Природные стройматериалы. Каменные материалы, применяемые в строительстве

Введение в материаловедение

Классификация материалов

Строение материалов

Полимеры

Свойства материалов

Список литературы

Введение в материаловедение.

Материаловедение - наука, занимающаяся изучением состава, структуры, свойств материалов, поведением материалов при различных воздействиях: тепловых, электрических, магнитных и т.д., а также при сочетании этих воздействий. Стихийными материаловедами были еще древние люди, например, научившиеся делать каменные наконечники или топоры из определенных камней со слоистой структурой. Технический прогресс человечества во многом основан на материаловедении. В свою очередь технический прогресс дает новые возможности, методы, приборы для материаловедения, позволяет создавать новые материалы.

Знание структуры и свойств материалов приводит к созданию принципиально новых продуктов и даже отраслей индустрии.

Материал - это объект обладающий определенным составом, структурой и свойствами, предназначенный для выполнения определенных функций. Материалы могут иметь различное агрегатное состояние: твердое, жидкое, газообразное или плазменное. Функции, которые выполняют материалы - разнообразны. Это может быть обеспечение протекания тока - в проводниковых материалах, сохранение определенной формы при механических нагрузках - в конструкционных материалах, обеспечение непротекания тока, изоляция - в диэлектрических материалах, превращение электрической энергии в тепловую - в резистивных материалах. Обычно материал выполняет несколько функций, например диэлектрик обязательно испытывает какие-то механические нагрузки, а значит является конструкционным материалом.

Классификация материалов.

Назначение материала определяется требованиями конструкции (конструкционные критерии - прочность, долговечность, коррозийные свойства и т.п.) и возможностью переработки в изделие(технологические критерии - коэффициент обрабатываемости резанием, сварки и обработки давлением и т.п.). Выбор материала с использованием классификации осуществляется по двум основным критериям. В общем случае классификация материалов включат в себя три основных разновидности материалов: металлические материалы, неметаллические материалы, композиционные материалы . По геометрическим признакам материалы и вещества принято классифицировать по виду полуфабрикатов: листы, профили, гранулы, порошки, волокна и т.п.. Поскольку материал того или иного полуфабриката изготавливается по разной технологии, применяют разделение по структуре. Металлические материалы принято классифицировать по основному компоненту. Различают черную и цветную металлургию. К материалам черной металлургии принадлежат стали, чугуны, ферросплавы и сплавы на основе железа, легированные цветными металлами в количестве превосходящим стали. К материалам цветной металлурги принадлежат важнейшие цветные металлы - алюминий, медь, цинк, свинец, никель, олово и сплавы на их основе. К металлическим материалам относятся и материалы порошковой металлургии. Неметаллические материалы различают по основным классам: резина, керамика, стекло. Композиционными материалы - сложные или составные материалы, состоящие из двух разнородных материалов (например: стекла и пластмассы - стеклопластики).

Полнотекстовый поиск:

Главная > Курсовая работа >Строительство

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Восточно- Казахстанский государственный технический унивеститет им. Д. серикбаева

Кафедра Теория архитектуры и инженерная графика

Курсовая работа

по дисциплине «Инженерная графика»

Тема: Природные и строительные материалы

Выполнила: студентка группы 09-БЖ-1

Абраимова А.С.

Принял: доцент Цымбал Н.Т.

Усть-Каменогорск

ВВЕДЕНИЕ

2.ВИДЫ ПРИРОДНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1Каменные природные строительные материалы: базальт, гранит

1.2Нерудные природные строительные материалы: щебень, песок

ВВЕДЕНИЕ

Природные строительные материалы, получаемые в результате относительно несложной механической обработки монолитных горных пород с сохранением их физико-механических и технологических свойств, используются в виде плит, блоков, бортовых и облицовочных камней, дорожной брусчатки, бутового камня, щебня, дробленого песка и т. д. В огромных количествах используются также естественные рыхлые породы: валуны, гравий, песок, глина и др. Кроме того, горные породы являются важнейшими сырьевыми продуктами при получении искусственных строительных материалов (строительной керамики, огнеупоров, стекла, цемента, извести и др.). Для чего они подвергаются сложным видам механической и химической переработки.

Широкое использование природного сырья связано с наличием благоприятных физико-химических свойств многочисленных пород. Уже в ранний период своего существования человек обнаружил на поверхности земли и в ее недрах множество природных материалов, которые полностью удовлетворяли его сравнительно ограниченные потребности. На последующих стадиях развития человеческого общества появляются повышенные требования к качеству строительного камня и одновременно усложняются способы обработки и переработки природного сырья для получения материалов иного качества и свойств, например превращения обычной глины в камень при ее обжиге и получения стабильных свойств готового продукта.

Горными породами называются простые и сложные природные минеральные агрегаты, которые занимают значительные участки земной коры и отличаются большим или меньшим постоянством химического и минерального состава, структуры, а также определенными условиями залегания. Они слагают поверхностные слои земной коры мощностью около 15 ... 60 км и образуют естественные скопления ценного минерального сырья.

1 ПРИРОДНЫ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ: ПОНЯТИЯ И РОЛЬ В ОБЩЕСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

1.1 Определение «природные строительные материалы»

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.

Строительные материалы и изделия, применяемые при строительстве, реконструкции и ремонте различных зданий и сооружений, делятся на

природные

искусственные

которые в свою очередь подразделяются на две основные категории:

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.

Классифицируя материалы и изделия, необходимо помнить, что они должны обладать хорошими свойствами и качествами.

1.2Свойства, качества природных строительных материалов

Свойство - характеристика материала, проявляющаяся в процессе его обработки, применении или эксплуатации.

Качество - совокупность свойств материала, обуславливающих его способность удовлетворять определённым требованиям в соответствии с его назначением.

Свойства строительных материалов и изделий классифицируют на четыре основные группы:

физические,

механические,

химические,

технологические и др.

К химическим относят способность материалов сопротивляться действию химически агрессивной среды, вызывающие в них обменные реакции приводящие к разрушению материалов, изменению своих первоначальных свойств: растворимость, коррозионная стойкость, стойкость против гниения, твердение.

Физические свойства: средняя, насыпная, истинная и относительная плотность; пористость, влажность, влагоотдача, теплопроводность.

Механические свойства: пределы прочности при сжатии, растяжении, изгибе, сдвиге, упругость, пластичность, жёсткость, твёрдость.

Технологические свойства: удобоукладываемость, теплоустойчивость, плавление, скорость затвердевания и высыхания.

Физические свойства строительных материалов.

Истинная плотность ρ - масса единицы объёма материала в абсолютно плотном состоянии. ρ =m/Va, где Va объём в плотном состоянии. [ρ] = г/см³; кг/м³; т/м³. Например, гранит, стекло и другие силикаты практически абсолютно плотные материалы. Определение истинной плотности: предварительно высушенную пробу измельчают в порошок, объём определяют в пикнометре (он равен объёму вытесненной жидкости).

Средняя плотность ρm=m/Ve - масса единицы объёма в естественном состоянии. Средняя плотность зависит от температуры и влажности: ρm=ρв/(1+W), где W - относительная влажность, а ρв - плотность во влажном состоянии.

Насыпная плотность (для сыпучих материалов) - масса единицы объёма рыхло насыпанных зернистых или волокнистых материалов.

Пористость П - степень заполнения объёма материала порами. П=Vп/Ve, где Vп - объём пор, Ve - объём материала. Пористость бывает открытая и закрытая.

Открытая пористость По - поры сообщаются с окружающей средой и между собой, заполняются водой при обычных условиях насыщения (погружении в ванну с водой). Открытые поры увеличивают проницаемость и водопоглощение материала, снижают морозостойкость.

Закрытая пористость Пз=П-По. Увеличение закрытой пористости повышает долговечность материала, снижает звукопоглощение.

Пористый материал содержит и открытые, и закрытые поры

Гидрофизические свойства стройматериалов. Водопоглощение пористых материалов определяют по стандартной методике, выдерживая образцы в воде при температуре 20±2 °C. При этом вода не проникает в закрытые поры, то есть водопоглощение характеризует только открытую пористость. При извлечении образцов из ванны вода частично вытекает из крупных пор, поэтому водопоглощение всегда меньше пористости. Водопоглощение по объёму Wo(%) - степень заполнения объёма материала водой: Wo=(mв-mc)/Ve*100, где mв - масса образца материала, насыщенного водой; mc - масса образца в сухом состоянии. Водопоглощение по массе Wм(%) определяют по отношению к массе сухого материала Wм=(mв-mc)/mc*100. Wo=Wм*γ, γ - объемная масса сухого материала, выраженная по отношению к плотности воды (безразмерная величина). Водопоглощение используют для оценки структуры материала с помощью коэффициента насыщения: kн = Wo/П. Он может меняться от 0 (все поры в материале замкнутые) до 1 (все поры открытые). Уменьшение kн говорит о повышении морозостойкости.

Водопроницаемость - это свойство материала пропускать воду под давлением. Коэффициент фильтрации kф (м/ч - размерность скорости) характеризует водопроницаемость: kф=Vв*а/, где kф=Vв - количество воды, м³, проходящей через стенку площадью S = 1 м², толщиной а = 1 м за время t = 1ч при разности гидростатического давления на границах стенки p1 - p2 = 1 м вод. ст.

Водонепроницаемость материала характеризуется маркой W2; W4; W8; W10; W12, обозначающей одностороннее гидростатическое давление в кгс/см², при котором бетонный образец-цилиндр не пропускает воду в условиях стандартного испытания. Чем ниже kф, тем выше марка по водонепроницаемости.

Водостойкость характеризуется коэффициентом размягчения kp = Rв/Rс, где Rв - прочность материала насыщенного водой, а Rс - прочность сухого материала. kp меняется от 0 (размокающие глины) до 1 (металлы). Если kp меньше 0,8, то такой материал не используют в строительных конструкциях, находящихся в воде.

Гигроскопичность - свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из воздуха. Процесс поглощения влаги из воздуха называется сорбцией, он обусловлен полимолекулярной адсорбцией водяного пара на внутренней поверхности пор и капиллярной конденсацией. С повышением давления водяного пара (то есть увеличением относительной влажности воздуха при постоянной температуре) возрастает сорбционная влажность материала.

Капиллярное всасывание характеризуется высотой поднятия воды в материале, количеством поглощенной воды и интенсивностью всасывания. Уменьшение этих показателей отражает улучшение структуры материала и повышение его морозостойкости.

Влажностные деформации. Пористые материалы при изменении влажности меняют свой объём и размеры. Усадка - уменьшение размеров материала при его высыхании. Набухание происходит при насыщении материала водой.Теплофизические свойства строЙ материалов.

Теплопроводность - свойство материала передавать тепло от одной поверхности к другой. Формула Некрасова связывает теплопроводность λ [Вт/(м*С)] с объемной массой материала, выраженной по отношению к воде: λ=1,16√(0,0196 + 0,22γ2)-0,16. При повышении температуры теплопроводность большинства материалов возрастает. R - термическое сопротивление, R = 1/λ.

Теплоемкость с [ккал/(кг*С)] - то количество тепла, которое необходимо сообщить 1 кг материала, чтобы повысить его температуру на 1С. Для каменных материалов теплоемкость меняется от 0,75 до 0,92 кДж/(кг*С). С повышением влажности возрастает теплоемкость материалов.

Огнеупорность - свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры (от 1580 °C и выше), не размягчаясь и не деформируясь. Огнеупорные материалы применяют для внутренней футеровки промышленных печей. Тугоплавкие материалы размягчаются при температуре выше 1350 °C.

Огнестойкость - свойство материала сопротивляться действию огня при пожаре в течение определенного времени. Она зависит от сгораемости материала, то есть от его способности воспламеняться и гореть. Несгораемые материалы - бетон, кирпич, сталь и т. д. Но при температуре выше 600 °C некоторые несгораемые материалы растрескиваются (гранит) или сильно деформируются (металлы). Трудносгораемые материалы под воздействием огня или высокой температуры тлеют, но после прекращения действия огня их горение и тление прекращается (асфальтобетон, пропитанная антипиренами древесина, фибролит, некоторые пенопласты). Сгораемые материалы горят открытым пламенем, их необходимо защищать от возгорания конструктивными и другими мерами, обрабатывать антипиренами.

Относительно широкие разведки каменных строительных материалов и испытания их начались в России с 70-х годов XIX в. в связи с развитием строительства железных дорог и мостов. Обширные исследования свойств природных каменных материалов проводили в конце ХХ века ученые испытательной станции под руководством проф. Н. А. Белелюбского при Петербургском институте инженеров путей сообщения, а затем в лаборатории, организованной проф. Н. К. Лахтиным, принадлежащей ныне Московскому архитектурному институту.

На основе трудов академиков Д. С. Белянкина, В. А. Обручева, А. Е. Ферсмана, Ф. Ю. Левинсона-Лессинга и других ученых выявлены и хорошо исследованы богатейшие запасы природных каменных материалов во многих районах страны для удовлетворения потребностей строительства.

Горные породы и минералы, используемые человеком для своих нужд, называются полезными ископаемыми. Неиспользуемые слои и прослойки между полезными ископаемыми называют пустой породой. Горные породы, применяемые в виде природных строительных материалов и в качестве сырья для производства других материалов, относятся к нерудным (неметаллическим) ископаемым.

Природные каменные материалы в строительстве используют обычно после механической обработки (расколки и обтески, распиловки, шлифовки и полировки, дробления и рассева). Все каменные материалы, используемые в строительстве, можно разделить на две основные группы:

• материалы, применяемые в своем первоначальном виде;
• материалы, пригодные для строительных целей лишь после соответствующей обработки.

В некоторых случаях один и тот же материал может применяться в первоначальном виде или после прохождения одной или нескольких стадий обработки. Так, песок можно употреблять непосредственно из карьера или после предварительной промывки, природный гравий - или в первоначальном виде или после измельчения и сортировки для получения зерен определенных фракций.

Бутовый камень - крупные куски неправильной формы, размером 150-500 мм, весом 20-40 кг, получаемые разработкой известняков, доломитов и песчаников (реже гранита и других изверженных пород). Камень, получаемый при взрывных работах, носит общее название рваного камня. Бутовый камень должен быть однородным, без следов выветривания, расслоения и трещин, не содержать рыхлых и глинистых включений. Предел прочности при сжатии камня из осадочных пород не менее 100 кГ/см2, коэффициент размягчения не ниже 0,75, морозостойкость не ниже. 15 циклов. Бутовый камень широко применяется для бутовой и бутобетонной кладки фундаментов, подземных стен и стен неотапливаемых зданий, подпорных стен, ледорезов, отстойников и резервуаров.

Для кладки лучшим считается бутовый камень в виде плит неправильной формы, так называемый плитняк или постелистный бут. Его получают выколкой из осадочных и метаморфических пород,- имеющих слоистое или сланцеватое строение. Кладку ведут рядами, что повышает ее прочность, уменьшает расход вяжущего материала и повышает производительность труда.. Кладка из рваного бутового камня более трудоемка и на нее расходуется больше раствора для заполнения пустот между камнями неправильной формы.

Мелкие куски бутового камня обычно перерабатывают на щебень, используемый в качестве заполнителя в бетоне, для щебеночной подготовки под бетонные фундаменты в санитарно-технических сооружениях и в качестве фильтрующего материала.

Валунный камень - крупные обломки (более 300 мм) горных пород ледникового происхождения, характеризующиеся окатанной, часто сильно выветрившейся поверхностью. Весьма разнообразен по петрографическому составу. Используется для получения булыжного камня и щебня.

Булыжный камень - небольшие валуны (до 300 мм) или расколотые валуны больших размеров. Применяется для покрытия мостовых, дворов и откосов, для каменной наброски при строительстве дамб. Крупный булыжный камень можно применять как бут, мелкий камень перерабатывается на щебень. Валунный булыжный камень может быть использован для изготовления (методом околки) специальных шашек для мощения дорог и оснований под дорожные покрытия.

Гравий - рыхлое скопление обломков горных пород, различно обкатанных. Величина отдельных зерен 5-70 мм. В зависимости от линейного размера частиц гравий подразделяют на фракции 5-10, 10- 20, 20-40 и 40-70 мм. Добывают гравий открытым способом экскаваторами различных типов, при добыче со дна рек, морей и озер применяют всасывающие механизмы, которые забирают гравий вместе с водой и транспортируют по трубам к местам отвалов, где происходит его естественное обезвоживание. Гравий применяется в строительстве в качестве крупного заполнителя в цементных и асфальтовых бетонах, а также как фильтрующий материал в водопроводных сооружениях.

Песок - рыхлая горная порода, состоящая из зерен минералов и пород размером 0,14-5 мм. В зависимости от минералогического состава различают пески кварцевые, полевошпатные и карбонатные. Способы добычи песка аналогичны способам добычи гравия.

Пески как строительный материал получают обширное применение в связи с колоссальным развитием цементной промышленности: большинство цементных растворов и бетонов содержат песок, иногда в весьма большом количестве. От качества применяемых песков зависит прочность многих строительных материалов, получаемых на основе цемента и песка в качестве заполнителя. Для получения некоторых строительных изделий необходимо применение обогащенных песков, т.е. промытых и отсортированных как по величине зерен, так и по минералогическому составу, или прошедших дополнительное измельчение (тонкомолотых). Кварцевые пески являются основным сырьем для стекольной промышленности.

Наиболее часто в строительстве применяют каменные материалы второй группы, т. е. прошедшие специальную обработку в заводских условиях.

Плиты тесаные и пиленые изготовляют из блоков, отделенных от массива пород.

Процесс изготовления тесаных плит состоит из развалки монолитов, грубой околки и получистой и чистой тески. Монолит на болванки разделывают взрывным способом, взрывая в пробуренных шпурах небольшие заряды пороха, чтобы не появились при взрыве тонкие побочные трещины, понижающие прочность камня. Часто развалку монолита ведут клиньями. Болванки подвергают грубой отеске долотами. Для чистой тески лицевых поверхностей применяют бучарду с мелкой насечкой.

Используются способы распиливания твердых пород (гранитов, мраморов и др.) с помощью механических дисковых пил, армированных пластинками твердых сплавов или абразивными порошками. Вместо дисковых пил применяют баровые машины с цепными пилами, снабженными алмазными или победитовыми режущими насадками, а для отделения блоков пород от массива применяют машины с канатными пилами, при которых в качестве абразива используется кварцевый песок с водой. Вода при этом способствует образованию в массиве микротрещин по принципу «клина».

В последние годы находит применение термогазоструйный аппарат для разработки массивов кварцесодержащих пород типа гранитов на блоки и другие штучные изделия. Работа аппарата основана на термическом воздействии горячей струи (свыше 2500°С) на породу, которая получается при сгорании керосина в кислороде и выбрасывается из сопла камеры. При такой высокой температуре возникают огромные внутренние напряжения, вызывающие резкие структурные деформации, сопровождаемые механическим раздроблением породы.

Природный камень, доставленный из карьеров, подвергается дальнейшей обработке, распиливанию и отделке для получения различных видов поверхности: грубой или сравнительно гладкой, в частности с применением шлифования и полировки. В процессе обработки используются пневматические инструменты и станки, с помощью которых получают необходимую фактуру (вид поверхности) : бугристую, рифленую, бороздчатую и др.

Виды фактур природного камня (гранита): 1 — скала; 2 -рельефная; 3 — бороздчатая; 4 – бугристая; 5 – точечная; 6 — шлифованная

Для получения щебня, каменной крошки, дробленого песка и минерального порошка породы после их добычи из месторождений подвергают дроблению и измельчению в камнедробилках, камнекрошилках с последующими операциями по фракционированию, обогащению, промывке и пр. Для получения крупно-, средне — и мелкозернистых минеральных материалов направляются отходы, получаемые в карьерах или на камнедробильных заводах и установках. Особенно ценными отходами являются побочные продукты при распиловке и разделке природного декоративного камня (мраморов, гранита, кварцита и др.); применяя цементы, из них вырабатывают крупные блоки, декоративные плиты.

Изготовление пиленых плит значительно проще и состоит из распиловки блоков из природного камня и обработки лицевой стороны плиты для получения определенной фактуры.

Согласно ГОСТ 9480-89 плиты из природного камня следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандартов следующих размеров, мм:

• длиной — от 150 до 1500;
• шириной — от 150 до 1200;
• толщиной — от 8 до 30.

Размеры плит устанавливают по согласованию изготовителя с потребителем.

Допускается по согласованию изготовителя с потребителем изготовление облицовочных плит больших размеров по длине и ширине, а также плит толщиной 40 мм из мраморизованного известняка, туфа, ракушечника и известняка.

Допускается изготовление полосок и шашек шириной менее 150 мм.

Предельные отклонения от номинальных размеров плит не должны превышать, мм:

по длине и ширине:

для плит размером до 600 мм…………………………………………………….. ±1

« « « св. 600 мм………………………………………………… ±2

по толщине:

для плит размером от 8 до 15 мм……………………………………………….. ±1

« « « св. 15 до 30 мм:

из мрамора……………………………………………………………………………. ±2

из других горных пород………………………………………………………… ±3

Плиты должны изготовляться прямоугольной или квадратной формы с обрезными гранями. По согласованию с потребителем допускается изготовление плит с необрезными гранями. Отклонение от прямого угла облицовочных плит на 1 м длины граней не должно превышать ±1 мм.

Фактура лицевой поверхности облицовочных плит должна соответствовать указанной ниже:

• полированная — с зеркальным блеском, четким отражением предметов, без следов обработки предыдущей операции;
• гладкая матовая (лощеная) — без следов без следов обработки предыдущей операции и с полным выявлением рисунка камня;
• шлифованная — равномерно-шероховатая со следами обработки, получаемыми при шлифовании, с неровностями рельефа высотой до 0,5 мм;
• пиленая -неравномерно-шероховатая — с неровностями рельефа высотой до 2 мм;
• обработанная ультразвуком -с выявленным цветом и рисунком камня;
• термообработанная-шероховатая поверхность со следами шелушения;
• точечная (бучардованная- равномерно-шероховатая с неровностями рельефа высотой до 5 мм.

По согласованию изготовителя с потребителем допускаются другие виды фактуры лицевой поверхности.

Плиты с полированной и гладкой матовой фактурой в зависимости от качества лицевой поверхности подразделяют на два класса. Плиты 1-го класса не должны иметь на лицевой поверхности видимых повреждений. Плиты 2-го класса могут иметь следующие повреждения:

• повреждения углов длиной по ребру не более 5 мм — не более 2 шт.;
• сколы длиной не более 5 мм по ребрам периметра плит:
• из гранита и других прочных пород — не более 3 шт.;
• из мрамора, песчаника, известняка, травертина, туфа и других пород средней прочности и низкопрочных пород — не более 2 шт.; каверны и раковины только для плит из травертина, туфа, ракушечника и пористого базальта, если они не снижают декоративности плит.

Каверны и раковины, находящиеся на углах и ребрах лицевой поверхности плит из травертина, туфа и ракушечника, не относят к повреждениям углов и сколам.

При производстве плит из травертина, туфа и ракушечника, используемых для облицовки стен, допускается заполнение каверн и раковин на их лицевой поверхности мастикой того же цвета, что и цвет естественного камня, если не нарушаются эксплуатационные и декоративные свойства плит.

Каверны заполняют мастикой до обработки лицевой поверхности плиты, обеспечивающей получение требуемой фактуры.

Плиты не должны иметь трещин. На плитах из цветного мрамора и мраморизованного известняка допускается одна несквозная трещина тектонического происхождения с нарушением сплошности шириной не более 0,05 мм и длиной 1 / 3 ширины плит. Плиты с указанными трещинами применяют только для внутренней облицовки зданий. На лицевой поверхности плит допускаются прожилки и полосы, не ухудшающие декоративные свойства плит. Физико-механические свойства горных пород, применяемых для производства плит, должны удовлетворять требованиям ГОСТ 9479 .

Плиты упаковывают в ящики или ящичные поддоны в вертикальном положении не более двух рядов по высоте лицевыми поверхностями друг к другу. Допускается упаковка плит из прочных горных пород в пакеты. Между лицевыми поверхностями полированных плит укладывают бумажные или деревянные прокладки.

Основным назначением тесаных и пиленых плит является облицовка зданий, поэтому для получения этих изделий используют однородные по строению горные породы, обладающие достаточной прочностью, устойчивостью к выветриванию и хорошей обрабатываемостью, без трещин, глинистых и других примесей. Плиты для наружной облицовки зданий и сооружений вырабатываются из породы с пределом прочности при сжатии не менее 1000 кГ/с.и2 - гранита, сиенита, диорита, габбро, лабрадорита, кварцита. Для внутренней облицовки применяют мраморы, некоторые кристаллические сланцы, мягкие гипсы и ангидриты с пределом прочности не менее 200 кГ/см2.

Стоимость пиленых плит ниже стоимости тесаных: их можно получить меньшей толщины -25 мм для внутренней и 50 мм для внешней облицовки зданий; толщина тесаных плит соответственно 100 и 200 мм. Правильность плоскостей пиленых плит упрощает дальнейшую их обработку: плиты легче поддаются шлифовке, полировке, а также обработке для придания наружной их стороне требуемой фактуры. Наиболее эффективен способ обработки поверхности каменных плит резанием многорезцовыми фрезами, что дает возможность получать гладкие/p плоские поверхности и выполнять окантовку плит.

Плиты для наружной обл ицовки выпускают шириной 600 мм из твердых пород и 400 мм из пород средней твердости, для внутренней облицовки-300 мм. Длина плит не нормируется, что дает возможность полнее использовать природный камень.

Пиленые плиты обладают большей стойкостью, чем тесаные, так как при теске ударами выкалываются и дробятся зерна минералов, в результате чего в камне появляются микротрещины. Плиты для облицовки цоколей зданий изготовляют, из наиболее стойких и прочных пород.

При перевозке облицовочные плиты пиленые и тесаные устанавливаются на ребро с прокладками; полированные складывают лицевыми поверхностями, обязательно прокладывая между ними бумагу, в тару весом брутто не более 150 кг или перевозят в контейнерах.

Кровельные плитки , называемые природным шифером, получают раскалыванием и обрезкой глинистого (кровельного) сланца. Плитки выпускаются размером от 250X150 до 600×350 мм при толщине 4- 8 мм. Прочность их при изгибе должна быть не ниже 150 кГ/см2, они должны выдерживать не менее 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания. Природный шифер является самым долговечным кровельным материалом, срок службы которого исчисляется сотнями лет.

Сланец кровельный, Испания

Бортовые камни изготовляются обколкой и обтеской каменных пород. Выпускаются камни трех основных видов: прямой, лекальный и для оформления съездов (15). Длина камней 70-200 см, по высоте они имеют два размера - низкие 30 и высокие 40 см при ширине верхней части 10, 15 и 20 см.

Верхняя часть бортового камня, выступающая над дорожным покрытием, обтесывается чисто, а нижняя часть грубо.

Эти бортовые камни в настоящее время применяются меньше, так как стоимость их значительно выше стоимости бетонных бортовых камней. Однако последние уступают тесаным камням как по долговечности, так и по внешнему виду.

Брусчатка - колотые и тесаные бруски камня, по форме приближающиеся к параллелепипеду, с наружной стороной в форме прямоугольника. По высоте брусчатка делится на низкую - высота 10 см, среднюю - 11-13 см и высокую - 14-16 см; ширина у всех сортов 12-15 см и длина 15-25 см.

Верхняя и нижняя плоскости брусчатки, т. е. «лицо» и «постель», параллельны, а боковые грани суживаются книзу, так что длина и ширина граней постели меньше, чем грани лица, на 5 мм у низкой брусчатки и на 10 мм у средней и высокой брусчатки.

Брусчатку изготовляют из однородных морозостойких каменных пород, имеющих прочность на сжатие не ниже 1000 кГ/см2 и обладающих хорошей обрабатываемостью.

Щебень представляет собой смесь угловатых обломков камня различной конфигурации размером от 5 до 150 мм. Изготовляется щебень из горных пород различного качества, что определяет его марку. Качество щебня устанавливается показателем предела прочности при сжатии исходной горной породы в насыщенном водой состоянии, а также показателями ее истираемости и сопротивления удару. По пределу прочности при сжатии щебень подразделяют на марки: из изверженных горных пород -1200, 1000 и 800; из метаморфических горных пород-1200, 1000, 800 и 600; из осадочных горных пород-1200, 1000, 800, 600, 400, 300 и 200. Щебень должен состоять из однородных по качеству обломков породы, приближающихся по форме к кубу или тетраэдру, с содержанием вытянутых и плоских щебенок (лещадок) не более 25%.

Получают щебень дроблением камня в дробилках разных конструкций (щековых, конусных), а мелкий щебень (с величиной кусков менее 25 мм) - на молотковых или валковых дробилках. Технология производства щебня состоит из следующих операций: раскалывание камня на куски, размеры которых соответствуют типу дробилки; загрузка (подача) камня в дробилки; дробление камня до получения зерен заданной величины; подача щебня на сортировку; сортировка щебня (по крупности зерен) на вращающихся грохотах и перемещение отсортированного щебня к месту хранения. При дроблении щебень в зависимости от характера горной породы принимает разную форму. Предварительно о качестве щебня судят визуально по его однородности, влажности и загрязненности. Окончательно качество щебня определяется на основании лабораторных определений гранулометрического состава, формы и размера зерен и физико-механических свойств. Применяется щебень в строительстве очень широко для приготовления цементобетонных и асфальтобетонных смесей.

Помимо описанных наиболее распространенных природных каменных материалов изготовляются в обширном ассортименте каменные изделия специального назначения. Это - камни и плиты для облицовки мостовых опор, устройства ледорезов, плиты для полов и тротуаров, блоки и плиты для кладки цоколей, плиты для подоконников, лестничные ступени и др. В южных районах нашей страны большую роль в строительстве играет пиленый камень-ракушечник, применяемый в основном для кладки стен малоэтажных зданий.

Защита строительных материалов от возможного проникновения воды - самый надежный способ защиты материала от разрушения. Осуществляется он конструктивными или химическими мероприятиями. К первым относят применение материалов с полированной поверхностью, обеспечивающей быстрый сток воды, а также таких, характер поверхности которых исключает скопление дождевых и снеговых вод. Способы химической защиты заключаются в уплотнении поверхности материала путем пропитки водным раствором веществ, вступающих в химическое взаимодействие с минералом камня. При этом растворимое вещество переходит в нерастворимое состояние. Применяют для этого соли кремнефтористоводородной кислоты. Такой метод защиты называется флюатированием. Взаимодействие солей с минералами, образующими известняковые породы, можно выразить уравнением

2СаСО3 + MgSiF6 = 2CaF2 + MgF2 + SiO2 + 2CO2.

В результате реакции в порах камня и на его поверхности выделяются нерастворимые вещества, состоящие из CaF2, MgF2 и S1O2, повышающие не только прочность и морозостойкость камня, но и стойкость его по отношению к воздействию химических факторов. Кроме флюата магниевой соли применяют также алюминиевый флюат. Водопоглоща-емость камня, обработанного химическим способом, значительно понижается.

Породы с крупными порами на поверхности или с малым содержанием углекислого кальция обрабатываются методом аванфлюатирова-ния, т.е. предварительного пропитывания раствором хлористого кальция и, после просушки, раствором соды. Образование карбоната кальция происходит по реакции

СаС12 + Na2CO3 = СаСО3 + 2NaCl.

Последующее флюатирование, вызывая активную реакцию с карбонатом кальция, уплотняет поверхность камня. Реакция между гидратом окиси кальция и флюатом аналогична приведенной ранее

2Са (ОН)2 + MgSiF6 = MgF2 + 2CaF2 + SiO2 + 2H2O.

Идея кремнефторизации поверхности камней принадлежит великому русскому ученому Д. И. Менделееву, а способы применения ее в строительстве разработаны Н. А. Белелюбским.

Для предотвращения выветривания облицовочных материалов некоторых пород рекомендуется последовательно пропитывать их жидким стеклом и хлористым кальцием, в результате взаимодействия которых в порах камня образуются нерастворимые соединения силиката кальция и кремнекислоты, заполняющие поры поверхности. Уплотнение поверхности камня достигается также последовательной пропиткой спиртовым раствором калийного мыла и уксуснокислого глинозема. В этом случае в порах камня отлагается глиноземная соль жирной кислоты.

Прочный защитный слой создается полировкой, при которой поры заполняются мельчайшими частицами материала, делая их недоступными для влаги и газов.

В последний период получает распространение метод уплотнения поверхности каменных изделий путем пропитки их полимерными материалами, обладающими гидрофобными свойствами.

Использование природных строительных материалов снижает необходимость использования искусственных материалов, для изготовления и транспортировки которых требуется большее количество энергии. Технологии строительства с применением природных строительных материалов основаны на простых методах строительства, которые минимизируют ущерб, наносимый окружающей среде, уменьшая зависимость от невозобновляемых ресурсов.

Саман или адоб – одним из старейших строительных материалов. Используется для возведения стен и заборов в условиях сухого климата. Саман делается из глинистого грунта, смешанного для упрочнения с соломой или другими волокнами, песком и водой. Смесь формируется необходимым образом и высушивается на солнце. Чаще всего адоб имеет форму кирпичей, которые затем укладываются с использованием той же смеси, из которой они изготавливаются. Это дешевый и огнестойкий экологичный строительный материал. Саманные постройки можно встретить в странах Азии. В России подобные дома встречаются в сельской местности на Северном Кавказе и в степях Алтайского края.

Коб (cob)

Коб – это строительный материал, состоящий из глины, песка, соломы, воды и земли, похожий на саман. Но, в отличие от самана, куски глины сразу укладываются в стену на каменных или бетонных основаниях, без формирования блоков. Постройки из этого строительного материала огнестойки, устойчивы к сейсмической активности и недороги. Коб используется с древних времен, и в последнее время приобрел популярность в зеленом строительстве. Кроме того, его можно использовать для создания скульптур.

Бамбук

Бамбук – это прочный и легкий строительный материал, который, благодаря своему быстрому росту, является быстро возобновляемым ресурсом. В строительстве бамбук используется для разных целей: для отделки помещений; в качестве арматуры для бетона; в соломенных домах тюки соломы можно крепить на бамбуковые основания; также из толстых стеблей бамбука делаются стены и перекрытия.

Тюки соломы

Солома является возобновляемым ресурсом, который имеет отличные тепло- и звукоизоляционные свойства. Тюки формируются из отходов сельского хозяйства, соломы, остающейся на полях после сбора урожая. Это легкий и поэтому простой в монтаже материал. Тюки соломы можно использовать в качестве наполнителя деревянного или металлического каркаса, который представляет собой «скелет» и в качестве несущих конструкций для поддержки крыши.

Древесина и поленья

Дерево является одним из наиболее распространенным строительным материалом. Древесина – возобновляемый ресурс, она обладает хорошими теплоизоляционными свойствами, прочностью и относительной долговечностью. Поленья или то, что считается дровами, также можно использовать в качестве строительного материала. При возведении построек их можно укладывать таким образом, что их длина будет составлять толщину стены. Скреплять поленья при этом можно раствором на основе смеси цемента, извести, глины, песка или опилок.

Каменная кладка

Древний строительный материал. Камни используются для самых различных целей. Из них делаются фундаменты, полы, стены, тротуары и т.п. Класть природный камень можно на обычный цементный раствор или на смесь из глины, песка и извести. Лучше всего возводить дома из природного камня в местах с жарким климатом, поскольку камень обладает теплоаккумулирующим эффектом. Т.е. днем каменная стена поглощает тепло, приходящее снаружи, а ночью излучает его, поддерживая температуру в помещениях.

Мешки с землей или песком

Мешки с землей используют в военных целях, из них делают защитные сооружения. Также их используют для борьбы с наводнениями. Мешки с землей и песком нашли свое применение и в строительстве жилищ. Из них можно создавать массивные, прочные стены, которые могут противостоять суровой погоде. Дома из мешков являются сейсмически устойчивыми, поэтому их можно строить в местах, где часто происходят землетрясения.

Земля

Земля используется для возведения различных типов жилья. Техника строительства из утрамбованной земли использовалась с древних времен. Этот материал пожаробезопасен, прочен и надежен. Он используется по большей части в жарких и сухих местах, в Австралии и на юго-западе Америки. Портландцемент используется в качестве связующего вещества, которое добавляется в землю для повышения прочности. Для возведения стены блоки из прессованной влажной земли складываются, как кирпичи. Надо отметить, что не всякая земля может подойти для такого строительства, она должна отвечать определенным требованиям.

(Просмотрели7 856 | Посмотрели сегодня 4)

Пеноизоляция. Можно ли отнести ее к экологически безопасному продукту?



Какая теплоизоляция лучше? Оценка с точки зрения экологичности

Все материалы имеют определенную структуру на уровне макро или микроструктуры. Макро- большой, структура видимая невооруженным глазом. Микроструктура видимая с помощью оптического прибора.

Различают по структуре материалы гомогенные и гетерогенные. Гомогенные материалы, когда единица объема содержит в среднем одинаковое число однородных структурных элементов.

Гетерогенные материалы содержат различные структурные элементы или различное их число. Не всегда гомогенная структура может оказать таковой на уровне микроструктуры материала.

Строительные материалы классифицируют по:

А) назначениям:

Б) по сырью:

В) поусловию работы;

Г) по происхождению:

Д) способу производства:

А) Классификация по назначению.

Материалы по назначению делятся на конструктивные и отделочные. Конструктивные элементы здания делятся на несущие и ограждающие, на горизонтальные и вертикальные. К вертикальным относятся фундаменты, стены, колонны. К горизонтальным перекрытия, балки, ригели, фермы, плиты. Несущие конструкции несут нагрузку не только собственного веса, но и выше лежащих конструкций и оборудования, мебели, людей и т. д. Ограждающие конструкции разделяют внутреннее пространство на отдельные помещения и защищают здание от атмосферного воздействия.

Б) Классификация по сырью:

Природные каменные материалы – рыхлые (песок, щебень, гравий…), штучные материалы.

Неорганические вяжущие вещества – продукт обжига природного сырья или искусственных смесей с последующим измельчением (портландцемент, шлакопортландцемент, известь, гипс).

Бетоны и строительные растворы на основе неорганических вяжущих

Керамические материалы. Получают из глины путем формования, сушки, обжига. (кирпич, кафель, трубы).

Материалы из минеральных расплавов (стекло).

Теплоизоляционные и акустические материалы на органическом (мягкие двп, торфоплиты) и неорганическом (мин. вата, стекловата) вяжущем.

Битумные и дегтевые материалы (рубероид, мастика, толь).

Полимерные строительные материалы (стеклопластик, пенопласты…).

Лакокрасочные материалы.

Лесные материалы.

Металлические материалы.

Эффективные материалы те, которые имеют низкую стоимость, долговечные, высокопрочные. С целью снижения стоимости в качестве сырья стараются использовать отходы различных производств. используют энергосберегающие технологии. Производство цемента по сухому способу способствует сокращению тепла в 1,5 – 2 раза.

В) Классификация по условию работы материала :

Конструктивные строительные материалы, которые воспринимаю и передают нагрузку – природные каменные, бетоны и строительные, керамические, полимерные, лесные, металлические, композиционные, полимербетон.

Материалы специального назначения –теплоизоляционные (пенопласты, мин. ваты), акустические, гидроизоляционные, кровельные, герметизирующие, огнеупорные, для радиационной защиты, антикоррозийные.

Г) Строительные материалы по происхождению делятся на естественные и искусственные. Естественные встречающиеся в природе. К ним относятся древесина, природные каменные материалы, битумы. Искусственные материалы не встречаются в природе, а получаются путем обработки при высокой температуре и давлении или одновременном действии высокой температуры и давлении. Процессы переработки или получения материалов связаны со сложными физическими или химическими процессами изменения стркутуры и т.д.

Д) По способу производства строительные материалы, например из металлов классифицируются на изготавливаемые методами:

Прессованием

Прокаткой

Все строительные материалы по своим свойствам должны удволетворять ГОСТу.