Знание строения строительного материала необходимо для понимания его свойств и в конечном итоге для решения практического вопроса, где и как применить материал, чтобы получить наибольший технико-экономический эффект.
Строение материала изучают на трех уровнях: 1) макроструктура материала – строение, видимое невооруженным глазом; 2) микроструктура материала – строение видимое в оптический микроскоп; 3) внутреннее строение веществ, составляющих материал, на молекулярно-ионном уровне, изучаемом методами рентгено-структурного анализа, электронной микроскопии и т.п.
Макроструктура
Макроструктура твердотелых строительных материалов делится на следующие типы: конгломератная, ячеистая, мелкопористая, волокнистая, слоистая, рыхлозернистая (порошкообразная).
Искусственные конгломераты
Искусственные конгломераты – это обширная группа, объединяющая бетоны различного вида, ряд керамических и других материалов.
Ячеистая структура
Ячеистая структура характеризуется наличием макропор, свойственных газо– и пенобетонам, ячеистым пластмассам.
Видеолекция «Классификация и строение строительных материалов», Тажибаева Дана Маратовна
Мелкопористая структура
Мелкопористая структура свойственна, например, керамическим материалам, поризованным способами высокого водозатворения и введением выгорающих добавок.
Волокнистая структура
Волокнистая структура присуща древесине, стеклопластикам, изделиям из минеральной ваты и др. Ее особенностью является резкое различие прочности, теплопроводности и других свойств вдоль и поперек волокон.
Слоистая структура
Слоистая структура отчетливо выражена у рулонных, чистовых, плитных материалов, в частности у пластмасс со слоистым наполнителем (бумопласта, текстолита и др.).
Рыхлозернистые материалы
Рыхлозернистые материалы – это заполнители для бетона, зернистые и порошкообразные материалы для матичной теплоизоляции, засыпок и др.
Микроструктура веществ
Микроструктура веществ, составляющих материал, может быть кристаллическая и аморфная. Кристаллические и аморфные формы нередко являются лишь различными состояниями одного и того же вещества. Примером служит кристаллический кварц и различные аморфные формы кремнезёма. Кристаллическая форма всегда более устойчива.
Чтобы вызвать химическое взаимодействие между кварцевым песком и известью, в технологии силикатного кирпича используют автоклавную обработку отформованного сырцового материала насыщенным водяным паром с температурой не менее 175 °C и давления 0,8 Мпа. Между тем трепел (аморфная форма диоксида кремния) вместе с известью после затворения водой образует гидросиликат кальция при нормальной температуре 15-25 °C. Аморфная форма вещества может перейти в более устойчивую кристаллическую форму.
Практическое значение для природных и искусственных материалов имеет явление полиморфизма – когда одно и то же вещество способно существовать в разнообразных кристаллических формах, называемых модификациями. Наблюдаются, например, полиморфные превращения кварца, сопровождающегося изменением объема.
Строительные материалы
Особенностью кристаллического вещества является определенная температура плавления (при постоянном давлении) и определенная геометрическая форма кристаллов каждой его модификации.
Свойства монокристаллов неодинаковы в разных направлениях. Это механическая прочность, теплопроводность, скорость растворения, электропроводность и др. Явление анизотропии является следствием особенностей внутреннего строения кристаллов.
В строительстве применяют поликристаллические каменные материалы, в которых разные кристаллы ориентированы беспорядочно. Подобные материалы рассматриваются как изотропные по своим строительно-техническим свойствам. Исключение составляют слоистые каменные материалы (гнейсы, сланцы и др.).
Внутреннее строение
Внутреннее строение веществ, составляющих материал, определяет механическую прочность, твердость тугоплавкость и другие важные свойства материала.
Кристаллические вещества, входящие в состав строительного материала, различают по характеру связи между частицами, образующими пространственную кристаллическую решетку. Она может быть образована: нейтральными атомами; ионами; целыми молекулами.
Ковалентная связь, образуется обычно электронной парой в кристаллах простых веществ (алмаз, графит) и в кристаллах некоторых соединений из двух элементов (кварц, карборунд, другие карбиды, нитриды). Такие материалы выделяются очень высокой механической прочностью и твердостью, они весьма тугоплавки.
Ионные связи образуются в кристаллах тех материалов, в которых связь имеет преобладающе ионных характер. Распространенные строительные материалы этого типа гипс и ангидрид имеют невысокую прочность и твердость, не водостойки.
В сложных кристаллах, часто встречающихся в строительных материалах (кальцит, полевые шпаты), осуществляются и ковалентная и ионная связи. У полевых шпатов сочетаются относительно высокие показатели прочности и твердости, хотя и уступающие кристаллам алмаза с чисто ковалентной связью.
— подробно узнать о всех работах, выполняемых в составе исследований и экспертизы, можно в разделе: «Исследование конструкций и материалов. Экспертиза деталей, изделий, узлов, элементов и пр.»
Молекулярные кристаллические решетки и соответствующие им молекулярные связи образуются преимущественно в кристаллах тех веществ, в молекулах которых связи являются ковалентными. Кристалл этих веществ построен их целых молекул, которые удерживаются друг около друга сравнительно слабыми ван-дер-ваальсовыми силами межмолекулярного притяжения (как в кристаллах льда). При нагревании связи между молекулами легко разрушаются, поэтому вещества с молекулярными решетками обладают низкими температурами плавления.
Силикаты, занимающие особое место в строительных материалах, имеют сложную структуру, обусловившую их особенности. Так, волокнистые материалы (асбест) состоят из параллельных силикатных цепей, связанных между собой положительными ионами, расположенными между цепями. Ионные силы слабее ковалентных связей внутри каждой цепи, поэтому механические воздействия, недостаточные для разрыва цепей, разделяют такой материал на волокна. Пластинчатые минералы (слюда, каолинит) состоят из силикатных групп, связанных в плоские сетки.
Источник: tse.expert
Что входит в строительные материалы
В настоящее время перечень строительных материалов насчитывает сотни наименований.
Строительные материалы можно классифицировать по различным признакам:
- ? по функциональному назначению: конструкционные, теплоизоляционные, гидроизоляционные, разметочные и т.д.;
- ? происхождению: природные и искусственные; при этом различают их химическую природу (органические и неорганические). К природным относят каменные породы, гравий, песок и др.; искусственные получают переработкой природного сырья (нефтяные дорожные битумы, щебень, керамические материалы, вяжущие и т.д.) или путем синтеза химических соединений (например, смолы, клеи);
- ? технологическим признакам: безобжиговые (гипс, известь, битумы, эмульсии, пасты, цементобетоны и т.д.), обжиговые (клинкерные цементы, керамический кирпич, каменное литье, стекло, ситаллы) и автоклавного твердения.
Основным критерием указанного разделения материалов по технологическому признаку является характер их отвердевания. Безобжиговые материалы твердеют при обычных температурах (или с применением тепловлажностной обработки при сравнительно невысокой температуре) с образованием новых химических соединений; автоклавные твердеют при повышенных температурах (175. 200 °С) и повышенном давлении пара в автоклаве (0,9. 1,6 МПа); обжиговые — с полной или частичной кристаллизацией из жидких расплавов.
Общая схема классификации строительных материалов представлена на рис. 1.1.
Природные материалы получают непосредственно из недр земли или путем переработки лесных массивов в «деловой лес». К другим получаемым в природе материалам, полезным для строительных целей, относятся киры (природный битум), продукты растительного (камыш, солома, торф и др.) или животного (шерсть, коллаген [1] и др.) происхождения.
Древесные материалы (хвойные и лиственные) разделяются по ассортименту на круглые, пиленые и штучные, а получаемые при переработке побочного продукта стружка, опилки используются для производства плитных и других штучных изделий.
Каменные природные материалы и изделия классифицируют по генетическому признаку либо по техническим свойствам — средней плотности, прочности, морозостойкости. По химическому составу их подразделяют на кислые (например, Si02) и основные (например, СаС03).
Искусственные материалы имеют более обширную классификацию, учитывающую вид вяжущего (органические, неорганические, полимерные), а также технологию их получения (обжиговые, необжиговые).
На основе органических вяжущих (битумы, дегти, эмульсии) получают асфальто- и дегтебетоны, а также эмульсионноминеральные смеси.
Полимерные вяжущие вещества (термопластичные, термореактивные) являются важной матричной частью полимербетонов, строительных пластмасс, стеклопластиков и др., так называемых композиционных материалов.
Использование комплексных вяжущих веществ является основой для создания сложных бетонов (например, полимер- цементные бетоны, силикатополимерные бетоны и др.).
Рис. 1.1. Классификация строительных материалов
. Классификаиия строительных материалов
Обжиговый способ обработки исходных керамических веществ при высоких температурах формирует такие материалы, как керамобетон, а на основе стекла — ситалл. Технология каменного литья позволяет получать очень прочные материалы (например, на основе горной породы базальта получают базальтин).
В классификационной схеме строительных материалов в группе «искусственные материалы» могут быть зарезервированы «вакантные места» для еще не созданных строительных материалов. Например, вполне возможно появление ме- таллоцементобетонов с использованием металлофибровой тонкодисперсной матрицы или песчаных асфальтобетонов на целлюлозно-матричной основе.
Металлические материалы занимают в классификации строительных материалов самостоятельную группу.
В заключение можно отметить, что классификация искусственных строительных материалов продолжает расширяться с появлением новых вяжущих веществ и заполнителей, а также по мере разработки новых («прорывных») и модернизации существующих технологий. Тем не менее, сохраняется неизменной ее главная черта — единство физико-химических принципов образования структур строительных материалов, где бы они ни находились в системе общей классификации. Одним из таких принципов является общее подобие материалов между собой, наличие оптимальной структуры и подчинение закону створа Рыбьева [2] .
GardenWeb
Классификация строительных материалов
Строительные материалы разделяют на природные (естественные) и искусственные. К первой группе относят: лесные (круглый лес, пиломатериалы); каменные плотные и рыхлые горные породы (естественный камень, гравий, песок, глина) и др. Ко второй группе — искусственным материалам — относят: вяжущие вещества (цемент, известь), искусственные камни (кирпич, блоки); бетоны; растворы; металлические, тепло- и гидроизоляционные материалы; керамические плитки; синтетические краски, лаки и Другие материалы, производство которых связано с химической обработкой.
Строительные материалы классифицируют по назначению и области применения, например кровельные — рубероид, астбестоцемент и др.; стеновые — кирпич, блоки; отделочные — растворы, краски, лаки; облицовочные, гидроизоляционные и др., а также по технологическому признаку их изготовления, например керамические, синтетические и др. Особую группу составляют теплоизоляционные строительные материалы — их изготовляют из различного сырья, применяют в различных конструкциях, но объединяются они общим свойством — малой объемной массой и низкой теплопроводностью, что и определяет постоянно возрастающий объем их производства и широкое применение в строительстве.
Строительные материалы, которые добывают или изготовляют в районе строящегося объекта, принято называть местными строительными материалами. К ним прежде всего относятся: песок, гравий, щебень, кирпич, известь и др. При строительстве зданий и сооружений необходимо в первую очередь использовать местные строительные материалы, что сокращает транспортные расходы, составляющие значительную часть стоимости материалов.
На строительные материалы, изготовляемые предприятиями, существуют Государственные общесоюзные стандарты — ГОСТы и технические условия — ТУ. В стандартах приведены основные сведения о строительном материале, дано его определение, указаны сырье, области применения, классификация, деление на сорта и марки, методы испытания, условия транспортирования и хранения. ГОСТ имеет силу закона, и соблюдение его является обязательным для всех предприятий, изготовляющих строительные материалы.
Номенклатура и технические требования к строительным материалам и деталям, их качеству, указания по выбору и применению в зависимости от условий эксплуатации возводимого здания или сооружения изложены в «Строительных нормах и правилах» — СНиП I-B.2-69, утвержденных Госстроем СССР в 1962—1969 гг. с изменениями, внесенными в 1972 г. Для каждого материала и изделия разработаны Государственные общесоюзные стандарты (ГОСТы).
Для правильного применения того или иного материала в строительстве необходимо знать физические, включая отношение материалов к действию воды и температур, и механические свойства.
Жилые, общественные и производственные здания представляют собой сооружения, предназначенные для размещения людей и различного оборудования и защиты их от воздействия окружающей среды. Все здания состоят из одинаковых по назначению частей: – фундамента, служащего основанием здания и передающего нагрузку от всего здания на землю; – каркаса — несущей конструкции, на которой устанавливаются ограждающие элементы здания; каркас воспринимает и перераспределяет нагрузки и передает их на фундамент; – ограждающих конструкций, изолирующих внутренний объем здания от воздействия внешней среды или разделяющих отдельные части внутреннего объема между собой; к ограждающим конструкциям относятся стены, перекрытия и кровли, причем в малоэтажных зданиях стены и перекрытия часто выполняют функцию каркаса.
С глубокой древности жилые и культовые сооружения возводили из природных материалов — камня и дерева, причем из них выполняли все части здания: фундамент, стены, кровлю. Такая универсальность материала имела существенные недостатки.
Строительство каменных зданий было трудоемко; каменные стены для поддержания в здании нормального теплового режима приходилось делать очень толстыми (до 1 м и более), так как природный камень — хороший проводник теплоты. Для устройства перекрытий и кровли ставили много колонн или делали тяжелые каменные своды, так как прочности камня недостаточно для перекрытия больших пролетов. У каменных зданий, правда, было одно положительное качество—долговечность. Менее трудоемкие, но недолговечные деревянные здания часто уничтожались пожарами.
С развитием промышленности появились новые, разные по назначению строительные материалы: для кровли — листовое железо, позже — рулонные материалы и асбестоцемент; для несущих конструкций — стальной прокат и высокопрочный бетон; для тепловой изоляции — фибролит, минеральная вата и др.
Специализация и промышленное изготовление строительных материалов, полуфабрикатов и изделий коренным образом изменили характер строительства. На стройку материалы, а затем и изделия из них стали поступать практически в готовом виде, строительные конструкции стали легче и эффективнее (например, лучше предохраняли от потерь теплоты, от воздействия влаги и т.п.). В начале XX в. началось заводское изготовление строительных конструкций (металлических ферм, железобетонных колонн), но только с 50-х годов впервые в мире в нашей стране стали строить полносборные здания из готовых элементов.
Современная промышленность строительных материалов и изделий производит большое количество готовых строительных деталей и материалов различного назначения, например: керамические плитки для полов, для внутренней облицовки, фасадные, ковровую мозаику; рубероид и пергамин для устройства кровли, изол и гидро-изол — для гидроизоляции. Чтобы было легче ориентироваться в этом многообразии строительных материалов и изделий, их классифицируют. Наибольшее распространение получили классификации по назначению и технологическому признаку.
По назначению материалы делят на следующие группы: – конструкционные, которые воспринимают и передают нагрузки в строительных конструкциях; – теплоизоляционные, основное назначение которых — свести до минимума перенос теплоты через строительную конструкцию и тем самым обеспечить необходимый тепловой режим помещения при минимальных затратах энергии; – акустические (звукопоглощающие и звукоизоляционные)— для снижения уровня «шумового загрязнения» помещения; – гидроизоляционные и кровельные — для создания водонепроницаемых слоев на кровлях, подземных сооружениях и других конструкциях, которые необходимо защищать от воздействия воды или водяных паров; – герметизирующие — для заделки стыков в сборных конструкциях; – отделочные — для улучшения декоративных качеств строительных конструкций, а также для защиты конструкционных, теплоизоляционных и других материалов от внешних воздействий; – специального назначения (например, огнеупорные или кислотоупорные), применяемые при возведении специальных сооружений.
Ряд материалов (например, цемент, известь, древесина) нельзя отнести к какой-либо одной группе, так как их используют и в чистом виде, и как сырье для получения других строительных материалов и изделий — это так называемые материалы общего назначения. Трудность классификации строительных материалов по назначению состоит в том, что одни и те же материалы могут быть отнесены к разным группам. Например, бетон в основном применяют как конструкционный материал, но некоторые его виды имеют совсем иное назначение: особо легкие бетоны — теплоизоляционные материалы; особо тяжелые бетоны — материалы специального назначения, используемые для защиты от радиоактивного излучения.
В основу классификации по технологическому признаку положены вид сырья, из которого получают материал, и способ изготовления. Эти два фактора во многом определяют свойства материала и соответственно область его применения. По способу изготовления различают материалы, получаемые спеканием (керамика, цемент), плавлением (стекло, металлы), омоноличиванием с помощью вяжущих веществ (бетоны, растворы) и механической обработкой природного сырья (природный камень, древесные материалы). Для более глубокого понимания свойств материалов, зависящих главным образом от вида сырья и способа его переработки, в основу курса «Материаловедение» положена классификация по технологическому признаку и лишь в отдельных случаях рассматриваются группы материалов по назначению.
Классификация строительных материалов.
Строительные материалы классифицируют по степени готовности, происхождению, назначению и технологическому признаку.
По степени готовности различают – готовые изделия и элементы, монтируемые и закрепляемые на месте работы. К строительным материалам относятся древесина, металлы, цемент, бетон, кирпич, песок, строительные растворы для каменных кладок и различных штукатурок, лакокрасочные материалы, природные камни и т. д.
По происхождению строительные материалы подразделяют на природные и искусственные.
Природные материалы – это древесина, горные породы (природные камни), торф, природные битумы и асфальты и др. Эти материалы получают из природного сырья путем несложной обработки без изменения их первоначального строения и химического состава.
Источник: tst-msk.ru
Сыпучие строительные материалы
Сыпучие строительные материалы — название собирательное и стандартной их классификации нет, но, опираясь на различные источники можно выделить три крупных класса сыпучих материалов, применяемых в строительстве. К сыпучим строительным материалам относятся:
- нерудные материалы — гравий, песок, щебень, керамзит и другие;
- вяжущие материалы — цемент, известь, гипс, алебастр, глина;
- сухие смеси для строительных отделочных работ.
Нерудные строительные материалы
Нерудные материалы используются или как самостоятельный вид строительных материалов, применяемый в качестве оснований для различного вида зданий и сооружений, для балластировки железнодорожных путей, для устройства подготовки под основное полотно автомобильных дорог, для благоустройства территории или как заполнители для бетонов, растворов и других смесей.
В соответствии со стандартом, нерудные материалы разделяются по следующим показателям: по плотности, по происхождению, по крупности зерен и по характеру формы зерен. По плотности нерудные материалы бывают плотными – имеющие плотность зерен более 2 г/см 3 , к которым можно отнести песок и щебень, а также пористые, плотность зерен которых менее 2 г/см 3 — различные заполнители типа керамзита и его разновидностей. По происхождению, нерудные материалы бывают природными, искусственными и из промышленных отходов. По крупности зерен выделяются материалы крупнозернистые материалы с размерами зерна более 5 мм и мелкозернистые — с величиной зерна менее 5 мм. Форма зерен у нерудных материалов может быть округлой (природный песок, гравий) или угловатой (щебень, дробленый песок).
По этим параметрам определяется конкретный вид инертного материала и соответственно область его применения. К наиболее часто применяемым типам нерудных материалов можно отнести песок, щебень, гравий и керамзит.
Песок
Песок — осадочная горная порода и искусственный материал, состоящий из частиц горных пород. Песок практически всегда состоит из почти чистого кварца. Песок широко применяется в строительных работах в качестве основания под фундаменты, для изготовления различных строительных материалов, бетонов и растворов, в дорожном строительстве и т.д.
Одно из наиболее важных качеств песка это его пористость. Из рыхлого в плотное состояние песок легко переходит при водонасыщении и вибрационном воздействии. Обладая открытой пористостью, песок является хорошим дренажным материалом, а в плотном состоянии отлично воспринимает динамические нагрузки, и распределяет напряжения под фундаментами.
Строительный песок бывает природным и искусственным. Зерна природного песка имеют размеры от 0,15 до 5 мм. Так как размер зерна играет главную роль при подборе составов бетонов и растворов, то по этому показателю песок разделяется на фракции: мелкую — до 0,5 мм, среднюю от 0,5 до 2,0 мм и крупную — от 2,0 до 5,0 мм. Природный песок также разделяется по видам залегания и может быть речным, горным, морским и дюнным. В строительстве наибольшее применение нашли горный (карьерный) и речной песок.
Речной песок, который добывается с речного дна, обычно бывает мелким или средним. Он применяется в качестве заполнителя для бетона, раствора, из него выполняются основания дорог и взлетных полос аэродромов. Мытый речной песок применяется для производства строительных материалов и конструкций, так как благодаря минимальному содержанию илистых или глинистых примесей он может обеспечить нормируемые прочностные показатели.
Карьерный песок имеет значительно больший разброс размеров зерен и поэтому более широкую область применения. Он применяется для приготовления кладочного раствора, для приготовления тяжелых и теплоизоляционных бетонов, в качестве подготовки под дорожное покрытие, для благоустройства территории. В карьерном песке содержится значительный объем пылеватых и глинистых частиц.
Морской песок, так же как и речной имеет высокую степень очистки, но содержит определенный процент морских солей, поэтому для некоторых видов работ необходима промывка его пресной водой. Морской песок используется в производстве бетонов и дорожном строительстве.
Кварцевый песок в основном применяется для выпуска декоративных видов отделочных материалов. Искусственный песок производят из гранита, мрамора, туфа, известняков путем дробления, он используется для производства фактурных растворов.
По виду обработки песок бывает сеяным и намывным. В составе просеянного песка отсутствуют камни и крупные фракции. Намывной песок получается в результате промывки обычного карьерного песка и используется для производства штукатурных составов, когда присутствие глинистых примесей недопустимо. Песок такого рода характеризуется очень мелкой фракцией и малой плотностью.
Естественная насыпная плотность природного песка колеблется от 1300 до 1500 кг/м 3 . Изменение влажности приводит к изменению объема песка и соответственно его насыпной плотности. Песок, используемый в строительстве, не зависимо от способа добычи, должен соответствовать требованиям ГОСТ 8736-93.
Щебень
Щебень производят дробя скальные горные породы. Бывает гранитный щебень, применяемый для изготовления бетонов высокой прочности и известняковый, используемый строительства дорог. Для применения в бетонах он не пригоден, так как имеет невысокую прочность. Параметрами, определяющими качество щебня, являются: насыпная плотность, морозостойкость, прочность, водопоглощение и водонасыщение, радиоактивность, зерновой состав и форма зерен.
Плотность определяется фракцией щебня. Он делится на 7 основных фракций и 7 сопутствующих от 5 до 70 мм (основные фракции) и от 0 до 5 мм (сопутствующие фракции). Наиболее распространен в строительстве щебень с фракциями 5–20 мм и 5–15 мм, который используется для выпуска бетона и асфальтобетона.
Щебень с фракциями 20–40 мм, 20–60 мм, 20–65 мм и 40-70 мм находит применение при строительстве дорог, прокладке железнодорожных, трамвайных и подкрановых путей.
Прочность щебня определяется лабораторным путем. По этому показателю щебень делится на пять групп от высокопрочного до очень слабой прочности. Морозостойкость определяется возможностям щебня выдерживать многократное замораживание и оттаивание в условиях насыщения водой. Радиоактивность щебня определяется специализированными лабораториями и завершается выдачей сертификата и заключением органов санитарно – эпидемиологического надзора.
Гравий
Гравий — строительный сыпучий материал, образованный в результате естественного разрушения горных пород. Величина его зерен колеблется от 5 до 70 мм. Гравий бывает горным (гранитным), речным (морским) и искусственным (керамзит).
Одним из важных показателей гравия является шероховатость поверхности его зерен, которая способствует прочному сцеплению гравия с цементным раствором бетона. Более шероховатую поверхность имеет горный гравий, но в его составе содержатся глина, песок, мелкозем и другие примеси. В речном и морском гравии примеси практически отсутствуют, но гладкая поверхность заставляет применять их в виде щебня.
Все виды гравия, применяемого в строительстве, должны отвечать требованиям ГОСТ 8267-93. Основными характеристиками гравия, определяющими его пригодность для конкретного вида строительных работ, являются:
- фракция — в строительстве гравий применяется 4 фракций: 5–10 мм, 10–20 мм, 20–40 мм и 40–70 мм;
- морозостойкость — возможность сохранения основных прочностных показателей при неоднократном замораживании и размораживании;
- водостойкость — гравий разделяется на группы в соответствии с коэффициентом размягчения;
- прочность гравия определяется по средним данным, полученным в результате испытаний образцов. Высокой прочностью обладает гравий, в составе которого присутствуют изверженные породы, гнейсы, мраморовидные известняки, окварцованные песчаники.
В то же время присутствие в составе гравия осадочных пород снижает его прочностные параметры.
Гравий весьма широко используется для различных видов строительных работ. Он применяется в качестве наполнителя для легких бетонов, для защитной засыпки кровель, используется в строительстве дорог, при благоустройстве территории, а также при ландшафтном строительстве.
Керамзит
Керамзит — искусственный строительный материал, получаемый в результате высокотемпературного обжига легкоплавких глинистых пород. Его отличительная особенность — малый объемный вес и ячеистое строение. У керамзита различаются три фракции: 5–10 мм, 10–20 мм и 20–40 мм. Нормы допускают наличие в каждой фракции до 5% более мелких или более крупных зерен.
Наиболее распространен керамзитовый гравий, значительно реже применяется керамзитовый щебень, имеющий зерна произвольной формы. Керамзит с крупностью зерна менее 5 мм называется керамзитовым песком.
Марка керамзита определяется его объемным насыпным весом. Плотность керамзита и его фракция — показатели взаимозависимые, у более крупной фракции ниже насыпная плотность. Для всех марок керамзита стандартом установлены требования по прочности. Керамзит имеет водопоглощение от 8 до 20%, а морозостойкость — не менее 15 циклов. Таким образом, керамзит имеет совершенно уникальные характеристики:
- высокой прочностью — от 0,3 Мн/м 2 до 6 Мн/м 2 ;
- высокой тепло- и звукоизоляцией;
- огнеупорностью, влаго- и морозоустойчивостью;
- кислотоустойчивостью и химической инертностью;
- долговечностью.
При этом керамзит является экологически чистым материалом. Именно такой набор показателей обусловил широкое применение керамзита в современном строительстве. Благодаря керамзиту стало возможным облегчить конструкции без ущерба прочностным параметрам. Керамзит широко используется при производстве легких и теплоизоляционных бетонов, наружных стеновых панелей для промышленных и жилых зданий.
Тепло- и звукоизоляционные характеристики керамзита обусловлены его пористостью, однако повышение пористости резко снижает прочность материала. Благодаря дренирующим свойствам, керамзит используется и в дорожном строительстве при устройстве дорог и тротуаров. Засыпка керамзитом внешнего периметра здания позволяет предотвратить промерзание грунта.
В качестве заполнителя для легких бетонов, за счет проникновения раствора в поры гранул, керамзит показывает повышенное сцепление с растворной составляющей, что положительно сказывается на долговечности, прочности и химической стойкости бетона.
Вяжущие строительные материалы
Вяжущие материалы — вещества минерального и органического происхождения, которые используются для изготовления бетонов и строительных растворов, устройства гидроизоляции, омоноличивания отдельных элементов строительных конструкций.
Вяжущие материалы минерального происхождения — это порошковидные вещества, которые при смешивании с водой образуют пластичную массу, постепенно затвердевающую и образующая в результате прочное камнеобразное тело. Вяжущие материалы бывают:
- гидравлическими — к ним относятся материалы, которые будучи смешанными с водой, и предварительно затвердев на воздухе, продолжают набирать прочность на протяжении длительного периода (цементы, гидравлическая известь);
- воздушными — сюда относятся вещества, твердеющие и сохраняющие свои прочностные параметры только на воздухе (гипс, воздушная известь).
Цемент
Одним из наиболее распространенных вяжущих материалов является цемент. Это серый порошок без запаха. Свою популярность он получил благодаря способности, вступая в реакцию с водой, превращаться в затвердевающую вяжущую массу. Цемент производится из природных минералов — известняка и глины, которые смешиваются в определенных пропорциях.
Соотношение ингредиентов определяет свойства цемента. Основой цемента является клинкер — запеченная и измельченная смесь.
Наибольшее распространение в строительстве получил портландцемент и его разновидности — пуццолановый, быстротвердеющий, тампонажный портландцементы. Нередко для отдельных видов конструкций применяются глиноземистый, кислотоупорный, пластифицированный, шлаковый, расширяющийся цементы. Для декоративных работ используются цветные цементы.
При серийном выпуске строительных конструкций, для сокращения срока схватывания применяется быстротвердеющий портландцемент. Для его производства клинкер подлежит максимальному измельчению. Прочность быстротвердеющего цемента нарастает особенно интенсивно в первые 24–72 часа.
Тампонажный портландцемент применяется в нефте- и газодобывающей промышленности для изготовления цементных «тампонов», закрывающих пробуренные скважины. В его состав добавляют гипс.
Пуццолановый портландцемент более других устойчив к коррозии, хотя медленнее твердеет и не отличается морозостойкостью. В состав клинкера для выпуска таких цементов добавляется гипс и активные минеральные добавки. Свойства пуццоланового портландцемента позволяют применять бетоны на его основе при строительстве подземных сооружений, подводных частей мостов и подвалов.
Глиноземистый цемент в отличие от портландцемента не содержит минеральных добавок. Он обладает периодом схватывания от 30 минут до 12 часов. На его основе выпускают жаростойкие бетоны, он применяется при срочных работах и для строительства в зимних условиях.
Кислотоупорный цемент получается в результате совместного помола кварцевого песка и кремнефтористого натрия, а замешивается он на водном растворе натриевого жидкого стекла. Его достоинство в стойкости к действию кислот, а недостаток — в слабой устойчивости против воды и едких щелочей. На его основе выпускаются кислотостойкие бетоны.
Пластифицированный цемент имеет повышенную морозостойкость, а получают его путем добавления в цементную смесь сульфидно–спиртовой барды. Шлаковый цемент получается при одновременном помоле гранулированных доменных шлаков и добавок–активизаторов. Расширяющиеся цементы используются при заделке швов и трещин, для газо-, паро- и гидроизоляции.
Свои особенности он приобретает в результате реакции между клинкером и расширяющей добавкой. При добавлении в белый цемент (максимально очищенном от красящих химических элементах) различных красителей получают цветные цементы. Они широко применяются в декоративных целях и в ландшафтном строительстве.
Известь
Известь получают из известняка, обжигая его при высоких температурах. Полученный материал называется известью–кипелкой, так как при взаимодействии с водой он активно выделяет углекислый газ. Такой процесс называется гашением извести. Известь должна быть погашена для основной массы случаев ее применения.
Гашеная известь превращается в тестообразную массу, которая может храниться годами, не теряя при этом своих качеств. Негашеная известь весьма пожароопасна, так как при попадании на нее даже незначительного количества воды она начинает гаситься, при этом возникает высокая температура, способная зажечь деревянные конструкции.
Известь можно заменить:
- подзолом — отходами кожевенной промышленности (низкосортная известь, смешанная с волосом), которые процеживают через сито и выдерживают не менее месяца;
- окшарой — отходами текстильной промышленности (низкосортная известь, смешанная с мелким шерстяным волосом). Поскольку окшара содержит хлор, то ее надо выдерживать на открытом воздухе на протяжении 5–6 месяцев;
- карбидным илом — отходами карбида кальция от получения ацетилена (синеватая известь второго сорта).
Применяется только после исчезновения запаха ацетилена, для чего выдерживается на открытом воздухе 1 – 2 месяцев.
Известковое тесто или составы на основе заменителей извести применяются в качестве пластифицирующих добавок в жесткие цементные растворы, используемые при штукатурных работах.
Строительный гипс. Алебастр.
Строительный гипс — мелкодисперсный порошок, белого или светло – серого цвета, производимый из гипсового камня путем помола и обжига. Преимуществом гипса является его быстрое схватывание от 4 до 6 минут. При твердении строительный гипс увеличивается в объеме до 1%, что дает ему большие преимущества при некоторых видах отделочных работ. К недостаткам гипса можно отнести его небольшую прочность и водостойкость.
Гипс применяется для изготовления вяжущих материалов, внутренних отделочных работ и создания лепнины в помещениях. На сегодня существует 12 марок строительного гипса от Г-5 до Г-25, имеющих прочность от 5 до 25 кг/см 2 . Самая высокая прочность гипса – 250 кг/см 2 .
Большим преимуществом гипса перед другими строительными материалами является его экологическая чистота и негорючесть. После затвердения он способен поглощать из воздуха лишнюю влагу и отдавать ее при снижении влажности воздуха.
Алебастр, являющийся разновидностью гипса, широко применяется при штукатурных работах в зданиях с влажностью не выше 60%, для производства гипсокартонных листов, лепнины и других видов изделий.
Глина
Глиной называется мягкая, мелкодисперсионная разновидность горных пород. Будучи разведенной водой принимает вид пластичной массы, легко поддающейся любому формообразованию. После обжига твердеет и становится камнеообразной. При более высокой температуре глина может расплавиться и перейти в стекловидное состояние. В состав глины входят различные минералы, поэтому они бывают различных цветов.
На основе глины готовятся растворы для кладки печей, для штукатурки, составы для производства кирпичей и т.д. Одним из характерных свойств глины является ее способность впитывать воду только до определенных пределов, после чего она становится водонепроницаемой. Это особенность позволяет использовать глину в качестве гидроизоляции.
По степени устойчивости к высоким температурам, глины бывают:
- легкоплавкими с температурой плавления 1380°С;
- тугоплавкими с температурой плавления 1380°С — 1550°С;
- огнеупорными с температурой плавления выше 1550°С.
На основе тугоплавких глин выпускаются огнеупорные материалы, а огнеупорная глина находит применение при кладке внутренних частей промышленных печей.
Сухие строительные смеси
Сухие строительные смеси — это многокомпонентные порошки, которые при разбавлении их водой превращаются в пластичные растворы разнообразного назначения. Они представляют собой композицию из минеральных вяжущих, минеральных наполнителей с регламентированной дисперсностью, связующих на основе полимеров и модифицированных химических добавок.
Использование сухих смесей в отделочных работах позволяет снизить трудозатраты на строительной площадке. Трудоемкость работ по отделке конструкций зданий и сооружений составляет примерно 35–40 процентов от общих трудозатрат на строительства объекта, поэтому даже незначительное снижение количества человеко-часов на каждый из видов отделочных работ, где применяются сухие смеси, позволяет получить экономический эффект, несмотря на более высокую стоимость строительных смесей.
Достоинства сухих смесей перед традиционными растворами заметны на глаз. Прежде всего, сухие смеси смешиваются с водой на месте выполнения работ, перед применением в количестве, необходимом для производства конкретного объема отделочных работ. При их применении не получится, что штукатурного раствора на квартиру немного не хватило, или остался излишек, который обычно выливается на землю.
Среди основных преимуществ сухих строительных смесей можно назвать:
- улучшение качества работ по отделке конструкций зданий и сооружений за счет применения растворов с постоянно-стабильным составом;
- повышение производительности труда в 2–5 раз;
- снижение материалоемкости отделочных работ в 3–10 раз (на работах по укладке плитки до 7 раз, а при устройстве полов — до 10 раз);
- снижение транспортных затрат и заготовительно–складских расходов за счет возможности транспортировки сухих строительных смесей на любое расстояние без использования специального технологического транспорта и допустимости длительного их хранения, в том числе и при температурах ниже нуля.
Следует также отметить, что применение сухих строительных смесей дает возможность исключить ряд трудоемких работ. Так, при высококачественной штукатурке кирпичных стен с использованием традиционных растворов необходимо устройство четырех слоев (обрызг, два слоя грунта и накрывочный слой), в то время как при использовании составов на основе сухих смесей достаточно двух слоев (грунт и финишный слой). При этом становятся не обязательными операции по шпатлевке и шлифовке поверхности под малярные работы.
В соответствии с ГОСТ 31189-2003 «Смеси сухие строительные. Классификация» они могут быть классифицированы по следующим признакам:
- по основному назначению;
- по примененному вяжущему;
- по наибольшей крупности заполнителей.
В этой статье будет рассмотрена классификация только по основному назначению, так как информация о типах примененных вяжущих и крупности заполнителей необходима специалистам – технологам, к которым большинство тех, кто читает эту статью, не относится.
Итак, по основному назначению сухие строительные смеси (смеси, содержащие вяжущие, наполнители, заполнители, модифицирующие добавки заводского изготовления в сухом виде), бывают следующих видов:
- выравнивающие смеси — применяются для выравнивания плоскостей стен и потолков, которые в зависимости от метода их применения подразделяются на:
- штукатурные смеси — применяются для выравнивания плоскостей стен и потолков, для устройства декоративной отделки;
- шпаклевочные смеси — применяются для заделки неровностей, каверн и раковин при подготовке оснований с последующей шлифовкой;
- облицовочные смеси — применяются для отделки вертикальных и наклонных поверхностей штучными отделочными материалами, которые подразделяются на:
- клеевые смеси — применяются для крепления на вертикальных и наклонных поверхностях облицовочных штучных материалов, для облицовки поверхностей плиткой, для наклеивания материалов с теплоизолирующими характеристиками и армирующей сетки при использовании легких штукатурных систем с теплоизолирующими свойствами;
- шовные смеси — применяются для заполнения шовного пространства между облицовочными штучными материалами;
- напольные смеси — применяются для выполнения элементов пола, подразделяются на:
- выравнивающие смеси — применяются для устройства ровного основания под чистовое покрытие пола;
- несущие смеси — применяются для устройства чистового пола.
Источник: www.rmnt.ru