Виды строительных материалов и их классификация
Жилые, общественные и производственные здания представляют собой сооружения, предназначенные для размещения людей и различного оборудования и защиты их от воздействий окружающей среды. Все здания состоят из одинаковых по назначению элементов: фундамента, служащего основанием здания и передающего нагрузку от здания земле; каркаса — несущей конструкции из вертикальных стоек или колонн и опирающихся на них горизонтальных элементов (каркас воспринимает основные нагрузки и передает их на фундамент, обеспечивая прочность и устойчивость сооружения в целом); ограждающих конструкций, защищающих внутренний объем здания от воздействий внешней среды.
С давних времен для возведения жилых и культовых сооружений использовали природные материалы — камень и дерево. Это были универсальные строительные материалы, из которых выполняли все части здания — фундаменты, стены, кровли, и которые служили также для отделки здания. Строительство каменных зданий было трудоемко. Каменные стены для поддержания в здании нормального теплового режима приходилось делать очень толстыми (до 1 м и более), так как природный камень — хороший проводник теплоты. Для устройства перекрытий и кровли ставили много колонн или делали тяжелые каменные своды, так как прочность у камня недостаточна для перекрытия больших пролетов. У каменных зданий, правда, было одно положительное качество — долговечность. Деревянные здания, напротив, менее трудоемки, для их возведения не требовалось такого большого количества материала, как для каменных, но они недолговечны, так как дерево гниет и легко горит. Из истории известно, как деревянные города целиком уничтожались пожарами.
С началом промышленного производства стали появляться новые материалы, каждый из которых имел специфические свойства и определенную область применения. В строительстве происходила специализация материалов по областям применения. Например, для кровли использовали листовой металл, рулонные, дегтевые и битумные материалы; для несущих конструкций — стальной прокат, высокопрочный бетон; для тепловой изоляции — фибролит, минеральную вату. Появились специальные отделочные материалы. В связи с этим облегчилось и ускорилось строительство зданий; строительные конструкции стали легче и эффективнее (например, лучше предохраняли от потерь теплоты).
В начале XX в. началось заводское изготовление строительных конструкций, а с 50-х годов в нашей стране стали строить полносборные здания из готовых элементов. Современные здания — многоэтажные сборные конструкции с металлическим каркасом и легкими стеновыми панелями, с использованием эффективной теплоизоляции, долговечных и декоративных отделочных материалов.
В настоящее время выпускается много строительных материалов различного, порой очень узкого назначения: например, керамические плитки для полов, для внутренней облицовки, фасадные плитки, ковровая мозаика; рубероид и пергамин для устройства кровли, изол и гидроизол для гидроизоляции. Чтобы было легче ориентироваться в этом многообразии строительных материалов, их классифицируют. Применяют классификации строительных материалов по назначению и по технологическому признаку.
По назначению материалы делят на следующие группы: – конструкционные, которые воспринимают и передают нагрузки; – теплоизоляционные, основное назначение которых — свести до минимума процесс переноса теплоты через строительную конструкцию и тем самым обеспечить необходимый тепловой режим помещения; – акустические — звукопоглощающие и звукоизоляционные, предназначенные для снижения уровня «шумового загрязнения» помещения; – гидроизоляционные и кровельные — для создания водонепроницаемых слоев на кровлях и других конструкциях зданий, подвергающихся воздействию воды и водяных паров; – герметизирующие — для заделки стыков в сборных конструкциях с обеспечением герметичности на длительный срок эксплуатации; – отделочные — для улучшения декоративных качеств строительных конструкций, а также для защиты материалов этих конструкций от внешних воздействий; – специального назначения, например огнеупорные и кислотоупорные, применяемые для возведения специальных сооружений.
Ряд материалов, таких, как цемент, известь, бетон, древесина, нельзя отнести к какой-либо одной группе материалов, так как их используют в качестве сырья для получения других строительных материалов и изделий. Такие материалы называют материалами общего назначения. Например, бетон применяют в основном как конструкционный материал, но некоторые виды бетона могут иметь совсем иное назначение: особо легкие бетоны — теплоизоляционные материалы, а бетоны на декоративном заполнителе — отделочный материал.
По технологическому признаку материалы классифицируют, учитывая вид сырья, из которого получают материал, и способ изготовления. Эти два фактора во многом определяют свойства материала и соответственно область его применения. Поэтому для более глубокого понимания свойств материалов курс «Материаловедение» строится в основном по технологическому признаку и лишь в отдельных случаях рассматриваются группы материалов по назначению.
По способу изготовления различают материалы: природные (древесина, природный камень), подвергаемые только механической обработке; получаемые обжигом со спеканием (керамика, минеральные вяжущие вещества), плавлением (стекло, металлы), в результате химической переработки органического сырья (синтетические полимеры, растворители, битум, деготь) и технологической переработки органических вяжущих веществ (строительные пластмассы, органические кровельные и гидроизоляционные).
Чтобы здание или сооружение выполняло свое назначение и было долговечным, необходимо правильно выбирать материалы для его конструкций, учитывая назначение последних и условия их работы (т. е. воздействия на них внешней среды). В особой степени это относится к отделочным материалам, назначение которых не только в создании декоративного эффекта, но и в защите материалов конструкций от внешних воздействий.
Каким же воздействиям подвергаются материалы строительных конструкций? Эти воздействия существенно различаются для наружных и внутренних конструкций. На материалы наружных конструкций действуют природные факторы: солнце, дождь, знакопеременные температуры (замораживание, оттаивание), химически агрессивные вещества, содержащиеся в воздухе, живые организмы (бактерии, грибки) и т. д. На материалы внутренних конструкций действуют другие факторы: механические воздействия от передвижения людей и оборудования, вода и водяные пары (в помещениях с повышенной влажностью), химически агрессивные жидкости и высокие температуры в производственных помещениях и промышленных сооружениях (печи, всевозможные хранилища и т. п.).
Основываясь на назначении материала в конструкции и учитывая воздействия, которым он подвергается, можно определить комплекс требований к каждому материалу. Некоторые требования, такие, как прочность, небольшая масса, предъявляют почти ко всем строительным материалам. А другие, такие, как тепло- и звукоизолирующая способность, морозостойкость,— только к некоторым материалам.
Выбор стройматериалов - Виды строительных материалов и их классификация
Остались вопросы по теме - "Виды строительных материалов и их классификация", задайте их на