- •(КубГту)
- •Материаловедение
- •Составитель: канд. Техн. Наук, доцент о.С.Огурцов а
- •Тема 1. Составы и структура строительных материалов
- •1 Составы строительных материалов
- •1.6 Краткие выводы по вопросу состава строительных материалов
- •2 Структура материалов
- •2.4 Краткие выводы по вопросу структуры материалов
- •Тема 2 Свойства материалов
- •1 Структурные характеристики
- •2 Физические свойства
- •2.1 Гигроскопичность – свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяные пары из воздуха и удерживать их вследствие капиллярной конденсации.
- •2.2 Теплофизические свойства
- •2.3 Звукоизоляционные свойства
- •3 Химические свойства материалов
- •4 Механические свойства
- •4.2 Прочность строительных материалов
- •5 Долговечность и надежность
- •Тема 3 Материалы из природного камня
- •Каждый минерал характеризуется строго определенным химическим составом и рядом физических свойств: плотность, кристаллическое строение, твердость, цвет, цвет черты, характер излома, спайность и др.
- •Классификация и свойства минералов
- •1.1 Классификация минералов
- •Классификация природных изделий
- •Характеристика и применение природных каменных изделий
- •Методы защиты природных каменных материалов от разрушения
- •Тема 4. Древесные материалы
- •Строение и состав
- •Основные свойства древесины
- •Древесные породы, применяемые в строительстве
- •6 Методы защиты древесины от гниения, возгорания
- •Тема 5. Неорганические вяжущие вещества
- •1 Гидравлические вяжущие вещества.
- •1.1 Общая классификация цементов
- •1.2 Портландцемент
- •1.3 Цементы сульфатостойкие
- •1.4 Портландцементы белые и цветные
- •1.5 Цементы глиноземистые, высокоглиноземистые и
- •1.6 Расширяющиеся цементы
Классификация природных изделий
по эксплуатационно-техническим свойствам
По показателям плотности природные камни делятся на легкие и тяжелые. Легкие камни плотностью не более 1,8 г/смимеют пористое строение (вулканический туф, пемза, известняк-ракушечник) и поэтому применяются преимущественно в виде штучного камня и блоков для стен зданий и щебня для легких бетонов. Тяжелые камни плотностью более 1,8 г/см(из гранита, сиенита, диорита и т.п.) служат облицовкой и используются в виде плит пола, материалов и изделий для гидротехнического и дорожного строительства.
Прочность. По пределу прочности при сжатии образцов в воздушно-сухом состоянии природные каменные материалы делят на марки (МПа): 10…100 для тяжелых камней и 0,4…20 для легких.
Морозостойкость. Марки по морозостойкости F10; F15; F25, F35 свойственны легким каменным материалам и F 15……F500 – тяжелым. Высокую морозостойкость имеют плотные камни с равномерно-зернистой структурой. Камни с неравномерным порфировым строением быстрее растрескиваются при резких изменениях температуры вследствие различия коэффициентов температурного расширения мелкокристаллической массы и крупных вкрапленников. Свежедобытые известняки, доломиты, песчаники, туфы легко разрушаются от мороза вследствие того, что их поры заполнены "горной влагой" и коэффициент насыщения пор водой близок к 1. После естественной просушки они оказываются достаточно морозостойкими и более прочными.
Водостойкость камней характеризуется коэффициентом размягчения – 06…1.
Истираемость и износ. Эти свойства природного каменного материала имеют значение при устройстве дорожных покрытий, полов, лестниц и т.п. Мелкокристаллические материалы при истирании становятся слишком скользкими, поэтому для лестниц, полов и дорожных покрытий следует применять средне-зернистые материалы, которые при истирании остаются немного шероховатыми. При выкрашивании крупных зерен в процессе истирания в камне образуются выбоины.
Огнестойкость зависит от минерального состава камня. Некоторые материалы при повышенной температуре разлагаются (гипс при 100 °С, известняк при 900 °С), другие (например, гранит, порфиры) растрескиваются при пожаре вследствие различного теплового расширения составляющих их минералов.
В зависимости от назначения и условий применения природные каменные материалы оценивают также по твердости, стойкости химическому воздействию внешней среды и т.п.
Характеристика и применение природных каменных изделий
Грубообработанные каменные изделия
Бутовый камень (бут) - куски камня неправильной формы, размером не более 500 мм по наибольшему измерению. Бутовый камень может быть рваный (неправильной формы), постелистый и лещадный. Бутовый камень получают разработкой местных осадочных и изверженных пород, отвечающих проектным требованиям в отношении прочности, морозостойкости, водостойкости. Для получения рваного бута разработку пород осуществляют преимущественно взрывным способом. Плитняковый бут получают из пород пластового залегания. Крупные отдельности такой породы, ограниченные трещинами, отделяют экскаватором с последующей развалкой кусков до требуемых размеров камнекольным инструментом.
Бутовый камень применяют для кладки фундаментов и стен подземных частей зданий, для кладки надземных стен неотапливаемых зданий. Из бута возводят плотины и другие гидротехнические сооружения, его применяют для подпорных стенок. Большое количество бутового камня перерабатывается в щебень.
Щебень - куски камня размером 5-70 мм (для гидротехнического строительства до 150 мм). Получают его дроблением бутового камня. Для обеспечения нужного зернового состава щебня процесс дробления осуществляют в несколько стадий. Встречается и природный щебень, называемый дресвой.
Гравий – рыхлый материал с размерен зерен 5-70 мм. Его получают просеиванием рыхлых осадочных пород, в необходимых случаях применяют промывку для удаления вредных примесей (глины, пыли).
Песок состоит из зерен различных минералов (кварца, полевого шпата, слюды и др.) с размерами 5-0,14 мм.
Щебень, гравий и песок используют в качестве заполнителей для бетонов. Предприятия-поставщики на эти материалы должны выдавать сертификат радиационно-гигиенической оценки о содержании естественных радионуклидов.
Камни и плиты
Стеновые камни получают из туфов и пористых известняков путем выпиливания из массива горной породы или распиловки блоков-заготовок. Камни применяют для кладки наружных и внутренних стен и перегородок. Основные размеры стеновых камней: 390x190x188; 490x240x188; 390x190x288 мм. Каждый такой камень заменяет в кладке 8-12 кирпичей. Стены из мелкопористого природного камня не требуют наружной штукатурки или облицовки. Для наружных стен применяют камни плотностью не более 2300 кг/м3. Водопоглощение камня должно быть не более 30%, морозостойкость - не менее 15.
Камни и плиты для облицовки гидротехнических сооружений, набережных, устоев мостов, цокольной части монументальных зданий получают из гранита и других изверженных пород, которым свойственна высокая морозостойкость, прочность и твердость. Камни могут быть плитообразной формы (толщиной 15-25 см), утолщенные пирамидального вида (толщиной 30 см и более).
Наружная облицовка зданий может выполняться из атмосферостойких осадочных пород (известняков, доломитов, песчаников, туфов), которые легче поддаются обработке и экономнее гранитных пород. Для внутренней облицовки общественных зданий и сооружений (например, станций метрополитена) широко используют плиты, получаемые из хорошо распиливающихся пород: мрамора, ангидрида, гипса. Плиты толщиной 4…8 см применяемые для наружной облицовки зданий, 1,2…4 см - для внутренней. В настоящее время изготавливают тонкие плиты (5…10 мм), , стоимость которых в 2-4 раза ниже, чем обычных.
Цокольные плиты, а также детали карнизов, поясков и других выступающих частей сооружений изготовляют из атмосферостойких пород. Эти изделия не должны иметь волосных трещин, им придается такая форма, чтобы на них не задерживалась вода от дождя и тающего снега.
Специальные облицовки применяют для защиты от коррозии и действия высоких температур. Для защиты от растворов кислот (кроме плавиковой и кремнефтористоводородной) используют андезит, гранит, сиенит, диабаз, кварцит, кремнистый песчаник и другие кислотостойкие породы.
Плиты для полов и каменных ступеней внутренних лестниц должны иметь высокие износостойкость и декоративные свойства, соответствующие архитектуре интерьера.
Бортовые камни, отделяющие проезжую часть дороги от тротуара, изготовляют из плотных изверженных пород (гранита, диабаза и т.п.), отличающихся высокой морозо- и износостойкостью и прочностью. Бортовые камни бывают прямые и лекальные, высокие - до 40 см и низкие - до 30 см.
Брусчатка для мощения дорог имеет форму бруска, слегка суживающегося книзу. Брусчатку изготовляют механизированным способом из однородных мелко- и среднезернистых пород (диабаза и др.). Из таких пород изготовляют шашку для мозаиковой мостовой (приближающуюся по форме к кубу) и шашку для мощения (в виде усеченной пирамиды).
Тротуарные плиты изготовляют из гнейсов и подобных ему слоистых горных пород. Они имеют форму прямоугольной или квадратной плиты со стороной 20-80 см с ровной поверхностью, толщиной не менее 4 см и не более 15 см.