МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЭКОНОМИКИ И ТОРГОВЛИ

им. М. ТУГАН-БАРАНОВСКОГО

КАФЕДРА ГОСТИНИЧНОГО И РЕСТОРАННОГО ДЕЛА

«Гражданское строительство»

ДонНУЭТ

Донецк 2014

Раздел 1. Основы строительства

Часть 1. Строительные материалы

1.1 Основные свойства строительных материалов

Область применения различных строительных материалов определяется их качественными показателями. Так прочный и плотный камень применяется для возведения фундаментов, а легкий пористый - для кладки стен. Одни материалы не пропускают тепло, другие влагу. У каждого материала преобладают какие-либо определенные свойства.

Объемная масса - это вес единицы объема материала в естественном состоянии, выраженном в килограммах на 1 кубический метр - (кг/м³)

Удельная масса - вес единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии (без пор) - кг/м³

Пористость - степень заполнения материала порами. По величине пор материалы разделяют на мелкопористые и крупнопористые.

Морозостойкость - способность материала в насыщенном водой состоянии, выдерживать многократное переменное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и без значительного снижения прочности и веса. Вода, заполняющая поры материала, при замерзании расширяется, давит на стенки этих пор, постепенно расширяя их, если материал не морозостоек. Морозостойкость характеризует атмосфероустойчивость и долговечность материала. Степень морозостойкости определяется количеством циклов замораживания и оттаивания без разрушения и потери веса.

Теплопроводность - способность материала передавать тепло через свою толщу. Теплопроводность материала зависит от характера пор и пористости, вида материала, его влажности. Степень теплопроводности оценивается коэффициентом теплопроводности и в справочной литературе приводится для различных материалов в зависимости от их объемной массы (см. приложение…).

Прочность - способность материала сопротивляться разрушению при действии внешних сил. Прочность измеряется в МПа. В конструкциях строительные материалы под воздействием различных нагрузок испытывают напряжение сжатия, растяжения, сдвига и т.д.

Показателем прочности строительных материалов является его марка. Маркой называется предельное напряжение в МПа на сжатие неупругих или на растяжение упругих строительных материалов, при котором образец данной площади разрушается. Марка каменных материалов колеблется от 0,4 до 400 МПа.

1.2 Вяжущие вещества

Вяжущими материалами называют порошкообразные вещества, которые после затворения водой способны постепенно приобретать камневидное состояние. Они применяются в строительстве главным образом для приготовления бетонов и растворов. Это известь, гипс, цемент.

Известь получают обжигом известняка при температуре до 800°С.. Полученную комовую известь называют негашеной или известью - кипелкой. При затворении водой известь гасится, выделяя большое количество тепла. Если количество воды, взятое на гашение равно количеству извести (1:1), то получается пылевидная известь-пушонка, а если воды больше (1:3), то - известковое тесто. Часто комовую известь размалывают, получая молотую негашеную известь.

Процесс твердения гашеной извести происходит медленно в результате испарения воды, поглощения углекислого газа и кристаллизации новообразований.

Для приготовления растворов, красок применяют известковое тесто или известь-пушонку. Молотую негашеную известь применяют для изготовления силикатного кирпича, стеновых легких панелей, блоков, красочных составов.

Гипс строительный получают тепловой обработкой в открытых варочных котлах природного гипсового камня при температуре 140 - 170°С с предварительным или последующим помолом в тонкий порошок. При затворении гипса водой через 4 - 5 минут он начинает схватываться и затвердевает через 6-30 минут, превращаясь вновь в гипсовый камень (двуводный гипс). Гипс применяется для изготовления гипсовых растворов, формования перегородочных плит и панелей, лепных архитектурных деталей и др.

Портландцемент представляет собой темно-серый с зеленоватым оттенком порошок, который в отличие от гипсов и извести может затвердевать и сохранять прочность не только на воздухе, но и в вводе. Портландцемент является одним из лучших по прочности вяжущих материалов. Цемент приготавливают обжигом мергеля. Представляющего собой природную смесь глины и известняка.

На крупных современных заводах сырьевую смесь получают размалывая совместно известняки, кварцевый песок и глину. Эта смесь обжигается при температуре 1450°С до спекания и после охлаждения размалывается с добавками. В качестве добавок используют гипс, активные и инертные добавки. Гипс (до 5 %) применяют для регулирования сроков схватывания. Активные минеральные добавки (до 15%) применяют для улучшения свойств портландцемента, в частности, для повышения водостойкости. Инертные добавки (до 10-12%) вводят в качестве наполнителей для улучшения вяжущего. В качестве гидравлических добавок применяют металлургические дробленные шлаки, диотомиты, трепелы и др. Инертным наполнителем может служить кварцевый песок, шлаки и др.

Портландцемент после смешивания с водой начинает затвердевать (схватываться) через 40 - 60 минут и заканчивает схватывание не позднее 12 часов.

Прочность портландцемента характеризуется его маркой, которую определяют испытанием контрольных образцов кубов с размером ребра 7,07 см на сжатие. Образцы изготавливают из цементно-песчаного раствора состава 1: 3 и выдерживают до испытания 28 суток.

Портландцемент выпускается следующих марок М — 200, 300, 400, 500 и 600. Иногда, по специальному заказу выпускают портландцемент марки 700 и 800.

Портландцемент активно набирает прочность в течении первых суток или в течении 10-15 часов в паровой среде при температуре 85 - 90°С. Затем рост прочности замедляется, особенно к 28 суткам. Со временем, хотя и не очень заметно, нарастание прочности продолжается многие годы.

Твердение портландцемента осуществляется в результате сложных физико-химических процессов, начинающихся с гидролиза и гидратации вяжущего и завершающихся появлением новообразований, обеспечивающих образование прочного кристаллического сгустка - искусственного камня.

Портландцемент хотя и является прекрасным вяжущим материалом, не везде может применяться. Например, его нельзя применять в гидротехническом строительстве, для конструкций, эксплуатирующихся в морской воде, в среде с сульфатной агрессией и т.д. Для таких специальных целей используют разновидности портландцемента. Промышленностью выпускаются портландцемент с умеренной экзотермией для гидротехнического строительства, сульфатостойкий портландцемент, пластифицированный, гидрофобный, пуццолановый, шлаковый портландцемент и т. д.

Портландцемент и его разновидности применяются для изготовления бетонных и железобетонных конструкций различного назначения, начиная от фундамента и заканчивая крышей здания, для изготовления строительных растворов и т.д.