Текст книги "Санитарно-технические изделия и материалы"

Прочность. Прочность – способность материала сопротивляться разрушению под влиянием внутренних напряжений, возникающих в результате действия на материал внешних нагрузок или других факторов. В построенном здании почти все конструкции испытывают нагрузки (вес частей здания, вес оборудования, вес мебели и др.), вследствие чего в материалах конструкций возникают напряжения, противодействующие внешним силам.

Основными показателями, характеризующими прочность материала, являются сопротивление сжатию, растяжению, изгибу. Прочность материала при сжатии и растяжении характеризуется его пределом прочности. Предел прочности, или временное сопротивление, – напряжение в материале образца, соответствующее нагрузке, при которой он разрушается.

Предел прочности различных материалов при сжатии и растяжении меняется в широких пределах – от 0,5 до 1000 МПа и более. Для многих материалов предел прочности при сжатии резко отличается от предела прочности при растяжении. Одинаково хорошо сопротивляются сжатию и растяжению такие материалы, как сталь, древесина. Плохо сопротивляются растяжению каменные материалы: природный камень, кирпич, бетон и т.п.

Примером прочности конструкции при изгибе может служить мост, доска через канаву, а также балка, на которую опираются плиты перекрытия, стропила крыши.

Твердость. Твердость – это способность материалов сопротивляться проникновению в него другого более твердого тела. Твердость не всегда соответствует прочности материала. Существуют несколько способов определения твердости. Например, твердость каменных материалов оценивают шкалой Мооса, состоящей из десяти минералов, расположенных по степени возрастания их твердости. Показатель твердости испытуемого материала находится между показателями твердости двух соседних минералов, из которых один чертит, а другой сам чертится этим материалом.

1 Тальк или мел (легко чертится ногтем).

2 Гипс или каменная соль (чертится ногтем).

3 Кальцит или ангидрит (легко чертится стальным ножом).

4 Плавиковый шпат (чертится стальным ножом под небольшим нажимом).

5 Апатит (сталь) (чертится стальным ножом под большим нажимом).

6 Полевой шпат (слегка царапает стекло, стальным ножом не чертится).

7 Кварц (легко чертит стекло, стальным ножом не чертится).

8 Топаз.

9 Корунд.

10 Алмаз.

Износ. Износ – это разрушение материала при совместном действии истирания и удара. Прочность при износе оценивается потерей в массе, выраженной в процентах. Износу подвергаются материалы дорожных покрытий, полов промышленных предприятий, аэродромов и др.

Сопротивление удару. Сопротивление удару имеет большое значение для материалов, применяемых в дорожных покрытиях и полах. Испытание материалов на удар производят на специальном приборе – копре.

Технологические свойства характеризуют способность материала подвергаться тому или иному виду обработки. Так, древесина хорошо обрабатывается инструментами. Технологические свойства некоторых полимерных материалов включают способность сверлиться, обтачиваться, свариваться, склеиваться. Глиняные, бетонные и иные смеси обладают пластичностью, вязкостью, которые обеспечивают заполнение определенного объема.

Вязкость. Вязкость – это сопротивление жидкости передвижению одного ее слоя относительно другого. Когда какой-либо слой жидкости приводится в движение, то соседние слои также вовлекаются в движение и оказывают ему сопротивление, величина которого зависит от температуры и вещественного состава. Вязкостные свойства важны при использовании органических вяжущих веществ, природных и синтетических полимеров, красочных составов, масел, клеев. При нагревании вязкость этих материалов снижается, при охлаждении – повышается.

Упругость. Упругость является свойством материала восстанавливать после снятия нагрузки свою первоначальную форму и размеры. Пределом упругости считается напряжение, при котором остаточные деформации впервые достигают некоторой очень малой величины.

Пластичность – способность материала деформироваться без разрыва сплошности под влиянием внешнего механического воздействия и сохранять полученную форму, когда действие внешней силы закончится. Все материалы делятся на пластичные и хрупкие. К пластичным относят сталь, медь, глиняное тесто, нагретый битум и др.

Акустические свойства проявляются при действии звука на материал. Акустические материалы по назначению могут быть звукопоглощающие, звукоизолирующие, вибропоглощающие и виброизолирующие.

Звукопоглощающие материалы. Звукопоглощающие материалы предназначены для поглощения шумового звука. Их акустической характеристикой является величина коэффициента звукопоглощения, равная отношению количества поглощенной материалом звуковой энергии к общему количеству звуковой энергии, падающей на поверхность материала в единицу времени. Как правило, такие материалы имеют большую пористость или шероховатую, рельефную поверхность, поглощающую звук. Строительные материалы, у которых коэффициент звукопоглощения выше 0,2, называют звукопоглощающими.

Звукоизолирующие материалы. Звукоизолирующие материалы применяют для ослабления ударного звука, передающегося через строительные конструкции здания из одного помещения в другое. Звукоизоляционные материалы оценивают по двум показателям: относительной сжимаемости под нагрузкой в процентах и динамическому модулю упругости.

Вибропоглощающие и виброизолирующие материалы предназначены для предотвращения передачи вибрации от машин и механизмов к строительным конструкциям.

Ниже приводятся некоторые свойства строительных материалов.

Химические свойства характеризуют способность материалов реагировать на внешние воздействия, ведущие к изменению химической структуры, а также воздействовать в этом отношении на другие материалы. Основные химические свойства: растворимость и стойкость к коррозии (кислотостойкость, щелочестойкость, газостойкость).

Растворимость. Растворимость – это способность материала растворяться в жидких растворителях: воде, керосине, бензине, масле и других, образовывая новые растворы. Растворимость зависит от химического состава веществ, давления и температуры. Показателем растворимости является произведение растворимости, представляющее собой предельное содержание растворенного вещества в граммах на 100 мл раствора при нормальном давлении и заданной температуре.

Стойкость к коррозии. Стойкость к коррозии является свойством материала сохранять свои качества в условиях агрессивной среды. Такой средой могут быть вода, газы, растворы солей, щелочей, кислот, органические растворители, а также биологические организмы (бактерии, водоросли и т.п.). Древесина, пластмассы, битумы и некоторые другие органические материалы при обычных температурах относительно стойки к действию кислот и щелочей средней и слабой концентрации.

Адгезия. Адгезия представляет собой соединение, сцепление твердых и жидких материалов по поверхности. Это свойство обусловлено межмолекулярным взаимодействием. Адгезионные силы сцепления очень важны при получении строительных материалов, состоящих из многих компонентов, например железобетон.

Кристаллизация. Кристаллизия представляет собой процесс образования кристаллов из паров, растворов, расплавов при электролизе и химических реакциях, который сопровождается выделением тепла.

Долговечность. Долговечность представляет собой способность материала сопротивляться комплексному действию атмосферных и других факторов в условиях эксплуатации. Старение – это процесс постепенного изменения, ухудшения свойств материалов в условиях эксплуатации.

Знание этих и других свойств позволяет сравнивать материалы между собой и определять область их применения с учетом технико-экономической целесообразности. Так, в условиях эксплуатации гидротехнических сооружений строительные материалы, изделия и конструкции, из которых они построены, подвергаются периодическому или постоянному воздействию воды и агрессивных сред, поэтому к ним предъявляются повышенные требования по водостойкости, морозостойкости, водонепроницаемости, корроизонной стойкости и др.

Многие материалы под влиянием водопоглощения ярко проявляют повышенные пластические свойства. Практика строительства показывает, что выбор технически целесообразного материала обосновывают не только его прочностные характеристики, но стойкость к воздействию внешней среды, в которой работает конструкция. Обычно эта стойкость материала во времени (долговечность) неразрывно связана с его химическими и физико-химическими свойствами. Физико-химические в свою очередь тесно связаны со структурой материала и зависят от ее изменения под влиянием внешних и внутренних факторов.

Вследствие проникновения химических реагентов из внешней среды внутренние химические реакции с образованием новых соединений могут значительным образом отразиться на структуре. Изменение структуры (микроструктуры и макроструктуры) в первый период может привести к псевдоупрочнению, а в дальнейшем – к сокращению долговечности материала. Применяемый в строительстве материал обычно подвергают технологической обработке. Cпособность поддаваться такой обработке является порой решающим показателем при выборе материала. Так, при массовой заготовке щебня для бетонных работ учитывается способность горной породы дробиться без образования плоских щебенок, поэтому при выборе материалов всегда учитывают его способность реагировать на отдельные или взятые в совокупности следующие факторы: физические, механические, внешнюю среду, температуру и ее колебания, химические реагенты, технологические операции и т.д. Эта способность материала реагировать на указанные факторы определяется его свойствами.

Оценить технические свойства и сравнить материалы между собой возможно по показателям, которые получают при испытании материалов в полевых, производственных или лабораторных условиях. Полученные знания основных технических свойств строительных материалов и изделий дают возможность рационально их использовать в строительстве. Например, по известным значениям истинной и средней плотности строительных материалов можно рассчитать, какой плотностью (или пористостью) обладают эти материалы, и составить достаточно полное представление о прочности, теплопроводности, водопоглощении и других важных характеристиках строительных материалов, чтобы в дальнейшем на этом основании решать вопрос об их применении в тех или иных сооружениях и конструкциях.

Для расчета нагрузок при определении массы сооружений для транспортных расчетов и выбора емкости складских помещений необходимо знать величину средней плотности строительных материалов. Без данных о прочности применяемых материалов невозможны расчеты прочности и устойчивости сооружений и конструкций. Прогноз их долговечности невозможен без знания таких свойств материала, как отношение к влаге, воздействию окружающей среды, смене температур и др.

Свойства материалов не остаются постоянными, а изменяются во времени в результате механических, физико-химических и биохимических воздействий среды, в которой эксплуатируется строительная конструкция или изделие. Эти изменения могут протекать и медленно (разрушение горных пород), и быстро (вымывание из бетона растворимых веществ). Следовательно, каждый материал должен обладать не только свойствами, позволяющими применять его по назначению, но и определенной стойкостью, обеспечивающей долговечную эксплуатацию изделия или конструкции.

Знание основных свойств строительных материалов необходимо также для выполнения расчетов, позволяющих оценить их качество, соответствие техническим требованиям, возможность применения в конкретных условиях эксплуатации.

Употребляемые в строительстве материалы должны удовлетворять определенным требованиям, которые устанавливаются государственными стандартами (ГОСТами). В строительстве соответствие поступающих материалов требованиям ГОСТа проверяют специальные лаборатории.

Любой вид продукции обладает определенными свойствами, представляющими интерес для потребителей. Для строительных материалов важны такие качества, как прочность, плотность, теплопроводность, морозостойкость, стойкость по отношению к действию воды, агрессивных сред и др. Качеством называется сумма свойств, определяющих пригодность материала и изделия для использования по назначению. Так, для кровельных материалов оценка их качества производится по сумме таких свойств, как водостойкость, водонепроницаемость, термостойкость, прочность на изгиб, атмосферостойкость и др.

Контроль качества строительных материалов и изделий проводят по разработанным нормам, требованиям и правилам. В зависимости от контролируемого производственного этапа различают контроль входной, технологический и приемочный.

Входной контроль включает проверку соответствия поступающих материалов и изделий установленным требованиям. Например, на предприятиях сборного железобетона проверяют качество поступающих исходных материалов: заполнителей и цемента для бетона, арматурной стали, закладных деталей, отделочных и других материалов.

Технологический контроль состоит в проверке соответствия установленным требованиям температуры, давления, времени выдерживания, тщательности перемешивания и других показателей технологического процесса.

Приемочный контроль заключается в проверке соответствия готовых изделий требованиям стандартов или технических условий.

Все материалы и изделия выпускают по государственным и межгосударственным стандартам – ГОСТ, СТ СЭВ, ИСО, СТБ, СНБ. Деятельность стандартизации существует для повышения качества продукции, безопасности ее получения и безопасности. Методы испытаний также стандартизированы. Кроме этого, в строительстве существуют «Строительные нормы» и «Технические нормативные правовые акты», представляющие собой объединенные нормативные документы по проектированию, строительству и строительным материалам.

САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ И МАТЕРИАЛЫ

Санитарно-технические керамические изделия – ванны, раковины, унитазы, умывальники и др. – изготовляют из фаянса, полуфарфора и фарфора. Примерный состав этих изделий (% по массе) следующий:

В настоящее время многие современные сантехнические изделия изготовляют также из пластмасс, акрилового пластика и других материалов.

Существует много видов умывальников как отечественного, так и зарубежного производства. Например, умывальники типа «Тюльпан» ставятся на основание (ножку), скрывающее водные коммуникации. Некоторые умывальники встраивают в мебель или в пластмассовую тумбочку, в другом варианте несущая поверхность изготовляется из особых пород древесины, покрытой специальным водоотталкивающим воском, с использованием мрамора, стекла и металла.

Умывальники с прямоугольной неглубокой раковиной располагают так, чтобы можно было под ней установить стиральную машину. При ширине машины, равной 44 см, ширина раковины должна составлять 60 см. Расстояние между крышкой стиральной машины и днищем раковины не должно превышать 4 – 6 см. Независимо от вида все умывальники снабжены необходимой арматурой: смесителем, сифоном, иногда кронштейнами. В некоторых моделях на задней полке умывальника предусмотрены отверстия для водоразборной арматуры. Они имеют квадратную форму, чтобы арматура не провертывалась при креплении к умывальнику. Многие современные модели умывальников снабжены отверстиями перелива.

Умывальники бывают следующих размеров: 400 х 500 х 135 мм; 500 х 420 150 мм; 600 х 450 х 150 мм; 650 х 500 х 150 мм; 700 х 600 х 150 мм, а также иных размеров. Форма умывальников может быть прямоугольной, овальной, полукруглой, трапециевидной или другой.

В комплект умывальников входят туалетные краны или смесители. В центре умывальника для отвода воды расположен выпуск, который соединяет чашу умывальника и гидрозатвор. Некоторые модели умывальников выпускают с основаниями, которые скрывают трубы, гидрозатвор и другие водокоммуникации. Для того, чтобы установить умывальник типа «тюльпан», необходимо установить его на основание (ножку), но не затягивать фиксирующую муфту. Затем к умывальнику присоединяют сифон и сливную трубу, а к смесителю – подводные трубы. Коммуникации скрывают в основании умывальника. Далее умывальник фиксируют на основании двумя винтами. На стене необходимо отметить места крепления, сделать отверстия и привинтить умывальник к стене.

Как правило, в современных зданиях устанавливают мойки из фаянса или из нержавеющей стали. Сдвоенная мойка монтируется как одинарная. На начальном этапе ее установки комбинированная система слива монтируется на обеих раковинах мойки. Сливные отводы моек подсоединяют к общему сифону.

Ванны и полуванны изготовляют из фаянса, полуфарфора, фарфора, а также из стали, чугуна с эмалированным покрытием и пластмасс. Европейские чугунные ванны сделаны из тонкого чугуна (4 – 6 мм толщиной) и имеют более удобную форму. Чаша ванны может иметь прямоугольную форму, иногда закругленную с одной стороны. Вместимость ванны 100 – 200 л; размеры 1,5 –1,8 м в длину и 0,7 – 0,8 в ширину, глубина чаши – от 0,4 до 0,6 м. Выпускают ванны и других форм и размеров: сидячие, глубокие поддоны, угловые, круглые, ванны, совмещенные с душевыми кабинам и др. Ванна с эмалированной поверхностью должна иметь ровное покрытие. Эмаль не должна быть шершавой и волнистой, на ней не должно быть трещин. Цвет должен быть блестящим, а не матовым. Недостатки эмали более заметны на сантехнике белого цвета.

Стальные эмалированные ванны более легкие, однако в них вода остывает быстрее, чем в чугунных. Многие модели современных ванн изготавливают из пластмассы, из акрилового пластика. Некоторые из них армируются изнутри металлической сеткой. Они не имеют эмали, подвергающейся негативному воздействию времени. Их внешний вид более элегантен, поверхность чистая и блестящая. Ванны из пластмассы прочны, долговечны и хорошо сохраняют тепло. Сам пластик приятен наощупь и имеет слегка тепловатую поверхность. Однако они боятся абразивных чистящих средств и высокой температуры. Вблизи них нельзя пользоваться газовой горелкой для монтажных работ. Ванны из пластика – легки и неустойчивы, поэтому они обычно снабжены специальным металлическим каркасом, без которого ванна может искривиться или треснуть.

Для крепления металлического каркаса необходимо перевернуть ванную вверх дном, предварительно постелив на пол чистую ткань и привинтить железные ножки рамы к деревянной окантовке, укрепленной по всему краю ванны. Затем их необходимо привинтить к доске основания, уложенной на днище ванны. В отверстия четырех выступов ножных рам вставляют винтовые ножки, подкручивая которые, можно регулировать высоту ванны.

Наполнительную и сливную арматуру ванны устанавливают в ее торце. Сливной арматурой служат выпуски различных диаметров, переливная труба и перелив. Диаметр выпуска с пробкой зависит от диаметра сливного отверстия ванны. Выпуск и переливная труба соединяются под дном ванны тройником, к которому присоединяют гидрозатвор.

Все виды ванн, а также некоторые умывальники, мойки и биде имеют комбинированное сливное устройство – гибкий пластмассовый шланг, соединяющий отверстие перелива со сливным отверстием. Когда устанавливают ванну, необходимо следить за тем, чтобы был выдержан небольшой ее уклон в сторону выпускного отверстия. Расстояние от поверхности пола до кромки выпускного отверстие должно составлять около 145 мм, чтобы, если необходимо, присоединить сифон с выпуском. Для герметичности выпуска используют специальные прокладки.

Душевые кабины занимают не более 1 кв. м, высота – от 1,75 и выше. От помещения душевые кабины отделяют водонепроницаемой перегородкой или занавесом высотой не менее 1,8 м. Форма душевых кабин может быть круглой или угловой. Каркас душевой кабины может состоять из перегородок и движущихся дверок или занавесок. Установка того или иного вида каркаса зависит от расположения душевой кабины от отношению к стенам ванной комнаты. Свободное расположение требует лишь одной опорной стены, с двух стороны которой либо возводятся перегородки, либо монтируются готовые душевые стенки с раздвижными дверцами. Оптимальная ширина входа в кабину составляет 47 – 63 см. Угловое расположение душевой кабины имеет место при наличии двух опорных угловых стен ванной комнаты. Две другие стороны отгораживаются водонепроницаемой занавеской на штанге, либо монтируются из готовых душевых перегородок, или возводится третья стенка – перегородка, а вход в кабину закрывается занавеской.

Загрязненная вода стекает в поддон. Форма поддона такая же, как и форма душевой кабины. В углу поддона расположен выпуск и гидрозатвор. Как правило, душевые кабины укомплектовывают поддоном, смесителем с душевой сеткой и водонепроницаемыми перегородками с движущимися дверцами из термостойкой пластмассы или стекла толщиной 5 мм. Душевые поддоны могут быть изготовлены из чугуна или стали, керамики или пластмассы. Существуют несколько моделей поддонов: с порожком высотой около 15 см (такие поддоны возвышаются над полом) и поддоны, установленные ниже пола.

Европейские душевые кабины, кроме обычного верхнего душа, могут быть оснащены дополнительными возможностями: вертикальным душем, благодаря шести отверстиям подачи воды, расположенным вдоль вертикальной оси; движущимся вверх–вниз душем; гидромассажной системой шеи и спины; гидромассажной системой ступней ног; душем с попеременной подачей горячей и холодной воды. Двери душевых кабин сделаны из закаленного стекла или акрилового пластика и плотно подогнаны друг к другу.