Klasifikácia stavebných materiálov Stavebné materiály sa klasifikujú podľa rôznych kritérií. Hlavné typy stavebných materiálov

otázky:

1) Hlavné typy stavebné materiály;

2) Výhody a nevýhody konštrukcií zo železobetónu, kameňa, ocele, dreva;

Hlavné typy stavebných materiálov sú: železobetón, oceľ, kameň (umelý a prírodný), drevo. Medzi umelé kamene patrí keramika a vápennopiesková tehla, ale aj betónové, škvarové, penobetónové, pórobetónové, polystyrénové, keramické a iné tvárnice. Prírodné kamene zahŕňajú bloky tufu, mušľovú horninu, vápenec, sutinu atď. Tiež na výrobu stavebné konštrukcie používa sa hliník, dural, polyméry, bitúmen a decht.

Rôznorodosť materiálov a štruktúr používaných v stavebníctve je určená veľké množstvo požiadavky na ne kladené (pevnostné, deformačné, tepelnotechnické, protipožiarne, akustické, ekonomické, estetické a pod.). Ideálny stavebný materiál, ktorý by spĺňal všetky tieto požiadavky, neexistuje.

Pre návrhy vyrobené z rôzne materiály má svoje výhody aj nevýhody.

Betónové konštrukcie boli známe ešte pred naším letopočtom. Skutočným prelomom v stavebníctve bol však vynález železobetónu v polovici devätnásteho storočia. Hoci železobetónové konštrukcie začali byť široko používané v 50. rokoch 20. storočia. Hovoria tomu betón kompozitný materiál, vyrobené s použitím kameniva (štrk, drvený kameň, piesok) a spojiva (zloženie lepidla). Železobetón je materiál pozostávajúci z betónu a výstuže. Pojem železobetón je tradičný, no nie úplne správny. Faktom je, že železo sa kedysi nazývalo oceľ, ktorá sa teraz používa na vystuženie. Betónové konštrukcie nie sú široko používané pre jeho vážne nedostatky. Betón funguje dobre v tlaku, ale zle v ťahu. Oceľ, naopak, funguje dobre v ťahu, ale pri vysokom namáhaní v tlaku stráca stabilitu. Preto je hlavným princípom navrhovania železobetónových konštrukcií inštalácia výstuže v oblastiach, ktoré sú natiahnuté počas prevádzky, výroby, prepravy a inštalácie. Podstata získania takéhoto vysoko účinného materiálu spočíva v niekoľkých faktoroch:

1) oceľ a betón majú približne rovnaké koeficienty tepelnej rozťažnosti;

2) betón je odolný voči mnohým agresívnym vplyvom a dokonale chráni oceľ pred nimi;

3) betón má vysokú tepelnú kapacitu, ktorá chráni výstuž počas núdze teplotné vplyvy(požiare);

4) betón a výstuž vzájomne kompenzujú svoje nedostatky pri silových vplyvoch (ťah a tlak).

Železobetónové konštrukcie majú nasledujúce výhody:

1) pevnosť, najmä kompresia a ohyb;

2) tuhosť;

3) trvanlivosť;

4) požiarna odolnosť a požiarna odolnosť;

5) odolnosť voči agresívnym vplyvom;

6) schopnosť byť vyrobený v akomkoľvek tvare;

7) industrializmus.

Napriek všetkým výhodám má železobetón množstvo nevýhod. Betón má vysokú tepelnú vodivosť. Zhotoviť obvodové konštrukcie zo železobetónu je problematické. Existujú spôsoby, ako zvýšiť tepelnoizolačnú schopnosť betónu: vytváranie vzduchových dutín (duté bloky), zvyšovanie pórovitosti (pena a pórobetón), zavádzanie tepelne izolačných materiálov (polystyrén, troska, keramzitový betón atď.). Všetky tieto metódy vedú k zmene k horšiemu v pevnostných a deformačných vlastnostiach vyrábaných výrobkov a konštrukcií.

Železobetónové konštrukcie sú ťažké. V tomto ohľade je ich použitie vo výškových a dlhých konštrukciách ťažké.

Železobetón je porézny materiál s otvorenými a uzavretými pórmi. To prispieva k jeho vode a priedušnosti. Železobetón možno použiť na výrobu nádrží a potrubí pre niektoré kvapaliny, ale nie je možné vyrobiť plynové nádrže.

Prefabrikované železobetónové konštrukcie vyžadovať dodatočný výdavok oceľ na vložené časti na ich spojenie. Okrem toho často vyžadujú dodatočné vystuženie kvôli zvláštnostiam prepravy a inštalácie. Prefabrikované konštrukcie sú však vysoko priemyselné a vyžadujú menej času na výrobu a inštaláciu, čo znižuje čas výstavby.

Kamenné konštrukcie charakterom práce pri zaťažení a vlastnosťami sú podobné betónu. Kameň je jedným zo starých stavebných materiálov. Kamenné materiály fungujú dobre v tlaku a zle v ťahu. Sú odolné voči agresívnym vplyvom, ohňovzdorné, ohňovzdorné, trvanlivé. Takéto konštrukcie však majú niekoľko nevýhod:

1) je ťažké vyrobiť ohybné konštrukcie z kameňa a takmer nemožné vyrobiť natiahnuté;

2) nemôžu mať rôzne formy;

3) majú nízku priemyselnú úroveň, čo vedie k predĺženiu času výstavby;

4) majú vysokú tepelnú vodivosť, čo vedie k nadmernej spotrebe materiálu;

5) sú ťažké.

3) vysoké prevádzkové náklady.

Drevené konštrukcie bez špeciálnych opatrení majú nízku životnosť. Okrem toho je potrebné pamätať na nízku reprodukovateľnosť tohto zdroja.

V ropnom a plynárenskom priemysle drevené konštrukcie sa používajú na dočasné stavby, ako aj na výrobu dočasných oporných múrov, keď

Kategória K: Konštrukčné materiály

Klasifikácia stavebných materiálov

Stavebné materiály sa delia na prírodné (prírodné) a umelé. Do prvej skupiny patria: les ( guľaté drevo, rezivo); kameň hustý a voľný skaly(prírodný kameň, štrk, piesok, hlina) atď. Do druhej skupiny - umelé materiály- zahŕňajú: spojivá (cement, vápno), umelé kamene(tehla, bloky); betóny; riešenia; kov, teplo a hydroizolačné materiály; keramické dlaždice; syntetické farby, laky a Ostatné materiály, ktorých výroba zahŕňa chemické spracovanie.

Stavebné materiály sú klasifikované podľa účelu a oblasti použitia, napríklad strešné materiály - strešný materiál, azbestový cement atď.; stena - tehla, bloky; konečná úprava - roztoky, farby, laky; obklady, hydroizolácie a pod., ako aj podľa technologických vlastností ich výroby, napr. keramické, syntetické a pod. Špeciálnu skupinu tvoria tepelnoizolačné stavebné materiály - vyrábajú sa z rôznych surovín a používajú sa v rôzne prevedenia, ale spájajú sa spoločný majetok- nízka objemová hmotnosť a nízka tepelná vodivosť, čo podmieňuje neustále sa zvyšujúci objem ich výroby a široké uplatnenie v stavebníctve.

Stavebné materiály, ktoré sa ťažia alebo vyrábajú v oblasti rozostavaného zariadenia, sa zvyčajne nazývajú miestne stavebné materiály. Patria sem predovšetkým: piesok, štrk, drvený kameň, tehla, vápno a pod. Pri výstavbe budov a stavieb je potrebné používať predovšetkým miestne stavebné materiály, čím sa znižujú náklady na dopravu, ktorá tvorí významnú časť ceny materiálu.

Pre stavebné materiály vyrábané podnikmi existujú štátne celoúniové normy - GOST a Technické špecifikácie- TO. Normy poskytujú základné informácie o stavebnom materiáli, uvádzajú jeho definíciu, označujú suroviny, oblasti použitia, klasifikáciu, rozdelenie do tried a tried, metódy skúšania, prepravné a skladovacie podmienky. GOST má silu zákona a jeho dodržiavanie je povinné pre všetky podniky vyrábajúce stavebné materiály.

Nomenklatúra a technické požiadavky na stavebné materiály a diely, ich kvalitu, návod na výber a použitie v závislosti od prevádzkových podmienok stavanej budovy alebo stavby sú uvedené v „ Stavebné predpisy a pravidlá“ - SNiP I-B.2-69, schválený Štátnym stavebným výborom ZSSR v rokoch 1962-1969. v znení neskorších predpisov z roku 1972. Pre každý materiál a výrobok boli vypracované celoúnijné štátne normy (GOST).

Pre správna aplikácia konkrétneho materiálu v stavebníctve je potrebné poznať fyzikálne vrátane vzťahu materiálov k pôsobeniu vody a teploty a mechanické vlastnosti.

Obytné, verejné a priemyselné budovy sú konštrukcie určené na ubytovanie ľudí a rôznych zariadení a na ich ochranu pred vystavením životné prostredie. Všetky budovy sa skladajú z častí, ktoré majú identický účel: – základ, ktorý slúži ako základ budovy a prenáša zaťaženie z celej budovy na zem; - rám - nosná konštrukcia, na ktorej sú inštalované obvodové prvky budovy; rám vníma a prerozdeľuje zaťaženia a prenáša ich do základu; – uzatváracie konštrukcie, ktoré izolujú vnútorný objem budovy od expozície vonkajšie prostredie alebo oddelenie jednotlivých častí vnútorného objemu od seba; Ohradné konštrukcie zahŕňajú steny, podlahy a strechy a v nízkopodlažných budovách steny a podlahy často slúžia ako rám.

Od staroveku boli obytné a náboženské budovy postavené z prírodných materiálov - kameňa a dreva a z nich boli vyrobené všetky časti budovy: základy, steny, strešná krytina. Táto všestrannosť materiálu mala značné nevýhody. Stavba kamenných budov bola náročná na prácu; kamenné múry na udržanie normálneho stavu v budove tepelný režim musel byť vyrobený veľmi hrubý (až 1 m alebo viac), keďže prírodný kameň- dobrý vodič tepla. Na stavbu podláh a striech bolo inštalovaných veľa stĺpov alebo boli vyrobené ťažké kamenné klenby, pretože pevnosť kameňa nestačila na pokrytie veľkých rozpätí. Kamenné stavby však mali jednu pozitívnu vlastnosť – odolnosť. Menej náročné na prácu, ale krátkodobé drevostavbyčasto zničené požiarmi.

S rozvojom priemyslu sa objavili nové stavebné materiály s rôznym účelom: na zastrešenie - plech, Neskôr - rolovacie materiály a azbestový cement; Pre nosné konštrukcie- valcovaná oceľ a vysokopevnostný betón; na tepelnú izoláciu - drevovláknitá doska, minerálna vlna atď.

Špecializácia a priemyselná produkcia stavebné materiály, polotovary a výrobky radikálne zmenili charakter stavebníctva. Materiály a potom výrobky z nich začali na stavbu prichádzať takmer v r hotová forma, stavebné konštrukcie sa odľahčili a zefektívnili (napríklad lepšie chránili pred tepelnými stratami, vlhkosťou a pod.). Na začiatku 20. stor. začala továrenskej výroby stavebné konštrukcie ( kovové väzníky, železobetónové stĺpy), ale až v 50. rokoch sa u nás prvýkrát na svete začali stavať plne montované stavby z hotových prvkov.

Moderný priemysel stavebných materiálov a výrobkov vyrába veľké množstvo hotové stavebné diely a materiály na rôzne účely napr.: keramická dlažba, pre vnútorné obloženie, fasáda, kobercová mozaika; strešná lepenka a priesvitný papier na zastrešenie, izoláciu a hydroizoláciu na hydroizoláciu. Aby sa uľahčila orientácia v tejto rozmanitosti stavebných materiálov a výrobkov, sú klasifikované. Najrozšírenejšie klasifikácie sú založené na účele a technologických charakteristikách.

Materiály sa podľa účelu delia do týchto skupín: – konštrukčné materiály, ktoré vnímajú a prenášajú zaťaženie v stavebných konštrukciách; - tepelná izolácia, ktorej hlavným účelom je minimalizovať prestup tepla stavebnou konštrukciou a tým zabezpečiť potrebné tepelné podmienky miestnosti pri minimálne náklady energie; – akustické (zvuk pohlcujúce a zvukotesné) – na zníženie úrovne „znečistenia hlukom“ v miestnosti; – hydroizolácie a strešné krytiny – na vytváranie vodotesných vrstiev na strechách, podzemných konštrukciách a iných konštrukciách, ktoré je potrebné chrániť pred pôsobením vody alebo vodnej pary; – tesnenie – na tesnenie škár v prefabrikovaných konštrukciách; - konečná úprava - na zlepšenie dekoratívnych vlastností stavebných konštrukcií, ako aj na ochranu konštrukčných, tepelnoizolačných a iných materiálov pred vonkajšie vplyvy; – špeciálne účely (napríklad ohňovzdorné alebo odolné voči kyselinám), používané pri stavbe špeciálnych konštrukcií.

Mnohé materiály (napríklad cement, vápno, drevo) nemožno zaradiť do jednej skupiny, pretože sa používajú aj v čistej forme, a ako suroviny na výrobu iných stavebných materiálov a výrobkov – ide o materiály tzv všeobecný účel. Ťažkosti pri klasifikácii stavebných materiálov podľa účelu spočívajú v tom, že rovnaké materiály možno klasifikovať ako rôzne skupiny. Napríklad betón sa používa hlavne ako Stavebný Materiál, ale niektoré jeho typy majú úplne iný účel: najmä ľahký betón - tepelne izolačné materiály; extra ťažký betón - špeciálne materiály používané na ochranu pred rádioaktívnym žiarením.

Technologická klasifikácia vychádza z druhu suroviny, z ktorej sa materiál získava a spôsobu výroby. Tieto dva faktory do značnej miery určujú vlastnosti materiálu a tým aj rozsah jeho použitia. Podľa spôsobu výroby sa rozlišujú materiály vyrábané spekaním (keramika, cement), tavením (sklo, kovy), monolitizáciou pomocou spojív (betón, malty) a mechanickým spracovaním prírodných surovín (prírodný kameň, drevené materiály). . Pre hlbšie pochopenie vlastností materiálov, ktoré závisia najmä od druhu suroviny a spôsobu jej spracovania, je kurz „Náuka o materiáloch“ založený na klasifikácii na základe technologických charakteristík a len v niektorých prípadoch sa berú do úvahy skupiny materiálov. podľa ich zamýšľaného účelu.

Klasifikácia stavebných materiálov je možná podľa rôzne znaky: účel stavebných materiálov, druh surovín, hlavný ukazovateľ kvality (pevnosť, hmotnosť atď.). Pohodlná klasifikácia stavebných materiálov podľa funkčný účel: tepelnoizolačné materiály, akustické a pod. Podľa druhu suroviny (technologicky) sa materiály delia na kovové, keramické, drevené a pod. Najširšie delenie stavebných materiálov je ich delenie na prírodné a umelé. Každá skupina materiálov má svoj vlastný priemyselný sektor – sklo, cement, drevospracujúci priemysel a mnohé ďalšie.

Na základe funkčného účelu sú stavebné materiály rozdelené do skupín:

tepelná izolácia, ktorá sa používa na zabezpečenie tepelného režimu budovy;

akustické, používané na zabezpečenie zvukovej izolácie budovy;

štrukturálne, prijímacie a prenášajúce zaťaženia. Tieto materiály sa používajú na stavbu základov, nosných stien, nosníkov, priečok a stĺpov; hydroizolácie a strešné krytiny, používané na ochranu striech, stropov a iných častí konštrukcie;

tesnenie, používané na izoláciu spojov v prefabrikovaných konštrukciách;

povrchová úprava používaná na zlepšenie dekoratívnych vlastností budovy, ako aj na jej ochranu pred vonkajšími vplyvmi;

špeciálny účel, používaný v osobitných špecifických podmienkach. Špeciálne materiály sú ohňovzdorné, kyselinovzdorné, mrazuvzdorné a pod.;

všeobecné použitie, používané na rôzne účely (cement, vápno, betón, drevo).

Na technologickej báze sa stavebné materiály delia podľa druhu surovín, z ktorých sú vyrobené, výrobnej technológie, materiálových vlastností atď.

Podľa spôsobu výroby sú všetky stavebné materiály rozdelené do nasledujúcich typov:

prírodné (nespracované),

podrobené mechanickému spracovaniu (drvený kameň, dosky),

získané vypaľovaním (keramika, minerálne spojivá),

tavenie (kovy, sklo),

vyrobené spracovaním organických surovín (bitúmen, decht, syntetické polyméry a rozpúšťadlá),

získané spracovaním organických spojív (organické a strešné a hydroizolačné materiály, stavebné plasty).

Prírodné stavebné materiály sa získavajú priamo z prostredia, ťažia sa z hlbín zeme, drevené materiály sa spracúvajú na dosky atď. Prírodné materiály sa ťažia, majú určitý tvar a veľkosť, ale nie sú ovplyvnené vnútorná štruktúra, chemické zloženie a pod. Najobľúbenejšie prírodné stavebné materiály sú drevo a kameň – lesné a kamenné stavebné materiály. Okrem nich existujú aj nasledujúce prírodné materiály: asfalt, bitúmen, ozokerit, kazeín, kir, slama, rašelina, trstina, palivové drevo, vlna, kolagén, mušle, atď. Tieto materiály sa používajú ako dokončovacie alebo konštrukčné materiály popri špecifikovaných základných materiáloch.

Umelé stavebné materiály sa vyrábajú z prírodných surovín spracovaním a vedľajšími produktmi poľnohospodárstvo a priemysel (napríklad drevotrieska), ako aj z umelých, syntetických surovín. Stavebné materiály získané z prírodných surovín sa líšia od pôvodných komponentov štruktúrou a chemické zloženie. Prírodné suroviny môžu byť organické (drevo, plyn, ropa, rašelina atď.) a anorganické (minerály, horniny, rudy, troska atď.).

IN moderná konštrukcia Umelé, najmä syntetické materiály sú široko používané. Záujem však o prírodné prírodné materiály neklesá, ale naopak každým rokom rastie viac a viac. Prednosť sa dáva prírodným dokončovacie materiály– tapety z papiera, jutové rohože, koberce z prírodné vlákna, nábytok z prírodného, ​​nelisovaného, ​​dreva. Ekologický dizajn bývania si nachádza čoraz viac priaznivcov modernom svete, kde sú ľudia obklopení príliš veľkým množstvom syntetiky.

Stavebné materiály, prírodné a umelé materiály a výrobky používané pri stavbe a opravách budov a stavieb. Na základe súhrnu technologických a prevádzkových charakteristík sa stavebné materiály zvyčajne delia do nasledujúcich hlavných skupín.

Materiály z prírodného kameňa - horniny podrobené mechanickému spracovaniu (obkladové dosky, stenové kamene, drvený kameň, štrk, suťový kameň atď.). Zavedenie pokročilých metód ťažby a spracovania kameňa (napríklad diamantové pílenie, tepelné spracovanie) výrazne znižuje náročnosť výroby a cenu kamenných materiálov a rozširuje rozsah ich použitia v stavebníctve.

Lesné materiály a produkty - Stavebné materiály získané hlavne mechanickým spracovaním dreva (guľatina, rezivo a prírezy, parkety, preglejka atď.). V modernom stavebníctve sa rezivo a prírezy používajú vo veľkom meradle na rôzne stolárske výrobky, vstavané stavebné zariadenia, lišty (sokly, zábradlia, prekrytia atď.). Perspektívne sú výrobky z lepeného lamelového dreva (pozri Lepené lamelové konštrukcie).

Keramické materiály a výrobky vyrobené zo surovín obsahujúcich hlinu formovaním, sušením a vypaľovaním. Široká škála, vysoká pevnosť a trvanlivosť keramických stavebných materiálov určujú rôzne oblasti ich použitia v stavebníctve: ako stenové materiály (tehla, keramické kamene) a sanitárne výrobky, na vonkajšie a vnútorné obklady budov (keramické obklady) atď. Medzi keramické stavebné materiály patrí aj pórovitá výplň z ľahkého betónu – keramzit.

Anorganické spojivá - prevažne práškové materiály (cementy rôznych druhov, sadra, vápno a pod.), ktoré po zmiešaní s vodou vytvárajú plastické cesto, ktoré potom nadobúda stav podobný kameňu. Jedným z najdôležitejších anorganických spojivových materiálov je portlandský cement a jeho odrody.

Betóny a malty - materiály z umelého kameňa so širokou škálou fyzikálnych, mechanických a chemické vlastnosti, získaný zo zmesi spojiva, vody a kameniva. Hlavným typom betónu je cementový betón. Spolu s ním sa v modernom stavebníctve používajú silikátové betónové výrobky. Veľmi efektívne sú ľahké betóny používané na výrobu veľkorozmerných prefabrikovaných konštrukcií a výrobkov. Na zvýšenie sily konštrukčné prvky Na ohýbanie a ťah sa používa materiál, ktorý je kombináciou betónu s oceľovou výstužou – železobetón. Betón a mínomety používané priamo na staveniskách (monolitický betón), ako aj na výrobu stavebných výrobkov v továrni (železobetónové prefabrikáty). Do rovnakej skupiny stavebných materiálov patria azbestocementové výrobky a konštrukcie vyrobené z cementovej pasty vystuženej azbestovým vláknom.

Kovy . Valcovaná oceľ sa používa hlavne v stavebníctve. Oceľ sa používa na výrobu výstuže do železobetónu, stavebných rámov, mostných polí, potrubí, vykurovacích zariadení, ako strešný materiál (strešná oceľ) atď. Zliatiny hliníka sa stávajú rozšírenými ako konštrukčné a dokončovacie stavebné materiály.

Tepelnoizolačné materiály - Stavebné materiály používané na tepelnú izoláciu obvodových konštrukcií budov, stavieb, priemyselných zariadení, potrubí. Táto skupina zahŕňa veľké množstvo materiálov rôzneho zloženia a štruktúry: minerálna vlna a výrobky z nej, pórobetón, azbestové materiály, penové sklo, expandovaný perlit a vermikulit, drevovláknité dosky, trstina, drevovláknité dosky a pod. udržiavať požadované tepelné podmienky budovy (konštrukcie). Niektoré tepelnoizolačné materiály sa používajú ako akustické materiály.

sklo. Používa sa hlavne na stavbu priesvitných plotov. Spolu s obyčajným tabuľovým sklom sa vyrábajú aj špeciálne sklá (vystužené, tvrdené, tepelnoizolačné a pod.) a sklenené výrobky (sklenené tvárnice, sklenené profily, sklenené obklady a pod.). Perspektívne je využitie skla na vonkajšiu výzdobu budov (stemalit a pod.). Podľa technologických charakteristík medzi sklenené stavebné materiály patrí aj odlievanie kameňa, sklokeramika a troskové sklo.

Organické spojivá a hydroizolačné materiály - bitúmeny, dechty a asfaltový betón, strešná lepenka, strešná lepenka a iné materiály z nich získané; Do tejto skupiny stavebných materiálov patria aj polymérne spojivá používané na výrobu polymérneho betónu. Pre potreby prefabrikovanej bytovej výstavby sa vyrábajú tesniace materiály vo forme tmelov a elastických tesnení (gernit, izol, poroizol atď.), Ako aj hydroizolačné polymérové ​​fólie.

Polymérne stavebné materiály - veľká skupina materiálov vyrábaných na báze syntetických polymérov. Vyznačujú sa vysokými mechanickými a dekoratívnymi vlastnosťami, odolnosťou voči vode a chemikáliám a spracovateľnosťou. Ich hlavné oblasti použitia: ako materiály na podlahy (linoleum, relin, polyvinylchloridové dlaždice atď.), stavebné a dokončovacie materiály (laminované plasty, sklolaminát, drevotrieskové dosky, dekoratívne fólie atď.), tepelne a zvukovo izolačné materiály (penový plast, voštinový plast), lisované stavebné výrobky.

Laky a farby - konečná úprava Stavebné materiály na báze organických a anorganických spojív, vytvárajúce dekoratívny a ochranný náter na povrchu natieranej konštrukcie. Rozšírené sú syntetické farby a laky a vodou riediteľné farby na báze polymérneho spojiva.

Kovové a tvrdá zliatina, kompozitné materiály (železobetón)

Nekovové materiály, vláknité, monolitické (izolačné materiály)

Drevo

Prírodný kameň (vápenec, pieskovec, mramor, žula)

Keramické a silikátové materiály na murovanie

Betón je materiál získaný zmiešaním spojivového materiálu, cementu, vápna, ílu s inertnými prísadami (piesok, štrk, drvený kameň)

Sklo a priesvitné materiály

Kvapaliny

Pozemná základňa

Zásyp (drvený kameň, piesok)