СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  


ГЛАВА 1
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛАХ

1.Классификация строительных материалов

Строительные материалы составляют более 50 % от общей сметной стоимости строительства. Поэтому при возведении здании и сооружений необходимо учитывать свойства строительных материалов, их экономическую целесообразность и техническую обоснованность использования
Материалы, применяемые в строительном производстве, подразделяются на отдельные группы по своему происхождению, строению, составу, особым свойствам, назначению и области применения.
Строительные материалы могут быть природные — естественные (лесные, каменные плотные, пористые, рыхлые, горные породы, гравий, песок, глина и т.д.) и искусственные (вяжущие материалы — цемент, известь, искусственные камни — кирпич, блоки, растворы, бетоны, керамические изделия, металлы, тепло и гидроизоляционные материалы, краски, лаки и многие другие материалы на полимерной основе).
На строительные материалы, изготовляемые предприятиями, существуют Государственные стандарты — ГОСТ’ы и технические условия — ТУ. В стандартах приведены основные сведения о строительном материале, дано его определение, указаны сырье, области применения, классификация, деление на сорта и марки, методы испытания, условия транспортирования и хранения.
Номенклатура и технические требования к строительным материалам и деталям, их качеству, указания по выбору и применению в зависимости от условий эксплуатации возводимого здания или сооружения изложены в «Строительных нормах и правилах» СНиП’ах
Для правильного применения того или иного материала в строительстве необходимо знать физические, механические и другие свойства Показатели свойств строительных материалов устанавливают лабораторными испытаниями образцов, отобранных в установленном порядке.

2.Физические свойства строительных материалов

К физическим свойствам строительных материалов относят массу, истинную и среднюю плотность, пористость, водопоглощение, водоотдачу, влажность, гигроскопичность, водопроницаемость, морозостойкость, воздухе-, паро- и газопроницаемость, теплопроводность и теплоемкость, огнестойкость.

Истинная плотность р (кг/м3, г/см3) — отношение массы материала m к. его абсолютному объему (без пор и пустот) V

рГП/V

Средняя плотность рт (кг/м3) — физическая величина, определяемая отношением массы образца материала ГП к его объему, включая поры и пустоты V.

p=m/V,

где m — масса материала в естественном состоянии, кг или г, V — объем материала в естественном состоянии, м3 или см3.
Средняя плотность не является величиной постоянной и изменяется в зависимости от пористости материала Искусственные материалы получают с необходимой средней плотностью. Например, меняя пористость, получают бетон тяжелый со средней плотностью 1800...2500 кг/м3 или легкий со средней плотностью 500...1800 кг/м3.

Пористость П — степень заполнения объема материала порами. Пористость дополняет плотность до 100 % и определяется по формуле П = 1 — pm/p.
Плотность и пористость оказывают существенное влияние на такие свойства материалов, как водопоглощение, водопроницаемость, морозостойкость, прочность, теплопроводность и д.р.

Водопоглощение — способность впитывать и удерживать в порах воду Оно выражается обычно в процентах и определяется по массе Wm или объему Wy

U7=[(/n1 - т)/т] 100 %;
Wy=[(m1 — m)/V] 100 %,

т1, т — масса образца соответственно сухого и насыщенного водой, г, V — объем образца в естественном состоянии, см3
Водопоглощение материала в большинстве случаев меньше пористости, так как вода не проникает в замкнутые поры, а в пустотах не удерживается Например, пористость ракушечника составляет 40-65%, а водопоглощение—только 20-30 % по объему.

Влагоотдача — способность материала отдавать влагу окружающей среде Это свойство характеризуется скоростью потери влаги материалом в сутки при относительной влажности воздуха 60 %
Гигроскопичность — свойство пористых материалов отдавать и поглощать определенное количество воды при повышении влажности окружающего воздуха Дерево и некоторые теплоизоляционные материалы благодаря гигроскопичности могут поглощать большое количество воды. При этом увеличивается их масса, снижается прочность, изменяются размеры Поэтому в некоторых случаях для деревянных конструкций приходится применять специальные защитные покрытия Большая гигроскопичность является отрицательным свойством материалов.

Водопроницаемость — способность материала пропускать воду под давлением К водонепроницаемым материалам относятся особо плотные материалы (битум, стекло, сталь) и плотные материалы с замкнутыми мелкими порами (бетон специально подобранного состава и д.р.)

Морозостойкость — способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать попеременно многократные замораживания и оттаивания без видимых признаков разрушения При этом прочность морозостойкого материала понижается незначительно Отсутствие необходимой морозостойкости вызывает разрушение материалов и конструкций. Осенью материал насыщается водой, весной и зимой попеременно замерзает и оттаивает При замерзании вода, расширяясь, оказывает давление на стенки пор материала и может разрушить их.
По числу циклов замораживания и оттаивания строительные материалы делят на марки- F 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и более.

Теплопроводность, Вт/(м-К) или Вт/(м-°С) — количество теплоты, проходящей через испытуемый материал толщиной 1 м, площадью 1 м2 за 1 ч при разности температур по обе стороны материала в 1 °С Теплопроводность материала имеет большое значение при расчете ограждающих наружных конструкций зданий, как отапливаемых, так и искусственно охлаждаемых, например холодильниках. В этих случаях применяют материалы с возможно меньшим значением теплопроводности К.

Теплоемкость С (Дж/К, Дж/°С) способность материала поглощать теплоту при нагревании или отдавать ее при охлаждении Теплоемкость является мерой энергии, необходимой для повышения температуры материала Теплоемкость материала, отнесенная к единице его массы, называется удельной теплоемкостью с [Дж/(кгК), Дж/(кг-°С)] Теплеем кость материалов учитывают при расчете теплоустойчивости стен и перекрытий отапливаемых зданий, а также при расчете подогрева составляющих бетона и раствора для зимних работ Для стен и перекрытий отапливаемых зданий желательно применять материалы с возможно более высоким значением коэффициента теплоемкости.

Огнестойкость — способность материалов выдерживать без разрушения действие высоких температур По степени огнестойкости строительные материалы можно разделить на три группы: несгораемые (бетон, кирпич, металл), трудносгораемые (асфальт, фибролит), сгораемые (дерево, рубероид, пластмассы, краски)

Огнеупорность — свойство материалов выдерживать длительное воздействие высокой температуры, не расплавляясь и не деформируясь По степени огнеупорности материалы делятся на три группы огнеупорные, выдерживающие действие температур выше 1580°С (шамотный кирпич), тугоплавкие, выдерживающие действие температур от 1350 до 1580 °С (гжельский кирпич), легкоплавкие с огнеупорностью ниже 1350 °С (керамический кирпич)
К некоторым строительным материалам могут предъявляться специальные требования коррозионной, химической стойкости, паро- и газонепроницаемости и т.д. Наличие этих требований зависит от конструктивных особенностей зданий и сооружений.

3. Механические свойства строительных материалов

Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжении, возникающих от внешних нагрузок. Прочность материала характеризуется пределом прочности (при сжатии, изгибе, растяжении) Предел прочности при сжатии Рсж или растяжении, МПа, вычисляют по формуле:

R=P/F,

где Р — разрушающая нагрузка, F — площадь поперечного сечения, мм2
Прочность строительных материалов обычно характеризуется маркой или классом, которые соответствуют по величине пределу прочности при сжатии, полученной при испытании образцов
Ниже приводятся значения предела прочности некоторых строительных материалов, МПа.

Упругость — способность материала изменять свою форму под нагрузкой и принимать после прекращения нагрузки первоначальную форму Это положительное свойство материалов Примером упругих материалов могут служить сталь, древесина.

Пластичность способность материала изменять под действием внешних сил свою форму, размеры и сохранять их после прекращения действия внешних сил Это свойство противоположно упругости Примером пластичных материалов служит свинец, глиняное тесто, нагретый битум.

Хрупкость — способность материала разрушаться внезапно под действием внешних сил К хрупким материалам относятся чугун, природные и искусственные каменные мате риалы, стекло и д.р.

Ударная прочность — способность материала сопротивляться в условиях эксплуатации ударным нагрузкам Обычно конструкции подвергаются нагрузке, прилагаемой к материалу без удара (статической нагрузке) В некоторых случаях материалы в конструкциях подвергаются и ударным воздействиям (динамической нагрузке), например в фундаментах кузнечных молотов, в полах, бункерах, дорожных покрытиях и д.р. Пределом прочности материала при ударе называется количество работы, затраченной на разрушение стандартного образца.

Твердость — способность материала сопротивляться прониканию в него иного, более твердого материала Твердость металлов, древесины и бетона определяют вдавливанием в них стального шарика под определенной нагрузкой, по диаметру отпечатка измеряют твердость материала.

Истираемость — способность материала изменяться в объеме и массе при действии истирающих усилий Истираемость имеет большое значение для тех материалов, которые в процессе эксплуатации подвергаются истирающему воздействию, например материалы для полов, лестниц, дорожные покрытия.


ГЛАВА 2
ЛЕСНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ НИХ

1.Виды и сортамент лесных материалов

Древесина ценный строительный материал и сырье для многих отраслей народного хозяйства. При ее переработке получают искусственное волокно, бумагу, пластические массы, спирты, краски, лаки и д.р. В строительстве древесина используется для изготовления несущих конструкций, в столярных и отделочных работах
Положительные свойства древесины малая плотность, легкость обработки, высокая прочность и растяжение, сжатие и изгиб, малая теплопроводность, долговечность при нормальных условиях эксплуатации, возможность получения сборно-разборных конструкций, эстетичность К отрицательным свойствам древесины относятся' неодинаковая прочность в различных направлениях, загнивание в условиях переменной влажности, сгораемость, гигроскопичность, наличие пороков в древесине.
В строительстве применяют круглые лесоматериалы, пиломатериалы, полуфабрикаты и индустриальные изделия. К круглым лесоматериалам относятся: древесина лиственных и хвойных пород, имеющих диаметр в верхнем торце не менее 14 см и длину 4 6,5 м. Их спиливают и ошкуривают под прямым углом к продольной оси. Древесина делится на подтоварник и жерди Подтоварник — часть ствола дерева длиной З-9 м. и диаметром в верхнем торце 8-13 см. Жерди — длина ствола 3-9м., диаметр верхнего торца 3 см. Хранят круглые лесоматериалы в штабелях по породам, длине и сорту.
Пиломатериалы получают продольной распиловкой бревен. По характеру обработки пиломатериалы бывают обрезные и необрезные По форме поперечного сечения пиломатериалы разделяют (рис 1) на пластины, брусья обзольные, брусья чистообрезные, горбыль, доски с обзолом, доски чистообрезные В зависимости от качества древесины и наличия пороков пиломатериалы разделяют на пять сортов: отборный, I, II, III, и IV В зависимости от отношения ширины к толщине пиломатериалы разделяют на доски, бруски и брусья. Доски изготовляют толщиной 13-100 мм и шириной 80- 250 мм, но всегда отношение ширины к толщине более 2 Бруски представляют собой пиломатериалы толщиной до 100 мм при отношении ширины к толщине менее 2 Чаще бруски имеют квадратное сечение Брусья имеют толщину и ширину более 100 мм
Полуфабрикаты, получаемые из древесины хвойных и лиственных пород,— это профильные погонажные изделия, плинтуса, поручни перил, доски подоконников, наличники для оконных и дверных коробок, паркет. Паркет может быть штучным, наборным, щитовым и из паркетных досок Штучный паркет представляет собой деревянные строганые планки различных размеров и форм с профилированными кромками и торцами Планки изготовляют из древесины твердых пород (дуба, бука, ясеня, березы, лиственницы и д.р.) Длина планок 150, 200, 250, 300 и 400 мм, ширина от 30 до 60 мм с градацией через 5 мм, толщина 15 и 18 мм. Сочетая по разному планки, паркетному полу придают различный рисунок.
Наборный паркет представляет собой щитки из паркетных планок, наклеенных на плотную бумагу. Размеры щитков 400Х400 и 600Х600 мм, толщина планок из дуба и бука 8 мм, а из сосны и лиственницы 12 мм После укладки наборного паркета на основание с его лицевой поверхности снимают бумагу вместе с клеем
Щитовой паркет состоит из основания, изготовленного из досок и брусков, на которое наклеивают паркетные планки При наклейке путем подбора планок по цвету древесины, ее текстуре и взаимному расположению можно получить разнообразные рисунки паркетных полов.
Паркетная доска представляет собой столярное изделие, состоящее из лицевого износостойкого покрытия, наклеенного водостойкими клеями на основание из реек. По периметру доски имеется паз и гребень для взаимного их сопряжения Паркетные доски изготовляются длиной 1200, 1800, 2400, 3000, шири ной 160 и толщиной 25 мм Лицевое покрытие набирают из пленок шириной 20, 25 и 30 мм из древесины твердолиственных (дуба, бука и других пород) и хвойных (сосны, лиственницы) пород Основание паркетной доски делают из реек древесины сосны, ели, лиственницы, березы, ольхи и других пород.
Строительная фанера представляет собой склеенные тон кие слои (3, 4 и более слоев) шпона. В зависимости от применяемого клея фанера может быть водостойкой Такая фанера может использоваться для инвентарной опалубки при производстве бетонных работ. Для внутренней отделки стен, перегородок, дверных планок часто применяют декоративную фанеру. Столярные изделия (двери, окна) поступают, как правило, в готовом виде проолифленными, прошпаклеванными и окрашенными.
Способы повышения долговечности лесоматериалов различны Древесину высушивают, обрабатывают антисептиками, а для защиты от влаги и огня ее поверхность покрывают специальными защитными составами.
Сушка древесины может быть естественной и искусственной. При естественной сушке пиломатериалы укладывают в штабеля с прокладками и защищают их навесами. Искусственную сушку осуществляют в сушильных камерах горячим воздухом, газом, паром или токами высокой частоты, а также погружением пиломатериалов в нагретый петролатум. При сушке древесины улучшается ее качество, уничтожается грибковая инфекция и насекомые-вредители. Влажность высушенной древесины 6 8 %
Антисептирование заключается в пропитке древесины растворами фтористого и кремнефтористого натрия, аммония, креозотового или антраценового масла с целью защиты ее от гниения. Для защиты древесины от повреждения насекомыми используют каменноугольное масло с растворителями, сланцевое масло, хлорофос в виде дустов, суспензий, эмульсии и в газообразном состоянии. Для защиты Древесины от влаги, возгорания ее поверхности покрывают масляными и синтетическими окрасочными и огнезащитными составами. Огнезащитные составы приготовляют на основе жидкого стекла При повышенной температуре эти составы сплавляются и образуют стекловидный слой, который препятствует доступу кислорода. Чтобы повысить огнестойкость, древесину также пропитывают химическими составами — антипиренами, например растворами фосфорнокислого аммония, буры, борной кислоты

5.Строительные конструкции и детали из древесины

Строительные конструкции и детали из древесины изготовляют на деревообрабатывающих заводах и комбинатах и доставляют на строительство в готовом виде, исключающем их подгонку на месте производства работ. К ним относят комплекты для сборных деревянных домов (брусковых, каркасно-щитовых, каркасно-обшивных), детали для междуэтажных и чердачных перекрытий (дощатые щиты наката и перегородки и т. п.)
В зависимости от характера работы и условий эксплуатации соединение составных частей элементов деревянных строительных конструкций осуществляется на болтах, скобах, хомутах, врубках, шпонках, нагелях или на синтетических клеях.
Клееные конструкции и детали из древесины в виде балок прямоугольного или таврового сечения (, прогонов, элементов ферм и арок, свай шунта и инвентарной опалубки наиболее эффективны в индустриальном строительстве. Использование высокопрочных водостойких фенолоформальдегидных клеев дает возможность применять маломерный лесоматериал и получать конструкции любых размеров и форм, характеризующиеся высокой прочностью, долговечностью и огнестойкостью. Кроме того, клееные конструкции легче и прочнее обычных, дешевле, надежнее в эксплуатации, так как при их изготовлении учитывают анизотропные свойства древесины, а клеевая прослойка обеспечивает монолитность конструкции
Клееные деревянные конструкции заводского изготовления прочны, хорошо сопротивляются воздействию влаги, химической агрессии. Они применяются для возведения одноэтажных производственных зданий с агрессивной средой и при строительстве в лесных районах при возведении промышленных и сельскохозяйственных зданий Каркасы из древесины применяют в одно- и многопролетных зданиях, ограждающими конструкциями могут быть клеефанерные панели, что позволяет снизить в 3-3,5 раза массу здания и сократить в 1,5-2,5 раза затраты труда и сроки возведения зданий.


<< На главную >>


 

Используются технологии uCoz