг/м2. Морозостійкість черепиці повинна складати не менше 25 циклів [19].

1.6.1.5 Камені й плити для перекриттів

Перекриття з пустотілих каменів і плит вогнестійкі, довговічні, мають хороші тепло- й звукоізоляційні властивості. Для їх укладання потрібні невеликі витрати цементу й сталі, не потрібне додаткове засипання. Керамічні камені для перекриттів за призначенням поділяються для збірних елементів настилів, часторебристих збірних або монолітних перекриттів, накатів (заповнення між балками). Пустотність керамічних каменів для перекриттів складає 50-75 %.

1.7Лакофарюові будівельні матеріали

35

Лакофарбовими матеріалами називають сполуки, які наносять в рідкому стані тонким шаром на поверхню будівельних виробів або конструкцій і вони утворюють після висихання тверді покривні плівки. Ці плівки повинні міцно зчіплюватися з поверхнею, мати достатню міцність і довговічність, захищати основний матеріал від впливу агресивних середовищ, надавати поверхні, декоративний зовнішній вигляд, а також поліпшувати санітарно-гігієнічні умови в приміщеннях [21].

1.7.1 Види лакофарбових матеріалів

Залежно від зв’язуючої речовини й призначення лакофарбові матеріали підрозділяють на лаки, емалі, олійні фарби, ґрунтовки й шпаклівки.

Лаки – це розчини природних або синтетичних плівкоутворювальних речовин в органічних розчинниках. До їх складу можуть входити також пластифікатори, отверджувачі, каталізатори, світло- і термостабілізатори, антистатики, органічні розчинні барвники та інші компоненти. Лаки застосовують як такі і як напівфабрикати для виготовлення ґрунтовок, шпаклівок, емалей на масляно-смоляні, безмасляні синтетичні, бітумні, спиртові й нітролаки.

Масляно-смоляні лаки — розчини синтетичних смол в органічних розчинниках, змішаних з маслами, що висихають. Їх застосовують для внутрішніх і зовнішніх покриттів по дереву й металу, для розведення емалей і приготування шпаклівок.

Безмасляні синтетичні лаки, виготовлені на основі мочевиноформальдегідних смол, призначені для покриття паркетних підлог, деревно-тирсових плит і столярних виробів. Перхлорвінілові лаки служать для захисту будівельних конструкцій від впливу атмосферних факторів.

Бітумні або асфальтові лаки дають водостійкі плівки чорних кольорів. Їх застосовують для антикорозійного покриття чавунних каналізаційних труб, металевих деталей санітарно-технічного устаткування й т.п.

Емалі являють собою дисперсії мінеральних або органічних пігментів або їхньої суміші в розчинах лаків. Порошкові емалі - це сплав смоли (плівкоутворювального) з пігментами. Вміст пігменту в емалях - від 80 до 120 % залежно від їх укривності й призначення емалі. Матеріал має гарний розлив, плівка покриття може бути глянцевою.

Олійні фарби на відміну від лакових емалей одержують на основі натуральної оліфи. Вони також містять мінеральні пігменти й наповнювачі, іноді - поверхнево-активні речовини. Такі фарби мають поганий розлив, їхня плівка після висихання матова, порівняно м'яка. Фарби на водних емульсіях (водоемульсійні) виготовляють на основі масляних, полівенілацетатних та інших емульсій і відповідних пігментів і наповнювачів.

36

Ґрунтовки. Лакові ґрунтовки виготовляють на основі лаку, масляні - на основі оліфи. Вони містять від 50 до 100 % пігментів і наповнювачів. Крім того, до складу ґрунтовок входять пластифікатори, отверджувачі, поверхнево-активні речовини й спеціальні добавки. Ґрунтовки, застосовувані для ґрунтування поверхні деревини, містять велику кількість наповнювачів, здатних заповнювати пори в деревині.

Шпаклівки, як й емалі, виготовляють на основі лакових розчинів синтетичних плівкоутворювальних речовин або оліфи. Вміст пігментів і наповнювачів у них може досягати 200-300 % від маси плівкоутворювача [22].

Наповнювачі – нерозчинні мінеральні речовини, в більшості випадків білого кольору, які додають у фарби для економії пігментів і для додання їм особливих властивостей. Як наповнювачі застосовують каолін, мелений тальк, пилоподібний кварц, азбестовий пил, слюду та інші подрібнені матеріали.

Пігменти – тонкоподрібнені кольорові порошки, не розчинні у воді, органічних розчинниках і зв’язуючих матеріалах, але здатні добре з ними змішуватися. Природні мінеральні пігменти одержують шляхом помелу кольорових гірських порід. Штучні пігменти одержують шляхом хімічної переробки мінеральної сировини ( таблиця – 1.1). Штучні органічні пігменти являють собою кольорові порошки, отримані осадженням анілінових органічних барвників [22].

Таблиця 1.1 – Речовини для отримання пігментів.Білі цинкові, титанові й свинцеві білила, літопонЖовті свинцеві, цинкові, стронцієві, залізо-окисний

крон, сполуки кадмію, охра, свинцевий сурик й ін.

Червоні Залізний сурик, сполуки кадмію, ртуті й ін.Сині сполуки кобальту, залізна лазур, ультрамаринЗелені Окис хрому, сполуки міді та ін.Чорні Технічний вуглець, оксиди заліза та ін.Пігментні барвники Фталоціанінові, азопігменти та ін.

37

2 МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ВИПРОБУВАННЯ БУДМАТЕРІАЛІВ

Контроль якості будівельних матеріалів, виробів і конструкцій проводиться двома основними способами.

1) Складається в виявленні граничних несучих здібностей об'єктів, що пов'язано з доведенням їх до руйнування. Цей спосіб ефективний при проведенні стандартних випробуваннях зразків зі сталі, бетону і інших конструкційних матеріалів. При випробуванні моделей споруд та їх фрагментів конструкції можуть доводитися до граничних станів. Що ж стосується реальних об'єктів, то їх руйнування для виявлення граничних несучих здібностей економічно не завжди виправдано.

2) Пов'язаний з виробництвом випробувань неруйнівними методами, що дозволяє зберегти експлуатаційну придатність даного об'єкту без порушення його несучої здатності. Цей спосіб найбільш прийнятний при обстеженні будівель і споруд, що знаходяться в експлуатації. Неруйнівними методами можна, наприклад, визначити вологість заповнювачів бетону, ступінь ущільнення бетонної суміші в процесі формування, щільність і міцність бетонів у виробах, провести дефектоскопію конструкцій.

Неруйнуючі методи випробувань побудовані в основному на непрямому визначенні властивостей і характеристик об'єктів і можуть бути класифіковані за такими видами:

- метод проникаючих середовищ, заснований на реєстрації індикаторних рідин або газів, що знаходяться в матеріалі конструкції;

- механічні методи випробувань, пов'язані з аналізом місцевих руйнувань, а також вивченням поведінки об'єктів у резонансному стані;

- акустичні методи випробувань, пов'язані з визначенням параметрів пружних коливань за допомогою ультразвукової навантаження і реєстрацією ефектів акустоемісії;

- магнітні методи випробувань (індукційний і магнітопорошковий) ;- радіаційні випробування, пов'язані з використанням нейтронів і

радіоізотопів;- радіохвильові методи, побудовані на ефекті розповсюдження

високоякісних і надчастотних коливань у випромінюваних об'єктах;- електричні методи, засновані на оцінці електроємності,

електроіндуктівності і електроопору досліджуваного об'єкта;- використання геодезичних приладів та інструментів під час

опосвідчення і випробуваннях конструкцій [16].

38

Властивості матеріалу – це показники які оцінюють взаємодію матеріалу з навколишнім середовищем у відповідності з фізичними, механічними та хімічними законами. Властивості матеріалів поділяються на фізичні, механічні, хімічні, конструктивні, експлуатаційні, ізоляційні, декоративні та технологічні.

Фізичні показники  характеризують фізичний стан матеріалу та визначають його відношення до фізичних процесів навколишнього середовища.Виділяють сім головних груп характеристик фізичних властивостей матеріалів: параметри стану (дійсна щільність, середня щільність, пористість), гідрофізичні (водопоглинання, водостійкість та ін.), теплофізичні (теплопровідність, теплоємність та ін.), оптичні (блиск, прозорість та ін.), акустичні (акустичний опір, звукопоглинання та ін.), електрофізичні (електропровідність, електричний опір та ін.), радіаційно-фізичні (поглинання, радіаційна стійкість та ін.).

Механічні показники характеризують здатність матеріалу чинити опір деформуванню та руйнуванню під дією напружень, що виникають в результаті прикладання зовнішніх сил (міцність, пружність, пластичність, твердість, релаксація та ін.).

Виділяють дві головні групи характеристик механічних властивостей матеріалів: деформаційні (модуль пружності) та міцнісні (міцність на стиск, міцність на розтяг при згині та ін.)

Хімічні показники  характеризують здатність вступати в хімічну взаємодію з речовинами середовища в якій вони знаходяться (розчинність, корозійна стійкість, адгезія, токсичність та ін.).

Властивості матеріалів характеризуються якісними показниками, що визначаються лабораторними, польовими та виробничими випробуваннями. Визначення цих показників дозволяє вирішити задачу доцільності, ефективності використання будівельних матеріалів при будівництві. Точне визначення будівельного матеріалу, класифікація, вимоги до якості, зовнішнього вигляду, методи випробувань, умови зберігання та транспортування зафіксовані у відповідних нормативних документах (ДСТУ).

На властивості будівельного матеріалу істотно впливає його склад. Хімічний склад звичайно характеризується кількістю оксидів (у процентному вираженні), що їх містить матеріал. За наявністю тих чи інших оксидів можна робити висновки щодо хімічної стійкості, міцності, вогнестійкості та інших властивостей матеріалу.

Мінералогічний склад виражається видом і кількістю мінералів (хімічних сполук), які утворюють будівельний матеріал мінерального (неорганічного) походження. Матеріали можуть бути моно-та полімінеральними. В останньому випадку великого значення набуває кількісне співвідношення мінералів з різними властивостями.

Фазовий склад характеризується наявністю в матеріалі різних фаз: твердої (кристалічні й аморфні речовини), рідкої (вода) та газоподібної (повітря). Тверді речовини утворюють «каркас» матеріалу, стінки пор, які звичайно заповнені повітрям і водою. Коли вода витісняє повітря або

39

відбувається перехід води у твердий стан (лід), тоді змінюються міцність і теплопровідність матеріалу. 

Водопоглинання  – здатність матеріалу всмоктувати й утримувати вологу при безпосередньому стиканні з водою. Щоб визначити водопоглинання, зразок матеріалу поступово занурюють у воду й витримують там доти, доки він не набере сталої маси. Водонаситити матеріал до остаточного заповнення доступних для води пор можна кип'ятінням з наступним охолодженням у воді або під вакуумом. Насичення матеріалів водою істотно позначається на їхніх найважливіших властивостях: підвищується середня густина, теплопровідність, знижується міцність, морозостійкість.

Водостійкість – це здатність матеріалу зберігати міцність при тимчасовому чи постійному зволоженні водою. Водостійкість характеризується коефіцієнтом розм'якшення, або водостійкості, який визначається відношенням міцності насиченого водою матеріалу до його міцності в сухому cтані .

Вологість  визначається вмістом вологи в порах і на поверхні пор матеріалу за масою або об'ємом в процентах, причому цей вміст значно менший за показник водопоглинання. Вологість матеріалу в будівельних конструкціях залежить від вологості навколишнього середовища, атмосферних явищ (дощ, танення снігу). Із зволоженням погіршуються теплозахисні властивості, морозостійкість та інші показники.

Вологовіддача – це здатність матеріалу віддавати воду із зміною температури та вологості навколишнього середовища.

Водопроникність – це здатність матеріалу пропускати крізь себе воду при певному гідростатичному тиску. Ця здатність визначається кількістю води в кубічних метрах, що пройшла крізь одиницю поверхні матеріалу за одиницю часу при сталому (заданому) тиску. Водопроникність характеризується коефіцієнтом фільтрації Кф, який вимірюється в метрах за секунду й залежить від щільності матеріалу та його будови. Показник коефіцієнта фільтрації особливо важливий для матеріалів, застосовуваних у гідротехнічному будівництві, для  водопроводів, каналізаційних систем, резервуарів, а також для покрівельних матеріалів.

Паропроникність – здатність матеріалу пропускати водяну пару за наявності різниці тиску біля поверхні огороджень. Стіни житлових будинків, лікарень та інших приміщень мають дихати, тобто бути досить проникними для водяної пари без її конденсації (природна вентиляція).

Гідрофільність  – це здатність матеріалу зв'язувати воду й змочуватися водою. Майже всі будівельні матеріали є гідрофільними, й пори в них легко заповнюються водою.

Гідрофобність  – це здатність твердого тіла не змочуватися водою (відштовхувати воду). Проникнення води крізь пори, що мають гідрофобну внутрішню поверхню, значно ускладнене, хоча вони легко пропускають повітря та водяну пару. Гідрофобність матеріалів визначається насамперед хімічною

40

природою його поверхні та рідини, що змочує її, тобто фаз, які взаємодіють. До гідрофобних матеріалів належать парафін, жирові мастила, бітум, а також інші піддані  гідрофобізації матеріали.

Гідрофобізація сприяє підвищенню водонепроникності, водо- та морозостійкості, збереженню кольору та фактури будівельних матеріалів.

Вологові деформації – це здатність матеріалу змінювати свій об'єм із зміною вологості, що може спричинитися до структурних напружень у матеріалі.

Властивості матеріалу при зволоженні (насиченні,) водою збільшуватися в об'ємі називають набуханням (глина, деревина). Це явище пояснюється тим, що полярні молекули води, проникаючи між частинками речовини або волокнами, які утворюють матеріал, розклинюють їх, знижують капілярні сили.

Вироби можуть покоробитися. Із зменшенням вологості (з висиханням) деякі матеріали дають усадку, тобто зменшуються в об'ємі та розмірах (наприклад, паркет), оскільки часточки матеріалу зближуються під дією капілярних сил. Через нерівномірність висихання у матеріалі (наприклад, у цеглі-сирці) можуть виникати тріщини.

Морозостійкість – це здатність матеріалу в насиченому водою стані витримувати багаторазове навперемінне заморожування й відтавання без зниження міцності при стиску понад 15% (для деяких матеріалів – до 25%) і втрати маси не більш як 5%. Марка за морозостійкістю характеризується оптимальним числом циклів заморожування – відтавання, які витримує випробуваний матеріал. Наприклад, цеглу керамічну випускають марок F15, F25,F35,F50, дорожній бетон  – F50...F200, а гідротехнічний бетон – до F500 (цифри позначають число циклів). Довговічність матеріалів у зовнішніх конструкціях, які в процесі експлуатації зазнають дії води, змінних температур та інших атмосферних факторів, значною мірою залежить від їхньої морозостійкості. Руйнування матеріалів під дією води й морозу можна пояснити такими явищами. Зволоження, наприклад, зовнішніх стін відбувається як із середини внаслідок міграції пари від «тепла до холоду» і наступної  її конденсації, так і іззовні – дощ, сніг з вітром. Під дією морозів вода у великих порах замерзає, а як відомо, перетворення води на лід супроводжується збільшенням об'єму приблизно на 9 %, що спричинюється до виникнення тиску на стінки пор, який становить 210 МПа при температурі – 20°С. При цьому в матеріалі з'являються внутрішні напруження, які можуть призвести до його руйнування, особливо, якщо коефіцієнт водопоглинання наближається до одиниці, тобто всі пори відкриті [ 23].

Теплопровідність – це здатність матеріалу передавати теплоту від однієї поверхні до іншої за наявності різниці температур на цих поверхнях. Така здатність характеризується коефіцієнтом теплопровідності.  Значення коефіцієнта теплопровідності залежить від ступеня пористості й характеру пор, структури, вологості, температури, а також від виду матеріалу. Найсильніше на теплопровідність впливає пористість. Проте показник теплопровідності

41

залежить не лише від кількості,  а й від величини та форми пор. Будівельні матеріали з дрібними й закритими порами менш теплопровідні, тоді як матеріали з великими та сполученими порами характеризуються вищим коефіцієнтом теплопровідності, оскільки в таких порах виникає рух повітря, що супроводжується перенесенням теплоти (конвекція).

Теплопровідність – один з найважливіших показників, що характеризують теплозахисні властивості матеріалів, за яким визначають їхню належність до групи теплоізоляційних або конструктивно-теплоізоляційних.

Теплоємність –  це здатність матеріалу під час нагрівання поглинати теплоту. Вона характеризується питомою теплоємністю (коефіцієнтом теплоємності), тобто кількістю теплоти, необхідної для нагрівання одиниці маси на один градус, Дж/(кг • К). Для огороджувальних конструкцій житлових та опалюваних будівель вибирають матеріали з невеликим коефіцієнтом теплопровідності, але з вищою питомою теплоємністю.

Теплостійкість – це здатність матеріалу витримувати нагрівання до певної температури (нижчої за температуру плавлення) без переходу в пластичний стан. 

Термічна стійкість –  це здатність матеріалу витримувати навперемінненагрівання й охолодження (певний цикл) без руйнування. Стійкими до різких змін температур мають бути матеріали для футерування (внутрішньої кладки) пічних агрегатів. Термічна стійкість залежить від ступеня однорідності матеріалу, його природи й показника температурного коефіцієнта розширення, причому чим останній менший, тим вища термічна стійкість матеріалу.

Температурні деформації – нездатність матеріалу під дією зміни температур у процесі експлуатації змінювати свої розміри (переважно розширюватися). Температурний коефіцієнт лінійного розширення (ТКЛР) характеризує видовження 1 м матеріалу під час нагрівання на один градус і вимірюється в метрах на кельвін (м/К).

Теплостійкість – це здатність матеріалу витримувати дію високих температур або вогню й води (під час пожеж), не руйнуючись. 

Границя вогнестійкості характеризується проміжком часу від початку займання до виникнення в конструкції граничного стану: втрати несучої здатності (обвалення конструкції), виникнення наскрізних тріщин, нагрівання протилежної щодо дії вогню поверхні, що може призвести до самозаймання.

Вогнетривкість – це здатність матеріалу витримувати тривалу дію високих температур, не деформуючись і не розплавляючись. Такі матеріали використовують переважно при спорудженні печей промислового та побутового призначення, труб, котельних установок тощо.

Жаростійкість – це здатність матеріалу витримувати тривале нагрівання до температури 1000 °С без втрати або з частковою втратою міцності. До жаростійких матеріалів належать цегла, жаростійкий бетон, жаростійкі чавуни та сталь, різні види вогнетривів.

42

   Властивості штучних матеріалів можна регулювати в процесі їх виготовлення, змінюючи сировину, технологічні параметри й обладнання, а також використовуючи різноманітні добавки. При цьому, навіть застосовуючи один і той самий вид сировини, можна випускати різні за властивостями будівельні матеріали.

    Щодо визначення якості будівельних матеріалів за властивостями, то її  оцінюють за сукупністю показників властивостей, які отримані при випробуваннях за допомогою, як правило, стандартних методик. Існують стандарти, в яких для більшості матеріалів встановлено рекомендовані або обов'язкові методи випробувань. Є також стандарти на якісні характеристики кожного матеріалу, що випускається в масових кількостях. У державних стандартах України (ДСТУ) наводяться всі основні відомості для якісної характеристики матеріалу і нерідко повідомляється класифікація його за одним або кількома ознаками. Вказуються конкретні числові значення показників властивостей з маркуванням продукції, що випускається, а також правила приймання та зберігання матеріалу. ДСТУ є обов'язковим документом.

    Крім державних існують стандарти галузеві, що розробляються міністерствами на матеріали чи сировину порівняно обмеженого застосування. Існують також стандарти або технічні умови (ТУ) на будівельні матеріали, що випускаються окремими підприємствами. Вони обов'язкові лише для даного підприємства (фірми) при доставці продукції за договором. Стандарти і технічні умови (ДСТУ і ТУ) періодично оновлюються на основі останніх досягнень науки і техніки. Вони мають силу закону, який, як відомо, категорично заборонено порушувати.

 Більшість будівельних матеріалів, застосовуваних для несучих конструкцій і працюють під впливом статичних або динамічних навантажень, маркують в основному в залежності від їх міцних показників. Для деяких матеріалів (теплоізоляційних, гідроізоляційних, акустичних і ін) можуть бути прийняті при маркуванні не тривкі, а інші властивості, наприклад теплопровідність морозостійкість, водонепроникність, середня щільність і т. п. При остаточному призначення матеріалу для будівельного об'єкта велику роль відіграє економічний показник. При приблизно однаковій якості прагнуть вибирати матеріал самий дешевий і доступний за запасами в районі будівництва, особливо якщо він місцевий. Проте матеріал приймається завжди з урахуванням ще й транспортних витрат, а також експлуатаційної стійкості (довговічності) його в конструкціях [24].

2.1 Характеристика пожежонебезпеки будівельних матеріалів

Багато з пропонованих на будівельному ринку матеріалів поряд з довговічністю, практичністю, недорогою ціною володіють високою пожежною небезпекою та суттєво впливають на динаміку розвитку пожежі.

43

Нормування показників пожежної небезпеки будівельних матеріалів і конструкцій за ДСТУ «Пожежна безпека. Загальні вимоги» є одним із способів забезпечення пожежної безпеки системи протипожежного захисту.

Показники пожежовибухонебезпеки речовин і матеріалів визначаються з метою одержання вихідних даних для розробки систем забезпечення пожежної безпеки і вибухобезпеки за ДСТУ 12.1.004 і ДСТУ 12.1.010, виконання вимог нормативних документів системи протипожежного нормування і стандартизації, правил улаштування електроустановок, класифікації небезпечних вантажів по ДСТУ 19443 , виконання розрахунків по визначенню категорії приміщень відповідно до вимог норм технологічного проектування, а також технічного нагляду за виготовленням матеріалів та виробів і виконання інших протипожежних заходів.

ДСТУ 12.1.044-89 «вогнестійкість. Номенклатура показників і методи визначення» було встановлено 10 показників, що характеризують пожежну небезпеку твердих речовин і матеріалів (а саме до них належить переважна більшість будівельних матеріалів).

Маються на увазі група горючості, температура займання, температура самозаймання, температура тління, умови тепловогосамозаймання, кисневий індекс, здатність вибухати і горіти при взаємодії з водою, киснем повітря та іншими речовинами, коефіцієнт димоутворення, індекс поширення полум'я, а також показник токсичності продуктів горіння полімерних матеріалів [21].

Результати випробувань з визначення показників завжди використовувалися при розробці заходів щодо забезпечення пожежної безпеки, визначенні категорії приміщень за вибухопожежною і пожежною небезпекою відповідно до норм технологічного проектування, виборі та класифікації речовин і матеріалів, оцінці пожежної небезпеки обладнання та технологічних процесів, пов'язаних з переробкою горючих речовин , виборі типу вибухозахищеного електроустаткування. Отримані дані включалися в стандарти і технічні умови на речовини і матеріали.

На відміну від деревини полімерні матеріали містять менше вуглецю і кисню. Тому для їх горіння потрібно в 1,5-2 рази більший об'єм повітря. Так як процес горіння забезпечений недостатньою кількістю кисню, то відбувається неповне згоряння, що супроводжується великим димовиділення. Параметри димоутворення змінюються в широкому діапазоні, при цьому загальний час досягнення максимального димоутворення коливається від 1 до 20 хв. Наповнювачі та інші компоненти роблять процес горіння неоднорідним.Відмінними особливостями горіння полімерів у порівнянні з деревиною є підвищене споживання кисню, високі температури (1400 ° С) і виділення великої кількості тепла, диму і токсинів.

Багато полімерів характеризуються високою швидкістю поширення полум'я, яка в 5-6 разів вище, ніж у деревини (від 1,5 до 3,9 см / хв). Полістирольні пінопласти з розповсюдження полум'я найбільш пожежонебезпечні (4-5 см / хв).

44

Поліхлорвініл (ПХВ) при температурі вище 230 ° С розкладається з виділенням газоподібних продуктів, які при 300 ° С спалахують, і полум'я досить швидко поширюється по поверхні матеріалу, самозаймання якого відбувається при 450-600 ° С. При 600 ° С ПХВ виділяє хлористий водень (55 мг / л) – найбільш токсичний продукт, який через 5-10 хв викликає смерть при концентрації 4,5 мг / л повітря. Горіння супроводжується інтенсивним виділенням диму.

Полістироли також займаються від малозначних джерел запалювання, горять з великим виділенням диму та сажі. Температура займання 210-310, самозаймання – 440 ° С. Продукти горіння токсичні [24].

2.2 Методи випробування бетону в конструкціях без його руйнування

Якість бетонних і залізобетонних виробів і конструкцій в значній мірі залежить від ефективного і дієвого контролю міцності й однорідності бетону, захисного шару бетону і розташування арматури, напружень в арматурі попередньо напружених залізо-бетонних конструкцій. Для неруйнівного контролю (НК) міцності бетону використовуються прилади, засновані на методах місцевих руйнувань (відрив зі сколюванням, сколювання ребра, відрив сталевих дисків), ударної дії на бетон (ударний імпульс, пружний відскік, пластична деформація) та ультразвукового прозвучування. При обстеженні монолітних конструкцій і великих масивів бетону застосування ударно-імпульсних і ультразвуковихприладів повинне поєднуватися з випробуваннями бетону методами відриву зі сколюванням, сколювання ребра або відбору зразків (кернів). При виборі методів НК і приладів для проведення випробувань бетону користувач повинен знати їх особливості та рекомендовані області застосування. Контроль міцності ударними та ультразвуковими методами ведеться в поверхневих шарах бетону (крім наскрізного УЗ-прозвучування), у зв'язку з чим стан поверхневого шару може робити істотний вплив на результати контролю. У випадку виникнення наслідків на бетон агресивних факторів (хімічних, термічних або атмосферних) необхідно виявити товщину поверхневого шару з порушеною структурою. 

Підготовка бетону таких конструкцій для випробувань неруйнівними методами полягає у видаленні поверхневого шару на ділянці контролю і зачистці поверхні наждаковим каменем. Міцність бетону в цих випадках необхідно визначати переважно приладами, заснованими на методах місцевих руйнувань, або шляхом відбору зразків. При використанні ж ударно-імпульсних і ультразвукових приладів контрольована поверхня повинна мати шорсткість не більш 25, а градуювальні характеристики приладів вимагає уточнення [18]. 

2.3 Методи випробування деревини

45

Випробування механічних властивостей деревини проводиться з різними цілями: з метою вивчення повий породи деревини, для виявлення залежності механічних властивостей від будь-яких факторів, наприклад: вологості, об'ємної ваги та інших, при відборі деревини для літакобудування і т. п.

Вологість деревини за масою найчастіше визначають шляхом висушування зразків у сушильній шафі при температурі (103±2)°С. Вологість деревини також може бути визначена за допомогою електронного вологоміра ЕВ-2К, який використовує непрямий метол вимірювання, що базується на залежності електричного опору деревини від її вологості. Шкала приладу відградуйована за вологістю деревини сосни.

За обсягом випробування можуть бути розділені на наступні види:- повні випробування, коли характеризуються всі властивості деревини;- скорочені, коли визначаються тільки основні властивості і по ним вже

судять про інших;- часткові, коли випробовуються тільки специфічні для даного

виробництва окремі властивості;- спрощені, застосовувані в польових умовах, на складах і на місці

заготівлі деревини.Необхідно відзначити, що кінцеві результати випробувань багато в чому

залежать від обраного методу досліджень: відбору і оброблення кряжів, форми і розмірів зразків і точності їх виготовлення, від стану машин, точності установки зразків на машині, швидкості передачі навантаження, її відліку, заміру деформацій і т.п. Всяке випробування деревини повинно обов'язково супроводжуватись визначенням її вологості в момент випробування. Для порівняння отриманих результатів необхідно приводити їх до 15 % вологості [24].

2.4 Методи дослідження пластикових матеріалів

Технічною характеристикою багатьох полімерів є такі властивості:- термічні – температура розм'якшення та теплостійкість,

температура силування та текучості;- механічні – міцність, деформативність; - хімічні – атмосферостійкість і опір деструкції.

Кожну з цих властивостей визначають стандартними методами, що наведені у нормативних документах та лабораторних практикумах з полімерних матеріалів. Так, температуру розм'якшення визначають за методом Кремер-Сарнова, теплостійкість на приладах Мартенса чи Віка, температури склування і текучості – методом Каргіна, а механічні властивості полімерів аморфної будови – за допомогою діаграм відносних деформацій.

При оцінці механічних властивостей, крім визначення показників міцності, відомими способами оцінюють також ударну в'язкість.

46

Для визначення можливої поведінки пластмасового матеріалу при статич-ному напруженні під постійним навантаженням при різних температурах, воло-гості і тривалості його випробовують вимірюванням робочої частини зразка з оцінкою початкової деформації, сумарної деформації, сумарного пружного еластичного відновлення.

При оцінці теплотехнічних властивостей пластмас визначають теплостій-кість, теплове розширення та звичайну теплопровідність.

Корозійну стійкість пластмас оцінюють їхнім опором хімічним впливам, коли одного методу випробування може бути недостатньо, і тоді використовують їх комплекс (визначення кінетики набухання, дифузії чи деструктивних реакцій тощо).

Для деяких видів пластмасових виробів визначають корозію під напружен-ням, а також стійкість до атмосферних впливів. 

Деякі методи випробування полімерних матеріалів для покриття підлог. Якість полівінілхлоридних матеріалів для підлог визначають, контролюючи такі показники, як зовнішній вигляд, лінійні розміри, стиранність, деформативність при вдавлюванні, зміну лінійних розмірів, міцність зв'язків між шарами, водопоглинання, гнучкість та масу 1 м².

Визначення лінійних розмірів (довжини, ширини і товщини) проводять за допомогою металевої рулетки, штангенциркуля типу ШЦ-ІІІ, товщиноміра індикаторного типу ТН(ТР) 10-60 чи мікрометра типу МК-25. 

Визначення стираності полівінілхлоридних матеріалів для підлог проводять за допомогою машини барабанного типу чи машини із зворотно-поступальним рухом.

Визначення деформативності полівинілхлоридних матеріалів для підлог товщиною 1,2 мм і більше проводять за допомогою спеціального пристрою, який дозволяє вимірювати величини абсолютної деформації при вдавлюванні індентора під навантаженнями та абсолютної залишкової деформації після зняття навантаження і відновлення.

З матеріалу вирізують квадратні зразки (50±5) мм. Якщо матеріал має пі-доснову, то вона залишається. Навантаження на зразок передається за допомо-гою індентора протягом (4+1) с. Абсолютну деформацію і абсолютно залишкову деформацію визначають за допомогою відлікового пристрою.

Визначення зміни лінійних розмірів полівінілхлоридних матеріалів для підлог проводять вимірюванням відстані між рисками, нанесеними на зразок до і після впливу на нього заданої температури впродовж заданого часу, чи за допомогою пристрою для фіксації зразка за зміною відстані між протилежними його сторонами у поздовжньому і поперечному напрямках після його термостатування.

Водопоглинання полівінілхлоридннх матеріалів для підлог визначають витримуванням зразків у воді впродовж заданого часу.

Визначення гнучкості полівінілхлоридних матеріалів для підлог проводять згинанням зразка матеріалу навколо стрижня круглого перетину заданого

47

діаметра при заданій температурі (яка забезпечується за допомогою криогенної камери) і наступною візуальною оцінкою наявності чи відсутності тріщин на матеріалі, який випробовували.

Безруйнівний метод визначення показника проводять на кліматичних станціях, обладнаних стендами із змінним кутом нахилу рами до горизонту, а також касетами чи іншими пристроями для закріплення зразків. Тривалість випробувань на довговічність повинна бути не менше одного року і не більше п'яти років, якщо немає інших вказівок у програмі випробувань. Контроль показника в процесі випробувань проводять через 1, 3, 6, 9,12 місяців, а в подальшому – не менше одного разу на рік, якщо немає інших вказівок у програмі випробувань.

Контрольні зразки впродовж усього терміну випробувань зберігають у темному приміщенні при температурі (23±2)°С та відносній вологості (50±5)%.

Зовнішній вигляд зразків оцінюють візуально неозброєним оком (тріщини, зміни кольору тощо) безпосередньо на стенді, а для контролю інших параметрів зразки знімають зі стенду та обережно очищують (без пошкоджень), після чого випробовують. Тривалість випробувань на довговічність повинна бути не менше 500 годин, якщо в програмі не встановлено іншого терміну [24].

2.5 Оцінка якості скляних будівельних матеріалів

Відповідно до діючих нормативних документів оцінюється якість скляних побутових товарів. При перевірці якості виробів важливо дотримуватись принципів сортування, тобто враховувати фактори, які зумовлюють можливість зарахування виробів до того чи іншого сорту чи ступеня придатності. Такими факторами є вид скла, спосіб виробки, вид дефекту, розмір і місцезнаходження дефекту на виробі, розмір виробу, кількість однойменних дефектів на виробі, загальна кількість допустимих дефектів на виробі.

Приймання скляних побутових товарів проводиться партіями. Партією вважається певна кількість виробів одного найменування, вироблена із скла одного виду і оформлена одним документом про якість, в якому містяться найменування виробу, кількість, відповідність виробів НТД та результати випробувань.

При оцінюванні якості скляних побутових товарів особлива увага звертається на відповідність виробів установленим нормам до зовнішнього вигляду, розмірів, якості, відпалу та термостійкості. Для цього методом випадкового відбору з різних місць від партії виробів відбирають певну кількість виробів. Відібрані таким чином вироби перевіряють за такими показниками: дефекти зовнішнього вигляду, розмір, маса, місткість, стійкість, якість відпалу, термостійкість. Для перевірки наявності дефектів від партії відбирають 1%, але не менше 10 шт., а кришталевих виробів - така ж кількість кожного сорту. Для визначення відповідності виробів основним розмірам, масі, місткості, стійкості, якості відпалу та іншим показникам відбирають 0,5%, але

48

не менше 10 шт. (для кришталевих виробів - від кожного сорту). Дефекти зовнішнього вигляду виробів визначаються зовнішнім оглядом неозброєним оком в умовах нормального освітлення на відстані 500-600 мм від ока спостерігача.

Згідно з НТД, при одержанні незадовільних результатів перевірки і випробувань скляних виробів хоча б з одного показника, проводять повторну перевірку на подвоєній вибірці [24].

2.6 Методи випробування металу

Для дослідження механічних властивостей використовують механічні випробування. Найбільш поширеними є випробування на твердість, статичний розтяг, динамічні випробування, на втомленість, повзучість та зношування, які свідчать про властивості металів.

Статичні - це такі випробування, при яких метал, що випробовують піддають дії постійної сили або сили, яка зростає дуже повільно.

Динамічними називають випробування, при яких метал піддають впливу удару або сили, яка зростає дуже швидко. Статичне випробування на розтяг - поширений спосіб механічних випробувань металів. Для цього випробування виготовляються спеціальні зразки, які розриваються на спеціальних розривних машинах. На розривних машинах одержують діаграму розтягу, по якій можна визначити: межу текучості, межу міцності, відносне видовження і відносне звуження.

Межею текучості називається найменше напруження, при якому без помітного збільшення навантаження продовжується деформація досліджуваного зразка.

Межу текучості визначають за формулою: Gт = Pт / F0 , (2.1)де Pт - навантаження текучості;F0 - поперечний переріз робочої частини зразка до випробування.Умовне напруження, яке відповідає найбільшому навантаженню, що

передує руйнуванню зразка, називається межею міцності і визначається за формулою:

Gв = Pв / F0, (2.2)де Pв - навантаження, що передує розриву зразка.По відносному видовженні і звуженні оцінюють пластичність металів.

Відносне видовження і звуження вимірюють у відсотках (%).Відносне видовження визначають за формулою: G = l1 – l0 / l0 · 100(%), (2.3)де l1 - довжина зразка після розриву; l0 - довжина зразка до розриву.Відносне звуження визначають за формулою: Х=F0 – F1 / F0 ·100(%), (2.4)

49

де F0 - початкова площа поперечного перерізу робочої частини зразка; F1 - площа поперечного перерізу після розриву.

Твердість визначають за такими методами: методом Брінелля, методом Роквелла, методом Віккерса.

Метод Брінелля заснований на вдавлюванні твердої кульки у досліджуваний метал. Твердість по Брінеллю розраховується за формулою:

НВ = Р/F (2.5)де P - навантаження на кульку; F - величина поверхні відбитка.Принцип вимірювання твердості по Роквеллу заснований на вдавлюванні

у досліджуваний метал стальної кульки Ø = 1,58 мм або конуса з кутом 1200 .Метод Віккерса дає можливість вимірювати твердість як м¢яких так і

дуже твердих металів і сплавів. Він придатний для визначення твердості тонких поверхневих шарів. За цим методом у зразок вдавлюють чотиригранну алмазну піраміду з кутом при вершині 1360.

Крім цього, для визначення механічних властивостей металів використовують такі випробування:

- випробування на ударний згин;- випробування на втомленість.Випробування технологічних властивостей найбільш прості. Вони

визначають можливість проводити ті чи інші технологічні операції з даним металом або застосовувати його у тих чи інших умовах. З них найбільш поширеними є випробування: на вдавлювання, на перегин, на іскру, зварюваність, ковкість, рідинотекучість та ін.

Для дослідження мікро- і макроструктури, а також визначення вад внутрішньої будови металів, використовують такі методи: макроаналіз, мікроаналіз, рентгеноструктурний аналіз, магнітна дефектоскопія, застосування радіоактивних ізотопів тощо [25].

2.7 Критерії якості керамічних будматеріалів

До якої б категорії не відносили ся керамічні матеріали, вона повинні відповідати ряду критеріїв якості:

- механічна міцність; - морозостійкість; 

здатність протистояти насиченню вологою. До критеріїв другого порядку відносяться: 

- точність розміру;- питома вага;- збіг кольору у всієї цегли однієї партії. Міцність керамічних виробів в маркіровці позначається буквою «М».

Цей показник визначається при заводському тестуванні. Як правило, ця величина коливається від М–0,7 до М–3. На практиці це означає, що ці вироби повинні витримувати тиск від 70 до 300кг на квадратний сантиметр. Наприклад,

50

маркіровка М–2 означає, що кераміка з цієї партії витримує тиск 200кг/см2. У вітчизняних керамічних виробів міцність найчастіше знаходиться в межах 150–170 кг/см2. 

У свою чергу морозостійкість визначається тим, скільки разів керамічний будівельний матеріал може бути замороженим нижче за нуль градусів Цельсія і знову розмороженим, не почавши при цьому руйнуватися. Цей показник, до речі, безпосередньо залежить від здатності кераміки вбирати вологу. Чим більше вологи абсорбує виріб, тим більше вірогідність, що після розширення при замерзанні вода порве сам керамічний виріб.. По стандартах ASTM таких циклів повинно бути не менше 50. Але, на жаль, на практиці таку міру морозостійкості у вітчизняної цегли можна зустріти не часто. Зазвичай вона в межах F–15–25 (буква F визначає ступінь морозостійкості). В той же час у імпортної цегли можна зустріти морозостійкість до F–100 із здатністю витримувати тиск до 150МРА. 

Критерієм якості керамічних матеріалів є однаковий колір в одній партії. Особливо це стосується лицьових матеріалів. Коли виробляються лицьові матеріали, то в глину вводяться спеціальні пігментні добавки. Потім уся партія порівнюється з еталонним зразком.Ті матеріали, які помітно відрізняється за кольором, потрапляє у відбракування [25]. 

2.8 Дослідження якості лакофарбових матеріалів

Перед дослідженням фарбу розмішують і визначають масову частку нелетких речовин, рН, умовну в'язкість, морозостійкість. Для визначення інших показників фарбу розбавляють питною водою із жорсткістю (1/2 СаСl2) не більше 0,003 моль/дм3, конденсатом або дистильованою водою за ДСТУ 6709 до в'язкості 20-30 с за віскозиметром типу ВЗ-246 (або ВЗ-4) з діаметром сопла 4 мм при температурі (20,0±0,5)°С, фільтрують через сітку № 1 за ДСТУ 6613 і наносять пневматичним розпиленням на підготовлені пластинки.

Колір, зовнішній вигляд, здатність до змивання плівки фарби, стійкість плівки фарби до статичного впливу води визначають на дерев'яних пластинках розміром (50±1)х(100±1) мм і товщиною 5-6 мм, умовну світлостійкість - на папері для креслення за ДСТУ 597 розміром 100x200 мм, покривність і час висихання - на склі для фотографічних пластинок розміром 9х12-1,2 за ДСТУ 683.

При визначенні часу висихання фарбу наносять в один шар, при визначенні кольору, зовнішнього вигляду, здатності до змивання, умовної світлостійкості фарбу наносять у два шари. При визначенні стійкості до статичної дії води фарбу наносять у два шари на обидві сторони пластинки, а також на бічні сторони.

Визначення кольору та зовнішнього вигляду. Колір висушеної плівки лаку чи фарби визначають методом візуального порівняння з кольором відповідних зразків (еталонів) кольору "Картотеки" або контрольних зразків

51

кольору при природному або штучному денному розсіяному світлі. Картотека еталонів являє собою набір карток, кожній з яких привласнено певний умовний номер. Картка являє собою еталон кольору, але не зовнішнього вигляду. Вона містить дві намазки: матову та глянцеву. Зовнішній вигляд висушеної плівки визначають візуально при природному або штучному денному розсіяному світлі.

Наявність механічних домішок (сорність) у продукції визначається візуально. У склянку місткістю 200 см3 за ДСТУ 25336-82 з безбарвного скла поміщають пробу продукції та розглядають пробу в минаючому світлі.

Визначення рН фарби. Фарбу наливають у склянку місткістю 50 дм3, ретельно промиту дистильованою водою, і визначають рН за допомогою рН-метру або лакмусового паперу. Нову склянку необхідно заздалегідь обробити гарячим розчином соляної кислоти, а потім ретельно промити дистильованою водою.

Розлив нормується стандартами переважно для лаків. Розлив або здатність до розтікання є важливим показником і залежить від в'язкості. Визначається розлив за часом зникнення штрихів від кисті. Методика визначення цього показника наступна.

На скляну пластинку розміром 90 x 120 мм наносять пензлем випробуваний матеріал, розподіляючи його на поверхні уздовж та поперек. Потім, глибоко занурюючи пензель у поверхню з нанесеним покриттям, проводять смугу та віднімають пензель від поверхні. У цей момент включають секундомір. Час, який пройшов на повне зникнення штрихів до отримання рівної поверхні, характеризує розлив. При задовільному розливі штрихи зникають за 10 хвилин, при вповільненому - за 10-15 хвилин, при незадовільному - більше 15 хв.

Визначення умовної в'язкості різними віскозиметрами здійснюється за ДСТУ 8420-74.

Визначення умовної в'язкості віскозиметром типу ВЗ-1. У ванну віскозиметра наливають воду для підтримки температури випробуваного матеріалу 20 ± 0,5 0С, закривають сопло стрижнем і у внутрішній резервуар наливають випробуваний матеріал до рівня гострої частини гачків; за допомогою гвинтів штатива віскозиметр установлюють так, щоб всі три вістря гачків перебували в одній площині та були ледь помітні на поверхні випробуваного матеріалу.

Внутрішній резервуар закривають кришкою, в отвір якої вставляють термометр, під сопло віскозиметра ставлять мензурку. Після підняття бульбашок повітря на поверхню випробуваного матеріалу і при його температурі 20 ± 0,5 0С швидко виймають стрижень, одночасно з появою випробуваного матеріалу із сопла віскозиметра, включають секундомір. Коли випробуваний матеріал у мензурці досягне точно рівня мітки 50 мл, секундомір зупиняють і відраховують час витікання з погрішністю не більше 0,2 г.

52

Визначення умовної в'язкості віскозиметром типу ВЗ-4. Віскозиметр за допомогою гвинтів установлюють так, щоб його верхній край був у горизонтальному положенні. Під сопло віскозиметра ставлять посудину місткістю не менше 110 мл. Отвір сопла знизу закривають пальцями, у віскозиметр із надлишком наливають випробуваний матеріал, щоб утворився випуклий меніск над верхнім краєм віскозиметра. Надлишок матеріалу та бульбашки повітря, що утворилися, видаляють за допомогою скляної пластинки або палички, які зрушують по верхньому краї віскозиметра в горизонтальному напрямку. Потім відкривають отвір сопла та одночасно з появою випробуваного матеріалу із сопла включають секундомір. У момент першого переривання струменя випробуваного матеріалу секундомір зупиняють і відраховують час витікання з погрішністю не більше 0,2 с.

Визначення здатності до змивання. Перед проведенням випробування зубну щітку витримують у дистильованій воді протягом 10 хв., чашку для випарювання висушують у сушильному електрошафу при температурі (150+/-2)°С до постійної маси (розбіжність між результатами двох послідовних зважувань не повинне перевищувати 0,0005 г).

Пофарбовану пластинку розміщують у пристрої УДС (пристрій для визначення здатності до змивання), приводять щітку у рух, водночас включають секундомір і на верхню частину пластинки з бюретки протягом 30 с подають 25 дм3 води при температурі (20+/-2)°С. Змивну воду збирають у чашку для випарювання, що перебуває під пластинкою. Через 30 с щітку зупиняють і промивають її невеликими порціями води до повного видалення часток фарби. Всі промивні води збирають у ту ж чашку і випарюють на водяній бані або електроплитці до видалення води, потім чашку витримують у сушильній електрошафі при температурі (105+/-2)0С до постійної маси, прохолоджують в ексикаторі та зважують.

Стійкість фарби до статичного впливу рідин. На горизонтально розташовану пластину на відстані 20 мм від краю пластини наносять 10 краплин рідини (натрій хлористий за ДСТУ 4233-77, 3% розчин). Відстань між центрами крапель не повинна бути менше 20 мм.

Випробування проводять протягом 1 години за атмосферних умов при температурі повітря (20+/- 2)0С і відносної вологості (65+/-5)%. Після випробувань краплі видаляють. Пластини підготовлюють до огляду.

Зміна декоративних і захисних властивостей покриття визначають візуально. Під час огляду порівнюють ділянку покриття, на якому була розміщена крапля, з ділянкою, що не піддавалася впливу рідини, і застосовують лупу 4х-кратного збільшення.

Лакофарбове покриття вважають стійким до статичного впливу рідини, якщо покриття після випробувань відповідає вимогам технологічного регламенту. При невідповідності одного із двох зразків вимогам, випробування повторюють на подвоєній кількості зразків [21].

53

Визначення морозостійкості фарби може здійснюватися двома способами.

Метод 1. Включають холодильну камеру і встановлюють у камері температуру мінус (40±2)°С. Вимірювальний осередок повністю заповнюють фарбою. До входу і виходу вимірювального осередку за допомогою стандартних роз'ємів приєднують кабель у комплект генератора. Вимірювальний осередок розміщують у холодильній камері та витримують протягом 2 годин. Потім включають генератор електромагнітних коливань відповідно з інструкцією для експлуатації і встановлюють частоту (800±1) МГц. За внутрішнім вимірником потужності встановлюють максимальну потужність генератора (дб), підключають до генератора сполучний кабель від вимірювального осередку і реєструють показання потужності генератора.

Морозостійкість фарби визначається як відношення різниці потужності генератора до і після підключення вимірювального осередку й об'ємної частки компонентів рецептури в лакофарбовому матеріалі, крім води.

Метод 2. Металеву банку до половини заповнюють фарбою, закривають кришкою і розміщують у холодильну камеру, де витримують її протягом 6 годин при температурі мінус (40±2)°С, після чого банку залишають на 18 годин при кімнатній температурі. Цикл повторюють п'ять разів.

Потім фарбу перемішують і візуально визначають стійкість її до коагуляції, рівномірно розподіляючи фарбу скляною паличкою по скляній пластинці (випробувальне скло). Фарбу, що не піддалася випробуванню на морозостійкість, також наносять на скляну пластинку (контрольне скло). Контрольне і випробувальне скло порівнюють між собою. Фарба вважається морозостійкою, якщо після п'яти циклів заморожування - відтаювання в тонкому шарі фарби не з'явилися тверді утворення.

Умовну світлостійкість визначають за ДСТУ 21903, метод 2. Із середньої частини трьох зафарбувань вирізають по одному зразку розміром 50x50 мм. Зразок розміщують на 24 години під лампу на відстані (250±5) мм від неї. Після витримки під лампою зразок перед проведенням вимірів витримують протягом 2 годин у темному місці при температурі (20±2)°С.

Покриття вважається світлостійким, якщо не відбулося суттєвих змін кольору і не знайдено дефектів поверхні плівки. Допускається незначне пожовтіння плівки.

Час і ступінь висихання визначаються відповідно ДСТУ 19007-73. На пластину із матеріалом, відступивши від кожного боку 1 - 2 см, накладають паперовий, а на нього гумовий диски. На середину гумового диска на 60 ± 2 с установлюють гирю відповідної маси. Якщо паперовий диск не прилипає до покриття, а поверхня під ним відповідає характеристикам, зазначеним у таблиці ДСТУ, то фіксують час, необхідний для досягнення ступеню висихання 3. За результат випробування приймають час у годинах або добі, необхідний для досягнення певного ступеня висихання нанесеного на пластинку матеріалу при товщині та умовах сушіння, встановлених технічними умовами. При цьому

54

необхідний ступінь висихання вважається досягнутим, якщо із трьох паралельних визначень не менш двох відповідає характеристиці даного ступеня висихання.

Для визначення вологості лакофарбового матеріалу від середньої проби береться наваження 20 г, зважується з точністю до 0,01 г і висушується при температурі (100 ± 2)0С до постійної маси. Висушування вважається закінченим, якщо різниця між двома послідовними зважуваннями, зробленими через 30 хвилин одне після іншого, буде не більше 0,01 г.

Зручність під час нанесення визначається випробуванням у процесі виготовлення зразка: під час нанесення лакофарбовий матеріал не повинен згортатися та тягтися за кистю або шпателем.

Твердість лаків і фарб визначають за допомогою маятникового приладу відповідно до ДСТУ 5233-67. Метод заснований на визначенні відношення часу загасання коливань маятника, встановленого на лакофарбовому покритті, до часу загасання того ж маятника, встановленого на пластині з також скла розміром 90 x120 мм [22].

55

3 ВПЛИВ НА ЗДОРОВ’Я ЛЮДИНИ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

Будівельні матеріали. Джерело постійного шкідливого впливу на здоров'я людини – це світ речей, які її оточують у побуті. Будівельні матеріали, лаки, фарби, органічні розчинники, синтетичні мийні засоби, дезодоранти, зволожувачі повітря, аерозолі, численні полімери – все це відбивається на рівні захворюваності популяцій людства. Серед речовин, які виділяються будівельними матеріалами, найбільшу загрозу становлять формальдегід та азбестові мікрочастинки (таблиця 3.1). Формальдегід потрапляє в повітря переважно з деревостружкових і деревоволокнистих плит, які широко використовуються у виробництві меблів та оформленні приміщень. ГДК формальдегіду в повітрі – 0,1 – 0,12 мг/м3. Проте концентрація його в повітрі сучасних квартир у середньому становить близько 0,5 мг/м3, а в окремих випадках досягає 3 мг/м3. Формальдегід викликає кон'юнктивіти, запалення шкіри, захворювання органів дихання, має канцерогенні властивості. Азбест застосовується як ізоляційний та протипожежний матеріал і входить до складу азбоцементних труб. У вигляді мікрочастинок (діаметром близько 5 мкм) він потрапляє в повітря, а далі – в легені, спричинюючи цілий «букет» захворювань, у тому числі онкологічні.

Різноманітні органічні розчинники, лаки й фарби, дезодоранти й аерозолі мають слабкі та середні канцерогенні властивості, здатні викликати алергічні реакції, подразнення слизових оболонок, захворювання дихальних шляхів, печінки й нирок, нервові розлади (особливо це стосується метиленхлориду й тетрахлоретилену, що входять до складу деяких розчинників і зволожувачів повітря). Навіть із хлорованої гарячої води в невеликих кількостях виділяється канцероген хлороформ, а з пластмасових виробів і штучних килимових покриттів – токсичні для внутрішніх органів.

Серед шкідливих для людини хімічних і фізичних факторів такі:- шкідливі леткі речовини, розчинені в повітрі - пари розчинників фарб,

грунтовок, шпаклівок, будівельних мастик, клеїв, герметиків, компаундів, наповнювачів, в'яжучих речовин. Всього 42 хімічних з'єднання.

- шкідливі пилоподібні речовини, що містяться в повітрі приміщень і вулиці, внесені до приміщення ззовні, а також у результаті виробництва будівельних робіт. Всього 100 речовин - пиловидних забруднювачів.

- Ааустичне (шумове) забруднення в чутному людиною діапазоні, а також ультразвуковому і инфразвуковом.

- всі параметри мікроклімату, включаючи інтенсивність теплового випромінювання.

56

- випромінювання іонізуюче і не іонізуючі, поля електромагнітні, електростатичні.

- світлова середовище.

- наявність і концентрація Радону в приміщеннях [26].

Таблиця 3.1 – Відходи при виробництві будівельних матеріалівВідходи Матеріали

Шлаки чорної металургії:доменнімартенівськіферомарганцеві

Портландцемент (виробництво клінкера), портландцемент із мінеральною добавкою, шлакопортландцемент, змішані безце-ментні в'яжучі, заповнювачі для бетонів, жужільна вата, шлакоситали й т.п.

Відходи кольорової металургії: шлаки (мідеплавильних печей, нікелевого виробництва, свинце-вої шахтної плавки і т.п.);шлами (бокситний, нефеліновий, каоліновий, бокситонефельова-ний та ін.)

В'яжучі автоклавного твердіння, пісок і щебінь, портландцемент (виробництво клінкера), нефеліновий цемент, матеріали для зміцнення ґрунтів, вогнетриви, теплоізоляційні матеріали й т.д.

Золи й шлаки теплових електростанцій

В'яжучі, пористий гравій, газобетон, силікатні вироби, добавки до кераміки й т.п.

Розкривні породи: розкривні й порожні породи, хвости збагачення, флотаційні хвости

Портландцемент (виробництво клінкера), повітряне вапно, мінеральна вата, скло, пігменти, керамічна цегла, силікатна цегла, заповнювачі для бетонів і т.д.

Відходи вуглевидобутку й вугле-збагачення:коксохімічних підприємств вуглезбагачувальних фабрик, шахтні незгорілі породи

Пористий заповнювач для бетону, керамічна цегла, матеріали для будівництва доріг

Гіпсові відходи хімічної промисловості: фосфогіпс, фто-рогіпс, титаногіпс, борогіпс, сульфогіпс

Заміна традиційної гіпсової сировини

Відходи деревини й лісохімії:кора, пні, вершини, галузі, суки, +обапіл, стружки, тирса, обпилювання, лігнін, скопа й т.д.

Арболіт, фіброліт, ДВП, ДСП, столярні плити, тирсобетон, ксилоліт, фанера, щитовий паркет, дрань, лигновуглеводні деревні пластики, королит, блоки із сучків,

57

плити із цільної кори, добавки, що вигорають, пластифікуючі добавки, оздоблювальні матеріали, покрівельний картон і т.д.

Продовження таблиці – 3.1 Відходи Матеріали

Відходи промисловості будівельних матеріалів: цемент-ний пил, кам'яний пил, крихта, цегельний бій, бракований і старий бетон і т.д.

Портландцемент, заповнювачі для бетону, мінеральний наповнювач, добавки, змішані в'яжучі речовини й т.д.

Піритні недогарки Портландцемент (коригувальна добавка)Електротермофосфорні шлаки Портландцемент (компонент сировинної

суміші), ШПЦ, сульфатостійкий ШПЦ, литий щебінь, шлакова пемза, стінова кераміка (компонент шихти)

Інші відходи й вторинні ресурси:скляний бій і відходи скла,макулатура, ганчір'я, зношені шини й т.д.

Скло, наповнювач для асфальту, добавка при виробництві стінової кераміки, пористий заповнювач для бетону, покрівельний картон, ізол, фольгоізол і т.д.

3.1 Вплив матеріалів з дерева

Під час виготовлення меблів відбувається низка різних операцій – обробки деревини, які негативно впливають на природнє середовище (рисунок – 3.1). При виготовленні меблів в навколишнє середовище викидається велика кількість шкідливих речовин. Акож виготовлення меблів негативно впливає на стан здоров’я людей. Лаки, клеї, альдегіди, смоли, і т.д – їх випари негативно впливають не тільки на зовнішнє середовище, але й на стан здоров’я людей.

Основними джерелами забруднення атмосферного повітря меблевими підприємствами є опоряджувальні, клеїльно-личкувальні, фанерні та сушильні цехи, а також цехи механічної обробки деревини, виробництва деревостружкових і деревоволокнистих плит, деревної муки, котельні,ремонтно-механічні майстерні, автотранспортні засоби та ін.

Ступінь забруднення повітря визначається насамперед інтенсивністю виділення виробничого пороху, парів і газів шкідливих речовин, їх концен-трацією у виробничих приміщеннях, способом та ефективністю очищення перед викидами їх в атмосферу. Внаслідок досліджень вітчизняних науковців встановлено, що запорошеність атмосферного повітря багатьох деревообробних

58

підприємств значно перевищує допустимі концентрації з причини недосконалості технологічного обладнання, відсутності пороховловлювачів і фільтрів у системах вентиляції (наприклад, запорошеність в цехах механічної оброки деревини у середньому становить 0,5-1,5 г/м3.

Основні види шкідливих речовин, що скидаються стічними водами меблевого виробництва – формальдегід, аміак, анілін, розчинники і розріджувачі, відходи лакофарбових матеріалів, синтетичних смол, клеїв, деревні відходи тощо.

59

Рисунок 3.1 – Технологічний процес меблевого виробництва

Разом із забрудненням атмосферного повітря і водоймищ відбувається забруднення ґрунтів. Основні види шкідливих речовин, які забруднюють ґрунти меблевому виробництві – розчинники, розріджувачі, синтетичні смоли;

У процесі промислового оброблення деревини утворюється значна кількість (понад 35 %) відходів. Деревні відходи за кількістю займають одне з перших місць серед інших видів промислових відходів, але рівень їх використання в Україні поки що недостатньо високий [27].

3.1.1 Негативний вплив виробництва ДСП

Результатом технологічного процесу виробництва деревостружкових плит (рисунок – 3.2), що передбачає хіміко-механічну переробку сировини деревного походження, крім основної продукції, стала ціла низка побічних речовин та продуктів, які, залежно від особливостей конкретної технології на кожному підприємстві, частково переробляються, утилізуються і знешкоджуються, а частково скидаються в навколишнє середовище, забруднюючи його. Аналізуючи екобаланс виробництва деревостружкових плит, відзначимо, що при виготовленні 1 м3 ДСП потенційні викиди забруднюючих речовин в атмосферу складають: СО2(від спалювання природного газу, деревини або деревних відходів) – 88,76 кг, CO – 0,155 кг, СН 4 – 0,001 кг, SO2– 0,068 кг, NO – 0,464 кг, N 2O – 0,021 кг, пари – 675 кг. При цьому, не треба забувати, що парникові гази ( СО2, СН4, N2O) занесені в Кіотський протокол, до якого долучилася й Україна, а отже, зобов’язалася виконувати його положення. Таким чином, доходимо висновку, що єдиним прийнятним напрямком подальшого розвитку виробництва деревостружкових плит є практична реалізація програм так званої «екологізації виробництва» та «екологізації продукції».

Одним з основних елементів екологічної стандартизації деревостружкових плит у їх виробництві та експлуатації можна вважати показник допустимого рівня емісії формальдегіду, який має негативний вплив на навколишнє середовище, і особливо на здоров’я людини. Адже відомо, що вільний формальдегід виділяється не лише в процесі виробництва ДСП – протягом тривалого періоду часу він продовжує виділятись і з кінцевих виробів, виготовлених на основі деревостружкових плит.

За вмістом токсичних речовин (формальдегіду) деревостружкові плити поділяються на чотири класи емісії: Е0 – 0 мг у 100 г абсолютно сухої плити (сухої маси); Е1 – до 10 мг у 100 г абсолютно сухої плити (сухої маси) в країнах СНД і до 8 мг в Європі; Е2 – не більше 30 мг у 100 г абсолютно сухої плити (сухої маси) в країнах СНД і до 15 мг в Європі; Е3 – понад 30 (не більше 60) мг

60

у 100 г абсолютно сухої плити (сухої маси) в країнах СНД. В Україні випуск плит класу емісії формальдегіду Е3 заборонено з 01.01.1991 р. В Європі для виробництва домашніх меблів дозволено використовувати тільки ДСП класу емісії Е0, Е1. В Україні Е1 обов’язковий тільки для дитячих меблів, для виробництва решти видів меблів допускається використання ДСП класу Е2.

61

Рисунок 3.2 – Загальна схема технологічного процесу виробництва ДСП та його потенційного впливу на довкілля

Отже, прийнятними для експлуатації можна вважати матеріали, які відповідають класам Е0 та Е1. За кордоном в кількісному відношенні вміст формальдегіду в плитних матеріалах і фанері визначається величиною 0,1 ppm (partspermillion – частин на мільйон) або 0,125 мг/м3. Плити з виділенням не більше 0,1 ppm (0,125 мг/м3) належать до класу Е1 і дозволені для використання без опорядження. Плити з виділенням від 0,1 до 1,0 ppm (1,25 мг/м3) належать до класу Е2 і дозволяються для використання в опорядженому вигляді. Плити з виділенням понад 1,0 ppm взагалі не дозволяється виробляти [28].

3.1.2 Негативний вплив виготовлення фанери

Фанера – композитний матеріал у вигляді шаруватої клеєної деревини, що складається із склеєних між собою трьох і більше листів лущеного шпону із взаємно перпендикулярним розташуванням волокон деревини в суміжних шарах.

Кілька склеєних між собою кількох листів лущеного шпону. Зазвичай фанеру формують з 3-5 листів шпону при взаємно перпендикулярному розташуванні волокон деревини в суміжних листах. Склеювання здійснюють: синтетичними термореактивними клеями: феноло-формальдегідами, карбамідними та ін; природними клеями: альбуміновими, казеїновими та ін. Зазвичай для виробництва фанери використовують березовий шпон. Розрізняють фанеру загального та спеціального призначення. Фанера застосовують в машинобудуванні, меблевому і тарному виробництві. При виробництві фанери відбувається значне забруднення природного середовища (рисунок – 3.3). Фанеру загального призначення поділяють:

- залежно від зовнішнього вигляду шпону – на сорти,- за ступенем водостійкості клейового з'єднання – на марки: ФСФ –

фанера підвищеної водостійкості; ФК – фанера водостійка.- за ступенем механічної обробки поверхні – нешліфовану (НШ),

шліфовану з одного боку – (Ш1), шліфовану з двох боків – (Ш2).- за екологічною безпекою (за вмістом формальдегіду) – на класи емісії

[29].

3.2 Вплив матеріалів з бетону

Бетон впливає на людину і навколишнє природу з самого моменту його виготовлення, в ході експлуатації конструкцій з нього і навіть після закінчення термінів його експлуатації.

62

Конструкції з бетону виконують, перш за все, захисну роль як для людини, так і для навколишнього середовища, ніж людство давно й успішно користується.

63

Вихідні ресурси Технологічний процес Побічні речовини та продукти

Фанерний кряж, електроенергія

Тирса, торцеві зрізи

чурак

електроенергія кора

вода, теплова енергія ( t = 30 – 40 оС) Тепло пара

Прогріті чураки

електроенергія «олівці», шпонрванина (26-29 %)

Лущений шпон

Електроенергія, теплова енергія

Тепло, пара

Сухий шпон

Клей, електроенергія Залишки шпону, пари клею

шпон

Пари клею ( формальдегід), аміак, фенол, діоксид азоту,

оксид вуглецю

Клей ( СФЖ-3014 тощо), хлористий амоній

Електроенергія, теплова енергія (t= 80- 90 оС, р=1.8÷

2.0 МПа)

Пари клею, формальдегід

Пари клею, формальдегід

Пари клею, формальдегід

електроенергія Відходи (обрізки), пил, шум

Поперечний розкрій сировини

Окроювання деревени

Гідротермічна обробка деревени

Лущення шпону

Сушіння шпону

Обрізка шпону, шпононалагодження,

ребросклеювання

Нанесення клею на шпон

Набір пакетів, підсушування

пресування

Охолодження ( технологічна витримка)

Обрізка, шліфування

Налагодження, сортування

64

Рисунок 3.3 - Технологічний процес виготовлення фанери клеєноїНавколишнє середовище, в свою чергу, часто робить досить шкідливий

вплив на бетон, з чим людству також доводитися рахуватися і приймати відповідні заходи щодо його захисту. У чому ж полягає негативна роль бетону в його взаєминах з людиною і природою?

У процесі виготовлення бетону людина піддається впливу лугів і хроматів, що містяться в цементі. Це явище відоме і з ним досить успішно борються, запобігаючи контакту бетонних та розчинних сумішей з шкірою рук і очима людини в ході його роботи.

Але є ще шум і вібрація, причому їх вплив на працюючих і на людей, що знаходяться в зоні виготовлення бетону, по-різному. У багатьох країнах законодавцями встановлені допустимі нормативи шуму для житлових і промислових зон як у денний, так і в нічний час. У Швейцарії, наприклад, у житловій зоні шуму не повинен перевищувати 55 дБ в денний і 45 дБ в нічний час. Розроблено багато заходів технічного характеру щодо зниження рівня шуму та вібрації, однак найбільш ефективним заходом стало порівняно недавній винахід так званого самоуплотняющегося бетону, розробленого в Японії з метою значного підвищення його якості, усунення вібрування при укладанні, підвищення культури, безпеки і привабливості праці будівельних робітників і зниження шкідливого впливу процесів бетонування на навколишнє середовище.

Конструкції, виготовлені з бетону, як правило, досить стабільні в часі і не надають в ході їх експлуатації шкідливого впливу на навколишнє середовище, в тому числі на питну воду. Більш того, конструкції з бетону часто служать, як уже згадувалося, як захист від радіації і шкідливих хімічних впливів, виконуючи роль так званого іммобілізатор і стабілізатора.

Однак у деяких випадках бетони можуть бути джерелами забруднення середовища при виділенні їх них деяких неорганічних елементів, у тому числі солей важких металів.

Сучасна людина, особливо в містах, проводить майже 90% свого часу в приміщеннях, тому якість середовища всередині приміщення є дуже значущим чинником. При цьому слід враховувати, що зміна повітря в сучасних вельми теплоізольованих приміщеннях знизилася тільки за останні роки з 1 до 0,3 циклу/годину. Бетон в житлових будинках представлений конструкціями, що містять цемент, крупний і дрібний заповнювач, арматуру і добавки. Природно, що найбільш імовірним джерелом летючих виділень можуть бути хімічні добавки, що містяться приблизно в 50% від усього виробленого в світі бетону. Відомі до сьогоднішнього дня експериментальні дані показують, проте, що роль бетону в загальній кількості містяться в повітрі приміщень летючих речовин мізерно мала.

Окремо розглянуто питання радіаційного випромінювання будівельних матеріалів, які іменують «природного радіацією». Концентрації радіоактивних нуклідів в різних матеріалах, у тому числі і для компонентів бетонної суміші

65

представлені у вигляді таблиць. Оцінка допустимої дози радіації оцінюється представленими емпіричними формулами. У цьому ж розділі Бюлетеня розглянуті проблеми екологічності різних приміщень з точки зору випромінювання і накопичення природного газу радону [30].

Існує думка, що залізобетонні конструкції, що захищають змінюють магнітне поле в приміщеннях, що може позначатися на здоров'ї людей. Однак спеціальними дослідами ніякого (позитивного чи негативного) впливу на людину наявність сталевої арматури та інших готових металевих трубопроводів в огороджувальних конструкціях не виявлено.

Хто має більш ніж 100-річну історію досвід широкого використання бетону в будівництві не виявив в цілому відчутного впливу на життя людини, однак дедалі зростаючу кількість техногенних відходів, які використовуються в якості заповнювача для бетону все-таки вимагає постійного вивчення цього питання.

Вплив технології збірного залізобетону та його застосування в будівництві значно більше біопозітівно. Такий бетон виготовляється в закритих приміщеннях і цей процес досить легко контролюється. Цілком природно, що збірний бетон в силу його більш високої якості є більш надійним і довговічним, більш економічним по витраті матеріалів і енергії, може використовуватися повторно в ході реконструкції споруд, має більш привабливий зовнішній вигляд і т.д. Порівняльні випробування, проведені в Нідерландах при зведенні перекриття будівлі зі збірних пустотних плит та монолітного перекриття показали, що по витраті бетону, арматури, енергії і кількості відходів, що утворюються збірні плити значно більш економічні і споживають на 40% менше бетону і на 50% менше сталі

Збірний бетон, як і монолітний, має низку недоліків, серед яких, наприклад, великий власний вага, відходи, які утворюються при виготовленні конструкцій (близько 100кг при виробництві 1 м3 продукції). Але утилізація цих відходів в заводських умовах значно спрощена.

Особливий інтерес представляють дані про теплоенергетичному ефекті бетону. Не даремно деякі фахівці дали йому назву «акумулятор енергії». Теплоємність його складає величину близько 2400 кДж/кг·К. Стандартна квартира включає в себе близько 30 м3 бетону, що означає збільшення теплової енергії на 70 мДж при збільшенні температури навколишнього повітря на 10 оС.

В даний час більше 30 гравітаційних нафто-і газодобувних платформ з високоміцного бетону обсягом від 10 до 250 тис. м3 кожна знаходяться в різних регіонах Північного моря на глибинах від 40 до 300 м. У відповідності з міжнародним угоди країни-власники платформ зобов'язалися видалити їх з шельфу після закінчення експлуатації. Затоплення в море або залишення платформи цілком або частково в море цією угодою заборонено [29].

66

3.3 Вплив матеріалів з пластику

Багато виробів із пластику містять небезпечні хімікати, які можуть негативно впливати на навколишнє середовище, а також впливати на здоров`я.

3.3.1 Хімічні сполуки, які виділяються в процесі реакцій полімерів

Стирол – найбільш сильно розповсюджений, оскільки є основною сировиною у виготовленні пластикового посуду. Перебуваючи в газовому стані викликає подразнення слизових оболонок, яке може провокувати гострі тимчасові або хронічні запальні процеси в ротовій порожнині.

Формальдегід – канцерогенна речовина, що при регулярному потраплянні в організм людини викликає побічні ефекти у вигляді погіршення або втрати зору, викликає дисфункцію печінки і її цироз.

Діоксин – стійка отруйна речовина, що за своєю хімічною формулою неймовірно швидко проникає до рецепторів живих організмів, придушує або змінює їхню функціональну активність. Діоксин придушує здатність організму до імунітету та приводить до порушення процесів поділу клітин, провокує розвиток онкологічних захворювань, знижує рівень репродуктивної функції та призводить до безплідності та імпотенції. Діоксин попадає в організм при контакті зі шкірою, повітряно-краплинним шляхом у процесі горіння або нагрівання. З організму практично не виводиться та накопичується роками в жирових клітинах.

Фосген – отруйна речовина, що використовувалася в період першої світової війни. Отрута приводить до набряку легенів, порушенню роботи альвеол, людина задихається. Зовсім невелика кількість цієї отрути, що потрапила в організм людини повітряним шляхом, може привести до летального результату.

Бісфенол А – досліджений вплив цього токсину на піддослідних тваринах. Виявлено ряд гормональних відхилень. Концентрація цієї речовини в тілі людини більш висока, ніж у тварин.

Поліетилен, полістирол, полівінілхлорид, поліетилентерефталат - це основні види з'єднань, використовуваних у виробництві виробів з полімерів. Самим небезпечним є полівінілхлорид (ПВХ). Для підвищення стійкості ПВХ у тепловому та світловому старінню в нього вводять стабілізатори. Це з'єднання свинцю, барію, кадмію, оловоорганічні з'єднання, аміни. З метою додання еластичності в композиції ПВХ додають ще пластифікатори, з яких найбільш відомі – ефіри фталевої та фосфорної кислот [29].

Деякі компоненти пластмас, які застосовують для виготовлення оточуючих нас предметів (побутових приладів, косметики, пакувальних матеріалів) також можуть бути небезпечні для дітей, особливо хлопчиків. Особливе занепокоєння викликає пластифікатор DENP.

67

Експерименти на пацюках із цією речовиною показали негативний вплив його на потомство – чоловіча частина потомства страждає порушенням сперматогенезу, що позначається на їхній репродуктивній здатності.

Багато пластику, що міститься у виробах, таких як косметика, лак для нігтів, волосся, товари для будівництва та ремонту (наприклад, покриття для підлоги), містять фталати. Фталати відіграють роль стабілізаторів виробів із ПВХ, у тому числі для дитячих іграшок і пакувального матеріалу.

У США, серед дорослого населення, була виявлена висока концентрація фталатів у жінок репродуктивного віку. Дослідження на тваринах знову показали, що фталати здатні змінювати в організмі функцію гормонів, що може бути причиною появи різних дефектів, що виникають при вагітності. Дія цих хімікатів не обмежується поразкою нирок і печінки, вони можуть сприяти також розвитку раку.

Поки ніхто не може сказати, яка кількість «пластикової отрути» може завдавати шкоди людині, однак, поза всяким сумнівом, нічого гарного для людини не принесуть багато виробів із пластмаси.

Сучасний пластик становить серйозну проблему в екологічному масштабі. У зв'язку з вищевикладеним, з'являються повідомлення про одержання біодеградабельних пластмас, які руйнуються за допомогою мікроорганізмів. Такі пластмаси використовуються для виготовлення одноразового посуду та тари. Відзначимо в цьому зв'язку, що перший біодеградабельний пластик був створений італійською хімічною компанією «Ферузі» в 1989р. Такий пластик був зроблений з поліетиленової тканини, що містить порожнечі, які заповнені кукурудзяним крохмалем у кількості від 10 до 50%, Мікроорганізми руйнують пластик до оксиду вуглецю та води протягом півроку. Пластики, засновані на крохмалі, розроблені в Австралії та Великобританії, У Німеччині отриманий пластик на основі олії, овочів і безпечний для середовища перебування. Почали робити біодеградабельні пластики в США і Японії [30].

3.4 Вплив металу на здоров'я людини

Більшість металів, та їх сплавів, які використовуються для будівельних матеріалів не є шкідливими для здоровя людини. Проте є і такі які досить згубно впливають на здоровя людей, а саме:

- Мідь. При малих концентраціях можливі анемія і захворювання кісткової системи, а надлишок цього елемента таблиці Менделєєва вражає печінку , викликаючи жовтяницю;

- Свинець. Пари цього металу можуть призвести до пошкодження центральної нервової системи, серцево-судинної системи, порушення репродуктивної функції, пошкодження гематологічної системи і нирок. Коли свинець потрапляє в організм у великих дозах, він може бути токсичним;

68

- Олово саме по собі в чистому вигляді ніколи не застосовувалося в архітектурі. Зазвичай його використовували в сплавах, наприклад, з міддю для утворення бронзи, а також для покриття більш жорстких металів, наприклад, луджена заліза сталі: при покритті листового заліза оловом якраз і виходила жерсть. З неї зазвичай робили броню, але іноді використовували і як покрівельне покриття. В кінці XIX століття в моді були стелі з рельєфною металевої плитки, що називалися «олов'яними», хоча насправді вони найчастіше виготовлялися з фарбованого листового заліза або сталі [26].

3.5 Вплив фарби на здоровя людини

Всі фарби, використовувані при ремонті приміщень, поділяються на водо-емульсійні фарби і фарби на основі розчинників. Водоемульсійні фарби високої якості не представляють небезпеки для людини. Фарби, що містять розчинники можуть бути дуже небезпечні для здоров'я людини і навколишнього середовища. Саме розчинники, потрапляючи в організм через дихальну систему, шкіру або травний тракт, можуть завдати серйозної шкоди.

Необхідно дотримуватися всіх заходів безпеки при роботі з такими фарбами, дотримуватися прописаних на упаковці концентрацій. Інакше вплив токсичних компонентів фарби можуть призвести до таких наслідків, як:

- Подразнення слизових оболонок очей, носоглотки, шкіри- Ураження дихальних шляхів- Запаморочення і головний біль, нудота, блювання- Розлади нервової системи- Канцерогенні впливи- Порушення в роботі внутрішніх органів (печінка, нирки, кровотворна

система).При тривалому впливі можуть виникнути не тільки такі ускладнення, як

дерматит або астма, а можливий навіть летальний результат. Випари розчинників особливо небезпечні для дітей і людей похилого віку [23].

69

4 УТИЛІЗАЦІЯ ТА ПЕРЕРОБКА БУДІВЕЛЬНИХ ВІДХОДІВ

Із підвищенням будівельно-інвестиційної діяльності у великих містах нашої країни різко збільшилась потреба у вільних площах під забудову. Одним із варіантів вирішення проблеми дефіциту землі є руйнування старих будівель, що не перебувають в експлуатації та займають значні території. Проведений аналіз свідчить, що на території промислових зон, військових частин знаходиться величезна кількість будівель, які потребують реконструкції чи руйнування з метою звільнення території.

Крім того, на українському ринку спостерігається зростання інвестицій у будівництво гуртових торгових мереж, супермаркетів, торговельно-офісних центрів, складських приміщень, промислових цехів для нових виробництв. Дуже часто реставрація старих будівель є економічно доцільною, в інших випадках проводиться їх майже повне руйнування для нової забудови. Враховуючи надійність старих будівель та їх фундаментів, які зводились у радянські часи, руйнувати такі об’єкти доволі складно. Окрім того, в результаті руйнування утворюється величезна кількість будівельного сміття, яке потрібно утилізувати.

Друге джерело утворення будівельних відходів – це матеріали, які утворюються під час спорудження нових будинків. Проведений аналіз новобудов показав, що під час зведення 100-квартирного будинку утворюється в середньому 15…20 т твердих відходів, основну масу яких становить бита цегла, залишки затверділого бетону та будівельного розчину, дроблений гіпсокартон, брак стінових блоків з керамзитобетону, ніздрюватих бетонів, пінопласт та мінеральна вата.

Третє джерело – відходи промисловості будівельних матеріалів. Наймасовішими тут є відсіви щебеневих кар’єрів, склобій, цегла у вигляді браку, браковані залізобетонні конструкції, відпрацьовані гіпсові форми керамічних заводів тощо.

До будівельних відходів належать також тверді продукти, що утворюються під час реконструкції доріг. Якщо деяка частина старого асфальтобетону використовується повторно, то дроблений бетон з дорожнього покриття найчастіше звозиться на звалища.

Загалом усі будівельні відходи складаються з таких продуктів, як: бетон та залізобетон, цегла, метал, ґрунт, пісок, забруднений глиною, сантехкераміка, дерево, скло, гіпсокартон, пластмаса, асфальтобетон. За оцінками дослідників, за масовим вмістом 52 % будівельних відходів становить бетон та залізобетон, 32 % – кам’яні стінові матеріали (цегла, стінові блоки, піно- та газобетон), 8 % – відходи асфальту та будівельних розчинів, 4 % – відходи металів, 2 % – відходи дерева та пластмас, 1 % – керамічні вироби (сантехнічна кераміка, керамічна плитка), 1 % – гіпсокартон, скло та інші відходи.

Особливої актуальності проблема будівельних відходів в Україні набуває у зв’язку з тим, що в найближчі 5–10 років вичерпується термін експлуатації

70

так званих «хрущовок», які були масово побудовані у 50–60 рр. минулого століття. Досвід Росії та інших республік колишнього Радянського Союзу свідчить про недоцільність реконструкції таких будинків. Тобто усі вони в найближчому майбутньому підлягають зносу і відповідно виникає проблема будівельних відходів такого процесу. Так, від однієї стандартної «хрущовки» утворюватиметься в середньому 3000 м3 будівельних відходів. Кількість таких будинків, що підлягають знесенню, становить в Україні кілька десятків тисяч, адже в нашій державі майже кожний четвертий громадянин проживає у «хрущовці». Процес переробки будівельних відходів є доволі затратним. За розрахунками російських фахівців зношення, вивезення та переробка будівельних відходів коштують в середньому 80…100 у.о. за 1 м3 . Однак слід враховувати, що, крім затрат під час їх переробки, можна отримати прибуток у вигляді вторинних матеріалів: щебеню, металобрухту, дрібного силікатного відсіву, висококалорійної органічної сировини.

Саме за допомогою переробки будівельного сміття друге «життя» знаходять багато матеріалів - це і деревина, і коріння викорчуваних дерев, і залізобетонний лом, і пластик, і скло, і старі шини, також цегельний бій і багато інших матеріалів [31].

4.1 Процес переробки будівельних відходів

Отримання бетонного щебеню, дрібнозернистих відсівів та їх повторне використання є заключною стадією замкненого циклу переробки бетонних і залізобетонних відходів – «зношення – вивезення – переробка – реалізація». Цій стадії передують ще кілька, які не менш важливі для забезпечення якості вихідної продукції.

На першій стадії проводиться підготовка будівлі до зносу. Для цього з від'єднаного від комунікацій та електроживлення будинку демонтують столярні вироби, лінолеум, паркет, труби, м'ягкий дах та інші елементи, виготовлені не з бетону. Після такої підготовки від будинку залишається фактично лише каркас із бетонних, залізобетонних та цегляних елементів. Однак навіть після такої підготовки в елементах будинку міститься ще близько 20 % будівельного сміття, яке важко відділити від бетону і яке знижує якість бетонного щебеню: утеплювач, гіпсобетонні перегородки, шлакобетонний наповнювач панелей, стара сантехніка тощо.

Друга стадія передбачає демонтаж збірних та руйнування монолітних елементів з подальшим сортуванням за розмірами і транспортуванням у місця утилізації. Демонтаж і руйнування проводять з використанням спеціальної будівельної техніки, алмазних пил, бурильних агрегатів та невибухових розширних цементів.

Третя стадія – подрібнення бетону, залізобетону та цегли з подальшою класифікацією отриманої суміші. В результаті класифікації отримують щебінь, метал, деревину та пластик. Усі ці матеріали можуть бути утилізовані з

71

отриманням вторинної продукції. Щебінь розділяється на фракції 10–20, 20–40, 40–80 мм та використовується як заповнювач під час виготовлення бетону та залізобетону. Відсів з розмірами частинок менше 5 мм доцільно використовувати як наповнювач для виготовлення ніздрюватих бетонів та будівельних розчинів. Відходи деревини використовуються переважно для отримання тепла. Відходи металів після класифікації передаються підприємствам з переробки вторинних металів для переплавлення та виготовлення вторинної продукції.

Третя стадія – подрібнення бетону, залізобетону та цегли з подальшою класифікацією отриманої суміші. В результаті класифікації отримують щебінь, метал, деревину та пластик. Усі ці матеріали можуть бути утилізовані з отриманням вторинної продукції. Щебінь розділяється на фракції 10–20, 20–40, 40–80 мм та використовується як заповнювач під час виготовлення бетону та залізобетону. Відсів з розмірами частинок менше 5 мм доцільно використовувати як наповнювач для виготовлення ніздрюватих бетонів та будівельних розчинів. Відходи деревини використовуються переважно для отримання тепла. Відходи металів після класифікації передаються підприємствам з переробки вторинних металів для переплавлення та виготовлення вторинної продукції.

Переробка окремих відходів, як, наприклад, лінолеуму чи м'яких покрівель, супроводжується виділенням значної кількості токсичних газів, що вимагає влаштування складних очисних споруд. Тому доцільним є їх подрібнення та спалювання у цементних печах, де за рахунок високих температур (1300…1450 оС) відбувається їхнє повне розкладання на нетоксичні складові та згоряння з виділенням додаткового тепла [32].

Скло та його відходи у вигляді склобою можуть передаватись на переробку відповідним склопродукуючим підприємствам.

Відходи будівельної індустрії у загальній масі належать до 4 класу небезпеки, вони багатотоннажні і займають великі площі під складування.

У великих містах за своїм обсягом будівельні відходи перевищують комунальні. Проблеми будівельного сміття виникають не тільки під час нового будівництва, але й на багатьох підприємствах під час реконструкції виробництв. Сьогодні питання переробки відходів будівельного комплексу є доволі актуальним і полягає у тому, що перші будинки великопанельного будівництва мають термін капітальності 50 років і в найближчому майбутньому виникне проблема зносу житла.

4.2 Утилізація відходів виробництва будівельних матеріалів

При видобуванні сировини для цементної і вапняної промисловості, гірських порід для щебеню, облицювального і стінного матеріалу та інших будівельних матеріалів утворюються розкривні й вміщаючі породи, які водночас видобувають, та характеризуються великою неоднорідністю складу.

72

Використовують їх, як правило, для планувальних робіт, рекультивації порушених земель, спорудженні насипів і т. д.

При видобуванні облицювального каменю, переробці на щебінь гірських порід, виробництві вапна, цементу утворюються відходи у вигляді відсіву і негабариту. Основна маса цих відходів придатна для переробки на щебінь, пісок, кам'яну муку [33].

Відходи виробництва будівельних матеріалів використовують в технологічному процесі, де вони утворюються як добавки до сировини або напівфабрикатів. У промисловості, будівництві, міському господарстві утворюються великі об'єми битого скла, битого посуду, ламп розжарювання, медичних ампул і т. д. Основний напрямок утилізації склобою – повернення його до технологічного процесу.

Підготовка склобою до використання полягає в подрібнюванні, видалянні металевих включень за допомогою магнітних установок, митті, сортуванні. Собівартість скломаси із склобою в 6 разів нижча, ніж з кварцового піску.

Бите скло використовують також у виробництві тепло- і звукоізоляційних матеріалів, зокрема – скловолокна.

З порошку скляного бою, шляхом спікання з газоутворювачами при температурі 800-900° С, отримують піноскло. Його добре пиляти, свердлити, шліфувати, воно володіє високою водо- і морозостійкістю. Цей матеріал можна застосовувати як теплоізоляційний для теплових мереж при безканальній прокладці, в конструкціях холодильників, судах- рефрижераторах, хімічних фільтрах.

На основі розбитого тарного та будівельного скла виготовляють пористий заповнювач — гранульоване піноскло. Воно може бути використане для виробництва теплоізоляційних легкобетонних плит.

У суміші з пластичними глинами скляний бій може служити основним компонентом керамічної маси, для виготовлення облицювальної плитки й цегли.

Розбите скло застосовують також як декоративний матеріал в кольорових штукатурках, мелене скло — як присипку по масляній фарбі, для виготовлення наждачного паперу.

Великі об'єми відходів складають некондиційні, браковані бетонні й залізобетонні вироби, а також конструкції, що утворюються при знесенні будівель, залишки бетону на будівельних майданчиках. Переробки цих відходів полягає в руйнуванні конструкцій за допомогою спеціального устаткування, вилученні арматури (металу), дробленні, фракціонуванні, промиванні. Роздрібнений і просіяний бетон використовують як крупний заповнювач замість щебеню при виробництві бетону. Значна кількість керамічного бою утворюється на керамічних підприємствах і будівельних майданчиках. Бій глиняної цегли використовують після дроблення як щебінь в загальнобудівельних роботах і при виробництві бетону [34].

73

4.2.1 Використання перероблених будівельних відходів

Бетон, перероблений в щебінь, служить для засипки боліт і котлованів, а також для створення тимчасових доріг. Щебінь використовують на будівництвах, при засипці котлованів, які залишаються після знесеної будівлі. Асфальт повторно застосовують у будівництві доріг, але спочатку його термічно обробляють при дуже високій температурі. Арматура так само повторно використовується в будівництві, крім цього її використовують ще в багатьох випадках.

Будівельним сміттям засипають болотисті місцевості.Завдяки переробки будівельного сміття такі матеріали, як скло, пластик,

залізобетонний лом, деревина, цегляний бій і інші, отримують нове життя.Особливою популярністю серед матеріалів, які можна переробляти,

користуються бетон, тріска і арматурна сталь.При вторинному використанні будівельних матеріалів значно

заощаджуються кошти. Відсутні витрати на транспортування. Не потрібно платити за дозвіл на утилізацію (поховання) сміття на звалищі.

Після переробки будівельного лому переважно отримують таке процентне співвідношення матеріалів:

- щебінь, фракційний бетон, гранітний відсів приблизно 70 %; - уламки цегли і каменю приблизно 25 %;- металевий лом приблизно 5 %. [35]У світовій практиці близько 90 % відходів будівельного виробництва

піддаються переробці і повторному використанню. Із залишків цегляних і залізобетонних конструкцій отримують високоякісний вторинний щебінь різних фракцій, який застосовується у спорудженні будинків, доріг, створенні інженерної інфраструктури, під час виготовлення бетону, спорудження і ремонту залізничних шляхів, при роботах з благоустрою територій, рекультивації земель.

Вторинний щебінь може повноцінно замінити від 20 до 60 % від загального обсягу гранітного щебеню залежно від типу проекту будівництва. Це значно скоротить витрати на придбання дорогих будівельних матеріалів (до 40 %), оскільки за високотехнологічних методів переробки якість вторинного щебеню мало поступається природному. Вторинний щебінь широко використовується як заповнювач для бетону. Вартість такого за- повнювача у два рази дешевша, ніж щебенів, крім того, під час готування бетону на такому заповнювачі потрібно на 25 % менше в'язкого. З огляду на те, як заповнювач бетону вико- ристовується тверда фаза різних фракцій, то можна говорити про фактично безвідхідну технологію. Сьогодні основним критерієм оцінки доцільності переробки і утилізації відходів, що утворюються під час будівельно-демонтажних робіт, є економічна ефективність їхнього повторного використання [36].

74

5 ЕКОЛОГІЧНО ЧИСТИЙ БУДИНОК, ЯК АЛЬТЕРНАТИВА ЗВИЧАЙНИМ БУДИНКАМ

Все більше людей сьогодні замислюється про те, щоб побудувати екологічно чистий будинок, найбільш сприятливий для проживання в ньому, і знаходитися в гармонії з навколишньою природою.

Саме тому будинок з дерева зараз так стрімко входить в моду, знаходить все більше своїх прихильників. Одним з найбільш поширених матеріалів, з яких здійснюється сьогодні будівництво дерев’яних будинків, це – профільований брус (рисунок 5.1). Дерев'яні будинки – прекрасний спосіб, щоб відновити баланс. Екологічно чисті, при цьому дуже міцні, ці будинки мають ідеальний мікрокліматом, що дозволяє уникнути небезпеки поширення через повітря хвороботворних мікробів. Це ще раз підтверджує той факт, що дерев'яні будинки є зразком високоякісного житла, найбільш відповідного здоровому способу життя. І все це завдяки природним властивостям будівельного матеріалу – дерева. Сучасні види додаткової обробки дерева роблять його ще більш затребуваними на будівельних майданчиках. Протипожежна обробка робить дерево стійкішим до вогню, а антикорозійна – захищає його від гниття й усіляких видів грибка або цвілі. Дачні будинки з бруса сьогодні можна побачити практично в кожному дачному селищі, поряд з традиційними зрубами і будинками з інших матеріалів.

ДСП і ПВХ в будинку не місце. Вони агресивні, тобто виділяють токсичні речовини – фенол, бензол і формальдегід. «Фонять» литтєвий мармур, вінілові шпалери, базальтова вата, яку використовують в якості теплоізолятора.

Для створення дружнього клімату в будинку використовуйте натуральні матеріали – дерево, папір, скло, гіпс, фаянс. Стіни можна покривати глиняного штукатуркою, на поли класти паркет або лінолеум з деревної муки, на кухні та у ванній кімнаті використовувати кахель і керамограніт, які добре миються і не накопичують бруд.

Звичайні пластикові вікна порушують повітрообмін в будинках. У них, на відміну від дерев'яних, немає щілин, а вентиляція в старих будинках влаштована так, що ці самі щілини потрібні для створення правильних повітряних потоків усередині будинку.

Втім, в пластикових вікнах для циркуляції повітря виготівники зазвичай передбачають можливість "мікропровітрювання". Але цією функцією чомусь багато нехтують. Дешевий варіант вирішення проблеми – зробити в стіні над батареями наскрізні отвори на вулицю. Але набагато краще ставити дерев'яні вікна – є маса прекрасних варіантів склопакетів в дерев'яних рамах. По зручності і дизайну вони не поступаються пластиковим, при цьому дерево «дихає», тобто пропускає повітря в квартиру.

75

Рисунок 5.1 – Екологічно чистий будинок з дерева

      Найбільш екологічні шпалери – паперові. Дешево і сердито, збирають пилу по мінімуму. Зараз популярно обклеювати стіни рослинними шпалерами – з трав, бамбука і водоростей. Вони «дихають», тобто не порушують повітрообмін, цікаві на дотик і радують око. Щоб на них не накопичувалася пил, їх обробляють антистатиками.

Є шпалери, які роблять з кори коркового дуба. Вони гарні в першу чергу тим, що в пробці не селяться шкідливі бактерії і грибки, плюс такі шпалери – відмінна звуко-і теплоізоляція. Погодьтеся, відсутність шуму в будинку – це теж дуже екологічно.

Задушливий запах звичайної фарби пояснюється тим, що в неї додають багато всього зайвого з точки зору екології. Токсичні розчинники, барвники, смоли, миш'як, що додає фарбі ядреная відтінки, які будуть довго «фонить» через роки після ремонту. Зараз на ринку з'явилися альтернативні – гіпоалергенні – фарби. Вони не пахнуть, в їх складі до мінімуму зведено кількість токсичних елементів, не використовуються продукти нафтопереробки. Колір їм надають нешкідливі мінеральні пігменти зразок оксиду заліза. Серед компонентів – бджолиний віск, евкаліптова і лавандова олія. Стіни, пофарбовані такою фарбою, ледь вловимо пахнуть квітами і травами.      До речі, гіпоалергенними можуть бути не тільки фарби, але і лаки, шпаклівка і т. д. При покупці уважно вивчайте етикетки.

При будівництві або ремонті варто передбачити установку на стояках фільтрів для води – грубої і тонкої очистки. Фільтри грубої очистки відфільтровують дрібне сміття на кшталт піщинок. Це, до речі, на користь

76

побутовій техніці – пральним та посудомийних машин. «Тонкі» фільтри очищають воду від бактерій, вірусів і шкідливих домішок, у тому числі хлору і солей важких металів.

Вбудовані системи очищення повітря не тільки ефективно очищують потрапляють в будинок з вулиці повітря, а й виконують роль кондиціонера – регулюють температуру повітря в приміщенні [37,38].

5.1 Різновиди екологічних будинків Існують різні варіанти каркасу екологічного будинку, наприклад:

1. Будинки з колод ( рисунок 5.2). Стіна з колод товщиною в півметра забезпечує хорошу теплоізоляцію, а значить – комфорт і низькі витрати на опалення. Річні кільця з північної сторони дерева більш щільні, з південної - більш пухкі. Значить, колоду більше прослужить, протидіючи зовнішнім стихіям своїм більш щільним північним боком, а вбирати і відводити шкідливості буде краще з внутрішньої сторони своїм більш пухким південним боком. Зимова рубка корисна тому, що хвойні в цю пору містять смолу більш густої консистенції, довше оберігає стовбур від гниття.

Рисунок 5.2 – Будинок із колод

2. Будинки з очерету та соломи. Крім деревини до числа "заповітних" матеріалів належать, наприклад, очерет і солома, з яких робили і стіни, і покрівлі жител. Два і більше покоління тому більшість сімей в Російській Імперії і в СРСР жили в дерев'яних рублених будинках під драночнимі, очеретяними або солом'яними дахами (рисунок 5.3). Звичайно, виникає питання про вогнестійкість даного типу жител, що добре всім нам знайоме з кадрів трофейної кінохроніки епохи Великої

77

Вітчизняної війни, в яких демонструвалося, як легко спалахували солом'яні покрівлі, варто було тільки піднести до них палаючий смолоскип. Така легкість була б неможлива сто-двісті років тому, оскільки правильно зроблену солом'яну або очеретяну дах дуже важко підпалити. Можна навіть сказати, що вона практично не горюча, але для того, щоб її зробити такий, потрібно дотримати старовинну технологію просочення покрівельних матів або снопів рідким глиняним розчином – екологічним, довговічним і дешевим антипиреном, на відміну від сучасних хімічних засобів протипожежного просочення, отруйних, дорогих і вимагають відновлення кожні три-п'ять років.

Рисунок 5.3 – Будинок із соломи

Технологія пристрою очеретяної покрівлі має свої нюанси, в тому числі скрупульозного дотримання дійшли з глибини століть секретів ремесла. У їх числі, наприклад, дотримання ухилів скатів даху не менше 40-45 градусів і виконання правил заготівлі очерету, який косять взимку по льоду, вибираючи рослини однорічного віку зі стеблами, що мають товщину 4-8 мм. Їх пов'язують в снопи діаметром близько 30 см і зберігають під навісом до початку робіт. Найкращими вважаються снопи з каліброваного очерету із стеблами приблизно рівного діаметру. Сучасна покрівельна технологія полягає в викладанні очеретяних снопів на підготовлену кроквяну систему, тобто накриту суцільним дощатим настилом або латами з кроком не більше 40 см. Снопи розташовують горизонтальними рядами з кроком, що повторює крок обрешітки, вирівнюють за допомогою спеціальної лопатки і прив'язують оцинкованої або нержавіючої в'язальної дротом діаметром 4-6 мм. Кожен шар очерету змочується традиційним надійним антипиреном – рідким глиняним розчином.

78

У нашому кліматі товщина очеретяної покрівлі повинна бути не менше 30 см, з яких активно працює, тобто намокає і висихає, тільки близько 5 см. Термін служби правильно виконаної очеретяної покрівлі – не менше 50 років, хоча існує західний приклад, коли в Лондоні будинок з очеретяним дахом простояв без ремонту більше 2 століть. Дах був практично вся покрита товстим моховим килимом, але не втратила здатність відводити воду і зберігати тепло. На матеріалі в ті часи, мабуть, не економили і, незважаючи на м'якийлімат, товщина тростинного шару була більше півметра [39,40]. 3. будинок з цегли. Будинки з цегли десятки років будуть зберігати тепло, приносити затишок їх господарям. Цегляний будинок — споруда, яка цілком може передаватися в спадщину протягом життя декількох поколінь, як мінімум протягом 100-150 років (рисунок – 5.4).

Рисунок 5.4 – Екологічно чистий будинок з цегли

Просторий цегляний будинок, не дивлячись на архітектуру, без тіні сумніву можна назвати фамільним будинком. Застосування сучасних теплоізоляційних матеріалів дозволяє впроваджувати ефективну технологію утеплення будинку. Утеплення стіни будинку, збудованого за такими технологіями, відповідає за тепло втрати звичайної цегляної стіни товщиною 2 метра.

Звичайна стіна з цегли товщиною 510 мм вже не проходить за сучасними теплотехнічним нормам наших широт. Щоб досягти необхідного опору теплопередачі стіни, сьогодні необхідно або робити її товщиною 610 мм, або утеплювати. Утеплення виконується двома способами: зсередини і зовні.

79

Хотілося б перелічити основні переваги цегляних будинків:- довговічність;- низька схильність до атмосферних впливів;- не схильність до біологічних факторів;- висока міцність конструкції;- високий ступінь захищеності від загоряння. Інші види Екологічних будинків. Екологічні будівельні матеріали

дозволяють знизити негативний ефект від людської діяльності на навколишнє середовище. У списку «зелених» будматеріалів так само значаться: цеглини з обпаленої глини, бамбук [41].

5.2 Проект екологічно чистого будинку

Для будівництва екологічно чистого будинку ( рисунок 5.5) потрібно використовувати місцеві, низькозатратні, за методами їхнього видобутку будівельні матеріали. Вони повинні бути легкими при перевезенні і переробці. Монтаж таких матеріалів проводиться без залучення важкої, дорогої техніки. Тепло – гаряче водопостачання і електрику для будинку потрібно забезпечити за рахунок сонячної енергії.

При будівництві екологічного будинку краще робити буронабивний фундамент. Він дешевший, не вимагає утеплення, і не потрібно рити траншеї під нього.

Монтувати стіни каркасним способом. Ці роботи можуть проводиться за будь-якої погоди. Зведення каркаса будинку займає не багато часу. Каркас можна робити з дерева, металу та залізобетону. Заповнюючи порожнини наповнювачем. Ним може бути: саман, цегла і глина. Утеплювач і облицювання закріплюються із зовнішнього боку. У вигляді утеплювача використовуються плити зі штучних волокон. Непоганий результат приносить використання утеплювача у вигляді засипки легким матеріалом. Але найкращим утеплювачем є природний матеріал-очерет і солома. Головне захистити цей компонент від вологи. Для цього виконують облицювання стін цеглою. Видом облицювання може бути так само штукатурка або обшивка деревом.

Дах – це одна з найважливіших споруд в будинку. Вона визначає довговічність будинку. Впливає на теплозахист внутрішніх приміщень. Монтується на обрешітку утеплювач, не забуваючи про пароізоляції. Обов’язково зберігається простір між зовнішнім покриттям даху і утеплювачем, для вентиляції. Додаються на даху сонячні батареї та колектори. Вони виконають роль перетворювача сонячної енергії в електричну. Сонячні колектори нагріють воду і повітря у вашому Екодомі. На даху виязначається місце і встановлюється система збору води. Вода зібрана на даху цілком забезпечить полив ділянки.

80

Для вікон використовується потрійне скління з теплоефективних віконницями. Таке поєднання можна порівняти з тепловим критерієм стін. За витратами екобудинок цілком доступний більшості населення.

Рисунок 5.5 – Проект екологічно чистого будинку

1. Сонячні батареї не дадуть замерзнути навіть в хмарну погоду. Всього 40–45 м2 даху вистачить, щоб розмістити панелі, які даватимуть 6 кВт. Цієї потужності більш ніж достатньо для великого будинку.

2. Вітрогенератор дозволяє робити гроші з повітря, знижуючи витрати на електрику. Прилад перетворює кінетичну енергію вітру на електричну. Ефективно використовувати вітряк разом із сонячною батареєю. Але все ж на випадок якщо ні сонця, ні вітру не буде, добре б мати в будинку акумулятор.

3. Повітряний сонячний колектор нагріє воду для душу навіть на півночі. Отримати воду тепліше 35–40 °С навряд чи вийде, але, щоб помитися, цього достатньо. А от для опалення кімнат краще встановити теплі підлоги (їх можна заживити від того ж сонячного колектора). Так опалюють будинки в холодній

81

Фінляндії. До речі, в приміщенні з теплими підлогами менше циркулює пил. Як результат – мешканці рідше страждають на алергічні та застудні захворювання.

4. Тепловий насос – природний клімат-контроль. Взимку він викачує з ґрунту тепло, достатнє для обігріву приміщення (навіть у сильні морози земля на великій глибині зберігає плюсову температуру). А влітку замінює вже звичний кондиціонер, приносячи в будинок прохолоду.

5. Утеплювач стін. Не надто корисну скловату змінили натуральні утеплювачі: солома, очерет, тирса. Найбільш екологічний з представлених на ринку утеплювачів виготовляють із целюлози (ековати), яку отримують в результаті переробки макулатури.

6. Рекуператор не дає теплу вилетіти в трубу. За допомогою цього приладу відпрацьоване повітря, яке виходить з дому через вентиляцію та каналізацію, віддає своє тепло потоку свіжого повітря, яке знову надходить в будинок. Завдяки цьому не потрібно витрачати зайву енергію на його обігрів.

7. Система вторинного використання дозволяє економно витрачати воду. Стічна вода (її називають «сірою») надходить у котлован з гравієм та піском, очищується і знову подається в будинок. Наприклад, в систему змиву унітазу. До речі, в цей же котлован потрапляє і дощова вода.

8. Трава на даху будинку не проста прикраса. Як ватна ковдра, вона затримує тепло, а під час спеки підтримує в приміщеннях прохолоду. До речі, росте ця трава навіть при мінусовій температурі. Такі технології з успіхом використовують в Норвегії. Щоб дах не відволожувався, встановлюють гідроізоляцію.

9. Автономна система утилізації стічних вод перетворює каналізаційні відходи на органічне добриво. Його можна використовувати в саду чи на городі.

10. Світловий колодязь допоможе економити на лампочках. Прилад освітлює сонячним світлом приміщення без вікон: ванну, підвал. Принцип роботи простий: на даху розміщуються лінзи, через які денне світло по, власне, світловому колодязю потрапляє в приміщення. Таке освітлення набагато корисніше за електричне.

Екобудинок має ще один плюс: базова ціна одного квадратного метра – близько 1000 євро. Будівництво такого будинку може обійтись значно дешевше, оскільки не доведеться платити за приєднання до мереж [42].

82

6 СТАН І ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ РИНКУ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ В УКРАЇНІ

Промисловість будівельних матеріалів (рисунок 6.1) є великою складовою економіки будь-якої країни. Ця галузь, будучи основною матеріальною базою для будівельного комплексу, істотно впливає на темпи зростання в інших галузях економіки і соціально-економічний стан суспільства в цілому.

Промисловість будівельних матеріалів включає виробництво основних видів будівельних матеріалів - цементу, цегли та інших стінових матеріалів, бетону і бетонних конструкцій, асбоцементних виробів, плитки керамічної, брущатки, теплоізоляційних матеріалів, покрівельних матеріалів і багатьох інших [44].

Рисунок 6.1 – Промисловість будівельних матеріалів.

6.1 Стан розвитку ринку будівельних матеріалів в Україні

За даними Державної служби статистики України (Держстату України) виробництвом будівельних матеріалів в Україні займається майже 9 тис. підприємств, більша частина яких зосереджена у Київський, Львівській,

Промисловість будівельних матеріалів

Виробництво цементу

Цегельна

Виробництво лакофарбових

матеріалів

Виробництво скла

Виробництво будівельного вапна і гіпсу

Виробництво нерудних будівельних матеріалів

Деревообробне виробництво

Виробництво будівельної

кераміки

Виробництво бетонних і збірних залізобетонних конструкцій і виробів

Виробництво м`якої покрілі

Виробництво теплоізоляційних

матеріалів

Виробництво пористих

заповнювачів

Виробництво опалювальних систем

Виробництво полімерних будівельних

матеріалів

Виробництво облицювальних

матеріалів

83

Харківській, Донецькій, Сумській та Житомирській областях. Проте асортимент та якість продукції вітчизняних виробників не завжди задовольняє потреби сучасного будівництва. Суттєве відставання обумовлене недостатнім технічним рівнем виробництва, для підвищення якого необхідні інноваційні та інвестиційні проекти.

Рисунок 6.2 - Динаміка розвитку ринку будівельних матеріалів (тис.т.)

Сучасний ринок будівельних матеріалів в Україні характеризується наступними головними трендами. За оперативною інформацією Держстату України за перший квартал 2014 року порівняно з відповідним періодом 2013 року зросли обсяги виробництва:

- граніту – на 146,4% (вироблено 831,0 тис. куб. м);- скла листового гнутого, гранованого, гравірованого, свердлень,

емальованого або обробленого іншим способом, але не встановленого в раму або оправу – на 89,2 % (вироблено 187,5 тис. кв. м);

- - блоків та цегли з цементу, штучного каменю чи бетону для будівництва –   на 67,6% (вироблено 148,5 млн. шт. ум. цегли);

- плиток, плит, черепиці та аналогічних виробів з цементу, бетону або штучного каменю – на 46,8 % (вироблено 16,0 тис. т);

- металоконструкцій будівельних збірних – на 35,0 % (вироблено 8,1 тис. т);

84

- шлаковати, вати мінеральної силікатної та аналогічних мінеральних ват (включно суміші) в блоках, листах чи рулонах – на 31,4% (вироблено 340,6 тис. куб. м);

- блоків з ніздрюватих бетонів – на 18,9% (вироблено 74,0 млн. шт. ум. цегли);

- цементу – на 13,6 % (вироблено 708,9 тис. т);- сумішей будівельних та бетонів (сухих) – на 6,4 % (вироблено 125,6

тис. т);- гіпсових сумішей – на 4,9 % (вироблено 74,9 тис. т);- вироби санітарно-технічні керамічні – на 2,3% (вироблено 718,9 тис.

шт.) [44].На рисунку 6.2 наведено динаміку розвитку ринку будівельних матеріалів

у 2003-2012 рр. Різні сегменти сектору мають різну динаміку розвитку. Так, з 2008 по

2012 рр. (таблиця - 6.1) зріс випуск керамічних плиток, мінеральної вати та інших теплоізоляційних матеріалів. В той же час, виробництво цегли, цементу, вапна, цементних блоків, збірних конструкцій та шиферу скоротилося. Таблиця 6.1 - Динаміка розвитку окремих сегментів ринку будівельних матеріалів у 2008-2012 рр. (тис. т.)Сегмент/рік 2008 2009 2010 2011 2012Плитка керамічна 41,3 44,3 51,9 60,5 62,2Цегла 2183,0 1109,0 1017,0 1164,0 1026,0Цемент 14,9 9,5 9,5 10,6 9,8Вапно 5128,0 4101,0 4241,0 4488,0 4415,0Блоки з цементу 2077,0 1057,0 1297,0 1430,0 1455,0Елементи конструкцій збірні 3792,0 1801,0 1901,0 2258,0 2082,0Шифер 599,0 389,0 450,0 397,0 330,0Ізоляційні матеріали 212,0 439,0 966,0 1597,0 1992,0Всього: 14047,2 8949,8 9933,4 11405,1 11372,0

 Аналіз використання вітчизняних будівельних матеріалів при будівництві

об’єктів відображає підвищення довіри будівельників до українського виробника, тобто якщо у 2009 році відсоток використання будматеріалів складав 50%, то у наступні роки він поступово підвищувався: у 2010 – 55, 2011 – 60, 2012 – 70, 2013 – 80, а прогноз у 2014 році – 85%.

Також за останні роки Україні вдалося досягти стійкої динаміки зростання експорту над імпортом. Відповідно до даних Держстату з основних будівельних матеріалів експорт України у 2012 році порівняно з 2010 роком зріс майже на 40% та майже вдвічі перевищив імпорт за останні роки.

85

Не дивлячись на те, що практично усі будівельні матеріали виробляються в Україні та переважно відповідають як національним, так і європейським стандартам, завжди будуть споживачі які надаватимуть перевагу імпортним матеріалам [45].

Експорт основних будматеріалів до країн Білорусії, Казахстану та Російської Федерації склав 419 млн. грн. та майже у 2,5 разів перевищив показник експорту до країн ЄС – 170 млн. грн. Імпортовано   основних   будматеріалів   із   Білорусії,   Казахстану,   Російської Федерації   на   41   млн.грн.,   що   у   свою   чергу   майже   у   6   разів   менше   обсягів імпортованих матеріалів із країн ЄС – 245 млн. грн. [46].

Таким чином, Україна має позитивне сальдо торгових відносин з країнами Білорусії, Казахстану та Російської Федерації, про що свідчить перевищення експорту над імпортом у 10,2 рази; від’ємне сальдо торгових відносин з країнами ЄС, тобто імпорт перевищує експорт у 1,4 рази. Тобто, на сьогодні перед нами стоїть два стратегічних завдання: збереження існуючого ринку експорту будматеріалів з країнами СНД; підвищення якісних показників вітчизняних будівельних матеріалів до європейських стандартів з метою їх імпортозаміщення та збільшення обсягів експорту до країн ЄС.

Для подальшого розвитку галузі з виробництва будматеріалів потрібні інвестиції та новітнє технологічне обладнання. Так, наприклад, для виготовлення керамічної плитки, керамблоків, керамочерепиці Україна має достатню сировинну базу (запаси каолінових глин найбільші в Європі), але не достатньо підприємств по їх виготовленню. Кількість новостворених (реконструйованих) виробництв будівельних матеріалів та виробів становив у 2009 р. – 10, 2010 р. – 12, 2011 р. – 15, 2012 р. – 21, 2013 р. – 25, і на кінець 1 кварталу 2014 року новостворено та/або реконструйовано 10 виробництв [46].

Сектор будівельних матеріалів є інвестиційно привабливим як для вітчизняних, так і для закордонних інвесторів. Така інвестиційна привабливість зумовлюється покращенням макроекономічної ситуації в Україні, наявністю сировинної бази, розвитком сектору торгівлі будматеріалами та зростанням обсягів капітального будівництва. Найбільша кількість інвестицій походить з Росії, Німеччини, Італії, Франції, США та острівних країн. Проте кількість інвесторів та розміри інвестицій все ще є недостатніми, внаслідок недосконалості обладнання існуючих підприємств, недостатньої стабільності політичної ситуації, високих податків, відсутності системи страхування інвестицій, недосконалості державної політики щодо стимулювання та захисту  інвестицій.

Зазвичай інвестори віддають перевагу створенню нових підприємств для виробничих цілей, відкриттю своїх філій та дочірніх підприємств, аніж реконструкції та модифікації старих об’єктів. Це пов’язано, в першу чергу, з невідповідністю існуючих об’єктів сучасним стандартам виробництва. Проте іноземні інвестори вкладають кошти також і в існуючі підприємства,

86

модернізуючи їх, вводячи нові лінії виробництва, інвестують у розвиток роздрібної мережі, створення торгових марок та їх просування [47].

Найбільш цікавими для іноземних інвестицій сегментами стали: сегменти виробництва виробів з пластмаси, скла, каоліну, цементу, сухих будівельних сумішей, керамічної плитки, виробів з гіпсу.

Оскільки ринок будівельних матеріалів має значну кількість секторів і вони значно відрізняються за основними параметрами, у даному дослідженні розглянуто сектор виробництва цегли.

Керамічна цегла – традиційний український матеріал, що відповідає кліматичним умовам країни і використовується для будівництва й оздоблення. Вагомим фактором сприяння зростанню обсягів виробництва і реалізації цегли є зростання будівництва житлових комплексів та інших приміщень. До того ж, як відзначають експерти, елітний зовнішній вигляд керамічної цегли підкреслює статус власника будівлі, і тому набуває все більшої популярності у найвибагливішого споживача.

Динаміка обсягів виробництва цегли  безпосередньо пов’язана з динамікою обсягів будівництва, що обумовлює попит на цеглу (рисунок - 6.2).

Сектор виробництва цегли має наступні характерні риси:1. Динаміка виробництва корелюється з динамікою будівництва (із

затримкою на 1-2 роки).2. В секторі працюють близько 200 малих місцевих виробників.3. Спостерігається швидкий розвиток виробництва високоякісної цегли за

високою ціною.4. Зростає конкуренція з боку інших стінових матеріалів (виробів з

газобетону).Структура попиту на керамічну та облицювальну цеглу залишається

стабільною впродовж останніх декількох років. Однак обсягів виробництва облицювальної цегли недостатньо для задоволення існуючого на неї попиту (на сьогодні частка облицювальної цегли складає 14%, тоді як 86% припадає на керамічну цеглу). З огляду на це, високий дефіцит облицювальної цегли на ринку відшкодовується за рахунок цегли підвищеної якості. У зв’язку з тим, що найперспективнішими сегментами будівництва є котеджі, висотні житлові будівлі, офісні та торгівельні приміщення, а найбільша частка облицювальної цегли використовується у котеджному будівництві, ймовірно, частка ринку облицювальної цегли в майбутньому може зрости.

Тенденція регулярного збільшення ціни на продукцію є класичною для галузі. Виробники пояснюють зростання цін подорожчанням газу й електроенергії (в собівартості цегли газ і електроенергія складають до 40%, глина — 15%, зарплата — 10-15%) [47 ].

Значною мірою подорожчанню цегли сприяли і зміни структури попиту. На думку експертів нинішня структура попиту обумовлена зміною технології спорудження багатоповерхівок, насамперед, намаганнями відмовитися від

87

панельних житлових будинків на користь монолітно-каркасних, зовнішні стіни яких, як відомо, споруджуються з цегли.

Рисунок 6.2 - Динаміка обсягів будівництва та виробництва цегли в Україні у 2004-2012 рр., у % до попереднього року

 Головним ризиком для ринку є те, що обсяги виробництва цегли в

Україні зростають набагато повільніше, ніж попит на неї. Протягом 2007-2012 років обсяги реалізації цегли з року в рік зростали.

Середньорічне зростання реалізації в даному сегменті за вказаний період складає 23.9% у підприємств, для яких даний вид діяльності є основним, і 20,8% серед усіх підприємств сектору (рисунок – 6.3)

На українському ринку виробництва цегли налічується понад 300 виробників. Серед лідерів ринку виробництва цегли можна виділити наступні компанії (таблиця - 6. 2).

Якщо оцінювати рівень конкуренції на даному сегменті ринку, то слід зазначити, що вхідні бар'єри в галузь будівельних матеріалів в цілому, і будівельної цегли зокрема, не відзначаються великою силою, оскільки виробництво цієї продукції не є надто капіталомістким, забезпеченість основною сировиною (глиною) досить хороша, технологія виробництва

88

нескладна, а підприємства в основному задовольняють регіональні потреби. Серед головних бар'єрів при проникненні на даний сегмент ринку можна відзначити в основному високий рівень енергомісткості виробництва та вимоги до екологічно чистого виробництва. Слід також відзначити і роль та вплив конкуренції, яка має досить високий рівень в галузі [46].

Рисунок – 6.3 - Обсяги реалізації цегли у 2007-2012 рр. (млн.грн.)

Незважаючи на падіння обсягів виробництва, не завжди задовільні показники економічної діяльності, що обумовлено наслідками фінансової кризи, підприємства неохоче припиняють діяльність через бар'єри, які стають на перешкоді при виході з галузі: профспілкова опозиція, необхідність списання значних інвестицій, небажання втратити свій імідж.

Таблиця 6. 2 - Основні виробники керамічної цегли в Україні

Виробник РозташуванняОбсягивиробництва,млн. шт.

Слобожанська кераміка (СБК) Ромни, Сумська область 57Слобожанська кераміка (СБК) Харків 29Новий Роздол Львівська область 60КерамікБудСервіс Івано-Франківська область 30

89

Продовження таблиці 6.2 Мукачеве Закарпатська область 13Артемівський завод керамічних труб

Донецька область 15

Керамік Донецька область 25Азот Луганська область 15Новоалександрівський Дніпропетровська область 27Очеретинський Донецька область 20Білоцерківський Київська область 30Корчеватський Київська область 31Фагот Луганська область 60

 За оцінкою підприємств, основними засобами конкурентної боротьби на

внутрішньому ринку є встановлення найбільш привабливої ціни, ефективне функціонування мережі збуту товару і краща, ніж у конкурентів, якість продукції.

За даними Державного комітету статистики України на ринку виробництва будматеріалів станом на 1.01.2013 р. працювало близько 9,1 тис. підприємств (з них близько 5,7 тис. – за основним видом діяльності). Причому протягом 2008-2012 років кількість таких підприємств постійно зростала – якщо в 2008 році за основним видом діяльності у виробництві будівельних матеріалів (і видобування сировини для нього), працювали 4574 підприємств, то в 2009 році – 4930 (збільшення на 7,8%), в 2010 році – 5298 (збільшення на 7,5%), в 2011 році – 5484 (збільшення на 3,5%), а в 2012 році – вже 5706 (збільшення на 4,1%). Приблизно такою ж є динаміка збільшення загальної кількості підприємств, що працюють у виробництві будматеріалів, хоча їх кількість у 2012 дещо зменшилася (рисунок – 6. 4).

Кількість підприємств, які працювали у секторі виробництва цегли, представлено на рисунку – 6. 5.

 Збільшення товарного попиту на ринку реалізації будівельних матеріалів та, відповідно, його поступове зростання зумовлене підвищенням нормативних вимог     до     будівельних     матеріалів     та   відповідним переоснащенням виробництв, що посилить конкуренцію вітчизняних товарів в ході реалізації цільових програм з будівництва об’єктів житлового та виробничого призначення.

 Отже, сучасний стан ринку будівельних матеріалів в Україні  характеризується збільшенням обсягів виробництва, зростанням цін на будівельну продукцію і нестабільністю економічної ситуації. Спостерігається стійка динаміка зростання експорту над імпортом за основними будівельними матеріалами.

 

90

Рисунок – 6.4 - Кількість підприємств, які виробляли будівельні матеріали і сировину для них у 2008-2012 роках (одиниць)

 Сектор виробництва цегли характеризується такими основними

показниками: виробництво цегли корелює з обсягами будівельної діяльності в Україні, відстаючи на 1-2 роки; в цілому, обсяги реалізації цегли постійно зростають, що обумовлено різними причинами, в т.ч. адекватною ціновою політикою виробників; рівень конкуренції і бар’єри для входу на ринок у секторі незначні.

Виявлена структура ринку будівельних матеріалів дозволяє робити подальші висновки про його потенціал, а також про можливі стратегічні рішення кожного його учасника. Перспективи подальших досліджень можуть бути спрямовані на визначення конкретних кількісних і якісних показників, які характеризують стан ринку будівельних матеріалів в Україні [47].

91

Рисунок 6.5 - Кількість підприємств, які виробляли цеглу у 2008-2012 роках (одиниць)

6.2 Проблеми та перспективи будівельного комплексу

Будівельний комплекс тісно пов'язаний з усіма галузями господарства. За його участю створюється більшість основних виробничих і невиробничих фондів. Разом з тим комплекс є споживачем продукції багатьох галузей. У будівництві використовується 10% продукції машинобудування, 20% прокату чорних металів, 40% лісоматеріалів. Воно споживає вироби хімічної промисловості (лаки, фарби, пластмаси). Для виробництва будівельних матеріалів потрібна велика кількість палива й води. Будівельні матеріали, конструкції є важливою складовою частиною вантажообігу транспорту. Транспортні витрати в собівартості будівництва становлять біля 25%. Частка будівельного комплексу в господарстві досить значна. В Україні ВВП тільки будівництва становить 8%. Комплекс охоплює майже 10% усіх зайнятих у господарстві, з них 6% - у будівництві.

Комплексотворні функції промисловості будівельних матеріалів незначні через слабкий зв'язок її з іншими галузями виробництва щодо сировини і збуту готової продукції. У господарському комплексі економічного району вона виконує роль обслуговуючої галузі, тому сконцентрована здебільшого у великих містах. Так, у Києві розташовано багатозаводів будівельних матеріалів.

92

Промисловість будівельних матеріалів відзначається складністю галузевої структури. Найважливішими підгалузями є виробництво стінових, рулонних покрівельних і гідроізоляційних матеріалів, азбестоцементних труб і шиферу, видобуток і переробка нерудних будівельних матеріалів, цементна промисловість, виробництво будівельної кераміки. На них припадає понад 80% всієї продукції і майже 90% зайнятих у будівельній промисловості.

Основними чинниками розміщення підприємств галузі є територіальнезосередження виробництва, наявність будівельної мінеральної сировини, трудових ресурсів, транспортних комунікацій. Виробничі галузі тяжіють до великих промислових центрів і вузлів, населених пунктів із значним обсягом житлового і цивільного будівництва.

Минулий 2014 рік був важким випробуваннямдля нашої країни. Загальний занепад у всіх сферах бізнесу сильним і негативнимчином позначився на будівельнійгалузі, в тому числі. Тут спостерігається тенденція зниження попиту, що по ланцюжку відбилося і на зниженні попиту на будівельні матеріали.

Країна перебуває в стані повної невизначеності у всьому. Тому, виникло деяке побоювання будь-яких можливих негативів, у зв'язку з чим багато споживачів будівельного ринку зайняли позицію очікування.

Будівельні компанії, які не змогли продати те, що побудували, призупинили чергове будівництво. Компанії, що виробляють будматеріали, не змогли збути власну продукцію і також призупинили виробництво.

Обвал національної валюти і зростання цін на енергоресурси, неминуче призведуть до подальшого зростання цін на будівельні матеріали. За різними оцінками, собівартість виробництва будівельних матеріалів в 2015 році може збільшитися на 40 %. До чого це призведе, пояснювати не потрібно. Однак в цій ситуації можуть знайтися свої позитивні сторони. Одночасно з падінням обсягів можна очікувати посилення конкуренція на будівельному ринку і посилення вимог до якості будівельних робіт. На ринку залишаться лише ті компанії, які можуть гарантувати швидку і якісну роботу на світовому рівні.

Отже, на сьогоднішній день ринок будівельних матеріалів в Україні має такі основні проблеми і перспективи розвитку:

- необхідність в технічному переоснащенні службових підприємств;- модернізація транспортування будівельних матеріалів і його

здешевлення;- впровадження безвідходного виробництва;- використання вторинних ресурсів з метою економії палива і сировини;- удосконалення структури виробництва цементної продукції –

збільшення випуску високосортного цементу;- утилізація відходів виробництва;- повне використання маси гірських порід;

93

- переробка будівельних матеріалів завдяки використанню лазерної техніки;

- урізноманітнення асортименту будівельного скла;- застосування сучасних будівельних технологій;- широке використання місцевої сировини [46].У перспективі передбачаються реконструкція технічної бази

промисловості будівельних матеріалів, подальші механізація та автоматизація технологічних процесів, збільшення обсягів випуску нових будівельних матеріалів, ефективних збірних будівельних елементів, легких та економічних великомірних конструкцій і виробів поліпшеної якості, а також комплексне використання сировини, ширше впровадження матеріалів супутнього видобутку, вторинної сировини, підвищення якості виробів для будівництва. Географія галузі розширюватиметься з урахуванням подальшого комплексного розвитку економічних районів та областей України, забезпечення повного виконання обсягів будівельно-монтажних робіт.

94

ВИСНОВКИ

В роботі визначено рівень екологічної безпеки побутових будівельних матеріалів.

Також дана загальна характеристика побутових будівельних матеріалів, їх складу, процесу виробництва. Розглянуто методи дослідження та випробовування будівельних матеріалів, критерії якості, та відповідності їх до екологічних нормативних показників.

Також було досліджено вплив будматеріалів на здоров’я людини та на навколишнє природне середовище. Було виявлено, які отруйні та токсичні сполуки знаходяться в будівельних матріалах, які призводять до миттєвого чи поступового отруєння людського організму, виникненню різних хвороб. В результаті дослідження було виявлено, що найбільш сприятливими для оточення в побуті є матеріали з дерева, скла та кераміки а найбільший негативний вплив мають такі будівельні матеріали,як:

- пластик та його хімічні сполуки;- лакофарбові матеріали.Крім того в роботі було розглянуто процес переробки та утилізації

будівельних відходів. Виявлено що більшість будівельних відходів просто вивозяться на сміттєзвалища, лише деяка частка з них відправляється на вторину переробку або використовується для ремонту доріг в болотистих місцевостях, аюо ж знову використовуються для будівництва.

В роботі було запропоновано екологічно чисті матеріали, які можна використовувати для будівництва будинку та використання в побуті. Розглянуто види екологічно чистих будинків. Найбільш практичним є будинок з цегли,такий будинок є екологічно чистим, міцним та довговічним,також досить практичним є будинок з дерева.

Також в роботі було запропоновано проект екологічно чистого будинку,матеріали, які можуть використовуватись в ньому, та технології, які дозволяють економно та ефективно забезпечувати будинок всіма зручностями.

Було досліджено стан і перспективи розвитку будівельних матеріалів. Отже, можна зробити такий висновок, що стан промисловості будівельних матеріалів на сьогодні характеризується збільшенням обсягів виробництва, зростанням цін на будівельну продукцію, низькою рентабельністю підприємств і нестабільністю економічної ситуації. Це пов’язано з низкою проблем, які потребують термінового вирішення, а саме: зниження витратомісткості продукції, оптимізації територіального розміщення підприємств із виробництва будівельних матеріалів, реструктуризація збиткових підприємств, впровадження нових інформаційних технологій тощо.

До найбільш негативних факторів для підприємств промисловості будівельних матеріалів віднесено недостатню кількість власних фінансових ресурсів, тиск із боку контролюючих органів та відмову банків у кредитуванні.

95

Вплив цих факторів необхідно враховувати під час розробки стратегічних планів та проведення відповідного аналізу.

В цих умовах правильна організація внутрішньогосподарського обліку повинна допомагати керівництву підприємств знаходити шляхи мобілізації резервів, контролювати рентабельність операційної діяльності, приймати своєчасні й обґрунтовані управлінські рішення.

На сьогоднішній день досить актуальною є проблема негативного впливу будівельних матеріалів, тому досить доцільно було запропоновано екологічно чисті матеріали, які не завдадуть шкоди здоров’ю людини, та які мінімально будуть забруднювати середовище при їх виробництві.

Досить активно розвивається зелене будівництво у світі,адже кожна людина хоче забезпечити собі житло, яке б не завдавало їй шкоди.

Набувають популярності енергозберігаючі технології та альтернативні джерела енергії, які не шкодять людям та навколишньому середовищу. За допомогою таких технологій людина може відмовитись від комунальних послуг, а використовувати власну енергію.

96

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Радкевич В.Р., Шафаренко М.С. Посібник столярові. – М.: Лісова промисловість, – 1987. – 189 с.

2. Розов В.І. Довідник майстра меблевого виробництва. – М.: Лісова промисловість,– 1992.–208 с.

3. Саганюк М.П. Підсумки роботи підприємств деревообробної та меблевої промисловості України за 2004 рік// Світ меблів і деревини. – 2005,– 264 с. №1. – С. 5-6.

4. Технология металлов и сварка. Под ред. П.И. Полухина. М. Высшая школа. 1977.

5. Строительные материалы. А.Г. Домокеев. М. Высшая школа. 19896. Большая советская энциклопедия. Под ред. А.М. Прохорова. М. изд.

«Советская энциклопедия». 1974.7. Журнал "Меблевітехнології" №1(16) 2005р.– 32 с.8. Білей П.В., Павлюст В.М. Сушіння і захист деревини. Підручник. –

Львів: 2008 р. – 312 с. 9. Крівенко П.В. Будівельне матеріалознавство. / Крівенко П.В.,

Пушкарьова К.К. – К., 2004. – 243 с.10.Микульский В.Г. Строительные материалы – М.: Ассоциация

строительных вузов 2004. – 123 с.11.Комар А.Г. Строительные материалы и изделия – М.: Высш. шк., 1990. –

342 с.12.Попов Л.Н. Лабораторные испытания строительных материалов и

изделий. – М.: Высш. шк., 1996. – 276 с. 13.Комков В.А. «Технічна експлуатація будинків та споруд»./ Комков В.А.,

Рощіна С.І.,Тимахова М.С. 1997. – 189 с. 14.Дичковська О.В. Системи технологій галузей народного господарства:

Навч. пос. – К.: ІСДО, 1995. – 87 с. 15.Дичковська О.В. Технологія будівництва і промисловості будівельних

матеріалів. – К.: НМК ВО, 1992. – 203 с. 16. Вторичные материальные ресурсы черной металлургии. (Образование и

использование): Справочник. – М.: Экономика, – 1984. – 152 с.17.Будівельне матеріалознавство: Навч. посібник / Буряк М. П., Рищенко Т.

Д. – Х.: ХНАМГ, 2007. – 126 с.

18.Золотов С. Наскільки пожароопасен новий матеріал. / / Будівництво та нерухомість, 2005. – 56 с.

19.Борейко В. І. Перспективи виробництва будівельних матеріалів в Україні / В.І. Борейко, М.Ю. Притула // Збірник наукових праць. Проблеми раціонального використання соціально-економічного та

97

природно-ресурсного потенціалу регіону: фінансова політика та інвестиції. – 2011. – Випуск XVІІ, № 4. – С. 64-71.

20. Коваль В. Б. Прогноз тенденцій ринку будівельних матеріалів для внутрішнього облаштування в 2012 році. / В.Б. Коваль // Збірник доповідей Міжнародної науково-практичної конференції «Сухе будівництво: товарознавчі аспекти розвитку галузі». – К., 2012. – С. 162-165.

21.Дринберг С.А.,ИцкоЭ.Ф.Растворители для лакофарбових матеріалів: Довідкове посібник. - 2-ге вид., перераб. ідоп.- Л.: Хімія, 1986. - 208 з.

22.КарапетьянцМ.X.,Дракин С.І. Спільна й неорганічна хімія. - М.:Висш. шк., 1981. - 632 з.

23.Берлін А.А. Горіння полімерів і полімерні матеріали зниженої горючості / / МОР. - М., 1996. – 176 с.

24.Ф. Жердецького. Економіка будівельного комплексу: Навчальний посібник / За ред. П. Ф. Жердецького та ін. -- К.: Вища школа, 1997. -- 271 с.

25.Дриц М.Е. Технология конструкционных материалов и материаловедение. / Дриц М.Е., Москалев М.А. - М.: Высш. шк., 1990.– 234 с.

26.Олександрівський А.В. Матеріали для декоративних, штукатурних, плиткових і мозаїчних робіт. / Олександрівський А.В., Попов К.Н.  - М.: Вища школа, 2004. – 367 с.

27.Горчаков Г.І. Будівельні матеріали. / Горчаков Г.І., Баженов Ю.М.  - М.: Вища школа, 1997. – 450 с.

28.Колотило Д.М. Системи технологій і екологія промисловості. – К.: НМКВО, 1992. – 156 с.

29.Путилин В.В. Основы строительного дела. - М.: Высш. шк., 1990. – 278 с. 30.Коршунова А.П. Технология строительного производства и охрана труда.

/ Коршунова А.П., Муштаева Н.Е. – М.: Стройиздат, 1987. – 234с.31. Глуховский И. В. и др. Современные методы обезвреживания,

утилизации, захоронення токсичних отходов промышленности. Учебное пособие. – К.:ГИПК Минэкобезопасности Украины, 1996. – 100 с.

32.Гриненко А. В., Горох Н. П. и др. Технологические основы промышленной переработки отходов мегаполиса: Учебное пособие. – Харьков: ХНАДУ, 2005. – 340с.

33.Утилизация и рекуперация отходов: Учебное пособие / Краснянский М. Е. – издание 2-е, исправленное и дополненное – Харьков: Бурун и К, Киев: КНТ, 2007. – 288 с.

34. Пальгунов П. П., Сумароков М. В. Утилизация промышленных отходов. – М.: Стройиздат, 1990. –352 с.

98

35. Родионов А. И., Клушин В. Н. Техника защиты окружающей среды.– М: Химия, 1989.–512 с.

36. СНиП 2.01.28-85. Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. Основные положения по проектированию. М., 1985.

37.Любешкина Е.Г. Твердые бытовые отходы. Проблемы и решения // Пищевая промышлен- ность. – 2001. – 312. – С. 28–30.

38.Газета "Деревообробник" №1-20(134) – 2005р.39.Екологія життя. Екобудинок: автономне житло за містом - http://www.eco-

live.com.ua/content/blogs/ekobudinok-avtonomne-zhitlo-za-mistom.40. Борейко В. І. Перспективи виробництва будівельних матеріалів в Україні

/ В.І. Борейко, М.Ю. Притула // Збірник наукових праць. Проблеми раціонального використання соціально-економічного та природно-ресурсного потенціалу регіону: фінансова політика та інвестиції. – 2011. – Випуск XVІІ, № 4. – С. 64-71.

41. Коваль В. Б. Прогноз тенденцій ринку будівельних матеріалів для внутрішнього облаштування в 2012 році. / В.Б. Коваль // Збірник доповідей Міжнародної науково-практичної конференції «Сухе будівництво: товарознавчі аспекти розвитку галузі». – К., 2012. – С. 162-165.

42. Офіційний сайт Державної служби статистики України [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www.ukrstat.gov.ua/

43. Терпелюк Я. О. Цегла – історія, характеристики і особливості. / Я.О. Терпелюк // Студентський науковий вісник. — Луцьк, 2012. — Серія. — С. 262-268.

44.Борейко В. І. Перспективи виробництва будівельних матеріалів в Україні / В.І. Борейко, М.Ю. Притула // Збірник наукових праць. Проблеми раціонального використання соціально-економічного та природно-ресурсного потенціалу регіону: фінансова політика та інвестиції. – 2011. – Випуск XVІІ, № 4. – С. 64-71.

45.Коваль В. Б. Прогноз тенденцій ринку будівельних матеріалів для внутрішнього облаштування в 2012 році. / В.Б. Коваль // Збірник доповідей Міжнародної науково-практичної конференції «Сухе будівництво: товарознавчі аспекти розвитку галузі». – К., 2012. – С. 162-165.

46.Офіційний сайт Державної служби статистики України [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www.ukrstat.gov.ua/

47.Терпелюк Я. О. Цегла – історія, характеристики і особливості. / Я.О. Терпелюк // Студентський науковий вісник. — Луцьк, 2012. — Серія. — С. 262-268.

99

Додаток А Технічне завдання

Міністерство освіти і науки УкраїниВінницький національний технічний університет

Інститут екологічної безпеки та моніторингу довкілля

ЗАТВЕРДЖУЮк. т. н., доцент____________________ В. А. Іщенко (підпис)“___” _____________ 2015 року

ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯна магістерську кваліфікаційну роботу

ЕКОЛОГІЧНА БЕЗПЕКА ПОБУТОВИХ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ ТА ПЕРЕРОБКА ВІДХОДІВ БУДІВНИЦТВА

08-48.МКР.003.01.000 ТЗспеціальність 8.04010603 “Екологічна безпека”

Керівник магістерської кваліфікаційної роботи :________________Р. В. Петрук (підпис)“ ___” ______________ 2015 р.

Виконавець: студент гр. ЕБ-14м______________Рівера Румянцева Л. М. (підпис)“ ___” ______________ 2015 р.

100

Вінниця 2015

101

1. Підстава для проведення робіт.Підставою для виконання роботи є наказ № __ по ВНТУ від “__”

_ _ 2015 р., та індивідуальне завдання на МКР, затверджене протоколом №_ _ засідання кафедри ЕЕБ від “_ _” __ _ ___ 2015 р.

2. Мета роботи.Метою дипломної роботи є визначення шкідливого впливу різних побутових

будівельних матеріалів на здоров’я людей та навколишнє природне середовище. Вивчення технології виробництва та дослідження будівельних матеріалів. Вивчити проблеми переробки та утилізації будівельних відходів. А також запропонувати більш екологічно чисті матеріали для будівництва будинку, та проект екологічно чистого будинку. Проаналізувати стан і перспективи розвитку ринку будівельних матеріалів в Україні.

3. Вихідні дані для проведення робіт.1. Основні властивості будівельних матеріалів .2. Технологічний процес меблевого виробництва.3. Методи дослідженя та випробування будівельних матеріалів.4. Утилізація та переробка будівельних матеріалів . 4. Методи дослідження

Використано методи комплексного, системного науково-обгурнтованого аналізу, а також методи математичної статистики та кореляційного аналізу.

5. Етапи роботи і терміни їх виконання№з/п Найменування етапів МКР Термін

виконання1. Розробка технічного завдання 02,09 – 05,092. Робота з літературними джерелами. 06,09 – 10,093. Основні властивості будівельних матеріалів. 11,09 – 20,094. Аналіз впливу на здоровя людини будівельних матеріалів. 21,09 – 30,095. Методи дослідження та випробовування будівельних матеріалів. 01,10 – 10,106. Екологічно чистий будинок, як альтернатива іншим будинкам. 11,10 – 19,107. Проект екологічно чистого будинку 20,10 – 26,108. Стан і перспективи розвитку ринку будівельних матеріалів в Україні. 27,10 – 05,119. Підготовка висновків, додатків і переліку літератури. 06,11 – 10,11

6. Призначення і галузь використанняРозробка може бути використана будівельними компаніями для будівництва

екологічно чистих будинків. 7. Умови експлуатації

Проект екологічно чистого будинку призначений для подальшого використання його в будівництві.

8. Технічні характеристикиПерсональний комп’ютер сумісний з IBM PCОпераційна система Windows 79. Вимоги до розробленої документації

Пояснювальна записка та графічна частина10. Порядок приймання роботи

Публічний захист роботи «__ __» __ ___ 2015 р.Початок розробки «__ _» ____ _ 2015 р.Граничні терміни виконання МКР «__ __» __ ___ 2015 р.Розробив студент групи ЕБ – 14м _________________ Рівера Румянцева Л. М. (підпис)

Додаток Б

102

Технологічний процес меблевого виробництва

Додаток В

103

Основні складові пластмас

Додаток Г

наповнювачі

ПЛАСТМАСИ антистатики

Барвники і пігменти

Полімери (сполучні) компоненти каталізатори

пластифікатори

затверджувачістабілізатори

104

Екологічно чистий будинок з дерева

Додаток Д

105

Проект екологічно чистого будинку