Классиф. строит. мат-лов.

Классиф. строит. мат-лов.

По степени готовности различают собственно строитель-ные материалы и строительные изделия — готовые изделия и элементы, монтируемые и закрепляемые на месте работы. К строительным материалам относятся древесина, металлы, цемент, бетон, кирпич, песок, строительные растворы для ка-менных кладок и различных шту кату рок, лакокрасочные ма-териалы, природные камни и т.д. Строительными изделиями являются сборные железобетонные панели и конструкции, оконные и дверные блоки, санитарно-технические изделия и кабины и др.

По происхождению строительные материалы подразделяются на природные и искусственные. Природные материалы — это древесина, горные породы (природные камни), торф, природные битумы и асфальты и др. Эти материалы получают из природного сырья путем несложной обработки без изменения их первоначального строения и химического

состава. К искусственным материалам относят кирпич, це-мент, железобетон, стекло и др.

По назначению материалы подразделяют на следующие группы:

Конструкционные

теплоизоляционные,

акустические

гидроизоляционные и герметизирующие

отделочные

специального назначения (например, огнеупорные или кислотоупорные),

Ряд материалов (например, цемент, известь, древесина) нельзя отнести к какой-либо одной группе, так как их используют и в чистом виде, и как сырье для получения других строительных материалов и изделий — это так называемые материалы общего назначения.

Свойства материалов, характеризующие их физическое состояние.

Истин. плотность-масса един. объема абсол. плотного мат.

Ср. плотность-масса един. объема мат. в естест. состоянии.

Пористость-степень заполнения объема мат. порами.

Влажность- содерж. воды в мат. в данный момент.

Водостойкость- способ. мат. сохранять свою прочность при насыщении водой.

Гигроскопичность- способ. мат. поглощать влагу из окруж. воздуха.

Водопоглощение- способ. мат. впитывать и удержив. в своих порах воду.

Водопроницаемость- способ. мат. пропускать через себя воду под давлением.

Водонепроницаем- способ. мат. сопротив. прониканию в него воды под давлением.

Паропроницаемость- способ. мат. пропускать через свою толщу водяной пар.

Морозостойкость- способ. мат. в водонасыщенном состоянии не разрушаться при многократном попеременном замораживании и оттаивании

Теплопроводность- способ. мат. проводить теплоту.

Теплоемкость- способ. мат. поглощать теплоту при нагревании.

Огнестойкость- способ. мат. не разруш. под действием высоких температур.

Огнеупорность- способ. мат. выдержив. длительн. воздейств.высоких температур.

Механические свойства материалов

Прочность- способ. мат. сопротивл. разрушению и деформациям от внутрен. напряжений.

Предел прочности- напряжение возникающ. в мат. под действием разрушающ. нагрузок.

Твердость- способ. мат. оказыв. сопротивление проникан в него более твердого тела.

Истираемость- способ. мат. разрушат. под воздействием истирающих усилий.

Сопротивление удару- характериз сопротивление мат. разрушениям при ударе.

Износ- способ. мат. сопротивл. одноврем. воздействию истиранию и ударов.

Упругость- способ. мат. изменять под воздействием нагрузок форму и размеры и восстанав. их после прекращения нагрузок.

Пластичность- способ. мат. изменять под воздействием нагрузок форму и размеры и сохранять их после снятия их.

Хрупкость- способ. мат. внезапно разрушат. под воздействием нагрузки без заметного изменения размеров и формы.

Хим. св-ва.

Хим стойкость- способ. мат. противостоять воздейств. хим элементов.

Коррозион. стойкость- способ. мат. сопротивлят. коррозион. воздействию среды.

Растворимость- способ.мат. растворяться в разн. жидкостях.

Адгезия- способ. одного мат. прилипать к поверхности другого.

Технолог. св-ва.

Удобоукладываемость- способ. легко укладываться тонким плотным слоем.

Вязкость- внутреннее трение жидкости препятствующ. перемешиванию одного слоя с другим.

Предельное напряжение сдвига- величина внутренн. напряжен. при которой мат. начинает необратимо деформироваться(течь)

9.. горные породы по условиям их образования.

Магматические (изверженные) породы образовались в результате застывания и кристаллизации магмы — расплавленной массы преимущественно силикатного состава, образу-ющейся в глубинах земной коры. Если магма застывала в глубине земной коры и охлаждение шло медленно и под большим давлением, то образовывались крупнокристаллические лотные горные породы, называемые глубинными. Если магма выливалась на поверхность земли, образовывались так называемые излившиеся породы: магматические базальты, порфиры, липарты, трахиты, андезиты, диабазы.

Пемзу применяют как легкий заполнитель в бетонах и растворах, как гидравлическую добавку к извести и цементам, в качестве абразивного материала в малярных материалах, а также для шлифования металлов и древесины, полирования каменных изделий.

Осадочные породы образов'ались в результате разрушения горных пород и биологической или химической переработки природного минерального сырья.

Под действием природных факторов массивные горные породы разрушаются, образуя рыхлые механические отложения: гравий, песок, глину.

Органогенные породы образуются в результате отложения отмерших организмов (ракушек, рачков и т.п.). К этим породам относятся широко распространенные в природе известняки, известняки-ракушечники, мел, состоящие в основном из карбоната кальция СаСО3.

В результате химических процессов — растворения минеральных веществ и последующего выпадения твердых веществ из растворов — образовались химические осадочные горные породы. Из таких осадочных пород в строительстве используют природный гипс, доломит, магнезит.

Метаморфические горные породы образовались из изверженных и осадочных пород под воздействием высоких температур и давлений газов и горячих растворов. При изменениях происходит перекристаллизация минералов без их плавления, меняется структура породы часто без изменения ее химического состава.

Видоизмененными горными породами являются гнейсы, кристаллические сланцы, кварциты, мраморы и др. Самыми распространенными из них являются гнейсы, образовавшиеся в результате видоизменений

кварцево-полевошпатовых пород, например гранитов. В отделочных работах гнейсы не применяются

Осн.св-ва каменных мат.

Свойства природных каменных материалов.

По пределу прочности при сжатии (МПа) установлены следующие марки каменных материалов: для тяжелых пород — 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100; для легких - 3, 5; 5; 7, 5; 10; 15; для ракушечника, идущего на кладку стен, г- 0, 4; 0, 7; 1; 1, 5; 2, 5; 3, 5; 5, 0.

По морозостойкости в циклах замораживания и оттаивания для каменных материалов установлены марки: F10, 15, 25, 50, 100, 150, 200, 300 и 500.

По степени водостойкости (коэффициенту размягчения) материалы разделяют на группы с величиной данного показателя 0, 6; 0, 75; 0, 9 и 1

Виды стеновых кер. Матер.

Керамический кирпич — искусственный камень в форме прямоугольного параллелепипеда, является самым древним ис-кусственным строительным материалом.

Небольшой размер кирпича обыкновенного объясняется двумя причинами. Во-первых, масса кирпича, укладываемого вручную, не должна превышать 4 кг и, во-вторых, получение крупного массивного керамического изделия затруднительно, так как сушка и обжиг таких изделий протекают долго и, как правило, сопровождаются большими деформациями и растрескиванием изделий.

Поэтому для уменьшения массы и толщины наружных стен вместо обычного кирпича применяют керамические камни (изделия конструктивного назначения, имеющие размеры больше кирпича), которые характеризуются меньшей плот-ностью, более низкой теплопроводностью, чем обычный кирпич, но обладают достаточной прочностью.

Кирпич и камни должны иметь форму прямоугольного параллелепипеда с прямыми ребрами и углами, ровными гра-нями. Предел прочности при сжатии и изгибе, форма, размеры и расположение пустот в кирпиче и камнях должны соответствовать требованиям стандарта.

В зависимости от марки по морозостойкости (F15, F25, F35 и F50) кирпич и камни в насыщенном водой состоянии должны выдерживать без признаков видимых повреждений (расслоение, шелушение, растрескивание, выкрошивание) не менее соответственно 15, 25, 35 и 50 циклов замораживания и оттаивания.

Водопоглощение керамического кирпича полнотелого и пустотелого полусухого прессования должно быть не менее 8%, а пустотелого пластического формования и пустотелых керамических камней не менее 6%.

Кирпич керамический обыкновенный применяют для кладки внутренних и наружных стен, столбов, сводов и других частей зданий, в которых полностью используется его вы-сокая прочность. Кроме того, из него изготовляют кирпичные панели.

Пустотелый кирпич применяют для наружных и внутренних стен зданий, а также в цоколях зданий выше гидроизоляционного слоя. Нельзя использовать его для фундаментов и цоколей зданий ниже гидроизоляционного слоя и для стен помещений с повышенной влажностью (бань, прачечных и т.п.). Легкий кирпич используют для наружных и внутренних стен зданий с нормальной влажностью помещений

Стекло и изделия.

Стекло — твердый хрупкий материал, получаемый при охлаждении силикатных расплавов. Основной компонент стекла — диоксид кремния (70 — 75%). Кроме того, в состав стекла входят оксиды натрия, кальция, магния. Сырьем для его производства служат кварцевые пески, сода, мел и другие широко распространенные материалы.

Технологическая схема производства строительного стек-ла в основных чертах следующая. Исходные материалы тща" тельно подготовляют: сушат и очищают песок от посторонних примесей, отделяют крупные фракции щебня или гравия, дробят и сушат мел и доломит, размалывают уголь. Подготовленные материалы направляют в расходные бункера, а из них — в дозировочное отделение, где дозируют по массе и направляют в смеситель для приготовления шихты. Подготовленную шихту расплавляют в печах непрерывного действия при температуре 1100 — 1200°С и после этого выдерживают при этой температуре до полного отделения всех примесей, которые собираются на поверхности расплава в виде пены. В этот пе-риод происходит и обесцвечивание стекла (вводят специальные добавки), а также удаление пузырьков воздуха и газа. Затем из расплавленной массы при помощи машин вытягивают ленту стекла, которая проходит между валками машины, охлаждается и отжигается для снижения хрупкости.

В строительстве стекло применяют главным образом для остекления световых проемов (листовое стекло оконное, вит-ринное, закаленное, армированное и т.д.), кроме того, как отделочный материал (цветные листы, крупные и мелкие плитки), а из стеклянного волокна получают стеклопластики и стекловолокнистые теплоизоляционные материалы. Штучные стеклянные изделия используют для устройства светопрозрач-ных ограждающих конструкций (перегородок, стен).

Листовое стекло. Листовое оконное стекло — наиболее распространенный вид плоского стекла. Его выпускают толщиной 2 —6 мм и размерами от 250 х 250 до 2000 х 2200 мм, которые имеют светопропуекание 84 — 90%. Листовое стекло имеет несколько разновидностей.

Узорчатое стекло получают способом непрерывного проката

Армированное стекло получают методом непрерывного проката с одновременным закатыванием внутрь листа металлической сетки.

Свойства портландцемента.

Свойства портландцемента.

Средняя плотность.

Тонкость помола цемента определяется остатком на сите № 008 (размер ячейки в свету 0, 08 мм) не более 15%. С увеличением тонкости помола цемента возрастает скорость твердения и повышается прочность цементного камня.

Водопотребностъ портландцемента определяется количеством воды (в %), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты, т.е. заданной стандартной пластичности. Повышение водопотребности плохо сказывается на свойствах цемента: уменьшаются прочность и морозостойкость, увеличиваются усадочные деформации и пр.

Сроки схватывания цементного теста нормальной густоты определяют на приборе Вика по глубине проникания иглы. Начало схватывания должно наступить не ранее чем через 45 мин, заканчивается схватывание не позднее чем через 10 ч от начала затворения.

Тепловыделение при твердении цемента происходит длительное время, поэтому сильный разогрев бетона и раствора не происходит.

Равномерность изменения объема цемента при твердении (при твердении на воздухе уменьшается в объеме; при твердении в воде увеличивается в объеме

Прочность портландцемента характеризуют маркой, которую устанавливают по пределу прочности при сжатии и изгибе образцов-балочек размером 40х40х160 мм.

Цемент с мин. добавками.

Портландцемент с минеральными добавками (ПЦД) изготовляют тонким измельчением клинкера, гипса и минеральных добавок. В качестве добавок вводят доменные гранулированные шлаки или активные минеральные добавки осадочного происхождения. ПЦД в отличие от портландцемента обладает повышенной водостой-костью, меньшим тепловыделением и более высокой коррозиеустойчивостью. Морозостойкость ПЦД несколько ниже. Выпускают его марок, что и портландцемент: 400, 500, 550 и. 600.

Мат. для тяжелого бетона.

Качество бетона в большой степени зависит от используемых материалов. Правильный выбор материалов для бетона, учитывающий как требования к бетону, так и свойства самих материалов. Вид цемента следует выбирать в соответствии с назначением конструкций и условиями их эксплуатации, требуемым классом бетона.В качестве мелкого заполнителя в

тяжелых бетонах применяют песок, который может быть при-родным или искусственным.

Природный песок-это рыхлая смесь зерен крупностью от 0, 14 до 5 мм,

Искусственный песок получают дроблением твердых горных пород либо некоторых побочных продуктов промышленности, Песок для бетона должен состоять из зерен различного размера, чтобы его межзерновая пустотность была минимальной; чем меньше объем пустот в песке, тем меньше требуется цемента для получения плотного бетона.

В качестве крупного заполнителя для изготовления тяжелого бетона применяют гравий или щебень. Щебень отличается от гравия остроугольной формой и шероховатой поверхностью зерен, в связи с чем сцепление его с цементно-песчаным раствором лучше, чем гравия.

Зерновой состав крупного заполнителя определяют про-сеиванием средней пробы через стандартный набор сит.

Бетонная смесь.

Удобоукладываемость, т.е.

способность бетонной смеси заполнять форму при заданном способе уплотнения- и образовывать в результате уплотнения плотную, однородную массу. Для оценки удобоукладываемости используют три показателя: подвижность, жесткость и связность смеси.

Подвижность бетонной смеси определяют по осадке стан-дартного конуса

Жесткость смесей, характеризуют показателем жесткости, В зависимости от удобоукладываемости различают жесткие и подвижные бетонные смеси.

Связность -это способность бетонной смеси сохранять однородную структуру, т.е. не расслаиваться в процессе тран-спортирования, укладки и уплотнения. В результате уплотне-ния смеси частицы сближаются, а часть воды как наиболее легкого компонента отжимается вверх, образуя капиллярные ходы и полости под зернами крупного заполнителя. Чтобы повысить связность и предотвратить расслоение бетонной смеси, необходимо правильно назначать количество мелкого заполнителя в составе бетона, а также сокращать расход воды затворения, используя пластифици-рующие добавки.

Классиф. гидротехн.бетона.

Гидротехнический бетон разновидность тяжелого бетона, который в зависимости от условий эксплуатации конструкций гидротехнических сооружений классифицируется на несколько видов.

В зависимости от расположения по отношению к уровню воды гидротехнический бетон в сооружении подразделяют на: подводный -постоянно находящийся в воде; бетон зоны переменного уровня подвергающийся периодическому обмыванию водой; надводный находящийся выше зоны переменного уровня. По площади поверхности конструкций гидротехнический бетон делят на массивный и немассивный, по месту нахождения в сооружении — наружных и внутренних зон. Бетон внутренних зон массивных гидротехнических сооружений, не подвергающийся напору и рас-положенный не ближе 2 м от внешней поверхности, рассмат-ривается как обычный бетон. По действующему на конструкцию напору воды различают гидротехнический бетон для на-порных и для безнапорных конструкций.

При проектировании конструкций и конструктивных элементов сооружений мелиоративных систем следует учитывать

классификацию, причем для конструкций, расположенных в нескольких зонах, требование к бетону следует выбирать по наиболее неблагоприятной зоне.

Технич. требования к гидротехн. бетону.

В зависимости от вида и условий работы устанавливаются показатели качества бетона, основными из которых являют- ся класс по прочности на сжатие В; класс по

прочности на осевое растяжение Bt; марка по морозостойкости F; марка по водонепроницаемости W. К бетону гидротехнических сооружений предъявляют дополнительные требования водопоглощение, линейная усадка и набухание, стойкость против агрессивного воздействия воды, минимальное тепловыделение, сопротивляемость истиранию потоком воды с наносами, трещиностойкость.

Срок твердения (возраст) бетона, для массивных гидромелиоративных сооружений и конструкций речных гидротехнических сооружений 180 сут; для сборных и монолитных конструкций морских и сборных конструкций речных транспортных сооружений и тонкостенных гидромелиоративных конструкций -28 сут. Срок твердения (возраст) бетона, отвечающий его проектной марке по морозостойкости, прини-мается 28 сут, для массивных конструкций, возводимых в теплой опалубке, 60 сут.

Класс бетона по прочности на сжатие В определяют по сопротивлению осевому сжатию куба размером 15х 15х 15 см, испытанного в возрасте 180 сут

Класс по прочности на осевое растяжение Bt принимают

Дорожный бетон

Дорожный бетон применяют для устройства покрытий на 'автомагистралях, дорогах промышленных предприятий и городских улицах. В процессе эксплуатации покрытия подвергаются не только воздействию транспортных средств, но и влиянию атмосферных условий

, поэтому к дорожному бетону предъявляют повышенные требования по прочности, плотности, износо- и морозостойкости.

Для приготовления дорожного бетона используют высококачественные материалы. В качестве вяжущих используют пластифицированный или гидрофобный портландцемент

начало схватывания которых должно наступать не ранее чем через 2 ч после их затворения. В качестве заполнителей для дорожного бетона используют

пески и щебень из плотных горных пород

Специальные бетоны.

пески и щебень из плотных горных пород

Бетон для радиационной защиты. Лученепроницаемые

бетоны предназначены для защиты от радиоактивных элементов, излучаемых ядерными реакторами.

Обычный бетон, хорошо поглощая у-лучи, плохо погла-щает нейтроны. Бетоны, изготовляемые с применением тяжелых заполнителей

с добавкой соединений бора, кадмия и других веществ, хорошо поглощают нейтроны.

Химически связанная вода является хорошим поглотителем нейтронов и ее наличие в тяжелых заполнителях

в связанном виде является положительным фактором.

Большое значение для защиты бетонов от радиактивных излучений имеет вид вяжущего.

Декоративные бетоны все шире используются для повышения эстетической выразительности зданий и сооружений. Из них делают ограждающие конструкции жилых и общественных зданий, декоративные плиты для наружных и внутренних стен,

Бетон данного вида получают за счет применения цветных составляющих — белого и цветного цементов, щелочестой-ких пигментов, заполнителей из цветных горных пород.

Декоративный бетон наряду с требованиями к его цвету и внешнему виду должен удовлетворять повышенным требованиям в отношении прочности, плотности и долговечности, так как он является наружным слоем железобетонных изделий и в первую очередь подвергается атмосферным воздействиям, а Г* в ряде случаев и истиранию.

ЛЕГКИЕ БЕТОНЫ

Легкие бетоны, отличающиеся высокой пористостью сравнительно небольшой средней плотностью

г-широко используют для изготовления несущих и ограждающих сборных бетонных и железобетонных конструкций. Применение их вместо кирпича и тяжелого бетона дает возможность повысить теплозащитные качества ограждений, что в свою очередь позволяет уменьшить толщину и массу стен зданий и за счет этого сократить транспортные расходы.

В легком бетоне в качестве заполнителей используют песок и щебень из пемзы, , вулканического туфа, пористого известняка и доломита,

В зависимости от вида применяемого крупного пористого заполнителя легкие бетоны разделяют на керамзитобетон, аглопоритобетон, шлакобетон, пемзобетон и т.д.

По структуре рассматриваемые бетоны разделяют на следующие основные виды:

обыкновенные легкие бетоны, изготовляемые из вяжущего вещества, воды, мелкого и крупного заполнителей при полном заполнении раствором пустот между зернами крупного заполнителя.

крупнопористые легкие бетоны, в кото-

рых зерна крупного заполнителя покрыты тонким слоем цементного теста, а межзерновые пустоты остаются свободными.

поризованные легкие бетоны на основе вяжущего вещества и порообразователя, в структуре которых возникают воздушные ячейки.

По назначению легкие бетоны на пористых заполнителях разделяют на следующие виды: теплоизоляционные

конструкционно-теплоизоляционные

Конструкционные

По виду вяжущих различают легкие бетоны цементные, известковые, гипсовые, на смешанном вяжущем и жидком стекле.

Для легких бетонов неавтоклавного твердения применяют ^ портландцемент, шлакопорт ланд цемент, пуццолановый портландцемент, а также быстротвердеющий портландцемент.

Заполнители для легких бетонов. В качестве заполнителей для легких бетонов применяют природные или искусственные пористые каменные материалы, от свойств и качества которых зависят свойства приготовленного бетона.