CLASIFICAREA MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII. ÎNTREPRINDERI DE PRODUCERE A MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII

Produsele naturale sau artificiale care se utilizează la realizarea construcţiilor sunt denumite, în general, materiale de construcţii. Industria materialelor de construcţii cunoaşte în ultima perioadă o dezvoltare tot mai accentuată. S-au găsit noi utilizări pentru materialele clasice şi s-au realizat o serie de materiale noi cu performanţe tehnico-economice superioare. Cunoaşterea materialelor de construcţii reprezintă o necesitate pentru activitatea de cercetare, proiectare şi execuţie a construcţiilor. Materialele de construcţii trebuie să asigure rezistenţa, siguranţa, izolarea termică, acustică şi hidrofugă a construcţiilor în condiţii de durabilitate maximă. Totodată trebuie să corespundă din punct de vedere estetic şi să aibă preţuri accesibile.

O primă abordare asupra caracterizării materialelor de construcţie include clasificarea ca mod de identificare. Materialele de construcţii se pot clasifica în funcţie de compoziţie, natura legăturilor dintre componenţi, structura, tehnologia de obţinere, starea fizică şi proprietăţile de utilizare.

Materialele de construcţii se clasifică în următoarele categorii generale:- piatră naturală pentru construcţii;- lianţi anorganici minerali şi organici (bituminoşi);- mortare şi betoane de ciment;- produse din lemn pentru construcţii;- produse din metal pentru construcţii;- produse ceramice pentru construcţii;- produse din sticlă pentru construcţii;- materiale pentru izolaţii (hidrofuge, termice, fonice, anticorosive); - materiale pentru zugrăveli şi vopsitorii;- tapete şi materiale pentru finisare pereţi;- materiale polimerice (plastice) pentru construcţii.

1. Cariere şi mine de exploatări piatră naturalăPiatra naturală, ca şi material de construcţii, rezultă în urma exploatării şi prelucrării

rocilor naturale de la suprafaţa scoarţei terestre, numita litosfera.Rocile sunt structuri minerale ce conţin unul sau mai multe minerale, acestea din

urmă fiind substanţe chimice cu compoziţie bine definite, în general cristaline, foarte rar amorfe.

Ca materiale de construcţii, rocile se folosesc în două moduri:- produse prelucrate mecanic (concasare, sortare, spălare, cioplire şi şlefuire), fără o

prelucrare termică sau chimică ce le-ar modifica compoziţia şi proprietăţile;- ca materie primă în obţinerea unor materiale de construcţii (prin arderea lor la

diferite temperaturi li se schimbă atât compoziţia chimică, cât şi structura).

Având in vedere proprietăţile fizico-mecanice foarte bune şi datorită abundenţei în care se găsesc în republica noastră, produsele din piatră naturală prelucrate mecanic se folosesc pe scară largă în construcţii (placaje interioare şi exterioare, pile şi culee de poduri, ziduri de sprijin, diguri, pavaje de drumuri, etc.).

Procedeele de extragere a pietrei naturale din cariere şi mine sunt în funcţie de felul şi natura rocii, de forma de zăcământ, precum şi de utilizarea ce urmează a i se da produsului extras.

Extragerea pietrei naturale din calcarele de suprafaţa se face:- manual (fig. ), cu ajutorul pârghiilor sau a ciocanelor de abataj (de regulă, în cazul

rocilor stratificate, deoarece ele se desprind uşor din zăcământ după direcţia de stratificaţie);

- mecanizat, se face cu ajutorul unor utilaje speciale, echipate cu dispozitive de tăiat sub forma de discuri (fig. ), asemănătoare ferăstraielor circulare, obţinându-se piatra de cariera sau mină (calcar) de dimensiunile şi forma dorită.

În cazul materialelor granulare extragerea se face cu excavatoare (în cazul depozitelor terestre-fig.) şi cu dragline (în cazul depozitelor subacvatice-fig.);

- cu ajutorul explozivilor (fig. ), ţinând cont de mărimea blocurilor dorite (explozivi cu putere mica şi mijlocie-dislocarea de blocuri mari şi cu explozivi puternici când se urmăreşte dislocarea şi sfărâmarea rocii).

Înainte de extragerea pietrei naturale prin aceste procedee se vor îndepărta straturile de pământ şi roci care nu interesează (fig. ), în vederea obţinerii unei calităţi corespunzătoare a rocii extrase.

Fig. Schema de amplasare a elementelor sistemei NONEL: 1 – Capse; 2 – Detonatoare;

3 – Timp de întârziere

Fig. Exploatare zăcământ în carieră

În funcţie de modul de exploatare al pietrei naturale, materialele rezultate se împart în două categorii:

- produse de balastieră - se extrag din depozite naturale de roci sedimentare detritice necimentate;

- produse de carieră şi de mină - se obţin din masive prin extragere şi prelucrare ulterioară.

Produsele de balastieră se extrag din depozite aluvionare de materiale granulare din piatră naturală care se găsesc de-a lungul traseelor apelor curgătoare (sau albii părăsite). Extragerea materialului din balastiere se face mecanizat (cu excavatoare şi dragline) sub formă de balast (fig. 1 şi 2).

Din acestea fac parte: bolovani de râu (cu dimensiuni 71-160 mm); pietrişul (cu dimensiuni 7,1-71 mm); nisipul (cu dimensiuni mai mici de 7,1 mm).

Fig. 1.1 Excavator cu cupe pentru excavarea balastului.

Fig. 1.2 Dragline pentru extragerea balastului de la fundul râului.

Produsele de balastieră se utilizează ca agregat în mortare şi betoane cu lianţi minerali, ca material de masă la realizarea de straturi rutiere, perne de balast etc.

Produsele de carieră sau de mină din piatră se prelucrează sub trei forme:- Produsele brute se prezintă sub formă de bucăţi cu forma neregulată, aşa cum

rezultă din exploatarea carierelor sau cu o cioplire uşoară cu ciocanul;

Fig. 1.3 Pietre brute Fig. 1.4 Pietre prelucrate

- Produsele concasate rezultă prin mărunţirea blocurilor de rocă în concasoare (cu ciocane, cu fălci sau conice) şi mori (cu valţuri, cu bile) şi separarea prin ciuruire după dimensiuni, şi se obţin următoarele produse concasate: piatră spartă; cribluri; nisip; filere.

Fig. 1.5 Instalaţie mobilă de concasare.1 — buncăr de alimentare; 2 — transportor alimentator; 3 — transportor

colector; 4 — concasor; 5 — bandă colectoare sub concasor.

Fig. 1.6 Schema de concasare în trepte: 1 – concasor cu fălci; 2 – transportor; 3 – ciur; 4 – buncăr; 5

– camion; 6 – concasor cu valţuri.

- Produsele fasonate se obţin prin prelucrarea pietrei brute până la realizarea unor forme regulate fie numai a uneia din feţe sau a tuturor feţelor distingând următoarele produse după domeniul de utilizare: piatră pentru zidărie; piatră pentru pardoseli şi lucrări de drumuri; pavele şi borduri.

Fig. Tăierea pietrei naturale pentru zidărie în carieră sau mină.

Fig. Debitarea pietrei de zidărie din blocuri masive: 1 – şină; 2 – freză; 3 - blocuri masive

de piatră.

2. Fabrici de materiale lianteLianţii minerali sunt materiale naturale sau artificiale pulverulente, care în amestec

cu apa sau cu soluţiile unor săruri, formează o pastă plastică ce în timp se întăreşte, transformându-se într-un solid rigid (are aspect de piatră), cu rezistenţă mecanică mare.

Lianţii minerali se împart în doua grupe:- Nehidraulici: naturali (argilele); artificiali (lianţi pe bază de ghips, var aerian,

ciment magnezian pe bază de oxisăruri);- Hidraulici: unitari (var hidraulic, ciment Portland, ciment aluminos); micşti (ciment

Portland cu adaosuri active, var gras cu adaosuri active).Liantul organic bitumul este un produs foarte vâscos, greu volatil, închis la culoare,

obţinut ca reziduu al procesării ţiţeiurilor corespunzătoare. Cele mai utilizate bitumuri sunt cele obţinute prin distilare, care se obţin prin distilarea în vid a ţiţeiurilor, la presiune de 17 torr si temperatura 370°C. Dacă distilarea are loc la presiuni inferioare, aceasta se numeşte distilare în vid înaintat. Tipurile de bitumuri dure se obţin prin oxidarea cu oxigen atmosferic la temperaturi ridicate.

2.1 Fabricarea varuluiVarul conţine (9095)% CaO, (15)% MgO, iar restul Al2O3, Fe2O3 etc. şi este de

culoarea alb-gălbui. Se foloseşte în construcţii pentru obţinerea mortarelor, pentru zidărie şi tencuieli, finisări şi zugrăveli etc.

Varul se obţine prin calcinarea pietrei de var, care conţine minim 95% CaCO3, la temperatura de 1200 C, în cuptoare verticale cu funcţionare continuă. Reacţia ce are loc este:

CaCO3 CaO + CO2

Descompunerea CaCO3 este favorizată de scăderea presiunii CO2 în cuptor, sub valoarea normală, ceea ce se realizează prin tiraj puternic. Căldura necesară se obţine prin arderea combustibilului – gaz metan, păcură, cocs, - în prezenţa aerului, introdus în cuptor pe la baza sa.

Cele mai răspândite sunt cuptoarele verticale cu cuvă – cu secţiuni circulare, dreptunghiulare sau ovale. Sunt nişte instalaţii cu funcţionare continuă, în care peste anumite perioade de timp se încarcă calcar brut pe partea superioară, iar pe cea inferioară se descarcă varul obţinut.

În funcţie de tipul de combustibil şi tipul de ardere al acestuia cuptoarele se clasifică în cele cu gaz sau de transvazare (fig. 1.2 a, b).

În cuptoarele de transvazare combustibilul solid (cărbuni, cocs etc.) se încarcă împreună cu calcarul, care se mişcă în jos pe canal, arde pe traseu, degajând căldură pentru ardere. În acest caz varul se obţine cu impurităţi de zgură şi bucăţi de combustibil nears.

În cuptoarele verticale cu gaz combustibilul se transformă, în prealabil, în focare sau generatoare de gaze în produşi gazoşi de ardere completă a combustibilului şi sub această formă vine în cuptor. Cel mai eficient combustibil este gazul natural, care facilitează procesul de obţinere a unui var pur de calitate înaltă.

a) b)Fig. 1.2 Cuptoare verticale cu cuvă: a) cuptor de transvazare: 1 – canal vertical; 2 – căptuşeala de şamotă; 3 – cărămidă ceramică; 4 – inele metalice; 5 – termoizolaţie; 6 – geamuri de vizitare; 7 –

dispozitiv de încărcare; 8 – duze de aer; 9 – dispozitiv de descărcare; 10 – aspirator de fum; b) cuptor cu cuvă cu gaze: 1 – buncăr cu încărcare; 2 – canale oblice de descărcare; 3 – aparat de

descărcare; 4, 5 – geamuri de vizitare, 6 – duze de aer; 7 – aspirator de fum.

De asemenea se folosesc cuptoare rotative pentru obţinerea unui var fin (fig. 1.3 a). În acest caz poate fi folosit combustibil de orice tip: gazos, pulverulent, lichid şi solid. Procesul de ardere poate fi mecanizat şi automatizat complet.

Varul, eliminat pe la partea inferioară a cuptorului, se livrează nestins sub formă de bulgări sau stins sub formă de praf, pastă şi lapte de var. Varul stins se numeşte var gras.

Arderea calcarului în strat fluidizat (fig. ) se efectuează într-un reactor metalic căptuşit pe interior

Fig. 1.3 Cuptor rotativ pentru arderea varului: 1 – cuptor; 2 – motor electric pentru turaţie; 3 – reductor; 4 – roată dinţată; 5 – tub pentru

Fig. 1.4 Instalaţie pentru arderea varului în strat

încărcarea materiei prime; 6 – tub pentru turnarea combustibilului; 7 – tobă pentru răcirea varului; 8 – camere pentru acumularea prafului.

fluidizat: 1 – reactor; 2 – cărămidă refractară; 3 –

carcasă metalică; 4 – grătare; 5 – ventilator; 6 – şnec de încărcare; 7 – tub pentru încărcarea calcarului; 8 – buncăr pentru mărunţirea

materiei prime; 9 – elevator; 10 – şnec pentru descărcarea

varului; 11 – ţevi pentru deplasarea materialului din zonele superioare spre cele

inferioare; 12 – pompă pentru păcură; 13 – ciclon

pentru purificarea gazelor de praf.

2.2 Fabricarea ipsosuluiIpsosul (2CaSO4 H2O) se obţine prin arderea gipsului natural (CaSO4 2H2O) la

temperatura de (140190) C în cuptoare rotative (fig. 2. ). El se livrează sub formă de praf alb, obţinut prin măcinarea fină a produsului rezultat din ardere. În amestec cu apa formează o pastă care se întăreşte după 5 – 10 min. şi se foloseşte pentru obţinerea unor forme plastice cu profil complicat, tencuieli etc.

Fig. 2. Schema de producere a ghipsului de construcţii în cuptoare rotative: 1 – alimentator; 2 – buncăr cu piatră de ipsos; 3 – transportor cu bandă; 4 – moară cu ciocane; 5 – elevator; 6 – şnecuri; 7 – buncăr cu ipsos măcinat; 8 – alimentator; 9 – buncăr cu cărbuni; 10 – focar; 11 – cuptor rotativ tip tobă de uscare; 12 – buncăr cu ipsos ars; 13 – cameră de decantare a prafului; 14 – ventilator; 15

– buncăr cu ipsos finit; 16 – moară cu bile.

În amestec cu var şi nisip se foloseşte pentru obţinerea unor produse ceramice. În construcţii ipsosul se foloseşte la operaţiile de finisare ale interioarelor clădirilor.

2.3 Fabricarea cimentului PortlandCimentul Portland este liantul cel mai utilizat datorită proprietăţilor sale ce depind

de compoziţia chimică şi mineralogică, condiţiile de fabricaţie etc. Un ciment normal Portland are următoarea compoziţie:

- silicat tricalcic (3CaO SiO2), simbolizat (C3S), în proporţie de 47%;- silicat dicalcic (2CaO SiO2), simbolizat (C2S), într-un procent de 28%;- aluminat tricalcic (3CaO Al2O3), simbolizat (C3A), în proporţie de 11%;- feritaluminat tetracalcic (4CaO Al2O3 Fe2O3), simbolizat (C4AF), într-un

procent de 8%;- CaSO4 (3%); MgO (2%); CaO liber (0,5%); Na2O (0,5%).

Fig. Schema tehnologică de producție ciment cu emisii nocive

El se obţine prin arderea şi topirea materiei prime în instalaţii speciale. Cimentul se obţine prin procedee: uscat, semiuscat, umed şi semiumed. Indiferent de procedeu, etapele procesului tehnologic sunt: prepararea materiei prime, obţinerea clincherului şi obţinerea cimentului.

Fig. Schema tehnologica de fabricare a cimentului Portland după procedeul uscat

Cimentul rezultat este transportat pneumatic în silozuri. Din silozuri cimentul este ambalat în saci din hârtie sau în containere şi cisterne, montate pe vagoane sau autocamioane.

Fig. Flux tehnologic pentru procedeu umed:1 – buncăre de alimentare cu materii prime; 2 – moară de pastă; 3 – pompe de pastă; 4 – bazine de pastă; 5 - staţie de pompare; 6 – bazin omogenizare pastă; 7 – cuptor rotativ; 8 – răcitor clincher; 9

– desprăfuire tip multicilon; 10 – instalaţie de desprăfuire.

3. Fabrici (staţii) de mortare şi betoane de cimentLianţii se folosesc cu precăderea la prepararea mortarelor şi betoanelor.

Mortarul este un conglomerat obţinut prin întărirea unui amestec omogenizat de liant, apă şi agregat mărunt (nisip, var). Nisipul nu participă la întărire, el măreşte rezistenţa mecanică şi reduce coeficientul de contracţie al liantului, după întărire şi uscare.

Mortarul se utilizează pentru zidărie, în care raportul liant-nisip este de 1 : 3 cu adaos de apă, folosit pentru legarea cărămizilor (pietrelor) între ele şi pentru tencuială, obţinut din var şi ciment.

Betonul este un material compozit tip conglomerat obţinut prin întărirea unui amestec bine omogenizat de ciment, agregat, apă şi eventual adaos şi aditivi. Adaosurile şi aditivii au rolul de a modifica structura şi proprietăţile betonului întărit cum sunt rezistenţa la coroziune, la îngheţ, măresc compacitatea.

Pentru obţinerea mortarului şi betonului în cantităţi mari s-au proiectat instalaţii specializate, organizate în diverse sisteme de preparare, dotate cu depozite pentru materiale (pentru minimum 8 ore), mijloace de dozare, malaxoare, mijloace de transport, etc. În funcţie de mărimea acestor instalaţii, exista unităţi pentru prepararea betonului, staţii pentru prepararea betonului sau fabrici de betoane.

Instalaţiile pot avea comenzi manuale, semiautomatizate sau complet automatizate.Prepararea mortarelor şi betoanelor se realizează în betoniere, staţii în una şi două

trepte.Betonierele, după metoda de amestecare, se împart în:- maşini cu amestecare prin cădere liberă (gravitaţionale);- maşini cu amestecare forţată;- maşini vibratoare;- maşini turbulente;- maşini cu amestecare combinată.După continuitatea procesului de amestecare:- maşini cu amestecare ciclică;- maşini cu amestecare continuă.Staţiile pentru prepararea betonului intr-o treapta sunt organizate sub forma unui

turn care cuprinde distribuirea sub formă de niveluri a instalaţiilor. Materialele neprelucrate sunt ridicate la partea superioară a turnului, în depozite o singura dată, după care deplasarea acestora pe fluxul tehnologic de preparare se face gravitaţional. Aceste staţii sunt fie mecanizate complet fie semiautomatizate sau automatizate.

Dozarea materialelor se face pentru fiecare material în parte cu dozator separat gravimetric şi sunt prevăzute cu minim două maşini de amestecat gravitaţionale sau cu amestecare forţată. Astfel de instalaţii prepară betoane de o calitate foarte bună în cantităţi foarte mari.

Figura 1-Schema logică a unei centrale de beton într-o treaptă

Avantaje:- calitatea deosebită a betonului;- productivitate foarte mare (non – stop);- condiţii de lucru foarte bune;- prepararea simultană a unor reţete diferite.Dezavantaje:- necesită funcţionarea în două sau trei schimburi pentru a fi rentabilă;- costuri mari de întreţinere;- investiţie iniţială mare;- montare şi demontare greoaie de pe amplasament.

Centrală de beton într-o treaptă Centrală de beton într-o treaptă, care poate livra atât beton marfă, cât și componente dozate pentru pentru prepararea

betonului în autobetoniere

- elevatorul 1 ridică agregatele;- pâlnia rotativă cu benzi de distribuție distribuie agregatele în compartimentele

turnului depozitului de consum 3, de unde sunt extrase cu ajutorul alimentatoarelor vibrante 4 și introduse în dozatorul gravimetric 5, fiind descărcate în malaxorul 6 sau în autobetoniera 7;

- cimentul este extras din silozurile 8 ale depozitului de consum cu ajutorul jgheaburilor aerate 9 și introdus în unul dintre dozatoarele gravimetrice 10, pentru a fi descărcat în malaxorul 6 sau în autobetoniera 7;

- praful degajat în cazul descărcării în autobetoniera 7 este captat de filtrul cu ciclon 11 și ventilatorul 12, pentru evitarea poluării atmosferice;

- dozatoarele gravimetrice 13 și 14 asigură dozarea apei și aditivilor, care sunt descărcate în malaxorul 6 sau în autobetoniera 7;

- în cazul livrării betonului marfă, betonul preparat în malaxorul 6 este descărcat prin buncărul tampon 16 în mijlocul de transport 17;

Staţiile pentru prepararea betonului în două trepte se caracterizează prin aceea că materialele componente ale betonului sunt ridicate în fluxul tehnologic de preparare de două ori. Agregatul este ridicat întâi din depozitul centralizat în zona activă şi de aici a doua oară după ce a fost dozat, este ridicat cu un skipper de regulă spre malaxor. De asemenea cimentul este ridicat în depozit cu aer comprimat şi apoi a doua oară spre

malaxor, de regula cu un transportor cu şnec.Staţia este organizată pe orizontală. Este complet mecanizată, foarte rar

semiautomatizată şi are în dotare un singur malaxor gravitaţional de capacitate medie. Staţia prepara betoane de calitate bună şi de clase medii. Este amenajată în aer liber, necesitând un personal mai numeros.

Schema logică a unei centrale de beton în două trepte

Avantaje:- prepară beton de calitate bună;- costuri de investiţie mici;- montare şi demontare uşoara pe amplasament;- costuri de întreţinere avantajoase.Dezavantaje:- productivitate mai scăzută;- condiţii de lucru mai grele;- timpi morţi în perioadele de revizie.

Mortarele şi betoanele proaspete (marfă) se livrează la şantiere cu ajutorul mijloacelor de transport auto. Staţiile, din cadrul fabricilor de prefabricate din beton, indiferent de distanţa şi de mijlocul de transport folosit, livrează betonul proaspăt cu respectarea obligatorie a următoarelor condiţii:

- păstrarea intactă a compoziţiei;- asigurarea omogenităţii, respectiv evitarea segregării interioare sau exterioare; - limitarea duratei de transport;- reducerea la maximum a manoperei şi a încărcărilor-descărcărilor.

Centrală de beton semimobilă în două trepte

4. Fabrici (ateliere) de produse din lemn pentru construcţiiLemnul, ca material de construcţie, are calităţi deosebite faţă de alte materiale, fiind

folosit la o gamă variată de construcţii şi elemente de construcţii. Funcţie de modul cum păstrează sau nu structura lemnului din care provin produsele

de lemn utilizate ca materiale de construcţii, se împart în două categorii:- Produse care păstrează structura materialului lemnos din care provin (produse brute

din lemn rotund, lemn rotund pentru piloţi, traverse de cale ferată, cherestea, lemn încleiat, furnir, etc.);

- Produse care, datorită unor operaţii tehnologice (aşchiere, defibrare, impregnare, presare, încleiere, etc.), nu mai păstrează structura materialului lemnos sau o păstrează în proporţie redusă (PAL, PFL, OSB) şi care pot fi considerate produse moderne din lemn sau produse din lemn reconstituit.

Produsele finite din lemn se obţin în urma prelucrării la utilaje speciale, specifice industriei, în ateliere şi fabrici specializate.

Fig. Principiu de funcționare a gaterului pentru debitare bușteni

Cheresteaua este lemnul ecarisat care se obţine din lemnul brut debitat în sens longitudinal obţinându-se produse de diferite dimensiuni (scânduri, dulapi, şipci, rigle, grinzi, margini) având cel puţin două suprafeţe plane şi paralele ( fig. 4. ).

Furnirul este un produs obţinut prin tăierea, longitudinală sau tangenţială, a trunchiului arborelui în foi subţiri (0,08 … 7 mm). Furnirele tehnice, destinate fabricării placajelor, panelelor, lemnului stratificat, produselor mulate din lemn, etc. se obţin din lemn de foioase şi răşinoase prin derulare centrică în foi subţiri cu ajutorul unor maşini speciale.

Lemnul încleiat este un material de construcţie de înaltă tehnologie, având numeroase avantaje comparativ cu lemnul masiv.

Produsele de lemn încleiat sunt realizate din mai multe piese de lemn ecarisat (în mod curent scânduri sau dulapi) aşezate, de obicei, orizontal, unele peste altele şi îmbinate prin intermediul unor pelicule de încleiere, prin presare.

Elementele componente cu lăţime de maximum 20 cm sunt suprapuse şi încleiate cu concavitatea inelelor anuale orientată în sus (fig. 4. a ) cu excepţia primului element care este plasat invers.

Fig. Tipuri de cherestea:a) – scânduri (dulapi) netivite; b) – scânduri

(dulapi) tivite; c) – margini (lăturoaie)

Fig. 4. Modul de realizare în secţiune transversală a elementelor din lemn încleiat:

a) – din cherestea cu lăţime de maxim 20cm; b) – din cherestea cu lăţime mai mare de 20cm; c) –

detaliu şanţ pentru elemente de cherestea cu lăţime mai mare de 20cm

Placajele sunt panouri de diferite dimensiuni, realizate dintr-un număr impar (minimum trei) de straturi de furnir, încleiate prin presare la cald la o temperatură de 90 oC … 150 oC cu diverse tipuri de adezivi. Foile de furnir folosite la placaje se obţin prin derulare longitudinală a trunchiului şi au grosime de 1…4 mm.

Fibrele foilor exterioare sunt dispuse în acelaşi sens, iar fibrele foilor intermediare în sensuri alternative simetric faţă de axa mediană (fig. 4. ). În mod obişnuit fibrele sunt dispuse perpendicular unele pe altele la două foi alăturate.

Fig. 4. Alcătuirea placajelor:~ direcţia fibrelor elementelor exterioare.

Fig. 4. Panel:1 – furnir (placaj); 2 – şipci de lemn

Panelul este un produs alcătuit dintr-un miez de şipci de lemn masiv lipite sau nu între ele şi acoperite pe ambele feţe cu foi de furnir sau placaj. Fibrele foilor de furnir sunt perpendiculare pe direcţia fibrelor şipcilor (fig. 4. ). Orientarea fibrelor şipcilor de lemn este considerată ca fiind sensul de rezistenţă principal.

Produsele finite din lemn păstrează structura lemnului şi se pun în operă fără nici o modificare a dimensiunilor sau cu modificări minime. Din categoria acestora fac parte elementele folosite la pardosea (parchetele, frizurile, pervazurile, pavelele, etc.), elementele pentru compartimentări şi elementele de uşi (panouri celulare).

Produsele care nu păstrează structura lemnului au apărut din necesitatea de a înlătura inconvenientele lemnului legate de dimensiunile naturale şi de anizotropie şi completează

produsele din lemn compozit care păstrează structura lemnului (lemn încleiat, placaje, lemn stratificat).

Plăcile din aşchii de lemn (PAL) sunt produse semifabricate care se obţin prin prepararea la cald a particulelor mici, fine sau a lamelelor de lemn amestecate cu un liant.

Panourile OSB (Oriented Strand Board) se realizează din lamele de lemn legate cu răşini sintetice, care reprezintă 2 …4 % din masa totală.

Panourile lemn-ciment se obţin din aşchii fine de lemn sau particule de lemn legate cu ciment. Particulele, care au o orientare aleatorie, se amestecă cu ciment şi apă în raport 3:1:1 şi cu eventuale substanţe acceleratoare de priză.

Panourile din fibre de lemn (P.F.L) sunt fabricate din fibre lignocelulozice, a căror coeziune se realizează fie prin presare la cald sau uscare, fie datorită proprietăţile adezive proprii, fie prin adăugare de lianţi. În acest produs pot fi încorporaţi diferiţi adjuvanţi (adezivi, hidrofuganţi, antiseptizanţi, ignifuganţi, etc.) în scopul modificării uneia sau a mai multor proprietăţi.

5. Uzine de produse din metal pentru construcţii

Oţelul se obţine în principal din fontă, care este un aliaj de fier şi carbon (între 1,7% şi 6,67%). De asemenea, oţelurile pentru construcţii pot fi obţinute şi din fier uzat, ca urmare a unor procedee de rafinare şi aliere controlată. Oţelul se obţine din minereul de fier printr-o succesiune de operaţii ce au ca scop separarea fierului şi apoi transformarea fierului brut în oţel, prin eliminarea impurităţilor şi reducerea conţinutului de carbon. Oţelul este deci un aliaj al fierului cu alte elemente, principalul fiind carbonul. Funcţie de conţinutul în carbon, oţelul (< 2% carbon) se deosebeşte de fontă.

Un oţel este definit prin caracteristicile sale fizice, mecanice şi chimice. În construcţiile metalice se utilizează oţeluri normate, respectiv oţeluri ale căror caracteristici sunt definite prin valori minime sau maxime prescrise de norme1 (valorile admise pentru calcule).

În principal, oţelul se obţine prin afinarea fontei, ce constă în reglarea conţinutului de elemente însoţitoare (parţial C, Si, Mn, P, S) în limitele admise pentru oţeluri. Procesul afinării se bazează pe reacţii de oxidare a acestor elemente. Oxizii formaţi se elimină în zgură sau în gazele de ardere. Oţelul se poate elabora şi din „fier vechi” sau din fontă şi „fier vechi”, în funcţie de instalaţia în care are loc elaborarea şi de materia primă existentă.

Fonta se fabrică în cuptoare înalte (furnale), cu funcţionare continuă. Cuptoarele electrice, utilizate în practica elaborării oţelului, sunt cuptoare electrice

cu arc electric (fig. 5. ) şi cuptoarele electrice cu inducţie (fig. 5. ).

Fig. 5. Furnal pentru obţinerea fontei: 1- jgheab pentru evacuarea fontei topite; 2 – zgură topită;

3 – dispozitiv de încărcare; 4 – conductă de evacuare gaze; 5 – picături de fontă topită; 6 –

picături de zgură topită; 7 - gură pentru pompare aer; 8 – jgheab pentru evacuarea zgurii topite; 9

- baia de fontă topită.

Fig. Cuptor cu arc electric: 1 – încărcătură metalică; 2 – vatră; 3 – căptuşeală; 4 – uşă de

lucru; 5 – boltă; 6 – electrod; 7 – jgheab.

Convertizorul cu oxigen este un agregat confecţionat din tablă de oţel având în interior o căptuşeală refractară bazică din magnezită sau dolomită (fig. 5. ).

Fig. Cuptor cu inducţie: 1 – creuzet; 2 – țeavă de cupru; 3 – manta metalică; 4 – baie metalică; 5 – baterie de condensatoare; 6 – transformator; 7 –

grup racord reţea.

Fig. 5. Convertizor tip LD (Linz-Donawitz): 1 – lance; 2 – cuptor; 3 – reazem.

Oţelul lichid se evacuează din cuptoare în oala de turnare, din care oţelul este evacuat, printr-un orificiu de la bază, în lingotiere ce sunt forme din fontă cenuşie, în care se obţin lingourile. Acestea, precum şi blumurile, mulurile sunt semi-produse siderurgice.

Plecând de la semi-produse industria siderurgică oferă patru tipuri de produse de bază (semi-finite) din oţel, ce diferă funcţie de procedeul de fabricaţie.

Oţelurile laminate constituie principalele produse folosite în construcţiile metalice.Laminarea se efectuează plecând de la semi-produse (lingouri) reîncălzite în cuptoare electrice (laminare la cald) (fig. 5. ). După o primă fază de subţiere, metalul este strivit progresiv între doi sau mai mulţi cilindri de fontă sau oţel, cu sensuri contrare de rotire.

Se utilizează cilindri canelaţi pentru profile şi cilindri plaţi pentru table. Marea majoritate a produselor folosite la structuri metalice sunt oţeluri laminate la cald.

O parte importantă a tablelor laminate la cald este ulterior laminată la rece pentru reducerea grosimii; se obţin table subţiri (0,3 - 3 mm).Fig. 5. Schema de laminare a oţelului.

Laminarea la rece este utilizată în principal pentru fasonarea tablelor subţiri şi obţinerea de profile cu pereţi subţiri. Forma profilelor poate fi realizată prin laminare la rece sau prin presare la rece (fig. 5. ). O caracteristică a profilelor formate la rece este grosimea constantă a pereţilor. La profilele produse prin laminare la rece grosimea este în general 0.4 - 8.0 mm; la cele produse prin presare la rece grosimea poate să ajungă până la 20 mm (fig. 5. ).

Fig. 5. Bare cu pereţi subţiri Fig. 5. Plăci profilate.

Prin tragere sau trefilare (la cald sau la rece) un produs din oţel laminat este adus la o secţiune mai mică şi la o lungime mai mare. Procedeul este utilizat în special pentru confecţionarea barelor de armătură şi a cablurilor din oţel, întrucât permite ameliorarea rezistenţei la întindere a oţelului (fig. 5. ).

Fig. 5. Produse pentru construcţii din oţel laminat şi trefilat:a, b – armături profilate la cald; c – sârmă trefilată la rece;

d – plasă sudată din sârmă.

Fig. Metodă de încercări a armăturilor la rupere

Plecând de la laminate de serie sau de la oţeluri turnate, este posibilă producerea unor piese prin uzinare. Pot fi astfel realizate: găuri, filete, crestături sau decupaje de mare precizie, precum şi profile obţinute prin formare la rece şi/sau sudarea de produse plate (table). Uzinarea (ca şi turnarea) este economică numai atunci când cantitatea de piese identice este mare.

Produse metalice cu tije cilindrice pentru asamblări sunt: şuruburile - sunt folosite la asamblări demontabile, ele pot fi: şuruburi pentru metale - numite şuruburi metalice şi şuruburi pentru lemn; niturile - folosite la realizarea asamblărilor nedemontabile; cuiele - folosite pentru construcţii pot fi: cuie pentru lemn (folosite pentru lucrări de dulgherie); cuie pentru tablă, cuie pentru rabiț (cu cioc); cuie-scoabe etc.

Scoabele servesc la asamblări ale pieselor de lemn la care mijlocul principal de îmbinare (cep, prag, dorn) nu împiedică deplasările pe orice direcţie.

6. Fabrici de produse ceramice pentru construcţii

Ceramica în construcţii creste ca importanţă în condiţiile actuale fiind realizată din toate tipurile de masă ceramică. Principalele subgrupe: mărfurile ceramice pentru zidărie şi învelitori: cărămizi, ţigle, olane; materiale de construcţii de finisaj: placi ceramice din faianţă, placi din gresie semifină şi fină pentru pardoseli glazurate şi neglazurate; obiecte sanitare: lavoare, rezervoare de spălare, bideuri, accesorii de baie (etajere, săpuniere, cuiere, port hârtie, etc.), piedestale pentru lavoare etc. tuburi din gresie ceramica antiacida cu diferite dimensiuni pentru lucrări industriale.

Prepararea maselor ceramice cu plasticitatea dorită în vederea fasonării presupune adăugarea degresanţilor în materiile prime argiloase, operaţie care se realizează pe cale uscată sau umedă.

Procedeul pe cale uscată se foloseşte la fabricarea maselor ceramice cu textura ciobului mai grosieră şi presupune: măcinarea componenţilor plastici şi a degresanţilor, dozarea, omogenizarea, umezirea amestecului şi dospirea pastelor. Măcinarea materiilor prime se realizează cu ajutorul concasoarelor, colergangurilor, valţurilor şi morilor cu bile de diferite tipuri, iar pentru dozarea componenţilor se folosesc balanţe automate cu acţiune intermitentă sau continuă.

Omogenizarea amestecului de materiale se realizează cu ajutorul amestecătoarelor pentru materiale pulverulente, care pot fi de mai multe feluri: amestecătoare cu palete, cu arbori în formă de Z (tip Werner), cu mişcare complexă a materialului (tip Eirich) şi colerganguri amestecătoare. Masele ceramice, astfel preparate, se umezesc şi se depozitează în bazine de ciment, în vederea dospirii, timp de cel puţin 15 zile, acoperite cu saci uzi (pe toată perioada depozitării trebuie din când în când asigurată umectarea). Prin aceasta se conferă un pronunţat caracter coloidal particulelor substanţelor argiloase şi se asigură condiţiile dezvoltării acizilor humici sub acţiunea bacteriilor. În consecinţă se măreşte plasticitatea pastei, ceea ce va asigura o fasonare mai bună acesteia.

Procedeul pe cale umedă, utilizat la fabricarea articolelor de ceramică fină, constă din: dozare, măcinarea umedă a maselor, omogenizarea şi filtrarea barbotinelor, dospirea şi dezaerarea pastelor. Dozarea se face în greutate sau în volume, sub formă de barbotine, iar măcinarea materialelor degresante se realizează separat de a maselor plastice, în mori cilindrice cu bile, cu acţiune discontinuă.

Omogenizarea barbotinelor de materiale degresante cu materialele argiloase se face folosind agitatoare cu palete rotative sau cu elice. În continuare barbotinele se trec peste site cu bronz fosforos şi peste magneţi permanenţi sau electromagneţi pentru a fi reţinute particulele mici de fier.

Barbotinele purificate se deshidratează prin filtrare, sub vid, iar masele rezultate se lasă în repaus pentru a dospi, minimum 30 de zile, în pivniţe umede şi cu temperatură constantă. Înainte de fasonare, acestea se omogenizează şi se dezaerează cu ajutorul malaxoarelor de tip colergang şi se taie în bucăţi adecvate pentru procesul de fasonare.

Fasonarea materialelor ceramice reprezintă operaţia prin care pastei plastice i se dă forma definitivă, dar mărită, având în vedere contracţia la uscare şi la ardere a masei ceramice. Se poate realiza pe cale umedă, semiumedă sau uscată.

Fasonarea materialelor ceramice pe cale umedă se face prin următoarele metode: - manual din pastă plastică; - strunjire în forme de ipsos; - presare din masă plastică; - trefilare sau strunjire din calupuri zvântate sau uscate; - turnarea barbotinei manual în forme de ipsos sau semiautomat pe conveier; - turnarea barbotinei sub presiune la cald, 80 C – 150 C.Fasonarea materialelor ceramice pe cale uscată se utilizează pentru confecţionarea

pieselor ceramice cu dimensiuni precise şi forme complicate. În acest scop, masa pulverulentă slab umezită se fasonează în matriţe de oţel, prin presare (iniţial uşoară, după care puternică), cu ajutorul unor prese manuale, cu fricţiune, cu arbore cotit sau hidraulice.

6.1 Cărămizi pentru construcţii - sunt produse ceramice colorate, cu structură poroasă care se produc preponderent prin extrudare la prese (fig. 6. şi 6.).

Fig. 6. Schema tehnologică de producere a cărămizii ceramice: 1 – cariera de argilă; 2 – excavator; 3 – depozit de

argilă; 4 – vagonetă; 5 – cutie de alimentare; 6 – adaosuri; 7 – rolgang cu discuri; 8 - valţuri; 9 – presă cu bandă;

10 – dispozitiv de debitat; 11 – stivuitor; 12 – cărucior; 13 – camere de uscat; 14 –

cuptor-tunel; 15 – motostivuitor; 16 – depozit produse finite.

Fig. Presă cu bandă cu vid: 1 – melcul şnecului; 2 – sită; 3 – cameră cu vid; 4 – conductă pentru evacuarea aerului; 5 – palete; 6 – axul paletelor; 7 – ac cu melc; 8 – cap; 9 –

filieră;

Pentru realizarea zidăriilor se utilizează diferite tipuri de cărămizi (fig. 6. ).

Cărămizile pline presate - sunt produse masive, poroase, prevăzute cu găuri de uscare (al căror volum total nu depăşeşte 15% din volumul cărămizi).

Cărămizile şi blocurile cu goluri verticale (GV) - golurile cu formă cilindrică sau prismatică şi sunt perpendiculare pe faţa de aşezare (faţa mare) a cărămizilor.

Cărămizile şi blocurile ceramice cu goluri orizontale (GO) - golurile cu formă cilindrică sau prismatică şi sunt paralele cu faţa de aşezare (faţa mare) a cărămizilor.

Pietre ceramice – cu goluri de diferite forme, care sunt perpendiculare sau paralele cu faţa de aşezare (faţa mare) a pietrelor (fig. 6. ).

a) b) c)

Fig. 6. Tipuri de cărămizi pentru construcţii: a – cărămidă plină; b – cărămidă ci goluri verticale; c – cărămidă cu goluri orizontale.

Fig. 6. Unele tipuri de cărămizi şi pietre ceramice cu goluri verticale.

Fig. 6. Unele tipuri de pietre ceramice cu goluri orizontale, obţinute prin extrudare.

6.2 Materiale ceramice pentru învelitori Din categoria materialelor ceramice utilizate pentru învelitori fac parte: ţiglele,

olanele şi coamele (fig. 6. ). Aceste produse se obţin din argile fuzibile, prelucrate prin presare în tipare sau prin tragere prin filiera presei cu melc. După uscare se ard la 900 ... 1 000 C. Ţiglele şi coamele pot fi impregnate, colorate în masă sau glazurate cu glazuri transparente sau opace, incolore sau divers colorate.

Ţiglele, după formă şi modul de obţinere sunt de trei categorii: ţigle-solzi trase prin filieră, ţigle cu jgheab trase şi ţigle cu jgheab presate. Ţiglele trase şi ţiglele presate sunt ţigle profilate.

Olanele - se prezintă sub formă de jgheaburi tronconice. Fixarea lor se execută cu ajutorul unor clame metalice.

Coamele - sunt folosite pentru fixarea ţiglelor de-a lungul muchiilor acoperişului, precum şi pentru etanşarea învelitorii la muchii.

Fig. 6. Diferite tipuri de ţigle şi coame ceramice

Ţiglele se produc şi smălţuite în diferite culori. Pentru o rezemare corespunzătoare pe şipcile şarpantei de acoperiş ţiglele sunt prevăzute cu unul, două sau patru ciocuri.

Ţiglele solzi prezintă inconvenientul folosirii neraţionale a suprafeţei lor (circa 45%) în comparaţie cu celelalte tipuri, din cauza faptului că etanşarea se realizează prin suprapunere şi nu prin îmbinare cu jgheaburi şi pene. Consecinţa este că acoperişul realizat din astfel de ţigle este greu, fiind necesare 40 ţigle pentru 1 m2 de acoperiş.

Fig. Schema operațiilor tehnologice de obținere a produselor ceramice

6.3 Materialele ceramice din gresieGresia ceramică este un material cu structură compactă (clincherizată sau vitrifiată),

care se obţine prin arderea amestecului de argilă vitrifiabilă cu sau fără adaos de feldspat şi nisip, la temperaturi cuprinse între 1200 C şi 1300 C. Culoarea gresiei ceramice este foarte variată (brună, roşie, galbenă), fiind funcţie de natura fondanţilor şi de condiţiile de ardere. În anumite cazuri, gresia se glazurează. Se caracterizează prin rezistenţe ridicate la compresiune, uzură, agresiune chimică şi îngheţ-dezgheţ alternativ, datorită compactităţii mari. Cele mai importante produse din gresie ceramică folosite în construcţii sunt:

- Cărămizile de clincher, obţinute din argile greu fuzibile şi cu intervalul de vitrificare cât mai mare posibil, se utilizează la pavarea drumurilor cu mare trafic, trotuarelor, pentru pardoseli în fabrici, la realizarea faţadelor, la instalaţiile hidrotehnice (pentru căptuşirea canalelor colectoare).

- Tuburile pentru canalizare, se fabrică din argile plastice greu fuzibile, cu temperatură de vitrificare scăzută, şi sunt acoperite atât în interior cât şi la exterior cu smalţ, pentru mărirea impermeabilităţii şi diminuarea frecării la curgerea lichidelor.

În vederea asamblării, la unul din capete sunt prevăzute cu mufă, iar în interiorul mufei şi pe partea exterioară a capetelor fără mufă au caneluri. Se folosesc pentru canalizări şi instalaţii industriale prin care circulă lichide cu agresivitate chimică. Se fabrică cu diferite diametre, 75 mm – 1000 mm, şi cu lungimea de 1000 mm sau 1500 mm. Grosimea pereţilor variază între 14,5 mm şi 51 mm, în funcţie de diametrul lor;

- Plăcile ceramice pentru pardoseli se obţin din argilă sau masă argiloasă cu adaosuri colorate. Se realizează fasonarea lor pe cale semiuscată, prin presare, şi sunt arse până la vitrificare. Se fabrică în forme pătrate, dreptunghiulare şi sub alte forme. Grosimea plăcilor variază între 4 şi 28 mm. De asemenea, se produc şi elemente de racordare (colţuri, scafe şi socluri). Suprafaţa plăcilor poate fi netedă sau reliefată, glazurată sau neglazurată. Se utilizează la pardoseli pentru încăperi nelocuite permanent (laboratoare, bucătării, băi, coridoare, magazii etc.), precum şi la placarea pereţilor, în special în industrii cu medii agresive;

- Materialele ceramice antiacide sunt compacte, vitrificate, cu mare rezistenţă la compresiune, rupere şi uzură, impermeabile pentru gaze şi rezistente la acţiunea acizilor (doar acidul fluorhidric, HF, le poate coroda chimic). Se fabrică din argile plastice, lipsite de impurităţi dăunătoare, cu contracţie uniformă şi vitrificare bună la temperaturi relativ scăzute, 1130 C – 1180 C. Între temperatura de vitrifiere şi cea de topire trebuie să existe un interval cât mai mare. Se utilizează în industria chimică, electrochimică, farmaceutică, alimentară etc. Pentru industria chimică, din aceste produse se fabrică: exhaustoare, refrigerente, inele Rasching, bile, turile, vase cu agitator, cazane pentru fierberea celulozei, căptuşeli rezistente la acizi, turnuri de absorbţie pentru acid azotic.

Fig. Diferite tipuri de plăci ceramice pentru finisare pereţi

6.4 Materialele de ceramică finăAcestea se obţin din paste bine omogenizate, alcătuite în general din argile curate, cu

adaosurile necesare, suprafeţele fiind mai îngrijit finisate. Cu micii excepţii, se produc glazurate. În funcţie de structură se clasifică în produse poroase (faianţă, majolică, teracotă) şi produse compacte (semiporţelan, porţelan şi gresie ceramică fină). Din această categorie de materiale ceramice, în construcţii se utilizează pe scară largă plăcile de faianţă şi plăcile de majolică.

Plăcile de faianţă. Faianţa se obţine dintr-un amestec de circa 50 % caolinuri şi argile curate, 40 % nisip (degresant) şi 10 % feldspat (fondant). Plăcile de faianţă se fabrică prin presarea semiuscată a amestecului respectiv bine omogenizat şi arderea în două faze. În prima fază, se arde amestecul la circa 1250 C, obţinându-se un produs poros alb (“biscuitul”). Ulterior faţa exterioară se acoperă cu o glazură incoloră sau colorată şi se realizează arderea la o temperatură mai joasă (850 C – 900 C) pentru topirea glazurii. Suprafaţa neglazurată este prevăzută cu striuri pentru a îmbunătăţi aderenţa mortarului cu ajutorul căruia se fixează pe stratul suport.

Plăcile de faianţă se produc în forme pătrate şi dreptunghiulare cu toate muchiile drepte, sau cu o muchie, respectiv cu două rotunjite. De asemenea, se produc brâuşori laţi şi înguşti, piese pentru scafe şi piese pentru colţ. Calitatea se apreciază în funcţie de exactitatea dimensiunilor, planeitatea feţelor, prezenţa ştirbiturilor şi calitatea glazurii. De asemenea, plăcile trebuie să corespundă din punctul de vedere al rezistenţei la încovoiere (minimum 15 N/mm2), al rezistenţei la şoc termic, la agenţi chimici şi al absorbţiei de apă (13 % – 18 %).

Se folosesc la placarea pereţilor în interior (bucătării, băi, laboratoare, grupuri sociale) sau la acoperirea meselor de laborator.

Plăcile de majolică sunt produse colorate obţinute din argile mai puţin curate, care după ardere dau un ciob colorat în galben-roşcat: Pe faţa aparentă sunt acoperite cu glazură care poate fi mată sau lucioasă, transparentă sau opacă, divers colorată, într-una sau mai multe culori. Se fabrică în forme pătrate şi dreptunghiulare. În scopul uşurării fixării pe elementele de construcţii a plăcuţelor mici (până la 50 mm), acestea se livrează în panouri de circa 3232 cm, fiind lipite cu faţa glazurată pe hârtie.

Plăcile de majolică se caracterizează prin rezistenţa la variaţii bruşte de temperatură de la 150 C la 20 C, rezistenţă la gelivitate (rezistă la minimum 25 cicluri îngheţ-dezgheţ) rezistenţa glazurii la acţiunea vaporilor. Nu trebuie să prezinte fisuri, băşici, puncte negre în glazură, stratificări şi crăpături în masa ceramică.

Se folosesc la finisarea prin placare a elementelor de construcţii, atât pentru interior cât şi pentru exterior. Se fixează cu mortar de ciment cu adaos de var sau adezivi speciali.

Fig. Diferite tipuri de plăci ceramice pentru pardoseli

Obiecte sanitare din faianţă şi porţelan. Pentru utilizarea apei în condiţii practice şi igienice se folosesc obiecte sanitare ca: lavoare, căzi de baie, duşuri, closete, pisoare, spălătoare pentru vase, chiuvete, sifoane de pardoseli etc.

Ceramica obiectelor sanitare au ca materie primă argila alba caolinitică, iar mineralul principal din compoziţie este caolinul. Stratul protector, smalţul se aplică pe obiectele sanitare din momentul intrării lor în cuptoare, şi se omogenizează pe acestea. Smalţ-urile şi emailurile sunt un amestec de nisip silicios şi feldspaţi, care protejează obiectele sanitare de zgârieturi, le conferă o anumită rezistenţă chimică şi biologică şi nu în ultimul rând le dă luciul.

a) b) c)Fig. Obiecte sanitare din faianţă şi porţelan: a – cadă din porţelan; b – closet din faianţă; c – lavoar din

faianţă. 7. Fabrici de produse din sticlă pentru construcţii

Odată cu apariţia noilor tehnici de montaj (pereţi cortină) şi cu dezvoltarea procedeelor de fabricare a sticlei (cu depuneri reflectorizante sau cu slabă emisivitate şi de control solar), aceasta şi-a lărgit domeniul de aplicabilitate pentru ansambluri de faţade, devenind un învelişi simplu sau prelucrat, transparent sau opac, reflexiv sau colorat. Datorită faptului că sticla ocupă cea mai mare suprafaţă a unei ferestre sau faţade, modul în care este aleasa influenţează în mod decisiv estetică, termoizolarea şi fonoizolarea întregii structuri.

Sticla se obţine din combinaţia de nisip cuarţos (70-72%), sodiu sub formă de carbonat sau sulfat (14%), calciu drept stabilizator şi diverşi oxizi metalici în cazul celei colorate. Ea devine lichida la temperaturi înalte, moment în care se poate prelucra. Pentru fabricarea geamului se folosea (unele firme mai folosesc încă şi astăzi)

tehnologia „geamului tras” al cărui principal dezavantaj îl reprezintă deformările de imagine, uzual numite „valuri”.

Un procedeu actual, cu rezultate mult mai performante este cel al sticlei „float”. Sticla topită este turnată peste o suprafaţă de cositor topit la 1000 C. Fiind mai uşoară decât metalul sticla pluteşte pe acest pat, rezultând o foaie de mari dimensiuni şi grosime dorită. Feţele sunt perfect şlefuite pe o parte de cositor, iar pe cealaltă de foc.

Fig. 7. Linia de producere a sticlei de construcţii prin procedeul „float”.

7.1 Tipuri de sticlă folosita în construcţiiSticla Float Clar în structură de 4mm reprezintă cel mai folosit geam simplu, iar cel

mai utilizat pachet termopan este cel de tip 4 mm float clar-16-4 mm LowE. Din punct de vedere al transparenţei geamul de tip LowE este similar cu cel float clar în condiţiile unei izolări termice îmbunătăţite. Uzual se mai folosesc grosimi de 6mm, 8mm, 10mm. Sticla poate fi şlefuită pe margini, găurită şi securizată sau recoaptă. Pentru aplicaţii speciale sticla se poate emaila.

Sticla colorată este obţinută prin adăugarea unor coloranţi în sticla normală de bază. Culorile cele mai frecvent întâlnite sunt: bronz, gri, verde, albastru şi verde smarald. Transmisia de lumină vizibilă variază de la 14% la 85% în funcţie de culoare şi grosime. Densitatea culorii depinde de asemenea de grosime. Pe măsură ce aceasta creşte, transmisia de lumină vizibila descreşte. Culoarea reduce transmisia solară şi măreşte absorbţia de căldură solară a sticlei, care este radiată apoi în cea mai mare proporţie spre exterior. Grosimile posibile sunt 4, 5 şi 6mm.

Sticla reflectorizantă atenuează în mod controlat radiaţiile luminoase nedorite. Luminozitatea şi nivelul de protecţie solară depind de gradul de absorbţie şi de reflexie luminoasă al sticlei folosite. Prin utilizarea sticlei cu reflexie energetică mare către exterior este limitată cantitatea de energie solară intrată în interiorul încăperii. Depunerile de oxizi metalici accentuează efectul de oglindă. Nuanţele cele mai întâlnite sunt: bronz, gri argintiu şi verde. Prin capacitatea sa de a reflecta, absorbi şi radia

energia solară, sticla solară reflectorizantă reduce în mod substanţial aportul de căldură solară în interior, reducând costurile climatizării pentru zonele cu expunere solară ridicată. Grosimile posibile sunt 5, 6 si 8mm. Un efect similar se poate obţine şi prin aplicarea unei folii speciale peste o foaie de sticlă clară. Acest procedeu este mai costisitor şi cu rezultate de o calitate mai scăzută.

Sticla mată este obţinută din sticlă clară şi constă în alterarea transparenţei prin diverse metode. Cea mai cunoscută este tehnica sablării, adică a „spălării” unei feţe a sticlei clare cu un jet de nisip sub presiune. Dezavantajul acestei metode este că în contact cu apa, suprafaţa sablată redevine transparentă.

Închiderea într-un pachet termopan cu faţa sablată în interior elimină acest neajuns. O altă tehnică este cea a alterării chimice prin acizi. Aceasta este permanentă dar foarte costisitoare. În practică, se mai poate opta pentru aplicarea unei folii mate peste o sticlă clară.

Sticla ornament se obţine prin roluirea foii de sticlă încinse între două role metalice imprimate cu modelul în relief al ornamentului. Structura modelului şi tipul de sticlă folosită ca bază determină transparenţa şi nuanţa sticlei rezultate.

Sticla Low-E sau de emisivitate redusă se obţine din sticla float prin aplicarea unui strat invizibil de oxizi metalici şi aliaje. Această acoperire are avantajul de a reduce pierderea de căldură prin sticlă în timpul iernii, reflectând-o înapoi în încăpere. În funcţie de valorile tehnice şi calităţile optice se pot diferenţia două clase de sticle - LowE Hard este o sticlă pirolitică obţinută prin acoperire cu oxizi de staniu şi LowE soft obţinută prin ionizare multistrat. Datorită performanţelor termice ridicate, în condiţiile unui preţ scăzut, este foarte folosită în pachetele de geam termoizolator tip „termopan”.

Sticla securizată se obţine din sticlă float prin reintroducerea într-un cuptor de coacere şi apoi este răcita brusc. Intern sticla se reconfigurează într-o structură de aproximativ 4 ori mai rezistentă la impact mecanic frontal şi care în momentul spargerii produce cioburi netăioase şi nepericuloase pentru oameni. Aceste caracteristici o fac absolut esenţială pentru aplicaţii speciale. Trebuie menţionat că sticla securizată nu suportă nici o prelucrare ulterioară, de aceea în momentul introducerii în cuptor ea trebuie să aibă cota finită şi prelucrată conform solicitărilor.

Sticla laminată multistrat, uzual numit duplex, se obţine prin lipirea a două sau mai multe foi de sticlă clară de aceeaşi grosime sau grosimi diferite prin intermediul unor folii PVB de 0,38 mm grosime. Dacă sticla se sparge, cioburile rămân lipite de folie diminuând riscurile de tăiere. În cazul în care se folosesc foii de sticlă de grosime diferită se obţine o izolaţie fonică sporită.

Sticla armată este un tip de sticlă rar folosit pentru aplicaţii de securitate şi constă în înserarea unei plase metalice în interiorul foii de sticlă în momentul coacerii. Produsul rezultat se sparge mai dificil, iar cioburile rezultate rămân lipite în structură.

Sticlă profilată se produce de diferite profile de tip închis sau deschis dintr-un amestec de nisip, var, carbonat de sodiu, sticlă reciclată atent selectată (fig. 7. ).

Acest amestec trece printr-un proces tehnologic sofisticat de topire într-un cuptor cu ardere de oxigen şi face să rezulte o panglică de înaltă calitate de sticlă topită. Apoi trece printr-o serie de cilindri de oţel pentru a forma un canal continuu de sticlă de dimensiuni specifice după care este răcită şi tăiată cu atenţie înainte de prelucrare si ambalare pentru expediere.

Fig. Tipuri de profile din sticlă

Blocurile de sticlă sunt nişte blocuri de sticlă cu suprafaţa deschisă – cu peretele frontal cu grosimea cca 30mm şi cel lateral cu grosimea 12 – 15mm. Blocurile se produc de formă pătrată şi rotundă. Dimensiunile părţii şi diametrul peretelui frontal 100 – 120mm, grosimea totală 60mm. Ele suportă sarcini mari şi se folosesc în construcţia acoperişurilor şi planşele intermediare. Proeminenţele pe suprafeţele frontale fac aceste blocuri mai puţin lunecoase.

Fig. 7. Blocuri pătrate de sticlă pentru construcţii

8. Fabrici de materiale pentru izolaţii (hidrofuge, termice, fonice, anticorosive)

Materialele pentru hidroizolaţii - împiedică pătrunderea apei şi a umezelii în elementele de construcţii, scăderea rezistenţelor mecanice şi a rezistenţei la îngheţ-dezgheţ a elementelor de construcţii, împiedică aşadar scăderea durabilităţii construcţiei. Materialele de hidroizolaţii trebuie să fie compacte, impermeabile la apă, rezistente la acţiunea apei, a agenţilor atmosferici şi a variaţiilor de temperatură.

Principalele materiale utilizate pentru hidroizolaţii în construcţii sunt: materiale pe bază de bitum (bitumuri, pânzele bitumate, cartoanele bitumate etc.) materiale pe bază de sticlă (împâsliturile din fibră de sticlă bitumate, ţesăturile din fire de sticlă bitumate etc.), membrane.

Cartoane bitumate Membrane Acoperiri hidroizolante

Materialele termoizolante - împiedică schimbul de căldură dintre încăperile unei construcţii sau dintre interiorul şi exteriorul construcţiei.

Materialele folosite pentru termoizolaţii se grupează în următoarele tipuri: mortare şi betoane; materiale ceramice; materiale pe bază de diatomit; materiale pe bază de azbest; materiale pe bază de sticlă, zgură şi roci sfiicioase; materiale din lemn, materiale pe bază de polimeri; materiale din plută etc.

Materialele pentru fonoizolaţii - au rolul de a asigura un anumit grad de confort acustic în încăperi, prin împiedicarea transmiterii zgomotelor din exterior spre interior sau între încăperi. Aceste materiale sunt de natură anorganică sau organică, cu densitate aparentă mică, poroase, cu pori deschişi, cu bune proprietăţi de absorbţie fonică, folosite sub formă de pâsle, plăci, panouri realizate din vată minerală, lemn, precum şi tencuieli acustice din ciment şi agregate uşoare poroase (fonoabsorbante).

Materialele pentru izolaţii anticorosive - sunt materiale de protecţie a elementelor de construcţii supuse la acţiunea agresivă a agenţilor chimici. Materialele obişnuite pentru protecţia anticorosivă sunt: uleiurile minerale şi vaselinele tehnice; materiale pe bază de bitum. Pentru protecţii speciale anticorosive se utilizează vopsele, emailuri, lacuri şi grunduri anticorosive.

8.1 Materiale hidroizolante pe bază de bitumMembrane bituminoase

Hidroizolaţia protejează elementele structurale ale construcţiei - fundaţie, pereţi, stâlpi etc. de efectele acţiunii umidităţii. Hidroizolaţiile se realizează preponderent cu membrane bituminoase.

Membranele bituminoase sunt produse obţinute pe bază de mastic bituminos depus pe un suport de rezistenţă. Bitumul folosit poate fi de tip bitum oxidat sau bitum aditivat cu polimeri. Bitumul oxidat prin suflare de aer, la temperaturi ridicate, în vederea obţinerii unei durităţi mărite are punctul de înmuiere în jur de 70…90 C. Bitumul modificat (aditivat), ca amestec de bitum neoxidat cu polimeri plastomeri şi/sau elastomeri, dispersaţi omogen în masa bituminoasă are rezistenţă ridicată la îmbătrânire (fisurare) şi asigură integritatea hidroizolaţiei. Masticul bituminos pentru hidroizolaţii este obţinut din bitum aditivat cu elastomeri termoplastici tip SBS.

Suporturile hidroizolante folosite pentru obţinerea membranelor bituminoase sunt: carton celulozic, împâslitură din fibre de sticlă, împâslitură poliesterică, folii de aluminiu, la orice dimensiuni. Pentru protecţia stratului de bitum se folosesc minerale granulare - nisip fin, talc, granule minerale, ardezie sau folie de polietilenă, folie de aluminiu, hârtie impregnată cu răşină siliconică.

Fig. 8. Schema de producere a membranelor bituminoase: 1 – bobine de carton; 2 – dispozitiv de debobinare; 3 – dispozitiv de îmbinare; 4 – role cu rezerva de carton; 5 – cilindri de uscare; 6 – baie

de impregnare; 7 – valţuri de stoarcere; 8 – cameră de impregnare suplimentară; 9 – baie de acoperire; 10 – valţuri de stoarcere; 11-13 – buncăre cu nisip; 14 – tambururi de răcire; 15 – maşină

de bobinare a membranelor bituminoase finite.Membranele din bitum modificat se caracterizează prin flexibilitate la rece şi

stabilitate la temperaturi înalte, având stratul de armare imputrescibil (fibră de sticlă sau poliester). Membranele din bitum modificat se împart în două mari categorii:

- APP - membrane plastomerice din bitum modificat cu polipropilenă atactică, care transmite flexibilitate şi elasticitate membranei. Aceşti polimeri au o rezistenţă larazele urtraviolete, ozon şi oxigen.

- SBS - membrane elastomerice din bitum modificat cu stiren-butadien-stiren. Folosirea cauciucului la modificarea bitumului permite membranei să rămână flexibilă chiar la o temperatură a mediului ambiant extrem de scăzută cu o fexibilitate bună.

8.2 Materiale termoizolante şi fonoizolanteMaterialele termoizolante se clasifică:- după natură lor

a) materiale anorganice (ex.: produse din vată minerală sau vată de sticlă, sticlă spongioasă etc.);

b) materiale din polimeri sintetici (ex.: polistiren, poliuretan etc.).- după rigiditatea) materiale foarte rigide – clasa T1 – materiale care au tasarea mai mică de 1% sub

sarcina de 2000 N/m2; b) materiale rigide – clasa T2 – materiale care au tasarea cuprinsă între 1% şi 5% sub

sarcina de 2000 N/m2; c) materiale semirigide – clasa T3 - materiale care au tasarea cuprinsă între 5% şi

10% sub sarcina de 2000 N/m2; d) materiale uşor tasabile – clasa T4 – materiale care au tasarea cuprinsă între 10% şi

20% sub sarcina de 2000 N/m2; e) materiale foarte tasabile – clasa T5 – materiale care au tasarea mai mare de 20%

sub sarcina de 2000 N/m2.

8.1 Tehnologia de fabricare a polistirenului expandat EPSMaterialele şi resursele folosite:-  granule de polimeri de stirol;- apa;- energia electrica/gaz.EPS = Expanded PolyStyrene sau polistiren expandat. Materialul se obţine prin

procesarea polistirenului expandabil - un produs petrochimic. Procesul tehnologic include mai multe etape dintre care le amintim pe cele mai importante:

1. ExpandareaEtapa în cursul căreia granulele sub acţiunea unui agent de expandare şi în condiţii

de temperatură (cca 100 C) îşi măresc volumul de cca 50 ori (până la 3-4 mm), pentanul conţinut se distribuie spre exteriorul celulelor microscopice şi se substituie cu aer. Procesul, bine coordonat, determină caracteristici de bază ale produsului cum ar fi densitatea şi omogenitatea.

Expandarea granulelor de EPS înseamnă de fapt creşterea lor în volum. Mărimea expandării înseamnă de fapt varierea parametrului de temperatură care se poate obţine fie micşorând timpul de expunere fie controlând debitul de abur.

2. MaturizareaDupă expandare, granulele se colectează într-un buncăr de colectare (dublu) cu un

volum util de10-12 m3. Buncărul de colectare este tamponul dintre expandor şi compactizor (presa de formare). Asigurându-se că va exista mereu cantitatea necesară de granule expandate pentru compactizor, se elimină astfel oprirea fluxului de producţie. Transportul granulelor expandate se face prin intermediul aerului comprimat de la expandor la buncăr şi de la buncăr la compactizor. În buncăr granulele trebuie sa stea 12 - 24 ore. În acest timp se petrece stabilizarea presiunii În interiorul

granulelor  după care se usucă, pentru ca din camera de preexpandare granulele ies umede, câteodată chiar ude.

3. FormareaDin buncărul de alimentare granulele sunt transportate cu ajutorul aerului

comprimat  în presa de formare (compactizor) unde sub controlul aburilor au loc două procese aproximativ simultane:

- Primul proces este o nouă expandare de data acesta la un nivel mult mai mic aproximativ 10% din volum, practic procesul constă în compactizarea într-un calup cu volum egal cu cel interior al incintei în care se află;

- Al doilea proces este cel de microfuziune între particulele de EPS expandate care în mod practic înseamnă lipirea  superficială a granulelor, forţa de coeziune fiind suficient de mare pentru a-i conferi aspectul şi consistenţa necesară produsului final.

Deci totul este simplu: se încărca presa de formare cu granule, se pornesc  aburii, se menţine şi calupul este gata.

4. DezumificareaÎn această incintă are loc procesul de îndepărtare a apei din calupul rezultat. Acest

proces poate dura 24 de ore şi se foloseşte ca şi agent dezumidificator căldura reziduală din procesele anterioare care cu ajutorul unor aeroterme generează şi ventilează aer cald într-o incintă ermetică, în acest fel apa reziduală evaporându-se din interiorul polistirenului expandat. Temperatura de lucru poate fi în intervalul 50- 70 grade Celsius. Dimensiunile incintei sunt în funcţie de spaţiul disponibil şi este recomandabil ca dimensiunea ei să fie  dublă în raport cu  metri cubi produşi de instalaţie, deoarece producţia din prima zi se introduce progresiv până la capacitatea instalaţiei  urmând să se dezumidifice 24 de ore timp în care se continuă umplerea incintei în paralel cu golirea ei pe măsură ce  produsul finit poate trece la următoarea fază cea de tăiere la dimensiuni.

5. Tăierea Procesul propriu zis constă în topirea polistirenului sub efectul încălzirii firului de

nichelină la o temperatură, peste temperatura de topire a polistirenului expandat. Încălzirea se datorează trecerii unui curent continuu prin firele de nichelină.Calupul uscat de polistiren se taie orizontal sau vertical pe masa de tăiere. Grosimea tăieturii 0,5 – 1,0 mm. Grosimea plăcii poate fi reglată de la 0 la 600 mm.

6. ReciclareaRebutul se mărunţeşte şi se curăţă cu ajutorul echipamentelor de reciclare şi se

adăugă la granulele de polistiren expandate anterior, până la formarea lor în calupuri, în cantitate de 10-15% la un calup.

Fig. . Schiţa halei de producţie plăci polistiren

8.2 Tehnologia de fabricare a vatei mineraleVata minerală de sticlă este o ţesătură de fibre de sticlă cu ajutorul unui liant

organic care are rolul de a ţine fibrele legate unele de altele, creându-se astfel camere de aer între fibre care au o foarte bună capacitate de a împiedica transferul termic şi fonic.

Vata minerală bazaltică - este obţinută prin topirea unui amestec de rocă bazaltică şi cocs la o temperatură de aproximativ 1500 °C; topitura este proiectată pe un ansamblu de roţi de turaţii diferite, rezultatul fiind fibrele minerale cu diametru mediu de 0,005 mm. Amestecului îi este adăugat un liant (compoziţia chimica diferă în cazul produselor hidrofobizate, aceasta asigurând învelirea fibrelor).

Structura adirecţională majoritar orizontală a fibrelor generează caracteristicile determoizolaţie eficientă, rezistenţa la compresiune, rigiditate şi stabilitate geometrică.

Rezistenta la umiditate – spaţiile capilare trebuie să împiedice acumularea apei în structura materialului; impregnarea fibrelor cu liantul, ce conţine substanţa hidrofobă asigură posibilitatea utilizării materialului şi ca termoizolaţie de pardoseală.

Fonoizolarea – utilizarea acestui material reduce riscul undelor sonore staţionare între două suprafeţe; de asemenea, utilizarea sa în interiorul pereţilor de compartimentare asigură izolare excelentă la zgomot.

Calităţile termoizolante – conductivitatea termică a materialului este o variabilă de temperatură. Proprietăţile termoizolante ale acestui material rămân neschimbate chiar şi în cazul unui incendiu. În condiţiile termice extreme ale incendiului, scăderea de temperatură în interiorul stratului termoizolant are un grafic suficient de diferenţiat pentru ca orice material aflat pe partea opusă termoizolaţiei să fie protejat împotriva acţiunii focului.

Rezistenta la acţiunea focului – vata minerală bazaltică face parte din puţinele materiale cu rezistenţa mare la acţiunea focului, suportând temperaturi de peste 1000 °C fără a se topi în cazul unei expuneri de până la 120 minute.

Componenţa utilajului: - buncăre de alimentare;- cuptor de topire;

- cameră de sedimentare;- tunel de tratament termic (cameră de polimerizare); - maşină de debitat margini;- maşină de caşerat folie de aluminiu; - maşină de cusut saltele; - maşini de tăiat (longitudinal, transversal şi grosimi); - instalaţie de ambalat vată (pachet sau sul).

Fig. Schema instalaţiei pentru obţinerea vatei minerale: 1 – buncăr pentru combustibil şi materie primă; 2 – cazan cu

abur; 3 – cubilou; 4 – duză; 5 – cameră de formare a fibrei; 6 – vata depusă pe banda de transportor

Fig. Pături şi rulouri din vată minerală

8.3 Materialele pentru izolaţii anticorosive se produc în fabrici specializate şi se utilizează în funcţie de natura materialului protejat. După structura de protecţie aplicată, natura materialelor folosite şi tehnologia de execuţie aplicată, protecţia împotriva coroziunii poate fi realizată prin: tratamente de suprafaţă, pelicule de protecţie, mase de şpaclu, folii, înzidiri şi placări cu material antiacid, inhibitori de coroziune.

Clasificarea rămâne valabilă atât în cazul în care materialul de bază (de protejat) este metalul, cât şi în cazul în care materialul de bază este betonul. Mai mult, şi în cazul celorlalte materiale folosite în construcţii şi montaj analiza materialelor de protecţie se poate face pe aceeaşi schemă.

Tratamente de suprafaţă. Metoda constă în a realiza o protecţie de suprafaţă prin aplicarea unor materiale şi tehnologii adecvate, care să asigure prin reacţii chimice sau tratamente fizice modificarea structurii, eliminarea componentelor nerezistente la acţiunea agenţilor corosivi, compactitatea etc.

Acestea sunt:- silicatizarea tratarea suprafeţelor de beton cu silicaţi alcalini, de sodiu sau potasiu;- fluosilicatizarea tratarea suprafeţelor de beton cu fluosilicaţi (fluaţi), obişnuiţi de

zinc sau magneziu;- fosfatarea tratarea suprafeţelor metalice cu diferite substanţe conţinând acid

fosforic, fosfaţi (săruri ale acidului fosforic cu metale, ca de exemplu fosfat de mangan);- tratamente termice, cementare etc. procedee pentru schimbarea structurii pe

suprafaţa metalului şi obţinerea astfel a unor rezistenţe sporite la coroziune.

Pelicule de protecţie. Metoda constă în aplicarea pe suprafaţa suportului a unui strat pelicular care să izoleze suportul de mediul corosiv-agresiv, exterior. Stratul poate fi realizat dintr-o singură aplicare (unistrat), sau din mai multe straturi (multistrat), caz în care materialele folosite sânt, de obicei, diferite pentru fiecare strat component din structură.

Pentru protejarea betonului, în funcţie de mediul corosiv, se folosesc curent acoperiri peliculare pe bază de:

- lacuri şi vopsele pe bază de ulei;- lacuri şi vopsele pe bază de bitum;- lacuri şi emailuri alchidice;- lacuri şi emailuri pe bază de răşini de polimerizare (de exemplu email copolimer,

email perclorvinilic);- lacuri pe bază de răşini de policondensare (de exemplu epoxidice, poliuretanice,

siliconice);- vopsele emulsionate (de exemplu emailurile alchidice emulsionate);- vopsele, pe bază de emulsii din răşini de polimerizare (de exemplu vopsele

P.V.A.);- lacuri şi emailuri pe bază de răşini de modificare a produselor naturale (de exemplu

clorcauciucul, grundurile de miniu de plumb, bronzul de aluminiu).Pentru protecţia metalului se folosesc, în principiu, aceleaşi produse. Mai trebuie

adăugate protecţiile prin cauciucare, procedeu ce face legătura între pelicule şi folii, constând din pelicularea cu soluţii de cauciuc şi apoi aplicarea unor tratamente termice pentru obţinerea unei structuri de tipul foliilor.

Tot aici, din cauza grosimii reduse a stratului de protecţie realizat (similar cu o peliculă), pot fi incluse şi metalizările, acoperiri în băi de galvanizare, metalizare cu pistoale speciale sau acoperiri în pat fluidizat în rândul acestor acoperiri intră zincările, aluminările, cuprările etc.

Mase de şpaclu de protecţie. Atât în cazul betonului cât şi al metalului, pentru a se asigura o protecţie de lungă durată, rezistentă chimic şi mecanic (peliculele nu asigură aceşti parametri în condiţii mai agresive), se folosesc mase de şpaclu, în câmp continuu, armate sau nearmate.

Cele mai folosite materiale în aceste scopuri sânt:- masele bituminoase;- răşinile epoxidice;- răşinile perclorvinilice;- răşinile poliuretanice;- răşinile poliesterice.Ca materiale de armare se folosesc curent ţesătura din sticlă, dar, uneori, şi din relon

sau fibre vegetale, cât şi armarea nedirijată cu ajutorul azbestului, fibrelor de sticlă, fibrelor sintetice etc.

Folii. Ca şi în cazul maselor de şpaclu, şi în cazul foliilor, materialele şi tehnologiile de lucru sânt aceleaşi atât pentru beton cât şi pentru metale (există cel mult diferenţieri tehnologice, tratamentele termice putând fi realizate în cazul metalelor la temperaturi superioare şi în instalaţii speciale - cuptoare).

Se folosesc pentru protecţie:- cauciucul (natural sau sintetic);- policlorura de vinii (PVC);- polietilena;- folii pe bază de reţete speciale.Înzidiri şi placări de protecţie. Protecţii ce asigură în special rezistenţe mecanice,

înzidirile şi placările de protecţie prezintă dezavantajul posibilităţii de a avea discontinuităţi şi, deci, necesitatea de a se folosi în afara materialelor propriu-zise chituri sau adezivi cu rezistenţe chimice, pentru legarea materialelor.

Înzidirile, protecţii cu grosimi mari, se realizează în special din materiale ceramice (preferabil gresie ceramică). Se mai pot folosi cărămizi din sticlă, din bazalt turnat sau din pietre naturale (rezistente la coroziune). Pozarea materialului şi umplerea rosturilor (rostuirea) se face cu un chit antiacid anorganic, pe bază de bitum sau pe bază de răşini sintetice (fenol-formaldehidice, fenolice, furanice, epoxidice modificate, poliesterice etc.).

Placările, după tehnologia de fixare, se pot împărţi în două mari grupe :- placări la care fixarea se face ca şi în cazul înzidirilor prin pozare şi rostuire în chit;- placări la care fixarea se face prin lipire cu adezivi, rosturile puţind fi tratate ca şi în

cazul înzidirilor cu chituri antiacide sau prin sudură, în cazul în care plăcile sânt din materiale plastice.

Pentru primul caz se folosesc plăci din gresie, plăci ceramice, faianţă, plăci din sticlă etc. Ca materiale de pozare şi rostuire se folosesc aceleaşi materiale ca şi pentru înzidire.

Pentru cel de al doilea caz se folosesc plăci (dure) din PVC, polistiren şoc, poliesteri armaţi. Pentru pozare se folosesc adezivi, fie dintre cei folosiţi pentru lipirea foliilor plastice, fie un adeziv adecvat materialului (în general adezivul nu vine în contact cu mediul agresiv-corosiv), fie chiar un chit folosit pentru pozarea cărămizilor. Conti-nuitatea protecţiei se asigură fie prin sudarea plăcilor, fie prin chituire cu chituri antiacide.

Există, de asemeni, posibilitatea placării metalului cu table din materiale rezistente la coroziune, lipite sau sudate.

Inhibitori de coroziune. Folosirea lor, constând în reducerea efectului corosiv datorită unui adaos în mediu cu rol de inhibitor de coroziune, este relativ nouă, pentru multe cazuri încă în fază de cercetare-experimentare şi numai cu unele aplicaţii la scară industrială.

Materiale rezistente la coroziune. Acestea se pot folosi ca înlocuitori ai betonului şi/sau metalului nerezistent.

Deşi nu este propriu-zis o metodă de protecţie împotriva coroziunii, importanţa acestor materiale impune discutarea lor. în această situaţie, trebuie amintite următoarele materiale:

- betoanele antiacide;- metalele de tip inox;- aluminiul, plumbul etc.Tot în acest capitol trebuie amintită înlocuirea materialelor clasice, nerezistente, cu

mase plastice şi sticlă în construcţia de aparate, instalaţii, ziduri despărţitoare etc.Tehnologiile aplicate în executarea acestor protecţii sânt:

- pentru tratamentele de suprafaţă: pensularea soluţiilor, imersarea pieselor (metalice), aplicarea tratamentelor termice, de cementare etc. pentru peliculele de protecţie: pensularea, şpriţuirea cu pistoale de vopsit, vopsirea electroforetică, imersarea, metalizarea cu pistoale obişnuite de metalizare, în special cu vergea (mai rar cu pulberi), tratamente termice în cazul cauciucării la cald, galvanizarea.

- pentru masele de şpaclu de protecţie: şpăcluirea, alături de armare, când este cazul.- pentru folii: aplicarea adezivului prin pensulare, rolarea foliilor.- pentru înzidiri şi placări de protecţie: şpăcluirea maselor de pozare şi rostuire,

inclusiv fuguirea, aplicarea (mai rar) chitului de rost cu pistolul, pensularea adezivului.Natura materialului şi tehnologia descrisă dau indicaţii directe asupra structurilor. În

general, structura de protecţie se obţine prin folosirea suprapusă a uneia sau a mai multor metode, a unui număr mai mare de materiale sau a unor tehnologii diferite.Cele mai importante probleme, în prezent şi pentru viitorul apropiat, se pot considera:

- folosirea unei game mai largi de produse;- realizarea unor produse cu caracteristici îmbunătăţite;- asigurarea unor tehnologii de aplicare îmbunătăţite, prin folosirea unor scule şi

utilaje perfecţionate, folosirea unor prefabricate, folosirea unor structuri realizate în atelier;

- asigurarea unei productivităţi mărite;- asigurarea unui control mai exigent asupra calităţii produselor.Trebuie menţionat că, în prezent, problema asigurării materiale şi a folosirii

protecţiilor anticorosive este în stadiul unei analize complexe şi a stabilirii posibilităţilor reale. Aceste noi materiale reprezintă aspectul principal al orientării de viitor.

9. Fabrici de materiale pentru zugrăveli şi vopsitorii

Materialele de vopsitorie sunt materialele folosite pentru protecţia construcţiilor şi a elementelor de construcţie, contra acţiunilor agresive chimice sau biologice ale mediului înconjurător, în scopuri decorative, ignifuge de întreţinere si de îmbunătăţire a condiţiilor tehnico-sanitare în încăperi etc.

Materialele de vopsitorie sunt constituite din substanţe solide şi lichide, între care obligatorie una dintre substanţe este peliculogenă (liant). În compoziţia materialelor

pentru vopsitorii intră următoarele materii prime: lianţi, pigmenţi şi materiale ajutătoare (solventul).

Lianţii pentru vopsele sunt: uleiuri vegetale sicative, răşinile sintetice. Pigmenţii - sunt substanţe minerale colorate pulverulente, insolubile în liant, în apă

şi în solvenţi, folosiţi pentru a conferi o anumită culoare materialului de zugrăvit sau vopsit.

Materiale ajutătoare - la prepararea materialelor de vopsitorie se folosesc solvenţii, diluanţi, sicativii etc.

Materiale de vopsitorie - după felul cum substanţele solide se dizolvă sau nu în substanţele lichide, materialele de vopsitorie pot fi: grunduri, lacuri, emailuri şi vopsele.

Producţia industrială a unei vopsele dintr-un pigment şi un liant se realizează prin următoarele operaţii:

1. Preamestecarea pigmentului sau pigmenţilor cu componente lichide la o pastă mai mult sau mai puţin consistentă;

2. Măcinarea, care cuprinde dispersia finală a pigmentului în procesul de umectare, cu sau fără adaos suplimentar de component lichid;

3. Finisarea vopselei de bază, care cuprinde reglarea consistenţei prin adaos de liant sau solvent şi ajustarea finală a culorii vopselei. Această operaţie este denumită nuanţare.

În fig. 9.1. se prezintă fluxul unei instalaţii de dispersie fină în două faze. Atât în poziţia orizontală, cât şi în cea etajată se folosesc agitatoare rapide cu discuri danturate pentru preamestecare, respectiv pentru predispersare, cât şi mori continue cu agitare mecanică pentru dispersie fină.

Fig. 9.1 Schema fluxului unei instalaţii de dispersare fină cu discuri danturate/agitatoare rapide şi mori cu agitare mecanică (poziţionare orizontală şi etajată).

Fig. 9.2 Dispersare directă automată cu moară de agitare mecanică continuă (dozare în două faze): 1,a - introducerea solidelor; 2,a - siloz cu agitare; 3,a - buncăr intermediar; 4,a - dispozitiv de cântărire; 1,b - introducerea lichidelor; 2,b - rezervor de amestec; 3,b - buncăr intermediar; 4,b - dispozitiv de cântărire; 5 - transportor cu şnec; 6 - moară cu agitare mecanică cu discuri şi

perle; 7 - separarea produsului frecat de perle prin sită sau ciur.

Procedeul de amplasare într-o singură fază permite realizarea mai uşoara a unui flux continuu de fabricaţie. Produsele ce se supun frecării trebuie să ajungă, dozate individual, în transportorul cu şnec. În practică există instalaţii care funcţionează în bune condiţii, a căror schemă şi flux de fabricaţie sunt prezentate în figura 9.2.

O astfel de instalaţie de dispersare directă şi în flux continuu este formată din:- moară cu agitare mecanică şi cu transportor cu şnec;- dispozitiv de dozare pentru materiale solide;- dispozitiv de dozare pentru produse lichide.Dintr-un siloz de amestec materialul solid este dozat, prin compartimentul de

alimentare, în cantitatea corespunzătoare productivităţii instalaţiei şi de aici în transportorul cu şnec. Volumul silozului de lucru se calculează, de obicei, pentru o cantitate necesară unui schimb de lucru. Agitatorul aflat în silozul de amestec acţionează pentru amestecarea diferitelor componente solide, astfel încât la dozarea lui să conţină părţi din fiecare component în parte şi totodată asigură eliminarea materialului solid din siloz. Înainte de intrarea în transportor, materialul trece printr-un sistem de cântărire pentru a se putea înregistra cantităţile de pigmenţi ce pătrund în moara cu agitare mecanică.

Partea lichidă este introdusă într-un rezervor de amestec, apoi se dozează cu ajutorul unei pompe împreună cu pigmentul în transportorul cu şnec. Cantitatea de lichide introduse trebuie să corespundă cantităţii de material solid care intră în transportor. Rezervorul de produse lichide se proiectează, de obicei, pentru o capacitate necesară pentru un schimb de lucru şi nu necesită o agitare specială pentru omogenizarea lichidelor respective. În mod analog cu alte sisteme de frecare se preferă şi în cazul morilor cu agitare mecanică o concentraţie mai ridicată de materiale solide, folosindu-se astfel mai bine potenţialul de producţie.

10. Fabrici de tapete şi materiale pentru finisare pereţiTapetele din polimeri pe suport de hârtie se folosesc la construcţii de locuinţe şi

social-culturale, pentru tapetarea suprafeţelor interioare ale pereţilor, încăperilor cu umiditate relativă a aerului de cel mult 60 %, ca de exemplu: încăperi de locuit, holuri, vestibuluri, birouri, culoare, săli de conferinţe, săli de aşteptare, magazine, restaurante etc., precum şi la construcţii industriale în încăperi cu aceeaşi destinaţie.

10.1 Tipuri de tapeteTapetele se clasifica după următoarele criterii:a) după modul de aplicare:- lipite cu adezivi (livraţi separat)- prelipit (tapetul poarta adezivul propriu de montare, aplicat în fabrică)b) după tipul suportului de baza:

- hârtie pictată- tapet vinilic- hârtie vinilică pictată- tapet vinilic pe material textil sau neţesut- tapet de material plastic- tapet textilc) după procedeul de prelucrare si finisare:- hârtie pictată lăcuită- tapet în relief- tapet gofrat mecanic- tapet gofrat şi imprimat- tapet gofrat cu model geometric- tapet gofrat duplex- tapet gofrat chimic- tapet cu fulgi- tapet cu film metalic- tapet metalizat- tapet cu efect metalic- tapet panoramic- tapet cu efect texturatd) după modul de întreţinere:- tapet lavabil- tapet superlavabil- tapet semilavabil şi periabil- tapet superlavabil şi periabile) după modul de îmbinare:- cu îmbinare liberă- cu îmbinare dreaptă- cu îmbinare decalatăf) după modul de desprindere:- tapet desprins pe cale uscată- tapet desprins prin smulgere- tapet desprins pe cale umedăg) după modul de utilizare:- cu utilizare normală- cu utilizare intensăh) după permeabilitatea la vapori de apă:- permeabile- bariere de vapori10.2 Tipuri de adezivi pentru tapeteAdezivii pentru tapete pot fi:

• Adezivi sub formă de pudră, la care se adaugă apă în momentul punerii în operă; aceştia pot fi:

- adezivi pe bază de amidon- adezivi celulozici• Adezivi sub formă de pastă, fabricaţi pentru a fi puşi în opera imediat; aceştia pot

fi:- adezivi vinilici- adezivi acrilici- adezivi de tip neopren (pentru lipire dublă)- adezivi pe bază de alcool (cu liantul derivat de colofoniu).• Adezivi care se aplică din fabrică pe spatele tapetului şi protejat cu folie de

protecţie (care se îndepărtează în momentul punerii în operă)Alegerea adezivului este determinată de tipul de tapet şi este precizat în fişa tehnică

a acestuia, deoarece depinde de natura suportului de bază al tapetului.

Fig. 10.1 Linie tehnologică de producere a tapetelor

10.3 Materiale de finisareGleturile şi tencuielile de finisare sunt utilizate la realizarea lucrărilor de finisare la

clădiri noi (de locuinţe, social-culturale, industriale, agrozootehnice) situate în mediu exterior şi interior şi care nu sunt expuse acţiunii agresive a agenţilor chimici, precum şi pentru lucrări de reparaţii la clădiri mai vechi, la lucrările de restaurări şi reparaţii la clădiri monumentale şi la monumente istorice.

Gletul se prepară dintr-un amestec în proporţii variabile al următoarelor elemente:- lianţi;- agregate fine;- apă;- adaosuri speciale;- aditivi.Lianţi pentru gleturiLianţii care se folosesc în prepararea gleturilor sunt:- var hidratat pentru construcţii (pulbere);- var pastă;- ipsos pentru construcţii;

- ciment;- argilă;- cenuşă de termocentrală.Uzual se folosesc gleturi pe bază de var-ciment sau ciment-var (funcţie de raportul

dintre ele). Cimentul are în principal rolul de rezistenţă, iar varul de lucrabilitate, deşi nu întotdeauna este aşa.

În reţete, cu scopul economiei, varul poate fi înlocuit cu şlam de carbid, filer de calcar sau diverşi aditivi.

Agregatele fineAgregatele, cele care compun peste 50% din masa gleturilor sunt diverse tipuri de

nisipuri fine. Preponderent este nisipul natural de cariera sau râu fin măcinat, care în anumite condiţii poate fi completat cu nisip de mare sau cu nisip provenit din concasarea rocilor inferioare.

ApaSe foloseşte apa de la reţeaua de alimentare sau din alte surse, cu menţiunea că

trebuie să fie cât mai curată.Adaosuri specialeÎn calitate de adaosuri se utilizează preponderent materii prime minerale, granule de

marmură, faină de marmură, hidroxid de calciu (var stins) de marmură, celuloză, argilă albă pentru porţelan, perlite, cenuşă, cretă măcinată, etc.

AditiviLa prepararea gleturilor în compoziţie se adaugă diverşi aditivi, ca: formule pe bază

de vinil; răşini sintetice; răşini acrilice; etc.

Fig. 10.2 Schema unei fabrici de gleturi

11. Fabrici de materiale polimerice (plastice) pentru construcţii

Alături de materialele “clasice” de construcţii precum cimentul, mortarul uscat, cărămida sau prefabricatele, în piaţă au apărut soluţii noi, mai eficiente şi mai economice, create pe baza materialelor plastice polimerizate precum: policlorura de vinil (PVC), polistirenul, polipropilena şi polietilena.

Masele plastice se obţin prin polimerizarea unor monomeri vinilici. Produşii obţinuţi se caracterizează printr-o stabilitate chimică remarcabilă, densităţi foarte mici asociate cu rezistente mari la rupere, uşurinţă de prelucrare determinată de proprietatea de a se înmuia la temperaturi de 150-180 C şi a se întări din nou la răcire.

Din aceste materiale se fabrică produse ca:- ţevi şi tuburi, sisteme de tubulatură din mase plastice;- profile extrudate din PVC (lambriuri, uşi pliante, profile pentru jaluzele, etc.);- sisteme de tâmplărie termoizolantă (termopan);- panouri termoizolante de tip sandwich;- produse semifabricate din PVC;- linoleum pentru pardoseli;- ţigle;- accesorii;- ambalaje;

- folii;- răşini sintetice;- alte produse complementare.Produsele plastice pentru construcţii se produc, în general, prin patru metode

tehnologice (fig. 11.1):- turnare sub presiune (injecţie);- extrudare continuă;- cilindrare şi vălţuire;- formare sub presiune (ştanţare la presă).

Etrieri armături

Profile plasticeFig. 11.1 Scheme tehnologice de producere a materialelor plastice pentru construcţii:

a – turnare sub presiune (injecţie); b – extrudare continuă; c – cilindrare şi vălţuire; d – formare sub presiune (ştanţare le presă). Sifon

Diblu

Fig. 11. Schema de obţinere a profilelor plastice prin metoda extrudării

Granule PVC Profile PVC Tâmplărie PVC