ЛЕКЦИЯ № 18. Строительные материалы

1. Материалы из природного камня

Материалы из природного камня в строительстве применяются с незапамятных времен. Основными и широко используемыми материалами из природного камня являются песок (горный и речной), гравий, мел, каолин, щебень, которые относятся к грубообработанным каменным материалам Кроме перечисленных материалов, в строительстве применяются обработанные каменные материалы: пиленые штучные камни и блоки для стен, камни, плиты и профильные изделия с различно обработанной поверхностью для наружной и внутренней облицовки зданий и сооружений.

По существующим строительным нормам и правилам природные каменные материалы классифицируют по следующим признакам: объемной массе - тяжелые - с объемной массой более 1800 кг/м ³ и легкие - менее 1800 кг/м ³; по пределу прочности при сжатии - на марки: 4, 7, 10, 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 800 и 1000 - соответственно от 0,4 до 100 Мпа. Самым распространенным и применяемым каменным материалом в строительстве является песок горный и речной.

Не менее широко в строительстве применяются такие каменные материалы, как мел и каолин.

Мел представляет собой осадочную горную породу, по химическому составу - чистый углекислый кальций CaCO ₃.

В строительстве и лакокрасочной промышленности также широко применяется каолин - продукт разрушения горных пород, содержащих полевые шпаты. Каолин - это белая глина, по химическому составу является водным силикатом алюминия; добавляют в колеры, содержащие мел, для улучшения их малярно-технических качеств.

Для дорожного строительства и при изготовлении бетонных и железобетонных изделий постоянно и в больших объемах используется гравий доломитовый или гранитный, который представляет собой продукт разрушения горных пород, в виде мелких или относительно крупных камней (отшлифованных водой) размером от 5 до 75,0 мм, средней плотностью более 2 г/см ³.

Гравий по морозостойкости подразделяется на марки:

М_рз 15, 25, 50, 100, 150, 200, 300.

В качестве крупного заполнителя для бетонов монолитных, сборных бетонных и железобетонных изделий, а также в дорожном строительстве постоянно и в больших количествах используется щебень - в виде каменных кусков неправильной формы размерами от 15 мм до 150 мм. Щебень бывает природный (дресва) и дробленый. Дробленый щебень получается путем измельчения крупных кусков горных пород на щебеночных заводах.

По морозостойкости щебень подразделяется на следующие марки: М_рз 15, 25, 50, 100, 150, 200, 300.

Аналогично щебню применяется бутовый камень - в строительстве для устройства фундаментов, в качестве заполнителя бутобетона при возведении бетонных и железобетонных массивных сооружений, при прокладке и ремонте автомобильных дорог. Размеры кусков бутового камня - от 150 до 500 мм. По морозостойкости бутовый камень подразделяется на марки: М_рз 15, 25, 50, 100, 150, 200, 300.

В строительстве широко и в больших объемах применяются различные каменные стеновые материалы - кирпич, камни, мелкие блоки и плиты, которые делятся на рядовые, предназначенные для кладки наружных и внутренних стен, и лицевые - для облицовки стен.

2. Бетоны

Применение бетонов различных видов является важной составной частью строительства различных промышленных и гражданских объектов. Бетон представляет собой искусственный каменный материал, полученный в результате формования и твердения бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, заполнителей и специальных добавок в определенной пропорции. По виду заполнителя бетоны бывают: на плотных заполнителях, на специальных заполнителях, на органических заполнителях. В зависимости от объемной массы бетоны подразделяются: особо тяжелые - объемной массой более 2500 кг/м ³; тяжелые - 2000-2500 кг/м ³; облегченные - 1800-2200 кг/м ³; легкие - 500-1800 кг/м ³. Легкие бетоны изготавливаются следующих видов: на пористых и искусственных заполнителях; ячеистые бетоны крупнопористые бетоны; особо легкие - объемной массой менее 500 кг/м ³. Бетоны приготовляют непосредственно на строительных объектах, используя бетоносмесительные установки различных объемов.

Для изготовления различных бетонных и железобетонных конструкций применяются тяжелые (конструкционные) бетоны, приготовляемые на цементном вяжущем, плотных крупных и мелких заполнителях.

Легкие бетоны приготовляются с использованием цементного вяжущего и пористого крупного заполнителя или плотного мелкого заполнителя, применяются в промышленном, сельскохозяйственном и других видах строительства.

Для легких бетонов установлены следующие классы и марки: классы по прочности для конструкционных бетонов - В2,5; В3,5; В5...В40; классы по прочности для теплоизоляционных бетонов - В0,35; В0,75; В1. К легким бетонам относится арболит, изготавливаемый на цементном вяжущем, органических заполнителях и химических добавках Арболит и изделия из него предназначаются для применения в зданиях различного назначения с относительной влажностью воздуха помещений не более 60 % и при отсутствии агрессивных сред (жидких и газообразных).

В строительстве часто применяются ячеистые бетоны, которые в зависимости от назначения подразделяются на теплоизоляционные, конструкционно-теплоизоляционные конструкционные и специальные, кроме того, они делятся по виду порообразования на газобетоны и пенобетоны. По условиям твердения ячеистые бетоны могут быть автоклавные и неавтоклавные. Для ячеистого бетона установлены следующие классы и марки: классы по прочности на сжатие - В0,35; В0,75; В1; В1,5; ... В20; марки по средней плотности - D300, D400, D500...D1200.

Марки силикатного бетона по средней плотности - D1000, D1100, D1200 ... D2400.

Бетонными заводами выпускаются также жаростойкие бетоны, предназначенные для изделий, конструкций и сооружений, работающих в условиях воздействия температуры свыше +200 °C.

Для изготовления изделий и конструкций, работающих в различных условиях, воздействия агрессивных сред выпускаются химически стойкие бетоны на основе фурановых, фу-раноэпоксидных, карбамидных, акриловых синтетических смол (полимербетоны) и жидкого натриевого или калиевого стекла с полимерной добавкой (полимерсиликатные бетоны).

3. Строительные растворы

При строительстве зданий и сооружений с применением кирпича, стеновых блоков и панелей используются различные строительные растворы. Когда выполняют кирпичную кладку, монтаж стеновых блоков и панелей, применяют цементные растворы, которые имеют составы от 1: 1 до 1: 6, т. е. на одну объемную часть цемента берут от 1 до 6 частей песка (чаще всего применяются растворы 1: 1 и 1: 2). Цементные растворы в пропорции 1: 3 или 1: 4 используют для оштукатуривания нижних частей фундаментов, находящихся во влажной среде, цоколей и наружных стен зданий. Кроме цементных растворов применяются еще другие виды растворов: известковые, гипсовые и смешанные. Все растворы подразделяются по средней плотности в сухом состоянии - на тяжелые, средней плотностью 1500 кг/м³ и более, и легкие, средней плотностью менее 1500 кг/м ³; по пределу установлены марки: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200.

Марка раствора и соотношения в составах зависит от марки цемента. Например, марка раствора цементного 50, с применением цемента М-400 состав будет 1: 6 (на одну часть цемента - 6 частей песка). Цементно-известковые растворы (смешанные) применяют для оштукатуривания наружных стен, увлажняемых частей здания. Составы цементно-известковых растворов (цемент: известковое тесто: песок) в объемных частях: 1: 1: 1; 1: 2: 8; 1: 2: 11 и 1: 3: 15; эти пропорции зависят от марки цемента. Известково-гипсовые растворы предназначаются в основном для оштукатуривания деревянных поверхностей неувлажняемых помещений, а также каменных, фибролитовых поверхностей. Известковые растворы служат для оштукатуривания сухих помещений, конструкций из камня, кирпича, дерева и самана. Количество добавляемого песка в раствор зависит от "жирности" глины Для улучшения прочности и качества работ при кладке и оштукатуривании в состав строительных растворов вводят органические пластификаторы - микропенообразователи (мылонафт, подмыленный щелок, отходы соапстока и др.).

Для отделки фасадов зданий и интерьеров внутренних помещений, а также при заводской отделке лицевых поверхностей стеновых панелей и крупных блоков применяются декоративные растворы: терразитовые, цементно-песчаные, известко-во-песчаные. Для получения нужного дизайна в указанные растворы для декоративной штукатурки вводятся красящие добавки - пигменты (светостойкие, щелочестойкие и кислотостойкие - природные и искусственные).

Для заполнения каналов предварительно напряженных железобетонных конструкций применяются так называемые инъекционные растворы - цементно-песчаные и цементные Для кладки промышленных печей и других тепловых агрегатов, выполняемых из алюмосиликатного кирпича, применяется специальный шамотно-цементный раствор, который является жаростойким. Для аналогичных работ применяется и шамотно-бокситовый раствор (при кладке элементов печей, работающих при температуре от +1300 до +1350 °C). При изготовлении указанных жаростойких растворов в качестве вяжущего в шамотно-цементных растворах применяют портландцемент и пластифицированный портландцемент а в шамотно-бокситовом растворе - натриевое жидкое стекло с модулем 2,5-3.

4. Неорганические заполнители для бетонов

В качестве неорганических заполнителей для бетонов применяются нерудные строительные материалы, щебень шлак и песок из отходов различных производств, а также пористые природные и искусственные материалы. Щебень и песок из отходов промышленности (горно-добывающей и перерабатывающей) относятся к плотным материалам. Пористыми природными материалами являются туф и пемза вулканического происхождения.

Крупными заполнителями являются щебень и гравий, мелким - песок.

В качестве крупного плотного заполнителя при изготовлении тяжелого бетона сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций, деталей зданий и сооружений применяется шлаковый щебень. По прочности щебень из плотных металлургических шлаков подразделяется на следующие марки: ДР 15, ДР 25, ДР 35, ДР 45.

При изготовлении легких бетонов (теплоизоляционного и конструкционного) применяются гравий и песок керамзитовые в качестве заполнителей. Эти материалы являются пористыми искусственными заполнителями.

Песок керамзитовый получают путем дробления керамзитового гравия. В зависимости от плотности гравий каждой фракции подразделяется на марки: 250, 300, 350, 400, 450, 500 и 600. Песок керамзитовый в зависимости от плотности и фракции имеет марки от 500 до 900.

При изготовлении конструкционных и конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов в качестве заполнителей применяются щебень (гравий) и песок термолитовые.

Для изготовления конструкционных легких бетонов в качестве заполнителей широко применяются щебень и песок аглопоритовые, которые получают дроблением спеков, образующихся в результате агломерации гранулированной шихты, составленной из природного минерального сырья и промышленных отходов.

При изготовлении теплоизоляционных и конструкционных легких бетонов, кроме вышеперечисленных пористых искусственных заполнителей, используются шунгизитовые гравий и песок. Такой гравий получают при обжиге шунгит-содержащих пород, а песок - путем дробления этого гравия. Шунгизитовый гравий каждой фракции в зависимости от насыпной плотности подразделяют на марки 200, 250, 550, а песок из вышеуказанного гравия - на марки 500-900.

В строительстве с давних пор широко применяются песок и щебень, перлитовые вспученные, получаемые путем измельчения и термической обработки вулканических водосодержа-щих пород. Эти материалы применяются при изготовлении легких бетонов, а песок перлитовый еще используется для теплоизоляционных засыпок, штукатурных растворов, тепло- и звукоизоляционных материалов, изделий. Марки вспученного перлитового песка по насыпной плотности - от 75 до 500, а щебня - от 200 до 500.

Более пятидесяти лет в строительстве используется в качестве теплоизоляционной засыпки при температуре изолируемых поверхностей от -260 °C до +100 °C такой замечательный материал, как вермикулит вспученный. Исходным сырьем для получения вспученного вермикулита путем обжига, являются природные гидратированные слюды. Марки вермикулита по насыпной плотности - 100, 150, 200.

5. Изделия на основе минеральных вяжущих материалов

На протяжении многих лет (в XX-XXI вв.) в строительстве повсеместно применяются различные изделия на основе минеральных вяжущих материалов. Самыми распространенными при производстве строительных работ являются гипсовые и гипсобетонные изделия.

Плиты гипсовые часто применяются для устройства перегородок в зданиях с сухим и нормальным режимом помещений. Широко применялись в XX в. и применяются сейчас листы гипсокартонные для отделки и устройства стен и перегородок в зданиях и помещениях с сухим и нормальным влажностным режимом, а также для изготовления декоративных и звукопоглощающих изделий. Для устройства несущих перегородок в зданиях различного назначения используются панели гипсобетонные, изготавливаемые из бетона на гипсовом или гипсосодержащем вяжущем.

Повсеместно в строительстве применяются различные асбестоцементные изделия: плоские и профилированные листы, плиты и панели - для стен и покрытий, трубы и фасонные детали.

Изделия из асбоцемента обладают многими ценными свойствами: морозостойкостью, водонепроницаемостью, высокой теплопроводностью, легко полируются и поддаются механической обработке, не поддаются гниению, огнестойки. С давних пор в строительстве применялась и применяется черепица (для обустройства кровель) цементно-песчаная, изготавливаемая из смеси портландцемента, песка и глины. Такая черепица имеет следующие размеры: длина 390 мм, ширина 240 мм и толщина 8-10 мм, глубина пазов около 5 мм, а высота шипов для подвески - не менее 10 мм. Для прикрепления к обрешетке крыши в черепице при изготовлении делается одно сквозное отверстие в перекрываемой части.

В городах для устройства сборных покрытий тротуаров, садово-парковых и пешеходных дорожек, посадочных площадок на линиях общественного транспорта широко и повсеместно применяются плиты бетонные тротуарные, изготавливаемые из тяжелых бетонов с различными добавками, обеспечивающими длительную эксплуатацию таких изделий. Плиты бетонные тротуарные выполняются в виде квадрата, прямоугольника, правильного шестиугольника или криволинейных замкнутых фигур.

На основе минеральных вяжущих материалов изготавливаются различные архитектурно-строительные изделия в виде плит облицовочных декоративных с мозаичной, орнаментной поверхностями, предназначенных для наружной и внутренней облицовки элементов зданий и сооружений. Изготавливаются также плиты бетонные фасадные, применяемые для облицовки стен и цоколей каменных зданий и сооружений.

Кроме вышеперечисленных изделий в строительстве (в основном малоэтажном) для несущих и ограждающих конструкций жилых, общественных, промышленных и сельскохозяйственных зданий применяются стеновые бетонные камни. Эти камни изготавливаются в виде полнотелых и пустотелых прямоугольных параллелепипедов, бывают рядовыми и лицевыми. Вторые делаются с окрашенными и неокрашенными лицевыми поверхностями.

Камни бетонные стеновые выпускаются бетонными заводами следующих типов: "СКЦ" - на цементном вяжущем; "СКИ" - на известковом; "СКШ" - на шлаковом; "СКТ" - на гипсовом вяжущем.

6. Сборные бетонные и железобетонные изделия

Применение сборных бетонных и железобетонных изделий составляет основу капитального строительства во многих отраслях хозяйства страны. В жилищно-гражданском строительстве используется большой ассортимент сборных бетонных и железобетонных изделий: фундаменты железобетонные монолитные, стеновые блоки, железобетонные панели перекрытий, лестничные марши и площадки, панели стен и перегородок, подоконные плиты, ригели, балконы, блоки санитарных узлов, парапеты и другие изделия. Железобетон - это основной строительный материал, в котором объединены вместе бетон (различных видов - легкий, тяжелый и т. д.) и стальная арматура (из специальных сталей марки 35ГС-АП, А - III, А - IV классов), располагаемая в растянутой зоне конструкции и воспринимающая растягивающие напряжения На бетон в таком изделии передаются сжимающие напряжения. Железобетонные конструкции бывают монолитные, бетонируемые на месте строительства (заливные монолитные железобетонные фундаменты, а также несущие стены зданий - с применением специальной опалубки - по новой технологии строительства жилых домов), и сборные, монтируемые на строительной площадке из отдельных элементов (панелей стеновых или блоков в крупнопанельном домостроении).

Для промышленного строительства также используется большая номенклатура сборных бетонных и железобетонных изделий: фундаментные блоки (ФБС-4, ФБС-5 и т. д.), подушки, балки, ригел, сборные бетонные и железобетонные сваи, фермы, арки, подкрановые балки, лестничные марши и площадки и др. В транспортном строительстве широко используются железобетонные шпалы (взамен деревянных), элементы пассажирских и грузовых платформ, водопропускные железобетонные лотки и трубы, а также сборные бетонные и железобетонные пролетные строения мостов.

Много разнообразных сборных бетонных и железобетонных изделий применяется в сельскохозяйственном строительстве: фундаментные блоки (ФБС1, ФБС-2, ФБС-3 и т. д.), фундаментные подушки, заливные монолитные железобетонные фундаменты, фермы, сваи-колонны, балки, панели перекрытий, стен и перегородок, элементы теплиц, парников, силосных сооружений, лотки железобетонные (Л-3, Л-4, Л-5), элементы сборных железобетонных колодцев.

Для систем мелиорации изготавливаются такие сборные бетонные и железобетонные изделия, как трубы для напорных трубопроводов с предварительно напряженной арматурой, трубы безнапорные гладкие, лотки железобетонные (Л-4, Л-5, Л-6), железобетонные кольца и крышки, железобетонные плиты (укладывают в русла открытых оросительных каналов).

В городских системах канализации также применяются трубы железобетонные безнапорные раструбные, трубы безнапорные гладкие, железобетонные кольца и крышки.

Для обустройства ограждения важных промышленных объектов (атомные электростанции, военные заводы и полигоны и т. д.) применяются элементы сборных железобетонных оград. При прокладке воздушных линий электропередач и связи широко используются железобетонные опоры различных форм - круглые, квадратные, прямоугольные, эти же изделия применяются и при электрификации железных дорог.

Автор: Алексеев В.С.

<< Назад: Полы (Виды полов. Материалы и изделия для дощатых полов. Материалы и изделия для паркетных полов. Полимерные материалы и изделия для полов)

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ Национальная экономика. Шпаргалка

▪ Травматология и ортопедия. Шпаргалка

▪ Зоопсихология. Конспект лекций

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Наноструктура на основе глаза мотылька 07.08.2020 Ученые вьетнамского университета Тан Трао и Педагогического университета Тай Нгуен сделали интересное открытие. Оказывается, на глазах мотыльков существуют наноразмерные выпуклости, изучение которых обещает множество интересных технологических достижений. Эти выпуклости обладают невероятными антибликовыми свойствами, которые позволяют глазу поглощать практически весь попадающий свет. Такая наноструктура позволит разработать массу устройств, от эффективных солнечных батарей, до современных рентгеновских излучателей и дисплеев смартфонов, уменьшающих блики. Однако помимо выраженных оптических свойств, вновь открытая структура имеет еще одно уникальное свойство. Ученым удалось построить из кварца сложную наноструктуру по образцу глаз мотылька. Полученную прозрачную структуру покрыли парафином с целью изолирования от влияния холода и влажной среды. Затем провели ряд экспериментов, наблюдая за работой наноструктуры. Уникальные свойства материала объясняются наличием множества воздушных карманов внутри наноструктуры. Эти карманы заполняются слоем парафина на поверхности, создавая более высокие температуры замерзания и, следовательно, способствуют увеличению времени замерзания капель воды на поверхности. Одним из основных применений открытых уникальных материалов рассматривается обработка крыльев самолетов. Как известно, нарост льда на поверхности самолетного крыла существенно ограничивает подъемную силу воздушного лайнера, а также создает помехи движущимся частям машины. Технология также может найти применение в системах передачи энергии. Вьетнамские специалисты также определили, что открытый уникальный образец наноструктуры идеально подходит для оптических применений, например, при изготовлении очков. Это очевидно, учитывая свойства высокой степени прозрачности и антибликовые свойства.

Другие интересные новости:

▪ 8-ядерный планшет iRU M720G

▪ 32-Гбит ReRAM-чип

▪ Модифицированный пероксид водорода вместо антибиотиков

▪ Транзисторы семейства MDMESH V

▪ Орбитальная рентгеновская обсерватория Einstein Probe

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Биографии великих ученых. Подборка статей

▪ статья Планетарная модель атома. История и суть научного открытия

▪ статья Что странного в красноносом олене Рудольфе? Подробный ответ

▪ статья Карт для дошкольника. Личный транспорт

▪ статья Виды клеев для разного применения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Транзисторы. Маркировка. Корпус КТ-27 (ТО-126). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025