Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Строительные материалы. Логические конспекты-схемы. Часть 2. Учебное пособие
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
(СИБСТРИН)
Л.Н. Тацки
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Логические конспекты-схемы
Часть 2
Рекомендовано Новосибирским региональным отделением УМО вузов
Российской Федерации по образованию в области строительства
в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся
по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство»
НОВОСИБИРСК 2015
УДК 691
ББК 38.3
Тацки Л. Н.
Т 248
Строительные материалы. Логические конспекты-схемы : учебное пособие /
Л. Н. Тацки ; Новосиб. гос. архитектур.-строит. ун-т (Сибстрин). – Новосибирск : НГАСУ (Сибстрин), 2015. – Ч. 2. – 140 с.
ISBN 978-5-7795-0747-9
Учебное пособие издается в двух частях. Первая содержит разделы, посвященные строительному материаловедению, а также темы, изучаемые в
курсе «Строительные материалы» во втором семестре обучения бакалавров
по направлению «Строительство» («Природные каменные материалы»,
«Строительные изделия из минеральных расплавов», «Керамические материалы и изделия»). Вторая часть включает 10 разделов дисциплины, изучаемых в третьем семестре.
Основные разделы курса изложены в форме логических конспектовсхем, что помогает их системному усвоению, позволяет дистанционно или
заочно изучать материал и оперативно повторять его при подготовке к зачету
или экзамену.
Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению
подготовки 08.03.01 «Строительство», всех форм обучения, а также может
быть полезно магистрантам, аспирантам и специалистам строительного
профиля.
Печатается по решению
издательско-библиотечного совета НГАСУ (Сибстрин)
Рецензенты:
– Т.С. Баландина, канд. техн. наук, профессор кафедры
строительного производства НГАХА;
– В.Ф. Панова, канд. техн. наук, профессор кафедры «Строительные
технологии и материалы» СибГИУ
ISBN 978-5-7795-0747-9
Тацки Л.Н., 2015
Новосибирский государственный
архитектурно-строительный
университет (Сибстрин), 2015
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ....................................................................................................................................... 6
ТЕМА 7. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ (МИНЕРАЛЬНЫЕ) ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА
7.1. Определение............................................................................................................................. 7
7.2. Классификация минеральных вяжущих по различным признакам.................................... 8
7.3. Твердение минеральных вяжущих веществ ......................................................................... 9
7.4. Воздушные вяжущие вещества ............................................................................................ 10
7.4.1. Гипсовые вяжущие ......................................................................................................... 10
7.4.2. Воздушная известь ......................................................................................................... 12
7.4.3. Жидкое стекло и кислотоупорный цемент ................................................................... 14
7.4.4. Магнезиальные вяжущие вещества .............................................................................. 14
7.5. Гидравлические вяжущие вещества .................................................................................... 15
7.5.1. Портландцемент .............................................................................................................. 15
7.5.2. Разновидности портландцемента .................................................................................. 20
7.5.3. Глиноземистый цемент .................................................................................................. 25
7.5.4. Расширяющийся цемент ................................................................................................ 26
7.5.5. Вяжущие вещества автоклавного твердения ............................................................... 27
ТЕМА 8. СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ И СУХИЕ СМЕСИ
8.1. Классификация строительных растворов ........................................................................... 28
8.2. Материалы для изготовления раствора ............................................................................... 29
8.3. Особенности и основные свойства растворных смесей и растворов ............................... 30
8.3.1. Свойства растворных смесей ......................................................................................... 30
8.3.2. Свойства строительных растворов................................................................................ 31
8.4. Специальные растворы ......................................................................................................... 32
8.5. Технология изготовления растворных смесей ................................................................... 33
8.6. Сухие строительные смеси ................................................................................................... 33
ТЕМА 9. БЕТОНЫ
9.1. Классификация бетонов ........................................................................................................ 35
9.2. Бетонная смесь, ее состав и свойства .................................................................................. 36
9.3. Основной закон прочности бетона ...................................................................................... 38
9.3.1. Физический смысл закона.............................................................................................. 38
9.3.2. Математическое выражение закона прочности бетона .............................................. 39
9.3.3. Свойства бетона .............................................................................................................. 39
9.3.4. Специальные виды тяжелых бетонов ........................................................................... 44
9.4. Легкие бетоны ........................................................................................................................ 47
9.4.1. Общие сведения .............................................................................................................. 47
Легкие бетоны на пористых заполнителях .................................................................. 48
9.4.2.
3
9.4.3. Ячеистые бетоны ............................................................................................................ 52
ТЕМА 10. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
10.1. Общие сведения ................................................................................................................... 54
10.2. Арматура в железобетонных конструкциях ..................................................................... 55
10.3. Сборные и монолитные железобетонные конструкции .................................................. 56
10.4. Основная номенклатура железобетонных изделий ......................................................... 57
10.5. Технология изготовления предварительно напряженных железобетонных изделий .. 58
ТЕМА 11. СТЕНОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ И КОНСТРУКЦИИ
11.1. Общие положения ............................................................................................................... 60
11.2. Классификация стеновых изделий .................................................................................... 60
11.3. Принципы расчета толщины стеновых конструкций ...................................................... 62
11.4. Виды стеновых изделий ...................................................................................................... 62
ТЕМА 12. МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ
12.1. Общие сведения ................................................................................................................... 67
12.2. Свойства древесины ............................................................................................................ 68
12.3. Строительные материалы и изделия из древесины ......................................................... 69
12.4. Методы повышения долговечности древесины ............................................................... 70
ТЕМА 13. ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
13.1. Общие сведения о полимерах и пластмассах ................................................................... 74
13.2. Технология производства изделий из пластмасс ............................................................. 76
13.3. Материалы и изделия на основе полимеров ..................................................................... 76
ТЕМА 14. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ И АКУСТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
И ИЗДЕЛИЯ
14.1. Общие сведения о теплоизоляционных материалах и изделиях .................................... 84
14.2. Классификация теплоизоляционных материалов ............................................................ 85
14.3. Основные свойства .............................................................................................................. 86
14.4. Способы создания пористой структуры............................................................................ 87
14.5. Виды теплоизоляционных материалов и их свойства ..................................................... 87
14.5.1. Неорганические теплоизоляционные материалы ...................................................... 87
14.5.2. Органические теплоизоляционные материалы .......................................................... 89
14.6. Акустические материалы .................................................................................................... 91
14.6.1. Общие сведения ............................................................................................................ 91
14.6.2. Звукопоглощающие материалы .................................................................................. 93
14.6.3. Звукоизоляционные материалы .................................................................................. 94
ТЕМА 15. КРОВЕЛЬНЫЕ, ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ И ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИЕ
МАТЕРИАЛЫ
15.1. Общие сведения о гидроизоляционных материалах ........................................................ 96
Классификация гидроизоляционных материалов ............................................................ 96
15.2.
4
15.3. Органические связующие вещества .................................................................................. 97
15.3.1. Битумосодержащие связующие .................................................................................. 97
15.3.2. Полимерные связующие .............................................................................................. 99
15.4. Рулонные материалы ........................................................................................................... 99
15.4.1. Традиционные битумные рулонные материалы ...................................................... 100
15.4.2. Некоторые разновидности современных рулонных материалов ........................... 101
15.4.3. Полимерные мембраны .............................................................................................. 101
15.5. Мастики .............................................................................................................................. 102
15.6. Асфальтовые бетоны и растворы ..................................................................................... 103
15.7. Листовые и штучные изделия .......................................................................................... 104
15.8. Герметизирующие материалы .......................................................................................... 105
15.9. Объемная гидроизоляция ................................................................................................. 106
ТЕМА 16. ОТДЕЛОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
16.1. Классификация .................................................................................................................. 107
16.2. Свойства отделочных материалов ................................................................................... 108
16.3. Лакокрасочные материалы ............................................................................................... 109
16.3.1. Общие сведения .......................................................................................................... 109
16.3.2. Классификация лакокрасочных материалов ............................................................ 110
16.3.3. Общие технические свойства лакокрасочных материалов .................................... 112
16.3.4. Компоненты лакокрасочных материалов и их назначение .................................... 113
16.3.5. Современные краски .................................................................................................. 113
16.3.6. Особенности технологии получения и нанесения лакокрасочных материалов ... 114
16.4. Материалы для интерьера зданий .................................................................................... 114
16.4.1. Материалы для «мокрой» отделки стен ................................................................... 115
16.4.2. Готовые к применению отделочные материалы для стен ...................................... 116
16.4.3. Отделочные материалы для потолков ...................................................................... 118
16.4.4. Отделочные материалы и изделия для пола ............................................................ 120
16.5. Отделочные материалы для фасадов зданий .................................................................. 129
16.5.1. «Мокрые» штукатурные фасады по утеплителю .................................................... 130
16.5.2. Навесные вентилируемые фасадные системы ......................................................... 131
16.5.3. Материалы для окрашивания фасадов ..................................................................... 134
16.5.4. Облицовка фасадов зданий ........................................................................................ 136
16.5.5. Гидрофобизация фасадов ........................................................................................... 136
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................................................ 138
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ..................................................................................... 139
ПРИЛОЖЕНИЕ ........................................................................................................................... 140
5
ВВЕДЕНИЕ
Дисциплина «Строительные материалы» является одной из специальных дисциплин, которые формируют теоретическую базу знаний и практические навыки, необходимые студентам, обучающимся по направлению «Строительство». Конечной целью является приобретение умения принимать профессиональные решения по выбору
строительных материалов и изделий применительно к конкретным условиям их эксплуатации.
Задача осложняется тем, что в последние годы резко расширилась номенклатура
строительных материалов и изделий, созданы новые технологии их производства.
Дисциплина «Строительные материалы» изобилует цифровыми показателями,
различными терминами, требованиями к материалам и изделиям.
Системному усвоению всех разделов курса, структурированию сведений, установлению связей между понятиями помогают логические конспекты-схемы. Такая
форма организации материала дает возможность дистанционно или по заочной форме
обучения освоить материал, оперативно повторить и обобщить знания по темам, что
весьма полезно при подготовке к зачету и экзамену. Учебное пособие может быть
также использовано студентами, которым по различным причинам необходима досдача дисциплины «Строительные материалы».
Ввиду значительного объема учебное пособие издается в двух частях. Первая
часть включает разделы материаловедения (темы 1–3), темы «Природные каменные
материалы», «Строительные изделия из минеральных расплавов» и «Керамические
материалы и изделия», что соответствует учебному плану 2-го семестра обучения бакалавров.
Во второй части пособия освещаются темы, изучаемые в третьем семестре: «Неорганические (минеральные) вяжущие вещества», «Строительные растворы и сухие
смеси», «Бетоны», «Железобетонные конструкции», «Стеновые изделия и конструкции», «Материалы и изделия из древесины», «Полимерные материалы и изделия»,
«Теплоизоляционные и акустические материалы и изделия», «Кровельные, гидроизоляционные и герметизирующие материалы», «Отделочные материалы и изделия».
В каждом разделе рассматриваются не только традиционные, но и современные материалы, появившиеся на строительном рынке недавно.
Автор выражает признательность методисту кафедры СМСТ, канд. техн. наук,
доценту О.А. Игнатовой за просмотр рукописи и высказанные замечания.
6
ТЕМА 7. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ (МИНЕРАЛЬНЫЕ)
−
−
−
−
−
ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА
7.1. Определение
Неорганические вяжущие вещества – это тонкоизмельченные порошки, образующие при
смешивании с водой пластичное тесто, способное с течением времени самопроизвольно затвердевать, превращаясь под влиянием физико-химических процессов в камневидное тело
Основные признаки:
порошки, хорошо смачиваемые водой, т.е. обладающие гидрофильностью;
порошки, образующие с водой пластичное тесто;
тесто способно под влиянием физико-химических процессов с течением времени затверде-
вать
Отличие от органических вяжущих, например, битума:
органические вяжущие не смачиваются водой, т.е. гидрофобны;
переводятся в рабочее состояние нагревом или растворением в органических растворителях
Неорганические вяжущие вещества способны в процессе твердения прочно соединять в монолит зерна песка, гравия или щебня
Применение
Изготовление строительных растворов, бетонов, силикатного кирпича, асбестоцементных и др.
необожженных искусственных материалов
7
7.2. Классификация минеральных вяжущих по различным признакам
Классификаци-
онные признаки
По условиям
твердения
По составу (виду
исходного сырья)
Группы вяжущих
I. Воздушного твердения II. Гидравлического
твердения
Способны
твердеть и сохранять
прочность только в воздушно-сухих условиях,
ϕ
< 60 %
после начального твердения в воздушновлажных условиях твердеть, набирать прочность и сохранять ее не
только на воздухе, но и в
воде
1. Гипсовые вяжущие
а) низкообжиговые:
− строительный гипс;
− высокопрочный гипс;
б) высокообжиговые:
− ангидритовый цемент;
− высокообжиговый
гипс (эстрих-гипс)
2. Воздушная известь
3. Жидкое стекло
4. Магнезиальные вяжущие
1. Цементы на основе
ПЦ клинкера:
− портландцемент (ПЦ);
− шлакопортландцемент
(ШПЦ);
− пластифицированный
портландцемент
(ПЦПл);
− быстротвердеющий
портландцемент
(ПЦБ);
− сульфатостойкий
портландцемент
(ПЦСС) и др.
2. Цементы на основе
глиноземистого клинкера:
− глиноземистый це-
мент;
− расширяющиеся це-
менты
Применение
III. Автоклавного
твердения
эффективно твердеть
только в условиях повышенных давления и
температуры в среде водяного пара (Р = 0,8–
1,6 МПа, t = 170–210 ºС)
1. Известково-кремнеземистое вяжущее
2. Известково-зольное
вяжущее и др.
Воздушные вяжущие и вяжущие автоклавного твердения – в наземных
конструкциях внутри помещений
Гидравлические вяжущие – в наземных, подземных и подводных
конструкциях
8
7.3. Твердение минеральных вяжущих веществ
Твердение происходит в три периода:
1) подготовительный – частицы вяжущего с поверхности растворяются в во-
де, постепенно образуя насыщенный раствор;
2) вяжущее взаимодействует уже не с водой, а с насыщенным раствором со-
ответствующих соединений; последние менее растворимы, чем безводные,
поэтому выделяются в виде геля, вызывая загустевание массы – схватыва-
ние;
3) гель постепенно кристаллизируются, происходит рост прочности –
твердение
Начало схватывания
Тесто вяжущего теряет подвижность, густеет
Строительный гипс –
2–20 мин от начала затворения водой, ПЦ –
не ранее 45 мин
Процессы перемешивания необходимо закончить до наступления начала схватывания
Схватывание
Твердение
Конец схватывания
Тесто полностью превращается в твердое
тело, но еще не обладает значительной
прочностью
Строительный гипс –
до 30 мин; ПЦ – не
позднее 10 час от начала затворения водой
Собственно твердение
Это рост прочности
с течением времени
Прочность оценивают
по Rсж и R
в опреде-
изг
ленном возрасте
Строительный гипс –
2 часа; ПЦ – 28 сут
нормального хранения
(1 сут над водой +
27 сут в воде)
9
−
−
В зависимости от скорости твердения вяжущие
делят
Быстротвердеющие: Медленнотвердеющие:
строительный гипс;
− высокопрочный гипс;
− глиноземистый цемент
высокообжиговые гипсовые
вяжущие;
− воздушная известь;
− ПЦ и его разновидности
7.4. Воздушные вяжущие вещества
7.4.1. Гипсовые вяжущие
Это воздушные вяжущие, получаемые обжигом при различных
температурах осадочной горной породы гипса (CaSO4·2H2O) с помолом в тонкий порошок
Гипсовые вяжущие
Низкообжиговые Высокообжиговые
Строительный гипс Высокопрочный гипс Ангидритовый
цемент
t
= 110–180 ºС →
обж
→
β
CaSO4·0,5H2O
(t)
CaSO4·2H2O =
= β CaSO4·0,5H2O +
+ 1,5Н2О
Получают варкой
сырья в варочных
котлах
t
= 110–180 ºС
обж
пар Р = 0,2–0,3 МПа →
→
α
CaSO4·0,5H2O
(t, P) (t) (t)
CaSO4·2H2O =
= α CaSO4·0,5H2O +
+ 1,5Н2О
Производят в гермети-
чески закрытых сосудах из чистого гипсового сырья
CaSO4·2H2O
t
= 600–700 ºС →
обж
→ CaSO4
CaSO4·2H2O =
= CaSO4 + 2H2O
Требует введения
при помоле активатора твердения,
например, СаО,
3–5 % по массе
Высокообжиговый
гипс
t
= 900–1000 ºС →
обж
→ CaSO4; часть
CaSO4 → CaO + SO3
CaSO4·2H2O =
= CaSO4 + 2H2O
Активизатор твер-
дения СаО образуется при обжиге
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]