ГЛАВА 1. СОСТАВ И СТРУКТУРА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Состав и структура строительных материалов
Строительные материалы – это материалы, применяемые в строительстве для постройки, ремонта и реконструкции сооружений. По составу строительные материалы разделяют на природные, искусственные и металлические. Происхождение строительных материалов подразумевает степень переработки сырья для их изготовления: природные получают механической обработкой материалов, встречающихся в окружающей среде (древесина, камень, песок, глина и т.п.), а искусственные – при высокотемпературной обработке природного сырья, изменяющей его химический и минеральный состав (портландцемент, стекло, кирпич и другие) [Рис.1.1].
Структура материала – взаимное расположение, форма и размер частиц материала, наличие пор, их размер и характер.
Структура материала влияет на его свойства.
Различают микроструктуру (строение материала, видимое только под микроскопом) и макроструктуру (строение, видимое невооруженным глазом или при небольшом увеличении).
Макроструктура твердых строительных материалов может быть:
– конгломератная – частицы разной крупности (бетон, керамогранит);
– ячеистая – много пор (газобетон, пенопласт);
– волокнистая – древесина, асбест;
– слоистая – фанера;
– рыхлозернистая – песок, щебень, цемент.
Микроструктура вещества, входящего в состав строительного материала, может быть аморфной и кристаллической.
Кристаллическими называют тела, в которых атомы (или молекулы) расположены в правильном геометрическом порядке.
Аморфными называют тела, в которых только ближайшие друг к другу атомы находятся в упорядоченном расположении.
Интересно знать: Видеолекция «Классификация и строение строительных материалов»
Классификация строительных материалов
Рис. 1.1. Классификация строительных материалов
1.2. Состав строительных материалов
По составу строительные материалы разделяют на природные, искусственные и металлические.
Тип сырья для получения строительных материалов определяет их основные характеристики:
– древесные материалы и изделия (пиломатериалы, столярные и строганые изделия) получают путем механической обработки древесины;
– природные каменные материалы (стеновые блоки/камни, облицовочные плиты, заполнители для различных видов бетонов и растворов) получают из различных горных пород с помощью механической обработки;
– керамические материалы и изделия (кирпичи, блоки, черепица, плитки облицовочные, керамзит, сантехнические изделия из фаянса и фарфора) получают высокотемпературной обработкой глины с различными добавками;
– материалы из стекла, стеклоблоки, плитку получают путём формования, а затем резкого охлаждения расплава смеси силикатов с другими химическими компонентами;
– металлические материалы и изделия изготавливают из расплавов особого класса химических элементов-металлов;
– материалы и изделия из полимеров (стеклопластика, пенопласт, линолеум и другие) изготавливают на основе синтетических (искусственных) полимеров;
– органические вяжущие вещества – это битумные, дегтевые материалы, при их использовании получают гидроизоляционные, кровельные материалы, бетоны и растворы для асфальта;
– минеральные вяжущие вещества (портландцемент, гипс, известь и другие) – это порошкообразные неорганические вещества, которые образуют пластичное тесто при смешивании с водой, которое затвердевает в результате физико-химических процессов;
– многокомпонентные материалы получают при отвердевании органических (полимерных) или минеральных вяжущих веществ с добавлением различных армирующих элементов (волокна, металлическая арматура, песок, щебень и другие). Материалы на основе неорганических вяжущих веществ, заполнителей называют искусственными каменными материалами (силикатные кирпич и бетоны, гипсовые и гипсобетонные изделия, асбестоцементные изделия и другие).
Химический состав строительных материалов позволяет судить о ряде свойств материала: механических, огнестойкости, биостойкости, а также других технических характеристиках. Минеральный состав показывает, каких минералов и в каком количестве содержится в данном материале, например в портландцементе содержание трехкальциевого силиката составляет 45...60 %, причем при большем содержании этого минерала ускоряется процесс твердения и повышается прочность. На свойства строительных материалов большое влияние оказывают фазовый состав и фазовые переходы воды, находящейся в его порах. В материале выделяют твердые вещества, образующие стенки пор, т. е. каркас и поры, наполненные воздухом или водой. Изменение содержания воды и ее состояния меняет свойства строительного материала.
БЛОК САМОКОНТРОЛЯ
Дайте ответы на следующие вопросы:
- Какие материалы называются строительными?
- Что понимают под структурой строительных материалов?
- Опишите основные различия аморфных и кристаллических строительных материалов.
- На какие три группы согласно Рис. 1.1. делятся строительные материалы и изделия?
- Перечислите разновидности природных строительных материалов.
- На основе каких вяжущих различают искусственные строительные материалы?
- Какие строительные материалы относятся к искусственным обжиговым материалам?
- Перечислите разновидности макроструктуры твёрдых строительных материалов.
- Какие строительные материалы относятся к древесным?
- Приведите примеры природных каменных строительных материалов.
- Каким способом получают керамические строительные материалы? Приведите примеры изделий из керамики.
- Из какого сырья изготавливают металлические материалы и изделия?
- Приведите примеры строительных материалов на основе полимеров.
- Какие строительные материалы изготавливают на основе органических вяжущих веществ?
- Перечислите строительные изделия, в основе которых лежат минеральные вяжущие вещества.
- Чем характеризуются химический, минеральный и фазовый составы материалов?