Презентация на тему природные строительные материалы. Строительные материалы

2. Классификация строительных материалов

Все строительные материалы и изделия классифицируют:

по назначению;
по виду материла;
по способу получения.

По назначению на:

конструкционные;
отделочные;
гидроизоляционные;
теплоизоляционные;
акустические;
антикоррозионные;
герметизирующие.

По виду материала:

природные каменные;
лесные;
полимерные;
металлические;
керамические;
стеклянные;
искусственные каменные и т.д.

По способу получения:

природные;
искусственные.

Природные строительные материалы добывают в местах их естественного образования, обычно в верхних слоях земной коры (горные породы), или роста (древесина). Их используют в строительстве, применяя преимущественно механическую переработку (дроб - ление, распиловку). Состав и свойства этих материалов в основном зависят от происхождения исходных пород и способа их обработки и переработки.

Искусственные строительные материалы изготовляют из природного минерального и органического сырья (глины, песка, известняка, нефти, газа и т.д.), промышленных отходов (шлака, золы) с использованием специальной отработанной технологии. Полученные искусственные материалы приобретают новые свойства, отличные от свойств исходного сырья.

ПО ХИМИЧЕСКОМУ СОСТАВУ

СТРОЕНИЕ

Структура – внутреннее строение материала, обусловленное формой, размерами, взаимным расположением составляющих его частиц, пор, капилляров, поверхностей раздела фаз, микротрещин и других структурных элементов

СТРОЕНИЕ

Текстура – строение, обусловленное относительным расположением и распределением составных частей материала в занимаем им пространстве.
Макроструктура
Микроструктура

В зависимости от состава микроструктура может быть:

нестабильной коагуляционной , оцениваемой по вязкости и пластичности (клей, лакокрасочные материалы, глиняное и цементное тесто);
аморфной (стекло, шлаки), характеризуется однородностью и хаотичным расположением молекул;
кристаллической (металлы, природный и искусственный камень), представляющая собой кристаллическую решетку со строго определенным расположением атомов.

Макроструктура материалов зависит от технологии получения материала и изделия.

Виды макроструктуры:

плотная (стекло, металл);
ячеистая (пеносиликат, газосиликат);
мелкопористая (кирпич);
волокнистая (древесина);
слоистая (пластики);
рыхлозернистая (песок).

Состав и структура определяют свойства материалов , которые не остаются постоянными, а изменяются во времени в результате механических, физико-химических, иногда и биохимических воздействий среды, в которой эксплуатируется изделие или конструкция.

Физическое состояние

Твердое тело – всякое тело, имеющее определенную форму.
Кристаллическое – тело, в котором атомы или молекулы расположены в правильном геометрическом порядке.
Аморфное – тело, в котором атомы расположены не в геометрической последовательности, беспорядочно.
Жидкость – состояние вещества, сочетающее в себе черты твердого и газообразного состояния

Коллоидно-дисперсные системы

Дисперсные системы – образования из двух или большего числа фаз (тел) с сильно развитой поверхностью раздела между ними.
Дисперсная фаза – распределена в виде мелких частиц (кристалликов, капель, пузырьков) в другой фазе – дисперсной среде – газе, жидкости, или твердом теле)

Дисперсные системы

СУСПЕНЗИЯ – система, в которой частицы твердой дисперсной фазы взвешены в жидкой дисперсной среде.

Дисперсные системы

ЭМУЛЬСИЯ – система, состоящая из двух не растворяющихся друг в друге жидкостей, одна из которых (дисперсная фаза), распределена в другой (дисперсной среде).

Дисперсные системы

КОЛЛОИДЫ – промежуточные системы между истинными растворами и грубодисперсными системами.
Жидкие – золи;
Твердые – гели.

Истинный раствор

Истинный раствор – молекулярно-дисперсная гомогенная (однородная) система переменного состава из двух и более компонентов.

Общефизические свойства

Свойства, характеризующие структуру материала.

К ним относятся:

истинная плотность;
средняя плотность;
пустотность;
пористость.

Истинная плотность ( ) - масса единицы объема вещества в абсолютно плотном состоянии, без пор, пустот и трещин.

Средняя плотность ( ср ) - масса единицы объема материала (изделия) в естественном состоянии с пустотами и порами.

Для сыпучих материалов (песок, цемент, щебень, гравий) определяют насыпную плотность.

Насыпная плотность ( н ) - масса единицы объема сыпучих материалов в свободном (без уплотнения) насыпном состоянии.

В единицу объема таких материалов входят не только зерна самого материала, но и пустоты между ними. Количество пустот, образующихся между зернами рыхлонасыпного материала, выраженное в процентах по отношению ко всему занимаемому объему, называют пустотностью .

По величине истинной и средней плотности рассчитывают общую пористость (Пп ) материала, в %.

Поры в материале могут иметь различную форму и размеры.

Они могут быть:

открытыми, сообщающимися с окружающей средой;
замкнутыми, заполненными воздухом.

Гидрофизические свойства

Проявляют материалы и изделия при контакте с водой. Наиболее важные из них:

гигроскопичность;
водопоглощение;
водостойкость;
водопроницаемость;
морозостойкость;
воздухостойкость .

Гигроскопичность - свойство материала поглощать водяные пары из воздуха и удерживать их на своей поверхности. Одни материалы притягивают к своей поверхности молекулы воды (острый угол смачивания) и называются гидрофильными - бетон, древесина, стекло, кирпич; другие, отталкивающие воду (тупой угол смачивания), - гидрофобными: битум, полимерные материалы. Характеристикой гигроскопичности служит отношение массы влаги, поглощенной материалом из воздуха, к массе сухого материала, выраженное в %.

Водопоглощение - способность материала впитывать и удерживать воду.

Влагоотдача - способность материала отдавать влагу при снижении влажности воздуха.

Водопроницаемость - свойство материала пропускать воду под давлением.

Морозостойкость - способность материала сохранять свою прочность при многократном попеременном замораживании в водонасыщенном состоянии и оттаивании в воде.

Воздухостойкость - способность материала длительно выдерживать многократное увлажнение и высушивание без деформаций и потери механической прочности.

Теплофизические свойства

Свойства, оценивающие отношение материала к тепловым воздействиям.

К ним относятся:

теплопроводность;
теплоемкость;
термостойкость;
жаростойкость;
огнеупорность;
огнестойкость .

Теплопроводность - способность материала пропускать тепловой поток при условии разных температур поверхности.

Теплоемкость - свойство материала поглощать при нагревании определенное количество тепла.

Термостойкость - способность материала выдерживать без разрушений определенное количество резких колебаний температуры.

Жаростойкость - способность материала выдерживать температуру эксплуатации до 1000°С без нарушения сплошности и потери прочности.

Огнеупорность - способность материала выдерживать длительное воздействие высоких температур без деформаций и разрушения.

По огнеупорности материалы подразделяются на:

огнеупорные (t ≥ 1580°C) ;
тугоплавкие (t = 1350 - 1580°C) ;
легкоплавкие (t ≤ 1 35 0°C) .

Огнестойкость - свойство материала сопротивляться действию огня при пожаре в течение определенного времени.

По возгораемости строительные материалы подразделяют на:

несгораемые;
трудносгораемые;
сгораемые.

Акустические свойства

При действии звука на материал проявляются его акустические свойства.

По назначению акустические материалы делят на четыре группы:

звукопоглощающие;
звукоизолирующие;
виброизолирующие;
вибропоглощающие.

Звукопоглощающие материалы предназначены для поглощения шумового звука.

Звукоизолирующие материалы применяют для ослабления ударного звука, передающегося через строительные конструкции здания из одного помещения в другое.

Виброизолирующие и вибропоглощающие материалы предназначены для устранения передачи вибрации от машин и механизмов на строительные конструкции зданий.

Химические свойства

Химические свойства характеризуют способность материала к химическим взаимодействиям с другими веществами.

Химическая активность может быть положительной, если процесс взаимодействия приводит к упрочнению структуры (образование цементного, гипсового камня), и отрицательной, если протекающие реакции вызывают разрушение материала (коррозионное действие кислот, щелочей, солей).

Адгезия – соединение твердых и жидких материалов по поверхности, обусловленное межмолекулярным взаимодействием.

Растворимость – способность вещества образовывать с водой и органическими растворителями однородные системы – растворы.

Кристаллизация – процесс образования кристаллов из паров, растворов, расплавов при электролизе и химических реакциях, который сопровождается выделением тепла.

Химическая или коррозионная стойкость - это свойство материалов противостоять разрушающему действию жидких и газообразных агрессивных сред.

Механические свойства

Механические свойства характеризуют поведение материалов при действии нагрузок различного вида (растягивающей, сжимающей, изгибающей и т.д.).

В зависимости от того, как материалы ведут себя под нагрузкой, их подразделяют на пластичные (изменяют форму под нагрузкой без появления трещин и сохраняют изменившуюся форму после снятия нагрузки) и хрупкие .

Пластичные - это, как правило, материалы однородные, состоящие из крупных, способных смещаться относительно друг друга молекул (органические вещества) или состоящие из кристаллов с легло деформируемой кристаллической решеткой (металлы).

Хрупкие материалы (бетон, природный камень, кирпич) хорошо сопротивляются сжатию и в 5 - 50 раз хуже растяжению, изгибу, удару (соответственно стекло, гранит).

Прочность строительных материалов характеризуется пределом прочности, под которым понимают напряжение, соответствующее нагрузке, вызывающей разрушение материала к единице площади.

Определяют:

предел прочности на сжатие или растяжение;
предел прочности на изгиб.

Твердость - способность материала сопротивляться проникновению в его поверхность другого более твердого тела правильной формы.

Истираемость характеризуется величиной потери первоначальной массы материала (г), отнесенной к единице площади (см 2) истирания.

Сопротивление удару или хрупкость имеет большое значение для материалов, применяемых для покрытия полов в цехах промышленных предприятий. Предел прочности материала при ударе характеризуется количеством работы, затраченной на разрушение образца, отнесенной к единице объема. Испытание материалов проводят на специальном приборе-копре.

Износ - разрушение материала при совместном действии истирающей и ударной нагрузок.

Технологические свойства

Технологические свойства характеризуют способность материала подвергаться тому или иному виду обработки.

Пластичность - способность материала деформироваться без разрыва сплошности под влиянием внешнего механического воздействия и сохранять полученную форму, когда действие внешней силы прекращается.

Вязкостью или внутренним трением называют сопротивление жидкости передвижению одного ее слоя относительно другого.

Ковкость - металлов (или других веществ) поддаваться изменению формы под воздействием ударов молота или прокатом, без разрушения.

Свариваемость - способность металлов образовывать качественное сварное соединение, удовлетворяющее эксплуатационным требованиям.

Основные источники сырья для получения строительных материалов:ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ СЫРЬЯ ДЛЯ
ПОЛУЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ:
Песок
Известняк
Глина
Силикаты
Алюмосиликаты

Керамические материалы

КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Керамика
неметаллический
поликристаллический
Материал
(обычно получаемый
спеканием порошков)
«неметаллический» -
оксиды, карбиды, нитриды и пр.
«поликристаллический»
- зерна микронного размера
(иначе –область
наноматериалов),
«материал» -наличие связей
(перешейков, границ) между
зернами, определенные
механические свойства (обычно, но
не всегда – твердость, хрупкость,
достаточно высокая плотность)
«получаемый спеканием» спекание – лишь один из
способов (традиционных),
возможно использование
кристаллизации, ударного
прессования

ВИДЫ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Строительный кирпич.
Черепица.
Огнеупорные
материалы.
Облицовочные
материалы: различные
виды плитки.

Сантехническое
оборудование:
ванны, раковины и др.
Посуда и хозяйственные
ёмкости.
Предметы
интерьера.
Лабораторная
посуда.

ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИКИ

Подготовка сырья
Приготовление керамической массы
Формование изделий
Сушка
Обжиг
производится при температурах около 1000ºС
Покрытие глазурью, если необходимо

Вяжущие строительные материалы

ВЯЖУЩИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
это вещества или смеси веществ, способные при
смешивании
с водой
образовывать вязкую массу, которая постепенно
затвердевает.

Силикатная промышленность

СИЛИКАТНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Слово происходит от лат.
silex – кремень.

Известь как связующий материал

ИЗВЕСТЬ КАК СВЯЗУЮЩИЙ
МАТЕРИАЛ
«Негашеную известь» (оксид кальция, CaО)
получают обжигом различных природных
карбонатов кальция.
CaCO3 ↔ CaО + CO2

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИЗВЕСТИ

Гашёную
известь смешивают с песком и
используют смесь в качестве вяжущего
строительного материала.
Известь затвердевает потому что:
происходит испарение добавленной при
гашении воды;
гидроксид кальция кристаллизуется, связывая
частицы песка;
Гидроксид кальция взаимодействует с
углекислым газом воздуха и образуется
карбонат кальция:
Сa(OH)2 + CО2= СаСО3 + Н2О.

Красный глиняный кирпич

КРАСНЫЙ ГЛИНЯНЫЙ КИРПИЧ
Красный глиняный кирпич изготавливают из
замешанной с водой глины с последующим
формованием, сушкой и обжигом.

Силикатный кирпич

СИЛИКАТНЫЙ КИРПИЧ
Силикатный кирпич в основном используют в
качестве стенового материала для возведения
надземных частей зданий. Его нельзя применять для
фундаментов, подвергающихся воздействию
грунтовых вод.

Цемент

ЦЕМЕНТ
Слово цемент происходит от лат.
caementum, что означает битый камень.

ЦЕМЕНТ

Получают путём спекания в
специальных вращающихся
печах смеси известняка СаСО3
и глины.
Спечённую массу
размалывают в порошок
серого цвета.
Используют
для приготовления связующих
растворов для скрепления
конструктивных элементов в
строительстве;
как основу для приготовления
выравнивающих смесей;
для изготовления разных
видов бетона и из него
конструктивных элементов
зданий.

Строительные растворы

СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ
Строительные растворы применяют
для связывания кирпичей, камней и
блоков при сооружении стен.

Асбоцементные изделия

АСБОЦЕМЕНТНЫЕ ИЗДЕЛИЯ
Асбоцементные кровельные покрытия долговечны,
морозостойки, несгораемы, не требуют окраски и
редко нуждаются в ремонте.

Строительные гипсовые изделия

СТРОИТЕЛЬНЫЕ ГИПСОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ
Примерно в третьем тысячелетии до н.э. в
строительстве взамен глины в качестве связующего
материала стали использовать гипс.

ГИПС

В качестве вяжущего материала используется также
алебастр (полуводный гипс). При замешивании с водой
полуводный гипс поглощает её и переходит в гипс:
CaSО4· 0,5Н2О+1,5Н2О=СaSO4· 2 Н2О.
Используют для изготовления сухой штукатурки, плит,
панелей для перегородок, архитектурных деталей, смесей
для оштукатуривания и выравнивания поверхностей.

Бетон

БЕТОН
Бетон является разновидностью
искусственных каменных материалов.
Безусловно, это важнейший материал
современной строительной индустрии, хотя и
известен уже около 2 тыс. лет.

Растворимое (жидкое) стекло

РАСТВОРИМОЕ (ЖИДКОЕ) СТЕКЛО
Жидкое стекло изготавливают сплавлением песка с
содой с последующим вывариванием полученного и
измельченного стекла в воде.

Стекло

СТЕКЛО
Представляет собой сплав нескольких
веществ.
Для получения силикатного стекла в
качестве исходных материалов используют
SiO2 (песок), Na2CO3 (соду), CaCO3 (мел или
известняк).
Исходную смесь нагревают до
температуры 800-1400ºС и получают стекло
Na2O · CaO · 6 SiO2.
6SiO2 + Na2CO3+ CaCO3=
=Na2O · CaO · 6 SiO2+2СО2.

Древесина

ДРЕВЕСИНА
Лес – источник древесины – уникального
строительного материала.

Древесностружечные плиты

ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫЕ ПЛИТЫ
Взамен древесины из них изготавливают
внутренние перегородки помещений, двери,
подоконники, пол и другие детали. Эти плиты
также идут на изготовление мебели.

Стеновые блоки из полистирол бетона

Полистирол бетон относится к ячеистым легким бетонам. Его поризация достигается за счет введения в цементную смесь вспененных гранул полистирола плотностью 8-16 кг/м5. Кроме того, в отличие от пенобетона и газобетона, поры у полистирол бетона имеют замкнутую структуру. Благодаря этому он обладает более высокими теплозащитными свойствами, чем пенобетон и газобетон. Коэффициент его теплопроводности - от 0,55 до 0,12 Вт/м С.

Гранулированный и блочный пеноцеолит и пеностекло

В основе производства продуктов - низкотемпературное вспенивание (до 850°С) и местное сырье. Пеноцеолит и пеностекло - экологически чистые, биологически стойкие и очень теплые материалы с коэффициентом теплопроводности 0,06 - 0,09 Вт/(м°С). Они имеют практически нулевое водопоглощение, характеризуются хорошей морозостойкостью и идеально подходят для использования в сибирских климатических условиях. Срок их службы составляет более 100 лет, что в два раза больше, чем рабочий ресурс применяемых сегодня теплоизоляционных материалов.

Плиты изо льна

Лён - это экологически чистый материал, который благодаря современным производственным технологиям получил новую форму исполнения, улучшенные теплозащитные характеристики и более широкую область применения.

В качестве связующего компонента применяется крахмал, для огнебиозащиты материал пропитывается природными солями бора. Плиты изо льна не поддерживают горение и характеризуются отличными показателями по теплопроводности и звукопоглощению, обеспечивая защиту дома от жары, холода и шума. Коэффициент теплопроводности материала при толщине 5 см и плотности 32-34 кг/м3 составляет 0,038 - 0,04 Вт/мК. Коэффициент звукопоглощения - 0,98.

Д иабаз - тонкодисперсный порошок, образующийся при дроблении диабазовой породы для получения щебня. При его введении в состав кладочного строительного материала появление высолов на поверхности такого блока или кирпича практически исключено, улучшается качество самого изделия, материал набирает прочность в ранние сроки твердения. Полная замена цемента на диабаз в составе строительного кладочного или отделочного материала обеспечивает получение водостойких изделий.

В тандеме с другими отходами промышленности (костра льна, опилки) диабаз позволяет значительно улучшить характеристики теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных материалов по теплопроводности.

Жидкая теплоизоляция

В состав теплоизоляционного материала входят калиброванные керамические и силиконовые микросферы с разряженным воздухом. При полимеризации материала они создают необходимый "вакуум". Коэффициент теплопроводности микросфер - не более 0,00083 Вт/мК. Основу жидкой теплоизоляции составляет акриловое связующее, плюс катализаторы, фиксаторы и добавки.

Лакокрасочный материал имеет отличное сцепление практически с любым видом поверхности (бетон, металл, пластик, дерево) разных архитектурных форм. Эластичность покрытия позволяет применять технологию теплозащиты в новом строительстве, а также на поверхностях, подвергающихся термическим расширениям. Никаких "паутинчатых" трещин на стенах дома с оседанием строительной конструкции при этом не образуется.

Крупноформатные керамические плиты

Они обладают всеми свойствами керамогранита - огнестойкостью, влагостойкостью, морозостойкостью, долговечностью. Однако, имея толщину всего 3 мм, они обладают еще и необыкновенной ударостойкостью - разбить их молотком даже при желании достаточно сложно. По сравнению с керамогранитом крупноформатные плиты имеют малый вес, и их можно гнуть. Режется материал с помощью обычного стеклореза.

При производстве плит смесь глины, полевого шпата, кварцевого песка и минеральных красителей прессуется, но не в форме, а методом проката. Полученный таким образом лист обжигается в специальной печи при температуре свыше 1220°С, что обеспечивает однородность керамической массы и готового изделия.

Плиты, изготовленные по новой технологии, отличаются исключительно высокой степенью плоскостности и отсутствием внутреннего напряжения в материале. Новый материал почти не истирается, не царапается, не боится ультрафиолета и не меняет своего цвета. Ему не вредят постоянные чистки. Плиты экологически безопасны и гигиеничны, поскольку не выделяют вредных веществ.

Рулонный самоклеящейся гидроизоляционный материал

Он производится на основе армирующей стеклоткани, пропитанной битумно-полимерным составом с целевыми добавками, улучшающими эксплуатационные свойства. Такая структура имеет немало преимуществ. Благодаря такой основе материал является достаточно гибким, что существенно облегчает монтаж гидроизоляции. Верхний битумно-полимерный слой защищает гидроизоляцию от всякого рода повреждений. С помощью нижнего - гидроизоляционная ткань клеится к любому основанию.

Экструзионный пенополистирол

С его помощью можно возводить любые конструкции, в том числе стены, перегородки, пол, потолок. Принципиальное отличие экструзионных пенополистирольных плит от других конструкционных материалов заключается в том, что новый продукт обладает высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами.

Плиты из пенополистирола не крошатся, не размокают, на них не образуются грибок и плесень, а конструкция из них не деформируется от сырости. С помощью надрезов на плите, а сделать их значительно проще, чем на гипсокартоне, можно возвести любую гнутую конструкцию. Также экструзионный пенополистирол может использоваться на объектах разного назначения и с разный уровнем влажности.

Клинкер

Клинкер это кирпич, но кирпич с рядом преимуществ, которых не хватает обычному кирпичу. Его основным преимуществом перед другими облицовочными материалами является цена. По сравнению, скажем, с облицовочным декоративным камнем, клинкер значительно дешевле и позволяет сэкономить существенную сумму денег, затраченных на отделку фасада. Следующим преимуществом клинкера является многообразие форм и цветов. Клинкерный кирпич не содержит химических примесей в своем составе, и состоит только из воды и глины с добавлением красителей. Это еще одно достоинство такого облицовочного материала, он натурален и экологически чист. Ну и последнее, что хотелось бы отметить о клинкерном кирпиче - это его морозостойкость и устойчивость к различным природным явлениям, которые оказывают разрушительное влияние на обычный кирпич.

Теплостен

Теплостен представлен в виде блока, который состоит из трех слоев. Первый слой - это несущий блок, который держит на себе основную нагрузку, второй - слой утеплителя, как правило полистирола, реже минваты, ну и последний - декоративный фасадный слой. По теплопроводности такой блок в 6 раз превосходит обычный кирпич. Теплостен монтируется при помощи плиточного клея, который наносится тонким слоем, что позволяет исключить появление высолов на поверхности стены. Данный материал имеет большое множество конфигураций и вариантов оформления. По теплопроводности этим блокам нет равных, они могут удерживать как тепло зимой, так и прохладу в летнее время.

Пеноплэкс

Это утеплитель нового поколения. Он представляет собой плиты из экструдированного пенополистирола с очень низким коэффициентом теплопроводности, устойчивые к различным нагрузкам, влагостойкие, морозостойкие, с высоким уровнем шумоизоляции и не горючие. Пеноплэкс имеет очень широкую область применения в утеплении и шумоизоляции. Как утеплитель его можно использовать практически везде, от бассейнов до дорожного покрытия. Плиты имеют пазы для более надежного и удобного крепления между собой. Крепить их допустимо как механическим способом, так и с помощью специальных клеевых составов.

Линокром

Кровельный материал линокром является, пожалуй, самым совершенным рулонным кровельным покрытием на сегодняшний день. Он представляет собой слой полиэстра или стеклохолста, на который нанесено особое связующее битумное покрытие. Обладает высокими эксплуатационными качествами, устойчив к перепадам температур, воздействию воды и долговечен. Линокром может выпускаться с посыпкой специальной крошкой, либо без нее. Применяется этот материал не только на плоских крышах, но и на скатных, а также в качестве гидроизоляции фундаментов и цоколей.

Жидкая резина

При использовании жидкой резины полностью исключается риск протечки воды через крышу, т.к. покрытие наносится способом напыления непрерывным равномерным слоем. Отличительной чертой при использовании жидкой резины является возможность ее применения на крышах с любой конфигурацией, а также из любых материалов - бетона или дерева. Применение жидкой резины не требует удаления старого покрытия.

Жидкое дерево

Жидкое дерево - очень практичный и надежный стройматериал.

Он изготавливается в виде доски из полимерных смол, смешанных с натуральными древесными волокнами.

Преимущества таких досок очевидны. В первую очередь цена.

Цена на этот материал ниже цены на натуральную древесину, не смотря на трудоемкий и сложный процесс производства. Жидкое дерево является настоящей находкой для дизайнеров и проектировщиков, желающих воплотить в своих задумках надежность пластика и красоту натуральной древесины.

Пробковый пол

Пробковый пол, изготавливается из коры пробкового дерева, произрастающего в основном в таких странах, как Тунис, Испания и Португалия. Пол из пробки имеет потрясающую упругость, которая достигается за счет воздушных пор, занимающих половину объема самой пробки. Такой пол устойчив к механическим нагрузкам, например к каблукам или ножкам столов и стульев, и восстанавливает свою прежнюю форму после того, как нагрузка будет убрана.

Кроме устойчивости к деформациям пробковый пол обладает потрясающими звукоизоляционными свойствами, поэтому он актуален, если этажом ниже живут шумные соседи. Благодаря своей мелкозернистой структуре пробковый пол всегда уникален и индивидуален.

Резиновая черепица

Резиновая черепица обладает удивительной прочностью, способна выдержать как град, так и жару, не подвержена влиянию перепадов температур и имеет оригинальный внешний вид.

Черепица из переработанных покрышек отличается прочностью, превосходящей все известные кровельные материалы, благодаря своей способности растягиваться и сжиматься.

Гарантийный срок службы для этой новинки установлен на отметке в 50 лет, но в реальности она прослужит гораздо дольше. Даже после окончания срока эксплуатации продукт может быть вновь переработан для производства новой черепицы, так что по сути это вечная кровля.

2 Чтобы спроектировать и построить здание нужно хорошо знать свойства применяемых для строительства материалов, так как от этого зависит качество строительства Всякий материал в конструкциях зданий и сооружений воспринимает те или иные нагрузки и подвергается действию окружающей среды Нагрузки вызывают деформации и внутреннее напряжение в материале Строительные материалы должны обладать стойкостью, т.е. способность сопротивляться физическим и химическим воздействиям среды: воздуха и содержащихся в нем паров и газов, воды и растворенных в ней веществ, колебаниям температур и влажности, совместному действию воды и мороза при многократном замораживании и оттаивании, воздействию, воздействию химически агрессивных веществ – кислот, щелочей и др.

3 Знание строения материала необходимо для понимания его свойств и в конечном итоге для решения практического вопроса, где и как применить материал, чтобы получить наибольший технико-экономический эффект Строение материала изучают на 3-х уровнях: 1 – макроструктура – строение видимое невооруженным глазом (конгломератная, ячеистая, мелкопористая, волокнистая, слоистая, рыхлозернистая (порошкообразная)); 2 - микроструктура – строение видимое в оптический микроскоп (кристаллическая и аморфная); 3 – внутреннее строение веществ, составляющих материал, на молекулярно-ионном уровне, изучаемом методами рентгено-структурного анализа, электронной микроскопии и т.п. (кристаллические вещества, ковалентная связь, ионные связи, силикаты)

4 Строительный материал характеризуется вещественным, химическим, минеральным и фазовым составами. Вещественный состав – это совокупность химических элементов, составляющих вещество Химический состав – это совокупность оксидных составляющих. Химический состав позволяет судить о ряде свойств материала: огнестойкости, биостойкости, механических и других технических характеристиках Минералогический состав – это совокупность природных или искусственных химических соединений (минералов), который показывает какие минералы и в каком количестве содержатся в вяжущем веществе или в каменном материале Фазовый состав – это совокупность гомогенных частей системы, т.е. однородных по свойствам и по физическому строению, влияющие на все свойства и поведение материала при эксплуатации. в материале выделяют твердые вещества, образующие стенки пор, т.е. каркас материала, и поры, заполненные воздухом и водой.

5 Физические свойства и структурные характеристики строительных материалов, их влияние на прочность конструкции Истинная плотность (г/см 3, кг/м 3) - это масса объема абсолютно сухого материала: ρ=m/Vа Средняя плотность - масса объема материала в естественном состоянии. Плотность пористых материалов всегда меньше их истинной плотности. Например, плотность легкого бетона – кг/м 3, а его истинная плотность – 2600 кг/м 3. Плотность строительных материалов колеблется в широких пределах: от 15 (пористая пластмасса - мипора) до 7850 кг/м 3 (сталь) Строение пористого материала характеризуется общей, открытой и закрытой пористостью, распределением пор по радиусам, средним радиусом пор и удельной внутренней поверхностью пор.

6 Пористость - степень заполнения объема материала порами: П = (1- ρ ср / ρ ист) *100 Пористость строительных материалов колеблется от 0 до 98 %, например пористость оконного стекла и стеклопластика составляет около 0%, гранита –1,4 %, обычного тяжелого бетона - 10 %, обыкновенного керамического кирпича – 32%, сосны – 67%, ячеистого бетона – 81 %, ДВП - 86%. Открытая пористость - это отношение суммарного объема всех пор, насыщающихся водой к объему материала. Открытые поры увеличивают водопоглощение материала и ухудшают его морозостойкость. Закрытая пористость - П з = П - П от. Увеличение закрытой пористости за счет открытой повышает долговечность материала. Однако в звукопоглощающих материалах и изделиях умышленно создается открытая пористость и перфорация, необходимые для поглощения звуковой энергии. Плотность и пористость строительных материалов существенно влияют на их прочность: чем выше пористость, чем ниже плотность и тем, соответственно, ниже прочность. Прочность строительных материалов увеличивается с уменьшением пористости и плотности.

7 Гидрофизические свойства Гигроскопичность - свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из воздуха. Древесина, теплоизоляционные, стеновые и другие пористые материалы обладают развитой внутренней поверхностью пор и поэтому высокой сорбционной способностью Сорбционная влажность характеризует способность материала поглощать пары воды из окружающего воздуха. Увлажнение сильно увеличивает теплопроводность теплоизоляции, поэтому стремятся предотвратить увлажнение, покрывая плиты утеплителя гидроизоляционной пленкой Капиллярное всасывание воды пористым материалом происходит, когда часть конструкции находится в воде. Так, грунтовые воды могут подниматься по капиллярам и увлажнять нижнюю часть стены здания. Чтобы не было сырости в помещении, устраивают гидроизоляционный слой Водопоглощение (%) определяют по ГОСТ, выдерживая образцы в воде, характеризует в основном открытую пористость Водопоглощение по объему - степень заполнения объема материала водой Wо = (m в - m е) / V е

8 Водопоглощение по массе определяют по отношению к массе сухого материала: W м = (m в - m с) / m с * 100 Водопоглощение различных материалов колеблется в широких пределах: гранита – 0,02-0,07 %, тяжелого бетона – 2-4 %, кирпича – %, пористых теплоизоляционных материалов – 100 % и более. Водопоглощение отрицательно влияет на основные свойства материала, увеличивает плотность, материал набухает, его теплопроводность возрастает, а прочность и морозостойкость понижаются Коэффициент размягчения - отношение прочности материала, насыщенного водой к прочности сухого материала:К р = R в /R с Коэффициент размягчения характеризует водостойкость материала, он изменяется 0 (размокающие глины и др.) до 1 (металлы, стекло, битум) Природные и искусственные каменные материалы не применяют в строительных конструкциях, находящихся в воде, если их коэффициент размягчения меньше 0,8 Морозостойкость - свойство насыщенного водой материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание. От морозостойкости зависит долговечность строительных материалов в конструкциях, подвергающихся действию атмосферных факторов и воды. Легкий бетон, кирпич, керамические камни для наружных стен маркируются по этому свойству МРЗ 15, 25, 35. Бетон для строительства мостов и дорог - 50, 100 и 200, гидротехнический бетон - до 500.

9 Теплофизические свойства Теплопроводность - свойство материала передавать теплоту от одной поверхности к другой. Это свойство является главным как для большой группы теплоизоляционных материалов, так и для материалов, применяемых для устройства наружных стен и покрытий зданий. Тепловой поток проходит через твердый каркас и воздушные ячейки пористого материала. Увеличение пористости материала является основным способом уменьшения теплопроводности. Стремятся создавать в материале мелкие закрытые поры, чтобы снизить количество тепла, передаваемого конвенцией и излучением. Влага, впадающая в поры материала увеличивает его теплопроводность, так как теплопроводность воды в 25 раз больше теплопроводности воздуха Теплоемкость – мера энергии, необходимая для повышения температуры материала. Теплоемкость зависит от способа сообщения тепла телу при нагревании, от микроструктуры, химического состава, агрегатного состояния тела

10 Огнеупорность - свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры (от 1580 Cо и выше) не размягчаясь и не деформируясь. Применяется для футеровки печей Огнестойкость - свойство материала сопротивляться действию огня при пожаре в течение определенного времени. Она зависит от сгораемости, т.е. способности материала воспламеняться и гореть. Несгораемые материалы – бетон и другие материалы на минеральных вяжущих, керамический кирпич, сталь и др. Однако надо учитывать, что при пожаре некоторые несгораемые материалы растрескиваются или сильно деформируются. Трудносгораемые материалы под воздействием огня или высокой температуры тлеют, но не горят открытым пламенем. Сгораемые органические материалы необходимо защищать от возгорания антипиренами Тепловое расширение – это свойство вещества или материала, характеризующееся изменением размеров тела в процессе его нагревания. Оно количественно характеризуется коэффициентом линейного (объемного) температурного расширения. Тепловое расширение зависит от химических связей, типа структуры кристаллической решетки, ее анизотропии и пористости твердого тела.

11 Основные механические свойства Прочность - свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжении, вызванных внешними силами или др. факторами (усадкой, неравномерным нагреванием и т.д.). Прочность материала оценивается пределом прочности при сжатии (для хрупких материалов). В зависимости от прочности (обозначается кгс/см 2 или МПа) строительные материалы разделяются на марки, которые являются важнейшими показателями его качества, например, марка портландцемента - 400, 500, 550, 600. Чем выше марка, тем выше качество конструкционного строительного материала. Прочность при осевом растяжении - используется в качестве прочностной характеристики стали, бетона, волокнистых материалов.

12 Прочность при изгибе - прочностная характеристика кирпича, гипса, цемента, дорожного бетона Напряжение – мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под воздействием внешних сил Динамическая (ударная) прочность - свойство материала сопротивляться разрушению при ударных нагрузках Прочность материала одного и того же состава зависит от его пористости. Увеличение пористости снижает прочность материала Твердость - свойство материала сопротивляться местной пластической деформации, возникающей при внедрении в него более твердого тела. От твердости материалов зависит их истираемость: чем выше твердость, тем меньше истираемость.

13 Истираемость оценивают потерей первоначальной массы образца, отнесенной к площади поверхности истирания Износ - свойство материала сопротивляться одновременному воздействию истирания и ударов Долговечность свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами на ремонт. Долговечность материала измеряют сроком службы без потерь качеств при эксплуатации и в конкретных климатических условиях. Например, для бетона установлено три степени долговечности: 100, 50, 20 лет Надежность складывается из долговечности, безотказности, ремонтопригодности и сохраняемости

Лекция №1.

Тема №1. Введение. Предмет курса, его структура. Физико-механические и защитные свойства строительных материалов и их практическая оценка

Вопросы: Время: 2 ч.

1.Значение строительных материалов при строительстве объектов промышленного и гражданского назначения.

2.Задача и содержание курса, объём и организация учебной работы по его изучению.

3.Классификация свойств строительных материалов. Зависимость свойств от состава и структуры.

Литература: с. 15…19, 74…94. с. 1…12.

Дисциплина:

«Материаловедение. Технология конструкционных материалов»

3 семестр Лекционных занятий – 8 – 16 ч.

Лабораторных работ – 8 – 16 ч. Зачет.

4 семестр Лекционных занятий – 9 – 18 ч. Экзамен.

ВВЕДЕНИЕ:

Все, что нас окружает,

Реальный мир -

называется материей (атомы, живые и

материален

отмершие клетки, состоящие из них

организмы, и т.п. – это различные ее виды).

Формы движения материи:

Материя не исчезает и не

биологическое, механическое,

создается вновь, она только

электрическое, тепловое и др.

меняет свои формы движения.

Вещество – отдельный вид

Материалы – вещества и их

материи, обладающий

комплексы, обладающие

определенным составом и

потребительскими свойствами

свойствами

и используемые в

(вещество может быть простым,

производстве для получения

сложным, чистым и

других материалов, изделий и

смешенным).

конструкций.

Материаловедение – наука о способах получения, важнейших свойствах и областях применения материалов.

Затраты на строительные материалы и изделия составляют в строительстве более половины от общей стоимости строительно-монтажных работ.

Применяемые в производстве строительные материалы и изделия должны полностью соответствовать нормативным требованиям.

Необоснованное снижение качества материалов с целью экономии недопустимо и может привести к еще большим потерям при авариях.

“Парадокс” – материя не исчезает, а материалы часто бесследно пропадают!!! Здесь виноваты не законы физики, а криминальные преступления: хищения, нарушения норм и халатность!

В материаловедении изучаются правила бережного отношения к материалам, их надежного хранения, экономного расходования и рационального применения.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

Основа любого вида строительства:

Капитальное строительство зданий и сооружений

Ремонт и восстановление

Возведение и реконструкция

Качество, экономическая

эффективность и эстетические свойства во многом определяют надежность, долговечность, утилитарное и социальное назначение объектов, стоимость и сроки строительно- монтажных работ.

ИСТОРИЧЕСКИЙ АСПЕКТ ПРИМЕНЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Древняя Русь Естественные (природные) материалы: лесные, каменные,

глиняные (безобжиговые – растворы, кирпич-сырец), камыш, солома, природные краски, олифа и пр.

Первые искусственные материалы: строительная известь, известковые растворы и краски, оконное стекло, метизы и пр.

Средние века Естественные (природные) материалы – расширение

номенклатуры – зарождение фабричной добычи и переработки.

Искусственные материалы: алебастр, гидравлическая известь, керамический кирпич, черепица, изразцы, цветное стекло; литые чугунные, кованные стальные изделия и пр. - развитие фабричного производства.

Новая история Естественные (природные) материалы – дальнейшее

расширение номенклатуры – внедрение промышленной добычи и переработки.

Искусственные материалы: цементы, цементные бетоны и строительные растворы, нефтяные битумы и асфальтобетоны, полимерные вяжущие и составы на их основе – развитие промышленного производства.

Новейший период Естественные (природные) материалы – дальнейшее

расширение номенклатуры – промышленная добыча, переработка, модификация полимерами.

Искусственные материалы: бурное развитие номенклатуры; специальные цементы, железобетонные изделия и конструкции, полимерные и композиционные материалы и изделия – развитие информационных технологий.