Тема 1.8 Строительные материалы, используемые в строительстве

Разделы темы:

1. Строительные материалы, требования к ним, виды материалов

2. Каменные материалы

3. Вяжущие для растворов

 

1. Строительные материалы.

Изучив конструкции зданий, мы упоминали материалы, из которых их делают, каким требованиям они должны удовлетворять, чтобы обеспечить прочность, долговечность, морозоустойчивость, эстетические качества, экономичность и ряд других. В связи с этим многообразием требований приходится выбирать из множества возможных материалов такие, которые бы в большей мере были приемлемы в конкретных условиях. Кроме того, для снижения транспортных издержек стремятся всецело применять местные материалы, которые имеются в месте постройки. Причем это не должно снижать  требований, которым должно отвечать здание.

Рассмотрим наиболее распространенные виды материалов используемых в строительстве:

 

Каменные материалы  из естественных горных пород, дробленые камни

- щебень, галька, песок, пескогравий с различным размером отдельных элементов.

Искусственные камни – камни, полученные из минерального сырья, чаще всего дробленных горных парод со специальной обработкой или объединения их с использованием вяжущих материалов (клеящих, растворов).

В первом случае используется в основном нагрев до температур, при которых происходит склеивание частиц или обжиг. Так изготавливается глиняный кирпич, керамические камни, черепица, дренажные трубы, трубы для канализации, фаянсовые изделия для коммуникаций и т. д.

По второму способу делают кладку и  бетонные каменные изделия – блоки, стеновые панели, фундаменты, плиты перекрытия.

Ниже мы отдельно рассмотрим процесс приготовления растворов и бетонов, технологию изготовления из них конструкций зданий на строительной площадке и в условиях предприятий стройиндустрии (Заводах ЖБИ, полигонах).

Вторым широко применяемым в строительстве материалом является металл. Металл стал применяться в основном с появлением производительных способов его получения. Это была середина 19-20 века (1820-1840) годы, когда началось бурное развитие человеческого общества – появился новый социальный период капитализм. Строительство потребовало большое количество новых материалов для строительства зданий и сооружений. Кроме чугуна своеобразного камня появилось железо с небольшим содержанием углерода(сталь) как материал способный воспринимать большие растягивающие напряжения в десятки раз больше чем чугун. В настоящее время изделия из «стали» стали основным видом строительного материала. Из нее делают листы толщиной от долей мм, до нескольких десятков мм,: стальную проволоку, стержни, прокатные профили из которых делают конструкции нового назначения – колонны, стойки, фермы, арки, и т. д.

Сечения делают по стандарту (сортаменту)

 

Гнутый профиль

Труба

Уголок

Швеллер

	Двутавр

Стержень (гладкий, с рифленой поверхностью)

Штампованный профиль из листа

 

Рис 8.1 Сортовые профили из металла

 

Из этих заготовок собирают металлические конструкции для зданий – колонны, балки, фермы и арки для покрытий, несущие рамы каркасов и много других.

На рис. 8.2 показана ферма, арка.

          

ферма                                                           арка

 

 

Рис 8.2 Изделия из сортовых профилей металла

Объёмный вес у стали , у чугуна

В настоящее время кроме стали в строительстве используется алюминиевые сплавы, которые также благодаря развитию технологии получения алюминия электролитическим способом стали выпускать в большом количестве и алюминиевые сплавы получили доступ в строительную практику. Из алюминиевых сплавов готовят заготовки в виде стальных профилей, но более разнообразные по форме и размером сечения. Это объясняется тем, что при нагревании материал сплавов становится пластичным, что позволяет получать форму сечения путём продавливания через отверстия разнообразных форм: двутавры, уголки, швеллеры, трубы и т.д. Из этих профилей делают строительные детали, конструкции, изделия, переплёты окон, дверей, каркасы перегородок и т.д. Средством соединения в таких материалах являются шурупы, болты, аргонная сварка, т.е. тоже очень эффективные и малотрудоёмкие.

Вес конструкций из алюминиевых сплавов в несколько раз меньше чем стальных, т.к. их объёмный вес составляет   и следовательно, конструкция получается весом в  = 2,91 раза меньше чем у стали. Это делает возможным снижать вес конструкции при использовании алюминиевых сплавов. Кроме того, стойкость алюминия к коррозии также способствует к его широкому использованию в строительстве увеличивает долговечность ооружений.

Третий вид строительных материалов  - Дерево искомый материал для строительства т.к. естественный и доступный во многих районах материал, т.е практически местный.

В настоящее время он используется в виде изделий из древесины – бревна, доски, бруски, и другие изделия в соответствии со стандартами на древесину. Причём длина этих изделий не превышает 6,5 м, поэтому необходимы средства соединения. В качестве средств соединения деревянных элементов используют гвозди, врубки, шипы и др. В последнее время на базе древесины с использованием клеев изготавливают на предприятиях стройиндустрии клееные профили, листовые материалы. Древесина широко используется для устройства полов, т.к. это гигиенический материал, обеспечивающий естественную среду обитания человека в помещениях.

В настоящее время появился четвёртый вид строительных материалов – искусственные, синтетические материалы, специально создаваемые для строительства. Среди них:

- Лёгкие эффективные утеплители:

Пенопласты – с объёмным весом от 50 кг/  и более. В связи с малым объёмным весом у них очень малый коэффициент теплопроводности λ, который на порядок меньше чем у кирпича (основного стенового материала). А это позволяет значительно снизить вес конструкций зданий, получить значительный экономический эффект. На основе металлических листов гнутого профиля и этих утеплителей делают «Сэндвич - панели». (См. рис. 5.8)

Волокнистые материалы:

Плиты минераловатые, стекловолокнистые, шлаковатные, которые делают из каменных расплавов с продуванием их газом или сжатым воздухом.

Пористые бетоны – пенобетон, газобетон. Эти материалы получают при изготовлении бетона путём внесения, в состав вспенивающих или газообразующих веществ. В результате в теле такого бетона появляются поры заполненные газом (воздухом).

На этом же свойстве основаны современные уплотняющие материалы для швов между конструкциями, так называемые „пены”. При смешивании компонентов „пены” они вспениваются.

Очень много синтетических материалов используются в строительстве в качестве отделочных материалов – плёнки, ковровые синтетические ткани, покрытия для полов (линолеумы, штучные плитки из поливинилхлоридов). Для отделки фасадов листовой металл с покрытием из синтетической плёнки, получают долговечные материалы «Сайдинг», «Алюкобом» и другие.

Из подобных материалов делают перегородки в сочетании с гнутыми профилями из стального оцинкованного листового материала по системе «Кнауф», «Инси» и другие.