Реферат Курсовая Конспект
Понятие науки строительное материаловедение - раздел Строительство, Понят...
|
Строительные материалы. Классификация по различным признакам.
В строительстве используют большое количество разнообразных материалов. По назначению строительные материалы принято делить на следующие группы:
• вяжущие строительные материалы (воздушные вяжущие, гидравлические вяжущие). В эту группу входят различные виды цементов, известь, гипс;
• стеновые материалы - ограждающие конструкции. К этой группе относятся естественные каменные материалы, керамический и силикатный кирпич, бетонные, гипсовые и асбестоцементные панели и блоки, ограждающие конструкции из стекла и силикатного ячеистого и плотного бетона, панели и блоки из железобетона;
• отделочные материалы и изделия - керамические изделия, а также изделия из архитектурно-строительного стекла, гипса, цемента, изделия на основе полимеров, естественные отделочные камни;
• тепло- и звукоизоляционные материалы и изделия - материалы и изделия на основе минеральных волокон, стекла, гипса, силикатного вяжущего и полимеров;
• гидроизоляционные и кровельные материалы ~ материалы и изделия на основе полимерных, битумных и других связующих, асбестоцементный шифер и черепица;
• герметизирующие - в виде мастик, жгутов и прокладок для уплотнения стыков в сборных конструкциях;
• заполнители для бетона ~ естественные, из осадочных и изверженных горных пород в виде песка и щебня (гравия), и искусственные пористые;
• штучные санитарно-технические изделия и трубы - из металлов, керамики, фарфора, стекла, асбестоцемента, полимеров, железобетона.
• Конструкционные
• Специального назначения
Классификация строительных материалов по назначению позволяет выявить наиболее эффективные материалы, определить их взаимозаменяемость и после этого правильно составить баланс производства и потребления материалов.
По виду исходного сырья строительные материалы делят на природные и искусственные, минеральные и органические. Природные, или естественные, строительные материалы и изделия получают непосредственно из недр земли или путем переработки древесных материалов. Этим материалам при изготовлении изделий из них придают определенную форму и рациональные размеры, не изменяя их внутреннего строения, химического и вещественного состава. Чаще других из природных используют древесные и каменные материалы и изделия. Кроме них, в готовом к употреблению виде или при механической обработке можно получить природный битум или асфальт, камыш, торф, костру и другие природные продукты.
По технологическому признаку на:
• Природные каменные материалы и изделия
• Керамические материалы и изделия (кирпич, черепица, плитки, керамзит)
• Стекло и другие материалы и изделия из минеральных расплавов
• Неорганические вяжущие вещества (цемент, известь)
• Бетоны
• Строительные растворы
• Искусственные необжиговые каменные материалы (силикатный кирпич, гипсокартон)
• Органические вяжущие вещества и материалы на их основе (битум, рубероид)
• Полимерные материалы и изделия (линолеум, пенопласт)
• Древесные материалы и изделия
• Металлические материалы (сталь)
Параметры состояния материалов (истинная, средняя, насыпная,
Гидрофизические свойства (влажность, водопоглощение, гигроскопичность, водостойкость, морозостойкость, влагоотдача, водопроницаемость, водонепроницаемость, газо-и паропроницаемость).
Очень часто в процессе эксплуатации строительные материалы и конструкции подвергаются воздействию воды, и свойства материалов изменяются. Количественно оценить свойства материала в этом случае позволяют следующие понятия.
Водопоглощение материалов, зависящее от характера пористости, может изменяться в широких пределах. Водопоглощение по объему не превышает пористости, так как объем впитанной материалом воды не может быть больше объема пор.
В реальных конструкциях материал может содержать некоторое количество влаги, полученной при кратковременном увлажнении водой либо в результате конденсации в порах водяных паров из воздуха. В этом случае состояние материала характеризуют влажностью.
Влажность - отношение массы воды, находящейся в данный момент в материале тв, к массе (реже - к объему) материала в сухом состоянии.
Влажность может изменяться от нуля, когда материал сухой, до величины, соответствующей максимальному водосодержанию. Увлажнение приводит к изменению многих свойств материала: повышается масса строительной конструкции, возрастает теплопроводность; под влиянием расклинивающего действия воды уменьшается прочность материала.
Водостойкость - свойство материала сохранять прочность при насыщении его водой. Критерием водостойкости строительных материалов служит коэффициент размягчения - отношение прочности при сжатии материала, насыщенного водой, к прочности при сжатии сухого материала.
Материалы, у которых коэффициент размягчения больше 0,75, называют водостойкими.
Водонепроницаемость - свойство материала сопротивляться проникновению в него воды под давлением. Это свойство особенно важно для бетона, воспринимающего напор воды (трубы, резервуары, плотины). Для гидроизоляционных материалов водонепроницаемость характеризуется временем, по истечении которого появляется просачивание воды под определенным давлением через образец материала (мастика, гидроизол).
Гигроскопичность - свойство капиллярно-пористого материала поглощать влагу из воздуха. С увеличением относительной влажности воздуха и снижением температуры гигроскопичность повышается.
Гигроскопичность отрицательно сказывается на свойствах строительных материалов. Так, цемент при хранении под влиянием влаги воздуха гидратируется и комкуется, при этом снижается его марка. Весьма гигроскопична древесина, от влаги она разбухает, коробится и трескается.
За характеристику гигроскопичности принята величина отношения массы поглощенной влаги при относительной влажности воздуха 100 % и температуре +20 °С к массе сухого материала.
Морозостойкость - свойство материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное число циклов попеременного замораживания и оттаивания без видимых признаков разрушения и значительного снижения прочности и массы. Морозостойкость - одно из основных свойств, характеризующих долговечность строительных материалов в конструкциях и сооружениях. Могут возникнуть микро- и макротрещины с возможным разрушением структуры и снижением прочности.
Высокой морозостойкостью обладают плотные материалы, которые имеют малую пористость и закрытые поры. Материалы пористые с открытыми порами и соответственно большим во до-поглощением часто оказываются неморозостойкими.
Теплофизические свойства (теплопроводность, термическое
Сопротивление, теплоемкость, огнестойкость, огнеупорность,
Деформационные свойства (упругость, пластичность, хрупкость,
Прочностные свойства строительных материалов (предел прочности
При сжатии, изгибе, растяжении, динамическая прочность,
Классификация горных пород.
Горные породы представляют собой скопление минеральных масс, состоящих из одного или нескольких минералов. Например, гранит состоит из трех минералов - полевых шпатов, кварца и слюды, а известняк - из одного кальцита. Процентное содержание минералов в горной породе определяет ее состав. Форма, размеры и взаимное расположение минералов в горной породе обусловливают ее структуру. Минералогический состав и структура, в свою очередь, определяют свойства горной породы.
Минералом называют однородное по составу, строению и свойствам твердое тело, образовавшееся в результате сложных физико-химических процессов, происходящих в земной коре. Горные породы, состоящие из одного минерала, называются мономинеральными, а состоящие из нескольких минералов - полиминеральными. Содержащиеся в составе горных пород минералы разделяют на породообразующие и второстепенные. Первые, примерно 40...50 минералов, участвуют в образовании горных пород и обусловливают их свойства; вторые встречаются в них только в виде примесей. Основными породообразующими минералами являются кремнезем, алюмосиликаты, железистомагнезиальные силикаты, карбонаты и сульфаты.
По химическому составу минералы могут быть: простыми веществами (самородные металлы, сера, графит); оксидами и гидрооксидами (кварц Si02, корунд А1203); солями различных кислот (хлориды - каменная соль; сульфаты - гипс, ангидрит; карбонаты - кальцит, доломит, магнезит) и наиболее распространенными в природе сложными соединениями - силикатами и алюмосиликатами различных металлов (полевые шпаты, слюды, асбест, каолинит, монтмориллонит, пироксены, амфиболы).
По происхождению горные породы делятся на магматические (изверженные), осадочные и метаморфические (видоизмененные).
Метаморфические (видоизмененные) породы образуются в природе в результате изменения состава и строения осадочных и изверженных пород. Текстура метаморфических пород может быть сланцеватой (гнейсы, глинистые сланцы) и массивной (мрамор и кварциты).
Магматические (первичные) породы образовались в результате застывания и кристаллизации магмы – расплавленной массы преимущественно силикатного состава, образуют глубинах земной коры. К таким породам относятся граниты, сиениты, диориты, габбро, лабрадориты.
Осадочные породы образовались в результате разрушения горных пород (механические отложения) и биологического (органогенные породы) или химического (химические осадки) преобразования природного минерального сырья. Песчаники, Мел.
13.Основные породообразующие минералы горных пород.
К числу минералов, называемых породообразующими, относятся кварц, полевые шпаты, слюды, карбонаты, сульфаты и железистомагнезиальные минералы. От минералогического состава горных пород в значительной степени зависят их строительные свойства.
• ГРУППА КВАРЦА
В наибольшем количестве в земной коре (литосфере) содержится свободный кремниевый ангидрид или кремнезем SiC>2. В состав большинства минералов он входит в виде силикатов — химических соединений с основными окислами. Свободный природный кристаллический кремнезем встречается в виде кварца — одного из наиболее распространенных в земной коре.
В природе встречается минерал опал аморфной структуры, представляющий собой гидрат кремнезема (SiO2-rtH2O). Аморфный кремнезем.
• ГРУППА АЛЮМОСИЛИКАТОВ
Второе место после кремнезема занимает в земной коре глинозем - Свободный глинозем в природе встречается в виде минералов корунда и других глиноземистых минералов.
Корунд — один из наиболее твердых минералов. Его используют для производства высокоогнеупорных материалов, он является ценным абразивом.
Другой глиноземистый материал—диаспор — представляет моногидрат глинозема Н2О и содержит 85%. Диаспор входит в состав бокситов.
Глинозем обычно находится в виде химических соединений с кремнеземом и другими окислами, называемых алюмосиликатами. Наиболее распространенными в земной коре алюмосиликатами являются полевые шпаты, которые составляют по весу более половины всей массы литосферы. К этой же группе минералов относятся слюды и каолиниты. различают ортоклаз или калиевый полевой шпат и плагиоклазы. Последние подразделяются на альбит или натриевый полевой шпат и анортит или кальциевый полевой шпат.
Слюды представляют собой водные алюмосиликаты сложного и разнообразного состава. Наиболее часто встречаются следующие виды слюд: калиевая (мусковит) железистомагнезиальная (биотит), вермикулит.
Каолинит или водный алюмосиликат представляет собой продукт выветривания изверженных и метаморфических горных пород.
• ГРУППА ЖЕЛЕЗИСТО-МАГНЕЗИАЛЬНЫХ СИЛИКАТОВ
Наиболее распространенными породообразующими минералами железисто-магнезиальной группы являются пироксены, амфиболы и оливин.
Пироксены, из семейства которых наиболее часто встречаются авгиты.
К амфиболам относится роговая обманка.
• ГРУППА КАРБОНАТОВ
В осадочных горных породах наиболее часто встречаются породообразующие карбонатные минералы (карбонаты), важнейшие из них — кальцит, магнезит и доломит.
• ГРУППА СУЛЬФАТОВ
Сульфатные минералы (сульфаты), так же как и карбонаты, часто встречаются в осадочных горных породах; важнейшие из них — гипс и ангидрит.
Сантехнические, кровельные и т.п. керамические строительные
Марки и классы бетона.
При проектировании бетонных и железобетонных конструкций назначают требуемые характеристики бетона: класс (марку) прочности, марки морозостойкости и водонепроницаемости.
За проектную марку бетона по прочности на сжатие принимают сопротивление осевому сжатию (кгс/см2) эталонных образцов-кубов.
За проектную марку бетона по прочности на осевое растяжение принимают сопротивление осевому растяжению (кгс/см2) контрольных образцов. Эта марка назначается тогда, когда она имеет главенствующее значение.
Проектная марка бетона по морозостойкости характеризуется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы в условиях стандартного испытания. Назначается для бетона, подвергающегося многократному воздействию отрицательных температур.
Проектная марка бетона по водонепроницаемости характеризуется односторонним гидростатическим давлением (кгс/см2), при котором образцы бетона не пропускают воду в условиях стандартного испытания. Назначается для бетона, к которому предъявляются требования по плотности и водонепроницаемости.
Проектную марку бетона по прочности на сжатие контролируют путем испытания стандартных бетонных образцов: для монолитных конструкций в возрасте 28 суток, для сборных конструкций - в сроки, установленные для данного вида изделий стандартом или техническими условиями.
Проектную марку бетона монолитных конструкций разрешается устанавливать при специальном обосновании в возрасте 90 или 180 суток в зависимости от сроков загружения, что позволяет экономить цемент.
Прочность бетона определяют путем испытания образцов, которые изготовляют сериями; серия, как правило, состоит из трех образцов.
Предел прочности при растяжении возрастает при повышении марки бетона по прочности при сжатии, однако увеличение сопротивления растяжению замедляется в области высокопрочных бетонов. Поэтому прочность бетона при растяжении составляет 1/10-1/17 предела прочности при сжатии, а предел прочности при изгибе - 1/6-1/10.
Класс бетона- это числовая характеристика какого-либо его свойства, принимаемая с гарантированной обеспеченностью 0,95. Это значит, что установленное классом свойство обеспечивается не менее чем в 95 случаях из 100 и лишь в 5-ти случаях можно ожидать его не выполненным.
Бетоны подразделяются на классы: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В40; В45; В50; В55; В60.
Достоинства и недостатки древесины.
Макро- и микростроение древесины.
Растущее дерево состоит из корневой системы, ствола и кроны. Промышленное значение имеет ствол, так как из него получается от 60 до 90 % древесины.
Макроструктурой называют строение ствола дерева, видимое невооруженным глазом или через лупу микроструктурой— видимое под микроскопом. Обычно изучают три основных разреза ствола: поперечный (торцовый), радиальный, проходящий через ось ствола, и тангенциальный, проходящий по хорде вдоль ствола (10.1, а).
Защита древесины от гниения, возгорания и дереворазрушающих
Круглые лесоматериалы.
Ствол поваленного дерева, опиленный от корневой части и очищенный от сучьев, называют хлыстом. Процесс деления хлыстов на части называют раскряжевкой. При раскряжевке хлыстов получают отрезки разной длины — бревна, кряжи и чураки. В строительстве используют главным образом бревна, как в круглом виде, так и в качестве сырья для выработки пиломатериалов.
Классификация строительных материалов на основе полимеров.
Наиболее часто полимерные строительные материалы и изделия классифицируют по назначению: материалы и изделия для покрытия полов; отделочные и конструкционно-отделочные; теплоизоляционные; кровельные и антикоррозионные; лакокрасочные; трубы и сантехническое оборудование; элементы зданий и сооружений (навесные панели, светопрозрачные фонари и купола, окна, двери и пр.).
Эксплуатационно-технические требования к полимерным материалам зависят от их назначения.
Материалы и изделия для полов делят по типу используемого полимерного сырья на поливинилхлоридные, резиновые и амидные, по форме покрытия — на рулонные и плиточные. Кроме того, выпускаются линолеумы с ворсистым покрытием из химических волокон.
Материалы и изделия для внутренней отделки и облицовки помещений: это ПВХ пленки безосновные и на бумажной подоснове, окрашенные в любые цвета с рисунком, с гладкой, тисненой или рельефной поверхностью; листовые поливинилхлоридные изделия, полистирольные плитки и профильно-погонажные изделия (поручни, плинтусы и т. п.).
Изделия теплоизоляционные. Наиболее эффективны из них — пенопласты.
Материалы клеящие (клеи и мастики) делятся на две основных группы: каучуковые на растворителях и вододисперсионные (латексные).
Материалы и изделия герметизирующие и уплотняющие нетверде-ющие, используемые в основном для герметизации стыковых соединений. Герметизирующие составы делят на нетвердеющие (пластоэластичные) и твердеющие. Твердеющие герметики состоят из двух и более компонентов, которые смешиваются непосредственно перед употреблением. Промышленность выпускает мастичные, профильные и ленточные герметизирующие материалы.
Классификация органических вяжущих веществ.
Органические вяжущие вещества представляют собой природные или искусственные твердые, вязкопластичные или жидкие (при комнатной температуре) продукты, которые способны изменять свои физико-механические свойства в зависимости от температуры. По своему химическому составу это либо сложные смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных серы, азота, кислорода (битумы и дегти), либо карбоцепные и гетероцепные соединения, состоящие в основном из атомов углерода в сочетании с атомами водорода, азота, серы, кислорода и кремния (полимеры).
Органические вяжущие вещества разделяют на три основные группы: битумы природные и нефтяные; дегти каменноугольные, сланцевые, торфяные и древесные; полимеры полимеризационные и поликонденсационные. В зависимости от химического состава органические вяжущие материалы делят на битумы и дегти.
Битумы – водонерастворимые материалы, которые состоят из смеси углеводородов, и их кислородных, сернистых и азотных производных, растворимых в сероуглероде СS2 или четыреххлористом углероде ССl4. Они бывают твердые, вязкие и жидкие.
Дегти – водонерастворимые материалы, состоящие из углеводородов и их сернистых, азотистых и кислородных производных ароматического ряда. Они бывают жидкими и вязкими.
о роду сырья битумы разделяются на природные и искусственные (нефтяные и сланцевые), а дегти – только искусственные (торфяные, древесные и каменноугольные).
К органическим вяжущим материалам относятся:
1) битумы нефтяные дорожные вязкие, улучшенные;
2) битумы нефтяные дорожные жидкие, улучшенные;
3) битумы сланцевые;
4) дегти каменноугольные дорожные;
5) эмульсии битумные и дегтевые.
Для улучшения свойств в битумы иногда вводят ПАВ (поверхностно-активные вещества).
Битумные эмульсии – дисперсные системы, состоящие из диспергированного вяжущего материала в водной среде с добавкой эмульгатора.
– Конец работы –
Используемые теги: Понятие, науки, строительное, Материаловедение0.072
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Понятие науки строительное материаловедение
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов