ЛЕКЦИЯ 2. §2.2. Требования к свойствам СтМ

КЛАССИФИКАЦИЯ И СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

§2.1. Классификация СтМ

§2.2. Требования к свойствам СтМ

§2.3. Основные свойства СтМ

§2.1. Классификация СтМ

Итак, на прошлой лекции мы обсудили предпосылки становления, состояние и перспективы развития строительного материаловедения (СМ). При этом выделили 4-е (условных) этапа в истории развития СМ, определяемых революционными изменениями в развитии человечества. Пришли к выводу, что мы, по всей видимости, находимся в конце III-го этапа, определяемого научно-технической революцией XIX-XX вв. (постиндустриальный период), и стоим у истоков IV-го – века информационных технологий (начинается» с 2010 г.). Нет возражений? Тогда вперед – нас ждут великие дела!

Теперь жестокая реальность в виде обязательного курса лекций и учебной части университета (видите, в том, что я вас гружу, виноват не я – начальство. Поэтому и все претензии к ним, в т.ч. и по качеству чтения лекций! Я – хороший!) заставляет нас из манящего прошлого и светлого далёка вернуться в интригующее настоящее. Интригу мы начнем (затеем – на вашу голову) с классификации строительных материалов (СтМ). Перед этим давайте внимательно посмотрим на всем знакомый нам объект – многоэтажный дом (рис. 2.1а), и менее знакомый фрагмент одноэтажного промышленного здания (рис. 2.1б).

Рис. 2.1а. Конструктивная схема многоэтажного жилого дома

(с названиями основных изделий и применяемых в них материалов) [2.1]

1 - наружная несущая стена (легкий бетон); 2 - то же внутренняя (тяжелый бетон); 3 - междуэтажное перекрытие (предварительно напряженный железобетон); 4 - перегородка (гипсобетон); 5 - оконный блок (дерево, полимер); 6 - основание (песчаный грунт); 7 - фундамент (железобетон); 8 - гидроизоляция (битумная мастика); 9, 10 - покрытия полов (керамическая плитка и теплозвукоизоляционный линолеум); 11 - пароизоляция (полимерная пленка); 12 - теплоизоляция (минеральная вата); 13 - стяжка (цементный раствор); 14 - мягкая кровля (рубероид); 15 - внутренняя отделка стен (бумажные обои); 16 - то же наружная (кремнийорганическая краска); 17 - ограждение балкона (листовой асбестоцемент)

Рис. 2.1б. Фрагмент одноэтажного промышленного здания

с каркасом из сборных железобетонных изделий

1 – фундаменты под колонны; 2 – колонны наружного ряда; 3 – подкладка;

4 – фундаментная балка; 5 – стеновые панели; 6 – консоли колонн; 7 – подкрановая балка; 8 – плиты покрытия; 9 – балки покрытия; 10 – внутренние колонны

Обратим внимание, на рисунке указаны не только названия основных элементов (цифрами), но и из каких (в скобках) СтМ они изготовлены. Надеюсь, вас поражает многообразие материалов и изделий? Но это ведь далеко не все – ведь они получены по какой-то технологии (которых в СМ более сотни), изготовлены из каких-то материалов (составляющих, компонентов), да и дом (а вариантов домов десятки) является только объектом жилищного строительства, а ведь есть еще промышленное строительство, есть транспорт – железнодорожный и автомобильный, и т.д.

Много, сложно? Интригующе? (Хотели интриги - получайте!) Попробуем действовать по принципу – разделяй и властвуй! Скажем иначе (интеллигентней) – классифицируй!

Классификация (от лат. classis – разряд, класс и facio – делаю, раскладываю) – система соподчиненных понятий, используемых как средство для установления связей между этими понятиями и классами объектов, определяющая место объекта в системе, которое указывает на свойства этого объекта [2.1]

Предварительно поясним ряд терминов. Под изделием будем подразумевать все, что при применении в строительстве не изменяет первоначальной геометрической формы, в противном случае это будет материал.

Простое изделие в ряде случаев называют “ конструкцией ”, а сложное (состоящее и из одного, но уникального изделия или множества, но простых) – зданием или сооружением. Для получения СтМ и изделий используются сырье (синоним – сырьевые материалы) и полуфабрикаты – продукция других производств.

Отметим отсутствие общепризнанной (подобно таблице Менделеева) классификации СтМ, которую целесообразно проводить в зависимости от поставленных целей. Для учебы мы будем подразделять СтМ и изделия (СтМИ), получаемые на их основе, по двум признакам – по происхождению и назначению.

Классификация СтМИ по происхождению представлена на рис. 2.2.

2.2. Схема классификации СтМ по происхождению [2.2]:

1 - керамика; 2 - стекло; 3 - шлаки; 4 - каменные расплавы; 5 - кирпич; 6 - бетоны; 7 - асбестоцементные изделия; 8 - другие изделия; 9 - футеровочные материалы

а - материалы; б - изделия

Как видим, СтМ по происхождению подразделяют на природные и искусственные.

Природные СтМ образуются в естественных (природных) условиях и их получают из непосредственно из земных недр и лесных массивов в готовом виде (например, природные битумы и асфальты, камыш, солома и др.), путем изменения состояния (например, дроблением получают щебень, древесную щепу) или приданием рациональных размеров (например, пилением – камень, доски). При этом сохраняются их первоначальное строение и химический состав, в отличие от искусственных (не встречающихся в природе) СтМ, которые получают из природных материалов путем целенаправленного изменения, как правило, их первоначального строения и состава.

СтМИ как природного, так и искусственного происхождения могут быть неорганическими и органическими.

Неорганические материалы – это соединения, образуемые всеми химическими элементами за исключением органических соединений углерода.

Органические материалы представляют большинство химических соединений углерода с другими элементами, в основном водородом.

Полимерами (органическими и неорганическими) называются вещества с большой молекулярной массой (³ 10⁴), у которых молекулы состоят из одинаковых групп атомов – звеньев.

Кроме того, в зависимости от температурной обработки СтМ подразделяются на безобжиговые (t £ 100 ^оС, Р = 1 атм) и автоклавные (100 < t £ 200 ^оС, Р > 1 атм) – их затвердевание происходит в результате физико-химических превращений вяжущего вещества. О бжиговые СтМ получают удалением химически связанной воды (200 < t £ 900 ^оС, Р = 1 атм) или в процессе остывания жидких расплавов (t > 900 ^оС, Р = 1 атм).

По назначению СтМ подразделяются на конструкционные, конструкционно-отделочные и отделочные (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Классификация готовых СМ

по их назначению [2.1]

Дата добавления: 2014-01-11