Razvrščanje gradbenih materialov Gradbene materiale razvrščamo po različnih kriterijih. Glavne vrste gradbenih materialov
vprašanja:
1) Glavne vrste gradbenih materialov;
2) Prednosti in slabosti konstrukcij iz armiranega betona, kamna, jekla, lesa;
Glavne vrste gradbenih materialov so: armirani beton, jeklo, kamen (umetni in naravni), les. Umetni kamni vključujejo keramične in silikatne opeke, pa tudi beton, žlindre beton, pena beton, porobeton, polistiren beton, keramične in druge bloke. Naravni kamni vključujejo bloke iz tufa, lupinarjev, apnenca, bute itd. Za izdelavo gradbenih konstrukcij se uporabljajo tudi aluminij, duraluminij, polimeri, bitumen in katran.
Raznolikost materialov in struktur, ki se uporabljajo v gradbeništvu, je določena z velikim številom zahtev, ki so jim naložene (trdnost, deformacija, toplotna tehnika, požarna zaščita, akustična, ekonomska, estetska itd.). Idealnega gradbenega materiala, ki bi ustrezal vsem tem zahtevam, ni.
Konstrukcije iz različnih materialov imajo svoje prednosti in slabosti.
Betonske konstrukcije so bili znani že pred našim štetjem. Vendar pa je bil pravi preboj v gradbeništvu izum armiranega betona sredi prejšnjega stoletja. Čeprav so se armiranobetonske konstrukcije začele široko uporabljati v petdesetih letih prejšnjega stoletja. Beton je kompozitni material, izdelan iz agregatov (gramoz, drobljenci, pesek) in veziva (lepilna sestava). Armirani beton je material, sestavljen iz betona in armature. Izraz armirani beton je tradicionalen, vendar ni povsem pravilen. Dejstvo je, da se je železu nekoč reklo jeklo, ki se danes uporablja za ojačitev. Betonske konstrukcije se zaradi svoje resne pomanjkljivosti ne uporabljajo široko. Beton se dobro obnese pri stiskanju, vendar slabo pri napetosti. Jeklo, nasprotno, dobro deluje pri napetosti in izgubi stabilnost pri visokih tlačnih napetostih. Zato je glavno načelo načrtovanja armiranobetonskih konstrukcij vgradnja armature na območjih, ki so raztegnjena med delovanjem, izdelavo, transportom in montažo. Bistvo pridobivanja tako zelo učinkovitega materiala je v številnih dejavnikih:
1) jeklo in beton imata približno enake koeficiente toplotnega raztezanja;
2) beton je odporen na številne agresivne vplive in odlično ščiti jeklo pred njimi;
3) beton ima visoko toplotno kapaciteto, ki ščiti armaturo med izrednimi temperaturnimi vplivi (požari);
4) beton in armatura medsebojno kompenzirata pomanjkljivosti drug drugega pod vplivom sile (nateznost in stiskanje).
Armiranobetonske konstrukcije imajo naslednje prednosti:
1) trdnost, zlasti pri stiskanju in upogibanju;
2) togost;
3) vzdržljivost;
4) požarna odpornost in požarna odpornost;
5) odpornost na agresivne vplive;
6) možnost izdelave v poljubni obliki;
7) industrializem.
Kljub vsem prednostim ima armirani beton številne pomanjkljivosti. Beton ima visoko toplotno prevodnost. Težavno je izdelati ograjene konstrukcije iz armiranega betona. Obstajajo načini za povečanje toplotnoizolacijske sposobnosti betona: izdelava zračnih praznin (votli bloki), povečanje poroznosti (pena in gazirani beton), uvedba toplotnoizolacijskih materialov (polistiren, žlindra, ekspandirani glineni beton, itd.). Vse te metode vodijo do poslabšanja trdnosti in deformacijskih lastnosti izdelanih izdelkov in konstrukcij.
Armiranobetonske konstrukcije so težke. V zvezi s tem je njihova uporaba v visokih in velikih razponskih konstrukcijah težavna.
Armirani beton je porozen material z odprtimi in zaprtimi porami. To prispeva k njeni vodo in zračnosti. Za nekatere tekočine je možno izdelati rezervoarje in cevovode iz armiranega betona, nemogoče pa je izdelati držala za plin.
Montažne armiranobetonske konstrukcije zahtevajo dodatno porabo jekla za vgradne dele za njihovo povezavo. Poleg tega pogosto zahtevajo dodatno ojačitev zaradi posebnosti prevoza in namestitve. Montažne konstrukcije pa so zelo industrijske in zahtevajo manj časa za izdelavo in montažo, kar skrajša čas gradnje.
kamnite strukture po naravi dela pod obremenitvijo in po lastnostih podoben betonu. Kamen je eden od starodavnih gradbenih materialov. Kamniti materiali se dobro obnesejo pri stiskanju in slabo pri napetosti. So odporni na agresivne vplive, ognjevarni, ognjevarni, trpežni. Vendar imajo takšni modeli več pomanjkljivosti:
1) težko je izdelati upogljive strukture iz kamna in skoraj nemogoče narediti raztegnjene;
2) ne morejo imeti različnih oblik;
3) imajo nizko industrializacijo, kar vodi v povečanje časa gradnje;
4) imajo visoko toplotno prevodnost, kar vodi do prekoračitve materiala;
5) so težki.
3) visoki obratovalni stroški.
Lesene konstrukcije brez posebnih ukrepov imajo nizko vzdržljivost. Poleg tega se je treba zavedati šibke ponovljivosti tega vira.
V naftni in plinski industriji se lesene konstrukcije uporabljajo za začasne zgradbe, pa tudi za izdelavo začasnih podpornih sten v
K kategorija: Gradbeni materiali
Razvrstitev gradbenih materialov
Gradbene materiale delimo na naravne (naravne) in umetne. V prvo skupino spadajo: gozd (okrogli les, les); kamen goste in ohlapne kamnine (naravni kamen, prod, pesek, glina) itd. Druga skupina - umetni materiali - vključuje: veziva (cement, apno), umetne kamne (opeka, bloki); betoni; rešitve; kovinski, toplotni in hidroizolacijski materiali; keramične ploščice; sintetične barve, laki in drugi materiali, katerih proizvodnja je povezana s kemično obdelavo.
Gradbeni materiali so razvrščeni glede na njihov namen in obseg, na primer strešni materiali - strešni material, azbestni cement itd.; stena - opeka, bloki; končna obdelava - raztopine, barve, laki; obloge, hidroizolacije itd., pa tudi glede na tehnološko osnovo njihove izdelave, na primer keramične, sintetične itd. Posebno skupino tvorijo toplotnoizolacijski gradbeni materiali - izdelani so iz različnih surovin, uporabljenih v različnih izvedbah, vendar jih združuje skupna lastnost - nizka nasipna gostota in nizka toplotna prevodnost, kar določa nenehno naraščajoč obseg njihove proizvodnje in široko uporabo v gradbeništvu.
Gradbeni materiali, ki se kopljejo ali proizvajajo na območju objekta v gradnji, se običajno imenujejo lokalni gradbeni materiali. Sem spadajo predvsem: pesek, gramoz, drobljen kamen, opeka, apno itd. Pri gradnji stavb in objektov je treba najprej uporabiti lokalne gradbene materiale, kar zmanjša stroške prevoza, ki predstavljajo pomemben del stroški materiala.
Za gradbene materiale, ki jih proizvajajo podjetja, obstajajo državni vsezvezni standardi - GOST in tehnični pogoji - TU. Standardi zagotavljajo osnovne informacije o gradbenem materialu, podajajo njegovo definicijo, navajajo surovine, uporabo, razvrstitev, delitev na razrede in znamke, preskusne metode, pogoje prevoza in skladiščenja. GOST ima veljavo zakona, skladnost z njim pa je obvezna za vsa podjetja, ki proizvajajo gradbene materiale.
Nomenklatura in tehnične zahteve za gradbene materiale in dele, njihova kakovost, smernice za izbiro in uporabo, odvisno od pogojev delovanja zgradbe ali konstrukcije, ki se postavlja, so določene v "gradbenih normah in pravilih" - SNiP I-B.2. -69, ki ga je odobril Državni odbor za gradnjo ZSSR v letih 1962-1969 gg. kakor je bil spremenjen leta 1972. Za vsak material in izdelek so bili razviti državni vsezvezni standardi (GOST).
Za pravilno uporabo določenega materiala v gradbeništvu je potrebno poznati fizikalne, vključno z razmerjem materialov do delovanja vode in temperatur, ter mehanske lastnosti.
Stanovanjske, javne in industrijske zgradbe so objekti, namenjeni za bivanje ljudi in različne opreme ter njihovo zaščito pred vplivi okolja. Vsi objekti so sestavljeni iz delov iste namembnosti: - temelja, ki služi kot temelj objekta in prenaša obremenitev celotnega objekta na tla; - okvir - nosilna konstrukcija, na kateri so nameščeni ograjeni elementi stavbe; okvir zaznava in prerazporeja obremenitve ter jih prenaša na temelj; - ograjevalne konstrukcije, ki izolirajo notranji volumen stavbe od vplivov zunanjega okolja ali ločujejo posamezne dele notranjega volumna drug od drugega; Ogradne konstrukcije vključujejo stene, tla in strehe, v nizkih stavbah pa stene in tla pogosto služijo kot okvir.
Že od antičnih časov so bili stanovanjski in verski objekti zgrajeni iz naravnih materialov - kamna in lesa, iz njih pa so bili izdelani vsi deli zgradbe: temelji, stene, streha. Ta vsestranskost materiala je imela pomembne pomanjkljivosti. Gradnja kamnitih zgradb je bila delovno intenzivna; Za vzdrževanje normalnega toplotnega režima v stavbi so morali biti kamniti zidovi zelo debeli (do 1 m ali več), saj je naravni kamen dober prevodnik toplote. Za konstrukcijo stropov in streh so postavili številne stebre ali izdelali težke kamnite oboke, saj trdnost kamna ni dovolj za pokrivanje velikih razponov. Kamnite zgradbe pa so imele eno pozitivno lastnost - trajnost. Manj delovno intenzivne, a kratkotrajne lesene zgradbe je pogosto uničil požar.
Z razvojem industrije so se pojavili novi, različnonamenski gradbeni materiali: za strešne kritine - železna pločevina, kasneje - valjani materiali in azbestni cement; za nosilne konstrukcije - valjano jeklo in beton visoke trdnosti; za toplotno izolacijo - fibrolit, mineralna volna itd.
Specializacija in industrijska proizvodnja gradbenih materialov, polizdelkov in izdelkov je korenito spremenila naravo gradnje. Materiali in nato izdelki iz njih so začeli prihajati na gradbišče skoraj pripravljeni, gradbene konstrukcije so postale lažje in učinkovitejše (na primer, bolje so bile zaščitene pred toplotnimi izgubami, pred vlago itd.). Na začetku XX stoletja. začela se je tovarniška proizvodnja gradbenih konstrukcij (kovinski nosilci, armiranobetonski stebri), šele od 50. let pa so pri nas prvič na svetu začeli graditi montažne objekte iz montažnih elementov.
Sodobna industrija gradbenih materialov in izdelkov proizvaja veliko število končnih gradbenih delov in materialov za različne namene, na primer: keramične ploščice za tla, za notranje obloge, fasade, tepih mozaike; strešna kritina in pergament za kritino, izolacija in hidroizolacija - za hidroizolacijo. Za lažjo navigacijo v tej raznolikosti gradbenih materialov in izdelkov so razvrščeni. Najpogosteje uporabljene so klasifikacije po namenu in tehnološki značilnosti.
Po namenu delimo materiale v naslednje skupine: - konstrukcijske, ki zaznavajo in prenašajo obremenitve v gradbenih konstrukcijah; - toplotnoizolacijski, katerega glavni namen je zmanjšati prehod toplote skozi gradbeno konstrukcijo in s tem zagotoviti potreben toplotni režim prostora ob minimalni porabi energije; - akustični (zvočno absorbirajo in zvočno izolirani) - za zmanjšanje stopnje "hrupne onesnaženosti" prostora; - hidroizolacije in strešne kritine - za izdelavo vodotesnih slojev na strehah, podzemnih objektih in drugih objektih, ki jih je treba zaščititi pred vodo ali vodno paro; - tesnjenje - za tesnjenje spojev v montažnih konstrukcijah; - zaključna obdelava - za izboljšanje dekorativnih lastnosti gradbenih konstrukcij, pa tudi za zaščito konstrukcijskih, toplotnoizolacijskih in drugih materialov pred zunanjimi vplivi; - posebne namene (na primer ognjevarne ali kislinsko odporne), ki se uporabljajo pri gradnji posebnih konstrukcij.
Številnih materialov (na primer cementa, apna, lesa) ni mogoče pripisati nobeni skupini, saj se uporabljajo tako v čisti obliki kot kot surovine za proizvodnjo drugih gradbenih materialov in izdelkov - to so tako imenujemo materiali za splošno rabo. Težava pri razvrščanju gradbenih materialov po namenu je v tem, da lahko iste materiale razvrstimo v različne skupine. Na primer, beton se uporablja predvsem kot konstrukcijski material, nekatere njegove vrste pa imajo popolnoma drugačen namen: zlasti lahki beton - toplotnoizolacijski materiali; posebej težki betoni so namenski materiali, ki se uporabljajo za zaščito pred radioaktivnim sevanjem.
Osnova razvrščanja po tehnoloških lastnostih je vrsta surovine, iz katere je material pridobljen, in način izdelave. Ta dva dejavnika v veliki meri določata lastnosti materiala in s tem obseg njegove uporabe. Glede na način izdelave ločimo materiale pridobljene s sintranjem (keramika, cement), taljenjem (steklo, kovine), monolitnimi z vezivi (beton, malta) in mehansko obdelavo naravnih surovin (naravni kamen, lesni materiali). Za globlje razumevanje lastnosti materialov, ki so odvisne predvsem od vrste surovine in načina njene predelave, predmet "Materialoznadba" temelji na klasifikaciji glede na tehnološko značilnost in le v nekaterih primerih skupine materialov. materiali se obravnavajo glede na njihov namen.
- Klasifikacija gradbenih materialov
Razvrstitev gradbenih materialov je možna po različnih merilih: namenu gradbenih materialov, vrsti surovin, glavnem kazalniku kakovosti (trdnost, masa itd.). Gradbene materiale je priročno razvrstiti glede na njihov funkcionalni namen: toplotnoizolacijski materiali, akustični materiali itd. Glede na vrsto surovine (na tehnološki podlagi) delimo materiale na kovinske, keramične, lesene itd. Najširša delitev gradbenih materialov je njihova delitev na naravne in umetne. Vsaka skupina materialov ima svojo industrijo - steklarstvo, cement, lesarstvo in številne druge.
Po funkcionalnem namenu so gradbeni materiali razdeljeni v skupine:
toplotnoizolacijski, ki se uporablja za zagotavljanje toplotnega režima stavbe;
akustični, ki se uporablja za zagotavljanje zvočne izolacije stavbe;
konstrukcijske, sprejemne in prenosne obremenitve. Iz teh materialov so izdelani temelji, nosilne stene, tramovi, predelne stene, stebri; hidroizolacije in strešne kritine za zaščito streh, stropov in drugih delov stavbe;
tesnjenje, ki se uporablja za izolacijo spojev v montažnih konstrukcijah;
zaključna obdelava, ki se uporablja za izboljšanje dekorativnih lastnosti stavbe, pa tudi za zaščito pred zunanjimi vplivi;
poseben namen, ki se uporablja v posebnih specifičnih pogojih. Materiali za posebne namene so ognjevarni, odporni na kisline, odporni proti zmrzali itd.;
splošni namen, ki se uporablja za različne namene (cement, apno, beton, les).
Na tehnološki podlagi se gradbeni materiali delijo glede na vrsto surovine, iz katere so izdelani, tehnologijo izdelave, kakovost materiala itd.
Glede na način izdelave so vsi gradbeni materiali razdeljeni na naslednje vrste:
naravno (nepredelano),
strojno obdelan (drobljenec, deske),
pridobljeni z žganjem (keramika, mineralna veziva),
taljenje (kovine, steklo),
proizvedeno s predelavo organskih surovin (bitumen, katran, sintetični polimeri in topila),
pridobljeno s predelavo organskih veziv (organski in strešni ter hidroizolacijski materiali, gradbene plastike).
Naravni gradbeni materiali se pridobivajo neposredno iz okolja, kopljejo se iz zemeljskega drobovja, lesni materiali se predelujejo v plošče itd. Naravne materiale izkopavajo, jim dajo določeno obliko in velikost, vendar niso prizadeti njihova notranja struktura, kemična sestava ipd. Najbolj priljubljena naravna gradbena materiala sta les in kamen – gozdni in kamniti gradbeni materiali. Poleg njih so tu še naslednji naravni materiali: asfalt, bitumen, ozokerit, kazein, kir, slama, šota, trsje, ogenj, volna, kolagen, lupina itd. Ti materiali se uporabljajo kot zaključna ali poleg gradbenih materialov. na navedene osnovne materiale.
Umetni gradbeni materiali so proizvedeni iz naravnih surovin s predelavo, iz stranskih proizvodov kmetijstva in industrije (na primer iverne plošče), pa tudi iz umetnih, sintetičnih surovin. Gradbeni materiali, pridobljeni iz naravnih surovin, se razlikujejo od originalnih komponent po strukturi in kemični sestavi. Naravne surovine so lahko organske (les, plin, nafta, šota itd.) in anorganske (minerali, kamnine, rude, žlindre itd.).
V sodobni gradnji se veliko uporabljajo umetni, predvsem sintetični materiali. Vendar pa zanimanje za naravne naravne materiale ne pade, ampak, nasprotno, vsako leto postane močnejše. Prednost imajo naravni zaključni materiali - papirnate tapete, preproge iz jute, preproge iz naravnih vlaken, pohištvo iz naravnega, nestisnjenega lesa. Ekodizajn stanovanj najde vse več privržencev v sodobnem svetu, kjer smo ljudje obkroženi s preveč sintetike.
Gradbeni materiali, naravni in umetni materiali in proizvodi, ki se uporabljajo pri gradnji in popravilu zgradb in objektov. Glede na celotno tehnološke in operativne značilnosti so gradbeni materiali običajno razdeljeni v naslednje glavne skupine.
materiali iz naravnega kamna - kamnine, podvržene mehanski obdelavi (plošče za oblaganje, zidni kamni, drobljen kamen, prod, lomljenec itd.). Uvedba progresivnih metod rudarjenja in obdelave kamna (na primer diamantno žaganje, toplotna obdelava) znatno zmanjša delovno intenzivnost izdelave in stroške kamnitih materialov ter razširi obseg njihove uporabe v gradbeništvu.
Gozdni materiali in izdelki - Gradbeni materiali, pridobljeni predvsem z mehansko obdelavo lesa (okrogli les, les in surovci, parket, vezane plošče itd.). V sodobnem gradbeništvu se les in surovci v velikem obsegu uporabljajo za različne mizarske izdelke, vgradno gradbeno opremo in oblikovane izdelke (podstavke, ograje, obloge itd.). Obetavni so izdelki iz lepljenega lesa (glej Lepljene konstrukcije).
Keramični materiali in izdelki so izdelani iz surovin, ki vsebujejo glino, z oblikovanjem, sušenjem in žganjem. Široka paleta, visoka trdnost in obstojnost keramičnih gradbenih materialov določajo njihova različna področja uporabe v gradbeništvu: kot zidni material (opeka, keramični kamni) in sanitarna keramika, za zunanje in notranje obloge objektov (keramične ploščice) itd. vključujejo porozno polnilo za lahki beton - ekspandirano glino.
Anorganska veziva - pretežno praškasti materiali (cementi različnih vrst, sadra, apno itd.), ki pri mešanju z vodo tvorijo plastično testo, ki nato dobi kamnito stanje. Eno najpomembnejših anorganskih veziv je portlandski cement in njegove sorte.
Betoni in malte - materiali iz umetnega kamna s širokim razponom fizikalnih, mehanskih in kemijskih lastnosti, pridobljeni iz mešanice veziva, vode in agregatov. Glavna vrsta betona je cementni beton. Poleg tega se v sodobni gradnji uporabljajo izdelki iz silikatnega betona. Lahki betoni, ki se uporabljajo za izdelavo velikih montažnih konstrukcij in izdelkov, so zelo učinkoviti. Za povečanje trdnosti konstrukcijskih elementov pri upogibanju in napetosti se uporablja material, ki je kombinacija betona z jekleno ojačitvijo - armirani beton. Beton in malta se uporabljata neposredno na gradbiščih (monolitni beton), pa tudi za izdelavo gradbenih izdelkov v tovarni (montažni beton). V isto skupino gradbenih materialov spadajo azbestno-cementni izdelki in konstrukcije iz cementne paste, ojačane z azbestnimi vlakni.
Kovine . V gradbeništvu se uporablja predvsem valjano jeklo. Jeklo se uporablja za izdelavo armature v armiranem betonu, gradbenih okvirjih, zgornjih konstrukcijah mostov, cevovodih, kurilnih napravah, kot strešni material (strešno jeklo) itd. Aluminijeve zlitine se vse bolj širijo kot konstrukcijski in zaključni gradbeni materiali.
Toplotnoizolacijski materiali - Gradbeni materiali, ki se uporabljajo za toplotno izolacijo ograjenih konstrukcij zgradb, objektov, industrijske opreme, cevovodov. Ta skupina vključuje veliko število materialov, ki se razlikujejo po sestavi in strukturi: mineralna volna in izdelki iz nje, celični beton, azbestni materiali, penasto steklo, ekspandirani perlit in vermikulit, lesno-vlaknene plošče, trstika, fibrolit itd. toplotnoizolacijskih gradbenih materialov v ograjenih konstrukcijah omogoča znatno zmanjšanje mase slednjih, zmanjšanje skupne porabe materialov in zmanjšanje stroškov energije za vzdrževanje zahtevanega toplotnega režima stavbe (konstrukcije). Nekateri toplotnoizolacijski materiali se uporabljajo kot akustični materiali.
Steklo. Uporablja se predvsem za vgradnjo prosojnih pregrad. Poleg navadnega pločevinastega stekla se proizvaja steklo za posebne namene (armirano, kaljeno, toplotno zaščitno itd.) in stekleni izdelki (stekleni bloki, stekleni profili, steklene obloge itd.). Obetavna je uporaba stekla za zunanjo dekoracijo stavb (stemalit itd.). Po tehnoloških lastnostih uvrščamo med steklene gradbene materiale tudi kamnite odlitke, steklokeramiko in steklokeramiko iz žlindre.
Organska veziva in hidroizolacijski materiali - bitumen, katran in asfaltni beton, strešna lepenka, strešna lepenka in drugi materiali, pridobljeni na njihovi osnovi; V to skupino gradbenih materialov spadajo tudi polimerna veziva, ki se uporabljajo za izdelavo polimerbetona. Za potrebe montažne stanovanjske gradnje se proizvajajo tesnilni materiali v obliki kitov in elastičnih tesnil (gernit, izol, poroizol itd.), Kot tudi hidroizolacijske polimerne folije.
Polimerni gradbeni materiali - velika skupina materialov, pridobljenih na osnovi sintetičnih polimerov. Odlikujejo jih visoke mehanske in dekorativne lastnosti, vodo in kemična odpornost, sposobnost izdelave. Njihova glavna področja uporabe: kot materiali za talne obloge (linolej, relin, PVC ploščice itd.), strukturni in zaključni materiali (laminirani papir, steklena vlakna, iverne plošče, dekorativne folije itd.), toplotno in zvočno izolacijski materiali (polistiren, satovje). ), oblikovani gradbeni izdelki.
Laki in barve - končna obdelava Gradbeni materiali na osnovi organskih in anorganskih veziv, ki tvorijo dekorativne in zaščitne premaze na površini barvane strukture. Široko se uporabljajo sintetične barve in laki ter barve na vodni osnovi na polimernem vezivu.
Kovinske in trde zlitine, kompozitni materiali (armirani beton)
Nekovinski materiali, vlaknati, monolitni (grelci)
Les
Naravni kamen (apnenec, peščenjak, marmor, granit)
Keramični in silikatni zidarski materiali
Betonski material, pridobljen z mešanjem veziva, cementa, apna, gline z inertnimi dodatki (pesek, gramoz, drobljen kamen)
Steklo in prosojni materiali
Tekočine
Talna podlaga
Zasip (gramoz, pesek)