Категория общестроительных материалов включает список незаменимой продукции, которая широко используется в различных отраслях строительства. Они применяются при возведении новых объектов и реконструкции уже существующих, поэтому являются чрезвычайно востребованными. Материалы общестроительного назначения - это базовая основа любого строительства, поэтому к ним предъявляются наиболее высокие требования касательно прочности, надежности, а также сроков эксплуатации.
- железобетонные изделия;
- кирпичи;
- блоки;
- сыпучие и насыпные вещества.
Первая группа - ЖБИ . Железобетонные изделия представляют собой конструкции, изготовленные в заводских условиях литьевым способом с последующим затвердеванием. Такой метод производства позволяет контролировать качество продукции и осуществлять ряд испытаний материала на соответствие нормативным требованиям. К данной группе относятся плиты, сваи, бордюрный камень, фундаментные блоки и множество других изделий. Они используются на всех этапах строительства
Следующая категория - кирпичи . Изделия представляют собой искусственные камни правильной формы, изготовленные из минеральных материалов (глины, силикатных составов, самана и других). Используются в качестве основного материала для строительства объектов. Что касается блоков, то они применяются для возведения наружных ограждающих конструкций объектов жилого, общественного, промышленного и сельскохозяйственного назначения с нормальным температурно-влажностным режимом внутреннего пространства. Могут изготавливаться из газобетона, известково-песчаной смеси и других композитных материалов.
Последняя группа - сыпучие вещества . К ним относятся песок, керамзит, гравий и множество других. Различаются фракцией (размером гранул), плотностью и прочностью. Они используются в различных целях - в качестве заполнителя составов и смесей, теплоизоляционного слоя, а также насыпного материала для обустройства подушки.
От их качества зависит надежность и долговечность сооружения. Поэтому, если нужно , необходимо обращаться к компаниям, предлагающим только сертифицированную продукцию.
Строительные материалы и изделия классифицируют по степени готовности, происхождению, назначению и технологическому признаку.
По степени готовности различают собственно строительные 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 каменных кладок и различных штукатурок, лакокрасочные материалы, природные камни и т. д.
Строительными изделиями являются сборные железобетонные панели и конструкции, оконные и дверные блоки, санитарно-технические изделия и кабины и др. В отличие от изделий строительные материалы перед применением подвергают обработке - смешивают с водой, уплотняют, распиливают, тешут и т. д.
По происхождению строительные материалы подразделяют 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, цемент, железобетон, стекло и др. Их получают из природного и искусственного сырья, побочных продуктов промышленности и сельского хозяйства с применением специальных технологий. Искусственные материалы отличаются от исходного сырья как по строению, так и по химическому составу, что обусловлено коренной переработкой его в заводских условиях.
Наибольшее распространение получили классификации материалов по назначению и технологическому признаку.
По назначению материалы подразделяют на следующие группы :
конструкционные материалы - материалы которые воспринимают и передают на грузки в строительных конструкциях;
теплоизоляционные материалы , основное назначение которых - свести до минимума перенос теплоты через строительную конструкцию и тем самым обеспечить необходимый тепловой режим в помещении при минимальных затратах энергии;
акустические материалы (звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы) - для снижения уровня «шумового загрязнения» помещения;
3. Физические свойства строительных материалов
Плотность материала бывает средней и истинной.
Средняя плотность ρс - масса единицы объема материала в естественном состоянии, т. е. с порами. Среднюю плотность (в кг/м3, кг/дм3, г/см3) вычисляют по формуле:
где m - масса материала, кг, г; Vе - объем материала, м3, см3.
Среднюю плотность сыпучих материалов - щебня, гравия, песка, цемента и др. - называют насыпной плотностью . В объем входят поры непосредственно в материале и пустоты между зернами.
Относительная плотность d - отношение средней плотности материала к плотности стандартного вещества. За стандартное вещество принята вода при температуре 4°С, имеющая плотность 1000 кг/м3. Относительная плотность (безразмерная величина) определяется по формуле:
Истинная плотность ρu - масса единицы объема абсолютно плотного материала, т. е. без пор и пустот. Вычисляется она в кг/м3, кг/дм3, г/см3 по формуле:
где m - масса материала, кг, г; Vа - объем материала в плотном состоянии, м3, см3.
У неорганических материалов, природных и искусственных камней, состоящих в основном из оксидов кремния, алюминия и кальция, истинная плотность находится в пределах кг/м3, у органических материалов, состоящих в основном из углерода, кислорода и водорода , она составляет кг/м3, у древесины - 1550 кг/м3. Истинная плотность металлов колеблется в широком диапазоне: алюминия - 2700 кг/м3, стали - 7850, свинца - 11300 кг/м3.
Пористость П - степень заполнения объема материала порами. Вычисляется в % по формуле:
где ρс, ρu - средняя и истинная плотности материала.
Для строительных материалов П колеблется от 0 до 90%.
Для сыпучих материалов определяется пустотность (межзерновая пористость) .
По величине пор материалы разделяют на мелкопористые, у которых размеры пор измеряются в сотых и тысячных долях миллиметра, и крупнопористые (размеры пор - от десятых долей миллиметра до 1~2 мм).
4. Гидрофизические свойства строительных материалов
Гигроскопичность - свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из влажного воздуха. Поглощение влаги из воздуха объясняется адсорбцией водяного пара на внутренней поверхности пор и капиллярной конденсацией. Этот процесс, называемый сорбцией, обратимый. Волокнистые материалы со значительной пористостью, например теплоизоляционные и стеновые, обладают развитой внутренней поверхностью пор и поэтому высокой сорбционной способностью.
Водопоглощение - способность материала поглощать и удерживать воду. Водопоглощение характеризует в основном открытую пористость, так как вода не проходит в закрытые поры.
Степень снижения прочности материала при предельном его водонасыщении называется водостойкостью . Водостойкость численно характеризуется коэффициентом размягчения Кразм, который характеризует степень снижения прочности в результате его насыщения водой.
Влажность - это степень содержания влаги в материале. Зависит от влажности окружающей среды, свойств и структуры самого материала.
Водопроницаемость - способность материала пропускать воду под давлением. Она характеризуется коэффициентом фильтрации Кф, м/ч, который равен количеству воды Vв в м3, проходящей через материал площадью S = 1 м2, толщиной а = 1 м за время t = 1 ч, при разности гидростатического давления P1 - Р2 = 1 м водного столба:
Обратной характеристикой водопроницаемости является водонепроницаемость - способность материала не пропускать воду под давлением.
Паропроницаемость - способность материалов пропускать водяной пар через свою толщину. Она характеризуется коэффициентом паропроницаемости μ, г/(мхчхПа), который равен количеству водяного пара V в м3, проходящего через материал толщиною а = 1м, площадью S = 1 м² за время t = 1 ч, при разности парциальных давлений Р1 - Р2 = 133,3 Па:
Морозостойкость - способность материала в водонасыщенном состоянии не разрушаться при многократном попеременном замораживании и оттаивании.
Разрушение происходит из-за того, что объем воды при переходе в лед увеличивается на 9%. Давление льда на стенки пор вызывает растягивающие усилия в материале.
5. Теплофизические свойства строительных материалов
Теплопроводность - способность материалов проводить тепло. Теплопередача происходит в результате перепада температур между поверхностями, ограничивающими материал. Теплопроводность зависит от коэффициента теплопроводности λ, Вт/(мx°С), который равен количеству тепла Q, Дж, проходящего через материал толщиной d = 1 м, площадью S = 1 м2 за время t = 1 ч, при разности температур между поверхностями t2- t1 = 1 °С:
При известной средней плотности, пользуясь нижеприведенной формулой, можно ориентировочно вычислить коэффициент теплопроводности λ, Вт/(мх°С), материала в воздушно-сухом состоянии:
Значительно возрастает теплопроводность материалов с увлажнением. Это объясняется тем, что коэффициент теплопроводности воды составляет 0,58 Вт/(мх°С), а воздуха 0,023 Вт/(мх°С), т. е. превышает его в 25 раз.
Теплоемкость - способность материалов поглощать тепло при нагревании. Она характеризуется удельной теплоемкостью с, Дж/(кгх°С), которая равна количеству тепла Q, Дж, затраченному на нагревание материала массой m = 1 кг, чтобы повысить его температуру на t2-t1 = 1°С:
Огнестойкость - способность материала выдерживать без разрушений одновременное действие высоких температур и воды. Пределом огнестойкости конструкции называется время в часах от начала огневого испытания до появления одного из следующих признаков: сквозных трещин, обрушения, повышения температуры на необогреваемой поверхности. По огнестойкости строительные материалы делятся на три группы: несгораемые, трудносгораемые, сгораемые . Несгораемые материалы под действием высокой температуры или огня не тлеют и не обугливаются; трудносгораемые материалы с трудом воспламеняются, тлеют и обугливаются, но происходит это только при наличии огня; сгораемые материалы воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня.
Огнеупорность - способность материала противостоять длительному воздействию высоких температур, не деформируясь и не расплавляясь. По степени огнеупорности материалы подразделяются на огнеупорные , которые выдерживают действие температур от 1580 °С и выше; тугоплавкие , которые выдерживают температуру 1360°C; легкоплавкие , выдерживающие температуру ниже 1350 °С.
6. Механические свойства строительных материалов
К основным механическим свойствам материалов относят прочность, упругость, пластичность, релаксацию, хрупкость, твердость, истираемость и др.
Прочность - способность материалов сопротивляться разрушению и деформациям от внутренних напряжений, возникающих в результате воздействия внешних сил или других факторов, таких как неравномерная осадка, нагревание и т. п. Оценивается она пределам прочности. Так называют напряжение, возникающее в материале от действия нагрузок, вызывающих его разрушение.
Различают пределы прочности материалов при сжатии, растяжении, изгибе, срезе и пр. Предел прочности при сжатии и растяжении RСЖ(Р), МПа, вычисляется как отношение нагрузки, разрушающей материал Р, Н, к площади поперечного сечения F, мм2:
Предел прочности при изгибе RИ, МПа, вычисляют как отношение изгибающего момента M, Нхмм, к моменту сопротивления образца, мм3:
Важной характеристикой материалов является коэффициент конструктивного качества . Это условная величина, которая равна отношению предела прочности материала R, МПа, к его относительной плотности:
к. к.к. = R/d
Упругость - способность материалов под воздействием нагрузок изменять форму и размеры и восстанавливать их после прекращения действия нагрузок.
Упругость оценивается пределом упругости буп , МПа, который равен отношению наибольшей нагрузки, не вызывающей остаточных деформаций материала, PУП, Н, к площади первоначального поперечного сечения F0, мм2:
бУП = РУП/F0
Пластичность - способность материалов изменять свою форму и размеры под воздействием нагрузок и сохранять их после снятия нагрузок. Пластичность характеризуется относительным удлинением или сужением.
Разрушение материалов может быть хрупким или пластичным. При хрупком разрушении пластические деформации незначительны.
Релаксация - способность материалов к самопроизвольному снижению напряжений при постоянном воздействии внешних сил. Это происходит в результате межмолекулярных перемещений в материале.
Твердость - способность материала оказывать сопротивление проникновению в него более твердого материала.
Для разных материалов она определяется по разным методикам. Так, при испытании природных каменных материалов пользуются шкалой Мооса, составленной из 10 минералов, расположенных в ряд, с условным показателем твердости от 1 до 10, когда более твердый материал, имеющий более высокий порядковый номер, царапает предыдущий. Минералы расположены в следующем порядке: тальк или мел, гипс или каменная соль, кальцит или ангидрит, плавиковый шпат, апатит, полевой шпат, кварцит, топаз, корунд, алмаз.
Твердость металлов, бетона, древесины, пластмасс оценивают вдавливанием в них стального шарика, алмазного конуса или пирамиды.
Твердость материала не всегда соответствует прочности. Так, древесина имеет прочность, одинаковую с бетоном, но значительно меньшую твердость.
Истираемость - способность материалов разрушаться под действием истирающих усилий. Истираемость И в г/см2 вычисляется как отношение потери массы образцом m1-m2 в г от воздействия истирающих усилий к площади истирания F в см2;
И = (m1 - m2) / Р.
Определяется И путем испытания образцов на круге истирания или в полочном барабане.
Износ - свойство материала сопротивляться одновременному воздействию истирания и ударов. Износ материала зависит от его структуры, состава, твердости, прочности, истираемости.
Хрупкость - свойство материала внезапно разрушаться под воздействием нагрузки, без предварительного заметного изменения формы и размеров. Хрупкому материалу, в отличие от пластичного, нельзя придать при прессовании желаемую форму, так как такой материал под нагрузкой дробится на части, рассыпается. Хрупки камни, стекло, чугун и др.
7. Понятие горная порода и минерал. Основные породообразующие минералы
Горные породы - главный источник получения строительных материалов. Горные породы используют в промышленности строительных материалов как сырье для изготовления керамики, стекла, теплоизоляционных и других изделий, а также для производства неорганических вяжущих веществ - цементов, извести и гипсовых.
Горные породы - это природные образования более или менее определенного состава и строения, образующие в земной коре самостоятельные геологические тела.
Минералами называют однородные по химическому составу и физическим свойствам составные части горной породы. Большинство минералов - твердые тела, иногда встречаются жидкие (самородная ртуть).
В зависимости от условий формирования горные породы делят на три генетические группы:
1) магматические породы , образовавшиеся в результате охлаждения и затвердевания магмы;
2) осадочные породы , возникшие в поверхностных слоях земной коры из продуктов выветривания и разрушения различных горных пород;
3) метаморфические породы , являющиеся продуктом перекристаллизации и приспособления горных пород к изменившимся в земной коре физико-химическим условиям.
Породообразующие минералы
В настоящее время известно около 5000 минералов. В образовании же горных пород преимущественно участвуют 25 минералов. Основными породообразующими минералами являются кремнезем, алюмосиликаты, железисто-магнезиальные, карбонаты, сульфаты .
Минералы группы кремнезема . К минералам этой группы относят кварц . Он может находиться как в кристаллической, так и аморфной форме.
Кристаллический кварц в виде диоксида кремния SiО2 - один из самых распространенных минералов в природе. Аморфный кремнезем встречается в виде опала SiО2 x NH2О. Кварц отличается высокой химической стойкостью при обычной температуре. Кварц плавится при температуре около 1700оС, поэтому широко используется в огнеупорных материалах.
Минералы группы алюмосиликатов - полевые шпаты, слюды, каолиниты . Полевые шпаты составляют 58% всей литосферы и являются самыми распространенными минералами. Разновидностями их являются ортоклаз и плагиоклазы .
Ортоклаз - калиевый полевой шпат - K2О x Al2О3 x 6SiО2. Имеет среднюю плотность 2,57 г/см3, твердость - 6-6,5. Является основной частью гранитов, сиенитов.
Плагиоклазы - минералы, состоящие из смеси твердых растворов альбита и анортита .
Альбит - натриевый полевой шпат - Na2О x Al2О3 x 6SiО2. Анортит - кальциевый полевой шпат – CaO x Al2О3 x 2SiО2.
Плагиоклазы входят в состав кислых и основных горных пород.
Предел прочности полевых шпатов при сжатии составляет 120-170 МПа, что ниже прочности кварца. Они выветриваются под воздействием воды, содержащей углекислоту, в результате чего образуется каолинит .
Слюды - водные алюмосиликаты слоистого строения, способные расщепляться на тонкие пластинки. Наиболее часто встречаются два вида - мусковит и биотит . Мусковит - калиевая бесцветная слюда. Обладает высокой химической стойкостью, тугоплавка. Биотит - железисто-магнезиальная слюда черного или зелено-черного цветов.
Водной разновидностью слюды является вермикулит. Он образован из биотита в результате воздействия гидротермальных процессов. При нагревании вермикулита до 750 °С теряется химически связанная вода, в результате чего объем его увеличивается в 18-40 раз. Вспученный вермикулит применяют в качестве теплоизоляционного материала.
Каолинит - Al2О3 x 2SiО2 x 2H2О - минерал, получаемый в результате разрушения полевых шпатов и слюд. Залегает в виде землистых рыхлых масс. Применяют для изготовления керамических материалов.
Железисто-магнезиальные силикаты . Минералами этой группы являются пироксены, амфиболы и оливин.
К пироксенам относят авгит, входящий в состав габбро, к амфиболам - роговую обманку , входящую в состав гранитов.
Оливин входит в состав диабазов и базальтов . Продукт выветривания оливина - хризотил-асбест. Эти минералы являются силикатами магния и железа и имеют темную окраску. Они обладают высокой ударной вязкостью и стойкостью против выветривания.
Минералы группы карбонатов . К ним относят кальцит, магнезит, доломит . Они входят в состав осадочных горных пород.
Кальцит - СаСО3 - имеет среднюю плотность 2,7 г/см3, твердость - 3. Вскипает при воздействии слабого раствора соляной кислоты. Входит в состав известняков, мраморов, травертинов.
Магнезит - MgCО3 - имеет среднюю плотность 3,0 г/см3, твердость - 3,5-4. Вскипает от горячей соляной кислоты. Образует породу с тем же названием.
Доломит - CaCО3 x MgCО3 - имеет плотность 2,8-2,9 г/см3, твердость - 3,5-4. По свойствам занимает среднее положение между кальцитом и магнезитом. Входит в состав мраморов. Образует породу с таким же названием.
Минералы группы сульфатов - гипс и ангидрит.
Гипс - CaSО4 x 2H2О - имеет среднюю плотность 2,3 г/см3, твердость - 1,5-2,0, цвета - белый, серый, красноватый. Строение - кристаллическое. Хорошо растворяется в воде. Образует породу - гипсовый камень.
Ангидрит - CaSО4 - имеет среднюю плотность 2,9-3 г/см3, твердость - 3-3,5, строение - кристаллическое. При насыщении водой переходит в гипс.
8. Классификация горных пород по происхождению
Каменные строительные материалы включают широкую номенклатуру изделий, получаемых из горных пород: рваный камень в виде кусков неправильной формы (бут, щебень и др.), изделия правильной формы (блоки, штучный камень, плиты, бруски), профилированные изделия и др.
По происхождению горные породы делят на три основных вида :
магматические, или изверженные (глубинные, или излившиеся), образовавшиеся в результате затвердевания в недрах земли или на ее поверхности, в основном из силикатного расплава - магмы;
осадочные , образовавшиеся путем осаждения неорганических и органических веществ на дне водных бассейнов и на поверхности земли;
метаморфические - кристаллические горные породы, возникшие в результате преобразования магматических или осадочных пород при воздействии температуры, давления и флюидов (существенно водно-углекислых газово-жидких или жидких, часто надкритических растворов).
Изверженные горные породы подразделяют на глубинные, излившиеся и обломочные .
Глубинные породы образовались в результате остывания магмы в недрах земной коры. Затвердевание происходило медленно и под давлением. В этих условиях расплав полностью кристаллизовался с образованием крупных зерен минералов.
К главнейшим глубинным породам относят гранит, сиенит, диорит и габбро .
Гранит состоит из зерен кварца, полевого шпата (ортоклаза), слюды или железисто-магнезиальных силикатов. Имеет среднюю плотность 2,6 г/см3, предел прочности при сжатии - 100-300 МПа. Цвета - серый, красный. Он обладает высокой морозостойкостью, малой истираемостью, хорошо шлифуется, полируется, стоек против выветривания. Применяют его для изготовления облицовочных плит, архитектурно-строительных изделий, лестничных ступеней, щебня.
Сиенит состоит из полевого шпата (ортоклаза), слюды и роговой обманки. Кварц отсутствует или имеется в незначительном количестве. Средняя плотность составляет 2,7 г/см3, предел прочности при сжатии - до 220 МПа. Цвета - светло-серый, розовый, красный. Он обрабатывается легче, чем гранит, применяют для тех же целей.
Диорит состоит из плагиоклаза, авгита, роговой обманки, биотита. Средняя плотность его составляет 2,7-2,9 г/см3, предел прочности при сжатии - 150-300 МПа. Цвета - от серо-зеленого до темно-зеленого. Он стоек против выветривания, имеет малую истираемость. Применяют диорит для изготовления облицовочных материалов, в дорожном строительстве.
Габбро - кристаллическая порода, состоящая из плагиоклаза, авгита, оливина. В составе его может быть биотит и роговая обманка. Имеет среднюю плотность 2,8-3,1 г/см3, предел прочности при сжатии - до 350 МПа. Цвета - от серого или зеленого до черного. Применяют для облицовки цоколей, устройства полов.
Излившиеся горные породы образовались при остывании магмы на небольшой глубине или на поверхности земли. К излившимся породам относят порфиры, диабаз, трахит, андезит, базальт.
Порфиры являются аналогами гранита, сиенита, диорита. Средняя плотность составляет 2,4-2,5 г/см3, предел прочности при сжатии - 120-340 МПа. Цвета - от красно-бурого до серого. Структура - порфировидная, т. е. с крупными вкраплениями в мелкозернистую структуру, чаще всего ортоклаза или кварца. Их применяют для изготовления щебня, декоративно-поделочных целей.
Диабаз является аналогом габбро, имеет кристаллическую структуру. Средняя плотность его составляет 2,9-3,1 г/см3, предел прочности при сжатии - 200-300 МПа, цвета - от темно-серого до черного. Применяют для наружной облицовки зданий, изготовления бортовых камней, в виде щебня для кислотоупорных футеровок. Температура плавления его невысокая - °С, что позволяет применять диабаз для каменного литья.
Трахит является аналогом сиенита. Имеет тонкопористое строение. Средняя плотность его составляет 2,2 г/см3, предел прочности при сжатии - 60-70 МПа. Окраска - светло-желтая или серая. Применяют для изготовления - стеновых материалов, крупного заполнителя для бетона.
Андезит является аналогом диорита. Имеет среднюю плотность 2,9 г/см3, прочность при сжатии - 140-250 МПа, окраску - от светлой до темно-серой. Применяют в строительстве - для изготовления ступеней, облицовочного материала, как кислотостойкий материал.
Базальт - аналог габбро. Имеет стекловидную или кристаллическую структуру. Средняя плотность его составляет 2,7-3,3 г/см3, предел прочности при сжатии - от 50 до 300 МПа. Цвета - темно-серый или почти черный. Применяют для изготовления бортовых камней, облицовочных плит, щебня для бетонов. Является сырьем для изготовления каменных литых материалов, базальтового волокна.
Обломочные породы представляют собой выбросы вулканов . В результате быстрого охлаждения магмы образовались породы стекловидной пористой структуры. Их подразделяют на рыхлые и цементированные . К рыхлым относят вулканические пеплы, песок и пемзу .
Вулканические пеплы - порошкообразные частицы вулканической лавы размером до 1 мм. Более крупные частицы размером от 1 до 5 мм называют песком. Пеплы применяют как активную минеральную добавку в вяжущие, пески - в качестве мелкого заполнителя для легких бетонов.
Пемза - пористая порода ячеистого строения, состоящая из вулканического стекла. Пористая структура образовалась в результате воздействия газов и паров воды на остывавшую лаву, средняя плотность составляет 0,15-0,5 г/см3, предел прочности при сжатии - 2-3 МПа. В результате высокой пористости (до 80%,) имеет низкий коэффициент теплопроводности А = 0,13...0,23 Вт/(м·°С). Применяют ее в виде заполнителей для легких бетонов, теплоизоляционных материалов, в качестве активной минеральной добавки для извести и цементов.
К цементированным породам относят вулканические туфы.
Вулканические туфы - пористые стекловидные породы, образовавшиеся в результате уплотнения вулканических пеплов и песков. Средняя плотность туфов составляет 1,25-1,35 г/см3, пористость - 40-70%, предел прочности при сжатии - 8-20 МПа, коэффициент теплопроводности 1 = 0,21...0,33 Вт/(м·°С). Цвета - розовый, желтый, оранжевый, голубовато-зеленый. Применяют их в качестве стенового материала, облицовочных плит для внутренней и наружной облицовки зданий.
К метаморфическим горным породам относят гнейсы, глинистые сланцы, кварцит, мрамор
9. Магматические горные породы. Условия образования. Виды
Магматические горные породы - это породы, образовавшиеся непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате её охлаждения и застывания. По условиям образования различают две подгруппы магматических горных пород:
Интрузивные (глубинные), от латинского слова “интрузио” – внедрение;
Эффузивные (излившиеся) от латинского слова “эффузио” – излияние.
Интрузивные (глубинные) горные породы образуются при медленном постепенном остывании магмы, внедренной в нижние слои земной коры, в условиях повышенного давления и высоких температур. Выделение минералов из вещества магмы при ее остывании происходит строго в определенной последовательности, каждый минерал имеет свою температуру образования. Сначала образуются тугоплавкие темноцветные минералы (пироксены, роговая обманка, биотит, …), далее рудные минералы , затем полевые шпаты и последним выделяется в виде кристаллов кварц . Главные представители интрузивных магматических горных пород – граниты, диориты, сиениты, габбро, перидотиты.
Эффузивные (излившиеся) горные породы образуются при остывании магмы в виде лавы (от итальянского “лава” – затопляю) на поверхности земной коры или вблизи нее. По вещественному составу эффузивные горные породы сходны с глубинными, они образуются из одной и той же магмы, но в разных термодинамических условиях (давлении, температуре и др.). На поверхности земной коры магма в виде лавы остывает значительно быстрее, чем на некоторой глубине от нее. Главные представители эффузивных магматических горных пород – обсидианы, туфы, пемзы, базальты, андезиты, трахиты, липариты, дациты, риолиты.
Основные отличительные признаки эффузивных (излившихся) магматических горных пород, которые определяются их происхождением и условиями образования, следующие:
Для большинства образцов грунтов характерна некристаллическая, тонко-,мелкозернистая структура с отдельными видимыми глазом кристаллами;
Для некоторых образцов грунтов характерно наличие пустот, пор, пятен;
В некоторых образцах грунтов присутствует какая-либо закономерность пространственной ориентировки компонентов (окраски, овальных пустот и др.).
Отличия эффузивных горных пород друг от друга, как и интрузивных горных пород друг от друга, определяются условиями их образования и вещественным составом магмы, что проявляется в различной их окраске (светлые – темные) и составе компонентов.
В основе химической классификации лежит процентное содержание кремнезёма (SiO2) в породе. По этому показателю выделяют ультракислые, кислые, средние, основные и ультраосновные породы .
10. Осадочные горные породы. Условия образования. Виды
Осадочные горные породы по условиям образования подразделяют на обломочные (механические отложения), химические осадки и органогенные .
Обломочные породы образовались в результате физического выветривания, т. е. воздействия ветра, воды, знакопеременных температур. Их подразделяют на рыхлые и цементированные . К рыхлым относят песок, гравий, глину .
=Песок представляет собой смесь зерен с размером частиц от 0,1 до 5 мм, образовавшуюся в результате выветривания изверженных и осадочных горных пород.
=Гравий - горная порода, состоящая из округлых зерен от 5 до 150 мм различного минералогического состава. Применяют для бетонов и растворов, в дорожном строительстве.
=Глины - тонкообломочные породы, состоящие из частиц мельче 0,01 мм. Цвета - от белого до черного. По составу подразделяют на каолинитовые, монтмориллокитовые, галлуазитовые . Являются сырьем для керамической и цементной промышленности.
К цементированным осадочным горным породам относят песчаник, конгломерат и брекчию .
=Песчаник - горная порода, состоящая из цементированных зерен кварцевого песка. Природными цементами служат глина, кальцит, кремнезем. Средняя плотность кремнистого песчаника составляет 2,5-2,6 г/см3, предел прочности при сжатии - 100-250 МПа. Применяют для изготовления щебня, облицовки зданий и сооружений.
=Конгломерат и брекчия . Конгломерат - горная порода, состоящая из зерен гравия, сцементированных природным цементом, брекчия - из сцементированных зерен щебня. Средняя плотность их составляет 2,6-2,85 г/см3, предел прочности при сжатии - 50-160 МПа. Применяют конгломерат и брекчию для покрытия полов, изготовления заполнителей для бетона.
Химические осадки образовались в результате выпадения солей при испарении воды в водоемах . К ним относят гипс, ангидрит, магнезит, доломит и известковые туфы .
=Гипс состоит в основном из минералов гипса - CaSО4 x 2H2О. Это порода белого или серого цвета. Применяют для изготовления гипсовых вяжущих веществ и для облицовки внутренних частей зданий.
=Ангидрит включает минералы ангидрита - CaSО4. Цвета - светлые с голубовато-серыми оттенками. Применяют там же, где и гипс.
Классификация строительных материалов возможна по различным признакам: назначение строительных материалов, вид исходного сырья, основной показатель качества (прочность, масса, и пр.). Удобна классификация стройматериалов по функциональному назначению: теплоизоляционные материалы, акустические и т.д. По виду сырья (по технологическому признаку) материалы делятся на металлические, керамические, деревянные и др. Наиболее широкое деления стройматериалов – подразделение их на природные и искусственные. Каждой группе теплоизоляционных материалов соответствует своя отрасль промышленности – стекольная, цементная, деревообрабатывающая и мн.др.
По функциональному назначению строительные материалы делятся на группы:
теплоизоляционные, используемые для обеспечения теплового режима строения;
акустические, используемые для обеспечения звукоизоляции строения;
конструкционные, воспринимающие и передающие нагрузки. Из этих материалов устраивают фундаменты, несущие стены, балки, перегородки, колонны; гидроизоляционные и кровельные, используемые для защиты кровель, перекрытий и других частей строения;
герметизирующие, используемые для изоляции стыков в сборных конструкциях;
отделочные применяемые для улучшения декоративных качеств строения, а также для его защиты от внешних воздействий;
специального назначения, используемые в особенных специфических условиях. Материалы специального назначения – это огнеупорные, кислотоупорные, морозостойкие и пр.;
общего назначения, используемые для разных целей (цемент, известь, бетон, древесина).
По технологическому признаку строительные материалы подразделяются в зависимости от вида сырья, из которого они сделаны, технологии изготовления, качеств материала и т.д.
По способу изготовления все строительные материалы делятся на следующие типы:
естественные (не подвергаемые обработке),
подвергаемые механической обработке (щебень, доски),
получаемые путем обжига (керамика, минеральные вяжущие вещества),
плавлением (металлы, стекло),
производимые путем переработки органического сырья (битум, деготь, синтетические полимеры и растворители),
получаемые путем переработки органических вяжущих веществ (органические и кровельные и гидроизоляционные материалы, строительные пластмассы).
Природные строительные материалы получают непосредственно из окружающей среды, их добывают из недр земли, перерабатывают древесные материалы на доски и т.д. Природные материалы добывают, придают определенную форму и размер, однако не воздействуют на их внутреннее строение, химический состав и т.п. Наиболее востребованными природными строительными материалами являются дерево и камень – лесные и каменные стройматериалы. Помимо них существуют следующие природные материалы: асфальт, битум, озокерит, казеин, кир, солома, торф, камыш, костра, шерсть, коллаген, ракушняк и др. Эти материалы используются в качестве отделочных или строительных в дополнение к указанным основным материалам.
Искусственные строительные материалы производят из природного сырья путем обработки, из побочных продуктов сельского хозяйства и промышленности (например, ДСП), а также из искусственного, синтетического, сырья. Получаемые из природного сырья строительные материалы отличаются от исходных составляющих строением и химическим составом. Природное сырье может быть органическим (дерево, газ, нефть торф и пр.) и неорганическим (минералы, породы, руды, шлаки и т.д.).
В современном строительстве широко используются искусственные, особенно синтетические, материалы. Однако интерес к природным натуральным материалам не падает, а, напротив, с каждым годом растет все сильнее. Предпочтение отдается натуральным отделочным материалам – обоям из бумаги, джутовым циновкам, коврам из натуральных волокон, мебели из натурального, а не прессованного, дерева. Экодизайн жилья находит все больше последователей в современном мире, где людей окружает чересчур большое количество синтетики.
Введение
3. Минеральные вяжущие вещества
Стекло и стеклянные изделия
Библиографический список
Введение
Строительные материалы являются главным элементом при осуществлении строительно-монтажных работ, так как без строительных материалов мы бы не смогли построить ни одного дома. Сегодня с развитием технического и технологического прогресса производство материалов для строительства растет достаточно высокими темпами, которые даже опережают темп роста объема строительных и монтажных работ. Для производства материалов, для строительства существует нескончаемая сырьевая база. Только из нерудного сырья на сегодняшний день производят большое количество высококачественных строительных материалов.
Отрасль производства стройматериалов уверенно движется вперед в направлении обеспечения строительных нужд различных регионов страны. Капитальное строительство жилых зданий является одной из главных отраслей промышленности. Огромные масштабы капитального строительства требуют все нового внедрения современных проектных решений, которые в свою очередь требуют совершенствования материально-технической базы для производства новейших строительных материалов. Увеличивающиеся требования к качеству строительных материалов также стимулируют рост и ужесточение стандартов при изготовлении данного вида продукции.
1. Общие сведения о строительных материалах, их основные свойства и классификация
К строительным товарам относятся различные материалы и изделия, применяемые для сооружения оборудования и ремонта жилых и других строений и помещений.
В зависимости от назначения, условий строительства и эксплуатации зданий и сооружений подбираются соответствующие строительные материалы, которые обладают определёнными качествами и защитными свойствами от воздействия на них различной внешней среды. Учитывая эти особенности, любой строительный материал должен обладать определёнными строительно-техническими свойствами.
Классифицируя материалы и изделия, необходимо помнить, что они должны обладать хорошими свойствами и качествами.
Свойство - характеристика материала, проявляющаяся в процессе его обработки, применении или эксплуатации.
Качество - совокупность свойств материала, обуславливающих его способность удовлетворять определённым требованиям в соответствии с его назначением.
Свойства строительных материалов и изделий классифицируют на четыре основные группы:
1. Физические (средняя, насыпная, истинная и относительная плотность, пористость <#"justify">материалы и изделия на основе волокнистых веществ, бумаги, и полимеров (отделочные материалы - обои, линкруст, линолеум, рубероид и др.).
По назначению подразделяются на:
вяжущие вещества;
материалы для стен и перегородок;
облицовочные и отделочные материалы;
тепло - и звукоизоляционные материалы;
материалы для полов;
материалы для остекленения;
санитарно-техническое оборудование.
Природные каменные материалы
Натуральность и доступность, а также прочность, наряду с податливостью обработки - именно эти качества делают природные каменные материалы незаменимым элементом любого строительного процесса. А выбор того или иного материала зависит от индивидуальных требований строительства, предъявляемых к фактуре или цвету, а также размерам.
Классификация и основные виды природных каменных материалов .
Природные каменные материалы и изделия получают путём обработки горных пород.
По способу получения каменные материалы подразделяют на:
·рваный камень (бут <#"justify">·грубоколотый камень - получают раскалыванием без обработки
·дроблёный - получают дроблением (щебень, искусственный песок)
·сортированный камень (булыжник, гравий).
Каменные материалы по форме делят на:
·камни неправильной формы (щебень, гравий)
·штучные изделия, имеющие правильную форму (плиты, блоки).
Щебень <#"justify">1. Воздушные - это такие вяжущие вещества, которые при затворении водой или водными растворами некоторых солей способны схватываться, твердеть и превращаться в камень только на воздухе. Образовавшийся камень длительное время сохраняет прочность в воздушной среде. К воздушным вяжущим веществам относятся: полуводный гипс или алебастр, гипсоангидритовый цемент и высокообжиговый гипс, строительная известь и каустический магнезит.
Гидравлическими называют вещества, которые при затворении водой образуют тесто, схватывающееся и твердеющее не только на воздухе, но и в воде. Образовавшийся при этом камень длительное время сохраняет свою прочность, как на воздухе, так и в водной среде. Благодаря этому гидравлические вяжущие вещества с успехом используют в конструкциях и сооружениях, предназначенных для работы в воздушных и водных средах.
Кислотоупорными, или кислотостойкими, называют такие гидравлические вяжущие вещества, которые, начав твердеть на воздухе, продолжают твердеть и долгое время сохраняют прочность камня в кислых средах. К этой группе относят кислотоупорный кварцевокрем-нефтористый цемент, который используют для возведения сооружений, подвергающихся длительному систематическому воздействию, минеральных и органических кислот и их солей.
Как воздушные, так и гидравлические вяжущие вещества используют глазным образом для строительных целей. Они служат для скрепления между собой керамических и естественных камней и плит при возведении всевозможных сооружений, в том числе и для изготовления бетонов и железобетонных конструкций, а также для отделки и оформления зданий и сооружений различного назначения.
Главным свойством вяжущих веществ является их механическая прочность. Она представляет собой величину предела прочности при сжатии образцов, изготовленных из испытуемого вяжущего вещества по предусмотренной соответствующим ГОСТом методике.
4. Стекло и стеклянные изделия
Стекло - переохлаждённый расплав сложного состава из смеси силикатов и других веществ. Отформованные стеклянные изделия подвергают специальной термической обработки - обжигу.
Оконное стекло выпускают в листах размером до 3210×6000 мм Стекло в соответствии с его оптическими искажениями и нормируемыми пороками подразделяют на марки М0-М7.
По толщине стекло делят на:
·одинарное (толщиной 2 мм)
·полуторное (2,5 мм)
·двойное (3 мм)
·утолщённое (4-10 мм).
Витринное стекло выпускают полированным и неполированным в виде плоских листов толщиной 2-12 мм. Применяют его для остекления витрин и проёмов. В дальнейшем листы стекла можно подвергать дальнейшей обработке: гнуть, закалять, наносить покрытия.
Армированное стекло <#"justify">Стеклянные блоки имеют герметически закрытую полость, образованную в результате сварки двух отпрессованных полублоков. Стеклянные блоки выпускаются бесцветными и цветными.Стеклянные блоки применяют для заполнения световых проемов в наружных стенах и для создания светопрозрачных перегородок. Они создают мягкое рассеянное освещение, увеличивают глубину естественной освещенности. Ограждения из стеклоблоков огнестойки, герметичны, обладают высокой теплозвукоизоляционной способностью.
Профильное стекло коробчатого и швеллерного сечений. Профильное стекло изготавливают на поточных линиях непрерывного проката ленты стекла путем формования ее специальными приспособлениями в изделия коробочного и швеллерного сечений. Профильное стекло применяется для заполнения световых проемов, а также для возведения наружных стен и внутренних перегородок, не несущих нагрузок. Профильное стекло создает мягкое рассеянное освещение внутри зданий.
Керамические облицовочные плитки
Гамма производимых керамических плиток для покрытия полов и облицовки стен очень велика и в первую очередь зависит от производственного процесса и технологии их изготовления.
Технологическая схема производства керамической плитки включает следующие основные фазы:
Приготовление массы (шликера). Все компоненты для приготовления шликера (заранее протестированные), из которого впоследствии формируется черепок, загружают в шаровые вращающиеся мельницы мокрого помола.
Обжиг. Отпрессованная плитка поступает в бисквитную печь, где подвергается первоначальному обжигу. Одновременно с этим на машинах периодического действия производят фритту - один из основных компонентов глазури.
Глазурование и вторичный обжиг. После обжига плитки транспортируют на линию глазурования, где лицевая поверхность очищается от пыли, орошается водой, затем наносят глазурь и зачищают торцевые грани.
Нанесение рисунка методом шелкографии - это последовательный четырехступенчатый процесс, благодаря которому появляется возможность варьировать графику и цветовую насыщенность плитки. Далее плитки подаются в печь политого обжига.
Сортировка - последний, завершающий этап цикла, полностью автоматизированного процесса выпуска продукции. Перед упаковкой каждую плитку подвергают двойному контролю. Опытные контролеры, работающие на линии, проверяют, чтобы на керамике не было механических повреждений, трещин, сколов и других дефектов. Габаритные размеры плитки проверяются оптическим способом.
Упаковка готовой продукции производится автоматически при помощи специальной установки - палеттизатора, который укладывает плитку на поддоны соответственно сортам.
Классификации керамической плитки и ее разновидности.
В первую очередь всю плитку можно разделить по следующим категориям:
Фоновая плитка - это основная плитка коллекции, занимающая при укладке большую часть пространства.
декор - плитка с рисунком. Используется в качестве вставок, чтобы разбить большое пространство, выложенное фоновой плиткой. Здесь же можно упомянуть и декоративное панно, которое представляет собой картинку на керамике, состоящую из одной или нескольких плиток с рисунком.
бордюр - неширокая керамическая полоска с рисунком. Как правило, служит границей, отделяющей темную плитку от светлой. К одной коллекции плитки часто прилагается несколько видов бордюра, например: широкий с рисунком, узкий с рисунком и «карандашики» (узкая выпуклая керамическая полоска)
коллекция - комплект плитки. Может включать в себя светлую и темную плитку, напольную плитку, декоры и бордюры. В комплект могут входить все вышеперечисленные элементы или некоторые из них. Коллекция имеет единый дизайн, но цветовая гамма может варьироваться.
Различается по назначению .
плитка для внутренней облицовки полов и стен; - плитка для наружной облицовки полов и стен; - плитка для бассейнов.
По износостойкости плитка делится на 5 групп.
1 группа (PEI-I) - для мест с небольшой посещаемостью, в которых используется мягкая обувь (туалет, ванная комната, спальная комната)
2 группа (PEI-II) - для помещений с небольшой интенсивностью движения, где ходят в домашней обуви, т.е. для квартир, коттеджей, за исключением кухонь, прихожих, лестниц и балконов (полы в жилых комнатах, спальных комнатах, ваннах и т.д.)
3 группа (PEI-III) - для помещений с движением средней интенсивности, в которых ходят в обычной обуви, не имеющих непосредственного доступа с улицы. Пригодна для укладки во всех помещениях дома или квартиры (полы кухонь, любые помещения в коттеджах и квартирах), гостиницах и небольших офисах.
4 группа (PEI-IV) - для помещений с интенсивностью движения от среднего до высокого. Пригодна для применения в жилых и общественных помещениях: любые помещения жилых домов, залы регистрации гостиниц, рестораны, офисы, магазины и т.д.
5 группа (PEI-V) - пригодна на участках с любой интенсивностью движения. (Бары, магазины, супермаркеты, торговые площади, станции метро, ж/д вокзалы, аэропорты и т.п.)
По способу формовки плитка подразделяется на:- прессование (маркировка «В») - порошкообразная смесь уплотняется прессом;- экструдирование (маркировка «А») - смесь тестообразной массы выдавливается через специальное отверстие.
По характеристике плитки :
глазурованная - на поверхность плитки сначала наносится рисунок, а затем слойглазури;- неглазурованная - плитка либо не имеет рисунка, либо красящие вещества добавляют к исходной смеси, и за счет этого создается рисунок.
По способу производства:
плитка двойного обжига более пористая и поэтому у нее более низкие прочностные характеристики - эту плитку можно использовать для отделки интерьеров в качестве настенного покрытия.
плитка одинарного обжига подходит для облицовки стен, пола, а некоторые морозостойкие виды - для наружной облицовки.
Технические характеристики керамической плитки.
Технические характеристики керамической плитки, выпускаемой в России, определены следующими нормативными документами:
ГОСТ 6887-90 Плитка керамическая для полов.
ГОСТ 6141-91 Плитка керамическая глазурованная для внутренней облицовки стен.
ГОСТ 13996-93 Плитка керамическая фасадная.
В других странах на керамическую плитку существуют следующие стандарты:(Германия), UPEC (Франция), BS (Великобритания), ASTM-ANSI(CUJA) (США), UNI EN ЕМ (Италия).
Библиографический список
строительные материалы природные минеральные
1. Козюлина Н.С. Товароведение непродовольственных товаров. - М.: Изд-во «Дашкова», 2002. - 368 с.
Моисеенко Н.С. Товароведение непродовольственных товаров: Ч.2. - М.: «Феникс» - 2003. - 288 с.
3. Моисеенко Н.С. Под ред. Юсупянц Э. Товароведение непродовольственных товаров. - М.: Издательства «Феникс»,2010.- 384с.
4. Попов К.Н., Каддо М.Б. Строительные материалы и изделия: Учебник/ К.Н. Попов.- М.: Высшая школа, 2005
5. Ходыкин А.П., Ляшко А.А., Волошко Н.И., Снитко А.П. Товароведение непродовольственных товаров: Учебник для средних специальных учебных заведений. - М.:Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2006. - 504с.
Шепелев А.Ф., Галаджян В.А., Туров А.С. Товароведение и экспертиза силикатных и строительных товаров: Учебное пособие для вузов по экономическим специальностям. - Ростов-на-Дону: МарТ, 2002. - 169 с.
Заказ работы
Наши специалисты помогут написать работу с обязательной проверкой на уникальность в системе «Антиплагиат»
Отправь заявку
с требованиями прямо сейчас, чтобы узнать стоимость и возможность написания.