Эксплуатационные требования к материалам

Лекция 1. Введение.

Цель лекции: Рассмотреть основные материалы, используемые в строительстве, сырьё для их производства, технологию приготовления, основные строительно-технические свойства строительных материалов, методы контроля, испытаний и приёмки этих материалов, область их применения. Обозначить значение и потребность в строительных материалах в народном хозяйстве. Изучить классификацию основных строительных материалов по степени готовности, происхождению, назначению и технологическому признаку и их физические, химические и механические свойства. Рассмотреть перспективу производства строительных материалов в республики Казахстан.

План лекции:

Классификация строительных материалов.

Эксплуатационные требования к материалам.

1. 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:

- к первой категории относят: кирпич, бетон, цемент, лесоматериалы и др. Их применяют при возведении различных элементов зданий (стен, перекрытий, покрытий, полов);

- ко второй категории ‒ специального назначения: гидроизоляционные, теплоизоляционные, акустические и др. 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:

Ø конструкционные, которые воспринимают и передают нагрузки в строительных конструкциях;

Ø теплоизоляционные, основное назначение которых ‒ свести до минимума перенос теплоты через строительную конструкцию и тем самым обеспечить необходимый тепловой режим помещения при минимальных затратах энергии;

Ø акустические (звукопоглощающие и теплоизоляционные) – для снижения уровня «шумового загрязнения» помещения;

Ø гидроизоляционные и кровельные – для создания водонепроницаемых слоёв на кровлях, подземных сооружениях и других конструкциях, которые необходимо защитить от воздействия воды или водных паров;

Ø герметизирующие – для заделки стыков в сборных конструкциях;

Ø отделочные – для улучшения декоративных качеств строительных конструкций, а также для защиты конструкционных, теплоизоляционных и других материалов от внешних воздействий;

Ø специального назначения (огнеупорные или 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 сырьё для получения других строительных материалов и изделий – это так называемые материалы общего назначения.

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:

Ø спеканием (керамика, цемент);

Ø плавлением (стекло, металлы);

Ø омоноличиванием с помощью вяжущих веществ (бетоны, растворы);

Ø механической обработкой природного сырья (природный камень, древесные материалы).

Основными видами строительных материалов и изделий являются: каменные природные строительные материалы 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.

Таблица 1.1. Основные требования к материалам строительных конструкций

Конструкции	Эксплуатационные факторы	Требования к материалу конструкции
Наружные конструкции
Кровля	Атмосферные влияния (дождь, снег, ветер, солнце), смена температур и влажности, находящиеся в атмосфере газы, биологическое воздействие (живые организмы), статические и динамические нагрузки (снег, ветер).	Прочность, плотность, водонепроницаемость, морозо- и биохимическая стойкость, небольшая собственная масса.
Стены	Те же атмосферные влияния, но в меньшей степени; разные температура и влажность с наружной и внутренней стороны стены; большие статические и динамические нагрузки.	То же, а также высокие теплоизолирующие свойства и достаточная паропроницаемость.
Цоколь	То же, а также замораживание и оттаивание в насыщенном водой состоянии.	Прочность, водо- и морозостойкость.
Фундамент	То же, а также действие грунтовых вод (растворы солей и слабых кислот); нагрузка от вышележащих частей здания.	Прочность, водостойкость, коррозионная стойкость, водонепроницаемость.
Внутренние конструкции
Каркас и несущие стены	Статические и динамические нагрузки, звуки и шумы (ударные и воздушные).	Прочность, при минимальной массе, низкая звукопроводность.
Перегородки	Звуки и шумы (ударные и воздушные).	Звукоизоляционная способность при минимальной толщине, прочность.
Перекрытия: Чердачные Междуэтажные	Нагрузки, смена температур и влажности. Статические и динамические нагрузки, шумы и звуки (ударные и воздушные).	Прочность, теплоизолирующая способность, водостойкость. Прочность, звуко- и теплоизолирующая способность при минимальной массе.
Полы	Удары, истирание, статические и динамические нагрузки; в специальных сооружениях – воздействие воды и агрессивных жидкостей.	Низкое теплоусвоение, износостойкость, прочность, гигиеничность; в специальных сооружениях – коррозионная стойкость.

Материалы для той или иной конструкции выбирают таким образом, чтобы из свойства отвечали предъявляемым к ним требованиям.

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 три основные группы:

Ø Физические свойства: средняя, насыпная, истинная и относительная плотность; пористость, влажность, влагоотдача, теплопроводность.

Ø Механические свойства: пределы прочности при сжатии, растяжении, изгибе, сдвиге, упругость, пластичность, жёсткость, твёрдость.

Ø Технологические свойства: удобоукладываемость, теплоустойчивость, плавление, скорость затвердевания и высыхания.

2. Чтобы здание или сооружение было прочным и долговечным, необходимо знать те агрессивные воздействия внешней среды, в которых будет работать каждая конструкция (рис. 1.1). Зная эти воздействия и назначение конструкции, можно сформулировать требования к материалу конструкции (табл.1.1).

Рис.1.1. Воздействие внешней среды на конструкции здания

Контрольные вопросы:

1. Достижения отечественной и мировой науки в области развития производства строительных материалов.

2. Классификация строительных материалов.

3. Какие основные свойства характеризуют качество материала и предопределяют область его применения.

4. Классификация основных свойств, строительных материалов.

5. Свойства материалов по отношению к действию тепла и холода.

6. Что называется теплопроводностью материала, и какие факторы оказывают влияние на теплопроводность материала?

7. Группы строительных материалов по огнестойкости?

8. Что такое долговечность материала и как ее определяют?

Литература:

1. Горбунов Г.И. Основы строительного материаловедения – М.: ИАСВ, 2006 г.

2. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия – М., Высшая школа, 2002 г.

3. Комар В.С. Строительные материалы и изделия – М., Высшая школа, 1987 г.

Задание:

- изучить материалы лекции, ответить на контрольные вопросы;

- подготовиться к лабораторно-практическому занятию.