СКлассификация строительных материалов

Содержание

Введение

1. Классификация строительных материалов

2. Свойства строительных  материалов

3. Древесные материалы  и изделия

4. Стекло. Изделия из  стекла

5. Минеральные вяжущие. Гипс

6. Природные каменные  материалы

7. Керамические материалы  и изделия

Заключение

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Строительные материалы  являются главным элементом при  осуществлении строительно-монтажных  работ, так как без строительных материалов мы бы не смогли построить  ни одного дома. Сегодня с развитием  технического и технологического прогресса производство материалов для строительства растет достаточно высокими темпами, которые даже опережают темп роста объема строительных и монтажных работ.

В процессе осуществления  строительно-монтажных работ конструкции  могут подвергаться различным физическим и физико-механическим воздействиям, поэтому инженер-гидротехник должен правильно и точно подобрать строительный материал, который будет идеально подходить для данного вида сооружения, а также обладать высокими прочностными характеристиками.

Условно строительные материалы, которые используются для строительства, ремонта и реконструкции зданий делятся на две категории: природные  и искусственные. В зависимости  от типа и вида возводимых зданий и  сооружений, условий строительства и других требований подбирают строительные материалы, которые бы соответствовали всем строительным и техническим характеристикам.

Вышесказанное определяет особую актуальность исследуемой темы.

Целью написания данной работы является изучение основных видов строительных материалов, а также изучение классификации и свойств строительных материалов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить классификацию и свойства строительных материалов;
2. Рассмотреть древесные материалы, стекло и изделия из них;
3. Изучить минеральные вяжущие и гипс;
4. Рассмотреть природные каменные материалы;
5. Изучить керамические изделия.

1. Классификация строительных материалов

  Материалы, применяемые для строительства и ремонта зданий, сооружений и изготовления конструкций, называют строительными материалами.

По степени готовности различают собственно строительные материалы и строительные изделия  — готовые детали и элементы, монтируемые и закрепляемые на месте.

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.  
        В отличие от изделий строительные материалы перед применением подвергают той или иной обработке — смешиванию с водой, уплотнению, распиливанию, теске.

В зависимости от происхождения, назначения, условий эксплуатации, вида сырья, технологии получения, свойств все строительные материалы разделяют на отдельные группы, т. е. их классифицируют.

Различают две категории строительных материалов — общего и специального назначения.

К материалам общего назначения относят древесину, металлы, цемент, бетон, камни, т. е. материалы, применяемые при возведении или изготовлении разнообразных строительных конструкций.

Материалами специального назначения являются огнеупорные, химически стойкие, акустические, тепло и гидроизоляционные. 
        По происхождению строительные материалы подразделяют на природные и искусственные.

Природными материалами являются 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.  
        К искусственным материалам относят кирпич, цемент, железобетон, стекло и др.

Их получают из природного и искусственного сырья, побочных продуктов промышленности и сельского хозяйства по специальным технологиям.  
        Искусственные материалы отличаются от исходного сырья как строением, так и по химическому составу, что обусловлено коренной переработкой его в заводских условиях. Например, из размокающей в воде глины после формования, сушки и обжига получают водостойкую, прочную и долговечную керамику - кирпич, черепицу, трубы, плитки и т. п.

По технологическому признаку материалы подразделяют, учитывая вид сырья, из которого получают материал, и вид изготовления, на следующие группы. 
        Природные каменные материалы и изделия — получают из горных пород путем их механической обработки — стеновые блоки и камни, облицовочные плиты, детали архитектурного назначения, бутовый камень для фундаментов, щебень, гравий, песок и др.

Керамические материалы  и изделия — получают из глины с добавками путем формования, сушки и обжига — кирпич, керамические блоки и камни, черепица, трубы, изделия из фаянса и фарфора, плитки облицовочные и для настилки полов, керамзит (искусственный гравий для легких бетонов) и др. 
        Стекло и другие материалы и изделия из минеральных расплавов — оконное и облицовочное стекло, стеклоблоки, стеклопрофилит (для ограждений), плитки, трубы, изделия из ситаллов и шлакоситаллов, каменное литье. 
        Неорганические вяжущие вещества — минеральные, преимущественно порошкообразные, материалы, образующие при смешивании с водой пластичное тесто, 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.

Основной вид бетона — цементный, состоящий из цемента, воды, песка и щебня или гравия.

Бетон со стальной арматурой  называют железобетоном, он хорошо сопротивляется не только сжатию, но и изгибу и растяжению.  
Бетоны используют для изготовления монолитных и сборных конструкций. 
        Строительные растворы — механические смеси, состоящие из вяжущего, воды и мелкого заполнителя, со временем переходящие из тестообразного в камневидное состояние — применяют для каменных кладок, настилки плиток, различных штукатурок, формования изделий, заделки стыков в конструкциях.

Искусственные необожженные каменные материалы — получают на основе неорганических вяжущих и различных заполнителей — силикатный кирпич, гипсовые и гипсобетонные изделия, асбестоцементные изделия и конструкции, силикатные бетоны.

К этой группе материалов можно отнести как цементные  бетоны, так и строительные растворы.

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.  
        Стальной прокат применяют для возведения каркасов промышленных и гражданских зданий, мостов, для изготовления арматурной стали для железобетона, кровельной стали, труб, а также различных металлических изделий, гвоздей, болтов, заклепок.

Из чугуна отливают колонны, трубы и фасонные детали к ним, отопительные радиаторы, архитектурно-художественные изделия. Сплавы металлов широко используют в качестве конструкционных и отделочных материалов. 
        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 — группа материалов, получаемых на основе синтетических полимеров (термопластических и термореактивных смол),— линолеумы, релин, синтетические ковровые материалы, плитки, древеснослоистые пластики, стеклопластики, декоративно-отделочные пленки, трубы, герметизирующие материалы, пенопласты, поропласты, сотопласты; материалы этой группы отличаются высокими механическими, декоративными, технологическими свойствами, а также водо- и химической стойкостью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Свойства  строительных материалов

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 четыре 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, коррозионная 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.

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.

Открытая пористость По — поры сообщаются с окружающей средой и между собой, заполняются водой при обычных условиях насыщения (погружении в ванну с водой). Открытые поры увеличивают проницаемость и водопоглощение материала, снижают морозостойкость.

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

Пористый материал содержит и открытые, и закрытые поры

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.