183 1.7 Будівельні матеріали

Будівельні матеріали — це природні і штучні матеріали та вироби, які використовуються при спорудженні та ремонті різноманітних будинків і споруд.

До будівельних матеріалів належать речовини органічного й неорганічного походження (природні або штучні, спеціально синтезовані людиною), які мають властивості, необхідні для їхнього застосування у конструкціях і виробах загально будівельного та спеціального призначення.

У наш час відмічається поступовий перехід від традиційних проблем, пов'язаних з вивченням технічних характеристик будівельних матеріалів та оцінкою їхньої поведінки в різних умовах експлуатації, до встановлення фізико-хімічних закономірностей утворення матеріалів із наперед заданими властивостями та розкриття механізмів руйнування їх.

1.7.1 Загальна характеристика і класифікація будівельних матеріалів

Будівельні композиційні матеріали можуть бути класифіковані за походженням, призначенням, складом (з урахуванням виду в'яжучої речовини, розмірів та виду армуючих компонентів), технологіями отримання та способами твердіння.

За походженням будівельні матеріали діляться на природні (гравій, пісок, глина, природний камінь, деревина, метали), тобто загального призначення, на їх основі виготовляють будівельні конструкції, і штучні, які одержують в процесі переробки природних сировинних матеріалів (цемент, щебінь, полімерні смоли, бітуми, вапно) і т. ін;

За хімічним складом поділяються на неорганічні (пісок, глина, природний камінь та ін.) і органічні будівельні матеріали (деревина, пластмаси, фарби, бітуми і т. ін.).;

За технологічною ознакою будівельні матеріали діляться на такі основні групи: природні кам'яні матеріали, керамічні матеріали і вироби, вогнетривкі, мінеральні в'язкі речовини і вироби на їхній основі, силікатні і азбоцементні матеріали і вироби, скло і скловироби, теплоізоляційні, дерев'яні, пластмасові і металеві вироби;

За призначенням на: конструкційні,оздоблювальні,теплоізоляційні.

У процесі експлуатації будівельні матеріали зазнають впливу різноманітних факторів, які змінюють їхні споживні властивості. Розрізняють такі властивості будівельних матеріалів: фізичні, механічні, оптичні та ін.

За типом матриці: неметалеві (полімерні, керамічні, скляні), металеві, напівпровідникові;

За формою та розміром компонентів, що використовуються Для армування: порошки, частинки, гранули (дисперсне армування); волокна; пластини; тримірні каркаси;

За видом армуючого компонента композиційні матеріали можуть бути макродисперсними (порошкові, зернові) - фарби, розчини, бетони; волокнистими - вироби на основі мінеральної вати, армоцементи, 184

фібробетони; шаруватими (пластинчастими) - фанера; скелетними залізобетонні вироби;

За структурою та розташуванням компонентів можна виділити макроскопічне ізотропні - дисперснозміцнені матеріали та хаотично-армовані короткими (дискретними) частинками голчастої форми (короткі волокна, ниткоподібні кристали - вуса), що орієнтовані у просторі випадково (при цьому композиційні матеріали є анізотропними у мікрооб'ємі, але ізотропними в об'ємі виробу); анізотропні матеріали, в яких волокна (пластини) орієновані у визначеному напрямку;

За методами отримання (технологічними прийомами, що забезпечують кінцеву форму матеріалу): рідко- та твердофазні. Рідкофазні методи - це імпрегнація (просочування) та спрямована кристалізація розплавів, а твердофазні - пресування, прокатування, екструзія, штампування, ковка, ущільнення вибухом або іншими динамічними методами. Як методи отримання можна також виділити методи осадження (або напилення) та різні комбіновані способи.

Додатково композити на основі матриць, утворених за рахунок застосування різних видів в'яжучих систем, можна класифікувати як матеріали, отримані на основі органічних та неорганічних в'яжучих систем і відповідно розглядати як портландцементні, глиноземні, шлаколужні, полімерцементні, полімерні.

Використання цементу як матриці в композиційних матеріалах (бетонах, розчинах) надає їм ряд переваг, серед яких:

• низькоенергоємність виробництва (в порівнянні з металами); -можливість набувати будь-яких форм (за рахунок

віброформунання, пресування або лиття бетонної суміші);

• технологічність (тобто простота виготовлення та можливість твердіння при нормальних умовах або в умовах тештовологої обробки й сушіння).

Незважаючи на зазначені переваги, ці матриці мають недоліки, пов'язані з їхніми фізико-хімічними характеристиками, в тому числі низьку міцність при розтягуванні та згині, крихкість.

З урахуванням елементів, що використовуються для армування, компози­ційні матеріали будівельного призначення можуть бути поділені на 6 класів:

• матричні (без наповнювача) або «матриця в матриці» - - клеї, ґрунтовки, лаки, емалі;

• дисперсно-армовані - отримані з використанням високодисперсного наповнювача (фарби);

• зміцнені заповнювачами визначеного (різного) ступеня дисперсності (бетони та розчини);

• армовані волокнами органічного та неорганічного походження -фіброкомпозити, в тому числі антикорозійні покриття на органічних в'яжучих та армоцемент;

185

• армовані волокнами та наповнювачами зернистої будови - розчини та бетони нового покоління;

• імпрегновані (просочені) полімерами або іншими речовинами. Композиційні будівельні матеріали можна представити як матеріали

спеціального функціонального призначення, які найбільш доцільно використовувати в таких напрямах:

-захисні покриття різного призначення, в тому числі декоративні;

-тампонажні суміші та розчини;

-будівельні конструкційні матеріали;

-спеціальні матеріали для машино- і суднобудування, для енергетики та енергосистем.

Серед композиційних будівельних матеріалів останнього покоління най­більшу увагу фахівців привертають бетони, отримані з використанням мікронаповнювачів, полімерно-цементні композити, бетонні полімерні композити та фібробетони.