Основные материалы, применяемые в строительстве, и их характеристики

Основные материалы, применяемые в строительстве, и их характеристики. Для возведения и отделки зданий и сооружений применяют различные искусственные и естественные строи $ тельные материалы. Применение того или иного материала зависит от назначения конструкции, ее свойств и условий эксплуатации. Естественные строительные материалы, получившие наиболее широкое распространение, — бутовый камень, гравий, щебень, песок, глина, гранит, мрамор. Бутовый камень представляет собой крупные куски песчаников, известняка, гранита неправильной формы размером от 150 до 500 мм. Он применяется для устройства фундаментов, сооружения стен нежилых помещений, мощения откосов каналов и откосов насыпей земляного полотна автомобильных дорог и т.п. Гравий — рыхлое скопление горных пород, состоящее изоб$ ломков гранита или базальта окатанной формы размером от 1 до 20 мм. По размеру гравий делится на мелкий, средний и крупный; по происхождению — на речной, озерный, морской и ледниковый. Гравий широко применяется при приготовлении бетона, устройстве верхнего покрытия дорог, балластного слоя железных дорог, а также в гидротехническом строительстве. Щебень — каменный строительный материал, который по$ лучают дроблением различных горных пород до 5—70 мм. Прочностыцебня соответствует прочности исходной горной породы. Щебеньприменяется в качестве заполнителя при при $ готовлении бетонов, для сооружения щебеночного покрытия и слоев дорожной одежды автомобильных дорог, а также для уст $ ройства дренирующих слоев гидросооружений. Песок — мелкообломочная рыхлая масса, состоящая из зе$ рен различных минералов и горных пород. В состав песка вхо$ дят частицы кварца, полевошпатные кристаллические зерна и ряд других минералов. Песок состоит из фракций размером от 0,1 до 2 мм. Он широко используется в строительстве в качестве искусственного подстилающего слоя под основания фунда$ ментов, для приготовления бетонов, различных растворов и искусственных каменных материалов. Глина — горная порода, в состав которой входят каолинит, монтмориллонит и ряд других минералов, размер которых не превышает 0,01 мм. Глина обладает свойствами пластичности, набухания, при попадании влаги может в несколько раз увели- чиватьсвой объем. Гранит — магматическая горная порода, в состав которой входят кварц, полевой шпат, слюда и другие минералы. Гранит обладает очень большой плотностью, в среднем 2600 кг/м 3 . Он поддается механической обработке и применяется для облицовки полов, ступеней лестниц, колонн, стен, а также для приготовления высокопрочного гранитного щебня. Мрамор — горная порода метаморфического происхождения, образовавшаяся в результате перекристаллизации известняка. Мрамор добывается в карьерах с помощью камнерезных, ударно-врубовых машин, канатных пил. Мрамор наряду сгра$ нитом широко применяется в качестве отделочного материала, причем в строительстве используют как белый мрамор, так и его цветные разновидности с различным рисунком, который проявляется после полировки. При строительстве зданий и сооружений также широко применяют ракушечник, вулканический туф, базальт, диабаз, сиенит, лабрадорит и некоторые другие материалы магматиче $ ских и осадочных горных пород. Искусственные каменные материалы используются при изго$ товлении строительных конструкций на заводах железобетон $ ных конструкций и железобетонных изделий. Кирпич — один из самых распространенных материалов в строительстве. Его получают путем формования и обжига сме$ си из природной глины и добавок в виде песка и других материа $ лов. Кирпичи в целом обладают свойствами водопоглощения (не менее 8 %), морозостойкости, прочности, теплоизоляции; свойства конкретных видов кирпича зависят от их состава, тех$ нологии производства и назначения. Размеры кирпича состав $ ляют 250x120x65 мм. В зависимости от прочности кирпич делят на восемьмарок: 50, 70, 100, 125, 150, 200, 250 и 300. Чем выше марка кирпича, тем больше его прочность при сжатии. Цемент — одно из наиболее распространенных минераль $ ных веществ, относящихся к группе гидравлических вяжущих. В состав цемента входят силикаты кальция, которые образуют $ ся при высокотемпературной обработке известняков, глины, бокситов и ряда других минералов. В результате обжига при$ родного цементного сырья формируется спекшийся клинкер, который измельчают в порошок и смешивают с различными активными добавками. Качество цемента зависит от тонкости помола клинкера, и потребители определяют его по марке. Цемент выпускают разных марок, например: 0 шлакопортландцемент марок: 200, 300, 400 и 500; 0 пластифицированный портландцемент марок: 300, 400 и 500; 0 пуццолановый цемент марок: 200, 300 и 400; 0 глиноземистый цемент марок: 400, 500 и 600. В зависимости от назначения выпускают несколько видов цементов с различными свойствами: быстротвердеющий, кислотоупорный, расширяющийся, сульфатостойкий и т.д. Строительная известь относится к группе воздушных вя$ жущих материалов. Ее получают путем обжига и последующей обработки карбонатных пород (известняка, мела). Известьбы $ вает гашеная и негашеная. Ее применяют для приготовления строительных растворов, силикатного кирпича и ряда других автоклавных силикатобетонных изделий. Строительный гипс получают путем обжига природного гипса — быстротвердеющего вяжущего материала. Он приме $ няется при производстве гипсового бетона, штукатурных рас$ творов и других гипсовых изделий, а также в качестве добавок к цементам. Бетон — прочный искусственный каменный материал, в состав которого входят цемент, гравий или щебень, песок и во$ да. Смесьперечисленных материалов до момента затвердева $ ния называют бетонной смесью. Бетон характеризуется таки$ ми свойствами, как прочность, плотность, непроницаемость, морозостойкость, усадка и расширение, ползучесть, а также огнестойкость. Бетонную смесь производят путем механиче $ ского смешивания ее компонентов в специальных бетономе $ шалках вместимостью от 65 до 1600 л или на специальных заво$ дах и поставляют на стройку в готовом виде или замешивают не$ посредственно на территории строительства. Лучшая бетонная смесьпроизводится на заводах, где она по$ лучается наиболее сбалансированной и рационально подобран $ ной по составу. В зависимости от проектных решений бетонный раствор укладывается непосредственно на строительной пло$ щадке в сооружаемую конструкцию или заливается в специаль $ но предназначенную для этого опалубку, которая придает рас$ твору требуемую форму. По плотности различают бетоны тяжелые и легкие марок от 25 до 600. Тяжелые бетоны применяются в основном при возведении несущих конструкций зданий и сооружений, а легкие — в качестве стенового материала, в таких случаях в качестве заполнителей могут использоваться пористые материалы — керамзит, пемза, вермикулит. В случаях, когда бетонная смесьукладывается в опалубку с каркасом из стальной арматуры, после затвердевания формируется конструкция, называемая монолитной железобетонной конструкцией. В нашей стране железобетонные конструкции получили весьма широкое распространение. Технологический процесс их создания состоит из приготовления бетонной смеси, заго$ товки арматурных каркасов, формования, укладки и уплотне $ ния бетонной смеси в инвентарной металлической опалубке, а также специальной тепловлажностной обработки конструк $ ции в камере пропаривания для придания бетону необходимой прочности путем ускорения процесса твердения. Строительный раствор представляет собой смесьводы, песка и вяжущего компонента. В зависимости от плотности растворы делятся на тяжелые и легкие. Для их приготовления используют растворомешалки вместимостью от 30 до 1800 л. Растворы применяются для заполнения швов каменной икир$ личной кладки, оштукатуривания поверхности, для заделки швов бетонных и железобетонных конструкций. Асбестоцемент образуется при смешивании воды, цемента и асбеста и обладает высокой механической прочностью при изгибе, небольшой плотностью, малой теплопроводностью, стойкостью против выщелачивания минерализованными во$ дами, малой водопроницаемостью и высокой морозостой $ костью. Из асбестоцемента изготовляют волокнистые или гладкие листы кровельного покрытия, облицовочные плиты, трубные изделия напорные или безнапорные. В сельскохозяй $ ственном строительстве широко применяют асбестоцемент $ ные конструкции из листового асбестоцемента, теплоизоляци $ онных материалов и деревянного каркаса. Вяжущие вещества органического или неорганического со$ става образуют отдельную группу строительных материалов. Минеральные вяжущие при смешивании с водой образуют тестообразную массу, которая затвердевает под действием физико-химических процессов. Из органических вяжущих материалов наиболее широко применяемым при строительстве и ремонте является битум — материал, состоящий из углеводородов и их производных и получаемый в результате перегонки нефти, из отходов кислотной очистки смазочных масел, а также из угля и торфа. Его широко применяют в дорожном строительстве для получения асфальтобетона, для изготовления рубероида и пергамина, для гидроизоляции стен и фундаментов. Теплоизоляционные материалы в строительстве необходимы для обеспечения заданного теплового режима зданий, coopyS жений, трубопроводов и т.п. Эффективностьвыбранного утеп$ лителя зависит от объемной массы этих материалов, которая выражается в килограммах на кубический метр объема (кг/м 3 ). К органическим теплоизоляционным материалам относят $ ся древесно-волокнистые плиты, камыш, пенопласты, фибро S литовые плиты, а также древесные стружки и опилки. Их объ$ емная масса — от 10 до 100 кг/м 3 . К неорганическим утепли $ телям относятся легкие бетоны, газобетоны, пенобетоны, пеностекло, стекловата, из которой производят войлок, маты, плиты, и ряд других изоляционных материалов. Объемная мас$ санеорганических теплоизоляционных материалов может дос$ тигатьЗОО кг/м 3 . Лесоматериалы бывают обработанные и необработанные. Круглые необработанные лесоматериалы широко примени $ ются в строительстве в качестве опор и бревен для рубки дере $ вянных строений и сооружений, а также в качестве сырья для распиловки и обработки. К обработанным материалам относятся, брусья, обрезные и необрезные доски, паркетная клепка, древесный шпон. Обра$ ботанные лесоматериалы получают из древесины хвойных и лиственных пород деревьев. Лесоматериалы обладают неболь $ шой плотностью, прочностью, легкостью обработки и т.п. Из древесины производят несущие и ограждающие конст $ рукции: балки, фермы, рамы, арки, панели, оконные идвер$ ные блоки. Детали различных деревянных конструкций соеди $ няют с помощью гвоздей, нагелей, шпонок, разнообразных металлических креплений, а также клея. Деревянные конструкции, соединенные с помощью клея, обладают повышенной прочностью, легкостью, долговечностью, а также огнестойкостью и невысокой стоимостью. Именно эти качества обусловливают широкое применение этих материалов в строительстве. Из отходов древесины и деревообработки получают волокнистые и древесно-стружечные плиты, широко распространенные в жилищно-гражданском и промышленном строительстве как теплоизоляционный и отделочный материал. Применение таких плит, отделанных тонким древесным шпоном ценных пород, позволяет эффективно использовать дефи $ цитные лесоматериалы, а также улучшитьих декоративные свойства. Металлы и металлоконструкции широко распространены в строительстве, так как обладают относительной легкостью, высокой прочностью и сочетаются с материалами любого вида. Стальные конструкции изготовляют из конструкционной ста$ ли индустриальным методом и соединяют между собой свар$ кой или заклепками. В строительстве широкое применение по$ лучили также алюминиевые сплавы, отличающиеся высокой удельной прочностью, декоративностью, хорошими антикор $ розийными свойствами. Из них изготовляют стеновые панели, подвесные потолки, оконные переплеты, отделочные и про$ фильные листы. Кровельные материалы используют для устройства крыш. К ним относятся асбестоцементные листы и плитки, рубероид, толь, черепица разных видов, оцинкованная листовая сталь, но последняя применяется довольно редко, так как обладает вы$ сокой стоимостью. Кровельные материалы характеризуются водонепроницаемостью, прочностью, морозостойкостью, ог$ нестойкостью. Отделочные материалы придают зданиям и сооружениям вы$ сокие эстетические качества, а также защищают конструкции от внешних воздействий. В эту группу материалов входят: отде $ лочные штукатурки, естественные и искусственные каменные материалы, керамические изделия, краски, лаки, стекла, обои, линолеум, шпон, древесно-стружечные плиты и металлы. Пластмассы широко применяются в строительстве. Они легки и обладают большой удельной прочностью. Из пластмасс изготовляют покрытия полов, сантехническое оборудование и трубы различного назначения, в том числе для водохозяйственного строительства, плинтусы, поручни, облицовочный материал. Пленочные материалы получили распространение в мелиоративном строительстве в качестве противофильтрационного материала при сооружении каналов и водоемов различного назначения. Асфальтобетон, применяемый в дорожном строительстве, получают из уплотненной и рационально подобранной смеси щебня, песка, минерального порошка и битума в асфальтобе $ тоносмесительных установках.