24.11.2018
Размещено 25 сентября 2018
Н ачиная строить собственный дом, необходимо учитывать четыре обязательных условия: целесообразность, долговечность, эстетичность и экономичность. Соблюдение этих условий возможно только в том случае, если архитектор, проектирующий ваш дом, будет досконально знать основы строительного дела. Не маловажную роль при этом играют строительные материалы. Вот о том, какими бывают строительные материалы, мы и поговорим в этой статье.
Под строительными материалами понимаются природные, искусственные материалы и изделия, используемые при строительстве зданий и сооружений. Различия в предназначении и условиях эксплуатации зданий определяют требования к строительным материалам, а также их ассортименту.
Не смотря на большое разнообразие свойств, присущих каждому материалу, для оценки выбирают только те свойства, которые определяют пригодность материала при использовании по прямому назначению. Так, например, для бетона важны прочность, плотность, долговечность, водонепроницаемость, теплопроводность. В тоже время цвет, для конструкционных бетонов, не имеют значения. Что касается отделочных материалов, то цвет является одним из основных свойств, а вот теплопроводность — вторична.
Вот поэтому чтобы оптимально использовать строительные материалы, необходимо знать не только их свойства, но и способы получения, правила хранения, транспортирования, а также условия их работы в конструкциях сооружений.
Строительные материалы классифицируются по степени готовности, происхождению, назначению и технологическому признаку.
Что касается степени готовности, то различают строительные материалы и строительные изделия, а также готовые изделия, монтируемые и закрепляемые на месте их работы. К таким материалам относятся: древесина, металлы, цемент, бетон, кирпич, песок, строительные растворы для каменных кладок и различных штукатурок, лакокрасочные материалы, природные камни.
В таблице ниже представлены некоторые материалы и их применение.
| Древесина | Окна, двери, полы |
| Металлы | Металлоконструкция, арматура, труба |
| Цемент | Бетон, раствор |
| Бетон | Железобетонные конструкции |
| Кирпич | Стены, перегородки |
| Песок | Растворы, дорожные работы |
| Природный камень | Щебень, гравий |
| Растворы | Штукатурные смеси, кладка |
| Лакокрасочные изделия | Краска, отделочные смеси |
К строительным изделиям относятся сборные железобетонные панели и конструкции, оконные и дверные блоки, санитарно-технические изделия и кабины. В отличие от изделий, строительные материалы перед применением подвергаются обработке, например, смешивают с водой, уплотняют или распиливают.
Если говорить о происхождении, то строительные материалы делятся на природные и искусственные. К природным материалам относится: древесина, природные камни, торф, природные битумы и асфальты. Эти материалы изготавливают из природного сырья с применением несложной обработки без изменения их первоначального строения и химического состава.
| Древесина | Лежневки, подтоварник |
| Горные породы | Отделочные и химические соединения |
| Торф | Утеплители соединения |
| Природные с битумом | Асфальт |
| Глина | Кирпич, керамзит |
| Песок | Стекло |
| Природный камень | Бордюр, отделочные материалы |
| Известь | Растворы |
К искусственным материалам относятся: кирпич, цемент, железобетон и стекло. Эти строительные материалы получают из природного либо искусственного сырья, побочных продуктов производства с применением специальных технологий. Искусственные материалы значительно отличаются от исходного сырья как по строению, так и по химическому составу.
Большое распространение получила классификация материалов по назначению и технологическому признаку.
По назначению строительные материалы подразделяют на:
Конструкционные материалы — воспринимают и передают нагрузки в строительных конструкциях;
Теплоизоляционные материалы — сводят до минимума перенос теплоты через строительную конструкцию, обеспечивая необходимый тепловой режим в помещении при минимальных затратах энергии;
Акустические материалы (звукопоглощающие и звукоизоляционные) — предназначенны для снижения уровня шумового давления в помещениях;
Гидроизоляционные и кровельные материалы — применяются для создания водопроницаемых слоев на крышах, подземных сооружениях и других конструкциях, которые необходимо защищать от воздействия воды или водяных паров;
Герметизирующие материалы — служат для заделки стыков в сборных конструкциях;
Отделочные материалы — используются для улучшения внешнего вида строительных конструкций, а также для защиты конструкционных и теплоизоляционных материалов от внешней среды;
Материалы специального назначения , например, огнеупорные или кислотоупорные — применяются при возведении сооружений специального назначения.
Некоторые материалы, такие как цемент, известь и древесина, нельзя отнести к какой-либо одной группе, так как их используют в натуральном виде, а также как сырье для получения других строительных материалов и изделий. Их называют материалы общего назначения.
Классификация строительных материалов по назначению часто затруднительна из-за того, что одни и те же материалы могут относиться к разным группам. Так, бетон применяют как конструкционный материал. Но некоторые его виды, например, особо легкие бетоны, являются теплоизоляционным материалом. А вот тяжелые бетоны, еще являются и материалами специального назначения, так как используется для защиты от радиоактивного излучения.
По техническому признаку строительные материалы подразделяют, в зависимости от сырья, из которого их получают:
— природные каменные материалы и изделия — получают из горных пород путем обработки. В результате обработки получаются: стеновые блоки и камни, облицовочные плиты, детали архитектурного назначения, бутовый камень, щебень, гравий и песок;
— керамические материалы и изделия — получают из глины путем формирования, сушки и обжига. В результате получаются: кирпич, керамические блоки и камни, черепица, трубы, изделия из фаянса и фарфора, облицовочная плитка и керамзит;
— стекло и изделия из минеральных расплавов — оконное стекло, стеклоблоки, стеклопрофилит, плитки, трубы и каменное литье;
— неорганические вяжущие вещества — это минеральные материалы, как правило в виде порошка, образующие при смешивании с водой пластичное вещество, при застывании приобретающее камневидное состояние. К ним относятся цемент, известь, гипс;
— бетоны — это искусственные материалы, получаемые из смеси вяжущего вещества, воды, мелкого и крупного заполнителей. Бетон, в совокупности со стальной арматурой называется железобетоном. Он хорошо сопротивляется не только сжатию, но и изгибу, а также растяжению;
— строительные растворы — это искусственные материалы, состоящие из вяжущего вещества, воды и мелкого заполнителя. При застывании переходят из тестообразного состояния в камневидное;
— искусственные необжиговые каменные материалы — получают на основе неорганических вяжущих веществ и различных заполнителей. Основными их представителями являются: силикатный кирпич, гипсовые и гипсобетонные изделия, асбестоцементные изделия и конструкции, силикатные бетоны;
— органические вяжущие вещества и материалы на их основе — это битумные и дегтевые вяжущие вещества, кровельные и гидроизоляционные материалы. К ним относятся: рубероид, пергамин, изол, бризол, гидроизол, толь, приклеивающие мастики, асфальтовые бетоны и растворы;
— полимерные материалы и изделия — это группа материалов, получаемых на основе синтетических полимеров (термопластических и термореактивных смол). К ним относятся: линолеумы, релин, синтетические ковровые материалы, плитки, древеснослоистые пластики, стеклопластики, пенопласты, поропласты, сотопласты;
— древесные материалы и изделия — получаются в результате механической обработки древесины. К ним относится: круглый лес, пиломатериалы, заготовки для различных столярных изделий, паркет, фанера, плинтусы, поручни, дверные и оконные блоки, клееные конструкции;
— металлические материалы — к ним относится: наиболее широко применяемые в строительстве черные металлы (сталь и чугун), стальной прокат (двутавровые балки, швеллеры, уголки), сплавы металлов (как правило алюминиевые).
| Гранит | 2,70 | 2,50 | 7,4 | 2,80 |
| Вулканический туф | 2,70 | 1,40 | 52,0 | 0,50 |
| Керамический кирпич: | ||||
| обыкновенный | 2,65 | 1,80 | 32,0 | 0,80 |
| пустотелый | 2,65 | 1,30 | 51,0 | 0,55 |
| Бетон: | ||||
| тяжелый | 2,60 | 2,40 | 10,0 | 1,16 |
| легкий | 2,60 | 1,00 | 61,5 | 0,35 |
| ячеистый | 2,60 | 0,50 | 81,0 | 0,20 |
| Сосна | 1,53 | 0,50 | 67,0 | 0,17 |
| Минераловатные плиты | 2,70 | 0,05 | 98,0 | 0,047 |
| Пенополистирол | 1,05 | 0,04 | 96,0 | 0,03 |
Эту группу свойств составляют, параметры физического состояния материалов, а также свойства, определяющие отношение материалов к различным физическим процессам. К первым относят плотность и пористость материала, степень измельчения порошков, ко вторым, гидрофизические свойства, такие как: влагопоглощение, влажность, водопроницаемость, водостойкость, морозостойкость и теплофизические, такие как: теплопроводность, теплоемкость, температурное расширение.
Водостойкость – это способность материала сохранять свою прочность при насыщении водой.
Гигроскопичность – это способность материала поглощать воду из окружающего воздуха.
Влагопоглощение — это способность материала впитывать и удерживать в своих порах воду.
Влагоотдача – это способность материала отдавать воду в окружающий воздух.
Огнеупорность – это способность материалов выдерживать длительное воздействие высоких температур, не размягчаясь и не деформируясь.
Теплоемкость – это способность материалов поглощать тепло при нагревании.
К механическим свойствам материалов относятся: прочность, упругость, пластичность, хрупкость, твердость, истираемость.
Прочность материалов — это способность материалов сопротивляться разрушению и деформациям от внутренних напряжений, возникающих в результате воздействия внешних сил или других факторов, таких, как неравномерная осадка или нагревание. Она измеряется пределом прочности, напряжением, возникающим в материале от действия нагрузок, вызывающих его разрушение.
Упругость материалов – это способность материалов под воздействием нагрузок изменять форму и размеры, при этом восстанавливать их после прекращения действия нагрузок.
Пластичность материалов – это способность материалов изменять свою форму и размеры под воздействием нагрузок и сохранять их после их снятия. Пластичность характеризуется относительным удлинением или сужением.
Твердость материалов – это способность материала оказывать сопротивление проникновению в него более твердого материала.
Истираемость материалов – это способность материалов разрушаться под действием истирающих усилий.
Износостойкость материалов – это свойство материала сопротивляться одновременному воздействию истирания и ударов.
Хрупкость материалов – это свойство материала внезапно разрушаться под воздействием нагрузки, без предварительного заметного изменения формы и размеров. Хрупкий материал, в отличие от пластичного, нельзя прессовать, так как он под нагрузкой рассыпается. К таким материалам относятся: камни, стекло и чугун.
Для правильной и полной оценки материалов при изготовлении, а также эксплуатации в конструкциях необходимо знать и учитывать их химические и физико-химические свойства.
Химические свойства определяют степень активности материала к химическому взаимодействию.
Химическая стойкость – это свойство материала противостоять разрушающему действию химических реагентов, таких как: кислота, щелочь, растворенной в воде соли и газов.
Коррозионная стойкость – это свойство материала сопротивляться коррозионному воздействию среды.
Надежность строительных материалов характеризуется постоянством эксплуатационных свойств материалов в процессе их жизненного цикла. Надежность складывается из долговечности, безотказности, ремонтопригодности, а также сохранности. Как правило эти свойства связаны между собой.
Долговечность – это свойство материалов и изделий находиться в работоспособном состоянии до предельного состояния с необходимыми перерывами на ремонт. Предельное состояние определяется моментом разрушения изделия, требованиями к его безопасности или экономическими соображениями. Долговечность строительных материалов измеряется сроком службы без потери эксплуатационных качеств в конкретных климатических условиях. Например, для железобетонных конструкций нормами предусмотрены три степени долговечности. Одна соответствует сроку службы, как правило это не менее 100 лет, вторая, не менее 50 лет и третья, не менее 20 лет. Она определяется совокупностью физических, механических и химических свойств материалов. Также необходимо оценивать долговечность применительно к конкретным условиям эксплуатации.
Безотказность — это свойство изделия сохранять работоспособность в определенных условиях эксплуатации в течение определенного времени без вынужденных перерывов на ремонт.
Ремонтопригодность – это свойство изделия, характеризующее его способность к восстановлению исправного состояния с сохранением заданных технических характеристик в результате предупреждения, выявления и устранения поломок.
Сохранность – это свойство изделия сохранять заложенные эксплуатационные показатели в течение и после срока хранения и транспортирования. Сохранность оценивается временем хранения и транспортирования.
В следующей статье я расскажу о фильтрах для воды .