Klasifikacija građevinskih materijala Građevinski materijali se klasifikuju prema različitim kriterijumima. Glavne vrste građevinskih materijala

pitanja:

1) Glavne vrste građevinskog materijala;

2) Prednosti i nedostaci konstrukcija od armiranog betona, kamena, čelika, drveta;

Glavne vrste građevinskog materijala su: armirani beton, čelik, kamen (vještački i prirodni), drvo. Umjetno kamenje uključuje keramičke i silikatne cigle, kao i beton, šljakobeton, pjenasti beton, gazirani beton, polistiren beton, keramičke i druge blokove. Prirodno kamenje uključuje blokove tufa, školjke, krečnjaka, buta itd. Za izradu građevinskih konstrukcija koriste se i aluminijum, duraluminijum, polimeri, bitumen i katran.

Raznolikost materijala i konstrukcija koje se koriste u građevinarstvu određena je velikim brojem zahtjeva koji im se postavljaju (čvrstoća, deformacija, toplinska tehnika, zaštita od požara, akustički, ekonomski, estetski itd.). Ne postoji idealan građevinski materijal koji ispunjava sve ove zahtjeve.

Konstrukcije izrađene od različitih materijala imaju svoje prednosti i nedostatke.

Betonske konstrukcije bili poznati i pre naše ere. Međutim, pravi iskorak u građevinarstvu bio je pronalazak armiranog betona sredinom pretprošlog stoljeća. Iako su armiranobetonske konstrukcije počele da se široko koriste 1950-ih godina. Beton je kompozitni materijal izrađen od agregata (šljunak, lomljeni kamen, pijesak) i veziva (ljepila). Armirani beton je materijal koji se sastoji od betona i armature. Termin armirani beton je tradicionalan, ali nije sasvim ispravan. Činjenica je da se željezo nekada zvalo čelik, koji se sada koristi za armiranje. Betonske konstrukcije nisu u širokoj upotrebi zbog svog ozbiljnog nedostatka. Beton ima dobre performanse u kompresiji, ali slabo pri zatezanju. Čelik, naprotiv, dobro radi na zatezanje i gubi stabilnost pri visokim tlačnim naponima. Stoga je glavni princip projektovanja armiranobetonskih konstrukcija ugradnja armature u zonama rastegnutim tokom rada, proizvodnje, transporta i montaže. Suština dobijanja ovako visoko efikasnog materijala leži u nizu faktora:

1) čelik i beton imaju približno iste koeficijente toplotnog širenja;

2) beton je otporan na mnoge agresivne uticaje i savršeno štiti čelik od njih;

3) beton ima visok toplotni kapacitet, koji štiti armaturu pri vanrednim temperaturnim efektima (požari);

4) beton i armatura međusobno nadoknađuju nedostatke pod dejstvom sila (zatezanje i kompresija).

Armiranobetonske konstrukcije imaju sljedeće prednosti:

1) čvrstoća, posebno pri sabijanju i savijanju;

2) krutost;

3) trajnost;

4) otpornost na vatru i otpornost na vatru;

5) otpornost na agresivne uticaje;

6) mogućnost izrade u bilo kom obliku;

7) industrijalizam.

Unatoč svim prednostima, armirani beton ima niz nedostataka. Beton ima visoku toplotnu provodljivost. Problematično je napraviti ogradne konstrukcije od armiranog betona. Postoje načini za povećanje toplinske izolacijske sposobnosti betona: izrada zračnih šupljina (šuplji blokovi), povećanje poroznosti (pjenasti i gazirani beton), uvođenje toplinski izolacijskih materijala (polistiren, šljaka, ekspandirani glineni beton itd. ). Sve ove metode dovode do promjene na gore svojstva čvrstoće i deformacije proizvedenih proizvoda i konstrukcija.

Armirano betonske konstrukcije su teške. U tom smislu, njihova upotreba u visokim i velikim konstrukcijama je teška.

Armirani beton je porozan materijal sa otvorenim i zatvorenim porama. To doprinosi njegovoj vodoodnosnosti i prozračnosti. Moguće je napraviti rezervoare i cjevovode za neke tečnosti od armiranog betona, ali je nemoguće napraviti plinske držače.

Montažne armiranobetonske konstrukcije zahtijevaju dodatnu potrošnju čelika za ugrađene dijelove za njihovo spajanje. Osim toga, često zahtijevaju dodatno ojačanje zbog specifičnosti transporta i ugradnje. Međutim, montažne konstrukcije su visoko industrijske i zahtijevaju manje vremena za proizvodnju i ugradnju, što skraćuje vrijeme izgradnje.

kamene konstrukcije po prirodi rada pod opterećenjem i po svojstvima sličnim betonu. Kamen je jedan od drevnih građevinskih materijala. Kameni materijali dobro djeluju na kompresiju i slabo na napetost. Otporne su na agresivne utjecaje, otporne na vatru, otporne na vatru, izdržljive. Međutim, takvi dizajni imaju nekoliko nedostataka:

1) teško je napraviti savitljive konstrukcije od kamena i gotovo je nemoguće napraviti istegnute;

2) ne mogu imati različite oblike;

3) imaju nisku industrijalizaciju, što dovodi do povećanja vremena izgradnje;

4) imaju visoku toplotnu provodljivost, što dovodi do prelivanja materijala;

5) teški su.

3) visoki operativni troškovi.

Drvene konstrukcije bez posebnih mjera imaju nisku izdržljivost. Osim toga, treba biti svjestan slabe ponovljivosti ovog resursa.

U industriji nafte i gasa drvene konstrukcije se koriste za privremene građevine, kao i za izradu privremenih potpornih zidova u

K kategorija: Građevinski materijali

Klasifikacija građevinskih materijala

Građevinski materijali se dijele na prirodne (prirodne) i umjetne. U prvu grupu spadaju: šuma (oblovina, građa); kamene guste i rastresite stijene (prirodni kamen, šljunak, pijesak, glina) itd. U drugu grupu - umjetni materijali - spadaju: veziva (cement, kreč), vještačko kamenje (cigla, blokovi); betoni; rješenja; metalni, toplinski i hidroizolacijski materijali; keramičke pločice; sintetičke boje, lakovi i ostali materijali čija je proizvodnja povezana s kemijskom obradom.

Građevinski materijali se klasificiraju prema namjeni i obimu, na primjer, krovni materijali - krovni materijal, azbestni cement, itd.; zid - cigla, blokovi; završna obrada - rješenja, boje, lakovi; obloge, hidroizolacije i sl., kao i prema tehnološkoj osnovi njihove izrade, npr. keramički, sintetički itd. Posebnu grupu čine toplotnoizolacioni građevinski materijali - izrađuju se od raznih sirovina, upotrebljenih u različitim izvedbama, ali ih kombinira zajedničko svojstvo - niska nasipna gustoća i niska toplinska provodljivost, što određuje stalno rastući obim njihove proizvodnje i široku upotrebu u građevinarstvu.

Građevinski materijal koji se vadi ili proizvodi na području objekta u izgradnji obično se naziva lokalni građevinski materijal. Tu se prvenstveno ubrajaju: pijesak, šljunak, lomljeni kamen, cigla, kreč, itd. U izgradnji zgrada i objekata potrebno je prije svega koristiti lokalne građevinske materijale, čime se smanjuju troškovi transporta, koji čine značajan dio građevinskog materijala. trošak materijala.

Za građevinske materijale koje proizvode preduzeća, postoje državni standardi - GOST i tehnički uslovi - TU. Standardi daju osnovne informacije o građevinskom materijalu, daju njegovu definiciju, navode sirovine, primjenu, klasifikaciju, podjelu na razrede i marke, metode ispitivanja, uslove transporta i skladištenja. GOST ima snagu zakona i njegovo poštovanje je obavezno za sva preduzeća koja se bave proizvodnjom građevinskog materijala.

Nomenklatura i tehnički zahtjevi za građevinske materijale i dijelove, njihov kvalitet, smjernice za izbor i upotrebu, u zavisnosti od uslova rada zgrade ili građevine koja se gradi, navedeni su u "Građevinskim normama i pravilima" - SNiP I-B.2 -69, odobren od strane Državnog odbora za izgradnju SSSR-a 1962-1969 gg. sa izmjenama i dopunama 1972. Za svaki materijal i proizvod razvijeni su državni standardi (GOST).

Za pravilnu upotrebu određenog materijala u građevinarstvu potrebno je poznavati fizička, uključujući i odnos materijala prema djelovanju vode i temperature, te mehanička svojstva.

Stambene, javne i industrijske zgrade su objekti dizajnirani za smještaj ljudi i različite opreme i zaštitu od utjecaja okoline. Svi objekti se sastoje od dijelova iste namjene: - temelja koji služi kao temelj zgrade i prenosi opterećenje sa cijele zgrade na tlo; - okvir - noseća konstrukcija na koju se postavljaju ogradni elementi zgrade; okvir percipira i preraspoređuje opterećenja i prenosi ih na temelj; - ogradne konstrukcije koje izoluju unutrašnji volumen zgrade od uticaja spoljašnje sredine ili odvajaju pojedine delove unutrašnje zapremine jedan od drugog; Ogradne konstrukcije uključuju zidove, podove i krovove, a u niskim zgradama zidovi i podovi često služe kao okvir.

Od davnina su stambeni i sakralni objekti građeni od prirodnih materijala - kamena i drveta, a od njih su napravljeni svi dijelovi objekta: temelj, zidovi, krov. Ova raznovrsnost materijala imala je značajne nedostatke. Izgradnja kamenih zgrada bila je radno intenzivna; Za održavanje normalnog toplotnog režima u zgradi, kameni zidovi su morali biti vrlo debeli (do 1 m ili više), budući da je prirodni kamen dobar provodnik topline. Za postavljanje stropova i krovova postavljeno je mnogo stupova ili su napravljeni teški kameni svodovi, jer čvrstoća kamena nije dovoljna za pokrivanje velikih raspona. Kamene građevine, međutim, imale su jednu pozitivnu kvalitetu - izdržljivost. Manje radno intenzivne, ali kratkotrajne drvene zgrade često su uništavane požarom.

Razvojem industrije pojavili su se novi građevinski materijali različite namjene: za krovove - lim, kasnije - valjani materijali i azbestni cement; za nosive konstrukcije - valjani čelik i beton visoke čvrstoće; za termoizolaciju - fibrolit, mineralna vuna itd.

Specijalizacija i industrijska proizvodnja građevinskog materijala, poluproizvoda i proizvoda radikalno su promijenili prirodu građevinarstva. Materijali, a potom i proizvodi od njih, počeli su stizati na gradilište gotovo gotovi, građevinske konstrukcije su postale lakše i efikasnije (na primjer, bolje su zaštićene od gubitka topline, od vlage itd.). Početkom XX veka. Započela je fabrička proizvodnja građevinskih konstrukcija (metalne rešetke, armirano betonski stubovi), ali tek od 50-ih godina, prvi put u svetu u našoj zemlji, počinju da grade montažne objekte od montažnih elemenata.

Savremena industrija građevinskog materijala i proizvoda proizvodi veliki broj gotovih građevinskih dijelova i materijala za različite namjene, na primjer: keramičke pločice za podove, za unutrašnje oblaganje, fasade, tepih mozaike; krovni materijal i staklen za krovove, izolaciju i hidroizolaciju - za hidroizolaciju. Kako bi se lakše snalazili u ovoj raznolikosti građevinskih materijala i proizvoda, oni su klasificirani. Najraširenije klasifikacije su prema namjeni i tehnološkim karakteristikama.

Prema namjeni, materijali se dijele u sljedeće grupe: - konstrukcijski, koji percipiraju i prenose opterećenja u građevinskim konstrukcijama; - toplinska izolacija, čija je glavna svrha minimizirati prijenos topline kroz konstrukciju zgrade i time osigurati potreban toplinski režim prostorije uz minimalnu potrošnju energije; - akustični (upijajući zvuk i zvučno izolirani) - za smanjenje nivoa "zagađenja bukom" prostorije; - hidroizolacija i pokrivanje - za stvaranje vodonepropusnih slojeva na krovovima, podzemnim objektima i drugim objektima koje je potrebno zaštititi od vode ili vodene pare; - zaptivanje - za zaptivanje spojeva u montažnim konstrukcijama; - završna obrada - za poboljšanje dekorativnih kvaliteta građevinskih konstrukcija, kao i za zaštitu konstrukcijskih, toplotnoizolacionih i drugih materijala od spoljašnjih uticaja; - posebne namjene (na primjer, vatrostalne ili otporne na kiseline), koje se koriste u izgradnji posebnih konstrukcija.

Niz materijala (na primjer, cement, kreč, drvo) ne može se pripisati nijednoj grupi, jer se koriste i u čistom obliku i kao sirovine za proizvodnju drugih građevinskih materijala i proizvoda - to su tzv. koji se nazivaju materijali opšte namene. Teškoća klasifikacije građevinskog materijala prema namjeni je u tome što se isti materijali mogu svrstati u različite grupe. Na primjer, beton se uglavnom koristi kao konstrukcijski materijal, ali neke od njegovih vrsta imaju potpuno drugačiju svrhu: posebno lagani beton - toplinski izolacijski materijali; posebno teški betoni su materijali posebne namjene koji se koriste za zaštitu od radioaktivnog zračenja.

Osnova za klasifikaciju prema tehnološkim karakteristikama je vrsta sirovine od koje se materijal dobija i način proizvodnje. Ova dva faktora u velikoj mjeri određuju svojstva materijala i, shodno tome, opseg njegove primjene. Prema načinu proizvodnje razlikuju se materijali dobijeni sinterovanjem (keramika, cement), topljenjem (staklo, metali), monolitni sa vezivom (beton, malter) i mehaničkom obradom prirodnih sirovina (prirodni kamen, drveni materijali). Za dublje razumijevanje svojstava materijala, koja uglavnom zavise od vrste sirovine i načina njene prerade, predmet "Materijalna nauka" zasniva se na klasifikaciji prema tehnološkom obilježju, a samo u nekim slučajevima se razmatra grupe materijala prema njihovoj namjeni.

Klasifikacija građevinskog materijala je moguća prema različitim kriterijima: namjeni građevinskog materijala, vrsti sirovina, glavnom pokazatelju kvalitete (čvrstoća, masa itd.). Pogodno je razvrstati građevinske materijale prema njihovoj funkcionalnoj namjeni: toplinski izolacijski materijali, akustični materijali itd. Prema vrsti sirovina (po tehnološkoj osnovi) materijali se dijele na metalne, keramičke, drvene itd. Najšira podjela građevinskih materijala je njihova podjela na prirodne i umjetne. Svaka grupa materijala ima svoju granu industrije - staklo, cement, drvopreradu i mnoge druge.

Prema funkcionalnoj namjeni, građevinski materijali su podijeljeni u grupe:

toplinska izolacija, koja se koristi za osiguranje toplinskog režima zgrade;

akustični, koji se koriste za zvučnu izolaciju zgrade;

konstrukcijska, prijemna i prenosna opterećenja. Od ovih materijala izrađuju se temelji, nosivi zidovi, grede, pregrade, stupovi; hidroizolacija i krovište koje se koristi za zaštitu krovova, plafona i drugih dijelova zgrade;

brtvljenje, koje se koristi za izolaciju spojeva u montažnim konstrukcijama;

završna obrada koja se koristi za poboljšanje dekorativnih kvaliteta zgrade, kao i za zaštitu od vanjskih utjecaja;

posebne namjene, koji se koriste u posebnim specifičnim uslovima. Materijali posebne namjene su vatrostalni, otporni na kiseline, otporni na mraz, itd.;

opće namjene, za različite namjene (cement, kreč, beton, drvo).

Po tehnološkoj osnovi, građevinski materijali se dijele ovisno o vrsti sirovina od kojih su izrađeni, tehnologiji proizvodnje, kvaliteti materijala itd.

Prema načinu proizvodnje, svi građevinski materijali se dijele na sljedeće vrste:

prirodno (neobrađeno),

mašinski obrađen (lomljeni kamen, daske),

dobijeni pečenjem (keramika, mineralna veziva),

topljenje (metala, stakla),

proizvedeno preradom organskih sirovina (bitumen, katran, sintetički polimeri i rastvarači),

dobiveni preradom organskih veziva (organskih i krovnih i hidroizolacijskih materijala, građevinske plastike).

Prirodni građevinski materijali dobijaju se direktno iz okoline, kopaju se iz utrobe zemlje, drvni materijal se prerađuje u ploče itd. Prirodni materijali se kopaju, daju im određeni oblik i veličinu, ali ne utiče na njihovu unutrašnju strukturu, hemijski sastav itd. Najpopularniji prirodni građevinski materijali su drvo i kamen - šumski i kameni građevinski materijali. Osim njih, tu su i sljedeći prirodni materijali: asfalt, bitumen, ozokerit, kazein, kir, slama, treset, trska, vatra, vuna, kolagen, školjke itd. Ovi materijali se dodatno koriste kao završni ili građevinski materijali. na navedene osnovne materijale.

Vještački građevinski materijali se proizvode od prirodnih sirovina preradom, od nusproizvoda poljoprivrede i industrije (na primjer, iverica), kao i od umjetnih, sintetičkih, sirovina. Građevinski materijali dobijeni od prirodnih sirovina razlikuju se od originalnih komponenti po strukturi i hemijskom sastavu. Prirodne sirovine mogu biti organske (drvo, gas, nafta, treset itd.) i neorganske (minerali, stene, rude, šljake itd.).

U modernoj gradnji široko se koriste umjetni, posebno sintetički materijali. Međutim, interes za prirodne prirodne materijale ne opada, već, naprotiv, svake godine jača. Prednost se daje prirodnim završnim materijalima - papirnim tapetama, prostirkama od jute, tepisima od prirodnih vlakana, namještaju od prirodnog, neprešanog drveta. Ekodizajn stanovanja pronalazi sve više sljedbenika u modernom svijetu, gdje su ljudi okruženi previše sintetike.

Građevinski materijali, prirodni i vještački materijali i proizvodi koji se koriste u izgradnji i popravci zgrada i objekata. Prema ukupnosti tehnoloških i operativnih karakteristika, građevinski materijali se obično dijele u sljedeće glavne grupe.

prirodni kameni materijali - stijene podvrgnute mehaničkoj obradi (obložene ploče, zidni kamen, lomljeni kamen, šljunak, šljunak itd.). Uvođenje progresivnih metoda vađenja i obrade kamena (na primjer, dijamantsko piljenje, toplinska obrada) značajno smanjuje radni intenzitet proizvodnje i cijenu kamenih materijala i proširuje obim njihove upotrebe u građevinarstvu.

Šumski materijali i proizvodi - Građevinski materijal dobijen uglavnom mehaničkom obradom drveta (oblovina, građa i obroci, parket, šperploča i dr.). U savremenom građevinarstvu građa i lamele se u velikoj meri koriste za razne stolarske proizvode, ugradnu opremu u građevinarstvu i profilisane proizvode (lajsne, rukohvati, nadstrešnice, itd.). Proizvodi od lijepljenog drveta obećavaju (vidi Ljepljene strukture).

Keramički materijali i proizvodi izrađuju se od sirovina koje sadrže glinu oblikovanjem, sušenjem i pečenjem. Širok asortiman, visoka čvrstoća i izdržljivost keramičkih građevinskih materijala određuju njihovu različita područja primjene u građevinarstvu: kao zidni materijali (cigla, keramički kamen) i sanitarije, za vanjske i unutrašnje obloge zgrada (keramičke pločice) itd. uključuje porozno punilo za lagani beton - ekspandiranu glinu.

Neorganska veziva - pretežno praškasti materijali (cementi raznih vrsta, gips, kreč i dr.), koji pomešanim sa vodom formiraju plastično testo, koje tada poprima kameno stanje. Jedno od najvažnijih anorganskih veziva je portland cement i njegove vrste.

Beton i malter - materijali od umjetnog kamena sa širokim spektrom fizičkih, mehaničkih i kemijskih svojstava dobivenih iz mješavine veziva, vode i agregata. Glavna vrsta betona je cementni beton. Uz to, proizvodi od silikatnog betona koriste se u savremenoj gradnji. Laki betoni koji se koriste za proizvodnju velikih montažnih konstrukcija i proizvoda su vrlo učinkoviti. Za povećanje čvrstoće konstrukcijskih elemenata na savijanje i zatezanje koristi se materijal koji je kombinacija betona sa čeličnom armaturom - armirani beton. Beton i malter se koriste direktno na gradilištima (monolitni beton), kao i za proizvodnju građevinskih proizvoda u fabrici (montažni beton). Ista grupa građevinskih materijala uključuje azbestno-cementne proizvode i konstrukcije dobivene od cementne paste ojačane azbestnim vlaknima.

Metali . U građevinarstvu se uglavnom koristi valjani čelik. Čelik se koristi za izradu armature u armiranom betonu, građevinskim okvirima, gornjim konstrukcijama mostova, cjevovodima, grijaćim uređajima, kao krovni materijal (krovni čelik) itd. Aluminijske legure dobijaju sve veću distribuciju kao konstrukcijski i završni građevinski materijali.

Termoizolacioni materijali - Građevinski materijali koji se koriste za toplotnu izolaciju ogradnih konstrukcija zgrada, objekata, industrijske opreme, cjevovoda. U ovu grupu spada veliki broj materijala koji se razlikuju po sastavu i strukturi: mineralna vuna i proizvodi od nje, celularni beton, azbestni materijali, pjenasto staklo, ekspandirani perlit i vermikulit, ploče od drvnih vlakana, trska, fibrolit itd. toplinsko-izolacijskih građevinskih materijala u ogradnim konstrukcijama omogućava značajno smanjenje mase potonjih, smanjenje ukupne potrošnje materijala i smanjenje troškova energije za održavanje potrebnog toplinskog režima zgrade (strukture). Neki termoizolacioni materijali nalaze se u upotrebi kao akustični materijali.

Staklo. Uglavnom se koristi za postavljanje prozirnih barijera. Uz obično limeno staklo proizvodi se staklo specijalne namjene (armirano, kaljeno, toplotno zaštitno i dr.) i proizvodi od stakla (stakleni blokovi, stakleni profili, staklene pločice itd.). Obećavajuća je upotreba stakla za vanjsku dekoraciju zgrada (stemalit, itd.). Prema tehnološkim karakteristikama, u staklene građevinske materijale svrstavaju se i kameni odljevci, staklokeramika i staklokeramika od troske.

Organska veziva i hidroizolacioni materijali - bitumen, katran i asfalt beton, filc, krovni filc i drugi materijali dobijeni na njihovoj osnovi; U ovu grupu građevinskih materijala spadaju i polimerna veziva koja se koriste za proizvodnju polimer betona. Za potrebe montažne stambene izgradnje proizvode se zaptivni materijali u vidu mastika i elastičnih zaptivki (gernit, isol, poroizol i dr.), kao i hidroizolacionih polimernih filmova.

Polimerni građevinski materijali - velika grupa materijala dobijenih na bazi sintetičkih polimera. Odlikuju ih visoka mehanička i dekorativna svojstva, otpornost na vodu i kemikalije, mogućnost izrade. Njihova glavna područja primjene: kao materijali za podne obloge (linoleum, relin, PVC pločice, itd.), konstrukcijski i završni materijali (laminirani papir, fiberglas, iverica, ukrasne folije, itd.), toplinski i zvučno izolacijski materijali (stiropor, saće ), profilisani građevinski proizvodi.

Lakovi i boje - završna obrada Građevinski materijali na bazi organskih i anorganskih veziva, koji formiraju dekorativni i zaštitni premaz na površini farbane konstrukcije. Sintetičke boje i lakovi i boje na bazi vode na polimernom vezivu imaju široku primjenu.

Metal i tvrde legure, kompozitni materijali (ojačani beton)

Nemetalni materijali, vlaknasti, monolitni (grijači)

Drvo

Prirodni kamen (krečnjak, peščar, mermer, granit)

Keramika i silikatni materijali za zidanje

Betonski materijal dobijen miješanjem veziva, cementa, vapna, gline s inertnim aditivima (pijesak, šljunak, lomljeni kamen)

Staklo i prozirni materijali

Tečnosti

Prizemna baza

Zasipanje (šljunak, pijesak)