Механические свойства включают прочность материала и его деформативность.

Механические свойства материалов оценивают испытанием соответ­ствующих образцов на сжатие, растяжение, изгиб, скалывание и другие виды напряженно-деформированного состояния. В частности, прочность материала при сжатии определяют по формуле R — РIА, где Р — разру­шающая нагрузка, А ~ площадь поперечного сечения образца.

Упругость материала - свойство деформироваться под действием на­грузки и самопроизвольно восстанавливать форму и размеры после ее сня­тия.

Пластичность твердою материала - свойство изменять форму и раз­меры, не разрушаясь под действием внешней нагрузки. После снятия на­грузки форма и размеры образца не восстанавливаются.

Хрупкость - свойство материала сопротивляться развитию трещин.

В последние года введены в оборот такие свойства строительных материалов, как долговечность и надежность.

 

Горные породы

 

Природные каменные материалы широко применяют в строительст­ве, благодаря своим высоким и разнообразным строительным качествам и почти повсеместному распространению. Большинство природных камен­ных материалов обладает высокой прочностью, морозостойкостью и про­чими качествами, необходимыми строительным материалам. Природные каменные материалы получают из горных пород.

Горной породой называется минеральная масса (агрегат минералов), состоящая в основном из одного минерала (мономинеральная порода) или нескольких минералов (полиминеральная порода).

Генетическая классификация горных пород приведена в таблице 1.1.

Дадим характеристику наиболее часто применяемых в строительстве некоторых горных пород.

Гранит - магматическая горная порода серого, серо-голубого или темно-красного цвета. Средняя плотность составляет от 2600 до 2700 кг/м³, прочность при сжатии 100-200 МПа, при растяжении 2,5-7,0 МПа. Гранит имеет малую пористость» малое влагопоглощение, в связи с чем морозостойкость его составляет не менее 200 циклов. Материал использу­ют для внешней облицовки зданий и сооружений.

Таблица 1.1 Генетическая классификация горных пород

Изверженные (магматические) горные породы	Массивные	Глубинные	Гранит, габбро, диорит
Излившиеся	Базальт, диабаз
Обломочные	Рыхлые	Вулканические пеплы, пемзы
Цементированные	Вулканические туфы
Осадочные горные породы	Химические осадки		Гипс, доломит, известковый туф
Органогенные осадки		Известняк, мел. ракушечник
Механические Отложения	Рыхлые	Глины, пески, гравий
Цементированные	Песчаник, конг­ломерат
Метаморфи­ческие (видоизменен­ные) горные по­роды	Продукты ви­доизменения изверженных пород		Гнейсы
Продукты ви­доизменения осадочных по­род		Мрамор, кварцит

Базальт - магматическая горная порода темного, иногда черного, цвета. Средняя плотность составляет 2700-3300 кг/м³, прочность при сжа­тии до 500 МПа, а прочность плавленого базальта (базальтового волокна) до 800 МПа. Используют базальт, в основном, для внешней облицовки зданий и сооружений.

Вулканические туфы - пористые горные породы, образовавшиеся в процессе уплотнения вулканического пепла. Наиболее характерным мате-

риалом является армянский туф, имеющий розово-фиолетовый цвет. Средняя плотность составляет 750-1350 кг/м³, прочность при сжатии от 8 до 19 МПа. Высокая пористость горной породы (до 40-70 %) и относи­тельная прочность позволяют использовать ее в качестве стенового мате­риала.

Известняки - продукты, получившиеся в результате отмирания орга­низмов в морских и пресных водах и состоящие, в основном, из кальцита (СаСОз). Средняя плотность составляет 1700-2700 кг/м³, прочность при сжатии от 8 до 200 МПа. Известняки применяют в качестве исходного сы­рья для получения извести.

Мергель - механическая смесь известняка и глины, имеющая земли­стое строение Порода легко выветривается, служит исходным сырьем для получения портландцемента.

Мрамор - горная порода, образовавшаяся из известняков под дейст­вием высокой температуры и большого давления. Прочность при сжатии составляет 12-30 МПа Материал хорошо пилится, шлифуется, полируется. Благодаря широкой цветовой гамме (белый, розовый, желтый, красный, черный), мрамор используют для внутренней отделки зданий и сооруже­ний.

В строительстве каменные материалы применяют в первоначальном виде или после доработки.

Бутовый камень представляет собой куски неправильной формы размером от 150 до 500 мм. Дроблением бутового камня получают щебень Для кладки фундаментов и стен используют постелистый или плитняко­вый бут, представляющий собой плиты неправильной в формы, выкалы­ваемые из пород.

Булыжный камень - валуны крупностью до 300 мм используют для покрытия дорог и мостовых.

Гравий - рыхлые окатанные обломки горных пород крупностью от 5 до 70 мм, песок - окатанные частицы крупностью от 0,13 до 5,0 мм. Гравий и песок используют в качестве материалов для получения бетонов и рас­творов.

Плиты пиленые толщиной 25-50 мм и тесаные от 100 до 200 мм ис­пользуют при облицовке стен зданий и сооружений.

Минеральные вяжущие вещества

 

Минеральными вяжущими веществами называют порошкообразные материалы, способные при смешивании с водой образовывать пластичное тесто, которое под влиянием физико-химических процессов, постепенно затвердевая, приобретает камневидное состояние. В зависимости от спо­собности твердеть и сохранять прочность на воздухе или в воде минераль­ные вяжущие вещества делятся на две группы: воздушные вяжущие вещества и гидравлические.

К воздушным вяжущим веществам относятся строительный гипс и воздушная известь.

К гидравлическим вяжущим веществам относятся гидравлическая цэвесгь, портландцемент, пуццолановые и шлакощелочные цементы.

 

Гипс строительный - воздушное вяжущее вещество, получаемое в результате обработки природного гипсового камня, измельченного до и после обработки Основа процесса производства - дегидратация (обезво­живание) природного двуводного гипса. При нагревании в специальном гипсоварочном котле до 140-170 °С получают полуводный гипс и воду. CaSO₄*2H₂O=(t°)CaSO4*0₎SH₂O + 1,5Н₂О.

При смешивании полуводного гипса с водой образуется гипсовое тесто, которое твердеет и превращается в камневидное состояние. Теоре­тически необходимо около 20 % воды от массы гипса, но реально, из усло­вия удобоукладываемости, добавляют 35-70 % воды. Для ускорения твер­дения гипсовые изделия сушат при температуре 65-70 °С. Производят не­сколько сортов строительного гипса с прочностью на сжатие от 3,5 до 5,5 МПа Начало схватывания гипсового теста около 4 минут от затворения водой, конец схватывания - 6-30 минут.

 

воздушная известь - вяжущее вещество, получаемое умеренным об­жигом (не до спекания) карбонатных пород, которыми являются извест­няк, мел, ракушечник. Процесс производства включает дробление сырья и его обжиг.

СаСОз + 42,5 ккал = СаО + COj.

Обжиг ведут в специальных печах при температуре 1000-1200 °С с обязательным удалением углекислого газа. Продуктом обжига является негашеная известь (комовая). В процессе обжига вредны как недожога, так и пережоги

Гашение извести идет по реакции СаО •*• Н₂О ^e Ca(O H^+ 15,5 ккал.

В зависимости от количества воды, используемой при гашении из­вести, получают следующие продукты:

известь гидратная (пушенка) - порошок с насыпной плотностью 400-600 кг/м³, который получается в том случае, если количество воды состав­ляет 70-100 % от массы негашеной извести;

известковое тесто получается в том случае, когда количество воды в 3-4 раза больше массы извести. Известковое тесто имеет среднюю плот­ность 1300-1400 кг/м³, его необходимо выдерживать не менее 14 суток до полного гашения исходного продукта.

Воздушная известь используется для приготовления штукатурных и кладочных растворов, для производства искусственных каменных мате­риалов: известково-песчаного кирпича, силикатного. При высокой влаж­ности, в сырых местах применять воздушную известь не рекомендуется.

 

Бетон в строительстве

 

Бетон - искусственный каменный материал, получаемый в результа­те твердения тщательно перемешанной и уплотненной смеси из вяжущего вещества, воды, мелкого и крупного заполнителя, взятых в определенных пропорциях. До твердения эта смесь называется бетонной.

Вяжущие вещества и вода называются активными составляющими бетона, заполнители (песок, щебень, гравий) являются инертными состав­ляющими.

В зависимости от плотности бетон делится на пять видов:

особо тяжелый бетон имеет плотность более 2800 кг/м³, в качестве заполнителя используют стальные опилки, зерна, барит;

тяжелый бетон имеет плотность от 2100 до 2600 кг/»!³, заполнителем служит щебень или гравий плотных горных пород, таких, как гранит, ба­зальт;

облегченный бетон имеет плотность от 1800 до 2000 кг/м⁵, заполни­телем может служить кирпичный щебень. Этот вид бетона можно полу­чить не добавляя в смесь мелкий заполнитель, в результате чего будет по­лучен беспесчаный (крупнопористый) бетон;

легкий бетон имеет плотность от 1200 до 1800 кг/м³, заполнителем служат пористые материалы, такие как шлак, туф, пемза, керамзит,

особо легкий бетой имеет плотность менее J2CO кг/м¹. Этот вид бе­тона очень пористый, к нему относятся ячеистый бетон, пенобетон, газо­бетон.

 

Наибольшее распространение в строительстве получил цементный бетон, но применяют также полимербетон, полимерцементный бетон, шлакощелочной бетон.

В зависимости от применения различают следующие бетоны: обыч­ный (для бетонных и железобетонных конструкций промышленного и гражданского строительства на основе тяжелого бетона), гидротехниче­ский, бетон для стен и перекрытий зданий (на основе легкого бетона), теп­лоизоляционный бетон (особо легкий), бетон для дорожных и аэродромных покрытий, специальный бетон (жаростойкий, кислотоупорный).

Исходными материалам для цементного бетона служат цемент, пе­сок, крупный заполнитель, вода, добавки.

При выборе цемента необходимо учитывать требования к бетону: прочность, морозостойкость, химическую стойкость. Марку цемента обычно назначают на одну - две ступени выше марки бетона.

В качестве мелкого заполнителя обычно используют весок извер­женных или осадочных пород. По условиям залегания пески делятся на речные, морские и горные (овражные). Желательно использование песков с остроугольными зернами, в этом случае прочность бетона будет выше. В зависимости от крупности частиц песок может быть крупным, средним, мелким и очень мелким. В песке масса частиц с размерами менее 0,14 мм не должна быть более 10 %, а содержание глинистых частиц не должно превышать 3 %, органических примесей в песке также должно быть в ми­нимальном количестве.

крупным заполнителем обычно служат гравий или щебень горных пород, но могут быть использованы доменные и металлургические шлаки, керамзит.

Гравий имеет окатанную форму, гладкую поверхность, может быть морским, речным или горным (овражным). По крупности зерен гравий делится на фракции: особо мелкий (5-10 мм), мелкий (5-20 мм), средний (20-40 мм) и крупный (40- 70 мм). Если песка в гравии от 25 до 40 %, то этот матсриач называется гравийно-песчаной смесью.

Щебень - материал, полученный в результате дробления горных по­род, гравия или искусственных камней прочностью от 20 до 120 МПа на куски размером от 5 до 70 мм. Куски имеют остроугольную форму, в ре­зультате чего прочность бетона на щебне на 15-20 % выше прочности бе­тона на гравии. Кроме этого, щебень более чистый материал по сравнению с гравием

Вода, используемая для приготовления бетонной смеси, должна быть чистой, некислой (рН>4). Жир, масло, кислота не должны присутст­вовать в воде.

Добавки, к бетонам применяют для регулирования свойств бетона, бетонной смеси, экономии цемента. Различают пластифицирующие, изме­няющие сроки схватывания, регулирующие плотность и пористость, гид-рофобизирующие, антикоррозионные и другие добавки.

 

Одно из важнейших свойств бетонной смеси - удобоукладываемость - способность с минимальными затратами труда и энергии укладывать бе­тон в форму, обеспечивая при этом получение бетона с максимальной плотностью, прочностью и долговеяностью. Способность бетонной смеси к уплотнению зависит от ее подвижности (текучести), под которой пони­мают способность бетонной смеси растекаться под действием собственно­го веса или приложенных механических сил (вибрация, прессование и др.). Различают бетонные смеси особо жесткие, жесткие, малоподвижные, под­вижные и литые. Оценка подвижности производится с помощью стан­дартного конуса или стандартного конуса и виброплощадки

Основным параметром, влияющим на подвижность бетонной смеси, является додоцементное отношение (В/Ц)- Теоретически необходимо око­ло 20 % воды от массы цемента для прохождения реакции и образования цементного камня, но реально добавляют 40-60 %.

Прочность бетона характеризуется его маркой, которая определяется пределом прочности при сжатии стандартных бетонных кубов с ребром 15 см, изготовленных в металлических формах и испытанных в 28 суток после твердения в нормальных условиях. Для тяжелых бетонов назначают марки от Ml00 до М500 с шагом 50 кг/см² и М600. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций вместо марки используют класс бетона - oi В3,5 до В60.

Бетонная смесь готовится в бетономешалках свободного падения или принудительного перемешивания. Укладка бетонной смеси произво­дится с использованием вибрирования, виброштампования, вибропроката, центрифугирования, вакуумирования.

Твердение бетонной смеси может проходить в естественных условиях или с использованием тепло-влажностной обработки.

 

Сталь в строительстве

 

Сталь - сплав железа с углеродом и незначительным количеством примесей в легирующих добавок. Она широко применяется в строительстве несущих конструкциях (колонны, балки, фермы), в качестве арми­рующего материала в бетонных конструкциях, в результате чего появляет­ся новый строительный материал - железобетон.

Строительная сталь делится на многолегированную (углерода от 0.09 до 0,23 %) и низколегированную (легирующих добавок до 2,5 %). Эти ста­ли характеризуются большой пластичностью, прочностью, хорошо свари­ваются. По способу изготовления (выплавки) они разделяются на маргеновские и конверторные. Свойства и качество сталей оценивается их техническими характеристиками.

 

Химический состав стали характеризуется процентным содержанием добавок и примесей.

Углерод повышает предел текучести и прочности, но снижает пла­стичность и свариваемость стали.

Кремний (С) увеличивает прочность, ухудшает свариваемость, стой­кость против коррозии, снижает ударную вязкость стали.

Марганец (П увеличивает прочность, немного снижает пластичность стали.

Медь (Д) повышает прочность, увеличивает коррозионную стой­кость, но способствует "старению" стали.

Алюминий (Ю) раскисляет сталь (выжигает углерод и удаляет закись меди FeO), повышает ее ударную вязкость.

Никель Ш). xj$M,X&). ванадий I Ф). вольфрам (В) повышают механи­ческие характеристики стали.

Для стали вредны фосфор (снижает пластичность, повышает хруп­кость), сера (способствует образованию трещин при сварке).

 

В зависимости от степени раскисления малоуглеродистые стали подразделяют на три группы:

спокойная сталь получается в результате раскисления ее кремнием в количестве 0,12-0,30 %;

полуспокойная, сталь получается в результате раскисления ее крем­нием в количестве 0,05-0,12 %;

кипящая сталь в процессе варки не раскисляется.

Металлургическая промышленность поставляет малоуглеродистую сталь по трем группам:

группой 4 гарантируются механические свойства стали;

группой £ гарантируется химический состав стала;

группой В гарантируются механические свойства стали и ее химический состав.

В зависимости от сопротивления на ударную вязкость сталь делится
на шесть категорий. '

Примером малоуглеродистой стали может служить сталь марок ВсгЗспЗ, 18сп и ар.

Примером низколегированной стада может служив, мостовая сталь 15ХСНД (углерода 0,15%, остальных легирующих добавок от 0,3 до 1,0 %) или сталь 09Г2С (углерода 0,09 %, марганца до 2 %, кремния от 0,3 до 1,0%).

 

Важными свойствами строительных сталей являются стойкость к хрупкому разрушению, выносливость, свариваемость.

Сортамент представляет собой каталог стальных профилей прокаты­ваемых и поставляемых металлургическими заводами. Различают листо­вую сталь толщиной до 40 мм с шириной листа 600-3600 мм и длиной до 12 м, фасонный прокат (уголки равнобокие и неравнобокие, швеллера, двутавры, трубы, специальные профили).

Арматурная сталь применяется для армирования железобетонных конструкций. В зависимости от основных механических характеристик (прочность, деформативность) различные марки стали объединяются в классы. Кроме того, арматурную сталь можно разделить на две группы:

1. Стержневая арматура обозначается буквой "A". A-I - гладкая
стержневая арматура, А-Н - А-VII - стержневая арматура периодического
профиля диаметром от 6 до 40 мм.

2. Проволочная арматура обозначается буквой "В". Вр-1 проволочная
рифленая арматура с невысокими механическими характеристиками, В-П,
Вр-П - высокопрочная проволока диаметром от 3 до 8 мм.

Арматурная сталь также выпускается в соответствии с сортаментом

 

Строительные растворы

 

Строительными растворами называют затвердевшие смеси из вяжу­щего вещества, воды и мелкого заполнителя, получившие в результате твердения камнеподобную структуру. До затвердения их называют рас­творными смесями.

По виду вяжущего бывают цементные, известковые, цементно-известковые, цементно-глинистые и другие растворы, которые предназна­чены для заполнения швов и кладки штучных материалов (кирпич, блоки, RocreiHCTMfi бутовый камень), для штукатурных работ и производства строительных изделий (кирпич, блоки, плитка).

Различает тяжелые растворы с плотностью 1500-2200 кг/м³ и легкие с плотностью до 1500 кг/м³. По составу растворы бывают простыми, с од­ним вяжущим (цементные, известковые) или сложными - с двумя или тре­мя вяжущими (цементно-известковые, цементно-глинистые и др.).

 

Возя5*Мае строительные растворы используют в сухой среде, а Гидравлические - во влажной.

Материалами для строительных растворов служат воздушная из­весть, гипс, портландцемент, песок, глина, специальные добавки.

Воздушная известь применяется в виде пушенки или известкового теста. Примеси, пережог предварительно необходимо удалить.

Гипс применяют, в основном, в качестве добавки в известковые штукатурные растворы для повышения прочности и уменьшения сроков схватывания и твердения.

Портландцемент используют обычно невысокой активности (МЗОО, М400), так как высокой прочности растворов не требуется.

Пески могут быть тяжелыми (кварцевые, полевошпатные) и легкими (туфовые, пемзовые, на основе шлаков котельных, доменных, керамзитовые).3агрязненность песков пылевато-глинистыми частицами не должна превышать 10-20 %. Пески с крупностью зерен до 5 мм применяют для кладки бутового камня, с крупностью до 2,5 мм • для кирпичной кладки.

Глина вводится в известковые и цементные растворы в соотношении Ц: Г не более 1:1. Введением глины повышается удобоукладываемость растворной смеси, ее водоудерживающая способность и плотность раствора.

Тонкодисперсный молотый песок добавляют в растворную смесь для уменьшения расхода цемента при сохранении прочности.

Поверхностно-активные добавки - ССБ (сульфитно-спиртовая бар-пи), мылонафт - добавляют в целях уменьшения водоцементного отноше­ния и повышения прочности раствора.

Основными свойствами строительного раствора являются подвиж­ность, водоудерживающая способность растворной смеси и прочность са­мого раствора.

Подвижность оценивают глубиной погружения в растворную смесь металлического конуса массой 300 г с углом в вершине 30°. Величина погружения конуса составляет от 9 до 13см для кладочных растворов и (»-11 см - для штукатурных работ.

Водоудерживающая способность растворов должна быть оптималь­ной. В целях повышения водоудерживающей способности в цементный раствор добавляют известковое или глиняное тесто, мылонафт.

Прочность строительных растворов оценивают по испытаниям кубиков с ребром 7,07 см, изготовленных на пористом основании, в возрасте 28 суток от момента изготовления. Установлены следующие марки рас­творов: по прочности от М4 до МЗОО, по морозостойкости от F10 до РЗрО,

Строительные растворы изготавливают в растворомешалках с вра­щающимися лопастями емкостью от ISO до 750 литров. Продолжитель­ность перемешивания растворной смеси на тяжелом песке составляет 1,5 • 2,5 с, на легком - до 3,5 с.

 

 

Древесина в строительстве

 

Древесина обладает рядом положительных свойств, таких, как высокая прочность при небольшой плотности, малая теплопроводность, не токсичность, упругость и легкость в обработке. Однако, ей присущи и ряд недостатков: анизотропность (неоднородность строения, обуславливающая
различие характеристик вдоль и поперек волокон), гигроскопичность и как
следствие этого - усадка и разбухание, загниваемость, легкая воспламеняемость и сгораемость, изменение прочности даже в пределах одной и
той же породы.,

 

Основными физическими свойствами древесины являются влажность, усушка и разбухание, плотность и теплопроводность.

Влажность древесины определяют по формуле r = (G,-G₂)/G₂'*100%,

где G,, G₂ - масса образца до и после высушивания.

По степени влажности различают свежесрубленную (W до 35 %), воздушно-сухую (W около 15-20 %), комнатно-сухую (W около 8-13 %) и мокрую (W около 100 %) древесину. Гигроскопичность древесины спо­собствует ее увлажнению. Основным способом защиты древесины от это­го является покрытие изделий лаками, красками, а также их обработка специальными химическими веществами.

Усушка и разбухание в ряде случаев также отрицательно сказываются на качестве древесины, в частности, усушка приводит к появлению щелей, трещин, короблению материала и изделий.

Плотность древесины приводят к нормальной, определяемой при влажности в 15 %. У большинства пород средняя плотность менее 1000 кг/м³, истинная - около 1500 кг/м³

Удельная теплоемкость древесины очень низкая, порядка 0,6 Ккал/кг.град, что делает этот материал ценным при устройстве ограждающих конструкций.

 

К механическим свойствам древесины относятся: сопротивление сжатию, прочность на изгиб и при раскалывании, модуль упругости и другие параметры. Испытания проводят на специальных образцах, после чего прочность пересчитывают для влажности 12 %. В частности, прочность древесины на сжатие вдоль волокон для различных пород изменяется от 35 до 70 МПа.

 

К порокам древесины относятся сучки, трещины (метиковые и морозные), сбежистость ствола {уменьшение диаметра ствола снизу вверх более чем на 1 см на 1 м его длины), закомелистость (резкое увеличение нижней комлевой части ствола), наросты на стволе, червоточины и повре­ждения древесины грибами и гнилью.

 

Важное значение имеет обработка древесины.

* Сушка древесины может быть естественной (материал сложен в
Штабели под навесом) или искусственной (в специальных камерах с подачей теплого воздуха, токами высокой частоты, в ваннах с петролатумом).

 

Для зашиты от гниения древесину окрашивают лаками и красками, пропитывают антисептиками (фтористый натрий, антраценовое масло, Сланцевое масло), обеспечивают вентиляцию воздуха в помещении.

 

Для защиты от возгорания деревянные изделия покрывают штукатуркой, асбестоцементными листами, пропитывают специальными растворами (антипиренами).

 

В строительстве используют различные лесоматериалы.

Круглые лесоматериалы подразделяются на бревна (диаметром более 12 см), подтоварник (диаметром от 8 до 11 см) и жерди (диаметром от 3 до 7 см). В зависимости от качества лесоматериал делят на три сорта.

Пиломатериалы могут быть обрезными (распиловка бревна на четыре стороны) и не обрезными (распиловка на две стороны). Кроме того, различают пластины (роспуск бревна вдоль на две части), четвертины (роспуск бревна вдоль на четыре части), доски (толщина изделия до 100 мм при соотношении сторон более 3), бруски (толщина изделия до 100 мм при соотношении сторон не более 3), брусья (толщина изделия более 100 мм). Длина изделий от 1 до 6,5 м с шагом 0,25 м. Изготавливают также фанеру толщиной от 2 до 15 мм, паркет, шпунтованные доски, различные столярными изделия.

 

 

Стекло и стеклянные изделия

 

Стеклом называют все аморфные тела независимо от их химического состава и температуры затвердения, полученные путем переохлаждения расплава и получившие в результате постепенного увеличения вязкости механические свойства твердого тела. Процесс перехода стекла из жидкой о состояние в твердое является обратимым.

Основным сырьем для получения силикатного стекла являются кварцевый песок, известняк, сода или сульфат натрия. Варку стекла про­водят при температуре около 1500 °С. В процессе варки оно проходит не­сколько стадий: силикатообразование, прозрачная масса, дегазация. В массу добавляют соединения, придающие стеклу специальные свойства, в частности, глинозем повышает прочность стекла, борный ангидрид повышая скорость варения стекла, оксид свинца придает стеклу оптические свойство на 1.

Плотность силикатного стекла около 2500 кг/м³, прочность на сжа­тие от 60 до 1000 МПа, на изгиб не менее 45 МПа.

 

Промышленность строительных материалов производит различные изделия из стекла.

Листовое стекло выпускают трех сортов толщиной от 2 до 6 мм, шириной 250-1600 мм, длиной 250-2200 мм. Светопропускная способность листового стекла составляет не менее 84-87 %,

Витринное стекло имеет толщину от 6 до 10 мм, наибольший размер листа составляет 3600x6000 мм.

Специальные виды стекол: стекла, отражающие тепловые лучи, по­крыты тонкой пленкой металлов или оксидов толщиной 0,3 - 1 мкм; стек­ла, поглощающие тепловые лучи; увиолевое стекло пропускает не ме­нее 25-75 % ультрафиолетовых лучей; армированное, закаленное, много­слойное (триплекс) стекло.

Облицовочное стекло используют для отделки фасадов и внутренних помещений (стемалит, марблит, стеклянная эмалированная плитка, зерка­ла).

Пустотелые стеклянные блоки имеют размеры 294x294x98 мм, 244x244x98 мм, 194x194x98 мм и служат для устройства внутренних пере­городок в зданиях. Светопропускная способность стеклянных блоков должна быть не менее 65 %.

Стеклянные трубы выпускают диаметром от 45 до 169 мм и длиной от 1,5 до 3 м.

Профилированное строительное стекло (стеклопрофилит) вырабаты­вают в виде элементов коробчатого, швеллерного сечения из бесцветного или окрашенного стекла. Стеклопрофилит применяют для устройства светопрозрачных ограждений и самонесущих стен, а также для внутренних перегородок и светопропускающих плоских кровель.

 

Риталды или стеклокристаллические материалы, получают путем контролируемой кристаллизации силикатного расплава, заканчивающейся образованием микрокристаллических частиц, равномерно распределенных в стекле. Размеры кристаллов составляют 1-2 мкм. При производстве ситаллов, кроме тех же компонентов, которые используют при изготовлении стекла, применяют специальные добавки: соединения титана, лития, цир­кония и др. Плотность ситаллов от 2500 до 2650 кг/м³, прочность при сжа­тии около 500-1500 МПа, при растяжении - 90-350 МПа. Рабочая темпера­тура изделий из этого материала составляет до 750 °С, водопоглощение -около 0 %, материал стоек к действию кислот.

 

Керамические изделия

 

Керамическими называют каменные изделия, получаемые из минерального сырья путем его формования и обжига при высокой температуре. Это один из древнейших видов строительного материала, в частности, возраст керамического кирпича составляет более 5000 лет.

По структуре керамические материалы делятся на плотные, которые поглощают по массе менее 5 % воды (плитки для пола, дорожный кирпич, стенки канализационных труб), и пористые с водопоглощением более 5 %

(стеновые, кровельные, облицовочные материалы).

По назначению керамические материалы и изделия делятся на стеновые (кирпич, пустотелые камни, панели из них), кровельные (черепица), изделия для облицовки фасадов (лицевой кирпич, плитка, панно), изделия для внутренней облицовки стен (глазурованные плитки), заполнители для легких бетонов (керамзит, аглопорит), теплоизоляционные изделия, санитарно-технические (унитазы, умывальники), керамические трубы (дренажные и канализационные), плитки для пола и другие.

 

Сырьем для производства керамических изделий служат различные материалы.

Каолины состоят, в основном, из минерала каолинита, имеющего частицы размером менее 10 мкм. После обжига изделия сохраняют белый цвет.

Глины содержат в своем составе каолинит, монтмориллонит, галлуазит. После обжига изделия приобретают характерный красноватый или коричневатый цвет.

Отощающие добавки используют для понижения пластичности глиняной массы и уменьшения воздушной и огневой усадки изделий. К этим добавкам относятся песок, молотый гранулированный шлак, шамот (обожженная глина).

Порообразующими и пластифицирующими добавками служат молотый мел, доломит, древесные опилки, СДБ (сульфитно-дрожжевая бражка).

 

Производство керамических изделий обычно ведут по следующей схеме.

Карьерные работы включают добычу, транспортировку и хранение до одного года промежуточного запаса глины,

Механическая обработка глины производится в целях удаления включений и подготовки гомогенной керамической массы.

Формование изделий производят способом пластического формования, способом полусухого прессования при влажности массы 8-10 % и давлении 15-40 МПа или способом литья для глазурованных плиток тол­щиной 2 мм.

 

Сушка изделий включает доведение влажности до величины менее 5 % и выполняется в туннельных и камерных сушилках. Например, сушка кирпича производится при температуре 120-150 °С в течение 16-36 часов.

Обжиг изделия происходит при температуре 800 - 1000 °С, в результате чего происходит спекание керамической массы. Кирпич, обычно, обжигают в туннельных печах.

Промышленность строительных материалов выпускает различные виды керамических изделия.

Керамический кирпич имеет размеры 250x120x65 мм (одинарный) в

250x120x88 мм (полуторный) и производится марок от 75 до 300 с морозостойкостью F25, F35, F50. Плотность полнотелого (сплошного) кирпича составляет 1600-1900 кг/м³.

Пустотелый кирпич и керамические камни имеют размеры от 250x120x65(88,138) мм до 250x250x120 мм и пустотность до 25 %.

Керамические изделия для облицовки фасадов включают яйцевой кирпич и камни с пустотностыо более 25 %, коврово-мозаичные плитки (терракотовые или глазурованные), крупноразмерные плитки 250x140x10 мм, цокольные глазурованные плитки 150x75x7 мм.

Керамические изделия для отделки помещений представлены плитками размером 150x150 мм, 150x100 мм, 150x75 мм, мозаичными плитками для полов.

 

 

Теплоизоляционные материалы

 

Теплоизоляционными называют неорганические и органические ма­лотеплопроводные материалы, предназначенные для тепловой изоляции строительных конструкции, промышленного оборудования, трубопрово­дов.

Теплоизоляционные материалы и изделия на их основе делятся на несколько видов.

По виду исходного сырья они могут иметь неорганическое или орга­ническое происхождение.

По форме и плотности могут быть жесткими (плиты, кирпич, скор­лупы), гибкими (маты, полужесткие плиты, рулоны, шнуры), рыхлыми (во­локнистые, зернистые, порошкообразные)

Общее свойство всех теплоизоляционных материалов - их неболь­шая плотность (до 700 кг/м¹), высокая пористость, низкий коэффициент теплопроводности (менее 0,25 ккал/м.ч.град).

К теплоизоляционным материалам предъявляются ряд требований, таких, как достаточная механическая прочность, высокая химическая и биологическая стойкость, кроме этого материал не должен быть гигроско­пичным.

Минеральная вата относится к неорганическим теплоизоляционным материалам и состоит из тонких стекловидных волокон диаметром от 5 до 15 мкм, получаемых из расплава горных пород, таких как, базальт, мер­гель, доломит. Минераловатные твердые плиты получают путем пропитки минеральной ваты полимером (карбамидный полимер, фенольный спирт) с добавлением пенообразователя. Плотность изделия обычно составляет 180 - 200 кг/м³, толщина плит от 30 до 70 мм, водопоглощение не превы­шает 15 %.

К керамическим теплоизоляционным материалам относятся легкие бетоны на основе пористых заполнителей, таких, как керамзит, вермикулвг, вспученный перлит.

Ячеистое стекло имеет пористую структуру. Этот материал получа­ют смешиванием стекла с газообразователем с последующим расплавле­нием смеси и охлаждением. В качестве газообразователя применяют моло­тый известняк, уголь. Основными изделиями из ячеистого стекла являются блоки и плиты с объемным весом 100-700 кг/м³ и низким коэффициентом теплопроводности от 0,05 до 0,11 ккал/м.ч.град. Достоинством этого мате­риала является его достаточно высокая прочность до 2-12,5 МПа, водо­стойкость, морозостойкость и несгораемость.

К органическим теплоизоляционным материалам относятся фибро­лит, древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты и другие изде­лия.

 

Фибролит представляет собой плиточный материал, состоящий из дре­весной шерсти (древесная стружка длиной 200-500 мм, шириной 2-5 мм, толщиной 0,3-0.5 мм) и неорганического вяжущего, обычно портландце­мента. Плотность изделий составляет 250-500 кг/м³, толщина плит от 30 до 100мм.

Древесностружечные плиты получают путем горячего прессования древесных стружек и жидких термореактивных полимеров. Плиты, обыч­но, имеют декоративную отделку поверхностей, плотность изделий от 250 до 400 кг/м³, толщина плит 13-25 мм.

Древесноволокнистые плиты получают путем горячего прессования древесных волокон, полимера, наполнителей и добавок Поверхности плит облицовывают декоративной синтетической пленкой с прокладкой тек­стурной бумаги Плотность изделий до 350 кг/м³, толщина плит 3-8 мм.