Строительные материалы

Строительными материалами называют природные и искусственные материалы, применяемые при возведе­нии и ремонте различных зданий и сооружений. Строи­тельные материалы имеют огромное значение в техническом оснащении страны. В строительном произ­водстве используется около 80% выпускаемого в стране цемента, более 20% металлопроката и деловой древе­сины и множество других промышленных материа­лов.

Классификация строительных материалов, их ос­новные свойства и методы определения

Строительные материалы классифицируются по про­исхождению, химическому составу, технологическим и другим признакам.

По происхождению строитель­ные материалы подразделяются на естественные, обра­зовавшиеся в естественных природных условиях (гор­ные каменные породы, гравий, песок, глина, дерево и др.), и искусственные, получаемые в процессе перера­ботки природных сырьевых материалов (цемент, щебень, известь, полимерные смолы, битумы и т.д.).

По хи­мическому составу различают неорганические (песок, глина, графит и т.д.) и органические строи­тельные материалы (древесина, пластмассы, краски, би­тумы и др.).

По технологическому признаку строительные материалы делятся на следующие основные группы: природные каменные материалы, ке­рамические материалы и изделия, огнеупорные мате­риалы, минеральные вяжущие вещества и изделия на их основе, строительные растворы, силикатные и асбо­цементные материалы и изделия, стеклянные и плавлен­ные изделия, теплоизоляционные, органические вяжу­щие, лакокрасочные, древесные, пластмассовые и металлические материалы.

Показатели свойств строительных материалов определяются в ла­бораторных и производственных условиях с использо­ванием методик, утвержденных Государственными стан­дартами и Техническими условиями.

Основные свойства строительных материалов — фи­зические, механические, химические, технологические и др. Физические свойства характеризуются плотностью, объемной массой, пористостью, влажностью и водопо- глощением, водо- и газопроницаемостью, гигроскопично­стью и влагоотдачей, огнеупорностью, морозостойко­стью и рядом других показателей.

Плотность р (г/см³) представляет собой массу еди­ницы объема однородного материала в абсолютно плот­ном (без пор) состоянии:

Порами называются газовоздушные включения, из которых состоит большинство строительных материалов. Плотность определяется пикнометрическим способом и для основных видов строительных материалов находится в пределах: для каменных — от 2,2 до 3,3 г/см³, органи­ческих (древесина, пластмассы, краски, битумы)—от 0,8 до 1,6, металлических (чугун и сталь)—от 7,3 до 7,9 г/см³.

Объемная масса (кг/м³) характеризует массу еди­ницы объема материала в естественном состоянии (вместе с порами)

Объемная масса строительных материалов характе­ризует их прочность, теплопроводность, водопоглощение, кислотостойкость, морозостойкость и другие свой­ства. Для большинства строительных материалов (за исключением стекла, металлических и жидких материа­лов) объемная масса меньше плотности, что обусловле­но их пористостью. Объемная масса сыпучих материа­лов (песок, щебень, гравий) выражается насыпной, объемной массой.

Пористостью П (%) называется степень заполнения строительных материалов порами или другими воздуш­ными включениями:

Влажность — массовое содержание воды в материале, выраженное в процентах к массе абсолютно сухого образца (абсолютная влажность W_a) или к массе исходного образца (относительная влажность W_Q):

Водопоглощением называется свойство материала впи­тывать в себя воду и удерживать ее при соприкосновении с ней. Водопоглощение определяется по разности масс об­разцов в насыщенном водой и в абсолютно сухом состоянии.

Водопроницаемость — свойство материалов пропус­кать через себя воду под давлением и зависит от их пористости. Такие материалы, как стекло, металлы и некоторые пластмассы, практически водонепрони­цаемы.

Степень водопроницаемости определяется количест­вом воды, которая просачивается за 1 час через еди­ницу площади данного материала при заданном дав­лении.

Газопроницаемостью называется способность мате­риала пропускать различные газы при наличии отно­сительного парциального давления по обе стороны ис­пытуемого образца.

Гигроскопичность и влагоотдача характеризуют спо­собность материала поглощать и отдавать влагу из ок­ружающего воздуха. Гигроскопичность (%) представ­ляет собой отношение массы влаги, поглощенной материалом за определенное время из воздуха при тем­пературе 20°С и относительной влажности 100%, к мас­се сухого материала. Влагоотдача определяется коли­чеством воды, отдаваемым материалом в окружающую среду за определенное время при температуре 20°С и относительной влажности воздуха 60%, т. е. скоростью высыхания материала.

Огнеупорностью называется свойство материалов противостоять длительному воздействию высоких тем­ператур, не деформируясь и не расплавляясь. По сте­пени огнеупорности строительные материалы подразде­ляются на огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие.

Морозостойкостью называется способность материа­ла в насыщенном водой состоянии выдерживать попе­ременное замораживание и оттаивание без заметных признаков разрушения и значительного снижения проч­ности. Испытания материала на морозостойкость про­водятся в специальных холодильных камерах много­кратным (от 10 до 200 раз в зависимости от условий эксплуатации) замораживанием образцов при темпера­туре от—15 до —17°С и оттаиванием в воде при тем­пературе от 10 до 20°С. Строительные материалы в воз­душно-сухом состоянии, как правило, переносят много­кратное замораживание и оттаивание без снижения своих механических свойств. Однако в водонасыщенном состоянии многократное замораживание и оттаивание материалов приводит к значительному их разрушению вследствие того, что вода в порах при температуре ни­же 0 С замерзает, увеличиваясь в объеме примерно на 10%. Наибольшей степенью морозостойкости обла­дают бетоны, образцы которых выдерживают много­кратные циклы замораживания и оттаивания, не сни­жая при этом прочности более чем на 25% и массы более чем на 5%. Морозостойкость бетона характери­зуется марками Мрз 10, 15, 25, 50, 100, 150 и Мрз200, в которых числа показывают соответствующее количе­ство циклов попеременного замораживания и оттаивания.

Механические свойства строительных материалов характеризуются прочностью, твердостью, истираемо­стью, износом и другими показателями. Большинство строительных материалов хрупки и практически не об­ладают пластичностью, поэтому их статическая проч­ность оценивается пределом прочности на сжатие (МПа). Определение прочности на сжатие производит­ся разрушением образцов на механических пли гид­равлических прессах. Для проведения испытаний при­меняют специально изготовленные образцы, обычно в форме куба со стороной 2—30 см.

Сопротивление истираемости материалов повыша­ется с увеличением твердости и устанавливается на спе­циальных машинах.

Прочность материалов на износ характеризуется сопротивлением истиранию в процессе удара и опреде­ляется во вращающемся барабане. В барабан помимо испытуемого образца загружают двенадцать стальных шариков массой по 450 г каждый и вычисляют потерю массы образца в течение 500 вращений барабана.

Химические и технологические свойства строитель­ных материалов рассматриваются при изучении отдель­ных видов материалов.

Дата добавления: 2015-06-27