1 Элементный, химический состав строительных материалов. В строительстве применяют разнообразные строительные материалы и изделия, отличающиеся внешним видом, строением, химическим составом, показателями свойств и качеств.

В зависимости от происхождения, назначения, условий эксплуатации, вида сырья, технологии получения, свойств все строительные материалы разделяют на отдельные группы, т. е. их классифицируют.

По происхождению различают строительные материалы природные и искусственные. Природными материалами являются древесина, горные породы (природные камни), природные битумы и асфальты. К искусственным материалам и изделиям относят цемент, керамзитовый гравий и песок, керамический кирпич, железобетонные конструкции, стекло и др.

Химические свойства выражают степень активности материала к химическому взаимодействию с реагентами внешней среды и способность сохранять постоянными состав и структуру материала в условиях инертной окружающей среды. Некоторые материалы склонны к самопроизвольным внутренним химическим изменениям в обычной среде. Ряд материалов проявляет активность при взаимодействии с кислотами, водой, щелочами, растворами, агрессивными газами и т. д. Химические превращения протекают также при технологических процессах производства и применения материалов. 2 Минералогический, фазовый и гранулометрический составы строительных материалов. Минералогический состав дает более полную информацию о материале: позволяет отличить один материал от другого, предопределить физические, химические и технологические свойства материала. Фазовый состав – структурная характеристика материала, которая может рассматриваться как на микроуровне, так и на макроуровне, особое внимании е необходимо уделить на границы раздела фаз. Граница раздела предопределяет физические, химические и термические свойства материалов. При помощи гранулометрического состава можно охарактеризовать сыпучую смесь в целом и свойства отдельных зерен. При учении составов материалов необходимо уделять внимание зависимости свойств строительных материалов от их состава. 3 Строение строительных материалов – типы макро- и микроструктур.

В строительном материаловедении под термином "структура" подразумевают взаиморасположение элементов, составляющих тот или иной материал. Структура (строение, расположение, порядок) – совокупность устойчивых связей тела (объекта), обеспечивающих его целостность. Структуру строительного материала изучают на трех уровнях: макро уровне - макроструктура – строение материала видимое невооруженным глазом; микро уровне - микроструктура – строение материала, видимое через микроскоп; внутренняя структура строение вещества, изучаемое на молекулярно-ионном уровне (физико-химические методы исследования – электронный микроскоп, термогравиметрия, рентгеноструктурный анализ и т.д). Макроструктуру строительных материалов делят на группы: конгломератную, ячеистую, мелкопористую, волокнистую, слоистую и рыхлозернистую (порошкообразную). Микроструктуру - на типы: кристаллический, аморфный и смешанный. Изучение строения материалов на трех уровнях: макро, микро и на молекулярно-ионном уровне позволяет модифицировать существующие материалы и создавать новые. 4 Параметры состояния строительных материалов – плотность истинная и средняя,

Истинная плотность.

Первый параметр состояния любого материала это истинная плотность. Истинная плотность - это масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии без пор Р(ист) = m/V(абс) (кг/м3)

Средняя плотность. Вторым параметром состояния является средняя плотность материала. Средняя плотность материала - это масса единицы объема материала в естественном состоянии с порами Р(ср) = m/V(ест) (кг/м3) Насыпная плотность.Следующим параметром является насыпная плотность. Насыпная плотность - это масса единицы объема материала в насыпном состоянии. Она определяется только для сыпучих материалов Р(нас) = m/V(нас) (кг/м3) Пористость.Четвертый параметр состояния материала это его пористость. Пористость - это степень заполнения материала порами. П(общ) = (1 - Р(ср)/Р) * 100 (%) Открытая пористость снижает прочность материала, его морозостойкость и водостойкость. А также повышает водопоглощение и водопроницаемость. Закрытая пористость материала снижает его прочность, но не влияет на морозостойкость, водостойкость, водопоглощение, водопроницаемость. 5 Гидрофизические свойства строительных материалов – влажность, гигроскопичность, водопоглощение, паропроницаемость.

Гигроскопичность — свойство пористо-капиллярного материала поглощать влагу из воздуха.Степень поглощения зависит от температуры и относительной влажности воздуха. С увеличением относительной влажности и снижением температуры воздуха гигроскопичность повышается. Гигроскопичность характеризуют отношением массы поглощенной материалом влаги при относительной влажности воздуха 100% и температуре +20 °С к массе сухого материала.Водопоглощение — свойство материала при непосредственном соприкосновении с водой впитывать и удерживать ее в своих порах.Водопоглощение выражают степенью заполнения объема материала водой (водопоглощение по объему Wо) или отношением количества поглощенной воды к массе сухого материала.Влажность — отношение массы воды, находящейся в данный момент в материале, к массе (реже к объему) материала в сухом состоянии. Вычисляется по тем же формулам, что и водопоглощение, и выражается в процентах. При этом массу материала берут в естественно влажном, а не в насыщенном водой состоянии. Паропроницаемость возникает при различном содержании и упругости пара по обе стороны поверхности, что зависит от темпертуры водяных паров и характеризуется коэффициентом паропроницаемости, который равен количеству водяного пара (в г), проникающего в течение 1 ч через 1 м2 материала толщиной 1 м при разности давлений пара на поверхностях 133,3 Па 6 Водостойкость, морозостойкость строительных материалов.

Водостойкость — свойство материала сохранять прочность при насыщении его водой. Критерием водостойкости строительных материалов служит коэффициент размягчения Кр = К/Кс— отношение прочности при сжатии материала, насыщенного водой прочности сухого материала Кс - Он изменяется от 0 (для глины) до 1 (стекло, металлы). Материалы, у которых коэффициент размягчения больше 0,75, называют водостойкими.Морозостойкость — свойство материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное число циклов попеременного замораживания и оттаивания без видимых признаков разрушения и без значительного снижения прочности и массы. Морозостойкость — одно из основных свойств, характеризующих долговечность строительных материалов в конструкциях и сооружениях. При смене времен года некоторые материалы, подвергаясь периодическому замораживанию и оттаиванию в обычных атмосферных условиях, разрушаются. Это объясняется тем, что вода, находящаяся в порах материала, при замерзании увеличивается в объеме примерно на 9...10%; только очень прочные материалы способны выдерживать это давление льда (200 МПа) на стенки пор. 7 Теплофизические свойства строительных материалов – теплопроводность, сопротивление теплопередаче, огнестойкость, огнеупорность. Теплопроводность - способность материала проводить через свою толщину тепловой поток, который возникает из-за разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Проводить тепло способны все материалы, но теплопроводность при этом у них различна. Она зависит от вида материала, пористости, плотности, влажности, средней температуры, при которой происходит передача тепла. Так как большинство материалов имеют поры и пустоты, а теплопроводность воздуха меньше, чем у твердых материалов, то увеличение пористости приводит к снижению теплопроводности.Огнестойкость - способность материала противостоять воздействию огня, высоких температур и воды в условиях пожара. Огонь вызывает у материалов химическое разложение (доломит, известняк, органические материалы), плавление (пластмассы, алюминий), деформации и разрушения (гранит, сталь)Огнеупорность - способность материала выдерживать продолжительное воздействие высоких температур без деформаций и размягчений. По степени огнеупорности материалы подразделяют на: огнеупорные, тугоплавкие, легкоплавкие. Огнеупорные материалы способны выдержать длительное воздействие температуры свыше 1580°С. Они применяются для футеровки внутренних поверхностей промышленных печей (магнезитовые и графитовые материалы, шамотный кирпич). Тугоплавкие материалы могут выдерживать без размягчения температуру 1350...1580°С (кирпич гжельский для кладки печей). 8 Механические свойства строительных материалов – прочность, твёрдость, истираемость. Прочность

Способность материала противостоять разрушению под воздействием внешних воздействий называется прочностью. Это свойство характеризуется пределом прочности материала при трех видах воздействия на него – изгибе, сжатии и растяжении.Существует 8 степеней прочности: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200-я.

Твердость

Способность материала сопротивляться проникновению в него более твердого тела называется твердостью. Это свойство материала широко используется при устройстве фундаментов.

9 Взаимосвязь состава, строения и свойств строительных материалов, способы формирования заданных структуры и свойств.

Основными элементами химико-технологического процесса производства строительных материалов являются сырье, энергия и оборудование.Создание новых строительных конгломератов основывается на открытых закономерностях, количество которых возрастает по мере развития строительного материаловедения. Оно осуществляется по определенной системе, в которой исходные положения прогнозирования сочетаются с новыми экспериментальными исследованиями.

Под влиянием бесконечного многообразия комбинаций микрочастиц в пространстве или комплексов этих комбинаций, слагающих микрочастицы, возникают тела, которые отличаются по своей структуре и свойствам. В структуре возможны изменения установившихся сочетаний и отношений частиц под влиянием температуры, величины внешнего давления или других внешних факторов. Данные изменения отражаются на числовых показателях свойств. В частности, значительному изменению подвержены механические свойства при каждом отклонении, возникшем в структуре материала. Однако установить и выразить в конкретной форме характер зависимости между структурой и свойствами непросто. Одному и тому же показателю свойств, например величине предела прочности при сжатии, могут соответствовать различные микро- и макроструктуры данного материала. 10 Способы добычи и обработки горных пород при использовании их в строительстве и промышленности строительных материалов. Материалы из горных пород для фундаментов, стен, облицовки, лестниц, балюстрады.

11 Заполнители для бетонов и растворов из горных пород. Сырьевые материалы из горных пород для производства строительной керамики, вяжущих, изделий из силикатных расплавов.

Заполнителями называют рыхлую смесь минеральных или органических зерен природного или искусственного происхождения. В бетоне эти зерна скрепляются вяжущим веществом, образуя прочное камневидное тело. Зачем же нужны в бетоне заполнители?1. Заполнители занимают в бетоне до 80 % объема и, следовательно, позволяют резко сократить расход цемента или других вяжущих, являющихся наиболее дорогой и дефицитной составной частью бетона.2. Цементный камень при твердении претерпевает объемные деформации. Усадка его достигает 2 мм/м. Из-за неравномерности усадочных деформаций возникают внутренние напряжения и трещины. Мелкие трещины могут быть невидимы невооруженным глазом, но они резко снижают прочность и долговечность цементного камня.Заполнитель создает в бетоне жесткий скелет, воспринимает на себя усадочные напряжения и уменьшает усадку обычного бетона примерно в 10 раз по сравнению с цементным камнем.3. Жесткий скелет из высокопрочного заполнителя увеличивает прочность бетона, повышает его модуль упругости (т. е. уменьшает деформации конструкций при приложении нагрузки), снижает ползучесть. 12 Основные породы древесины, используемые в строительстве. Положительные и отрицательные свойства древесины. Защита древесины от гниения, поражения грибами и насекомыми, возгорания.

Древесина обладает весьма разнообразными свойствами. Наиболее полно они раскрываются при изучении физических и механических свойств древесины.По степени влажности различают древесину: мокрую, све-жесрубленную (влажность 35% и выше), воздушно-сухую (влажность 15...20%) и комнатно-сухую (влажность 8... 12%)-Гигроскопичностью древесины называют свойство ее поглощать из воздуха парообразную водуПлотность древесины зависит от объема пор и влажности и характеризует ее физико-механические свойства . Показатель плотности используют при определении коэффициента качества, который находят отношением предела прочности при сжатии к плотности.Теплопроводность древесины невелика, она зависит от характера пористости, влажности, направления волокон, породы и плотности дерева, а также от температуры. Теплопроводность древесины вдоль волокон примерно в 1,8 раза больше, чем поперек волокон.Механические свойства древесины зависят от многих факторов: с увеличением влажности прочность древесины снижается; древесина большой плотности имеет более высокую прочность; на прочность древесины влияют процент поздней древесины, наличие пороков, гнили, старение.Прочность древесины на статический изгиб высока, благодаря чему ее широко применяют для элементов зданий и сооружений, работают на изгиб (балки, бруски, стропила, фермы и т. д.) 13 Изделия из древесины: брёвна, пиломатериалы, профильные детали, столярно-строительные изделия.