Природные, или естественные, строительные материалы и изделия получают непосредственно из недр земли или путем переработки древесных материалов. Этим материалам при изготовлении изделий из них придают определенную форму и рациональные размеры, не изменяя их внутреннего строения, химического и вещественного состава. Чаще других из природных используют древесные и каменные материалы и изделия. Кроме них, в готовом к употреблению виде или при механической обработке можно получить природный битум или асфальт, камыш, торф, костру и другие природные продукты.
Природными каменными материалами называют строительные материалы, получаемые из горных пород за счет применения лишь механической обработки (дробления, раскалывания, распиливания, шлифования, полирования и др.). В результате такой обработки природные каменные материалы почти полностью сохраняют физико-механические свойства горной породы, из которой они были получены. Природные каменные материалы широко применяют в строительстве, они являются также основным сырьем для получения минеральных вяжущих веществ и искусственных каменных материалов.
Видеоурок по дисциплине «Строительные материалы» преподаватель Нигматулина Ю.Е.
По происхождению горные породы разделяют на три группы: магматические (изверженные), осадочные и метаморфические.
Виды природных каменных материалов и изделий. В строительстве используют различные виды природных каменных материалов и изделий: бутовый камень, стеновые камни и блоки, облицовочные камни и плиты, кровельные плитки и др.
Бутовый камень применяют в строительстве в виде кусков горной породы неправильной формы (рваный бут) или неправильных плит. Рваный бут получают из осадочных горных пород (известняков, доломитов, песчаников) взрывным способом, а плиты (постелистый бут и плитняк) добывают из слоистых горных пород при помощи клиньев, ударных механизмов и др. В нем не должно быть трещин, расслоений и рыхлых прослоек, снижающих его строительные свойства.
Бутовый камень служит материалом для кладки фундаментов, стен не отапливаемых зданий и сооружений, подпорных стенок и др. Отходы при заготовке бутового камня дробят и используют в виде щебня для бетонов.
Стеновые камни и блоки изготовляют из известняков, вулканических туфов и других горных пород плотностью до 2200 кг/м 3 . Размеры камней для ручной кладки 390х190х190 мм, размеры укрупненных блоков для механизированной кладки устанавливают исходя из прочности породы и грузоподъемности кранов. Правильную геометрическую форму и требуемые размеры камней и блоков получают, как правило, выпиливая их из массива при помощи камнерезных машин; значительно реже выпускают колотые штучные камни. Лицевая поверхность стеновых камней и блоков должна отвечать требованиям декоративности.
Камни и блоки из легких горных пород являются в ряде районов нашей страны местными материалами. Стены жилых и общественных зданий из легких природных камней и блоков значительно дешевле кирпичных и имеют красивый внешний вид.
Облицовочные камни и плиты изготовляют из блоков природного камня путем их распиливания или раскалывания с последующей механической обработкой. Горные породы для получения блоков-полуфабрикатов следует выбирать с учетом эксплуатационных условий, в которых будут находиться изготовленные из них облицовочные изделия.
Так, горные породы, предназначенные для наружной облицовки, должны быть атмосферостойкими, без трещин и следов выветривания, иметь красивую и неизменную окраску. Для этой цели применяют: граниты, сиениты, диориты, габбро, лабрадориты, кварциты, плотные известняки, туфы, песчаники. Горные породы, используемые для внутренней облицовки, должны иметь красивую окраску и легко полироваться. Чаще всего для внутренней облицовки применяют мрамор.
Облицовочные камни и плиты бывают пилеными и тесаными. Пиленые изделия, как правило, дешевле и долговечнее тесаных, так как при распиловке горных пород удается получать сравнительно тонкие изделия без микротрещин, которые возникают при теске камня.
Плиты для облицовки стен и настилки полов должны иметь прямоугольную форму и заданные размеры. Кроме того, лицевой поверхности плит придают различную декоративную фактуру. В зависимости от способа выполнения фактуры делят на: ударные, получаемые скалыванием частиц камня (фактура «скалы», бугристая, бороздчатая, точечная, рифленая), и абразивные, получаемые путем истирания поверхности различными абразивами (пиленая, шлифованная, лощеная, зеркальная).
Плиты и камни из изверженных горных пород (граниты, лабрадориты, габбро и др.) применяют для наружных облицовок цоколей и фасадов монументальных зданий, долговечных и декоративных полов в помещениях общественных зданий с интенсивными людскими потоками, например, на станциях метрополитена, вокзалах и в универмагах, а также для облицовки набережных, гидротехнических сооружений и др. При производстве мраморных плит получают большое количество отходов в виде обрезков, которые используют для устройства мозаичных полов.
Из природного камня, кроме облицовочных плит, изготовляют профильные детали, например плинтусы, угловые детали и детали граненых и каннелированных облицовок, а также ступени, подоконники и др.
Кровельные плитки из глинистого (кровельного) сланца весьма долговечный кровельный материал для сельского строительства. Раскалывая и отрубая материал, ему придают прямоугольную или ромбическую форму.
В дорожном строительстве широко применяют разнообразные изделия из природного камня, например брусчатку, колотый или булыжный камень, бортовые камни. Эти изделия изготовляют из изверженных или осадочных горных пород, которые должны иметь высокую прочность, низкое водопоглощение, хорошо сопротивляться ударным и истирающим нагрузкам, быть морозостойкими, а также не должны быть затронуты выветриванием. Такие же требования предъявляют к каменным материалам (граниту, диориту, диабазу, габбро), предназначенным для защитных плит-оболочек гидротехнических сооружений. Материалы и изделия из природного камня (базальта, диабаза и др.) используют также для конструкций, работающих при высоких температурах. Кроме того, материалы и изделия из гранита, диорита, кварцита, базальта, диабаза и кремнистого песчаника в виде облицовочных камней и плит правильной формы применяют для защиты конструкций зданий и аппаратов от воздействия кислот.
Производство каменных материалов и изделий включает добычу горной породы и ее обработку.
Добыча камня. В тех случаях, когда горные породы залегают неглубоко или выходят на поверхность земли, добыча их ведется открытым способом в карьерах. Горные породы, залегающие на большой глубине, добывают подземным способом в каменоломнях или шахтах.
Плотные горные породы, предназначенные для получения щебня или бутового камня, обычно разрабатывают взрывным способом, однако для получения из горной породы плит и блоков больших размеров взрывной способ не применяют, так как в породе могут образовываться трещины. Отдельные блоки выпиливают или выламывают из массива камнерезными и врубовыми машинами, а также специальным инструментом.
Легкообрабатываемые горные породы, например туф и известняк-ракушечник, добывают механизированным способом при помощи камнерезных машин, режущими элементами которых являются горизонтальные и вертикальные дисковые пилы со вставными резцами. Камнерезную машину устанавливают на тележке, которая передвигается по рельсовому пути вдоль забоя. При помощи дисковых плит, располагаемых в трех взаимноперпендикулярных плоскостях, камнерезной машиной из массива выпиливают блоки определенных размеров и правильной геометрической формы. На открытых разработках хорошо служит камнерезная машина конструкции Галанина. Существуют также камнерезные машины, выпиливающие крупные блоки, которые затем другими машинами разрезают на плиты.
Рыхлые горные породы (песок, гравий, глину) добывают открытым способом, применяя одно- и многоковшовые экскаваторы и другие машины.
Древесина — это важный материал, широко применяемый в строительной промышленности, так как он обладает высокой прочностью при небольшой плотности, малой теплопроводностью, легкостью механической обработки. Вместе с тем в древесине присутствуют и недостатки: неравнозначность ряда свойств в различных направлениях, легкая загниваемость и возгораемость, высокая гигроскопичность, наличие ряда пороков.
Лесоматериалы подразделяют на необработанные (круглые) и обработанные (пиломатериалы, колотые лесоматериалы, шпон и др.)
Круглые лесоматериалы — очищенные от сучьев отрезки древесных стволов:
- · бревна строительные и пиловочные должны иметь диаметр верхнего торца не менее 14 см и длину 4 — 6,5 м, должны быть ошкурены и опилены под прямым углом к продольной оси. По качеству бревна подразделяют на три сорта:
- · подтоварник — часть ствола дерева с диаметром верхнего торца 8 — 13 см и длиной 3 — 9 м;
- · жерди имеют диаметр верхнего торца 3 см и длину 3 — 9 м;
- · рудничные стойки — круглый лесоматериал длиной 0,5 — 5 м и толщиной в верхнем торце 7 — 30 см. Отклонения длины стоек допускаются в размере ±2 см, диаметра ±0,5 см для стоек толщиной до 11 см (включительно) и ±1 см для стоек толщиной 12 см и более.
Пиломатериалы изготавливают путем продольной распиловки пиловочных бревен:
- · пластины или распилы — распиловкой бревна на две половины;
- · четвертины — распиловкой по двум взаимно перпендикулярным диаметрам;
- · горбыль или обапол — срезанная наружная часть бревна. Обапол может быть горбыльным, когда пропил имеется только с одной стороны или дощатым — с пропилом с двух сторон;
- · доски — пиломатериал, ширина которого более двойной толщины. Толщина досок 13 -100 мм, ширина — 80 — 250 мм. Доски хвойных пород имеют длину до 6,5 м, лиственных — до 5 м с градацией через 0,25 м. Доски бывают необрезные (с неопиленными кромками на всю длину или на половину доски) и обрезные (пропил должен быть более чем на половину длины доски). По качеству древесины и обработке доски подразделяют на пять сортов — отборный, 1, 2, 3 и 4;
- · брусья имеют толщину или ширину 100 — 250 мм при отношении ширины к толщине менее двух. Брусья, опиленные с двух сторон, называют двухкантными или шпальным брусом, а пропиленные с четырех сторон — четырехкантными;
- · бруски — пиломатериал типа бруса толщиной до 100 мм, длина его та же что и у досок.
Рис.1 Пиломатериалы (а — пластины, б — четвертины, в — горбыль, г — доска необрезная, д — доска полуобрезная, е — доска обрезная, ж — брус четырехкантный, з — брус чистообрезной)
Изделия из древесины: — строганные погонажные изделия — доски для полов, шпунтованные доски, фальцевые доски; профильные погонажные изделия — плинтусы и галтели, поручни для перил, наличники для оконных и дверных коробок, а также доски подоконников;
- · изделия для паркетных полов — штучный, наборный и щитовой паркет, а также паркетные доски;
- · столярные плиты — реечные щиты, оклеенные с одной или двух сторон строганной фанерой или шпоном (для дверей, перегородок, полов и щитовой мебели);
- · строительная фанера — плоский лист, состоящий из трех, пяти и более слоев шпона. Шпон получают на лущильных станках путем срезания слоя древесины (березы, ели, сосны и т.д.) в виде непрерывной широкой ленты с вращающегося предварительно распаренного кряжа и последующего раскраивания на форматные листы. Листы шпона склеивают таким образом, чтобы волокна двух смежных слоев были взаимно перпендикулярны, что придает фанере прочность большую, чем у древесины. Фанеру выпускают толщиной до 22 мм. Фанера бывает повышенной, средней и ограниченной водостойкости.
Рис. 2 Погонажные изделия (а — шпунтованные доски, б — фальцовые доски, в — плинтус, г — наличник, д — поручень)
Основные сведения о минеральных вяжущих и их классификация: Минеральными вяжущими веществами называют искусственно получаемые порошкообразные тонкодисперсные материалы, которые при заполнении водой (водными растворами) образуют пластичное тесто, способное в результате физико-химических процессов затвердевать, т. е. переходить в камневидное состояние. Это свойство минеральных вяжущих веществ позволяет широко использовать их для приготовления строительных растворов и бетонов, а также для производства различных безобжиговые искусственных каменных материалов, изделий и деталей, клеящих и красочных составов. Это самая большая по номенклатуре, наиболее распространенная и значимая по применению группа строительных материалов.
Минеральные вяжущие вещества разделяют на воздушные и гидравлические. Воздушные вяжущие — вещества, которые способны твердеть, длительное время сохранять и повышать свою прочность только на воздухе. K воздушным вяжущим относятся воздушная известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие, жидкое стекло и др.
Гидравлическими вяжущими называют вещества, которые способны твердеть, длительное время сохранять и повышать свою прочность не только на воздухе, но и в воде. K гидравлическим вяжущим относятся гидравлическая известь, романцемент, портландцемент и его разновидности, глиноземистый цемент, водонепроницаемые расширяющиеся и безусадочные цементы и др.
Строительная воздушная известь представляет собой вяжущее вещество, получаемое умеренным обжигом (не до спекания) известняков, содержащих не более 6 % глинистых примесей. В результате обжига образуется продукт в виде кусков белого цвета, называемый негашеной комовой известью (кипелкой). В зависимости от характера последующей обработки различают следующие виды воздушной извести: негашеная молотая, гашеная гидратная (пушонка), известковое тесто, известковое молоко.
Производство воздушной извести. В качестве сырья для производства воздушной извести используют известняки, мел, доломитизированные известняки и др., состоящие в основном из углекислого кальция CaCO3, а также небольшого количества примесей — доломита, гипса, кварца и глины.
Технологический процесс производства воздушной извести состоит из добычи в карьере карбонатной породы (известняка или мела), дробления и сортировки ее и последующего обжига в шахтных или вращающихся печах, где за счет горения топлива температура повышается до 1000 — 1200 о C и происходит разложение (диссоциация) известняка: СаСО3 = СаО+СО2. Присутствующий в известняках углекислый магний МgСО3 в процессе обжига также разлагается: MgCO3 = МgO+CO2.
При дальнейшем опускании в зону охлаждения обожженная известь охлаждается воздухом, а затем выгружается в нижней печи специальным механизмом.
Применяя вращающиеся печи, можно получать известь из любых карбонатных пород, в том числе мелкой известковой щебенки и рыхлого влажного мела, которые не могут быть обожжены в шахтных печах.
Комовую известь высокого качества можно получить при равномерном обжиге известняка до полного удаления из него СО2. Оставшиеся после обжига оксиды кальция и магния (CaO+MgO) являются активными составляющими извести; их количество определяет качество полученного материала как вяжущего вещества.
Кроме того, в комовой извести обычно содержится некоторое количество недожога и пережога. Недожог — неразложившийся углекислый кальций получается при загрузке в печь слишком больших кусков известняка или недостаточно высокой температуры обжига. Недожог почти не обладает вяжущими свойствами и поэтому является балластом. Пережог получается в результате сплавления оксида кальция с примесями — кремнеземом, глиноземом и оксидом железа — под действием слишком высокой температуры. Зерна пережога гасятся очень медленно.
При помоле в шаровых мельницах предварительно дробленых кусков комовой извести-кипелки получат негашеную молотую известь, которая в отличие от гашеной извести обладает способностью быстро схватываться и твердеть. В процессе помола комовой извести-кипелки можно вводить различные добавки: шлаки, золы, песок, пемзу, известняк, которые улучшают ее свойства и снижают стоимость. Таким способом, например, получают карбонатную известь, состоящую из 30 — 40% негашеной извести и 70 — 60% необожженного известняка. Эту известь используют для приготовления саморазогревающихся строительных растворов, применяемых в зимних условиях.
Гашение извести. При обработке негашеной комовой извести водой оксид кальция превращается в гидрат по следующей формуле: CaO+H2O = Ca(ОН)2. Этот процесс носит название «гашение извести» и сопровождается выделением большого количества теплоты и интенсивным парообразованием (именно в связи с этим негашеную комовую известь обычно называют кипелкой).
В зависимости от количества воды, взятой при гашении, получают гидратную известь (пушонку), известковое тесто или известковое молоко.
Гидратную известь (пушонку) получают в том случае, когда для гашения извести — кипелки берут 6О — 70 % воды. Получившаяся гидратная известь представляет собой белый порошок, состоящий из мельчайших частиц гидроксида кальция.
В зависимости от скорости гашения комовую известь разделяют на быстрогасящуюся со сроком гашения до 20 мин и медленногасящуюся — свыше 20 мин. Чем выше активность извести, тем быстрее происходит ее гашение и тем больше выход известкового теста.
Известь, как правило, применяют в строительстве в виде раствора, т. е. в смеси с песком. Области применения — Воздушную известь используют для приготовления известково-песчаных и смешанных строительных растворов, применяемых для каменной кладки и штукатурки, в производстве силикатных изделий, а также в качестве связующего вещества для малярных красочных составов. Кроме того, воздушную известь молотую и пушонку употребляют при производстве известково-пуццолановых и известково-шлаковых цементов, которые обладают гидравлическими свойствами.
Растворы и изделия, изготовленные на воздушной извести, не следует применять во влажных помещениях и кладке фундаментов, так как они неводостойки. Штукатурные растворы на молотой негашеной извести рекомендуется использовать как при положительной, так и при отрицательной температуре наружного воздуха. В данном случае благодаря тому, что во время приготовления и нанесения раствора выделяется большое количество теплоты, излишки влаги испаряются, а сам раствор быстро набирает прочность.
Гипсовыми вяжущими веществами называют материалы, состоящие из полуводного гипса или ангидрита и получаемые путем тепловой обработки тонко измельченного исходного сырья.
Гипсовые вяжущие вещества в зависимости oт температуры обработки сырья разделяют на две группы: низкообжиговые и высокообжиговые. Низкообжиговые гипсовые вяжущие, характеризуются быстрым твердением. Высокообжиговые гипсовые вяжущие отличаются медленным твердением. К низкообжиговым гипсовым вяжущим веществам относят: формовочный, строительный и высокопрочный гипс, а также гипсовые вяжущие из материалов содержащих гипс. К высокообжиговым вяжущим веществам относят: ангидритовое вяжущее (ангидритовый цемент) и высокообжиговый гипс (экстрих-гипс),
Производство строительного гипса. При обжиге кускового гипсового камня в сушильном барабане (вращающейся печи) происходит непосредственное соприкосновение раскаленных дымовых газов с медленно движущимся дробленым гипсовым камнем. После обжига гипс измельчают в шаровой мельнице.
Совместный обжиг гипсового камня и его помол производят в шаровых мельницах. В них гипсовый камень измельчается, мелкие частицы его подхватываются потоком поступающих в мельницу горячих дымовых газов. Находясь во взвешенном состоянии, частицы гипсового камня обезвоживаются до превращения в полуводный гипс и выносятся дымовыми газами из мельницы в пылеосадочные устройства.
Твердение строительного гипса. При затворении полуводного гипса водой образуется пластичное тесто, которое быстро загустевает и переходит в камневидное состояние. Дальнейшее высыхание твердеющей массы приводит к значительному повышению прочности гипса. Для ускорения твердения применяют искусственную сушку гипсовых изделий при температуре не выше 60-65 о С. При более высокой температуре может начаться процесс разложения двуводного гипса, сопровождаемый резким снижением прочности. При твердении гипс увеличивается в объеме до 1%, хорошо заполняя формы при отливке гипсовых изделий.
Применение строительного гипса. Строительный гипс применяют для изделий и деталей, используемых в конструкциях зданий и сооружений при относительной влажности воздуха не более 60 %. Из строительного гипса изготовляют гипсовые и известково-гипсовые штукатурные растворы, декоративные, теплоизоляционные и отделочные материалы, а также различные архитектурные детали методом отливки.
Высокопрочным гипсом называют вяжущее, состоящее в основном из полуводного сульфата кальция, получаемое термической обработкой двуводного гипса в автоклаве под давлением пара или кипячением в водных растворах некоторых солей с последующими сушкой и измельчением в тонкий порошок. Он обладает меньшей водопотребностью (около 45 %), что позволяет получать гипсовые изделия с большой плотностью и прочностью.
Высокопрочный гипс применяют для изготовления архитектурных деталей и строительных изделий с повышенными требованиями по прочности.
Источник: studwood.net
ПРИМЕНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Природные каменные материалы широко применяют в современном строительстве, в частности промышленных предприятий, жилых и гражданских зданий, гидротехнических сооружений, железных и автомобильных дорог, подземных сооружений и мостов.
В зависимости от назначения к природным каменным материалам предъявляют соответствующие технические требования. Природные каменные материалы широко применяют также в качестве заполнителей для бетонов, при получении щебня для дорожных покрытий и оснований, для балластного слоя железнодорожного пути. Ниже приведены основные требования ГОСТ 7392-70 к щебню из естественного камня для балластного слоя железнодорожного пути:
· 1. В зависимости от крупности зерен щебень подразделяется на фракции 25-60 и 25-50 мм, зерновой состав которых должен соответствовать установленным стандартом нормам.
· 2. Содержание пылевидных частиц менее 0,1 мм не должно превышать 1%, а при соответствующем технико-экономическом обосновании -1,5%.
· 3. Щебень должен быть чистым и не должен содержать кусков глины, растительного слоя почвы и других примесей.
· 4. Прочность щебня характеризуют одним из следующих показателей: сопротивлением удару на копре ПМ, истираемостью в барабане типа полочной шаровой мельницы.
В зависимости от показателен прочности, получаемых при испытании на сопротивление удару, щебень подразделяют на марки: У-75, У-50, У-40 и соответственно при испытании на истираемость — на марки: И-15, И-30, И-40.
· 5. Водопоглощение щебня должно быть не более 1,5%.
· 6. Морозостойкость щебня при применении в различных климатических условиях должна быть в суровых условиях не менее 25 циклов; в умеренных — не менее 20 и в мягких-не менее 15.
38. Пороки древесины
Условия, в которых растет и развивается дерево, влияют не только на текстуру его древесины, но и приводят к различным отклонениям от строения и развития ствола. Это, в свою очередь, может вызвать наличие различных пороков, накладывающих ограничения на область применения древесины.
Пороками древесины считают недостатки отдельных участков древесины, снижающие ее качество и ограничивающие возможность ее использования.
Действующий в настоящее время ГОСТ 2140-81 «Пороки древесины» все пороки древесины делит на 9 групп:
1. Сучки.
2. Трещины.
3. Пороки формы ствола.
4. Пороки строения древесины.
5. Химические окраски.
6. Грибные поражения.
7. Биологические повреждения.
8. Инородные включения, механические повреждения и пороки обработки.
9. Покоробленности.
Сучки бывают двух видов — открытый сучок и заросший сучок. Открытый сучок имеет несколько разновидностей — по форме разреза на поверхности сортимента (круглый, овальный, продолговатый); по положению в сортименте (пластовой, кромочный, ребровый, торцовый, сшивной); по взаимному расположению (разбросанные, групповые, разветвленные); по степени срастания (сросшийся, частично сросшийся, несросшийся, выпадающий); по состоянию древесины (здоровый, здоровый светлый, здоровый темный, здоровый с трещинами, загнивший, гнилой, табачный); по выходу на поверхность (односторонний, сквозной). Заросший сучок выявляется только в круглых лесоматериалах и разновидностей не имеет.
Сучки — основной сортообразующий порок, поскольку при использовании древесины они оказывают отрицательное влияние. Они нарушают однородность строения и вызывают искривление волокон и годичных слоев, что снижает механические свойства древесины. Древесина здоровых сучков имеет повышенную твердость по сравнению с твердостью окружающей древесины, поэтому сучки затрудняют обработку ее режущими инструментами. Табачные сучки в круглых сортиментах сопровождаются внутренней гнилью.
Трещины. Делятся на разновидности по типам — метиковая (простая и сложная), отлупная, морозная, трещина усушка; по положению в сортименте — боковая, пластовая, кромочная, торцовая; по глубине — несквозная (неглубокая и глубокая), сквозная; по ширине — сомкнутая, разошедшаяся.
Трещины появляются в древесине по мере ее роста. На их образование влияют природные факторы и внутренние напряжения, возникшие в стволе. Различают морозные, отлупные и метиковые трещины.
Морозные трещины появляются в результате расширения внутренней влаги при сильных морозах. В результате возникают сквозные трещины, направленные радиально.
Внутренние напряжения, возникающие в стволе, приводят к появлению отлупных (отслоение друг от друга годичных слоев) и метиковых (идущих вдоль ствола от комеля к вершине) трещин. Помимо этого при сушке древесины могут появиться трещины, являющиеся результатом усушки.
Пороки формы ствола. Выделяют следующие виды — сбежистость, закомелистость (округлая и ребристая), овальность, нарост и кривизна (простая и сложная).
Кривизна — это искривление продольной оси ствола. Она может быть простой и сложной (ствол имеет несколько изгибов в разном направлении). Кривизна в круглых лесоматериалах затрудняет их использование, увеличивает количество отходов в деревообрабатывающей промышленности.
Закомелистость — это утолщение или увеличение диаметра комля по отношению к стволу дерева. При изготовлении досок из этой части ствола неизбежны большие отходы, полученный материал при распиловке — невысокого качества, так как появляется большое количество перерезанных волокон.
Ройки — продольные углубления в комлевой части ствола. Поперечный распил торца бревна выглядит звездообразным с волнистым расположением годичных колец. При распиле на доски большую часть ствола выбраковывают в отходы, поскольку такие доски сильно коробятся и имеют пониженную прочность.
Наросты — резкое местное утолщение ствола, имеют свилеватую древесину. В большинстве случаев встречаются на лиственных породах: березе, клене, ольхе, дубе и некоторых других, а иногда и на хвойных. Наросты бывают двух видов — наплывы и капы.
Наплывы — внутреннее заболевание дерева, сопровождающееся наростами с гладкой поверхностью, чаще бывают на комлевой части дерева.
Капы — выражены более рельефной поверхностью; при очистке от коры рельеф выглядит в виде капель. Возникают они на месте интенсивно появляющихся на дереве спящих почек.
Пороки строения древесины. Здесь выделяют следующие виды — наклон волокон, крень, тяговая древесина, свилеватость, завиток, глазки, кармашек, сердцевина, двойная сердцевина, смешанная сердцевина, пасынок, сухобокость, прорость, рак, засмолок, ложное ядро, пятнистость, внутренняя заболонь, косослой.
Косослой (наклон волокон) представляет собой различные отклонения направления волокон от продольной оси дерева. Древесина с таким пороком плохо воспринимает поперечную нагрузку. К разновидностям косослоя можно отнести свилеватость (волнистое размещение волокон) и завиток (местное искривление годичных слоев).
Крень — изменение строения древесины хвойных пород в сжатой зоне ствола и ветвей. Наблюдается в виде дугообразных участков. Часто образуется в древесине искривленных и наклонно стоящих стволов. При поперечном разрезе, особенно у хвойных пород, хорошо видно смещение сердцевины в одну сторону. Крень нарушает однородность строения древесины, понижает прочность, способствует сильному продольному короблению досок и брусьев.
Двойная сердцевина. Она ярко выражена при поперечном распиле ствола в месте раздвоения. Торец дерева в этом месте обычно имеет овальную форму. Часто между двумя сердцевинами бывает закрытая прорость (заросшая кора). Затрудняет обработку, увеличивает отходы, способствует растрескиванию.
Внутренняя заболонь — группа годичных колец-слоев, расположенных в ядровой древесине, имеющая окраску, свойства и строение заболони. На торце ствола ярко выражена в виде одного или нескольких колец разной ширины, более светлых, чем ядро древесины. Такой порок наблюдается в стволах лиственных пород, особенно у дуба и ясеня.
Ложное ядро — внутренняя часть ствола с темной окраской различных оттенков. Форма ложного ядра может быть: круглой, эксцентричной, звездчатой, лопастной. От заболони ложное ядро отличается более темной окраской.
Кармашек — полость внутри годичных слоев, заполненная смолой или камедями. Смоляной кармашек портит поверхность изделий, плохо поддается отделке и склеиванию, пачкает инструменты, снижает прочность древесины.
Свилеватость — это волнистое размещение волокон, особенно в прикорневой части дерева. Чаще всего свилеватость наблюдается у клена, дуба, карельской березы, ореха и др. С этим пороком древесина трудно поддается обработке, зато при изготовлении строганого шпона она высоко ценится, особенно у ореха, клена. Характерны в этом отношении и наплывы — наросты на прикорневой части ствола.
Внутренняя заболонь характерна для лиственных пород. Ее участки располагаются в ядровой древесине и имеют цвет заболони. Сплошные или прерывистые кольца двойной заболони состоят из мягкой древесины, что способствует впоследствии растрескиванию пиленого материала. Двойная заболонь встречается у дуба, ясеня и -некоторых других лиственных пород. Для мозаичных работ этот порок очень ценен.
В лиственных и хвойных породах иногда встречаются участки, на которых в естественных условиях древесина приобретает другой цвет. Цветовые тона таких участков бывают темнее и светлее основного тона окраски слоев древесины. В лиственных породах получается коричнево-красная окраска, в хвойных — светло-желтая.
Прорость — дефект на участке дерева, возникший в результате механических повреждений клетчатки. Такой участок древесины портит внешний вид и затрудняет отделку. Часто в этом месте встречаются грибные пятна и засмолки.
Завиток характерен местным искривлением годичных слоев вследствие влияния прорости или сучков ствола. Завитки бывают сквозные и односторонние. Детали, которые должны нести значительную нагрузку, изготовляют из древесины без завитков, снижающих ее прочность. Смоляные кармашки, крень и засмолок характерны для хвойных пород, особенно для ели.
Пятнистость выражается в окраске заболони в виде продолговатых прожилок. По цвету они напоминают ядровую ткань древесины. Этот порок-следствие грибных поражений клетчатки. Располагается он в основном на пограничном слое ядра и заболони.
Засмолок — это участок древесины, обильно пропитанный смолой. Возникает на месте ранения ствола деревьев хвойных пород. Засмоленные участки выделяются более темной окраской. Древесина в месте порока тяжелее основной. Засмолок снижает ударную вязкость, уменьшает водопроницаемость древесины, затрудняет склеивание и отделку.
Рак — это рана на поверхности ствола дерева, возникшая в результате заражения паразитическим грибом и бактериями. На хвойных породах по границам зараженного участка происходит сильное смолотечение. На месте заражения древесина не нарастает, а с противоположной стороны ствола в виду усиленного прироста образуется характерное вздутие (опухоль).
Химические окраски характеризует один вид — «химическая окраска» с разновидностями по типам — «продубина» и «желтизна»; по интенсивности цвета — светлая и темная.
Грибные поражения. Выделяют 6 видов — грибные ядровые пятна (полосы), плесень, заболонные грибные окраски, побурение, гниль, дупло. Заболонные грибные окраски характеризуются разновидностями по цвету (синева, цветные заболонные пятна), по интенсивности цвета (светлые, темные);
по глубине (поверхностные, глубокие, подслойные).
Вид — «гниль» имеет разновидности по цвету и структуре пораженной древесины (пестрая ситовая, бурая трещиноватая, белая волокнистая); по типам — заболонная (твердая и мягкая), ядровая и наружная трухлявая.
Грибным поражениям древесина подвергается в результате воздействия на нее различного рода гнилей. При этом цветовой тон отдельных участков древесины изменяется. Часто грибные болезни поражают древесину на сплавах леса. При определенных условиях (в частности, при температуре внешней среды 15. 25 °С и влажности древесины 30.
60 %) грибные споры развиваются особенно интенсивно. На первых стадиях своего развития грибные пятна и полосы не снижают качества древесины, а изменяют лишь окраску определенных участков. На породах со светлой древесиной грибные поражения имеют вид продолговатых полос и колец различных оттенков: серого, фиолетового, красно-бурого, красноватого и др. Начинающему столяру необходимо научиться отличать здоровую древесину от древесины, пораженной настолько, что ее механические свойства не позволяют использовать ее для определенных видов работ (под нагрузкой, в агрессивной среде и т. д.). Древесина, пораженная ядровой гнилью, не годится ни для столярных, ни для наборных мозаичных работ, так как она очень мягкая и хрупкая.
Ядровая гниль на первой стадии поражения древесины еще не влияет на ее механические свойства; для мозаистов она известна под названием мраморной гнили лиственных .пород. Заболевшая древесина при этом пронизана белыми и черными линиями с красной окантовкой. Следуя изгибу здоровых волокон, нити мраморной гнили представляют собой красочную картину. Древесина, пораженная мраморной гнилью, всегда будет находкой для мозаиста. Существуют и другие виды ядровой гнили: бурая трещиноватая и пестрая ситовая.
Заболонная окраска развивается в срубленной древесине, не снижая ее твердости. В основном это бывает у хвойных пород. Для сосны характерна синева, которая приобретает то сероватый, то зеленоватый оттенок. Этому пороку сопутствуют цветные заболонные пятна с окраской участков древесины в желтый, розовый, фиолетовый, коричневый и оранжевый тона.
По интенсивности цвета они бывают разные; глубина проникновения их ограничивается верхними слоями заболони. Мозаисты с успехом используют заболонную окраску древесины без применения дополнительного воздействия на нее химическими препаратами и красителями, несколько вуалирующими текстуру.
Побурение, которое считается пороком срубленного дерева и распространяется от периферии к центру в виде пятен разной интенсивности, часто встречается у лиственных пород (осины, березы, бука).
Биологические повреждения. Выделяют три вида — червоточина, повреждение древесины паразитными растениями, повреждение птицами.
Повреждение древесины паразитными растениями — это отверстия в древесине, пилопродукции или детали, возникающие в результате жизнедеятельности паразитных растений (омела). Нарушают целостность древесины и снижают ее механические свойства.
Повреждение птицами — полость в круглых лесоматериалах, возникающая в результате жизнедеятельности птиц. Нарушают целостность круглых материалов, может затруднить их использование по назначению. Увеличивает количество отходов при распиловке и лущении.
Червоточина — разрушение древесины личинками и жуками. При очистке древесины от коры хорошо видны следы деятельности насекомых в виде ходов и бороздок различной формы и конфигурации. Червоточина может быть поверхностной, когда жуки проделывают ходы в коре и лубяном слое; глубокой и неглубокой, когда ходы жуков-древесников проникают на несколько сантиметров в глубину или даже пронизывают древесину насквозь.
Инородные включения, механические повреждения ни пороки обработки. В данной группе выделяют 32 вида — инородные включения» обугленность, обдир коры, карра, скос пропила, обзол (тупой и острый), закорина, риски, волнистость, ворсистость, мшистость, бахрома, заруб, запил, отщеп, скол, козырек, заусенец, вырыв, задир, выщербины, вмятина, рваный торец, рябь шпона, накол, царапина, выхват, непрофрезеровка, гребешок, прошлифовка, недошлифовка, ожог.
Виды — риски, волнистость, мшистость, бахрома, вырыв, рваный торец, выщербины, рябь шпона являются показателями качества обработки, определяют шероховатость поверхности, уменьшают физические размеры материалов и затрудняют отделку, склеивание, облицовывание материалов.
Виды — отщеп, скол, задир, выхват, запил, заруб, карра, накол нарушают целостность древесины, ухудшают внешний вид, уменьшают физические размеры материала, при больших размерах снижают механическую прочность материала, затрудняют использование его по назначению.
Козырек, заусенец и гребешок являются показателями качества обработки резанием.
Непрофрезеровка, недошлифовка, прошлифовка — ухудшают внешний вид, нарушают правильность формы сортимента, требуют дополнительной обработки.
Покоробленности. В этой группе выделяют один вид -покоробленности с разновидностями — продольная по пласти (простая и сложная), продольная по кромке, поперечная и крыловатость.
Пороки древесины оказывают различное влияние на технические свойства древесины.
Влияние порока на качество древесины зависит от его вида и разновидности, размера, расположения в сортименте и назначения сортимента. Поэтому один и тот же порок в одних сортиментах не допускается, в других снижает сортность, а в третьих почти или совершенно не имеет значения.
Источник: megaobuchalka.ru
Использование природных материалов в строительстве
2 ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий механики и оптики»
Отмечается, что на основании опыта изучения и использования природных конструкций растительного и животного происхождения человек разрабатывает и создает материалы с наперед заданными свойствами – композиционные материалы. При использовании таких материалов в строительстве предпочтения должны отдаваться продольному расположению армирующих волокон в деталях и конструкциях – по аналогии со структурой древесины, но при этом обладающих гораздо большей прочностью и жесткостью. В природе в процессе эволюции создана масса примеров совершенных биологических конструкций, обладающих высокой прочностью. Наиболее прочные волокна костных тканей человека и животных, различных материалов растительного происхождения совпадают по направлению с главными напряжениями и деформациями, что соответствует принципу траекториального строения, который должен быть использован при разработке композиционных материалов. Важным бионическим принципом является также регулирование параметров напряженно-деформированного состояния конструктивных систем, что обеспечивает возможность получения конструктивной материи на основе гармоничной связи внешних сил с внутренними.
1. Ашкенази Е.К., Ганов Э.В. Анизотропия конструкционных материалов: справочник. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение. Ленингр.отд-ние, 1980. – 247с.
2. Матвеева Л.Ю., Ястребинская А.В. Эксплуатационные характеристики эпоксидного связующего для конструкционного стеклопластика // Актуальные проблемы архитектуры и строительства: материалы V Международной конференции. 25–28 июня 2013 г. / под общ. ред. Е.Б. Смирнова; СПбГАСУ. – в 2 ч. Ч. I. – СПб., 2013. – С. 348–351.
3. Мелехов В.И. Бызов В.Е. Применение конструкционных пиломатериалов с обеспеченной прочностью в строительстве // Актуальные проблемы архитектуры и строительства. Материалы V Международной конференции. 25–28 июня 2013 г. / под общ. ред. Е.Б. Смирнова; СПбГАСУ. – в 2 ч.,Ч.
1. – СПб., 2013. – С. 351–355.
5. Темнов В.Г. Конструктивные системы в природе и строительной технике. – СПб.: Компьютербург. 2001. – 61 с.
С момента своего появления как разумного существа человек использовал имеющиеся доступные естественные природные материалы для устройства жилища, его обогрева, для изготовления простейших орудий труда, предметов мебели, добычи природной пищи на охоте и рыбалке, позднее – для строительства зданий и сооружений, мостов, военных и торговых судов, фортификационных сооружений, сохранившихся до наших дней. Наиболее широко использовалось в качестве строительного материала дерево.
Несколько сотен лет назад венецианские строители использовали российскую лиственницу для сооружения фундаментов стоящих и поныне дворцов, картинных галерей, музеев, соборов, жилых домов.
Свойства разбухания древесины при увлажнении издавна использовались человеком для изготовления герметичных винных бочек, судов, ёмкостей для воды, в качестве клиньев для разлома камней в каменоломнях.
Из истории известны случаи использования дерева для изготовления пушек сибирскими партизанами в годы гражданской войны. Прочности дерева хватало на производство 1–2 выстрелов, но и этого оказывалось достаточно, учитывая нехватку такого вооружения.
Одним из известных примеров современной истории нашей страны можно назвать строительство велотрека в Крылатском перед Олимпийскими Играми 1980-го года в Москве. Высокая стоимость зарубежного материала способствовала поиску отечественной древесины с требуемыми свойствами. Выбор был сделан в пользу лиственницы сибирской, из которой были получены радиальные пиломатериалы, уложенные в покрытие трека. Такие пиломатериалы были использованы для изготовления пола в каминном зале Санкт-Петербургской лесотехнической академии. После 15 лет эксплуатации пол находится в прекрасном состоянии.
Особенности природных материалов
Природа в процессе эволюции создала совершенные биологические конструкции, обладающие высокой прочностью (панцирь черепахи, кости скелетов животных и человека, прочные костные оболочки черепов, легкие и прочные конструкции костных скелетов птиц, мощные челюстные кости хищников и т.д.).
Человек в своей деятельности создаёт подобные искусственным путём и добивается максимальной прочности при минимальном весе конструкции.
В природе такие материалы формируются естественным путём. Наиболее прочные волокна костных тканей животных и человека, древесины и других материалов растительного происхождения совпадают по направлению с главными напряжениями и деформациями.
Изучая строение природных конструкций, человек создаёт материалы с наперёд заданными свойствами, необходимые для создания современных конструкций и сооружений. Примерами высокопрочных конструкций из дерева служат фанера, древесно-слоистые пластики, клееные балки из шпона, фермы, гнутоклееные конструкции. Наибольшее развитие получило создание композиционных материалов с использованием металлов, полимеров, стекловолокон, волокон углерода, бора и т.д. Композиционный материал, например, на основе алюминия, армированного волокнами бора диаметром 3–6 мкм, обладает прочностью конструкционных сталей при объёмном весе алюминия и применяется в авиа- и ракетостроении.
При проектировании изделий несущие нагрузку армирующие волокна должны быть сориентированы таким образом, чтобы их высокая прочность была оптимально использована с учетом геометрической формы изделия, выбранной при проектировании.
Армированные пластмассы состоят из смолы и волокнистого каркаса. Существует достаточно широкий выбор смол и волокнистых материалов, что позволяет получать композиционные материалы с довольно широким диапазоном свойств. Такие материалы отличаются от традиционных высокой удельной прочностью, антикоррозионной стойкостью.
Композиционные материалы наряду с целым набором положительных свойств имеют и серьезный недостаток – для их изготовления потребуются значительные капитальные затраты.
Повышение прочности и жёсткости конструкций при минимальном расходе материала можно наблюдать на примере костей скелета птиц, у которых костные ткани разнесены от центров сечений на периферию, т.е. для повышения их прочности и жёсткости природа сделала эти кости полыми, добившись при этом минимума расхода строительного материала.
Широкое применение в технике получают изделия, изготовленные из стеклопластиков, в том числе и намоточных, которые своим строением, цилиндрической анизотропией похожи на древесину с ее годичными слоями.
Наиболее широко распространённый в строительстве материал, которым является древесина, является предварительно напряжённой, созданной природой конструкцией, находящейся в соответствующем напряжённо-деформированном состоянии. Этому состоянию соответствуют размеры и формы сечений ствола дерева, оно проявляет себя в технологии производства изделий из древесины и в процессе эксплуатации готовых изделий.
На сегодня нет исследований, в которых изучалось бы влияние напряжённо-деформированного состояния, сформировавшегося в процессе роста дерева, на прочность и жёсткость изделий и заготовок из древесины, их качество. Неизвестным остаётся напряжённо-деформированное состояние каждой доски, выпиливаемой из бревна.
Одной из главных целей изучения свойств древесины как природного армированного материала является определение путей ее рационального использования с учетом анизотропии, которую необходимо оптимизировать в механических тканях опорных элементов живых организмов в процессе эволюционного развития.
Стеклопластики на основе эпоксидных олигомеров сочетают в себе высокую прочность с относительно небольшой плотностью, хорошую стойкость к динамическим нагрузкам и резким перепадам температур, высокую химическую стойкость. Тонкие высокопрочные стеклянные волокна обеспечивают прочность и жёсткость стеклопластика, а синтетическое связующее придаёт материалу монолитность, способствует более эффективному использованию прочностных свойств стеклянных волокон, защищает волокна от внешних воздействий, а также само воспринимает часть усилий, развивающихся в материале при работе под нагрузкой. Для более широкого использования изделий из эпоксидного стеклопластика в гражданском строительстве необходимо улучшение его теплофизических свойств. Авторы исследования [5] разработали связующее для конструкционного стеклопластика, эксплуатационная устойчивость которого сохраняется до температуры 200 °С.
Получение стекловолокнистых композиционных материалов обеспечивает высокую прочность и малый объемный вес изделия благодаря использованию высокопрочных стекловолокон и органического либо неорганического связующего. Недостаток эластичности стекловолокон требует поиска и применения для армирования композитов других волокнистых материалов. В практике могут быть использованы нити из углерода, бора, асбеста, базальта, керамики и некоторых известных металлов и их сплавов. Однако только армирование стекловолокнами обеспечивает высокую прочность и низкую стоимость изделия.
Совокупность этих качеств стекловолокнистых композитов делает их незаменимыми в строительстве. Самая высокая прочность у стеклянных волокон среди волокнистых материалов на разрыв составляет по данным [2] 1370–1500 МПа.
Одним из положительных качеств стеклопластиков является их низкая чувствительность к надрезам и другим концентраторам напряжений. По сравнению со стеклопластиками стальные сплавы при напряжениях близких к предельному (пределу текучести при растяжении) имеют более высокую чувствительность.
Известен технологический способ получения армированного композиционного материала путем намотки нитью, проволокой, лентой, тканью с пропиткой либо смачиванием смолистым веществом. Композиционные материалы, полученные намоткой, могут быть использованы в конструкциях гражданского и военного назначения. Из композиционных материалов могут изготавливаться корпуса турбин, обтекатели гребного винта, столбы для тентов, тепловые экраны, трубы и емкости для жидкостей, железнодорожные цистерны, цистерны-хранилища для кислот, щелочей, солей, нефти и др., баллоны высокого давления, корпуса аккумуляторов, корпуса лодок, автомобилей, понтоны, кожухи вентиляторов, рессоры для легковых и грузовых автомобилей, трубопроводы для химических жидкостей, опоры подвесных дорог и др. Не менее широким является перечень изделий военного назначения. Корпуса самолетов гражданской авиации на 80 % изготовлены из композиционных материалов.
В строительных материалах растительного происхождения необходимо учитывать начальные напряжения, сформировавшиеся в процессе роста. Это позволяет рационально использовать материал, сократить его неоправданные потери в технологии обработки, повысить его качество и прочность.
Для этого нужно шире использовать некоторые бионические принципы и закономерности. Например, принцип траекториального строения [5], когда наиболее прочные волокна материала расположены в нём в соответствии с геометрией поля перемещений по траекториям главных деформаций. Или принцип резильянса в конструктивных элементах, согласно которому строение материала должно обеспечивать им свойства накапливать максимальное количество энергии упругой деформации без разрушения. В костях человека и животных, в деревьях наиболее прочные волокна ориентированы вдоль направления главных напряжений.
Древесина, например, в направлении вдоль волокон проявляет свойства хрупкого материала, у которого прочность при растяжении и сжатии различна, следует ожидать, что напряжённо-деформированное состояние (НДС) в процессе роста позволяет, например, при ветровой нагрузке и раскачивании дерева уменьшить напряжение в его более слабой (сжатой) зоне и увеличить их в более прочной (растянутой). За счёт этого, в частности, повышается жизнестойкость деревьев.
Научные исследования В.Г. Темного [5] позволили установить «бионический принцип регулирования параметров НДС конструктивных систем», который определяет закономерность создания конструктивной материи на основе гармоничной связи внешних сил с внутренними, обеспечивая тем самым возможность получения конструкции с высокой работоспособностью и живучестью.
Пассивное регулирование параметров напряженно-деформированного состояния происходит за счёт использования физических свойств материала, за счёт изменения геометрии объекта при нагружении и разгрузке.
Активное регулирование параметров НДС происходит за счёт обратной связи, позволяющей перестроить геометрические схемы в соответствии с видом нагрузок, изменить плотность материала, модули упругости. В итоге обеспечивается оптимальный режим работы конструкции во времени. Для растущего дерева свойственны и активное и пассивное регулирование НДС, как и для всех объектов в живой природе. Композиционные материалы в числе других, в том числе и древесина в виде заготовок и готовых изделий, поддаются лишь пассивному регулированию. Получение математической модели напряженно-деформированного состояния, сформированного в процессе роста, например, дерева как растительного полимера и уже не изменяющегося во времени, позволит управлять параметрами НДС в заготовках и изделиях из композиционных материалов, предназначенных для строительства зданий и сооружений.
В механике деформируемого твердого тела известен метод фотоупругости, применяемый в исследованиях напряжений и деформаций в прозрачных и непрозрачных моделях реальных объектов из оптически активных материалов в проходящем либо отраженном луче поляризованного света. Метод позволяет получить интерференционную картину, на которой точки на изохромах – линиях одинакового цвета – характеризуются одинаковой величиной напряжения.
Больший интерес в соответствии с названием данного исследования представляют другие линии, так называемые изоклины, характеризующие направление наибольшего главного напряжения. Таким образом, армирующие волокна в реальном объекте должны совпадать с изоклинами в модели этого объекта из оптически активных материалов, к которым относятся желатин, эпоксидная смола, некоторые полимеры. Высокой оптической активностью обладают модели из полиуретана. В зависимости от нагрузок, воспринимаемых элементами конструкций, с помощью моделирования и использования методов фотоупругости , применения лазерной техники, метода голографии можно наиболее рационально расположить армирующие волокна. В таком природном материале растительного происхождения, как древесина, направление наиболее прочных волокон фактически совпадает с направлением изоклин при моделировании.
Использование таких особенностей природных материалов при разработке композитов позволит получать новые материалы с наибольшей удельной прочностью.
При использовании композиционных материалов в строительстве предпочтение нужно отдавать материалам с продольным расположением армирующих волокон в деталях и конструкциях, работающих в условиях деформации изгиба – по аналогии со структурой древесины, но при этом обладающих гораздо большей прочностью и жесткостью.
Использование волокнистой структуры в материалах в условиях максимальных конструктивных характеристик является велением времени. Армированные стеклопластики, например, имеют высокую прочность при малом весе вследствие использования высокой прочности стекловолокон, связанных органическим либо неорганическим связующим. Эти материалы обладают устойчивостью к химическим активным средам, хорошей атмосфероустойчивостью, отсутствием электропроводимости, хорошей технологичностью и одновременно с этим высоким отношением прочности к весу. Однако для их изготовления потребуются и большие капитальные затраты.
Волокна стеклопластика [4] можно ориентировать в изделиях в направлении наибольших напряжений, чем будет достигнута наибольшая прочность, как это происходит в природных материалах растительного происхождения.
Современные стальные сплавы чувствительны к надрезам при напряжениях близких к пределу текучести при растяжении. Стеклопластики являются очень ценным материалом в решении и этой проблемы.
Методами намотки стеклонитей и стеклоткани, например, могут быть изготовлены легкие высокопрочные декоративные строительные панели, столбы для осветительных фонарей, опорные колонны, перила, лестницы, трубы и цистерны для воды, обрешетка кровли зданий, корпуса вентиляторов и т.д.
Конструкционные пиломатериалы, получаемые из природного композиционного материала – древесины, находят все более широкое применение в промышленном и гражданском строительстве. Практика показывает, что значительный объем таких пиломатериалов используется в строительстве для изготовления несущих конструкций [3]. Применяются пиломатериалы разных сечений с необходимой прочностью, которая в значительной мере зависит от расположения волокон древесины по отношению к действующей нагрузке.
Источник: fundamental-research.ru
Урок технологии «Виды природных материалов. Выбор материалов по их декоративно-художественным и конструктивным свойствам».
Пластмассы, инструменты и приспособления| Древесина, инструменты и приспособления| Среди осенней тишины| Уникальное место| Логическая цепочка| Как оригинально отметить свой день рождения летом| Окрестности Анапы. Утриш| Продажа природного камня| Жидкий гранит – современная альтернатива натуральному камню| Мебель для сада на один день или на весь сезон| Отдых на траве|
У вас недостаточно прав для добавления комментариев.Возможно, вам необходимо зарегистрироваться на сайте.
Камень
Стройматериалы природного происхождения к тому же не требуют какой-либо особой обработки, являясь при этом доступным и экологически чистым сырьем. Далее пойдет речь о наиболее востребованных стройматериалах природного происхождения. Человечество их использует с незапамятных времен, поэтому они заслуживают особого внимания.
Камень чрезвычайно распространенный материал природного происхождения, с самых древних времен использующийся в строительстве. Возведенные из природного камня постройки отличаются особой долговечностью, прочностью и превосходными теплоаккумулирующими свойствами.
Декор комнаты природными стройматериалами
Саман
Его рассматривают как один из наиболее древних стройматериалов природного происхождения. Получают саман путем смешивания таких компонентов, как песок, глина, вода, солома и земля. Из подготовленной смеси формуют требуемые по размеру блоки, которые высушивают естественным способом.
Это объясняет то, что саманные дома чаще всего встречаются в регионах с сухим жарким климатом. Саман — это экологически чистый, недорогой и огнестойкий материал. Впрочем, он довольно плохо противостоит влаге, поэтому требует соответствующей защиты.
Натуральное дерево — строительный материал
Песок и глина
Значение этого природного материала в строительстве переоценить просто невозможно. Без песка не представляется возможным проведение множества строительных и ремонтных процедур. Он востребован прежде всего в дорожном, промышленном и гражданском строительстве, дренировании почв и различных строительных работах, начиная от обустройства фундаментов и заканчивая отделкой помещений.
Глина — это особая горная порода, являющаяся пылевидной в сухом состоянии и пластичной при увлажнении. При надлежащей дальнейшей обработке глина приобретает высокую твердость и прочность. Она нашла широкое применение при изготовлении кирпича, бетона, всевозможных строительных блоков и многих других изделий.
Камень природного происхождения
Поделки из природного материала для детского сада
Малыши очень любят, когда в их руках каштаны и пластилин превращаются в игрушки, с которыми можно играть. Поделки из природного материала для детского сада не очень сложные, поэтому с помощью взрослого справится любой ребенок. Иногда делают из фруктов и овощей, но чаще всего – это аппликации из листьев и животные из шишек и желудей.
Поделки из листьев и кленовых «вертолётиков»
Самое легкая и доступная работа даже для малышей – это аппликация из листьев. Если вы впервые вместе с ребенком делаете композицию, предложите ему картинку, которая будет служить шаблоном. Не спешите все делать сами. Предложите малышу выбрать листочки по желанию, чтобы работа получилась похожей на образец. Так будут развиваться творческие способности вашего ребенка.
Материал для аппликации:
- разноцветные листья;
- плотный лист А-4;
- кисточки для клея;
- клей ПВА;
- ножницы;
- шаблон.
Чтобы сделать простую композицию, вам нужны ровные сухие листья. Положите их под пресс или в книгу. Через два дня материал готов. Вырежьте ножницами подходящие детали и разложите их на листе бумаги.
Теперь можно приклеивать. Вначале фон и нижние слои, а затем более мелкие детали. Например, если хотите сделать слона, то вначале сделайте из листьев туловище и голову, а затем приклеивайте хобот, хвост, ноги. Если не хватает глаз, то их можно дорисовать маркером или сделать из семян деревьев.
Не обязательно все делать по шаблону. Можно придумать картинку самим и создать оригинальную композицию из листьев.
Используйте как дополнение цветную бумагу, фломастеры, краски, так ваши аппликации будут еще интереснее.
Наряду с листьями в качестве основы для поделки из природного материала для детского сада идеально подойдут и «вертолётики» с клёна. Только посмотрите на это чудо!
Крылышки фей из семян клёна
Стрекозы из кленовых «вертолетиков»
Теперь вы убедились, какими красивыми и оригинальными могут быть аппликации из листьев. Используйте эти идеи для проведения досуга с детьми.
Классификация строительных материалов. Природные строительные материалы
Промышленность строительных материалов выпускает многие виды продукции. В зависимости от назначения существуют различные подходы их классификации. По генезису (происхождению) стройматериалы бывают природными и искусственными. Первая группа представлена естественными каменными и неметалл орудными (тальк, слюды и др.) материалами различной формы и размеров.
При их производстве природные ресурсы изменяют только форму, а свойства, строение, состав остаются неизменными. В основном материалы имеют искусственное происхождение, при котором ресурсы изменяют как форму гак и строение, химический состав, свойства.
По природе, сущности происхождения выделяют органические и неорганические (минеральные) материалы. Органические материалы имеют растительное и животное происхождение. Они характеризуются малым объемным весом, невысокой прочностью, химической и огневой стойкостью, что обусловливает их применение в сухих условиях, при небольших температурах для кровли, облицовки, отделки, теплоизоляции, а древесные материалы и как конструкционные элементы Минеральные материалы состоят из неорганического вещества и имеют более разнообразные свойства — высокую прочность, огне-, водо-, биостойкость и используют как основной конструкционный компонент различных объектов, а также как органические изделия. На основе сочетания органических и минеральных компонентов вырабатываю комбинированные стройматериалы.
По сырьевому фактору стройматериалы подразделяют на природные каменные, неметалл орудные, керамические, из стекла, асбеста, древесины, полимеров, металла, битума и др.
В промышленности широко применяют классификацию стройматериалов по производственному- функциональному назначению. По этому признаку выделяют стеновые, кровельные, теплоизоляционные, облицовочные, отделочные, салитарно-технические и другие виды.
По технологическим особенностям бывают безобжиговые и высокотемпературной обработки стройматериалы. Безобжиговые стройматериалы представлены природными каменными, нерудными изделиями и искусственными Последние получают затвердением вяжущих веществ с заполнителями (щебень, гравий, древесная стружка и др.) По виду они бывают известковые, гипсовые, цементные. Изделия второй группы получают воздействием на сырье высокой температурой, придающей материалу новые свойства.
Природные строительные материалы производят из магматических (гранит, габбро, туф, лабрадорит, диорит и др.), осадочных (известняк, мел, каолин, песок и др.), метаморфических пород (мрамор, кварцит, сланцы и др.) и органических ресурсов (древесина). Они имеют разнообразные свойства (достаточная прочность, морозоустойчивость, декоративная структура и др.), повсеместно распространены и широко используются в качестве сырья для производства других видов строительных материалов.
Природные строительные материалы получают разработкой первичных ресурсов. Этот процесс проводят открытым способом в карьерах. Кроме традиционных методов, рассмотренных в первой главе, каменные породы извлекают вырезкой, выколкой глыб. Получают карьерный камень, который отправляют на камнеобрабатывающие заводы.
Песчано-гравийную смесь разрабатывают экскаваторами, а также гидравлическим (мониторным) способом. Добытую смесь разделяют грохочением на песчаную и гравийную фракции, которые могут промывать водой от глинистых и илистых частиц. Добытые каменные породы называют нерудными строительными материалами.
Их составляют, кроме песка, гравия, также щебень, который образуется разрушением каменных горных пород в естественных условиях и дроблением каменных материалов (гравия, валунов и др.) на заводах. Он имеет неправильную, угловатую форму и этим отличается от гравия -естественного продукта окатанной формы. Естественный и искусственный песок, гравий, щебень получают на песчано-гравийных заводах.
Естественный камень обрабатывают на камнеобрабатывающих заводах, комбинатах Здесь сырье раскалывают, распиливают на блоки, плиты необходимых размеров, проводят отделку лицевой поверхности камня шлифовкой, полировкой. Порнстые каменные материалы для повышения атмосфероустойчивости покрывают водоотталкивающими растворами солей кремнефтористоводородной кислоты. В зависимости от назначения из природного камня вырабатывают материалы для кладки фундамента, стен, облицовки (колотые, пиленые камни, плиты, карнизы), дорожного строительства (бортовой камень, брусчатка), подземных и гидротехнических сооружений (колотый камень, плиты для облицовки), специального назначения — устойчивые к агрессивным средам, жаростойкие и др.
Применение природных каменных строительных материалов имеет высокую эффективность. Стеновые каменные материалы дешевле кирпича, прочнее его. Облицовочные плиты из естественного камня — долговечны, а эксплуатационные затраты меньше, так как не требуется красок, растворов. Естественные каменные заполнители экономят в бетоне цемент, повышают его прочность, снижают себестоимость строительных объектов.
Источник: nadtex.ru