Строительные материалы и изделия являются неотъемлемой и очень весомой составляющей любого строительства. Ассортимент материалов и изделий, предназначенных для строительства, насчитывает десятки и сотни тысяч наименований. Они могут служить для различных целей, другими словами, иметь разное назначение, например: для возведения несущих и ограждающих конструкций (конструкционные материалы и изделия), для повышения эксплуатационных, эстетических и специальных свойств зданий и сооружений (отделочные, тепло- и гидроизоляционные, кровельные, радиационно-защитные и другие). Чтобы не растеряться в этом изобилии и сделать грамотный выбор, обеспечивающий оптимальную технико-экономическую и социальную эффективность проектируемого строительного объекта, необходимо очень хорошо «разбираться в материалах»: представлять их происхождение, а значит, и реальную стоимость; понимать взаимосвязь между составом, строением и свойствами, т. е. уметь прогнозировать долговечность и безопасность строений.
Наука о строении и свойствах материалов называется материаловедением. Её цель – познание свойств материалов в зависимости от состава и обработки, методов их упрочнения для наиболее эффективного использования.
Основными задачами материаловедения являются:
Строительные материалы применяют непосредственно в строительных целях (для изготовления строительных конструкций, возведения зданий и сооружений и выполнения защитно-отделочных покрытий). Строительные материалы могут быть природного происхождения и искусственно изготовленные. Природные материалы добывают в местах их естественного происхождения – горные породы (гранит, мрамор, мел), древесина и др. Используют их в строительстве, применяя преимущественно механическую переработку – дробление, обогащение, распиловку.
Искусственно изготовленные материалы и изделия тоже, как правило, получают из природного минерального (глина, известняк) или органического (древесина, углеводороды) сырья, промышленных отходов (шлаки, зола) с использованием достаточно сложных технологических приемов. В результате искусственно полученные материалы и изделия приобретают новые свойства, состав и структуру, которые существенно отличаются от исходного сырья.
Виды строительных материалов и их технология изменялись в связи с развитием производственных сил и сменой производственных отношений в человеческом обществе. Простейшие материалы и примитивная технология заменялись более совершенными, ручное изготовление строительных материалов сменялось машинным.
Древнейший дом, который удалось обнаружить, был построен 57 тысяч лет назад в Африке. В этом маленьком строении были стены, дверь, крыша – все неотъемлемые части современного жилища. В заболоченных местах возводились сооружения на сваях. Сравнительно крупными сооружениями являлись деревянные жилища из прутьев по столбам-бревнам.
В Древнем Египте около 3000 лет до н.э. в массовом строительстве использовался кирпич-сырец, в монументальных постройках – горный камень и лишь в самых необходимых конструкциях перекрытий и опор галерей – дефицитное в стране дерево.
В месопотамском строительстве использовали глину, предварительно обработанную и смешанную (для придания прочности) с рубленой соломой. В этом виде ее употребляли для обмазки стен или лепки крыш. Когда хотели повысить качество, долговечность сооружения, применяли высушенные или обожженные глиняные кирпичи.
Для упрочнения кладки из сырого кирпича ее обмазывали глиной, гипсом или штукатурным раствором глины и гашеной извести. Кроме того, через каждые 5-13 слоев кирпича укладывались пропитанные битумом стебли или тростниковые циновки. Они укрепляли стены, предохраняли конструкции от влаги и почвенных солей.
Проходили столетия, расширялся и видоизменялся ассортимент строительных материалов. Так, вместо традиционных мелкоштучных тяжелых материалов было организовано массовое производство относительно легких крупноразмерных строительных деталей и конструкций из сборного железобетона, гипса, бетонов с легкими заполнителями, ячеистых бетонов, бесцементных силикатных автоклавных бетонов. Широкое развитие получило производство разнообразных теплоизоляционных и гидроизоляционных материалов. Быстрыми темпами развивалось производство и применение в строительстве полимерных материалов различного назначения. Была создана промышленность по производству теплоизоляционных материалов и легких заполнителей.
Промышленность Беларуси включает предприятия по производству строительных материалов различного назначения: по получению деловой древесины и пиломатериалов, по выпуску керамического кирпича и облицовочных плиток, по изготовлению металлоконструкций, по переработке нерудных стройматериалов, производство сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций, товарного бетона и растворов.
Большие масштабы строительства, разнообразие конструктивных типов зданий и сооружений требуют, чтобы сырье для производства строительных материалов было массовым, дешевым и пригодным для изготовления широкого диапазона изделий.