Виды основных строительных материалов используются в строительстве

В процессе строительства, эксплуатации и ремонта зданий и сооружений строительные изделия и конструкции из которых они возводятся подвергаются различным физико-механическим, физическим и технологическим воздействиям. От инженера-строителя требуется со знанием дела правильно выбрать материал, изделия или конструкцию которая обладает достаточной стойкостью, надёжностью и долговечностью для конкретных условий.

• природные
• искусственные

• кирпич, бетон, цемент, лесоматериалы и др. Их применяют при возведении различных элементов зданий (стен, перекрытий, покрытий, полов).

• гидроизоляционные, теплоизоляционные, акустические и др.

Основные виды строительных материалов и изделий

• каменные природные строительные материалы и изделия из них
• вяжущие материалы неорганические и органические
• лесные материалы и изделия из них
• металлические изделия

Классифицируя материалы и изделия, необходимо помнить, что они должны обладать хорошими свойствами и качествами.

Топ-5 инновационных строительных материалов

Свойство — характеристика материала, проявляющаяся в процессе его обработки, применении или эксплуатации.

Качество — совокупность свойств материала, обуславливающих его способность удовлетворять определённым требованиям в соответствии с его назначением.

• физические,
• механические,
• химические,
• технологические и др.

Физические свойства: средняя, насыпная, истинная и относительная плотность; пористость, влажность, влагоотдача, теплопроводность.

Механические свойства: пределы прочности при сжатии, растяжении, изгибе, сдвиге, упругость, пластичность, жёсткость, твёрдость.

Технологические свойства: удобноукладываемость, теплоустойчивость, плавление, скорость затвердевания и высыхания.

Физические свойства строительных материалов.

1. Истинная плотность ρ — масса единицы объёма материала в абсолютно плотном состоянии. ρ =m/Va, где Va объём в плотном состоянии. [ρ] = г/см³; кг/м³; т/м³. Например, гранит, стекло и другие силикаты практически абсолютно плотные материалы. Определение истинной плотности: предварительно высушенную пробу измельчают в порошок, объём определяют в пикнометре (он равен объёму вытесненной жидкости).
2. Средняя плотность ρm=m/Ve — масса единицы объёма в естественном состоянии. Средняя плотность зависит от температуры и влажности: ρm=ρв/(1+W), где W — относительная влажность, а ρв — плотность во влажном состоянии.
3. Насыпная плотность (для сыпучих материалов) — масса единицы объёма рыхло насыпанных зернистых или волокнистых материалов.
4. Пористость П — степень заполнения объёма материала порами. П=Vп/Ve, где Vп — объём пор, Ve — объём материала. Пористость бывает открытая и закрытая.

Закрытая пористость Пз=П-По. Увеличение закрытой пористости повышает долговечность материала, снижает звукопоглощение.

Пористый материал содержит и открытые, и закрытые поры

Базовый строительный словарь для чайников. Часть 1.

Гидрофизические свойства стройматериалов.

1. Водопоглощение пористых материалов определяют по стандартной методике, выдерживая образцы в воде при температуре 20±2 °C. При этом вода не проникает в закрытые поры, то есть водопоглощение характеризует только открытую пористость. При извлечении образцов из ванны вода частично вытекает из крупных пор, поэтому водопоглощение всегда меньше пористости. Водопоглощение по объёму Wo (%) — степень заполнения объёма материала водой: Wo=(mв-mc)/Ve*100, где mв — масса образца материала, насыщенного водой; mc — масса образца в сухом состоянии. Водопоглощение по массе Wм (%) определяют по отношению к массе сухого материала Wм=(mв-mc)/mc*100. Wo=Wм*γ, γ — объемная масса сухого материала, выраженная по отношению к плотности воды (безразмерная величина). Водопоглощение используют для оценки структуры материала с помощью коэффициента насыщения: kн = Wo/П. Он может меняться от 0 (все поры в материале замкнутые) до 1 (все поры открытые). Уменьшение kн говорит о повышении морозостойкости.
2. Водопроницаемость — это свойство материала пропускать воду под давлением. Коэффициент фильтрации kф (м/ч — размерность скорости) характеризует водопроницаемость: kф=Vв*а/[S(p1-p2)t], где kф=Vв — количество воды, м³, проходящей через стенку площадью S = 1 м², толщиной а = 1 м за время t = 1ч при разности гидростатического давления на границах стенки p1 — p2 = 1 м вод. ст.
3. Водонепроницаемость материала характеризуется маркой W2; W4; W8; W10; W12, обозначающей одностороннее гидростатическое давление в кгс/см², при котором бетонный образец-цилиндр не пропускает воду в условиях стандартного испытания. Чем ниже kф, тем выше марка по водонепроницаемости.
4. Водостойкость характеризуется коэффициентом размягчения kp = Rв/Rс, где Rв — прочность материала насыщенного водой, а Rс — прочность сухого материала. kp меняется от 0 (размокающие глины) до 1 (металлы). Если kp меньше 0,8, то такой материал не используют в строительных конструкциях, находящихся в воде.
5. Гигроскопичность — свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из воздуха. Процесс поглощения влаги из воздуха называется сорбцией, он обусловлен полимолекулярной адсорбцией водяного пара на внутренней поверхности пор и капиллярной конденсацией. С повышением давления водяного пара (то есть увеличением относительной влажности воздуха при постоянной температуре) возрастает сорбционная влажность материала.
6. Капиллярное всасывание характеризуется высотой поднятия воды в материале, количеством поглощённой воды и интенсивностью всасывания. Уменьшение этих показателей отражает улучшение структуры материала и повышение его морозостойкости.
7. Влажностные деформации. Пористые материалы при изменении влажности меняют свой объём и размеры. Усадка — уменьшение размеров материала при его высыхании. Набухание происходит при насыщении материала водой.

Теплофизические свойства стройматериалов.

1. Теплопроводность — свойство материала передавать тепло от одной поверхности к другой. Формула Некрасова связывает теплопроводность λ [Вт/(м*С)] с объемной массой материала, выраженной по отношению к воде: λ=1,16√(0,0196 + 0,22γ2)-0,16. При повышении температуры теплопроводность большинства материалов возрастает. R — термическое сопротивление, R = 1/λ.
2. Теплоемкость с [ккал/(кг*С)] — то количество тепла, которое необходимо сообщить 1 кг материала, чтобы повысить его температуру на 1С. Для каменных материалов теплоемкость меняется от 0,75 до 0,92 кДж/(кг*С). С повышением влажности возрастает теплоемкость материалов.
3. Огнеупорность — свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры (от 1580 °C и выше), не размягчаясь и не деформируясь. Огнеупорные материалы применяют для внутренней футеровки промышленных печей. Тугоплавкие материалы размягчаются при температуре выше 1350 °C.
4. Огнестойкость — свойство материала сопротивляться действию огня при пожаре в течение определённого времени. Она зависит от сгораемости материала, то есть от его способности воспламеняться и гореть. Несгораемые материалы — бетон, кирпич, сталь и т. д. Но при температуре выше 600 °C некоторые несгораемые материалы растрескиваются (гранит) или сильно деформируются (металлы). Трудносгораемые материалы под воздействием огня или высокой температуры тлеют, но после прекращения действия огня их горение и тление прекращается (асфальтобетон, пропитанная антипиренами древесина, фибролит, некоторые пенопласты). Сгораемые материалы горят открытым пламенем, их необходимо защищать от возгорания конструктивными и другими мерами, обрабатывать антипиренами.
5. Линейное температурное расширение. При сезонном изменении температуры окружающей среды и материала на 50 °C относительная температурная деформация достигает 0,5-1 мм/м. Во избежание растрескивания сооружения большой протяжённости разрезают деформационными швами.

Морозостойкость строительных материалов.

1. Морозостойкость — свойство насыщенного водой материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание. Количественно морозостойкость оценивается маркой. За марку принимается наибольшее число циклов попеременного замораживания до −20 °C и оттаивания при температуре 12-20 °C, которое выдерживают образцы материала без снижения прочности на сжатие более 15 %; после испытания образцы не должны иметь видимых повреждений — трещин, выкрашивания (потери массы не более 5 %).

Механические свойства строительных материалов

Упругость — самопроизвольное восстановление первоначальной формы и размера после прекращения действия внешней силы.

Пластичность — свойство изменять форму и размеры под действием внешних сил не разрушаясь, причём после прекращения действия внешних сил тело не может самопроизвольно восстанавливать форму и размер.

Остаточная деформация — пластичная деформация.

Относительная деформация — отношение абсолютной деформации к начальному линейному размеру(ε=Δl/l).

Модуль упругости — отношения напряжения к отн. деформации (Е=σ/ε).

Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или др. Прочность оценивают пределом прочности — временным сопротивлением R, определённом при данном виде деформации. Для хрупких (кирпич, бетон) основная прочностная характеристика — предел прочности при сжатии.

Для металлов, стали — прочность при сжатии такая же, как и при растяжении и изгибе. Так как строительные материалы неоднородны, предел прочности определяют как средний результат серии образцов. На результаты испытаний влияют форма, размеры образцов, состояния опорных поверхностей, скорость нагружения. В зависимости от прочности материалы делятся на марки и классы.

Марки записываются в кгс/см², а классы — в МПа. Класс характеризует гарантированную прочность. Класс по прочности В называется временным сопротивлением сжатию стандартных образцов (бетонных кубов с размером ребра 150 мм), испытанных в возрасте 28 суток хранения при температуре 20±2 °C с учётом статической изменчивости прочности.

Коэффициент конструктивного качества: ККК=R/γ(прочность на относит. плотность), для 3-й стали ККК=51 МПа, для высокопрочной стали ККК=127 МПа, тяжелого бетона ККК=12,6 МПа, древесины ККК=200 МПа.

Твердость — показатель, характеризующий свойство материалов сопротивляться проникновению в него другого, более плотного материала. Показатель твердости: НВ=Р/F (F — площадь отпечатка, P — это сила), [НВ]=МПа. Шкала Мооса: тальк, гипс, известь…алмаз.

Истирание — потеря первоначальной массы образца при прохождении этим образцом определённого пути абразивной поверхности. Истирание: И=(m1-m2)/F, где F — площадь истираемой поверхности.

Износ — свойство материала сопротивляться одновременно воздействию истирающих и ударных нагрузок. Износ определяют в барабане со стальными шарами или без них.

Природные каменные материалы

Классификация и основные виды горных пород

В качестве природных каменных материалов в строительстве используют горные породы, которые обладают необходимыми строительными свойствами.

1. магматические (первичные)
2. осадочные (вторичные)
3. метаморфические (видоизменённые).

Глубинные горные породы образовались при медленном остывании магмы в глубине земной коры при больших давлениях вышележащих слоёв земли, что способствовало формированию пород с плотной зернисто-кристаллической структурой, большой и средней плотностью, высоким пределом прочности при сжатии. Эти породы обладают малым водопоглощением и высокой морозостойкостью. К этим породам относят гранит, сиенит, диорит, габбро и др.

Излившиеся породы образовались в процессе выхода магмы на земную поверхность при сравнительно быстром и неравномерном охлаждении. Наиболее распространёнными излившимися породами являются порфир, диабаз, базальт, вулканические рыхлые породы.

2) Осадочные (вторичные) горные породы образовались из первичных (изверженных) горных пород под воздействием температурных перепадов, солнечной радиации, действия воды, атмосферных газов и др. В связи с этим осадочные горные породы подразделяют на обломочные (рыхлые), химические и органогенные.

К обломочным рыхлым горным породам относят гравий, щебень, песок, глину.

Химические осадочные породы: известняк, доломит, гипс.

Органогенные горные породы: известняк-ракушечник, диатомит, мел.

3) Метаморфические (видоизменённые) горные породы образовались из изверженных и осадочных горных пород под влиянием высоких температур и давлений в процессе поднятия и опускания земной коры. К ним относят глинистый сланец, мрамор, кварцит.

Классификация и основные виды природных каменных материалов

• рваный камень (бут) — добывают взрывным способом
• грубоколотый камень — получают раскалыванием без обработки
• дроблёный — получают дроблением (щебень, искусственный песок)
• сортированный камень (булыжник, гравий).

• камни неправильной формы (щебень, гравий)
• штучные изделия, имеющие правильную форму (плиты, блоки).

Гравий — окатанные куски горных пород размером от 5 до 120 мм, также используется для приготовления искусственных гравийно-щебёночных смесей.

Песок— рыхлая смесь зёрен горных пород размером от 0,14 до 5 мм. Он образуется обычно в результате выветривания горных пород, но может быть получен и искусственным путём — дроблением гравия, щебня, и кусков горных пород.

1. Воздушные вяжущие вещества.
2. Гидравлические вяжущие вещества.

• воздушные (твердеющие и набирающие прочность только в воздушной среде)
• гидравлические (твердеющие во влажной, воздушной среде и под водой).

В результате обжига полностью теряется двуокись углерода и получается комовая, негашёная известь в виде кусков белого или серого цвета. Комовая негашёная известь является продуктом, из которого получают разные виды строительной воздушной извести: молотую порошкообразную негашёную известь, известковое тесто.

Строительную воздушную известь различного вида используют при приготовлении кладочных и штукатурных растворов, бетонов низких марок (работающих в воздушно-сухих условиях), изготовлении плотных силикатных изделий (кирпича, крупных блоков, панелей), получении смешанных цементов.

Гидротехнические и гидромелиорационные сооружения и конструкции работают в условиях постоянного воздействия воды. Эти тяжёлые условия эксплуатации конструкций и сооружений требуют применения вяжущих веществ, обладающих не только необходимыми прочностными свойствами, но и водостойкостью, морозостойкостью и коррозионной стойкостью. Такими свойствами обладают гидравлические вяжущие вещества.

Гидравлическую известь получают умеренным обжигом природных мергелей и мергелистых известняков при 900—1100 °C. Мергель и мергелистый известняк идущие для производства гидравлической извести содержат от 6 до 25 % глинистых и песчаных примесей. Её гидравлические свойства характеризуются гидравлическим (или основным) модулем (m), представляющим отношение в процентах содержания окислов кальция к содержанию суммы окислов кремния, алюминия и железа:

Гидравлическая известь — медленно схватывающееся и медленнотвердеющее вещество. Её применяют для приготовления строительных растворов, низкомарочных бетонов, легких бетонов, при получении смешанных бетонов.

Портландцемент

Гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путём совместного, тонкого помола клинкера и двуводного гипса.

Клинкер — продукт обжига до спекания (при t>1480 °C) однородной, определённого состава природной или сырьевой смеси известняка или гипса. Сырьевую массу обжигают во вращающихся печах.

Портландцемент как вяжущее вещество используют при приготовлении цементных растворов и бетонов.

Шлакопортландцемент — в своём составе имеет гидравлическую добавку в виде гранулированного, доменного или электротермофосфорного шлака, охлаждаемого по специальному режиму. Его получают путём совместного помола портландцементного клинкера (до 3,5 %), шлака (20-80 %), и гипсового камня (до 3,5 %). Шлакопортландцемент характеризуется медленным нарастанием прочности в начальные сроки твердения, однако в дальнейшем скорость нарастания прочности возрастает. Он чувствителен к окружающей температуре, стоек при воздействии на него мягких сульфатных вод, имеет пониженную морозостойкость.

Карбонатный портландцемент получают путём совместного помола цементного клинкера с 30 % известняка. Он обладает пониженным тепловыделением при твердении, повышенной стойкостью.

Марка портландцемента — условное обозначение, выражающее минимальные требования к пределу прочности при сжатии образцов из стандартного цементного раствора, изготовленных, твердевших и испытанных в условиях и в сроки, установленные нормативной документацией (ГОСТ 10178, ГОСТ310). Марку портландцемента получают путём округления в низшую сторону до целых значений (400, 500, 550 и 600) прочностного ряда в кг/см², определяемого соответствующим стандартом (например, в данном случае, ГОСТ 10178), величин прочности при сжатии образцов — половинок призм размером 4×4×16 см, предварительно испытанных на прочность при изгибе в возрасте 28 суток. Образцы изготавливаются (ГОСТ 310) из растворной смеси 1:3 на стандартном нормальном песке при В/Ц близком к 0,40, хранятся до испытаний в течение суток при влажности не менее 90 %, а затем до 28 суток в воде при температуре 20±2 °C.

Для отнесения цемента к определённой марке, кроме нормируемых значений прочности при сжатии в возрасте 28 суток, должны быть также определены нормируемые значения прочности при изгибе, а для быстротвердеющего портландцемента и шлакопортландцемента, кроме прочности в 28 суток, также нормируемые значения прочности при сжатии и изгибе в возрасте 3 суток.

Активность цемента, используемая для расчётов состава бетона и др. смесей, является показателем прочности на сжатие образца размером 4×4×16 см в возрасте 28 суток.

Кроме предусмотренных ГОСТ 10178 марок 400, 500, 550 и 600, производитель цемента по техническим условиям может выпускать цементы более низких (300, 200) или более высоких марок (700 и выше).

Наряду с характеристикой прочности цемента путём отнесения его к той или иной марке, нормативные документы (ГОСТ 30515, ГОСТ 30744, ГОСТ 31108) предусматривают возможность отнесения цемента к определённому классу прочности.

Строительные растворы

Строительные растворы представляют собой тщательно отдозированные мелкозернистые смеси, состоящие из неорганического вяжущего вещества (цемент, известь, гипс, глина), мелкого заполнителя (песка, дроблёного шлака), воды и в необходимых случаях добавок (неорганических или органических). В свежеприготовленном состоянии их можно укладывать на основание тонким слоем, заполняя все его неровности. Они не расслаиваются, схватываются, твердеют и набирают прочность, превращаясь в камневидный материал.

Строительные растворы используют при каменных кладках, отделочных, ремонтных и др. работах. Их классифицируют по средней плотности: тяжёлые с средней ρ=1500 кг/м³, лёгкие со средней ρ

Растворы приготовленные на одном виде вяжущего вещества, называют простыми, из нескольких вяжущих веществ смешанными (цементно-известковый).

Для приготовления строительных растворов лучше использовать песок с зёрнами, имеющими шероховатую поверхность. Песок предохраняет раствор от растрескивания при твердении, снижает его стоимость.

Гидроизоляционные растворы (водонепроницаемые) — цементные растворы состава 1:1 — 1:3,5 (обычно жирные), в которые добавляют алюминат натрия, нитрат кальция, хлористое железо, битумную эмульсию.

Для изготовления гидроизоляционных растворов используют портландцемент, сульфатостойкий портландцемент. В качестве мелкого заполнителя в гидроизоляционных растворах используют песок.

Кладочные строительные растворы — используют при кладке каменных стен, подземных сооружений. Они бывают цементно-известковые, цементно-глиняные, известковые и цементные.

Отделочные (штукатурные) растворы — подразделяют по назначению на наружные и внутренние, по расположению в штукатурке на подготовительные и отделочные.

Акустические растворы — лёгкие растворы, обладающие хорошей звукоизоляцией. Приготовляют эти растворы из портландцемента, шлакопортландцемента, извести, гипса и др. вяжущих веществ с использованием в качестве заполнителя лёгких пористых материалов (пемзы, перлита, керамзита, шлака).

Стекло и стеклянные изделия

Стекло — переохлаждённый расплав сложного состава из смеси силикатов и других веществ. Отформованные стеклянные изделия подвергают специальной термической обработки — обжигу.

Оконное стекло выпускают в листах размером до 3210×6000 мм. Стекло в соответствии с его оптическими искажениями и нормируемыми пороками подразделяют на марки М0-М7.

• одинарное (толщиной 2 мм)
• полуторное (2,5 мм)
• двойное (3 мм)
• утолщённое (4-10 мм).

Стекло листовое высокоотражающее — это обычное оконное стекло, на поверхность которого нанесена тонкая полупрозрачная отражающая свет плёнка, изготовленная на основе окиси титана. Стекло с плёнкой отражает до 40 % падающего света, светопропускание 50-50 %. Стекло уменьшает просмотр с наружной стороны и снижает проникание внутрь помещения солнечной радиации.

Стекло листовое радиозащитное — это обычное оконное стекло, на поверхность которого нанесена тонкая прозрачная экранирующая плёнка. Экранирующую плёнку наносят на стекло в процессе его формирования на машинах. Светопропускание не ниже 70 %.

Армированное стекло — изготавливают на поточных линиях методом непрерывного проката с одновременным закатыванием внутрь листа металлической сетки. Это стекло имеет гладкую, узорчатую поверхность, может быть бесцветным или цветным.

Стекло теплопоглощающее обладает способностью поглощать инфракрасные лучи солнечного спектра. Оно предназначено для остекления оконных проёмов с целью уменьшения проникания солнечной радиации внутрь помещений. Это стекло пропускает лучи видимого света не менее чем на 65 %, инфракрасных лучей не более 35 %.

Стеклянные трубы изготавливают из обычного прозрачного стекла способом вертикального или горизонтального вытягивания. Длина труб 1000-3000 мм, внутренний диаметр 38-200 мм. Трубы выдерживают гидравлическое давление до 2 МПа.

Ситаллы получают путём введения в расплавленную стеклянную массу специального состава катализаторов кристаллизации. Из такого расплава формируют изделия, затем их охлаждают, в результате чего расплавленная масса превращается в стекло. При последующей тепловой обработке стекла происходит его полная или частичная кристаллизация — образуется ситолл. Они имеют большую прочность, малую среднюю плотность, высокую износостойкость. Их применяют при облицовке наружных или внутренних стен, изготовления труб, плит для полов.

Стемалит представляет листовое стекло различной фактуры, покрытое с одной стороны глухими керамическими кристаллами разного цвета. Изготавливают его из неполированного витринного или прокатного стекла толщиной 6-12 мм. Применяют его для наружной и внутренней облицовки зданий, изготовления стеновых панелей.

Безобжиговые искусственные каменные материалы и изделия на основе гидротационных вяжущих веществ

Безобжиговые искусственные каменные материалы и изделия изготавливают из смеси вяжущих веществ, воды и заполнителей путём её формирования и соответствующей обработки. По виду вяжущего вещества их подразделяют на силикатные, известково-шлаковые, газосиликатные, газобетонные, гипсовые, гипсобетонные, асбестоцементные и др.

• изделия твердеющие при автоклавной и тепловой обработке
• изделия, твердеющие в условиях воздушно-влажной среды.

Материалы и изделия автоклавного твердения

Для производства изделий автоклавного твердения широко используют местные материалы: известь, кварцевые пески, отходы промышленности.

Прочные и водостойкие автоклавные материалы и изделия получаются в результате химического взаимодействия тонкоизмельчённых извести и кремнезёмистых компонентов в процессе их гидротермической обработки в паровой среде при 175 °C в автоклавах под давлением 0,8-1,4 МПа. В результате химической реакции возникает прочное и водостойкое вещество (силикат кальция), который цементирует частицы песка, образуя искусственный камень. Автоклавные материалы и изделия могут иметь как плотную, так и ячеистую структуру.

Автоклавный силикатный бетон

Смесь известково-кремнезёмистого вяжущего, песка и воды. В качестве вяжущих используют известково-пуццолановый, известково-шлаковый и известково-зольный цементы. Изделия из силикатного автоклавного бетона имеют достаточную морозостойкость, водостойкость и химическую стойкость к некоторым агрессивным средам. Из автоклавного силикатного изготовляют крупные, плотные, силикатные стеновые блоки.

Автоклавный ячеистый бетон

Приготовляют из однородной смеси минерального вяжущего, кремнезёмистого компонента, гипса и воды. Вяжущими материалами служат портландцемент, молотая известь-кипелка. Во время выдержки изделия перед автоклавной обработкой из него выделяется водород, в результате чего в однородной пластично-вязкой вяжущей среде образуются мельчайшие пузырьки. В процессе газовыделения эти пузырьки увеличиваются в размерах, создавая сфероидальные ячейки во всей массе ячеистой бетонной смеси.

При автоклавной обработке под давлением 0,8-1,2 МПа в высоковлажной воздушно-паровой среде при 175—200 °C происходит интенсивное взаимодействие вяжущего вещества кремнезёмным компонентов с образованием силиката кальция и др. цементирующих новообразований, благодаря которым структура ячеисто высокопористого бетона приобретает прочность.

Из ячеистого бетона изготовляют панели однорядной разрезки, стеновые и крупные блоки, однослойные и двухслойные стеновые навесные панели, однослойные плиты междуэтажных и чердачных перекрытий.

Силикатный кирпич формуют на специальных прессах из тщательно приготовленной однородной смеси чистого кварцевого песка (92-95 %), воздушной извести (5-8 %) и воды (7-8 %). После прессования кирпич запаривают в автоклавах в среде, насыщенной парами, при 175 °C и давлении 0,8 МПа. Изготавливают кирпич одинарный размером 250×120×65 мм и модульный (полуторный) размером 250×120×88 мм; сплошной и пустотелый, лицевой и рядовой. Марка кирпича: 75, 100, 125, 150, 200, 250.

Асбестоцементные изделия

Для изготовления асбестоцементных изделий используют асбестоцементную смесь, состоящую из тонковолокнистого асбеста (8-10 %), портландцемента для асбестоцементных изделий и воды. После затвердевания смеси образуется искусственный асбестоцементный каменный материал, представляющий цементный камень. Для производства асбестоцементных изделий применяют асбест III—IV сорта, портландцемент для асбестоцементных изделий марок 300, 400, 500 или песчаный цемент, состоящий из портландцемента и тонкомолотого кварцевого песка и воду с температурой 20-25 °C, не содержащему глинистых примесей, органических веществ и минеральных солей.

Трубы водопроводные безнапорные и напорные, для прокладки телефонных кабелей и газовые имеют правильную цилиндрическую форму. Они гладкие, не имеют трещин. Безнапорные трубы применяют при прокладке безнапорных внутренних и наружных трубопроводов, транспортирующих бытовые и атмосферные сточные воды; при строительстве безнапорных трубчатых гидротехнических сооружений и дренажных коллекторов осушительных систем; при подземной прокладке кабелей. Напорные трубы широко применяют при строительстве подземных водопроводов, современных автоматизированных оросительных систем, теплосетей.

Плиты плоские облицовочные прессованные изготовляют неокрашенные, окрашенные. Их применяют для облицовки стен, перегородок панелей. Длина их 600—1600 мм, ширина 300—1200, толщина 4-10 мм.

Источник: samstroi.ucoz.ru

Основные свойства строительных материалов: механические, физические, химические и технологические. Классификация стройматериалов и новинки в современном строительстве

Надежность, долговечность и безопасность того или иного сооружения во многом зависят от качества строительных материалов, которые были использованы для его возведения. Вот почему к их выбору стоит подходить крайне внимательно. Чтобы подобрать хорошие стройматериалы, необходимо хоть немного ориентироваться в широком перечне их технологических свойств и качеств. В этой статье пойдет речь о видах, применении и основных свойствах строительных материалов. Кроме того, вы узнаете о некоторых новинках современного строительного рынка.

Эволюция стройматериалов

Под строительными материалами подразумеваются разнообразные по составу, агрегатному состоянию и физическим свойствам вещества, которые используются или же могут быть использованы для возведения различных зданий и инженерно-технических сооружений. В историческом разрезе они возникли именно в тот момент, когда первобытный человек изготовил свои первые примитивные орудия труда и впервые задумался о том, чтобы соорудить крышу над своей головой.

Изначально человечество пользовалось тем, что было под рукой – древесиной, соломой, глиной, ветвями пальм. Природными красителями наносились рисунки на стены пещер и простейших жилищ. В древних городах Ближнего Востока была изобретена керамика, которая через Египет проникла в Западную Европу. С развитием науки и техники появлялись совершенно новые конструкционные и отделочные материалы.

В целом в эволюции строительной индустрии можно выделить три исторических этапа, для каждого из которых характерен свой набор материалов:

1. Древесина, камень и кирпич (до середины XIX века).
2. Сталь, стекло, бетон (середина XIX – середина XX веков).
3. Железобетон, пластик, металлопластик, искусственный камень (начиная со второй половины ХХ века и до сегодняшнего дня).

Далее мы более подробно остановимся на основных свойствах строительных материалов и изделий. Что это за качества и насколько важно учитывать их при возведении какого-либо здания?

Классификация основных свойств строительных материалов

Строительный бизнес остается одним из самых прибыльных в наши дни. Современный рынок предлагает невероятно широкий выбор различных стройматериалов, элементов отделки, смесей и растворов. Практически ежегодно появляются десятки новейших наименований. И уследить за всеми новинками этого рынка не так-то просто.

Определение основных свойств строительных материалов – крайне важная задача. Ведь только благодаря этому, из всего многообразия предлагаемых продуктов можно выбрать именно те материалы, которые идеально подойдут для возведения конкретного объекта. Важно отметить, что все эти свойства не являются постоянными. Более того, они изменяются под воздействием тех условий (природных, климатических и т. п.), в которых будет эксплуатироваться здание.

Основные свойства строительных материалов принято делить на четыре группы:

1. Физические (в том числе гидрофизические и акустические) – определяют характер взаимодействия конкретного материала с внешней средой.
2. Механические – определяют устойчивость материала к механическим повреждениям.
3. Химические – выявляют стойкость материала по отношению к различным химическим воздействиям.
4. Технологические – показывают, насколько тот или иной материал поддается обработке.

Рассмотрим более подробно каждую из групп

Физические качества

К основным физическим свойствам строительных материалов относятся следующие:

• Плотность.
• Пористость.
• Гигроскопичность.
• Водоустойчивость.
• Водопроницаемость.
• Морозостойкость.
• Огнеупорность.
• Звукопоглощение.

Под плотностью понимают массу тела в единице его объема. Измеряется в кг/м 3 . Средняя плотность различных стройматериалов колеблется в широких пределах. Так, для натуральной древесины она составляет около 1200 кг/м 3 , для изделий из камня – от 2200 до 3300 кг/м 3 , а для стали – свыше 7500 кг/м 3 . Не менее важен показатель пористости материала. Причем учитывается не только наличие пор, но и их размер.

Среди основных свойств строительных материалов особое место занимают гигроскопичность (способность породы поглощать и удерживать влагу), водоустойчивость и водопроницаемость (способность пропускать через себя воду под давлением). Эти качества особенно важны при строительстве гидротехнических сооружений, резервуаров, дамб и речных плотин.

Механические качества

Перечислим основные механические свойства строительных материалов. Это:

• Твердость.
• Прочность.
• Сопротивляемость ударам.
• Износ.

Под твердостью подразумевается способность вещества противостоять проникновению в него постороннего тела. Для твердых материалов минерального происхождения разработана 10-балльная шкала твердости (по Моосу). Одному балу в ней соответствует тальк, а десяти балам – алмаз (см. схему ниже). Для определения твердости металлов и пластмасс используются различные методики (например, метод Бринелля или Виккерса).

Еще одна важная характеристика – это прочность. В частности, в строительстве учитываются пределы прочности стройматериалов на изгиб и на сжатие. Расчет данных параметров важен для определения допустимых нагрузок на конструкцию. Кстати, по этим показателям все стройматериалы делятся на две группы:

• Пластичные – те, которые легко изменяют свою форму без появления трещин (металлы, пластик).
• Хрупкие – те, которые весьма уязвимы к ударам и имеют низкий предел прочности на изгиб (кирпич, стекло, бетон, натуральный камень).

Под сопротивляемостью понимают количество работы, необходимое для полного разрушения образца, а под износом – устойчивость материала по отношению к ударным и истирающим нагрузкам, воздействующим одновременно. Обе эти характеристики являются основными свойствами дорожно-строительных материалов.

Химические качества

К химическим свойствам стройматериалов относятся:

• Адгезия.
• Растворимость.
• Способность к кристаллизации.
• Химическая стойкость.

Адгезия – это способность к соединению жидких и твердых веществ, которая обусловлена межмолекулярным взаимодействием. Именно благодаря этому качеству возникли такие стройматериалы, как цемент. Растворимость – это способность вещества создавать с жидким растворителем особую систему (раствор). Она зависит от нескольких факторов – температуры, давления, химического состава вещества.

Процесс, при котором из расплавов и растворов образуются кристаллы, называется кристаллизацией. Его широко используют для получения многих каменных материалов искусственного происхождения.

Очень важна химическая устойчивость того или иного стройматериала. Она показывает, насколько материал способен противостоять разрушительным воздействиям различных агрессивных веществ. Для этого рассчитывается специальный коэффициент (как отношение массы материала после химического воздействия к изначальной массе того же материала). Чем ближе этот коэффициент к единице – тем устойчивее является вещество к агрессивной химической среде.

Технологические качества

К технологическим свойствам стройматериалов относятся:

• Пластичность.
• Вязкость.
• Свариваемость.
• Ковкость и т. д.

Все эти свойства выражают способность того или иного материала к восприятию или не восприятию определенных технологических операций с целью изменения его формы, размера или же плотности. Они показывают, насколько материал поддается механической обработке, шлифовке, полировке.

Примерами технологичных материалов являются глина и древесина. Менее технологичны металлы, хотя их тоже можно обрабатывать как в расплавленном, так и в холодном состоянии.

Классификация стройматериалов

По способу получения все строительные материалы делят на:

• природные;
• искусственные.

По своему происхождению они бывают:

• каменные;
• лесные;
• металлические;
• стеклянные;
• полимерные и т. д.

В общем и целом условно можно выделить девять групп строительных материалов:

1. Материалы для возведения фундамента и стен (бетон, кирпич, брус, бут и другие).
2. Материалы для кровли (черепица, шифер, листовая сталь, рубероид).
3. Отделочные материалы (гипсокартон, грунтовки, штукатурные смеси).
4. Декоративные материалы (бумажные обои, паркет, ламинат, панели из искусственного камня).
5. Материалы для монтажа (гвозди, шурупы, скобы, дюбеля).
6. Строительные растворы (цемент, известь, клеевые смеси, акустические растворы).
7. Полимерные материалы (пластик, полиэтилен, полистирол, поликарбонат).
8. Изоляционные материалы (опилки, стружка, пеностекло, минеральная вата).
9. Материалы для дорожного строительства (асфальт, асфальтобетон, битумы, брусчатка).

Новинки строительного рынка

Строительная индустрия в наше время развивается стремительными и очень бурными темпами. Ежегодно на этом рынке появляется ряд совершенно новых стройматериалов. Давайте вкратце познакомимся с самыми интересными из этих новинок.

Пеностекло – материал, который был изобретен в США еще в 40-е годы. Однако на нашем рынке он появился лишь в последние десятилетия. Его производят при очень высоких температурах (до 800-900 градусов). Гранулированное пеностекло успешно используют для утепления стен, фундамента, а также для теплоизоляции трубопроводов. Ведь оно может полностью повторять любую конфигурацию труб.

Пожалуй, это основное свойство строительного материала. Кроме того, пеностекло обладает очень высокой прочностью на сжатие.

Цветной кирпич – стройматериал, появление которого на ура восприняли все архитекторы и дизайнеры. Ведь он позволяет реализовать самые смелые и самые креативные идеи. К тому же такой кирпич способен надолго сохранять свой изначальный внешний вид. Его уже широко применяют для облицовки многоэтажных зданий во многих городах.

Еще одна новинка последних лет – кортеновская сталь. В строительной практике она появилась совсем недавно – в начале 2000-х. Листы легированной стали отличаются высокой прочностью и необычным внешним видом. Они широко используются не только в промышленном, но и в жилом строительстве. Кроме того, кортеновская сталь нашла свое применение и в уличном городском искусстве.

В заключение…

Чтобы возвести надежный и красивый дом – нужны качественные стройматериалы. А чтобы выбрать таковые, необходимо хорошо разбираться в их свойствах. Они делятся на четыре группы: физические, химические, механические и технологические. К самым главным свойствам стройматериалов относятся: плотность, прочность, пористость, износоустойчивость, морозостойкость и химическая стойкость.

Источник: fb.ru

13 Строительные материалы, применяемые при строительстве

Строительные материалы, природные и искусственные материалы и изделия, используемые при строительстве и ремонте зданий и сооружений. По совокупности технологических и эксплуатационных признаков Строительные материалы принято подразделять на следующие основные группы.

Природные каменные материалы — горные породы, подвергнутые механической обработке (облицовочные плиты, стеновые камни, щебень, гравий, бутовый камень и др.). Внедрение прогрессивных методов добычи и обработки камня (например, алмазной распиловки, термообработки) существенно снижает трудоёмкость изготовления и стоимость каменных материалов и расширяет объём их применения в строительстве.

Лесные материалы и изделия — Строительные материалы, получаемые главным образом механической обработкой древесины (круглый лес, пиломатериалы и заготовки, паркет, фанера и др.). В современном строительстве в большом масштабе используются пиломатериалы и заготовки для различных столярных изделий, встроенного оборудования зданий, погонажных изделий (плинтусов, поручней, накладок и др.). Перспективны клеёные изделия из древесины (см. Клеёные конструкции).

Керамические материалы и изделия изготовляют из глиносодержащего сырья посредством его формования, сушки и обжига. Широкий ассортимент, высокая прочность и долговечность керамических Строительные материалы обусловливают разнообразные области их применения в строительстве: в качестве стеновых материалов (кирпич, керамические камни) и санитарно-технических изделий, для наружной и внутренней облицовки зданий (керамическая плитка) и др. К керамической Строительные материалы относится также пористый заполнитель лёгких бетонов — керамзит.

Неорганические вяжущие вещества — преимущественно порошкообразные материалы (цементы различных видов, гипс, известь и др.), образующие при смешении с водой пластичное тесто, приобретающее затем камневидное состояние. Один из важнейших неорганических вяжущих материалов — портландцемент и его разновидности.

Бетоны и растворы — искусственные каменные материалы с широким диапазоном физико-механических и химических свойств, получаемые из смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей. Основной вид бетона — цементный бетон. Наряду с ним в современном строительстве применяют изделия из силикатного бетона.

Весьма эффективны лёгкие бетоны, используемые для изготовления крупноразмерных сборных конструкций и изделий. Для увеличения прочности конструктивных элементов на изгиб и растяжение используют материал, представляющий собой сочетание бетона со стальной арматурой — железобетон. Бетоны и строительные растворы применяют непосредственно на строительных объектах (монолитный бетон), а также для изготовления строительных изделий в заводских условиях (сборный железобетон). К этой же группе Строительные материалы относятся асбестоцементные изделия и конструкции, получаемые из цементного теста, армированного асбестовым волокном.

Металлы. В строительстве применяют в основном стальной прокат. Сталь используют для изготовления арматуры в железобетоне, каркасов зданий, пролётных строений мостов, трубопроводов, отопительных приборов, как кровельный материал (кровельная сталь) и т.д. Получают распространение в качестве конструкционных и отделочных Строительные материалы алюминиевые сплавы.

Теплоизоляционные материалы — Строительные материалы, применяемые для теплоизоляции ограждающих конструкций зданий, сооружений, промышленного оборудования, трубопроводов. В эту группу входит большое количество разнообразных по составу и строению материалов: минеральная вата и изделия из неё, ячеистые бетоны, асбестовые материалы, пеностекло, вспученные перлит и вермикулит, древесноволокнистые плиты, камышит, фибролит и др. Использование теплоизоляционных Строительные материалы в ограждающих конструкциях позволяет значительно снизить массу последних, уменьшить общий расход материалов и сократить энергозатраты на поддержание необходимого теплового режима здания (сооружения). Некоторые теплоизоляционные материалы находят применение в качестве акустических материалов.

Стекло. Применяется главным образом для устройства светопрозрачных ограждений. Наряду с обычным листовым стеклом выпускаются стекло специального назначения (армированное, закалённое, теплозащитное и др.) и стеклянные изделия (стеклоблоки, стеклопрофилит, стеклянные облицовочные плитки и др.). Перспективно использование стекла для наружной отделки зданий (стемалит и др.). По технологическим признакам к стеклянным Строительные материалы относят также каменное литьё, ситаллы и шлакоситаллы.

Органические вяжущие вещества и гидроизоляционные материалы- битумы, дёгти и получаемые на их основе асфальтобетон, рубероид, толь и др. материалы; к этой группе Строительные материалы относятся также полимерные вяжущие, используемые для получения полимербетонов. Для нужд сборного домостроения выпускают герметизирующие материалы в виде мастик и эластичных прокладок (гернит, изол, пороизол и др.), а также гидроизоляционные полимерные плёнки.

Полимерные с троительные материалы — большая группа материалов, получаемых на основе синтетических полимеров. Они отличаются высокими механическими и декоративными свойствами, водо- и химической стойкостью, технологичностью. Основные области их применения: в качестве материалов для покрытия полов (линолеум, релин, поливинилхлоридные плитки и др.), конструкционных и отделочных материалов (бумажнослоистый пластик, стеклопластики, древесностружечные плиты, декоративные плёнки и др.), тепло- и звукоизоляционных материалов (пенопласты, сотопласты), погонажных строительных изделий.

Лаки и краски — отделочные Строительные материалы на органических и неорганических связующих, образующие на поверхности окрашиваемой конструкции декоративное и защитное покрытия. Широкое распространение получают синтетические лакокрасочные материалы и водоэмульсионные краски на полимерном связующем.

Источник: studfile.net