Роль строительных материалов на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации сооружений.

Роль строительных материалов на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации сооружений.

Строительные материалы непосредственно влияют на восприятие архитектурного образа объекта, на его качество и экономические требования. Архитектор должен понимать, что строительные материалы выполняют комплекс функций, связанных с технологией строительных работ, эксплуатацией и композиционным строением здания, а также его стоимостью, включая цены и затраты на применение и эксплуатацию. Работа с материалами предполагает учёт действующих архитектурно-строительных норм и правил, а также природных и социальных факторов.

Строительное материаловедение – наука о строительных материалах, их составе, свойствах, внутреннем строении, технологии их изготовления и областях применения, а также о долговечности, надежности и конструкции зданий и сооружений. Строительное материаловедение является фундаментальной наукой прикладного характера и состоит из трёх компонентов: из практики, из теории и из мировоззренческих основ.

Практика – приоритетная часть строительного материаловедения. Она включает в себя знания о производстве строительных материалов и изделий из них и многообразного сырья. Она включает знания о технологии производства материалов, их основных свойствах, методах испытания, целесообразности применения тех или иных материалов или изделий в строительстве, а также знания о правилах эксплуатации.

Теория составляет сумму знаний обо всех материалах в их сложной совокупности и посвящена вскрытию и описанию общих закономерностей связи свойств материала с особенностью его строения и со свойствами тех веществ, из которых данный материал состоит. Также она посвящена описанию научных принципов и законов, лежащих в основе производства и при переработке строительного материала в изделие. Теория раскрывает сущность явлений и процессов, связанных с возникновением новообразований микро и макроструктурных элементов, их взаимосвязей при переработке и формировании единой структуры монолитно-строительных материалов. В ней содержится классификация материалов, методы оптимизации состава и структуры материала и методы проектирования этого состава с заданными свойствами.

Мировоззренческие основы науки способствуют обоснованному прогнозированию развития практики. Представляются прогрессивные и передовые технологии строительных материалов на уровне мировых достижений, в том числе безотходное производство с учётом долговечности, экологичности и защиты окружающей среды. Учитываются современные технологии.

3 Этапа развития материаловедения:

1 – Появляются основные понятия о материалах и их свойствах. Для этого этапа характерно небольшое количество разновидностей и опытных данных по качественным характеристикам материалов. С древних времён до начала второй половины 19 века. Знания получали философы, изучая материю. Большой вклад внесли такие учёные как Ломоносов и Менделеев.

2 – Со второй половины 19 века и закончился в первой половине 20 века. Закончился массовым производством строительных материалов и изделий, созданием новых материалов и их выпуском. Это связано с общим прогрессом промышленности и с массовым строительством гражданских и промышленных сооружений. Характерным является конкретное изучение составов и качества изучаемых материалов. Прогрессирует не только использование, но и переработка сырья, в связи с проблемой загрязнения окружающей среды и невозможности восстановления некоторых ресурсов. Происходит изучение различных методик испытания материалов.

3 – С начала 20 века и по нынешний период. Рост объёма производства традиционный, появление новых строительных материалов. Углубление специализированных наук об этих материалах. Интеграция научных знаний о строительных материалах и их свойствах.

К основным критериям выбора современного материала с эксплуатационно-технической и экономической точек зрения относятся: наличие заводского (лицензированного) производства, сравнительно меньшая средняя плотность при сохранении требуемой прочности и других эксплуатационно-технических характеристик, многофункциональность, возможность снизить расход энергетических ресурсов при эксплуатации зданий и сооружений.

Преимуществом заводского выпуска материалов считается мобильность производства (возможность его перестройки), возможность заказа архитектором, дизайнером, реставратором материалов с требуемыми характеристиками, безопасность, благоприятные условия труда.

Роль архитектора: формирование и выбор строительных материалов. Требования: умение правильно формировать необходимые требования к материалам, знание конструкции и основ фундаментальных наук, в том числе истории, связь с производственным материаловедением (посещение специальных выставок, чтение журналов, посещение конференций), помнить о назначении архитектора как социального работника (приоритет – человек и природа, цель – экономия, польза и красота).

Цветные металлы и сплавы

К ним относятся: алюминий и его сплавы — это лёгкий, технологичный, коррозионностойкий материал. В чистом виде его используют для изготовления фольги, отливки деталей. Для изготовления алюминиевых изделий используют алюминиевые сплавы — алюминиево-марганцевый, алюминиево-магниевый… Применяемые в строительстве алюминиевые сплавы при незначительной плотности (2,7-2,9 г/см³), имеют прочностные характеристики, которые близки к прочностным характеристикам строительных сталей. Изделия из алюминиевых сплавов характеризуются простотой технологии изготовления, хорошим внешним видом, огне- и сейсмостойкостью, антимагнитностью, долговечностью. Такое сочетание строительно-технологических свойств у алюминиевых сплавов позволяет им конкурировать со сталью. Использование алюминиевых сплавов в ограждающих конструкциях позволяет уменьшить вес стен и кровли в 10-80 раз, сократить трудоёмкость монтажа. Медь и её сплавы. Медь — это тяжёлый цветной металл (плотностью 8,9 г/см³), мягкий и пластичный с высокой тепло- и электропроводностью. В чистом виде медь используют в электрических проводах. В основном медь применяют в сплавах различных видов. Сплав меди с оловом, алюминием, марганцем или никелем называют бронзой. Бронза — это коррозионностойкий металл, обладающий высокими механическими свойствами. Применяют её для изготовления санитарно-технической арматуры. Сплав меди с цинком (до 40 %) называют латунью. Она обладает высокими механическими свойствами и коррозионной стойкостью, хорошо поддаётся горячей и холодной обработке. Её применяют в виде изделий, листов, проволоки, труб. Цинк — это коррозионностойкий металл, применяемый в качестве антикоррозионного покрытия при оцинковывании стальных изделий в виде кровельной стали, болтов. Свинец — это тяжёлый, легкообрабатываемый, коррозионностойкий металл, применяемый для зачеканивания швов раструбных труб, герметизации деформационных швов, изготовления специальных труб.

3. Классификация строительных материалов.

В процессе строительства, эксплуатации и ремонта зданий и сооружений строительные изделия и конструкции из которых они возводятся подвергаются различным физико-механическим, физическим и технологическим воздействиям. От инженера-строителя требуется со знанием дела правильно выбрать материал, изделия или конструкцию которая обладает достаточной стойкостью, надёжностью и долговечностью для конкретных условий.

Строительные материалы и изделия, в соответствии с теорией ИСК, делятся на:[1]

Природные (естественные) — без изменения состава и внутреннего строения:

неорганические (каменные материалы и изделия); органические (древесные материалы, солома, костра, камыш, лузга, шерсть, коллаген).

Искусственные:

Безобжиговые (твердение при нормальных условиях) и автоклавные (твердение при температуре 175—200 °C и давлении водяного пара 0,9-1,6 МПа):

неорганические (клинкерные и клинкеросодержащие цементы, гипсовые, магнезиальные и др.);

органические ( битумные и дектевые вяжущие вещества, эмульсии, пасты);

полимерные (термопластичные и термореактивные);

комплексные:

смешанные (смешения нескольких видов минеральных веществ);

компаундированные (смеси и сплавы органических материалов);

комбинированные (объединение минерального с органическим или полимерным).

Обжиговые — твердение из огненных расплавов:

шлаковые (по химической основности шлака);

керамические (по характеру и разновидности глины и др. компонентов);

стекломассовых (по показателю щелочности шихты);

каменное литье (по виду горной породы);

комплексное (по виду соединяемых компонентов, например: шлакокерамические, стеклошлаковые).

По применению классифицируются на две основные категории. К первой категории относят — конструкционные: кирпич, бетон, цемент, лесоматериалы и др. Их применяют при возведении различных элементов зданий (стен, перекрытий, покрытий, полов). Ко второй категории — специального назначения: гидроизоляционные, теплоизоляционные, акустические, отделочные и др.

Основные виды строительных материалов и изделий

каменные природные строительные материалы и изделия из них

вяжущие материалы неорганические и органические

лесные материалы и изделия из них металлические изделия

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. Например, материал для наружных стен зданий должен обладать наименьшей теплопроводностью при достаточной прочности, чтобы защищать помещение от наружного холода; материал сооружения гидромелиоративного назначения — водонепроницаемостью и стойкостью к попеременному увлажнению и высыханию; материал для покрытия дорог (асфальт, бетон) должен иметь достаточную прочность и малую истираемость, чтобы выдержать нагрузки от транспорта.

 

Метод выдува (литья).

В данном случае в качестве сырья используется полиэтилен и полипропилен. Полипропилен обладает специфическими свойствами (усадка, малый интервал температуры пластификации и т.д.), поэтому при использовании его для формовки машина должна иметь специфические настройки и дополнительные устройства: систему двойного нагрева, более точное регулирование температуры, устройство предварительного нагрева, изменения в дизайне пресс-форм и пуасонов. Полипропилен требует также в 2-3 раза более длительного нагрева, чтобы достичь температуры пластификации, и в 2-3 раза дольше происходит его усадка в пресс-форме. Методом выдува, в основном, производятся пластиковые бутылки.

Метод термоформовки.

Этот метод используется при производстве стаканчиков для молочных продуктов, одноразовых стаканчиков под напитки, флаконов.

Формовка изделия осуществляется в три этапа на трех рабочих позициях.

На первом рабочем этапе технологического процесса точно определенная доза приготовленной в шнековом агрегате пластмассы выдавливается в полузакрытую форму. Затем производится прессование расплавленного материала за счет полного закрытия пресс-формы.

На втором этапе пресс-форма открывается, и несущий спутник вместе с заготовкой переносится в формующую станцию, состоящую из матрицы и пуансона. После закрытия формующей станции заготовка копирует форму матрицы. Для стабилизации полученной формы матрица охлаждается водой. Во время этого этапа на первой позиции карусели подготавливается следующая заготовка.

На третьем этапе производится открытие двух половин несущего элемента, при этом готовое изделие освобождается и выбрасывается через отверстие в боковой крышке автомата.

 

С помощью одной пресс-формы возможно изготовление одного вида продукции. Большинство представленного на рынке оборудования позволяет быстро переналадить производство путем замены пресс-формы, которая изготавливается дополнительно.

Инжекционные узлы литьевой машины классифицируются:

• по конструктивно-технологическим особенностям (без предварительной пластикации и с предварительной пластикацией)
• по методу пластикации (поршневые и шнековые)
• по конструкторскому оформлению (одно, двух и трех цилиндровые)
• по числу шнеков (одно и двух шнековые)

В машинах без предварительной пластикации стадия пластикации совместима по времени со стадией инжекции. В машинах с предварительной пластикацией полимер пластицируется, после чего впрыскивается в форму при перемещении поршня (шнека), т.е. пластикация и впрыскивание разделены.

В поршневых конструкциях полимер пластицируется за счет тепла от внешних нагревателей при продвижении от бункера к соплу.

В шнековых конструкциях полимер дополнительно пластицируется за счет выделяющейся внутренней теплоты трения при вращении шнека.

Одноцилиндровые конструкции поршневого типа применяются главным образом для литья небольших по массе изделий (не более 8-10 грамм), а также для литья композиций на основе полимеров с хрупкими анизотропными наполнителями.

Двухцилиндровые конструкции поршневого типа позволяют получить двухцветные или другие специальные изделия.

Одноцилиндровые конструкции одношнекового типа применяются для толстостенных изделий (обычно на многопозиционных машинах).

Двухцилиндровые конструкции одношнекового типа - для двухцветных толстостенных изделий, а также при необходимости увеличения производительности машины.

Литьевые машины поршневого типа характеризуются: большими потерями давления при впрыске полимера, трудностью регулирования технологических параметров формования и сложностью подбора технологического режима переработки.

Наиболее компактными, технологичными и обеспечивающими возможность регулирования основных параметров литья в широких интервалах являются одноцилиндровые конструкции шнекового типа.

Организация технологического процесса изготовления пластиковой тары строится на максимальной загруженности оборудования. Производственный процесс осуществляется круглосуточно, что позволяет рационально использовать производственное оборудование.

 

В зависимости от рабочего объема пресс-формы и ее геометрических размеров, от размеров и технических характеристик выпускаемых изделий для каждого конкретного случая и выбирается соответствующая литьевая машина и способ получения изделия. Очень часто для изготовления одного законченного изделия приходится использовать как разные полимеры, так и различные прес-формы и, соответственно, различные виды оборудования. Именно в силу выше перечисленных причин в нашем распоряжении и находится большой парк оборудования:

• для производства литьевых изделий - термопластавтоматы ДЕ 3330.Ф1, ДЕ 3132-250Ц1, ZJ-160 (р-во Китай);;
• для производства выдувных изделий - выдувные автоматы "Chodos", тип 004141 и 004728;
• для производства литьевых и выдувных изделий в едином цикле - инжекционно-выдувной автомат "MSZ-25";
• для производства выдувных ПЭТ изделий - полуавтомат BSBMM (пр-во КНР);

 

Полиэтилен

В зависимости от условий полимеризации различают три вида полиэтилена:

1. Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) или низкой плотности (ПЭНП). Получают при давлении 1000-3000 атм и температуре около 180 градусов С. Инициатором служит кислород (радикальная полимеризация). Макромолекулы полиэтилена, полученного этим способом имеют разветвленное строение, этим объясняется его невысокая плотность (менее плотная упаковка макромолекул).
2. Полиэтилен среднего давления (ПЭСД) получают в среде разбавителя при 35-40 атм и 125-150 градусов С на металлоксидных катализаторах.
3. Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) или высокой плотности (ПЭВП). Полимеризацию проводят в среде органического растворителя при давлении около 5 атм и температуре ниже 80 градусов Цельсия. Катализаторами являются металлоорганические комплексы (катализаторы Циглера-Натта). Процесс идет по ионному механизму.

В промышленности полиэтилен разных марок выпускается в виде блоков, листов и гранул. Перерабатываются они в изделия главным образом методом литья под давлением, экструзии (выдавливанием размягченного полимера через сопло шприц-машины) и выдувания.

Несмотря на то, что различные виды полиэтилена получают из одного и того же мономера, они представляют собой совершенно различные материалы, отличаясь друг от друга не меньше, чем от других полимеров. Это объясняется различными геометрическими формами молекул и разной способностью к кристаллизации.

СВОЙСТВА ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

К основным свойствам портландцемента относятся:

а) средняя плотность;

б) истинная плотность;

в) тонкость помола;

г) водопотребность;

д) сроки схватывания;

е) тепловыделение;

ж) равномерность изменения объема;

з) прочность.

Средняя плотность портландцемента в рыхлом состоянии равна 1000-1100 кг/м3, в уплотненном - 1400-1700 кг/м3.

Истинная плотность составляет 3050-3150 кг/м3.

Тонкость помола определяется остатком на сите № 008 (размер ячейки в свету - 0,08 мм) не более 15% от общей навески или удельной поверхностью - площадью поверхности зерен (в квадратных сантиметрах) в 3 г цемента. Удельная поверхность портландцемента должна быть 2500-3000 см2/г. С увеличением тонкости помола цемента до 4000-4500 см2/г возрастает скорость твердения и повышается прочность цементного камня.

Водопотребность определяется количеством воды (в %), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты, т.е. заданной стандартной пластичности. Нормальной густотой цементного теста считается его консистенция, при которой пестик стандартного прибора Вика не доходит до пластинки на 5-7 мм, что составляет 22-28% воды от массы цемента. Повышение водопотребности плохо сказывается на свойствах цемента:

уменьшаются прочность и морозостойкость, увеличиваются усадочные деформации и т.д. Снижают водопотребность цемента добавки-пластификаторы.

Сроки схватывания цементного теста нормальной густоты определяют на приборе Вика по глубине проникания иглы. Начало схватывания должно наступить не ранее чем через 45 мин, заканчивается оно не позднее чем через 10 ч от начала затворения. Эти показатели определяют при температуре (20 ± 2) °С. Схватывание портламендцемента обычно наступает через 1-2 ч, а заканчивается через 4-6 ч. На сроки схватывания портландцемента влияют его минералогический состав, тонкость помола и др.

Тепловыделение при твердении цемента происходит длительное время, поэтому сильный разогрев бетона и раствора не происходит. Если же объем укладываемого в конструкцию бетона велик (например, при возведении плотин или массивных фундаментов), то разогрев достигает 80 °С, что опасно: бетон растрескивается, разрушается.

Равномерность изменения объема цемента при твердении - признак его высокого качества. При твердении на воздухе цемент уменьшается в объеме - дает усадку. Линейная воздушная усадка цемента достигает 1 мм/м. При твердении в воде, особенно в начале твердения, цемент увеличивается в объеме - набухает. Линейное набухание его достигает 0,5 мм/м. В конце твердения цемент даже в воде уменьшается в объеме.

Прочность портландцемента характеризуют маркой, которую устанавливают по пределу прочности при сжатии и изгибе образцов-балочек размерами 40x40x160 мм, испытанных в возрасте 28 суток твердения. Балочки изготавливают из цементно-песчаного раствора состава 1:3 (цемент: нормальный песок) стандартной консистенции при водоцементном отношении В/Ц = 0,4. На воздухе (над водой) образцы твердеют в течение суток, а в воде комнатной температуры (без форм) - 27 суток. Портландцементы разделяют на марки 300, 400, 500, 550 и 600.

4. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Изделия и конструкции, изготовленные с использованием портландцемента, широко используют в надземных, подземных и подводных условиях. Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона и железобетона в жилищном, промышленном, гидротехническом, дорожном строительстве и т. д. На нем изготовляют тяжелые и легкие бетоны, ячеистые бетоны, строительные растворы высоких марок, теплоизоляционные материалы и т. д. Портландцемент не следует применять для конструкций, подвергающихся воздействию морской, минерализованной и даже пресной воды проточной или под сильным напором. В этих случаях рекомендуется использовать цементы специальных видов (сульфатостойкие, цементы с добавками).

Портландцемент, являющийся высококачественным и дефицитным материалом, необходимо расходовать экономно, заменяя его, где это технически возможно, более дешевыми вяжущими веществами - известью, гипсовыми вяжущими, смешанными цементами.

Стандартизация материалов

Основные требования к качеству материалов, изделий и готовых конструкций массового применения устанавливаются Государственными стандартами СССР (ГОСТ), отраслевыми стандартами (ОСТ), техническими условиями (ТУ).

В ГОСТах и ТУ содержатся краткое описание материала и способы его изготовления, указаны марки материалов и требования к их качеству, форма и размеры и допускаемые отклонения от них, а также правила транспортирования, приемки, упаковки и хранения, обеспечивающие сохранность материала, и методы испытаний. ГОСТы и ТУ — документы, устанавливающие, что данный материал или изделие одобрены для производства и применения при определенном его качестве.

Основные положения строительного проектирования и производства строительных работ регламентируются Строительными нормами и правилами (СНиП). СНиПы разработаны с учетом развития строительной индустрии, внедрения передовой техники в строительство, максимального использования в строительстве изделий и конструкций заводского изготовления.

В части II СНиП «Нормы проектирования» содержатся сведения о том, в каких конструкциях и как следует применять строительные материалы с указанием необходимых требований к свойствам этих материалов.

В стандартах и СНиПах требования к свойствам материалов выражены в виде марок на эти материалы. Марка строительных материалов — условный показатель, устанавливаемый по главнейшим эксплуатационным характеристикам или комплексу главнейших свойств материала. Так, существуют марки по прочности, плотности, морозостойкости, огнеупорности.

Один и тот же материал может иметь несколько марок по различным свойствам. Так, кирпич маркируют по прочности и морозостойкости, но основной из них считается марка по прочности — главнейшему эксплуатационному показателю. По прочности для всех природных и искусственных каменных материалов СНиПом установлены следующие марки: 4; 7; 10; 15; 25; 35; 50; 75; 100; 125; 150; 200; 300 и т. д. до 3000. Цифра показывает минимально допустимый предел прочности материала, выраженный в кгс/см2 (например, кирпич марки 100 должен иметь прочность 10…12,5 МПа).

Теплоизоляционные материалы делят на марки по плотности. Это объясняется тем, что теплопроводность находится в прямой зависимости от плотности, но контролировать последнюю значительно проще. Например, минеральную вату выпускают марок 75; 100; 125; 150 (в этом случае размерность марки кг/м3).

Таблица 6.1

Виды и назначение малярных составов на основе минеральных вяжущих

Виды связующего	Назначение малярного состава	Применение
Гипс	Шпатлевки	Выравнивание окрашиваемой поверхности
Известь	Грунтовки. Окрасочные составы: известковые известково-гипсовые	Окраска потолков, стен помещений временного характера, а также складов, подвалов. Окраска по наружной штукатурке
Декоративный портландцемент	Шпатлевки. Окрасочные составы: цементные известково-цементно-песчаные	Наружная и внутренняя окраска по штукатурке, кирпичу, бетону. Окраска фасадов по штукатурке
Жидкое стекло (калиевое, натриевое)	Грунтовки, шпатлевки Окрасочные декоративные силикатные составы Кислотостойкие составы	Окраска фасадов и лестничных клеток жилых домов по кирпичу, бетону, штукатурке. Антикоррозионная защита строительных конструкций и технологического оборудования

При увеличении доли и размера частиц наполнителя шпатлевки приобретают новые свойства, назначение и название – растворные смеси. Составы растворных смесей, в которые входят такие основные компоненты, как минеральное вяжущее, мелкий заполнитель размером менее 5 мм и вода, рассчитывают в зависимости от назначения по специальным формулам с использованием графиков и таблиц. В результате твердения пластичная однородная смесь приобретает прочность искусственного камня, который называют строительным раствором. Для регулирования свойств в составы вводят минеральные (золы, шлак, опоку, туфы, глину) и химические (ускорители и замедлители твердения, пластификаторы и др.) добавки. При подборе состава растворов необходимо учитывать их технологические особенности, к которым относятся следующие:

- растворные смеси наносят на готовую поверхность относительно тонким слоем (1 – 2 см);

- равномерное распределение растворов по поверхности достигается не за счет приложения механических воздействий, а в результате их высокой пластичности;

- растворные смеси наносят на пористую, водоотсасывающую поверхность материалов;

- так как скорость выработки растворных смесей небольшая (штукатурные, кладочные работы) и привозят их, как правило, при большом объеме работ на строительные площадки с завода в готовом виде (товарный раствор), следовательно, они должны обладать медленными сроками схватывания и загустевания;

- в связи с тем, что строительные растворы в процессе эксплуатации не испытывают высоких нагрузок, прочность их небольшая;

- для достижения заданной марки раствора рационально использовать низкомарочные вяжущие (известь, гипс, наполненный цемент);

- твердение растворных смесей происходит только в естественных условиях.

36 Примеры применения природных каменных материалов в архитектурно-строительной практике.

37 Номенклатура материалов на основе минеральных вяжущих

Строительными вяжущими веществами называют порошкообразные материалы, которые при затворении водой образуют пластичное тесто, способное затвердевать и превращаться в прочный камень.

В зависимости от состава, основных свойств и областей применения минеральные вяжущие делятся на 4 группы:

Воздушные вяжущие.

Они после затворения водой способны сохранять и наращивать прочность в воздушно-сухих условиях. Используются для надземных сооружений, не подвергающиеся воздействию воды.

К такому роду вяжущих относятся:

o гипс строительный

o гипс формовочный

o гипс высокопрочный(технический)

o ангидритовый цемент

o высокообжиговый гипс(эстрих-гипс)

o известь негашёная CaO

o известь гидратная Ca(OH)₂

o каустический магнезит MgO

o каустический доломит MgO*CaCO₃

Гидравлические вяжущие.

После затворения водой и предварительного затвердевания на воздухе, способны сохранять и наращивать прочность в воде. Применяются в строительстве надземных, подземных и подводных сооружений.

К ним относятся:

o гидравлическая известь

o роман цемент

o портланд цемент

o смешанные вяжущие на основе извести(известково пуцолановые, известково шлаковые)

o расширяющиеся цементы

o глиноземистый цемент

o гипсоцементно пуцолановые вяжущие

Автоклавные вяжущие.

Способны затвердевать и превращаться в камень в атмосфере насыщенной водяным паром и при давлении выше атмосферного.

Например:
P = 0.8 - 1.5 MПа
t = 174.5 - 200 C

К ним относятся:

o известково-кремнезёмистые

Кислотоупорные вяжущие

После твердения в атмосфере тёплого сухого воздуха, способны длительное время выдерживать действие основных кислот.

o В эту группу входят: кварцевый кремнефтористый цемент

38 Пороки древесины Недостатки отдельных участков древесины, снижающие ее качество и ограничивающие возможность ее использования, называют пороками древесины. Они могут быть следствием неправильного роста древесины, разрушения ее тканей грибками, насекомыми, механическим воздействием, а также вызваны неправильным хранением. В соответствии с ГОСТ 2140-81 все пороки древесины делят на 9 групп:

трещины;

сучки;

пороки формы ствола;

пороки строения древесины;

х имические окраски;

грибные поражения;

биологические повреждения;

инородные включения, механические повреждения и пороки обработки;

Покоробленности.

Сучки представляют собой основание ветвей в стволе. По разным признакам (расположению, форме, степени срастания с древесиной, состоянию древесины сучка и др.) они делятся на 27 разновидностей. Это основной сортоопределяющий порок древесины почти во всех сортиментах и деталях из древесины. Сучки снижают показатели механических свойств и не только из-за области, ими занятой, а из-за искривления волокон вокруг них. Однако в отдельных случаях сучки увеличивают прочность, например при скалывании вдоль волокон в тангентальном направлении. Трещины — это продольные разрывы древесины, возникающие, как правило, под действием внутренних напряжений, превосходящих предел ее прочности при растяжении поперек волокон. Трещины по типам, положению в сортименте, глубине и ширине распространения делятся на 17 разновидностей. Влияние трещин на свойства древесины зависит от положения их по отношению к действующим силам и видам нагрузки.

 

 

Роль строительных материалов на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации сооружений.

Строительные материалы непосредственно влияют на восприятие архитектурного образа объекта, на его качество и экономические требования. Архитектор должен понимать, что строительные материалы выполняют комплекс функций, связанных с технологией строительных работ, эксплуатацией и композиционным строением здания, а также его стоимостью, включая цены и затраты на применение и эксплуатацию. Работа с материалами предполагает учёт действующих архитектурно-строительных норм и правил, а также природных и социальных факторов.

Строительное материаловедение – наука о строительных материалах, их составе, свойствах, внутреннем строении, технологии их изготовления и областях применения, а также о долговечности, надежности и конструкции зданий и сооружений. Строительное материаловедение является фундаментальной наукой прикладного характера и состоит из трёх компонентов: из практики, из теории и из мировоззренческих основ.

Практика – приоритетная часть строительного материаловедения. Она включает в себя знания о производстве строительных материалов и изделий из них и многообразного сырья. Она включает знания о технологии производства материалов, их основных свойствах, методах испытания, целесообразности применения тех или иных материалов или изделий в строительстве, а также знания о правилах эксплуатации.

Теория составляет сумму знаний обо всех материалах в их сложной совокупности и посвящена вскрытию и описанию общих закономерностей связи свойств материала с особенностью его строения и со свойствами тех веществ, из которых данный материал состоит. Также она посвящена описанию научных принципов и законов, лежащих в основе производства и при переработке строительного материала в изделие. Теория раскрывает сущность явлений и процессов, связанных с возникновением новообразований микро и макроструктурных элементов, их взаимосвязей при переработке и формировании единой структуры монолитно-строительных материалов. В ней содержится классификация материалов, методы оптимизации состава и структуры материала и методы проектирования этого состава с заданными свойствами.

Мировоззренческие основы науки способствуют обоснованному прогнозированию развития практики. Представляются прогрессивные и передовые технологии строительных материалов на уровне мировых достижений, в том числе безотходное производство с учётом долговечности, экологичности и защиты окружающей среды. Учитываются современные технологии.

3 Этапа развития материаловедения:

1 – Появляются основные понятия о материалах и их свойствах. Для этого этапа характерно небольшое количество разновидностей и опытных данных по качественным характеристикам материалов. С древних времён до начала второй половины 19 века. Знания получали философы, изучая материю. Большой вклад внесли такие учёные как Ломоносов и Менделеев.

2 – Со второй половины 19 века и закончился в первой половине 20 века. Закончился массовым производством строительных материалов и изделий, созданием новых материалов и их выпуском. Это связано с общим прогрессом промышленности и с массовым строительством гражданских и промышленных сооружений. Характерным является конкретное изучение составов и качества изучаемых материалов. Прогрессирует не только использование, но и переработка сырья, в связи с проблемой загрязнения окружающей среды и невозможности восстановления некоторых ресурсов. Происходит изучение различных методик испытания материалов.

3 – С начала 20 века и по нынешний период. Рост объёма производства традиционный, появление новых строительных материалов. Углубление специализированных наук об этих материалах. Интеграция научных знаний о строительных материалах и их свойствах.

К основным критериям выбора современного материала с эксплуатационно-технической и экономической точек зрения относятся: наличие заводского (лицензированного) производства, сравнительно меньшая средняя плотность при сохранении требуемой прочности и других эксплуатационно-технических характеристик, многофункциональность, возможность снизить расход энергетических ресурсов при эксплуатации зданий и сооружений.

Преимуществом заводского выпуска материалов считается мобильность производства (возможность его перестройки), возможность заказа архитектором, дизайнером, реставратором материалов с требуемыми характеристиками, безопасность, благоприятные условия труда.

Роль архитектора: формирование и выбор строительных материалов. Требования: умение правильно формировать необходимые требования к материалам, знание конструкции и основ фундаментальных наук, в том числе истории, связь с производственным материаловедением (посещение специальных выставок, чтение журналов, посещение конференций), помнить о назначении архитектора как социального работника (приоритет – человек и природа, цель – экономия, польза и красота).