СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.Физические свойства строительных материалов

-- Средняя плотность

характеризует массу единицы объема материала в естественном состоянии (вместе с порами). Эта важная физическая характеристика определяется путем деления массы образца на его объем

p=m/V

--Истинная плотность — масса единицы объема однородного материала в абсолютно плотном состоянии, т. е. без учета пор, трещин или других полостей, присущих материалу в его обычном состоянии.

р₀ = m / V ₀

--Насыпная плотность – масса единицы объема сыпучего материала в рыхло-насыпном состоянии, с учетом пустот между его частицами.

P₀ ^H =m/V₂

--Пористость — степень заполнения объема материала порами.

П =(p-p₀ )/p * 100%

Поры – мелкие ячейки в материале, заполненные водой.

Величина пористости и размер пор в значительной мере влияют на прочность материала.

-- Пустотность – отношение суммарного объема пустот в зернистом материале ко всему объему, занимаемому этим материалом.

П_уст =( p ₀ - p ₀ ^H )/ p ₀ *100%

Пустоты - заполненное воздухом пространство между частицами зернистого материала, находящегося в рыхлом или насыпном состоянии.

2.Гидрофизические свойства строительных материалов

--Гигроскопичность - свойство пористого материала поглощать водяной пар из воздуха.

Степень гигроскопичности напрямую зависит от величины пор в материале, от его структуры, температуры относительной влажности воздуха. Если материалы обладают одинаковой пористостью, но у одного поры мельче, чем у другого, то он обладает большей гигроскопичностью.

Гидрофильными н азывают материалы, активно притягивающие молекулы воды. К ним относится глина, минеральные вяжущие - цемент и гипс. Гидрофобными называются материалы, отталкивающие воду. Это битумы, полимеры, стекло.

-- Влажность

это количество воды, содержащийся в материале в естественном состоянии. Бывает относительная и абсолютная.

W _отн =( m ₂ - m )/ m ₂ * 100%

W _абс =( m ₂ - m )/ m * 100%

Так же различают:

-капилярная ( заполняет капилляры, субкапиляры и мелкие поры и удерживается в них капиллярными силами

-адсорбционной ( вл., поглощаемая из воздуха поверхностью частиц строительного материала.кол-во ее зависит от влажности воздуха.)

-гидратная ( входит в состав кристаллов)

-вода затворения - количество ее, которое входит в технические соображения, в состав сырьевых, бетонных и растворных смесей.

-- Водопоглощение - свойство материала впитывать и удерживать воду.

В _m =( m ₁ - m )/ m * 100% - водопоглощение по массе

B ₀ =( m ₁ - m )/ V ₀ * 100% - водопоглощение по объему

Соотношение между водопоглощением по массе и объему равно плотности материала в сухом состоянии

B ₀ / В _m =р₀

Отношение предела прочности при сжатии материала, насыщенного водой R ^нас , к пределу прочности при сжатии материала в сухом состоянии R ^сух называется коэффициентом размягчения.

К_разм = R ^нас / R ^сух

-- Водостойкость - способность материала сопротивляться разрушительным действиям влаги.

-- Водопроницаемость – способность материала пропускать воду под давлением. Степень водопроницаемости зависит от плотности и строения материала.

--Морозостойкость - способность материала в насыщенном водой состоянии выдержать многократное попеременное замораживание и оттаивание без значительного понижения прочности. В зависимости от числа циклов попеременного замораживания, которые выдержал материал, устанавливается его марка по морозостойкости. Благодаря высокой плотности и низкому водопоглощению кровельные материалы имеют высокую морозостойкость.

3.Теплотехнические свойства

--Теплопроводность - способность материала проводить через свою толщу тепловой поток, возникающий под влиянием разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Это свойство оценивается кол-вом тепла, которое проходит через стенку толщиной 1 м и площадью 1 м² при перепаде температур на противоположных поверхностях в 1°С в течение 1 часа. Характеризуется коэффициентом теплопроводности λ (лямбда).

Λ _t =λ ₀ (1+β*t)

Λ _t - коэф. теплопров. при температуре t , Вт/(м*К)

λ₀ - коэф. теплопров. при температуре 0^о С , Вт/(м*К)

β – температурный коэффициент

t – температура матрериала

Теплопроводность так же характеризуется термическим сопротивлением

R = δ (дельта)/ λ

-- Теплоемкость - способность материала накапливать теплоту при нагревании и отдавать при охлаждении. Характеризуется удельной теплоемкостью С.

С = Q/m(T₂ -T₁ )

Q – кол-во теплоты, затраченной на нагревание.

-- Огнестойкость характеризует способность строительных материалов выдерживать без разрушения действие высоких температур в течение сравнительно короткого промежутка времени (пожара). В зависимости от степени огнестойкости строительные материалы разделяют на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые .

Несгораемые материалы в условиях высоких температур не подвержены воспламенению, тлению или обугливанию.

Трудносгораемые материалы под воздействием высоких температур тлеют и обугливаются, но при удалении огня процессы горения, тления или обугливания полностью прекращаются. Сгораемые материалы воспламеняются и горят или тлеют под воздействием огня или высокой температуры, причем горение или тление продолжается также после удаления источника огня. Среди них — древесина, войлок, битумы, смолы и др.

-- Огнеупорность – способность материала противостоять длительному воздействию высокой температуры без деформации и расплавления.

Если источник высокой температуры (выше 1580°С) действует на материал в течение длительного периода времени (соприкосновение с печами, трубами, нагревательными котлами и т. п.), а материал сохраняет необходимые технические свойства и не размягчается, то его относят к огнеупорным .

Тугоплавкие – температура огнеупорности 1350-1580 ^о С

Легкоплавкие – температура огнеупорности менее 1350 ^о C

-- Термостойкость — способность материала не растрескиваться при резких и многократных изменениях температуры.

4.Механические свойства.

-- Прочностью называется способность материала противостоять разрушению под воздействием внешних сил, вызывающих в нем внутренние напряжения. Прочность материала характеризуется пределом прочности при трех видах воздействия на него — сжатии, изгибе и растяжении.

Сжатие

R _сж =Р_р / S

Р_р – максимальная нагрузка

S – площадь поперечного сечения

Изгиб

R _изг = 3P_p l/(2bh₂ )

l – расстояние между опорами

b – ширина поперечного сечения образца

h – высота поперечного сечения образца

Растяжение

R _р =Р_р / S

Одной из характеристик материала является коэффициент конструктивного качества к.к.к

к.к.к = R / α

α – относительная плотность материала, равная отношению истинной плотности материала к плотности воды.

-- Упругость это способность материала после деформирования под воздействием каких-либо нагрузок принимать после снятия их первоначальную форму и размеры. К упругим материалам относят резину, сталь, древесину.

--Твердость способность материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела. Это свойство материалов важно при устройстве полов и дорожных покрытий.

Проверяют вдавливанием стального шарика.

НВ =P/S

P – нагрузка на шарик

S – площадь поверхности отпечатка.

-- Истираемость характеризуется величиной потери первоначальной массы, отнесенной к 1 м2 площади истирания.

И = (m₁ -m₂ )/S

m ₁ – масса образца до истирания

m ₂ – массаобразца после истирания

S – площадь поверхности истирания.

--- Хрупкость свойство материала мгновенно разрушаться под действием внешних сил без заметной пластичной деформации. Хрупкие материалы: кирпич, природные камни, бетон, стекло и т. д.

--Пластичность свойство материала изменять под нагрузкой форму и размеры без образования разрывов и трещин и сохранять изменившиеся форму и размеры после удаления нагрузки. Это свойство противоположно упругости. К пластичным материалам относят битум, глиняное тесто и др.

-- Сопротивление удару способность материала противостоять разрушению под действием ударных нагрузок. Плохо сопротивляются ударным нагрузкам хрупкие материалы. Характеризуется кол-вом работы, затраченной на разрушение стандартного образца.

R _уд =A/V₀

V₀ - объем образца

ГОРНЫЕ ПОРОДЫ И МИНЕРАЛЫ

5.Генетическая классификация горных пород.

ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

I Изверженные (магматические)

1. Массивные

1) глубинные

граниты

сиениты

диориты

габбро

лабрадорит

2) излившиеся

порфиры

трахиты

андезиты

диабазы

базальты

порфириты

2. Обломочные

1) рыхлые

вулканические пеплы

пемзы

2) цементированные

вулканические туфы

II Осадочные

1.Химические осадки

гипс

ангидрит

доломит

магнезит

известковый туф

некоторые виды известняков

2. Органогенные отложения

известняк

мергель

ракушечник

мел

диатомит

трепел

3. Механические отложения

1) рыхлые

гравий

щебень

песок

глина

2) цементированные

песчаники

конгломераты

брекчии

III Метаморфические (видоизмененные)

1. Продукты видоизменения изверженных пород

Гнейсы (образовались в результате перекристаллизации гранитов, кварцевых порфиров и т. п.)

2. Продукты видоизменения осадочных пород

мрамор (метаморфическая горная порода, состоящая в основном из минералов кальцита CaCO3 или доломита CaMg(CO3)2.)

кварциты (образовались из кремнистых песчаников, в которых зерна кварца непосредственно срослись между собой)

глинистые сланцы (образовались из глин, имеют большую плотность и слоистость, легко раскалываются на тонкие плитки толщиной 3-5 мм)

6.Отличительные признаки породообразующих материалов.

-- Блеск

свойство, основанное на способности минералов отражать от своей поверхности свет.

Минералы по блеску делятся на две группы:

- минералы с металлическим блеском, поверхность которых в

отраженном свете напоминает блеск поверхности свежего излома металлов

(пирит, серный колчедан, свинцовый блеск и др.);

- минералы с неметаллическим блеском. Неметаллический блеск

может быть различным:

- стеклянный, напоминающий блеск поверхности стекла (кальцит, горный хрусталь);

- алмазный, самый интенсивный, напоминающий стеклянный блеск (алмаз, сфалерит);

- перламутровый, отливающий радужными цветами (полевой шпат, слюда); -шелковистый (асбест, селенит);

- жирный блеск (тальк, кварц);

- восковой блеск (халцедон).

-- Твердость

способность минерала противостоять проникновению в него другого, более твердого тела. Если испытываемый минерал мягче, чем тот предмет или минерал, которым вы царапаете по его поверхности, то на нем остается след - царапина. По твердости минералы можно разделить на четыре группы:

- мягкие минералы - ноготь оставляет на них царапину (тальк, графит, гипс);

- минералы средней твердости - ноготь не оставляет на них царапины, минерал не оставляет царапины на стекле (ангидрит, кальцит);

- твердые минералы - оставляют царапину на стекле, но не оставляют ее на горном хрустале (кварц, полевые шпаты);

- очень твердые минералы - оставляют царапину не только на стекле, но и на горном хрустале (топаз, корунд, алмаз).

-- Черта.

Мягкие минералы и минералы средней твердости в последующем делятся по цвету черты.

Есть минералы, цвет порошка которых резко отличается от цвета минерала. Кальцит бывает бесцветный, белый, желтый, зеленый, голубой, черный. Порошок у кальцита белый, независимо от цвета минерала. Для получения порошка минерала применяется шероховатая фарфоровая пластинка, так называемый "бисквит".

-- Растворимость минералов в кислотах .

Некоторые минералы, имеющие в своих составах углекислые соли, под действием соляной кислоты (10-%раствор) выделяют в виде пузырьков углекислый газ - минерал вскипает (кальцит, доломит, магнезит, сидерит).

-- Цвет.

минералы совершенно бесцветные, например, горный хрусталь. Другие минералы имеют цвет, присущий веществу, из которого они состоят, например, зеленый - у малахита, красный - у рубина, золотистый - у пирита. Для них цвет может быть объективной характеристикой.

Ряд минералов имеет самые разнообразные цвета: кварц - белый, розовый, зеленый, дымчатый (раухтопаз), фиолетовый (аметист), водянопрозрачный (горный хрусталь), желтый (цитрин).

У некоторых минералов цвет может быть ложным, возникающим в результате интерференции световых лучей при отражении их от внутренних плоскостей прозрачного минерала (Лабрадор).

-- Спайность - способность минерала раскалываться при ударе по определенным кристаллографическим плоскостям. Это свойство связано с внутренним строением минерала и не зависит от внешней формы. Плоскости спайности параллельны плоскостям кристаллической решетки.

Спайность у различных минералов выражена в различной степени. Она может быть:

- весьма совершенной - минерал легко расщепляется на пластинки (слюда, гипс, графит);

- совершенной - при раскалывании минерал дает ровные, блестящие поверхности спайности; может быть выражена в одном направлении (топаз), в двух направлениях (полевые шпаты) или в трех направлениях (кальцит);

- спайность отсутствует (кварц, корунд).

--Излом

характеристика поверхности раскалывания минерала. Излом может быть:

- ступенч. (кальцит, полевой шпат);

-раковистый (горный хрусталь);

- землистый (рыхлые агрегаты);

- игольчатый (асбест);

- зернистый (мрамор);

-занозистый (роговая обманка).

--Агрегаты

скопления минералов. Наиболее часто встречаются следующие агрегаты:

- зернистые

- сросшие зерна минералов (пирит, апатит);

- плотные - зерна не различимы даже в лупу (халцедон);

- землистые - напоминает внешним видом рыхлую почву

(каолинит);

- игольчатые, призматические - удлиненная форма кристаллов (роговая обманка);

- листоватые, пластинчатые - кончиком перочинного ножа легко отделяются пластинки (слюда).

7 . Породообразующие минералы изверженных (магматических) пород.

Магматические горные породы — это породы, образовавшиеся непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате её охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают глубинные и излившиеся горные породы.

К породообразующим минералам магматических горных пород относятся:

Осн. Признаки: блеск, твердость, спайность

- кварц ( SiO2)- прозрачный, голубой, желтый, черный. ( не действует ничего, кроме плавиковой кислоты).обладает высокой прочностью нажатия – до 2000 м ПА. Ср. плотность 2, 65( для кварца постоянная), спайность отсутствует, твердость по моосу = 7. ( сам в нее входит).

SiO2 bH2O - водный, аморфный кварц.

Породы: гранит, кварцевый порфир, кварцевый песок.

- Полевые шпаты: - плагиоклаз (альбит , анортит) и ортоклаз (Or)

ортоклаз – раскалывается, большая спайность = 90град., твердость по моосу – 6; цвет белый, желт, красн, плотность высок.= 2,6.

Породы: гранит, габбро, лабродорит.

Подверг. Хим. Выветриваниям под возд. Углекислоты воздуха, в рез-те образ. Каолинит.

- слюды: образ. В результ. Окисления биотита. Обладает весьма совершенной спайностью.

Породы: почти все.

- темноокрашенные: пироксины( росовая обманка) и амфиболы( оливин)

Породы: диорит, габбро, базальт, диабаз.

Отлич. Высокой плотностью, выс. Твердостью, выс. Вязкостью при ударах, выс. Морозостойкостью. Плотностью 3-4 %

8. Породообразующие минералы осадочных пород.

Горные породы, возникшие путём осаждения вещества в водной среде, реже из воздуха и в результате деятельности ледников на поверхности суши, в морских и океанических бассейнах. Осаждение может происходить механическим путём (под влиянием силы тяжести и изменения динамики среды), химическим (из водных растворов при достижении ими концентраций насыщения и в результате обменных реакций), а также биогенным (под влиянием жизнедеятельности организмов). Породообразующие минералы:

-Каолинит – продукт хим. Выветривания полевых шпатов. Предст. Собой рыхлые масс белого, желтого, серого, кремового цвета.( без примесей – белого цвета) из него получ. Ценную белую глину. Используют в изготовл. Фарфора. Плотность=2.6. тердость небольшая.

-Кальцит – СаСо3 – минерал, вход в состав всех горных пород – известняков, мрамора и тд. Тв .=3( вкл. В состав шкалы Мооса) Спайность совершенная в 3х направлениях. Цвет белый, прозрачный, зеленый, желтый, черный. Бурно вскипает при действии HCL.

-аморфный кремнезем – в отлич от кристалл входит в соства диатолистовх, трепловых и опловых пород. Исп. В изготовлении портланд-цементов.

- Гипс- твердость = 2. Спайность весьма совершенна, цвет прозрачный, белый, сероватый. Обладает заметной растворимостью в воде, исп в производстве гипсовых вяжущих веществ.

-ангидрид- CaSО4 – безводный гипс, залагает вместе с гипсами. ТВ. =2-3. Плотность=2,6. Растворяется в воде и превращается в двуводный гипс.

- Магнезит- MgCO3. ТВ. По Моосу= 4. Спайность совершенна в 3х направлениях. Реагирует с нагретой HCL, не исп в кач-ве строит. Камня, а применяется в пр-ве магнезиальных вяжущих вещетв.

-Доломит- ТВ. 2-3. Порошок диолита реагирует с раствором HCL, Исп. В кач-ве строительного камня, а также в пр-ве магнезиальных вяжущих веществ и огнейпоров.

9.Основные изверженные (магматические) горные породы. Происхождение, состав, св-ва, применение.

Изверженные горные породы - изверженные горные породы, образовавшиеся из расплавленной магмы при её застывании и кристаллизации. По условиям застывания среди М. г. п. различают два основных типа:

- излившиеся застывшие на дневной поверхности в результате излияния магмы в виде лавы при вулканических извержениях.

-глубинные , застывшие в толще земной коры среди других горных пород.

Изверженные горные Породы:

-Массивные( глубинные: гранит, диорит, габбро, лабрадорит. Излившиеся: кварцевый порфир, бескварцевый, трахит, порфирит, базальт, диабаз.)

- обломочные (сцементированные ( вулканический туф, вулк. Трассы) и рыхлые( вулканический песок, вулк. пемза)

Изверженные ГП глубинные хар-ся ярковыраженной зернисто-кристаллической структурой, т.к основание их происходит медленно на большой глубине под воздействием вышележащих слоев. Поэтому эти гп обрадают повышенной прочностью,пониж водопоглащаемостью,высокой морозостойкостью, след долговечностью.

Излившиеся ГП остывали на неб глубине или на поверхности этой земли в рез чего хар-ся скрытокристаллической структурой. Чаще всего встречаются пористые и невысокой плотности разновидности морозостойкостью и долговечностью, так же выветриванием.

Химический состав

Определение вещественного состава магматических горных пород производится путем установления в них процентного содержания химических элементов (их окислов) и породообразующих минералов. Химический состав горных пород выражают окислами соответствующих химических элементов: SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO, CaO, Na2O и K2O. Химический состав пород не соответствует химическому составу магмы, из которой они образовались

Минеральный состав

Минеральный состав магматических горных пород также разнообразен: полевые шпаты, кварц, амфиболы, пироксены, слюды, в меньшей степени — оливин, нефелин, лейцит, магнетит, апатит и другие минералы.

Применение

Из магматических пород в строительстве наиболее широко применяют кварцевые и бескварцевые (полевошпатовые) порфиры. Кварцевые порфиры по своему минеральному составу близки к гранитам. Прочность, пористость, водопоглощение у порфиров в общем сходны с показателями этих свойств, присущими гранитам. Но порфиры более хрупки и менее стойки вследствие наличия крупных вкраплений.

Бескварцевые (полевошпатовые) порфиры по своему составу близки к сиенитам, но в связи с иным генезисом обладают худшими физико-механическими свойствами.

10.Основные осадочные горные породы. Происхождение и их виды.

Осадочные горные породы - один из видов горных пород, которые образовались в результате осаждения солей в высыхающих водоемах - химические осадки, скопления остатков растительного и животного мира - органогенные, а также в результате разрушения массивных горных пород магматического или осадочного происхождения - обломочные. * К химическим осадкам относят гипс, ангидрит, магнезит, доломит и известковые туфы.

По условиям образования их разделяют на три группы:

1) химические ( гипс, магнезит,долонит, известняк.) , возникшие как следствие жизнедеятельности организмов.

2) органические ( известняк, мел, ракушечник,трепел, диатомит) возникшие как следствие жизнедеятельности организмов.

3)механические

-рыхлые( песок, глина, щебень,гравий)

- сцементированные.

Применение:

Чаще всего применяются в строит-ве известняки (хим. Или органического происхождения)

Примен. В кач-ве строительного камня:

фундамент,

бутовая кладка,

облицовка,

изгот. Ступеней,

Так ж в пр-ве вяжущих веществ:

- строительная известь

- портландцемент

11.Метаморфические горные породы. Происхождение, их виды

Метаморфические (видоизмененные) породы образуются в природе в результате изменения состава и строения осадочных и изверженных пород. Процессы метаморфизма проходят при повышенных температурах без расплавления или растворения, при воздействии высоких давлений и сдвиговых деформаций. результате может произойти перекристаллизация минералов, глубоко измениться строение, т. е. образоваться совершенно новые породы, более плотные и в большинстве случаев с ясно выраженной кристаллической структурой.

В строительстве применяют

--гнейсы,

Гнейсы по минералогическому составу являются аналогами гранита и имеют сланцевое строение. Используют гнейсы преимущественно как облицовочные плиты, в виде бутового камня для кладки фундаментов и стен неотапливаемых зданий, для

тротуаров.

--глинистые сланцы ,

Глинистые сланцы состоят из уплотненных сланцевых глин. Цвет темно-серый, иногда черный. Глинистые сланцы раскалываются на тонкие плитки, обладают высокой атмосферостойкостью и долговечностью, что позволяет использовать их в качестве кровельного материала.

--мраморы ,

Мрамор — кристаллическая порода, образовавшаяся из известняков или доломитов. Кристаллы соединены без цементирующего вещества. Прочность мрамора до 300 МПа. Твердость небольшая — 3,0...3,5. Он сравнительно легко пилится на плиты и хорошо полируется. Применяют мрамор для облицовки внутренних частей зданий, так как снаружи зданий полировка быстро утрачивается. Это объясняется слабой химической стойкостью мрамора при воздействии на него атмосферы.

--кварциты.

Кварциты — метаморфическая разновидность кремнистых песчаников с перекристаллизованными и сросшимися зернами кварца, так что цементирующее вещество неразличимо. Кварциты стойки против выветривания, прочность достигает 400 МПа. Используют кварциты для облицовки зданий, опор мостов, а также как сырье для производства динасовых огнеупорных изделий.

ПРИРОДНЫЙ КАМЕНЬ И ФЛЮАТИРОВАНИЕ

12.Виды изделий из природного камня, применяемого для наружной и внутренней облицовки зданий.

В качестве облицовочного камня в строительстве в основном используются

--гранит, --габбро, --лабрадорит, --мрамор --сланец..

Делятся на изделия, получаемые выпиливанием (пиленые) и выкалыванием (колотые).

Лицевая поверхность изделий может быть полированной, гладкой матовой, термообработанной, фактур — точечной, «скала» и др.

Как и в случае изготовления

--пиленых облицовочных плит ,

--пиленые архитектурные изделия с полированной и гладкой матовой фактурой в

--цокольных плит из этих горных пород допускается заполнение каверн и раковин на их лицевой поверхности мастикой того же цвета, что и цвет естественного камня, если не нарушаются эксплуатационные и декоративные свойства плиты.

--плит из цветного мрамора и мраморизованного известняка( внутренняя отделка)допускается одна трещина тектонического характера шириной не более 0,05 мм и длиной до трети изделия, к тому же такие изделия допускается использовать лишь для внутренних работ.

13. Флюатирование и аванфлюатирование. Для чего оно?

Каменные материалы в условиях службы в конструкциях и сооружениях могут подвергаться медленному разрушению. Этот процесс по аналогии с разрушением горных пород на земной поверхности называют выветриванием .

Основные причины разрушения каменных материалов в сооружениях:

a) растворяющее действие воды, усиливающееся растворенными в ней газами (SO2, CO2 и др.);

б) замерзание воды в порах и трещинах, сопровождающееся появлением в материале больших внутренних напряжений;

в) резкое изменение температур, вызывающее появление на поверхности материала микротрещин.

Стойкость материалов против выветривания тем выше, чем больше их относительная плотность (меньше пористость) и меньше растворимость. Все мероприятия по защите каменных материалов от выветривания направлены на повышение их поверхностной плотности и на предохранение от воздействия влаги. Этого можно достичь конструктивными мерами, к числу которых относятся обеспе-чение хорошего стока воды и придание камням плотной и гладкой поверхности, например зеркальной. Стойкость против выветривания пористых материалов существенно повышается при создании на их лицевой поверхности плотного водонепроницаемого слоя или гидрофобизацией. Одним из способов повышения поверхностной плотности камня является флюатирование.

Флюатация (флюатирование) - пропитка лицевой поверхности каменной плитки специальным уплотняющим составом (например, 20-%-ым водным раствором кремнефтористого магния и кремнефтористого цинка). Флюатирование — способ, применяемый для известняков. При пропитывании их раствором флюатов Кесслера (солей крем нефтористоводородной кислоты) получается целый ряд трудно растворимых в воде соединений. Эти нерастворимые соединения защищают камень или бетон от разрушения выветривания.

Аванфлюатирование — способ, применяемый для камней, не содержащих СаС03. В этом случае камень перед флюатированием пропитывают составом, содержащим известковую или иную соль, с которой флюат дает нерастворимые соединения.

Т.е. аванфлюатирование применяется, если конструкция выполнена из камня или бетона с крупными порами, а также с малым содержанием углекислого кальция , ее предварительно обрабатывают раствором хлористого кальция и после просушки — раствором соды (аванфлюатирование), вследствие чего образуется карбонат кальция

CaCl2+Na2CО3 = CaCО3+ 2 NaCl.

Уплотнение камня происходит в результате последующего флюатирования.

ДРЕВЕСИНА

14.Достоинства и недостатки древесины как строительного материала.

Достоинства древесины как материала

-- Малая плотность при относительно высокой прочности .

-- Малая теплопроводность .

Теплопроводность древесины возрастает с увеличением плотности и влажности.
-- Хорошая обрабатываемость режущими инструментами.
--Возможность склеивания. 
--Легкая гвоздимость. 
-- Способность хорошо окрашиваться , лакироваться, полироваться, красивая текстура (рисунок, образующийся на поверхности древесины в следствие перерезания анатомических элементов).
--Способность благодаря упругости хорошо поглощать звуки , возникающие при ударе и вибрации.

----Стойкость к действию растворов кислот и щелочей; в связи с этим древесину хвойных пород применяют для изготовления емкостей, труб.
--Способность к изгибу , что имеет существенное значение при гнутье древесины. Более высокой способностью к изгибу отличается древесина лиственных пород.
-- Сравнительно большая износостойкость .
--Свойства "предупреждать" (потрескиванием ) при критических нагрузках о своем скором разрушении.

Недостатки древесины как материала

-- Анизотропность, т.е. изменение механических характеристик в зависимости от породы, места произрастания, зоны в поперечном сечении ствола (заболонь, ядро, сердцевина), направления волокон, наличия пороков и их расположения, влажности и других факторов; это затрудняет отбор материала для ответственных изделий и сооружений.
-- Изменение размеров и формы в результате усушки , разбухания, коробления, особенно под воздействием изменения температуры и влажности воздуха..
-- Растрескивание - отрицательное свойство древесины, но в некоторых случаях оно приносит пользу, обеспечивая плотность соединения (в емкостях, деревянных трубах, судах и т.п.).

--Низкое сопротивление раскалыванию . Однако это свойство имеет положительные значения при заготовке колотых сортиментов.
--Загнивание, повреждение насекомыми, возгорание в неблагоприятных условиях службы

15.Микро- и макростроение древесины.

Макроструктура – это видимая невооруженным глазом или при небольшом увеличении (до 6 раз) внутренняя или поверхностная часть материала. В строительном материаловедении принято различать структуры поверхностного и внутреннего слоев.

Структура древесины отличается значительной неоднородностью. Это видно невооруженным глазом на главных разрезах ствола поперечном 1, радиальном 2 и тангенциальном 3. Поперечным (торцовым)называют разрез, проходящий перпендикулярно оси ствола. Радиальный разрез проходит вдоль оси ствола по радиусу или диаметру поперечного сечения. Тангенциальный разрез образован плоскостью, параллельной оси ствола и рассекающей поперечное сечение по хорде.

Выделяют следующие основные элементы макроструктуры :

--Сердцевина - узкая центральная часть ствола. Она представляет собой рыхлую, слабую ткань первичного образования, легко поддается загниванию. В досках и брусках толщиной до 50 мм сердцевина, как правило, не допускается.

--Ядро - это внутренняя зона древесного ствола, большей частью темноокрашенная.

--Заболонь - светлая наружная зона ствола, окружающая ядро. В основном она состоит из живых клеток.

-- Камбий - тончайший слой из полностью живых клеток, способных к росту и делению на большую часть, откладываемую в сторону древесины, и меньшую часть - в сторону от центра, где расположен следующий слой в виде луба (внутренний слой коры).

-- Годичные слои представляют собой ежегодный прирост древесины. Каждый годичный слой состоит из ранней и поздней древесины. Ранняя древесина образуется весной, поздняя - к концу лета.ранняя древесина более пористая и слабая, а поздняя - более плотная и прочная. Чем больше в годичном слое поздней древесины, тем выше механические свойства породы.

Микроструктура древесины представлена большим числом мельчайших клеток. Оболочки клеток состоят в основном из органического вещества - целлюлозы. Это природный полимер, нерастворимый в воде и органических растворителях. Целлюлоза образует систему первичных волокон, называемых микрофибриллами. Первичные волокна расположены в оболочках клеток в несколько слоев.

Древесина состоит из 40...50 % целлюлозы, 20...30 % лигнина, 15...30 % гемицеллюлозы и 1...3 % смол, масел и дубильных веществ. Волокна ориентированы в основном вдоль оси ствола. Стенки клеток древесинного вещества сравнительно тонкие. Ориентированное расположение волокон служит причиной неодинаковых свойств древесины в радиальном, тангенциальном и продольном направлениях. Полости клеток, на которые приходится значительная часть объема, формируют вместе с межклеточными промежутками большую пористость древесины.

Свойства древесины характеризует комплекс показателей, в число которых входят внешний вид, цвет, текстура, плотность, пористость, влажность, усушка, прочность, твердость, способность удерживать металлические крепления.

Текстура - это рисунок, образующийся на поверхности древесины при перерезании ее волокон, годичных слоев и сердцевинных лучей. Древесина хвойных пород обладает, как правило, простой и однообразной текстурой.

. Плотность древесины независимо от породы дерева плотность принимают равной 1530 кг/м3Пористость древесины связана с ее плотностью. С уменьшением средней плотности от 800 до 300 кг/м3 пористость возрастает с 55 до 80 %. Следовательно, большую часть объема древесины занимают поры.

16.Влажность древесины и зависимость ее свойств от влажности.

Если образец абсолютно сухой древесины выдерживать длительное время во влажном воздухе, то его масса вначале будет возрастать, а затем стабилизируется. Связано это с тем, что водяные пары конденсируются в стенках клеток древесины. Влагу, накапливающуюся в стенках клеток, называютсвязанной или гигроскопической . Состояние древесины, при котором клеточные стенки максимально насыщены водой, а в полостях клеток находится только воздух, характеризуется пределом гигроскопичности . Для большинства пород влажность, соответствующая пределу гигроскопичности при комнатной температуре, составляет 30 % по массе.

При насыщении древесины капельно-жидкой водой заполняются не только стенки, но и полости клеток. Влагу, находящуюся в полостях клеток, называют свободной или капиллярной . Она не влияет на разбухание и прочность древесины, но может изменить другие физические свойства.

Учитывая большое влияние влажности, условились все свойства определять при стандартной влажности , равной 12 %. Этот показатель соответствует влажности сухой древесины, которая хранится в комнатных условиях.

Усушка - это уменьшение линейных размеров и объема деревянных изделий при удалении из древесины связанной влаги. Вдоль волокон древесины усушка наименьшая - 0,1...0,3 %, в тангенциальном направлении - 6... 12 и в радиальном - 3...6 %.

Неравномерные деформации усушки в разных направлениях сопровождаются возникновением внутренних напряжений и являются причиной растрескивания и коробления пиломатериалов и деревянных.

Древесина является плохим проводником теплоты, что обусловлено ее пористостью (поры заполнены воздухом). Сопротивляемость древесины скалыванию и смятию весьма невелика, и разрушение при растяжении происходит не в виде разрыва, а в виде скалывания или смятия в местах закрепления изделия.

Прочность древесины , особенно на сжатие и изгиб, зависит от ее влажности. Существенное влияние оказывает только связанная влага, содержащаяся в клеточных оболочках. По мере возрастания влажности прочность древесины уменьшается, особенно при влажности 20...25 %. За пределом гигроскопичности (более 30 %) прочность древесины остается неизменной.

Твердость имеет большое значение при обработке древесины режущим инструментом. Наибольшей твердостью обладает торцовая поверхность. По степени твердости все древесные породы разделяют на три группы:

• мягкие (торцовая твердость - менее 38,5 МПа при 12%-й влажности) - сосна, ель, кедр, пихта, липа, тополь, ольха;

• твердые (торцовая твердость - 38,5...82,5 МПа) - лиственница, береза, бук, вяз, дуб, ясень, клен;

• очень твердые (более 82,5 МПа) - акация белая, береза железная, граб, тисе, кизил, самшит.

Способность удерживать металлические крепления - своеобразное свойство древесины, обусловленное упругостью ее волокон. Способность удерживать металлические крепления оценивают по сопротивлению выдергиванию гвоздей или шурупов. Сопротивление выдергиванию соответствует усилию, необходимому для выдергивания из древесины гвоздя или шурупа стандартных размеров.

Наибольшее сопротивление выдергиванию оказывает древесина в радиальном и тангенциальном направлениях.

17.Пороки древесины.

Пороками древесины называют отклонения от нормального строения, а также повреждения, которые оказывают влияние на ее технические свойства. Пороки появляются как при росте дерева, так и при хранении на складах и эксплуатации. В зависимости от причин их появления пороки делят на следующие группы: пороки, зависящие от неправильного строения, образовавшиеся от механического повреждения; от грибковых заболеваний; от повреждений насекомыми.

В отличие от других строительных материалов сорт древесины устанавливают не только по величине показателей прочности, но главным образом на основании тщательной оценки имеющихся в ней пороков.

--Сучки

Сучком называется заключенное в древесине ствола основание ветвей, живых или отмерших при жизни дерева.

-- Трещины и деформации

Трещины и деформации древесины являются обычным ее пороком.

Образуются они не только при высыхании срубленного дерева, но так

же и при его жизни от различных причин.

Трещины растущего дерева.

--Метик

Метик представляет собой одну или несколько широких внутренних направленных радиально продольных трещин, проходящих через сердцевину ствола, но не доходящих до его периферии.

-- Отлуп

Отлуп представляет собой внутреннюю не заполненную смолой трещину, идущую по годовому слою и распространяющуюся на некотором протяжении вдоль бревна. Возникает отлуп в стволе растущего дерева в основном под действием мороза

--Морозные трещины

Морозной трещиной или морозобоиной называется наружная продольная трещина, более широкая на периферии ствола и постепенно суживающаяся к центру.

--Трещины усушки(трещины срубленого дерева)

Трещинами усушки называют наружные радиальные трещины, возникающие при сушке лесоматериалов.

--Покоробленность

Покоробленностью называется деформация сортимента древесины при распиловке или сушке.

-- ПОРОКИ ФОРМЫ СТВОЛА

Пороки ствола — отклонения его от нормальной

-- Сбежистость

Сбежистость ствола заключается в резком уменьшении толщины бревна (или ширины необрезной доски) на всем его протяжении от комля (Ко́мель — толстая часть ствола дерева непосредственно над корнем и корневищем) до вершины;

-- Закомелистость

Резкое увеличение диаметра комлевой части дерева по сравнению с остальной его частью называется закомелистостью;

-- Кривизной

называется искривление ствола дерева по длине.

-- Нарост

Наростом называется местное утолщение ствола, имеющее различные формы и размеры.

-- ПОРОКИ СТРОЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ

-- Ненормальный наклон волокон

-- Свилеватость

Свилеватостью называется ненормальность строения древесины, выражающаяся в извилистом или путаном расположении волокон

-- Завиток

Завитком называется местное искривление годовых слоев древесины, вызванное наличием сучков или проростей.

-- Крень

Кренью называют местное изменение строения древесины с ненормальным утолщением летней древесины годового, слоя при значительном повышении ее твердости на более- узкой стороне и смещении сердцевины.

-- Сердцевина

Обязательное наличие в дереве любой породы сердцевины может рассматриваться как порок древесины, поскольку этот центральный участок ствола состоит из рыхлой и непрочной паренхимной ткани, причем прилегающая к ней древесина обладает повышенной склонностью к растрескиванию.

-- Двойная сердцевина

-- ПОВРЕЖДЕНИЯ НАСЕКОМЫМИ И ГРИБАМИ

-- Червоточина

Червоточиной называют повреждения, причиняемые древесине насекомыми.

-- Повреждения грибами(гниль)

18.Способы борьбы с гниением древесины.

Для защиты древесины от загнивания в процессе эксплуатации используются как конструкционные(создание неблагоприятного для развития грибов влажностного и температурного режимов ), так ихимические (обработка лесных материалов и изделий токсичными для грибов веществами —антисептиками ) меры. Антисептики должны обладать высокой токсичностью по отношению к дереворазрушающим грибам; хорошо проникать в древесину; быть устойчивыми к вымыванию; не ухудшать физико-механические свойства древесины — не повышать ее электропроводность, водопоглощение, не ухудшать способности к склеиванию и окрашиванию и др.; не корродировать металлические крепления; быть относительно безвредными. Рациональность выбора того или иного антисептика определяется в основном условиями службы древесины и способами ее защитной обработки.

19.Виды антисептиков и способы антисептирования древесины.

По виду пропиточной жидкости антисептики разделяются на классы, а по устойчивости к вымыванию из древесины — на группы

Высокотоксичными для грибов и насекомых являются невымы-ваемые водой антисептики, содержащие в своем составе соли хрома, меди, мышьяка, цинка. К ним относятся:

• эрлит — смесь натриевого хромпика, медного купороса, гидрооксида и борфторида аммония;

• болиден — смесь натриевого хромпика, сульфата цинка, оксида мышьяка;

• хемонит — смесь медного купороса, сульфата цинка, оксида мышьяка и хромового ангидрада;

• иску — смесь хромпика, медного купороса и оксида мышьяка;

• салькур — смесь натриевого хромпика, медного купороса и хромового ангидрида;

• таналит — смесь натриевого хромпика, оксида мышьяка, фторида натрия и динитрофенола;

• доналит У А и УАЛЛ — хлорофторомышьяковые антисептики.

Антисептирование древесины производится различными способами, основные из них: 
 

1) пропитка под давлением в цилиндрах;

Пропитка древесины под давлением в цилиндрах осуществляется только на специальных пропиточных заводах. Оборудование для пропитки состоит из пропиточных цилиндров (автоклавов), запасных, или маневренных, цилиндров, мерников, жидкостных и воздушных насосов, баков для приготовления раствора и других устройств
 

2) пропитка в горяче-холодных ваннах ;

Пропитку древесины влажностью более 25% следует производить по способу высокотемпературных горяче-холодных ванн, который совмещает в себе предварительную сушку древесины с последующей ее пропиткой в маслянистом антисептике. Предварительный прогрев и сушка древесины осуществляются в неводных жидкостях (петролатум, масла) при температуре 110— 120° С. После окончания сушки древесина быстро перемещается в холодную ванну (60—70° С) с маслянистым антисептиком.
 

3) пропитка в горячих ваннах; 
 

4) обработка антисептическими пастами; 
 

5) поверхностная обработка растворами и др.

20. Виды строительных материалов и изделия из древесины.

Строительные материалы:

Круглый лес представляют собой отрезки стволов деревьев с обрубленными сучьями и опиленными торцами.

--Отрезки стволов диаметром более 14 см считают бревнами ,

--от 8 до 13 см — подтоварником ,

--от 7 до 8 см — жердями ,

--кряжи длиной 1-6 м, толщиной больше 20см.

Пиломатериалы получают путем продольной распиловки бревен. Их подразделяют:

По размерам поперечного сечения :

--доски толщиной менее 100 мм при отношении ширины к толщине более 2,

--бруски толщиной 80—100 мм и шириной не более двойной толщины,

--брусья толщиной и шириной более 100 мм;

По толщине :

-- тонкие (тес ) толщиной до 32 мм и

-- толстые толщиной более 32 мм;

По характеру обработки:

--обрезные , опиленные со всех четырех сторон

-- необрезные , опиленные лишь с двух сторон.

--При распиловке дерева по оси ствола получают две половинки — пластины

-- при распиловке вдоль оси во взаимно перпендикулярных направлениях — четвертины . --Неполные пластины, являющиеся отходами при распиловке бревен, называют горбылями .

Изделия из древесины.

-- Доски строганые и шпунтованные(шпунт – выступ, чтоб собирать доски без гвоздей)

-- Погонажные плинтусы (Слово «погонаж» было образовано от словосочетания «погонный метр». Это означает, что основной его характеристикой является метраж. Сечение же может быть любым.)

-- Галтели (плинтусы на потолок)

-- Наличники для окон и дверей

-- Поручни для лестниц

-- Паркет(дощатый, щитовой, наборный, штучный)

-- Фанера

-- Сваи из клееной древесины (забивные)

-- Балки, фермы, арки

КЕРАМИКА (ГЛИНА)

21. Классификация керамических изделий по назначению и по плотности.

Керамические строительные материалы в зависимости от их структуры разделяют на две основные группы: пористые и плотные . Пористые поглощают более 5% воды (по массе), в среднем их водопоглощение составляет 8-20% по массе или 14-36% по объему. Пористую структуру имеют стеновые, кровельные и облицовочные материалы, а также стенки дренажных труб и др. Плотные поглощают менее 5% воды, чаще всего 1-4% по массе или 2-8% по объему. Плотную структуру имеют плитки для пола, дорожный кирпич, стенки канализационных труб и др.

По назначению керамические материалы и изделия делят на следующие виды:

- стеновые изделия (кирпич, пустотелые камни и панели из них);

- кровельные изделия (черепица); элементы перекрытий;

- изделия для облицовки фасадов (лицевой кирпич, малогабаритные и другие плитки, наборные панно, архитектурно-художественные детали);

- изделия для внутренней облицовки стен (глазурованные плитки и фасонные детали к ним - карнизы, уголки, пояски);

- заполнители для легких бетонов (керамзит, аглопорит);

- теплоизоляционные изделия (перлитокерамика, ячеистая керамика, диатомитовые и др.);

- санитарно-технические изделия (умывальные столы, ванны, унитазы);

- плитка для пола; дорожный кирпич;

-кислотоупорные изделия (кирпич, плитки, трубы и фасонные части к ним);

-огнеупоры; изделия для подземных коммуникаций (канализационные и дренажные трубы).

22. Характеристики глиняного сырья для производства керамических изделий.

Глины — осадочные горные породы, состоящие преимущественно из глинистых минералов (водных алюмосиликатов) с характерной слоистой структурой. Глины обладают способностью образовывать с водой пластичное тесто, после обжига приобретающее прочность камня.

Глинистые минералы образуют в глинах наиболее тонкодисперсные фракции — менее 0,005 мм, частицы 0,005—0,05 мм представляют собой пылеватые фракции , а более 0,05 мм — песок .

При содержании глинистого вещества более 60% сырье относят к категории тяжелых глин , 30—60% — к глинам , 10— 30% — к суглинкам и 5—10% — к супесям .

1. По огнеупорности.

Показателем огнеупорности принято называть температуру, при которой стандартный образец в виде трехгранной усеченной пирамидки высотой 30 мм со стороной нижнего основания 8 мм и верхнего 2 мм, изготовленный из испытуемого материала (глины или массы), во время обжига под влиянием собственной массы деформируется так, что вершина его, плавно изгибаясь, касается основания , т. е. той подставки, на которой закреплен образец.

Все глинистое сырье по огнеупорности классифицируют на огнеупорные глины с показателем огнеупорности свыше 1580°С, тугоплавкие — от 1350 до 1580°С и легкоплавкие — с огнеупорностью ниже 1350° С.

1. По спекаемости.

Процесс образования керамического черепка называют спеканием . классифицируют насильноспекающееся (темпер.спекания выше1300° С) , среднеспекающееся (от 1100 до 1300° С) инизкоспекающееся( до 1100° С) . Мерилом спекаемости принято считать водопоглощаемость черепка, выраженную в процентах по отношению к массе сухого образца. У сильноспекающихся глин водопоглощаемость должна быть не более 2%, У среднеспекающихся — не более 5% и у низкоспекающихся — выше 5%.

1. По содержанию посторонних включений.

В связи с этим глинистое сырье классифицируют на глины с малым содержанием включений — не более 1%; глины со средним содержанием включений — от 1 до 5% и глины с высоким содержаниемих, т. е. более 5%.

Включения в свою очередь подразделяют на мелкие — от 0,5 до 2 мм, средние — от 2 до 5 мм и крупные — свыше 5 мм.

4. По пластичности .

Глинистое сырье по пластичности классифицируют на высокопластичное — с числом пластичности более 25, среднепластичное — от 15 до 25, умереннопластичное — от 7 до 15, малопластичное — с числом пластичности менее 7 и непластичное, т. е. не образующее с водой пластического теста.

5. По чувствительности к усушке.

Глины принято классифицировать на малочувствительные к сушке, глины средней чувствительности и глины высокой чувствительности . Суммарный объем межзернового пространства (объем пор) у глин, малочувствительных к сушке, больше величины объемной усадки, поэтому у этих глин во время сушки влага свободно перемещается из внутренних слоев к наружным, не вызывая при этом никаких напряжений в массе. Такие глины дают равномерную воздушную усадку. С уменьшением объема межзернового пространства перемещение влаги во время сушки затрудняется, в глине возникают напряжения, достигающие подчас значительной величины. Последнее приводит к всевозможным видам деформации и растрескиванию.

23. Технологическая схема производства кирпича глиняного обыкновенного по пластическому способу.

-- Глину измельчают и смешивают с отощающими, а иногда и с выгорающими добавками до образования однородной керамической массы.

-- Затем массу увлажняют водой или паром до формовочной влажности (до 18—23%) и тщательно перемешивают.. Чаще всего увлажнение и перемешивание глиняной массы производят в двухвальных мешалках с открытым корытом производительностью до 35 м3/ч. Подготовленная таким образом глиняная масса подается для формования.

-- Для формования кирпича используют горизонтальные вакуумные обычные (без вакуума) ленточные прессы. Ленточные вакуум-прессы состоят в основном из трех частей — подготавливающей, вакуумирующей и прессующей. Подготавливающая часть пресса (мешалка) располагается или над прессующей частью, или на одной осевой линии с ней. Шнек подготавливающей части пресса захватывает глиняную массу и проталкивает ее через перфорированную решетку в вакуум-камеру. Отвакуумированная, освобожденная от воздуха, глиняная масса с помощью шнекового винта уплотняется и продвигается к выходному отверстию мундштука, укрепленного на головке пресса. Выйдя из мундштука пресса, непрерывный глиняный брус разрезается на отдельные кирпичи-сырцы.

-- Продолжительность сушки сырца в естественных условиях составляет до 15—20. суток. Существует ряд методов интенсификации сушки и продления сушильного сезона (навесы со стеклянной кровлей, установка переносных вентиляторов, введение в шихту электролитов и т. п.). Тем не менее, большинство современных кирпичных заводов используют искусственные сушильные установки камерного или туннельного типа.

-- Обжиг кирпича производится в основном в печах непрерывного действия (кольцевые и туннельные печи); печи периодического действия используются лишь на заводах малой мощности. В процессе обжига в печах любого типа осуществляется прогрев сырца, собственно обжиг и охлаждение готового изделия.

24. Специальные керамические материалы: черепица, облицовочная фасадная плитка, плитка для внутренней отделки, для полов.

Керамическая черепица.

Классическую керамическую черепицу получают так же, как и керамический кирпич. Из пластичной глиняной массы формуют тем или иным способом (экструзией, прессованием) заготовки. Затем их сушат и обжигают при температуре около 1000 ^о С. Во время сушки и обжига из глиняной массы удаляется вода, и поэтому структура черепицы пористая.

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статьи Все о Фундаменте

Статьи по газобетону ( газоблоку ), газобетонных блоков, газосиликатнных блоков

Новости, статьи, слухи, факты, разное и по чу-чуть

Статьи по кирпичу ( рядовому, лицевому,облицовочному,клинкерному, шамотному, силикатному,)