Общие сведения о строительных материалах. Основные расходные материалы, используемые в строительстве Какие существуют строительные материалы

Строительные материалы и изделия, применяемые при строительстве, реконструкции и ремонте различных зда-ний и сооружений, делятся на природные и искусствен-ные, которые, в свою очередь, подразделяются на две ос-новные категории. К первой категории относят строи-тельные материалы общего назначения: кирпич, бетон, цемент, лесоматериал, рубероид и др. Их применяют при возведении различных элементов зданий (стен, перекры-тий, покрытий, кровель, полов). Ко второй категории — специального назначения: гидроизоляционные, тепло-изоляционные, огнеупорные, акустические и др.

Основными видами строительных материалов и изде-лий являются: каменные природные строительные мате-риалы и изделия из них; вяжущие материалы неоргани-ческие и органические; искусственные каменные материа-лы и изделия и сборные конструкции; лесные материалы и изделия из них; металлические изделия, синтети-ческие смолы и пластмассы. В зависимости от назначе-ния, условий строительства и эксплуатации зданий и со-оружений подбираются соответствующие строительные материалы, изделия и конструкции, которые обладают определенными качествами и защитными свойствами от воздействия на них различной внешней среды. Учитывая эти особенности, любой строительный материал должен обладать определенными строительно-техническими свой-ствами. Так, например, материал для наружных стен зданий (кирпичи, бетонные и керамические блоки) дол-жен обладать наименьшей теплопроводностью при доста-точной прочности, чтобы защищать помещения от на-ружного холода и выдерживать нагрузки, передаваемые на стены от других конструкций (перекрытий, крыши); материал сооружений гидромелиоративного назначения (облицовка каналов, лотки, трубы и др.) - водонепрони-цаемостью и стойкостью к попеременному увлажнению (в полевой сезон) и высыханию (в перерывах между по-ливами); материал для покрытия дорог (асфальт, бетон) должен иметь достаточную прочность и малую истирае-мость, чтобы выдерживать нагрузки от проходящего транспорта и не разрушаться от систематического воздействия воды, температурных перепадов и мороза.

Приступая к изучению раздела «Строительные мате-риалы и изделия», необходимо уяснить, что все строи-тельные материалы и изделия можно классифицировать на группы по различным классификационным признакам: видам продукции (штучные, рулонные, мастичные и т. д.); применяемому основному сырью (керамические, на осно-ве минеральных вяжущих, полимерные); способам произ-водства (прессованные, вальцево-каландровые, экструзионные и т. д.); назначению (конструкционные, конструк-ционно-отделочные, декоративно-отделочные); конкрет-ным областям применения (стеновые, кровельные, теплоизоляционные); происхождению (естественныеили природные, искусственные, минерального и органическо-го происхождения).

Строительные материалы делятся на сырьевые ма-териалы (известь, цемент, гипс, необработанная древеси-на), материалы-полуфабрикаты (древесноволокнистые и древесностружечные плиты, фанера, брусья, металли-ческие профили, двухкомпонентные мастики) и материа-лы, готовые к применению (кирпичи, керамические обли-цовочные плитки, плитки для полов и подвесных акусти-ческих потолков).

К изделиям относятся столярные (оконные и двер-ные блоки, щитовой паркет и т. д.), скобяные (замки, ручки, другая столярная фурнитура и т. д.), электротех-нические (осветительная арматура, розетки, выключате-ли и т. д.), санитарно-технические изделия (ванны, рако-вины, мойки и арматура к ним и т. д.). К изделиями от-носятся детали строительных конструкций - бетонные и железобетонные стеновые и фундаментные блоки, бал-ки, колонны, плиты перекрытий и другая продукция ком-бинатов железобетонных изделий и предприятий стройиндустрии.

Классифицируя материалы и изделия, необходимо помнить, что они должны обладать хорошим свойством и качеством. Свойство - характеристика материала (из-делия), проявляющаяся в процессе его обработки, при-менения или эксплуатации. Качество - совокупность свойств материала (изделия), обусловливающих его способность удовлетворять определенным требованиям всоответствии с его назначением.

Свойства строительных материалов и изделий клас-сифицируются на три основные группы - физические, механические, химические. Важными свойствами, влия-ющими на выбор способа производства строительных материалов, являются технологичность, т. е. простота и легкость обработки или переработки их для получения изделий нужной формы и размеров, и энергоемкость - количество энергии, необходимое для добычи сырья и получения строительного материала и изделий из него.

При оценке экономической эффективности строитель-ных материалов кроме указанных свойств очень важное значение имеет долговечность материала, которая харак-теризуется его сроком службы в конструкции без ремон-та и восстановленияили замены.

Если материалыдобываются недалеко от места стро-ительства, их называют местными строительными мате-риалами. Стоимость таких материалов значительно сни-жается за счет экономии транспортных расходов.

Легкие стальные тонкостенные конструкции обладают хорошими теплотехническими характеристиками, низкой себестоимостью, простотой строительства. Технология ЛСТК позволяет строить быстровозводимые дома , коттеджи, многоквартирные дома и др.

В процессе строительства, эксплуатации и ремонта зданий и сооружений строительные изделия и конструкции, из которых они возводятся, подвергаются различным физико-механическим, физическим и технологически воздействиям. От инженера-гидротехника требуется со знанием дела правильно выбрать материал, изделия или конструкцию которая обладает достаточной стойкостью, надёжностью и долговечностью для конкретных условий.

Строительные материалы и изделия, применяемые при строительстве, реконструкции и ремонте различных зданий и сооружений, делятся на природные и искусственные, которые в свою очередь подразделяются на две основные категории:

Основными видами строительных материалов и изделий являются:

· 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.

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 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, коррозионную 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.

Строительные материалы и изделия классифицируют по:

· степени готовности;

· происхождению;

· назначению;

· технологическому признаку.

По степени готовности различают собственно строительныематериалы и строительные изделия - готовые изделия и элементы, монтируемые и закрепляемые на месте работы.

К строительным материалам относятся древесина, металлы, цемент, бетон, кирпич, песок, строительные растворы для каменных кладок и различных штукатурок, лакокрасочные материалы, природные камни и т. д.

Строительными изделиями являются сборные железобетонные панели и конструкции, оконные и дверные блоки, санитарно-технические изделия и кабины и др. В отличие от изделий строительные материалы перед применением подвергают обработке - смешивают с водой, уплотняют, распиливают и т.д.

По происхождению строительные материалы подразделяют на природные и искусственные.

Природные материалы - это древесина, горныепороды (природные камни), торф, природные битумы и асфальты и др. Эти материалы получают из природного сырья путем несложной обработки без изменения их первоначального строения и химического состава.

К искусственным материалам относят:кирпич, цемент, железобетон, стекло и др. Их получают из природного и искусственного сырья, побочных продуктов промышленности и сельского хозяйства с применением специальных технологий. Искусственные материалы отличаются от исходного сырья, как по строению, так и по химическому составу, что обусловлено коренной переработкой его в заводских условиях.

Наибольшее распространение получили классификации материаловпо назначению и технологическому признаку.

По назначению материалы подразделяют на следующие группы:

Конструкционные материалы – материалы, которые воспринимают и передают нагрузки в строительных конструкциях;

Теплоизоляционные материалы, основное назначение которых - свести до минимума перенос теплоты через строительную конструкцию и тем самым обеспечить необходимый тепловой режим в помещении при минимальных затратах энергии;

- акустические материалы(звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы) - для снижения уровня «шумового загрязнения» помещения;

Гидроизоляционные и кровельные материалы - для создания водонепроницаемых слоев на кровлях, подземных сооружениях и других конструкциях, которые необходимо защищать от воздействия воды или водяных паров;

Герметизирующие материалы - для заделки стыков в сборных конструкциях;

Отделочные материалы - для улучшения декоративных качеств строительных конструкций, а также для защиты конструкционных, теплоизоляционных и других материалов от внешних воздействий;

Материалы специального назначения (например, огнеупорные или кислотоупорные), применяемые при возведении специальных сооружений Ряд материалов (например, цемент, известь, древесина) нельзя отнести к какой-либо одной группе, так как их используют и в чистом виде, и как сырье для получения других строительных материалов и изделий. Это так называемые материалы общего назначения.

Трудность классификации строительных материалов по назначению состоит в том, что одни и те же материалы могут быть отнесены к разным группам. Например, бетон в основном применяют как конструкционный материал, но некоторые его виды имеют совсем иное назначение: особа легкие бетоны являются теплоизоляционным материалом; особо тяжелые бетоны - материалом специального назначения, который используют для защиты от радиоактивного излучения.

По технологическому признаку материалы подразделяют, учитывая вид сырья, из которого получают материал, и вид его изготовления, на следующие группы:

- природные каменные материалы и изделия - получают из горных пород путем их обработки: стеновые блоки и камни, облицовочные плиты, детали архитектурного назначения, бутовый камень для фундаментов, щебень, гравий, песок и др.;

Искуственные каменные материалы и изделия получаемые путем формования, сушки и обжига (кирпич, керамические блоки и камни, черепица, трубы, изделия из фаянса и фарфора, плитки облицовочные и для настилки полов, керамзит) и др.

Неорганические вяжущие вещества - минеральные материалы, преимущественно порошкообразные, образующие при смешивании с водой пластичное тело, со временем приобретающее камневидное состояние: цементы различных видов, известь, гипсовые вяжущие и др.

Бетоны - искусственные каменные материалы, получаемые из смеси вяжущего, воды, мелкого и крупного заполнителей. Бетон со стальной арматурой называют железобетоном, он хорошо сопротивляется не только сжатию, но и изгибу и растяжению.

Строительные растворы - искусственные каменные материалы, состоящие из вяжущего, воды и мелкого заполнителя, которые со временем переходят из тестообразного в камневидное состояние.

Искусственные необжиговые каменные материалы - получают на основе неорганических вяжущих и различных заполнителей: силикатный кирпич, гипсовые и гипсобетонные изделия, асбестоцементные изделия и конструкции, силикатные бетоны.

Органические вяжущие вещества и материалы на их основе - битумные и дегтевые вяжущие, кровельные и гидроизоляционные материалы: рубероид, пергамин, изол, бризол, гидроизол, толь, приклеивающие мастики, асфальтовые бетоны и растворы.

Полимерные материалы и изделия - материалы, получаемые на основе синтетических полимеров (термопластических не термореактнвных смол): линолеумы, релин, синтетические ковровые материалы, плитки, древеснослоистые пластики, стеклопластики, пенопласты, поропласты, сотопласты и др.

Древесные материалы и изделия - получают в результате механической обработки древесины: круглый лес, пиломатериалы, заготовки для различных столярных изделий, паркет, фанера, плинтусы, поручни, дверные и оконные блоки, клееные конструкции.

Металлические материалы - наиболее широко применяемые в строительстве черные металлы (сталь и чугун), стальной прокат (двутавры, швеллеры, уголки), сплавы металлов, особенно алюминиевые.

Физические свойства строительных материалов. Средняя плотность ρс - масса единицы объема материала в естественном состоянии, т. е. с порами. Среднюю плотность (в кг/м 3 , кг/дм 3 , г/см 3) вычисляют по формуле:

где m -масса материала, кг, г; Vе - объем материала, м 3 , дм 3 , см 3 .

Среднюю плотность сыпучих материалов (щебня, гравия, песка, цемента и др.) - называют насыпной плотностью. В объем входят поры непосредственно в материале и пустоты между зернами.

Относительная плотность d - отношение средней плотности материала к плотности стандартного вещества. За стандартное вещество принята вода при температуре 4°С, имеющая плотность 1000 кг/м 3 . Относительная плотность (безразмерная величина) определяется по формуле:

Истинная плотность (ρu) - масса единицы объема абсолютно плотного материала, т. е. без пор и пустот. Вычисляется она в кг/м 3 , кг/дм 3 , г/см 3 по формуле:

где m - масса материала, кг, г; Vа - объем материала в плотном состоянии, м 3 , дм 3 , см 3 .

У неорганических материалов, природных и искусственных камней, состоящих в основном из оксидов кремния, алюминия и кальция, истинная плотность находится в пределах 2400-3100 кг/м 3 , у органических материалов, состоящих в основном из углерода, кислорода и водорода, она составляет 800-1400 кг/м 3 , у древесины - 1550 кг/м 3 . Истинная плотность металлов колеблется в широком диапазоне: алюминия - 2700 кг/м 3 , стали - 7850, свинца - 11300 кг/м 3 .

Пористость (П) - степень заполнения объема материала порами. Вычисляется в % по формуле:

где ρс, ρu - средняя и истинная плотности материала.

Для строительных материалов П колеблется от 0 до 90%. Для сыпучих материалов определяется пустотность (межзерновая пористость).

Гидрофизические свойства строительных материалов. Гигроскопичность - свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из влажного воздуха. Поглощение влаги из воздуха объясняется адсорбцией водяного пара на внутренней поверхности пор и капиллярной конденсацией. Этот процесс, называемый сорбцией, обратимый. Волокнистые материалы со значительной пористостью, например теплоизоляционные и стеновые, обладают развитой внутренней поверхностью пор и поэтому высокой сорбционной способностью.

Водопоглощение - способность материала поглощать и удерживать воду. Водопоглощение характеризует в основном открытую пористость, так как вода не проходит в закрытые поры. Степень снижения прочности материала при предельном его водонасыщении называется водостойкостью . Водостойкость численно характеризуется коэффициентом размягчения (Кразм), который характеризует степень снижения прочности в результате его насыщения водой.

Влажность - это степень содержания влаги в материале. Зависит от влажности окружающей среды, свойств и структуры самого материала.

Водопроницаемость - способность материала пропускать воду под давлением. Она характеризуется коэффициентом фильтрации Кф, м/ч, который равен количеству воды Vв в м 3 , проходящей через материал площадью S = 1 м 2 , толщиной а = 1 м за время t = 1 ч, при разности гидростатического давления P1 - Р2 = 1 м водного столба:

Обратной характеристикой водопроницаемости является водонепроницаемость - способность материала не пропускать воду под давлением.

Паропроницаемость - способность материалов пропускать водяной пар через свою толщину. Она характеризуется коэффициентом паропроницаемости μ, г/(мхчхПа), который равен количеству водяного пара V в м 3 , проходящего через материал толщиною а = 1м, площадью S = 1 м² за время t = 1 ч, при разности парциальных давлений Р1 - Р2 = 133,3 Па:

Морозостойкость - способность материала в водонасыщенном состоянии не разрушаться при многократном попеременном замораживании и оттаивании. Разрушение происходит из-за того, что объем воды при переходе в лед увеличивается на 9%. Давление льда на стенки пор вызывает растягивающие усилия в материале.

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.

Жилые, общественные и производственные здания представляют собой сооружения, предназначенные для размещения людей и различного оборудования и защиты их от воздействия окружающей среды.

Все здания состоят из одинаковых по назначению частей:

• - фундамента, служащего основанием здания и передающего нагрузку от всего здания на землю;
• - каркаса -- несущей конструкции, на которой устанавливаются ограждающие элементы здания; каркас воспринимает и перераспределяет нагрузки и передает их на фундамент;
• - ограждающих конструкций, изолирующих внутренний объем здания от воздействия внешней среды или разделяющих отдельные части внутреннего объема между собой; к ограждающим конструкциям относятся стены, перекрытия и кровли, причем в малоэтажных зданиях стены и перекрытия часто выполняют функцию каркаса.

С глубокой древности жилые и культовые сооружения возводили из природных материалов -- камня и дерева, причем из них выполняли все части здания: фундамент, стены, кровлю. Такая вынужденная универсальность материала (других материалов не было) имела существенные недостатки. Строительство каменных зданий было трудоемко; каменные стены для поддержания в здании нормального теплового режима приходилось делать очень толстыми (до 1 м и более) из-за того, что природный камень -- хороший проводник теплоты. Для устройства перекрытий и кровель ставили много колонн или делали тяжелые каменные своды, так как прочность камня при изгибе и растяжении недостаточна для перекрытия больших пролетов. У каменных зданий есть одно положительное качество -- долговечность. Менее трудоемкие и материалоемкие, но недолговечные деревянные здания часто разрушались при пожарах.

С развитием промышленности появились новые, специализированные по назначению строительные материалы: для кровли -- листовое железо, рулонные материалы и асбестоцемент; для несущих конструкций -- стальной прокат и высокопрочный бетон; для тепловой изоляции -- фибролит, минеральная вата и др.

Появившиеся в XX в. синтетические полимеры дали толчок к внедрению в строительство высокоэффективных полимерных материалов (пластмасс). В современном строительстве широко применяются полимерные отделочные материалы, материалы для полов (линолеум, плитка), герметики, пенопласты и др.

Специализация и промышленное изготовление строительных материалов и изделий коренным образом изменили характер строительства. Материалы, а затем и изделия из них на стройку поступают практически в готовом виде, строительные конструкции стали легче и эффективнее (например, лучше предохраняют от потерь теплоты, от воздействия влаги). В начале XX в. началось заводское изготовление строительных конструкций (металлических ферм, железобетонных колонн), но только с 50-х годов впервые в мире в нашей стране началось массовое строительство жилых зданий из железобетонных элементов заводского изготовления (блочное и крупнопанельное строительство).

Современная промышленность строительных материалов и изделий производит большое количество готовых строительных материалов и изделий различного назначения, например: керамические плитки для полов, для внутренней облицовки, фасадные, ковровую мозаику; рулонные и штучные материалы для устройства кровли, специальные материалы для гидроизоляции. Чтобы легче было ориентироваться в этом многообразии строительных материалов и изделий, их принято классифицировать.

Наибольшее распространение получили классификации по назначению и технологическому признаку.

По назначению материалы делят на следующие группы:

• - конструкционные, которые воспринимают и передают нагрузки;
• - теплоизоляционные, основное назначение которых -- свести до минимума перенос теплоты через ограждающие конструкции и тем самым обеспечить необходимый тепловой режим помещения при минимальных затратах энергии;
• - акустические (звукопоглощающие и звукоизоляционные) -- снижающие уровень «шумового загрязнения» помещения;
• - гидроизоляционные и кровельные -- для создания водонепроницаемых слоев на кровлях, подземных сооружениях и других конструкциях, которые необходимо защищать от воздействия воды или водяных паров;
• - герметизирующие -- для заделки стыков в сборных конструкциях;
• - отделочные -- для улучшения декоративных качеств строительных конструкций, а также для защиты конструкционных, теплоизоляционных и других материалов от внешних воздействий;
• - специального назначения (огнеупорные, кислотоупорные и др.), применяемые при возведении специальных сооружений.

Некоторые материалы (например, цемент, известь, древесина) нельзя отнести к какой-либо одной группе, так как их используют и в исходном состоянии, и как сырье для получения других строительных материалов и изделий -- это так называемые материалы общего назначения. Трудность классификации строительных материалов по назначению состоит в том, что одни и те же материалы могут быть отнесены к разным группам. Например, бетон в основном применяют как конструкционный материал, но некоторые его виды имеют совсем иное назначение: особо легкие бетоны -- теплоизоляционные материалы; особо тяжелые бетоны -- материалы специального назначения, используемые для защиты от радиоактивного излучения.

В основу классификации по технологическому признаку положены вид сырья, из которого получают материал, и способ изготовления. Эти два фактора во многом определяют свойства материала и соответственно область его применения.

По способу изготовления различают материалы, получаемые:

• - спеканием (керамика, цемент);
• - плавлением (стекло, металлы);
• - омоноличиванием с помощью вяжущих веществ (бетоны, растворы);
• - механической обработкой природного сырья (природный камень, древесные материалы).

Так как свойства материалов зависят главным образом от вида сырья и способа его переработки, в строительном материаловедении используют классификацию по технологическому признаку и лишь в отдельных случаях рассматриваются группы материалов по назначению.

Огромное количество наименований строительных материалов, составляющих сейчас широкую их номенклатуру, стремятся представить в виде системных классификаций из более или менее сходных по каким-либо признакам групп.

В качестве классификационных признаков выбирают: производственное назначение строительных материалов, вид исходного сырья, основной показатель качества, например их масса, прочность, и другие. В настоящее время в классификации учитывают также и функциональное назначение, например теплоизоляционные материалы, акустические материалы и другие в дополнение к делению на группы по признаку сырья -- керамические, полимерные, металлические и т.п. Одна часть материалов, объединенных в группы, относится к природным, а другая их часть -- к искусственным.

Каждой группе материалов или отдельным их представителям в промышленности соответствуют определенные отрасли, например цементной промышленности, стекольной промышленности и т.п., а планомерное развитие этих отраслей обеспечивает выполнение планов строительства объектов.

Природные, или естественные, строительные материалы и изделия получают непосредственно из недр земли или путем переработки лесных массивов в «деловой лес». Этим материалам придают определенную форму и рациональные размеры, но не изменяют их внутреннего строения, состава, например химического. Чаще других из природных используются лесные (древесные) и каменные материалы и изделия. Кроме них в готовом виде или при простой обработке можно получить битум и асфальт, озокерит, казеин, кир, некоторые продукты растительного происхождения, например солому, камыш, костру, торф, лузгу и др., или животного мира, например шерсть, коллаген, боннскую кровь и др. Все эти природные продукты в сравнительно небольших количествах тоже используют в строительстве, хотя главными остаются лесные и природные каменные материалы и изделия.

Искусственные строительные материалы и изделия производят в основном из природных сырьевых материалов, реже -- из побочных продуктов промышленности, сельского хозяйства или сырья, получаемого искусственным путем. Вырабатываемые строительные материалы отличаются от исходного природного сырья как по строению, так и по химическому составу, что связано с коренной переработкой сырья в заводских условиях с привлечением для этой цели специального оборудования и энергетических затрат. В заводской переработке участвует органическое (дерево, нефть, газ и др.) и неорганическое (минералы, камень, руды, шлаки и др.) сырье, что позволяет получать многообразный ассортимент материалов, употребляемых в строительстве. Между отдельными видами материалов имеются большие различия в составах, внутреннем строении и качестве, но они и взаимосвязаны как элементы единой материальной системы.

И хотя еще немного имеется известных общих закономерностей, выражающих связь между качественно разнородными и отличными по происхождению материалами или между явлениями и процессами при образовании их структур, но и того, что уже известно, достаточно для объединения практически всех материалов в одну систему.

В строительстве гораздо большим многообразием отличаются материалы искусственные, что относится к важному достижению человечества. Но и природные материалы продолжают находить широкое применение в своем «первозданном» виде с приданием им необходимых внешних форм и размеров.

Выбор строительных материалов является одним из основных вопросов при строительстве любого объекта: промышленного комплекса, загородного дома, коттеджа, небольшой дачи или, пусть даже, бани, сарая или бытовки. От качества стройматериалов зависит долговечность зданий, а так же их эстетический вид. Поэтому покупать строительные материалы следует только у проверенных поставщиков.