Все строительные материалы по видам делятся на природные и искусственные. При этом к искусственным относят такие, которые в процессе изготовления подвергаются термической, химической или другой обработке, изменяющей их структуру, химический состав и т. д.
В строительстве используются в основном следующие виды строительных материалов:
- природные лесоматериалы и искусственные материалы, изготовляемые на основе древесины;
- металлы;
- каменные материалы - природные и искусственные;
- вяжущие материалы или просто вяжущие - минеральные и органические (известь, цемент, асфальт и др.);
- растворы и бетоны;
- специальные строительные материалы -- теплоизоляционные, гидроизоляционные, кровельные, отделочные и др.
Приведенная классификация является условной, так как и кирпич, и бетон, и даже оконное стекло по существу представляют собой разновидности каменных материалов. Поэтому, в отличие от машин и оборудования, изготовляемых в основном из металлов, здания и сооружения во многих случаях возводят почти целиком из камня!
Необходимость отдельного рассмотрения бетонов и растворов диктуется особым их значением в современном строительстве.
Широко внедряемые синтетические материалы (пластмассы), являющиеся разновидностью искусственных материалов, применяются в строительстве пока в ограниченных масштабах - для полов, отделки стен, теплоизоляции (пористые пластмассы) и т. д.
Одним из важнейших свойств строительных материалов, используемых для несущих конструкций, является прочность.
В строительстве используются в основном два показателя прочности:
- для хрупких материалов (камень, бетон) - предел прочности на сжатие (временное сопротивление);
- для пластичных (мягкая сталь) - предел текучести.
В том и другом случае прочность измеряют в кг/см2 (иногда в кг/мм2).
Материалы для ограждающих конструкций должны в первую очередь обладать достаточно низким коэффициентом теплопроводности.
Коэффициент теплопроводности к измеряется в ккал/м - град - час. Непосредственное его определение возможно только в лабораторных условиях.
Очень удобным и более простым для определения показателем, достаточно хорошо характеризующим теплозащитные свойства материалов, является объемный вес - вес единицы объема материала в его натуральном состоянии (т. е. при наличии в нем пор и пустот).
Кроме того, объемный вес непосредственно влияет на собственный вес отдельных конструкций, а также зданий и сооружений в целом и, следовательно, определяет тоннаж перевозок больших количеств материалов, используемых строительной промышленностью.
Для таких плотных материалов, как сталь, объемный вес совпадает с удельным; для пористых материалов объемный вес меньше удельного.
Объемный вес строительных материалов принято определять в кг/м3 или в Т/м3.
Влагопроницаемость (вернее непроницаемость) является основным свойством кровельных, гидроизоляционных и других материалов.
Морозостойкость является важным показателем для материалов наружных стен, подверженных попеременному замерзанию и оттаиванию (в наружных слоях). Она проверяется многократным замораживанием и оттаиванием образцов в насыщенном водой состоянии и оценивается количеством циклов испытания, которое образцы выдерживают без существенного снижения прочности и потери в весе. Морозостойкость обозначается символом Мрз с добавлением цифры, показывающей число циклов, например, Мрз 15, Мрз50. Морозостойкость существенно зависит от водопоглощения материала, так как разрушение при замораживании обусловлено расширением воды при ее замерзании в порах материала.
Огнестойкость . По отношению к действию огня (при пожаре) строительные материалы, характеризуются сгораемостью, а элементы здания огнестойкостью.
По признаку сгораемости материалы делятся на 3 категории:
- сгораемые (древесина),
- несгораемые (камни, металлы)
- и трудносгораемые, которые воспламеняются и продолжают гореть или тлеть только при наличии источника огня.
Огнестойкость конструкций характеризуется пределом огнестойкости (час), показывающим длительность сопротивления конструкции огню при пожаре, которая зависит как от вида примененного материала, так и от толщины конструкции, ее массивности и т. д. Для различных элементов зданий предел огнестойкости установлен нормами от 0,25 до 5 час.
Понятия несгораемости и огнестойкости не всегда совпадают. Например, такой несгораемый материал, как сталь, обладает сравнительно невысокой огнестойкостью, так как при температурах выше 500-600° модуль упругости и прочностные характеритки стали резко снижаются и конструкции претерпевают катастрофические деформации.
К материалам, предназначенным для работы при высоких температурах, предъявляются требования жаростойкости, а при очень высоких - огнеупорности.
Материалы, работающие в условиях, где возможна их коррозия, должны обладать достаточной коррозионной стойкостью. Под воздействием ррзличных химических агентов коррозии подвержено большинство строительных материалов (сталь, бетон, каменная кладка и др.).
Сопротивляемость органических строительных материалов гнению именуется биостойкостью. Применением различных антисептических средств биосгойкость материалов может быть повышена, но обычно лишь на какой-то ограниченный период времени.
Все материалы имеют определенную структуру на уровне макро или микроструктуры. Макро- большой, структура видимая невооруженным глазом. Микроструктура видимая с помощью оптического прибора.
Различают по структуре материалы гомогенные и гетерогенные. Гомогенные материалы, когда единица объема содержит в среднем одинаковое число однородных структурных элементов.
Гетерогенные материалы содержат различные структурные элементы или различное их число. Не всегда гомогенная структура может оказать таковой на уровне микроструктуры материала.
Строительные материалы классифицируют по:
А) назначениям:
Б) по сырью:
В) поусловию работы;
Г) по происхождению:
Д) способу производства:
А) Классификация по назначению.
Материалы по назначению делятся на конструктивные и отделочные. Конструктивные элементы здания делятся на несущие и ограждающие, на горизонтальные и вертикальные. К вертикальным относятся фундаменты, стены, колонны. К горизонтальным перекрытия, балки, ригели, фермы, плиты. Несущие конструкции несут нагрузку не только собственного веса, но и выше лежащих конструкций и оборудования, мебели, людей и т. д. Ограждающие конструкции разделяют внутреннее пространство на отдельные помещения и защищают здание от атмосферного воздействия.
Б) Классификация по сырью:
Природные каменные материалы – рыхлые (песок, щебень, гравий…), штучные материалы.
Неорганические вяжущие вещества – продукт обжига природного сырья или искусственных смесей с последующим измельчением (портландцемент, шлакопортландцемент, известь, гипс).
Бетоны и строительные растворы на основе неорганических вяжущих
Керамические материалы. Получают из глины путем формования, сушки, обжига. (кирпич, кафель, трубы).
Материалы из минеральных расплавов (стекло).
Теплоизоляционные и акустические материалы на органическом (мягкие двп, торфоплиты) и неорганическом (мин. вата, стекловата) вяжущем.
Битумные и дегтевые материалы (рубероид, мастика, толь).
Полимерные строительные материалы (стеклопластик, пенопласты…).
Лакокрасочные материалы.
Лесные материалы.
Металлические материалы.
Эффективные материалы те, которые имеют низкую стоимость, долговечные, высокопрочные. С целью снижения стоимости в качестве сырья стараются использовать отходы различных производств. используют энергосберегающие технологии. Производство цемента по сухому способу способствует сокращению тепла в 1,5 – 2 раза.
В) Классификация по условию работы материала :
Конструктивные строительные материалы, которые воспринимаю и передают нагрузку – природные каменные, бетоны и строительные, керамические, полимерные, лесные, металлические, композиционные, полимербетон.
Материалы специального назначения –теплоизоляционные (пенопласты, мин. ваты), акустические, гидроизоляционные, кровельные, герметизирующие, огнеупорные, для радиационной защиты, антикоррозийные.
Г) Строительные материалы по происхождению делятся на естественные и искусственные. Естественные встречающиеся в природе. К ним относятся древесина, природные каменные материалы, битумы. Искусственные материалы не встречаются в природе, а получаются путем обработки при высокой температуре и давлении или одновременном действии высокой температуры и давлении. Процессы переработки или получения материалов связаны со сложными физическими или химическими процессами изменения стркутуры и т.д.
Д) По способу производства строительные материалы, например из металлов классифицируются на изготавливаемые методами:
Прессованием
Прокаткой
Все строительные материалы по своим свойствам должны удволетворять ГОСТу.
В процессе строительства, эксплуатации и ремонта зданий и сооружений строительные изделия и конструкции, из которых они возводятся, подвергаются различным физико-механическим, физическим и технологически воздействиям. От инженера-гидротехника требуется со знанием дела правильно выбрать материал, изделия или конструкцию которая обладает достаточной стойкостью, надёжностью и долговечностью для конкретных условий.
Строительные материалы и изделия, применяемые при строительстве, реконструкции и ремонте различных зданий и сооружений, делятся на природные и искусственные, которые в свою очередь подразделяются на две основные категории:
Основными видами строительных материалов и изделий являются:
· каменные природные строительные материалы и изделия из них;
· вяжущие материалы неорганические и органические;
· лесные материалы и изделия из них;
· металлические изделия.
В зависимости от назначения, условий строительства и эксплуатации зданий и сооружений, подбираются соответствующие строительные материалы, которые обладают определёнными качествами и защитными свойствами от воздействия на них различной внешней среды. Учитывая эти особенности, любой строительный материал должен обладать определёнными строительно-техническими свойствами. Например, материал для наружных стен зданий должен обладать наименьшей теплопроводностью при достаточной прочности, чтобы защищать помещение от наружного холода; материал сооружения гидромелиоративного назначения – водонепроницаемостью и стойкостью к попеременному увлажнению и высыханию; материал для покрытия дорог (асфальт, бетон) должен иметь достаточную прочность и малую истираемость, чтобы выдержать нагрузки от транспорта.
Классифицируя материалы и изделия, необходимо помнить, что они должны обладать хорошими свойствами и качествами.
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.
Свойства строительных материалов и изделий классифицируют на основные группы: физические, механические, химические, технологические и др.
К химическим относят способность материалов сопротивляться действию химически агрессивной среды, вызывающие в них обменные реакции, приводящие к разрушению материалов, изменению своих первоначальных свойств: растворимость, коррозионную стойкость, стойкость против гниения, твердение.
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 : удобоукладываемость, теплоустойчивость, плавление, скорость затвердевания и высыхания.
Строительные материалы и изделия классифицируют по:
· степени готовности;
· происхождению;
· назначению;
· технологическому признаку.
По степени готовности различают собственно строительныематериалы и строительные изделия - 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.
Строительными изделиями являются сборные железобетонные панели и конструкции, оконные и дверные блоки, санитарно-технические изделия и кабины и др. В отличие от изделий строительные материалы перед применением подвергают обработке - смешивают с водой, уплотняют, распиливают и т.д.
По происхождению строительные материалы подразделяют на природные и искусственные.
Природные материалы - это древесина, горныепороды (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.
К искусственным материалам относят:кирпич, цемент, железобетон, стекло и др. Их получают из природного и искусственного сырья, побочных продуктов промышленности и сельского хозяйства с применением специальных технологий. Искусственные материалы отличаются от исходного сырья, как по строению, так и по химическому составу, что обусловлено коренной переработкой его в заводских условиях.
Наибольшее распространение получили классификации материаловпо назначению и технологическому признаку.
По назначению материалы подразделяют на следующие группы:
Конструкционные материалы – материалы, которые воспринимают и передают нагрузки в строительных конструкциях;
Теплоизоляционные материалы, основное назначение которых - свести до минимума перенос теплоты через строительную конструкцию и тем самым обеспечить необходимый тепловой режим в помещении при минимальных затратах энергии;
- акустические материалы(звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы) - для снижения уровня «шумового загрязнения» помещения;
Гидроизоляционные и кровельные материалы - для создания водонепроницаемых слоев на кровлях, подземных сооружениях и других конструкциях, которые необходимо защищать от воздействия воды или водяных паров;
Герметизирующие материалы - для заделки стыков в сборных конструкциях;
Отделочные материалы - для улучшения декоративных качеств строительных конструкций, а также для защиты конструкционных, теплоизоляционных и других материалов от внешних воздействий;
Материалы 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: особа легкие бетоны являются теплоизоляционным материалом; особо тяжелые бетоны - материалом специального назначения, который используют для защиты от радиоактивного излучения.
По технологическому признаку материалы подразделяют, учитывая вид сырья, из которого получают материал, и вид его изготовления, на следующие группы:
- природные каменные материалы и изделия - получают из горных пород путем их обработки: стеновые блоки и камни, облицовочные плиты, детали архитектурного назначения, бутовый камень для фундаментов, щебень, гравий, песок и др.;
Искуственные каменные материалы и изделия получаемые путем формования, сушки и обжига (кирпич, керамические блоки и камни, черепица, трубы, изделия из фаянса и фарфора, плитки облицовочные и для настилки полов, керамзит) и др.
Неорганические вяжущие вещества - минеральные материалы, преимущественно порошкообразные, образующие при смешивании с водой пластичное тело, со временем приобретающее камневидное состояние: цементы различных видов, известь, гипсовые вяжущие и др.
Бетоны - искусственные каменные материалы, получаемые из смеси вяжущего, воды, мелкого и крупного заполнителей. Бетон со стальной арматурой называют железобетоном, он хорошо сопротивляется не только сжатию, но и изгибу и растяжению.
Строительные растворы - искусственные каменные материалы, состоящие из вяжущего, воды и мелкого заполнителя, которые со временем переходят из тестообразного в камневидное состояние.
Искусственные необжиговые каменные материалы - получают на основе неорганических вяжущих и различных заполнителей: силикатный кирпич, гипсовые и гипсобетонные изделия, асбестоцементные изделия и конструкции, силикатные бетоны.
Органические вяжущие вещества и материалы на их основе - битумные и дегтевые вяжущие, кровельные и гидроизоляционные материалы: рубероид, пергамин, изол, бризол, гидроизол, толь, приклеивающие мастики, асфальтовые бетоны и растворы.
Полимерные материалы и изделия - материалы, получаемые на основе синтетических полимеров (термопластических не термореактнвных смол): линолеумы, релин, синтетические ковровые материалы, плитки, древеснослоистые пластики, стеклопластики, пенопласты, поропласты, сотопласты и др.
Древесные материалы и изделия - получают в результате механической обработки древесины: круглый лес, пиломатериалы, заготовки для различных столярных изделий, паркет, фанера, плинтусы, поручни, дверные и оконные блоки, клееные конструкции.
Металлические материалы - наиболее широко применяемые в строительстве черные металлы (сталь и чугун), стальной прокат (двутавры, швеллеры, уголки), сплавы металлов, особенно алюминиевые.
Физические свойства строительных материалов. Средняя плотность ρс - масса единицы объема материала в естественном состоянии, т. е. с порами. Среднюю плотность (в кг/м 3 , кг/дм 3 , г/см 3) вычисляют по формуле:
где m -масса материала, кг, г; Vе - объем материала, м 3 , дм 3 , см 3 .
Среднюю плотность сыпучих материалов (щебня, гравия, песка, цемента и др.) - называют насыпной плотностью. В объем входят поры непосредственно в материале и пустоты между зернами.
Относительная плотность d - отношение средней плотности материала к плотности стандартного вещества. За стандартное вещество принята вода при температуре 4°С, имеющая плотность 1000 кг/м 3 . Относительная плотность (безразмерная величина) определяется по формуле:
Истинная плотность (ρu) - масса единицы объема абсолютно плотного материала, т. е. без пор и пустот. Вычисляется она в кг/м 3 , кг/дм 3 , г/см 3 по формуле:
где m - масса материала, кг, г; Vа - объем материала в плотном состоянии, м 3 , дм 3 , см 3 .
У неорганических материалов, природных и искусственных камней, состоящих в основном из оксидов кремния, алюминия и кальция, истинная плотность находится в пределах 2400-3100 кг/м 3 , у органических материалов, состоящих в основном из углерода, кислорода и водорода, она составляет 800-1400 кг/м 3 , у древесины - 1550 кг/м 3 . Истинная плотность металлов колеблется в широком диапазоне: алюминия - 2700 кг/м 3 , стали - 7850, свинца - 11300 кг/м 3 .
Пористость (П) - степень заполнения объема материала порами. Вычисляется в % по формуле:
где ρс, ρu - средняя и истинная плотности материала.
Для строительных материалов П колеблется от 0 до 90%. Для сыпучих материалов определяется пустотность (межзерновая пористость).
Гидрофизические свойства строительных материалов. Гигроскопичность - свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из влажного воздуха. Поглощение влаги из воздуха объясняется адсорбцией водяного пара на внутренней поверхности пор и капиллярной конденсацией. Этот процесс, называемый сорбцией, обратимый. Волокнистые материалы со значительной пористостью, например теплоизоляционные и стеновые, обладают развитой внутренней поверхностью пор и поэтому высокой сорбционной способностью.
Водопоглощение - способность материала поглощать и удерживать воду. Водопоглощение характеризует в основном открытую пористость, так как вода не проходит в закрытые поры. Степень снижения прочности материала при предельном его водонасыщении называется водостойкостью . Водостойкость численно характеризуется коэффициентом размягчения (Кразм), который характеризует степень снижения прочности в результате его насыщения водой.
Влажность - это степень содержания влаги в материале. Зависит от влажности окружающей среды, свойств и структуры самого материала.
Водопроницаемость - способность материала пропускать воду под давлением. Она характеризуется коэффициентом фильтрации Кф, м/ч, который равен количеству воды Vв в м 3 , проходящей через материал площадью S = 1 м 2 , толщиной а = 1 м за время t = 1 ч, при разности гидростатического давления P1 - Р2 = 1 м водного столба:
Обратной характеристикой водопроницаемости является водонепроницаемость - способность материала не пропускать воду под давлением.
Паропроницаемость - способность материалов пропускать водяной пар через свою толщину. Она характеризуется коэффициентом паропроницаемости μ, г/(мхчхПа), который равен количеству водяного пара V в м 3 , проходящего через материал толщиною а = 1м, площадью S = 1 м² за время t = 1 ч, при разности парциальных давлений Р1 - Р2 = 133,3 Па:
Морозостойкость - способность материала в водонасыщенном состоянии не разрушаться при многократном попеременном замораживании и оттаивании. Разрушение происходит из-за того, что объем воды при переходе в лед увеличивается на 9%. Давление льда на стенки пор вызывает растягивающие усилия в материале.
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.
Металл и твердый сплав, композиционные материалы (железобетон)
Неметаллич.материалы,волокнистые,монолитные(утеплители)
Древесина
Камень естественный (известняк,песчаник,мрамор,гранит)
Керамика и силикатные материалы для кладки
Бетон-материал, полученный в результате смешивания вяжущего материала, цемента, извести, глины с инертными добавками (песка, гравия, щебня)
Стекло и светопрозрачные материалы
Жидкости
Грунт.основа
Засыпка(щебень,песок)
Вопросы:
1) Основные виды строительных материалов;
2) Достоинства и недостатки конструкций из железобетона, камня, стали, дерева;
Основными видами строительных материалов являются: железобетон, сталь, камень (искусственный и естественный), дерево. К искусственным камням относятся керамический и силикатный кирпич, и также бетонные, шлакобетонные, пенобетонные, газобетонные, полистиролбетонные, керамические и др. блоки. К естественным камням относятся блоки из туфа, ракушечника, известняка, бута и т. п. Также для изготовления строительных конструкций применяют алюминий , дюралюминий, полимеры, битум и деготь.
Многообразие материалов и конструкций, применяемых в строительстве, обуславливается большим количеством предъявляемых к ним требований (прочностных, деформативных, теплотехнических, противопожарных, акустических, экономических, эстетических и т. п.). Не существует идеального строительного материала, отвечающего всем этим требованиям.
У конструкций из разных материалов имеются свои достоинства и недостатки.
Конструкции из бетонов были известны еще до нашей эры. Однако настоящим прорывом в строительстве было изобретение железобетона в середине позапрошлого века. Хотя конструкции из железобетона широко стали применяться в 1950-х годах. Бетоном называют композитный материал, изготовленный с применением заполнителей (гравия, щебня, песка) и вяжущего (клеящего состава). Железобетоном называют материал, состоящий из бетона и арматуры. Термин железобетон традиционный, но не совсем корректный. Дело в том, что железом раньше называли сталь, которую сейчас применяют для армирования. Бетонные конструкции не получили широкого распространения ввиду его серьезного недостатка. Бетон хорошо работает на сжатие, но плохо на растяжение. Сталь же наоборот хорошо работает на растяжение, а при больших сжимающих напряжениях теряет устойчивость. Поэтому основным принципом проектирования железобетонных конструкций является установка арматуры в растянутые при эксплуатации, изготовлении, транспортировке и монтаже зоны. Суть получения такого высокоэффективного материала заключается в целом ряде факторов:
1) сталь и бетон имеют приблизительно одинаковые коэффициенты температурного расширения;
2) бетон стоек ко многим агрессивным воздействиям и прекрасно защищает сталь от них;
3) бетон имеет высокую теплоемкость, что защищает арматуру при аварийных температурных воздействиях (пожарах);
4) бетон и арматура взаимно компенсируют недостатки друг друга при силовых воздействиях (растяжении и сжатии).
Железобетонные конструкции обладают следующими достоинствами:
1) прочностью, особенно на сжатие и изгиб;
2) жесткостью;
3) долговечностью;
4) огнестойкостью и огнеупорностью;
5) стойкостью к агрессивным воздействиям;
6) способностью быть изготовленными любой формы;
7) индустриальностью.
Несмотря на все достоинства, железобетон обладает рядом недостатков. Бетон обладает высокой теплопроводностью. Из железобетона проблематично выполнять ограждающие конструкции. Существуют способы повышения теплоизолирующей способности бетона: изготовление воздушных пустот (пустотных блоков), повышение пористости (пено - и газобетоны), внедрение теплоизолирующих материалов (полистирол-, шлако-, керамзитобетоны и т. п.). Все эти способы приводят к изменению в худшую сторону прочностных и деформативных свойств изготавливаемых изделий и конструкций.
Железобетонные конструкции обладают большим весом. В связи с этим их применение в высотных и большепролетных сооружениях затруднено.
Железобетон – пористый материал с открытыми и закрытыми порами. Это способствует его водо - и воздухопроницаемости. Из железобетона можно выполнять резервуары и трубопроводы для некоторых жидкостей, но невозможно делать газгольдеры.
Сборные железобетонные конструкции требуют дополнительного расхода стали на закладные детали для их соединения. Кроме того, они зачастую требуют дополнительного армирования из-за особенностей транспортировки и монтажа. Однако сборные конструкции обладают высокой индустриальностью и требуют меньше времени для изготовления и монтажа, что сокращает сроки строительства.
Каменные конструкции по характеру работы под нагрузкой и по свойствам похожи на бетонные. Камень – один из древних строительных материалов. Каменные материалы хорошо работают на сжатие и плохо на растяжение. Они стойки к агрессивным воздействиям, огнестойки, огнеупорны, долговечны. Однако такие конструкции имеют ряд недостатков:
1) из камня затруднительно изготовить изгибаемые конструкции и практически невозможно – растянутые;
2) они не могут принимать разнообразную форму;
3) они обладают низкой индустриальностью, что приводит к увеличению сроков строительства;
4) они обладают высокой теплопроводностью, что приводит к перерасходу материала;
5) они имеют большой вес.
3) большие эксплуатационные затраты.
Деревянные конструкции без специальных мероприятий обладают низкой долговечностью. К тому же следует помнить о слабой воиспроизводимости данного ресурса.
В нефтяной и газовой отрасли деревянные конструкции применяются для временных зданий, а также для производства временных подпорных стен при