Apresentação subordinada ao tema “Ciência dos materiais de construção. Apresentação "composição e estrutura dos materiais" Apresentação de materiais de construção modernos

Diapositivo 12

De acordo com o grau de preparação, é feita uma distinção entre os próprios materiais de construção e os produtos de construção - produtos acabados e elementos montados e fixados no local da obra.

Os materiais de construção incluem madeira, metais, cimento, concreto, tijolo, areia, argamassas para alvenaria e vários rebocos, tintas e vernizes, pedras naturais etc. Os produtos de construção são painéis e estruturas pré-fabricadas de concreto armado, blocos de janelas e portas, produtos sanitários e cabines, etc. Ao contrário dos produtos, os materiais de construção são processados ​​antes do uso - misturados com água, compactados, serrados, amassados, etc. d.

Diapositivo 13

Com base na sua origem, os materiais de construção são divididos em naturais e artificiais.

Os materiais naturais são madeira, rochas (pedras naturais), turfa, betume natural e asfalto, etc. Estes materiais são obtidos a partir de matérias-primas naturais através de processamento simples, sem alterar a sua estrutura original e composição química. PARA materiais artificiais incluem tijolo, cimento, concreto armado, vidro, etc. São obtidos a partir de matérias-primas naturais e artificiais, subprodutos industriais e Agricultura usando tecnologias especiais.

Diapositivo 14

De acordo com a finalidade a que se destinam, os materiais são divididos nos seguintes grupos:

materiais estruturais – materiais que absorvem e transmitem cargas nas estruturas dos edifícios; materiais de isolamento térmico, cujo principal objetivo é minimizar a transferência de calor através da estrutura do edifício e, assim, garantir as condições térmicas necessárias na divisão com um consumo mínimo de energia; materiais acústicos (absorventes de som e materiais de isolamento acústico) - reduzir o nível de “poluição sonora” na sala; materiais de impermeabilização e cobertura - para criar camadas impermeáveis ​​​​em telhados, estruturas subterrâneas e outras estruturas que precisam ser protegidas da exposição à água ou vapor d'água; materiais de vedação - para vedação de juntas em estruturas pré-fabricadas; materiais de acabamento - para melhorar as qualidades decorativas das estruturas dos edifícios, bem como para proteger o isolamento estrutural, térmico e outros materiais das influências externas; materiais para fins especiais (por exemplo, resistentes ao fogo ou resistentes a ácidos) utilizados na construção de estruturas especiais. materiais de uso geral - eles também são usados ​​em forma pura, e como matéria-prima para a produção de outros materiais e produtos de construção

Diapositivo 15

De acordo com critérios tecnológicos, os materiais são divididos, levando em consideração o tipo de matéria-prima de que é obtido o material e o tipo de sua fabricação, nos seguintes grupos:

Os materiais e produtos de pedra natural são obtidos a partir de pedras processando-os: blocos de parede e pedras, lajes de revestimento, detalhes arquitetônicos, entulho para fundações, brita, cascalho, areia, etc. Materiais e produtos cerâmicos - obtidos de argila com aditivos por moldagem, secagem e queima: tijolo, blocos cerâmicos e pedras, ladrilhos, tubos, produtos de faiança e porcelana, ladrilhos para revestimento e piso, argila expandida (cascalho artificial para concreto leve), etc. Vidro e outros materiais e produtos de fusão mineral - vidros para janelas e revestimentos, blocos de vidro, vidro perfilado ( para cercas), telhas, tubos, produtos de vitrocerâmica e escória, fundição de pedra.

Diapositivo 16

Os ligantes inorgânicos são materiais minerais, na sua maioria pulverulentos, que quando misturados com água formam um corpo plástico que com o tempo adquire um estado pétreo: os cimentos Vários tipos, cal, ligantes de gesso, etc. O concreto é um material de pedra artificial produzido a partir de uma mistura de ligante, água, agregados finos e grossos. O concreto com armadura de aço é chamado de concreto armado; resiste não apenas à compressão, mas também à flexão e à tração. As argamassas são materiais de pedra artificial constituídos por ligante, água e agregado fino, que com o tempo se transformam de um estado de massa para um estado de pedra ... Materiais de pedra artificial não queimada - obtidos com base em ligantes inorgânicos e vários enchimentos: tijolo sílico-calcário, produtos de gesso e concreto de gesso, produtos e estruturas de cimento-amianto, concreto de silicato.

Diapositivo 17

Ligantes orgânicos e materiais baseados neles - ligantes de betume e alcatrão, telhados e materiais impermeabilizantes: feltro, glassine, isol, brizol, hidroisol, feltro, mástiques adesivos, concreto asfáltico e argamassas. Materiais e produtos poliméricos - um grupo de materiais obtidos com base em polímeros sintéticos (resinas termoplásticas não termoendurecíveis): linóleo, relin, materiais sintéticos para carpetes, ladrilhos, plásticos laminados de madeira, fibra de vidro, espumas plásticas, espumas plásticas, plásticos alveolares, etc. Materiais e produtos de madeira - são obtidos como resultado usinagem madeira: madeira redonda, madeira serrada, blanks para diversos produtos de carpintaria, parquet, compensados, rodapés, corrimãos, portas e blocos de janela, estruturas coladas. Materiais metálicos - os mais utilizados na construção são metais ferrosos (aço e ferro fundido), aço laminado (vigas I, canais, cantoneiras), ligas metálicas, principalmente alumínio.

Diapositivo 18

Questão 3. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

Tabela 1 – Densidade de alguns materiais de construção

Diapositivo 19

DENSIDADE MÉDIA

Densidade médiaρс é a massa de uma unidade de volume de material em seu estado natural, ou seja, com poros. A densidade média (em kg/m3, kg/dm3, g/cm3) é calculada através da fórmula: Onde, m é a massa do material, kg, g; Ve - volume de material, m3, dm3, cm3.

Diapositivo 20

DENSIDADE RELATIVA

Densidade relativad é a razão entre a densidade média do material e a densidade da substância padrão. A água a uma temperatura de 4°C e com uma densidade de 1000 kg/m3 é considerada como substância padrão. A densidade relativa (valor adimensional) é determinada pela fórmula:

Diapositivo 21

DENSIDADE VERDADEIRA

A densidade verdadeira ρu é a massa por unidade de volume de um material absolutamente denso, ou seja, sem poros e vazios. É calculado em kg/m3, kg/dm3, g/cm3 conforme a fórmula: Onde, m é a massa do material, kg, g; Va é o volume do material em estado denso, m3, dm3, cm3.

Diapositivo 22

POROSIDADE

Porosidade P é o grau de preenchimento do volume do material com poros. Calculado em % utilizando a fórmula: Onde: ρс, ρu são as densidades média e verdadeira do material.

Diapositivo 23

Questão 4. PROPRIEDADES HIDROFÍSICAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

A higroscopicidade é a propriedade de um material poroso capilar de absorver vapor de água do ar úmido. A absorção da umidade do ar é explicada pela adsorção do vapor d'água na superfície interna dos poros e pela condensação capilar. Este processo, denominado sorção, é reversível. A absorção de água é a capacidade de um material absorver e reter água. A absorção de água caracteriza principalmente a porosidade aberta, uma vez que a água não passa pelos poros fechados. O grau de redução na resistência de um material em sua saturação máxima de água é chamado de resistência à água. A resistência à água é numericamente caracterizada pelo coeficiente de amolecimento Krazm, que caracteriza o grau de redução da resistência em decorrência de sua saturação com água. A umidade é o grau de teor de umidade em um material. Depende da umidade do ambiente, das propriedades e estrutura do próprio material.

Diapositivo 24

PERMEABILIDADE DA ÁGUA

A permeabilidade à água é a capacidade de um material passar água sob pressão. É caracterizado pelo coeficiente de filtração Kf, m/h, que é igual à quantidade de água Vw em m3 que passa por um material com área S = 1 m2, espessura a = 1 m durante um tempo t = 1 hora, com uma diferença na pressão hidrostática P1 - P2 = 1 m de coluna de água: A característica inversa da permeabilidade à água é a resistência à água - a capacidade de um material de não permitir a passagem de água sob pressão.

Diapositivo 25

PERMEABILIDADE DO VAPTOR

A permeabilidade ao vapor é a capacidade dos materiais de passar vapor de água através de sua espessura. É caracterizado por um coeficiente de permeabilidade ao vapor μ, g/(m*h*Pa), que é igual à quantidade de vapor de água V por m3 que passa através de um material de espessura a = 1 m, área S = 1 m² no tempo t = 1 hora, com diferença de pressão parcial P1 - P2 = 133,3 Pa:

Diapositivo 26

RESISTÊNCIA À GEADA

A resistência ao gelo é a capacidade de um material em estado saturado de água não entrar em colapso durante repetidos congelamentos e descongelamentos alternados. A destruição ocorre devido ao fato de o volume de água ao se transformar em gelo aumentar em 9%. A pressão do gelo nas paredes dos poros causa forças de tração no material.

Diapositivo 27

Questão 5. PROPRIEDADES TÉRMICO-FÍSICAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

A condutividade térmica é a capacidade dos materiais de conduzir calor. A transferência de calor ocorre como resultado de diferenças de temperatura entre as superfícies que limitam o material. A condutividade térmica depende do coeficiente de condutividade térmica λ, W/(m*°С), que é igual à quantidade de calor Q, J que passa através de um material com espessura d = 1 m, área S = 1 m2 em um tempo t = 1 hora, com diferença de temperatura entre as superfícies t2- t1 = 1 °C: coeficiente de condutividade térmica λ, W/(mx°C), do material em estado seco ao ar:

Diapositivo 28

CAPACIDADE DE CALOR

A capacidade térmica é a capacidade dos materiais de absorver calor quando aquecidos. É caracterizado pela capacidade térmica específica c, J/(kg*°C), que é igual à quantidade de calor Q, J, gasta no aquecimento de um material pesando m = 1 kg para aumentar sua temperatura em t2-t1 = 1ºC:

Diapositivo 29

RESISTÊNCIA AO FOGO

A resistência ao fogo é a capacidade de um material resistir à ação simultânea de altas temperaturas e água sem destruição. O limite de resistência ao fogo de uma estrutura é o tempo em horas desde o início do teste de incêndio até o aparecimento de um dos seguintes sinais: através de fissuras, colapso ou aumento de temperatura em uma superfície não aquecida. Com base na resistência ao fogo, os materiais de construção são divididos em três grupos: à prova de fogo, resistentes ao fogo e combustíveis. - materiais à prova de fogo sob influência Temperatura alta ou o fogo não arde e não carboniza; - materiais resistentes ao fogo são difíceis de inflamar, arder e carbonizar, mas isso só acontece na presença de fogo; - materiais combustíveis inflamam ou ardem e continuam a arder ou arder após a fonte de fogo ser removida.

Diapositivo 30

RESISTÊNCIA AO FOGO

A resistência ao fogo é a capacidade de um material resistir à exposição prolongada a altas temperaturas sem deformar ou derreter. De acordo com o grau de resistência ao fogo, os materiais são divididos em: - resistentes ao fogo, que podem suportar temperaturas a partir de 1580°C; - refratário, que suporta temperaturas de 1360...1580°C; - baixo ponto de fusão, suporta temperaturas abaixo de 1350 °C.

Diapositivo 31

Questão 6. PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

As principais propriedades mecânicas dos materiais incluem: resistência, elasticidade, plasticidade, relaxamento, fragilidade, dureza, abrasão, etc.

Diapositivo 32

FORÇA

Resistência é a capacidade dos materiais de resistir à destruição e deformação por tensões internas resultantes da influência de forças externas ou outros fatores, como assentamento irregular, aquecimento, etc. Este é o nome dado às tensões que surgem em um material a partir da ação de cargas que provocam sua destruição.

Diapositivo 33

LIMITES DE FORÇA

Existem diferentes limites de resistência dos materiais sob: compressão, tração, flexão, cisalhamento, etc. A resistência à compressão e tração RСШ(Р), MPa, é calculada como a razão entre a carga que destrói o material R, N, e a área corte transversal F, mm2: Resistência máxima à flexão RI, MPa, calculada como a razão entre o momento fletor M, N*mm, e o momento de resistência da amostra, mm3:

Diapositivo 34

COEFICIENTE DE QUALIDADE DE CONSTRUÇÃO

Característica importante materiais é o coeficiente de qualidade estrutural. Este é um valor condicional que é igual à razão entre a resistência última do material R, MPa, e sua densidade relativa: k.k.k. = P/d

Diapositivo 35

ELASTICIDADE

Elasticidade é a capacidade dos materiais, sob a influência de cargas, de mudar de forma e tamanho e restaurá-los após a cessação da carga. A elasticidade é avaliada pelo limite elástico bup, MPa, que é igual à razão entre a maior carga que não causa deformações residuais do material, PUP, N, e a área da seção transversal inicial F0, mm2: bUP= RUP/ F0

Diapositivo 36

Plasticidade é a capacidade dos materiais de mudar sua forma e tamanho sob a influência de cargas e retê-los após a remoção da carga. A plasticidade é caracterizada por alongamento ou contração relativo. A fratura dos materiais pode ser frágil ou dúctil. Durante a fratura frágil, as deformações plásticas são insignificantes. O relaxamento é a capacidade dos materiais de reduzir espontaneamente a tensão sob constante influência de forças externas. Isso ocorre como resultado de movimentos intermoleculares no material. Dureza é a capacidade de um material resistir à penetração de material mais duro nele. Para materiais diferentesé determinado usando métodos diferentes.

Diapositivo 37

ORDEM DE MINERAIS NA ESCALA DE MOH

Ao testar materiais de pedra natural, utilizam a escala de Mohs, composta por 10 minerais dispostos em fileira, com índice de dureza condicional de 1 a 10, quando um material mais duro e com número de série maior risca o anterior. Os minerais são organizados na seguinte ordem: talco ou giz, gesso ou sal-gema, calcita ou anidrita, espatoflúor, apatita, feldspato, quartzito, topázio, corindo, diamante.

Diapositivo 38

DESGASTE DE ABRASÃO FRITTILIDADE

Abrasão é a capacidade dos materiais de colapsarem sob a influência de forças abrasivas. A abrasão I em g/cm2 é calculada como a razão entre a perda de massa da amostra m1-m2 em g pela influência das forças abrasivas e a área de abrasão F em cm2; I = (m1 - m2) / P Desgaste é a propriedade de um material de resistir aos efeitos simultâneos de abrasão e impacto. O desgaste de um material depende de sua estrutura, composição, dureza, resistência e abrasão. Fragilidade é a propriedade de um material entrar em colapso repentino sob carga, sem uma mudança prévia perceptível em forma e tamanho.

Diapositivo 39

Questão 7. O CONCEITO DE ROCHAS E MINERAIS. PRINCIPAIS MINERAIS FORMADORES DE ROCHAS

As rochas são a principal fonte de materiais de construção. As rochas são utilizadas na indústria de materiais de construção como matéria-prima para a fabricação de cerâmica, vidro, isolantes térmicos e outros produtos, bem como para a produção de ligantes inorgânicos - cimento, cal e gesso. As rochas são formações naturais de composição e estrutura mais ou menos definidas que formam corpos geológicos independentes na crosta terrestre. Os minerais são as partes constituintes de uma rocha homogêneas em composição química e propriedades físicas. A maioria dos minerais são sólidos, mas às vezes são líquidos (mercúrio nativo).

Diapositivo 40

GRUPOS GENÉTICOS DE ROCHAS

Dependendo das condições de formação, as rochas são divididas em três grupos genéticos: 1) rochas ígneas, formadas a partir do resfriamento e solidificação do magma; 2) rochas sedimentares que surgiram nas camadas superficiais da crosta terrestre a partir dos produtos do intemperismo e da destruição de diversas rochas; 3) rochas metamórficas, que são produto da recristalização e adaptação das rochas às condições físico-químicas que se alteraram na crosta terrestre.

Diapositivo 41

MINERAIS FORMADORES DE ROCHAS

Os principais minerais formadores de rocha são: - sílica, - aluminossilicatos, - magnésio ferroso, - carbonatos, - sulfatos.

Diapositivo 42

MINERAIS DO GRUPO SÍLICA

Os minerais deste grupo incluem o quartzo. Pode estar na forma cristalina ou amorfa. O quartzo cristalino na forma de dióxido de silício SiO2 é um dos minerais mais comuns na natureza. A sílica amorfa ocorre na forma de opala SiO2 * NH2O. O quartzo é caracterizado por alta resistência química em temperaturas normais. O quartzo derrete a uma temperatura de cerca de 1700°C, por isso é amplamente utilizado em materiais à prova de fogo.

Diapositivo 43

MINERAIS DO GRUPO ALUMINOSILICATO

Minerais do grupo dos aluminossilicatos - feldspatos, mica, caulinitas. Os feldspatos constituem 58% de toda a litosfera e são os minerais mais comuns. Suas variedades são: ortoclásio Plagioclásio Ortoclásio - feldspato potássico - K2O * Al2O3 * 6SiO2. Possui densidade média de 2,57 g/cm3, dureza - 6-6,5. É a parte principal dos granitos e sienitos. Plagioclásios são minerais constituídos por uma mistura de soluções sólidas de albita e anortita. Albita - feldspato sódico - Na2O * Al2O3 * 6SiO2. Anortita - feldspato cálcico – CaO * Al2O3 * 2SiO2.

Diapositivo 44

MICA

As micas são aluminossilicatos hidratados com uma estrutura em camadas que pode se dividir em placas finas. Os dois tipos mais comuns são muscovita e biotita. A moscovita é uma mica potássica incolor. Possui alta resistência química e é refratário. A biotita é uma mica ferromagnesiana de cor preta ou verde-preta. Uma variedade aquosa de mica é a vermiculita. É formado a partir de biotita como resultado de processos hidrotérmicos. Quando a vermiculita é aquecida a 750°C, a água quimicamente ligada é perdida, e como resultado seu volume aumenta de 18 a 40 vezes. A vermiculita expandida é usada como material de isolamento térmico. Caulinita - Al2O3 * 2SiO2 * 2H2O - mineral obtido a partir da destruição de feldspatos e micas. Ocorre na forma de massas terrosas e soltas. Utilizado para fabricação de materiais cerâmicos.

Diapositivo 45

SILICATOS FERRO-MAGNÉSICOS.

Os minerais deste grupo são piroxênios, anfibólios e olivina. Os piroxênios incluem augita, que faz parte do gabro, e anfibólios - hornblenda, que faz parte dos granitos. A olivina faz parte de diabásios e basaltos. O produto de intemperismo da olivina é o amianto crisotila. Esses minerais são silicatos de magnésio e ferro e são de cor escura. Possuem alta resistência ao impacto e resistência às intempéries.

Diapositivo 46

MINERAIS DO GRUPO CARBONATO

Isso inclui calcita, magnesita e dolomita. Eles fazem parte de rochas sedimentares. Calcita-CaCO3 - tem densidade média de 2,7 g/cm3, dureza - 3. Ferve quando exposta a uma solução fraca de ácido clorídrico. Faz parte de calcário, mármore, travertino. Magnesita - MgCO3 - tem densidade média de 3,0 g/cm3, dureza - 3,5-4. Ferve com ácido clorídrico quente. Forma uma raça com o mesmo nome. Dolomita - CaCO3 * MgCO3 - tem densidade de 2,8-2,9 g/cm3, dureza - 3,5-4. Em termos de propriedades, ocupa uma posição intermediária entre a calcita e a magnesita. Incluído em mármore. Forma uma raça com o mesmo nome.

Diapositivo 47

MINERAIS DO GRUPO SULFATO

Gesso - CaSO4 * 2H2O - tem densidade média de 2,3 g/cm3, dureza - 1,5-2,0, cores - branco, cinza, avermelhado. A estrutura é cristalina. Dissolve-se bem em água. Forma uma rocha - pedra de gesso. Anidrita - CaSO4 - tem densidade média de 2,9-3 g/cm3, dureza - 3-3,5, estrutura - cristalina. Quando saturado com água transforma-se em gesso.

Diapositivo 48

CLASSIFICAÇÃO DE ROCHAS POR ORIGEM

Os materiais de construção em pedra incluem uma vasta gama de produtos obtidos a partir de rochas: - pedras rasgadas sob a forma de pedaços de forma irregular (entulho, brita, etc.), - produtos de forma regular (blocos, pedaços de pedra, lajes, barras), produtos perfilados, etc.

Diapositivo 49

Por origem, as rochas são divididas em três tipos principais: ígneas, ou ígneas (profundas ou em erupção), formadas a partir da solidificação nas entranhas da terra ou em sua superfície, principalmente a partir do derretimento de silicato - magma; sedimentar, formado pela deposição de substâncias inorgânicas e orgânicas no fundo das bacias hidrográficas e na superfície terrestre; metamórficas - rochas cristalinas resultantes da transformação de rochas ígneas ou sedimentares sob a influência da temperatura, pressão e fluidos (essencialmente dióxido de hidrocarboneto gás-líquido ou líquido, muitas vezes soluções supercríticas).

Diapositivo 50

Rochas ígneas

subdividido em: - profundo, - eruptivo, - clástico.

Diapositivo 51

ROCHAS PROFUNDAS

Formado como resultado do resfriamento do magma nas profundezas da crosta terrestre. O endurecimento ocorreu lentamente e sob pressão. Nessas condições, o fundido cristalizou completamente com a formação de grandes grãos de minerais. As principais rochas profundas incluem granito, sienito, diorito e gabro. O granito consiste em grãos de quartzo, feldspato (ortoclásio), mica ou silicatos ferromagnesianos. Possui densidade média de 2,6 g/cm3, resistência à compressão de 100-300 MPa. Cores - cinza, vermelho. Possui alta resistência ao gelo, baixa abrasão, pode ser bem lixado e polido e é resistente às intempéries. É utilizado na fabricação de lajes de revestimento, produtos arquitetônicos e de construção, degraus de escadas e brita. O sienito consiste em feldspato (ortoclásio), mica e hornblenda. O quartzo está ausente ou presente em pequenas quantidades. A densidade média é de 2,7 g/cm3, a resistência à compressão é de até 220 MPa. Cores - cinza claro, rosa, vermelho. É mais fácil de processar que o granito e é utilizado para os mesmos fins. Diorito consiste em plagioclásio, augita, hornblenda e biotita. Sua densidade média é de 2,7-2,9 g/cm3, sua resistência à compressão é de 150-300 MPa. As cores variam do verde acinzentado ao verde escuro. É resistente às intempéries e possui baixa abrasão. O Diorito é utilizado na fabricação de materiais de revestimento e na construção de estradas. Gabbro é uma rocha cristalina composta por plagioclásio, augita e olivina. Pode conter biotita e hornblenda. Possui densidade média de 2,8-3,1 g/cm3, resistência à compressão de até 350 MPa. As cores variam do cinza ou verde ao preto. Utilizado para revestimento de rodapés e pisos.

Diapositivo 52

Rochas em erupção

Formado quando o magma esfria em profundidades rasas ou na superfície da terra. As rochas erupcionadas incluem: - pórfiro, - diabásio, - traquito, - andesito, - basalto.

Diapositivo 53

Os pórfiros são análogos do granito, sienito e diorito. A densidade média é de 2,4-2,5 g/cm3, a resistência à compressão é de 120-340 MPa. As cores variam do marrom-avermelhado ao cinza. A estrutura é porfirítica, ou seja, com grandes inclusões em estrutura de granulação fina, na maioria das vezes ortoclásio ou quartzo. São utilizados para a produção de brita e para fins decorativos e ornamentais. O diabásio é um análogo do gabro e possui estrutura cristalina. Sua densidade média é de 2,9-3,1 g/cm3, sua resistência à compressão é de 200-300 MPa, sua cor vai do cinza escuro ao preto. Utilizado para revestimento externo de edifícios, produção de pedras laterais, em forma de brita para revestimentos resistentes a ácidos. Seu ponto de fusão é baixo - 1200-1300 °C, o que possibilita a utilização de diabásio para fundição de pedra. O traquito é um análogo do sienito. Possui uma estrutura porosa fina. Sua densidade média é de 2,2 g/cm3, sua resistência à compressão é de 60-70 MPa. Cor: amarelo claro ou cinza. Utilizado para fabricação de materiais de parede, agregado graúdo para concreto. Andesita é um análogo do diorito. Possui densidade média de 2,9 g/cm3, resistência à compressão - 140-250 MPa, cor - do cinza claro ao escuro. Usado na construção - para fazer degraus, material de revestimento como um material resistente a ácidos. O basalto é um análogo do gabro. Possui estrutura vítrea ou cristalina. Sua densidade média é de 2,7-3,3 g/cm3, sua resistência à compressão é de 50 a 300 MPa. As cores são cinza escuro ou quase preto. Utilizado para fabricação de pedras laterais, lajes de revestimento, brita para concreto. É matéria-prima para a produção de materiais pétreos fundidos e fibra de basalto.

Diapositivo 54

Rochas clásticas

São emissões vulcânicas. Como resultado do rápido resfriamento do magma, formaram-se rochas com estrutura vítrea porosa. Eles são divididos em soltos e cimentados. Os materiais soltos incluem cinzas vulcânicas, areia e pedra-pomes. Cinzas vulcânicas são partículas pulverulentas de lava vulcânica de até 1 mm de tamanho. Partículas maiores que variam em tamanho de 1 a 5 mm são chamadas de areia. As cinzas são usadas como aditivo mineral ativo em ligantes e as areias são usadas como agregado fino para concreto leve. A pedra-pomes é uma rocha porosa com estrutura celular, constituída por vidro vulcânico. A estrutura porosa foi formada pela ação de gases e vapor d'água sobre o resfriamento da lava, a densidade média é de 0,15-0,5 g/cm3, a resistência à compressão é de 2-3 MPa. Como resultado da alta porosidade (até 80%), apresenta baixo coeficiente de condutividade térmica A = 0,13...0,23 W/(m °C). É utilizado na forma de agregados para concreto leve, materiais de isolamento térmico, como aditivo mineral ativo para cal e cimentos.

Diapositivo 55

Rochas cimentadas

As rochas cimentadas incluem tufos vulcânicos. Os tufos vulcânicos são rochas vítreas porosas formadas como resultado da compactação de cinzas vulcânicas e areia. A densidade média dos tufos é 1,25-1,35 g/cm3, porosidade - 40-70%, resistência à compressão - 8-20 MPa, coeficiente de condutividade térmica 1 = 0,21...0,33 W/(m °C). Cores - rosa, amarelo, laranja, verde azulado. São utilizados como material de parede, lajes de revestimento para revestimento interno e externo de edifícios.

Diapositivo 56

ROCHAS METAMÓRFICAS

As rochas metamórficas incluem: gnaisse, xisto, quartzito, mármore

Diapositivo 57

Rochas ígneas

Rochas ígneas são rochas formadas diretamente a partir do magma (massa fundida de composição predominantemente silicatada), como resultado de seu resfriamento e solidificação. De acordo com as condições de formação, distinguem-se dois subgrupos de rochas ígneas: intrusivas (profundas), da palavra latina “intrusio” - intrusão; efusivo (derramado) da palavra latina “effusio” - derramamento.

Diapositivo 58

Rochas intrusivas (profundas) são formadas durante o resfriamento lento e gradual do magma incrustado nas camadas inferiores da crosta terrestre, sob condições pressão alta e altas temperaturas. Rochas efusivas são formadas quando o magma esfria na forma de lava (do italiano “lava” - inundação) na superfície da crosta terrestre ou próximo a ela.

Diapositivo 59

Básico características rochas ígneas efusivas (derramadas), que são determinadas por sua origem e condições de formação, são as seguintes: a maioria das amostras de solo é caracterizada por uma estrutura não cristalina de granulação fina com cristais individuais visíveis a olho nu; Algumas amostras de solo são caracterizadas pela presença de vazios, poros e manchas; em algumas amostras de solo existe algum padrão na orientação espacial dos componentes (cor, vazios ovais, etc.).

Diapositivo 60

ROCHAS SEDIMENTARES

As rochas sedimentares, de acordo com as condições de formação, são divididas em: clásticas (depósitos mecânicos), sedimentos químicos e organogênicos.

Diapositivo 61

ROCHAS CLÁSTICAS

Formado como resultado do intemperismo físico, ou seja, exposição ao vento, água e temperaturas alternadas. Eles são divididos em soltos e cimentados. Os materiais soltos incluem areia, cascalho e argila. = Areia é uma mistura de grãos com granulometria de 0,1 a 5 mm, formada a partir do intemperismo de rochas ígneas e sedimentares. =O cascalho é uma rocha constituída por grãos arredondados de 5 a 150 mm de diferentes composições mineralógicas. Utilizado para concreto e argamassas, na construção de estradas. = Argilas são rochas clásticas finas constituídas por partículas menores que 0,01 mm. Cores - do branco ao preto. Com base em sua composição, são divididos em caulinita, montmorilloquita e haloisita. São matérias-primas para as indústrias cerâmica e cimenteira.

Diapositivo 62

ROCHAS SEDIMENTÁRIAS CIMENTADAS

Rochas sedimentares cimentadas incluem arenito, conglomerado e brecha. =Arenito é uma rocha constituída por grãos cimentados de areia de quartzo. Os cimentos naturais são argila, calcita e sílica. A densidade média do arenito silicioso é de 2,5-2,6 g/cm3, a resistência à compressão é de 100-250 MPa. Utilizado para produção de brita, revestimento de edifícios e estruturas. =Conglomerado e brecha. Conglomerado é uma rocha constituída por grãos de cascalho cimentados com cimento natural, a brecha é feita de grãos de brita cimentados. Sua densidade média é de 2,6-2,85 g/cm3, sua resistência à compressão é de 50-160 MPa. Conglomerado e brecha são usados ​​para cobrir pisos e fazer agregados para concreto.

Diapositivo 63

Precipitação química

A precipitação química foi formada como resultado da precipitação de sal durante a evaporação da água nos reservatórios. Estes incluem gesso, anidrita, magnesita, dolomita e tufos calcários. = O gesso consiste principalmente em minerais de gesso - CaSO4x 2H2O. Esta é uma raça de raça branca ou cinza. Utilizado na fabricação de ligantes de gesso e em revestimentos peças internas edifícios. =A anidrita inclui minerais de anidrita - CaSO4. As cores são claras com tons cinza-azulados. É usado no mesmo local que o gesso. = A magnesita consiste no mineral magnesita - MgCO3. É utilizado para a produção de ligantes de magnesita cáustica e produtos refratários. =Dolomita inclui o mineral dolomita - CaCO3x MgCO3. Cor - amarelo acinzentado. São utilizados para a fabricação de lajes de revestimento e revestimentos internos, brita, materiais refratários e um ligante - dolomita cáustica. =Os tufos calcários consistem no mineral calcita – CaCO3. Estas são rochas porosas cores claras. Eles têm uma densidade média de 1,3-1,6 g/cm3 e uma resistência à compressão de 15-80 MPa. A partir deles são feitos pedaços de pedras para paredes, lajes de revestimento, agregados leves para concreto e cal.

Diapositivo 64

Rochas organogênicas

Rochas organogênicas foram formadas como resultado da vida e morte de organismos na água. Isso inclui calcário, giz, diatomita e trípoli. =Calcários são rochas constituídas principalmente por calcita - CaCO3. Pode conter impurezas de argila, quartzo, ferro-magnésio e outros compostos. Formado em bacias hidrográficas a partir de restos de organismos animais e plantas. Com base em sua estrutura, os calcários são divididos em rochas densas, porosas, semelhantes a mármore, conchas e outras. Calcários densos têm densidade média de 2,0-2,6 g/cm3, resistência à compressão - 20-50 MPa; poroso - densidade média 0,9-2,0 g/cm3, resistência à compressão - de 0,4 a 20 MPa. Cores - branco, cinza claro, amarelado. São utilizados na fabricação de lajes de revestimento, detalhes arquitetônicos, brita, como matéria-prima para cimento e cal. A rocha calcária consiste em conchas de moluscos e seus fragmentos. Trata-se de uma rocha porosa com densidade média de 0,9-2,0 g/cm3, com resistência à compressão de 0,4-15,0 MPa. Utilizado na fabricação de materiais de paredes e lajes para revestimento interno e externo de edifícios. =O giz é uma rocha constituída por calcita – CaCO3. Formado pelas conchas de organismos animais simples. Cor branca. É utilizado na preparação de composições de tintas, massas, fabricação de cal e cimento. =Diatomita é uma rocha constituída por sílica amorfa. É formado pelas menores conchas de diatomáceas e pelos esqueletos de organismos animais. Rocha fracamente cimentada ou solta com densidade média de 0,4-1,0 g/cm3. Cor - branco com tonalidade amarelada ou cinza. =Trepel é uma rocha semelhante à diatomita, mas de formação anterior. É composto principalmente por corpos esféricos de opala e calcedônia. Terra de diatomáceas e trípoli são utilizadas na fabricação de materiais de isolamento térmico, tijolos leves e aditivos ativos em ligantes.

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ROCHAS METAMÓRFICAS

Rochas metamórficas incluem gnaisse, xisto, quartzito e mármore. Os gnaisses são rochas xistosas, formadas na maioria das vezes pela recristalização de granitos a altas temperaturas e pressões uniaxiais. A sua composição mineralógica é semelhante à dos granitos. São utilizados para a fabricação de lajes de revestimento e entulho. Os xistos são rochas formadas a partir da modificação da argila sob alta pressão. A densidade média é de 2,7-2,9 g/cm3, a resistência à compressão é de 60-120 MPa. Cores - cinza escuro, preto. Eles se dividem em placas finas com 3 a 10 mm de espessura. Utilizado para a fabricação de materiais de revestimento e cobertura. O quartzito é uma rocha de granulação fina formada como resultado da recristalização de arenitos siliciosos. A densidade média é de 2,5-2,7 g/cm3, a resistência à compressão é de até 400 MPa. Cores - cinza, rosa, amarelo, cereja escuro, vermelho carmesim, etc. Utilizado para revestimento de edifícios, produtos arquitetônicos e de construção, na forma de brita. O mármore é uma rocha formada a partir da recristalização de calcários e dolomitas em altas temperaturas e pressões. A densidade média é de 2,7-2,8 g/cm3, a resistência à compressão é de 40-170 MPa. Coloração - branco, cinza, colorido. É fácil de serrar, lixar e polir. Utilizado na fabricação de produtos arquitetônicos, lajes de revestimento, como enchimento para soluções decorativas e concreto.

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APLICAÇÃO DE MATERIAIS DE PEDRA NATURAL NA CONSTRUÇÃO

Os materiais de pedra natural são divididos em matérias-primas e materiais e produtos acabados. As matérias-primas incluem brita, cascalho e areia usados ​​como agregados para concreto e argamassas; calcário, giz, gesso, dolomita, magnesita, argila, margas e outras rochas - para a produção de cal de construção, ligantes de gesso, ligantes de magnésio, cimentos Portland. Os materiais e produtos de pedra acabados são divididos em materiais e produtos para construção de estrada, paredes e fundações, revestimento de edifícios e estruturas. Os materiais de pedra para construção de estradas incluem paralelepípedos, pedras britadas, pedras de pavimentação e pedras laterais, brita, cascalho e areia. Eles são obtidos a partir de rochas sedimentares ígneas e duráveis.

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O paralelepípedo é um grão de rocha com superfícies ovais de até 300 mm de tamanho. A pedra dividida deve ter formato próximo a um prisma multifacetado ou pirâmide truncada com superfície frontal de pelo menos 100 cm2 para pedras de até 160 mm de altura, pelo menos 200 cm2 para pedras de até 200 mm de altura, e em mínimo 400 cm2 para pedras até 300 mm de altura. Os planos superior e inferior da pedra devem ser paralelos. Paralelepípedos e britas são utilizados na construção de bases e coberturas de rodovias, na fixação de taludes e canais.

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Pedra de pavimentação para superfícies de estrada tem a forma de um paralelepípedo retangular. Por tamanho são divididos em alto (BV), comprimento 250, largura 125 e altura 160 mm, médio (BS) com tamanhos 250, 125, 130 mm, respectivamente, e baixo (BN) com tamanhos 250, 100 e 100 mm. Os planos superior e inferior da pedra são paralelos, as bordas laterais para BV e BS são estreitadas em 10 mm, para BN - em 5 mm. É feito de granito, basalto, diabásio e outras rochas com resistência à compressão de 200-400 MPa. Utilizado para pavimentação de praças e ruas. Pedras laterais feitas de pedras são usadas para separar a pista das faixas divisórias da calçada, caminhos pedonais e calçadas de gramados, etc. De acordo com o método de fabricação, são divididos em serrados e lascados. As formas são retangulares e curvilíneas. Eles têm altura de 200 a 600, largura de 80 a 200 e comprimento de 700 a 2.000 mm. Pedra de entulho são pedaços de pedra de formato irregular, não maiores que 50 cm em sua maior dimensão. A pedra de entulho pode ser rasgada (forma irregular) e acamada.

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A pedra britada é um material solto obtido pela britagem de rochas com resistência de 80-120 MPa. Com granulometria de 5 a 40 mm, é utilizado para brita preta e concreto asfáltico na construção de rodovias; a brita com grãos de 5 a 60 mm é utilizada para construir camada de lastro para trilhos ferroviários. O cascalho é um material solto formado durante a destruição natural das rochas. Tem formato enrolado. Para fazer cascalho preto, utiliza-se cascalho com granulometria de 5 a 40 mm e, para concreto asfáltico, geralmente é triturado em brita. A areia é um material solto com granulometria de 0,16 a 5 mm, formado a partir de destruição natural ou obtido por britagem artificial de rochas. É utilizado para camadas subjacentes de pavimentos rodoviários, preparação de asfalto e concreto de cimento e argamassas.

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PROTEÇÃO DE MATERIAIS DE PEDRA NATURAL

As principais razões para a destruição de materiais pétreos nas estruturas: - o efeito dissolvente da água, potenciado pelos gases nela dissolvidos (SO2, CO2, etc.); - congelamento de água em poros e fissuras, acompanhado do aparecimento de grandes tensões internas no material; - uma mudança brusca de temperatura, causando o aparecimento de microfissuras na superfície do material. Todas as medidas para proteger os materiais pétreos das intempéries visam aumentar a densidade superficial e protegê-los da umidade.

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LITERATURA:

Beletsky B.F. Tecnologia e mecanização da produção da construção: livro didático. 4ª ed., apagada. - São Petersburgo: Lan Publishing House, 2011. – 752 pp. Ciência dos materiais de construção. - M.: pós-graduação, 2002.- 704 p.

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2 Para projetar e construir um edifício é necessário ter um bom conhecimento das propriedades dos materiais utilizados na construção, pois disso depende a qualidade da construção. Cada material nas estruturas de edifícios e estruturas percebe certas cargas e está exposto a o meio ambiente. As cargas causam deformações e tensões internas no material. Os materiais de construção devem ter resiliência, ou seja, capacidade de resistir física e influências químicas ambiente: ar e os vapores e gases nele contidos, água e substâncias nele dissolvidas, flutuações de temperatura e umidade, ação combinada de água e gelo durante repetidos congelamentos e descongelamentos, exposição a substâncias quimicamente agressivas - ácidos, álcalis, etc.

3 O conhecimento da estrutura de um material é necessário para compreender as suas propriedades e, em última análise, para resolver a questão prática de onde e como aplicar o material para obter o maior efeito técnico e económico. A estrutura do material é estudada em 3 níveis : 1 - macroestrutura - estrutura visível a olho nu (conglomerado, celular, finamente poroso, fibroso, estratificado, granulado solto (pulverulento)); 2 - microestrutura - estrutura visível ao microscópio óptico (cristalina e amorfa); 3 – estrutura interna das substâncias que compõem o material em nível de íon molecular, estudada por análise estrutural de raios X, microscopia eletrônica, etc. (substâncias cristalinas, ligações covalentes, ligações iônicas, silicatos)

4 O material de construção é caracterizado por composições materiais, químicas, minerais e de fases. A composição material é a totalidade elementos químicos componentes de uma substância A composição química é uma combinação de componentes de óxido. A composição química permite avaliar uma série de propriedades do material: resistência ao fogo, bioestabilidade, mecânica e outras especificações técnicas A composição mineralógica é um conjunto de compostos químicos naturais ou artificiais (minerais), que mostra quais minerais e em que quantidades estão contidos no ligante ou material pétreo. A composição de fases é um conjunto de partes homogêneas do sistema, ou seja, homogêneo em propriedades e estrutura física, afetando todas as propriedades e comportamento do material durante a operação. O material libera sólidos que formam paredes de poros, ou seja, estrutura do material e poros preenchidos com ar e água.

5 Propriedades físicas e características estruturais dos materiais de construção, sua influência na resistência da estrutura A densidade verdadeira (g/cm 3, kg/m 3) é a massa de um volume de material absolutamente seco: ρ = m/Vа A densidade média é a massa de um volume de material em seu estado natural. A densidade dos materiais porosos é sempre menor que a sua densidade real. Por exemplo, a densidade do concreto leve é ​​​​kg/m3, e sua densidade real é 2.600 kg/m3. A densidade dos materiais de construção varia amplamente: de 15 (plástico poroso - mipore) a 7.850 kg/m3 (aço) Estrutura de poroso material caracterizado por porosidade total, aberta e fechada, distribuição do raio dos poros, raio médio dos poros e área superficial interna específica dos poros.

6 Porosidade - o grau de preenchimento do volume do material com poros: P = (1- ρ av / ρ ist) *100 A porosidade dos materiais de construção varia de 0 a 98%, por exemplo, a porosidade do vidro de janela e fibra de vidro é cerca de 0%, granito -1,4%, concreto pesado comum - 10%, tijolo cerâmico comum - 32%, pinho - 67%, concreto celular - 81%, painel de fibra - 86%. A porosidade aberta é a razão entre o volume total de todos os poros saturados com água e o volume do material. Os poros abertos aumentam a absorção de água do material e prejudicam sua resistência ao gelo. Porosidade fechada - P z = P - P de. Aumentar a porosidade fechada em detrimento da porosidade aberta aumenta a durabilidade do material. No entanto, materiais e produtos que absorvem o som criam deliberadamente a porosidade aberta e a perfuração necessária para absorver a energia sonora. A densidade e a porosidade dos materiais de construção afetam significativamente a sua resistência: quanto maior a porosidade, menor a densidade e correspondentemente menor a resistência. A resistência dos materiais de construção aumenta com a diminuição da porosidade e da densidade.

7 Propriedades hidrofísicas A higroscopicidade é a propriedade de um material poroso capilar de absorver vapor de água do ar. Madeira, isolamento térmico, parede e outros materiais porosos têm uma superfície de poros internos desenvolvida e, portanto, uma alta capacidade de sorção.A umidade sortiva caracteriza a capacidade de um material de absorver vapor de água do ar circundante. A umidificação aumenta muito a condutividade térmica do isolamento térmico, por isso eles se esforçam para evitar a umidade cobrindo as placas isolantes com uma película impermeabilizante.A sucção capilar de água por um material poroso ocorre quando parte da estrutura está na água. Assim, a água subterrânea pode subir através dos capilares e umedecer a parte inferior da parede do edifício. Para evitar umidade no ambiente, instale uma camada impermeabilizante. A absorção de água (%) é determinada de acordo com GOST, mantendo as amostras em água, caracteriza principalmente a porosidade aberta. Absorção de água por volume - o grau de preenchimento do volume do material com água W® = (m in - m e) / V e

8 A absorção de água por massa é determinada em relação à massa de material seco: W m = (m in - m s) / m s * 100 Absorção de água vários materiais varia muito: granito - 0,02-0,07%, concreto pesado - 2-4%, tijolo - %, materiais porosos de isolamento térmico - 100% ou mais. A absorção de água afeta negativamente as propriedades básicas do material, aumenta a densidade, o material incha, sua condutividade térmica aumenta e a resistência e a resistência ao gelo diminuem Coeficiente de amolecimento - a relação entre a resistência de um material saturado com água e a resistência do material seco: K p = R in / R s O coeficiente de amolecimento caracteriza a resistência à água do material , varia de 0 (molhar argilas, etc.) a 1 (metais, vidro, betume) Materiais de pedra natural e artificial não são utilizados em estruturas de construção localizados na água se seu coeficiente de amolecimento for inferior a 0,8. Resistência ao gelo - a capacidade de um material saturado com água de suportar congelamento e descongelamento alternados. A durabilidade dos materiais de construção em estruturas expostas a fatores atmosféricos e à água depende da resistência ao gelo. Concreto leve, tijolo, pedras cerâmicas para paredes externas estão marcadas para esta propriedade com MPZ 15, 25, 35. Concreto para construção de pontes e estradas - 50, 100 e 200, concreto hidráulico - até 500.

9 Propriedades termofísicas A condutividade térmica é a propriedade de um material de transferir calor de uma superfície para outra. Esta propriedade é a principal tanto para um grande grupo de materiais de isolamento térmico como para materiais utilizados na construção de paredes externas e revestimentos de edifícios. O fluxo de calor passa através da estrutura sólida e das células de ar do material poroso. Aumentar a porosidade de um material é a principal forma de reduzir a condutividade térmica. Eles se esforçam para criar pequenos poros fechados no material, a fim de reduzir a quantidade de calor transferido por convenção e radiação. A umidade que flui para os poros de um material aumenta sua condutividade térmica, uma vez que a condutividade térmica da água é 25 vezes maior que a condutividade térmica do ar.A capacidade térmica é uma medida da energia necessária para aumentar a temperatura de um material. A capacidade térmica depende do método de transferência de calor ao corpo quando aquecido, da microestrutura, da composição química, estado de agregação corpo

10 Resistência ao fogo - propriedade de um material de resistir à exposição prolongada a altas temperaturas (de 1580 C e acima) sem amolecer ou deformar. É utilizado para revestimento de fornos.Resistência ao fogo é a propriedade de um material de resistir à ação do fogo durante um incêndio por um determinado tempo. Depende da combustibilidade, ou seja, a capacidade de um material inflamar e queimar. Materiais ignífugos - concreto e outros materiais com ligantes minerais, tijolos cerâmicos, aço, etc. No entanto, deve-se levar em consideração que, em caso de incêndio, alguns materiais ignífugos racham ou ficam gravemente deformados. Os materiais refratários ardem quando expostos ao fogo ou a altas temperaturas, mas não queimam com chamas abertas. Os materiais orgânicos combustíveis devem ser protegidos do fogo com retardadores de fogo.A expansão térmica é uma propriedade de uma substância ou material caracterizada por uma mudança no tamanho de um corpo durante o processo de aquecimento. É caracterizado quantitativamente pelo coeficiente de expansão térmica linear (volumétrica). A expansão térmica depende das ligações químicas, do tipo de estrutura da rede cristalina, da sua anisotropia e da porosidade do sólido.

11 Propriedades mecânicas básicas Resistência é a propriedade de um material de resistir à destruição sob a influência de tensões internas causadas por forças externas ou outros fatores (encolhimento, aquecimento desigual, etc.). A resistência do material é avaliada pela resistência à compressão (por materiais frágeis). Dependendo da resistência (indicada por kgf/cm2 ou MPa), os materiais de construção são divididos em graus, que são os indicadores mais importantes de sua qualidade, por exemplo, o grau do cimento Portland é 400, 500, 550, 600. Quanto maior quanto maior for a qualidade, maior será a qualidade do material de construção estrutural. Resistência à tração axial - usada como característica de resistência de aço, concreto e materiais fibrosos.

12 Resistência à flexão - características de força tijolo, gesso, cimento, concreto rodoviário A tensão é uma medida forças internas que surgem em um corpo deformável sob a influência de forças externas Resistência dinâmica (impacto) - a propriedade de um material de resistir à destruição sob cargas de impacto A resistência de um material da mesma composição depende de sua porosidade. Um aumento na porosidade reduz a resistência de um material.Dureza é a propriedade de um material de resistir à deformação plástica local que ocorre quando um corpo mais duro é introduzido nele. A sua abrasão depende da dureza dos materiais: quanto maior a dureza, menor a abrasão.

13 A abrasão é avaliada pela perda da massa inicial da amostra, dividida pela área superficial de abrasão. O desgaste é a propriedade de um material de resistir aos efeitos simultâneos de abrasão e impactos. A durabilidade é a propriedade de um produto de manter a operabilidade para o estado limite com as pausas necessárias para reparos. A durabilidade de um material é medida pela sua vida útil sem perda de qualidade durante a operação e em condições climáticas específicas. Por exemplo, para o concreto existem três níveis de durabilidade: 100, 50, 20 anos. A confiabilidade consiste em durabilidade, confiabilidade, facilidade de manutenção e capacidade de armazenamento.