2. Программа, содержание и структура дисциплины

2.1. Введение.

Значение строительных материалов и изделий в строитель­стве и экономике страны, основные перспективы направления раз­вития строительных материалов и изделий. Технический прогресс и перспективы уменьшения материалоемкости и комплексного ресурсосбережения, использования массовых техногенных отходов прои­зводства, безотходных технологий. Номенклатура показателей качества продукции, ее технический уровень. Работа материалов в конструкции.

2.2. Строение и свойства, материалов.

Кристаллическое и аморфное строение материалов. Кристалли­ческая решетка, тип и энергия связи, влияние на технические свойства. Теоретическая прочность. Дефекты кристаллической ре­шетки, их влияние на прочность и деформативность, особенности аморфного строения материалов. Типы структур строительных материалов. Взаимосвязь структуры и свойств материала. Методы исследования состава и структуры материала. Плотность, методы ее определения. Пористость, влияние пористости и строения пор на свойства материалов.

Свойства и показатели качества материала.

Работа материалов в здании и сооружении. Механические свойства. Деформативные свойства: упругость и пластичность, хрупкость и вязкость. Упругие свойства.

Гидрофизические свойства. Сорбционная влажность, равновес­ная влажность. Водопоглощение, водопроницаемость, паропроницаемость. Морозостойкость и методы ее оценки. Водостойкость и коэ­ффициент размягчения. Влияние влажности на свойства материалов.

Теплофизические свойства. Теплоемкость и теплопроводность, зависимость от структуры и влажности материала. Огнестойкость и огнеупорность. Пожарная безопасность зданий и сооружений. Температурные деформации при положительных и отрицательных тем­пературах, их влияние на долговечность. Химическое сопротивление материалов. Надежность - комплексный показатель качества, вклю­чающий долговечность, ремонтопригодность и другие свойства.

Стандартизация, принципы стандартизации, виды стандартов.

2.3. Понятие о композиционных материалах.

Структура композита, понятие о совместной работе матрицы и упрочняющего элемента, адгезия, аппретирование. Удельная прочность, модуль упругости композита, преимущества по сравне­нию с традиционными материалами. Классификация композитов. Дисперсно-упрочненные композиты. Композиты, упрочненные волок­нами.

Строительные материалы - композиты: природный камень, бе­тон, железобетон, фибробетон, асбестоцемент, древесина, струже­чные плиты и др. Перспективы применения композитов в строи­тельстве.

2.4. Горные породы как сырьевая база производства строительных материалов.

Горные породы и породообразующие минералы.

Горные породы. Минералы. Зависимость строительно-технических свойств от минерального состава, структуры и текстуры породы. Области применения.

Природные каменные материалы и изделия.

Обработка природных каменных материалов. Классификация, характеристика и применение природных каменных материалов и изделий. Камни и крупные блоки для стен зданий. Изделия для облицовки инженерных сооружений, наружной и внутренней облицовки зданий, для устройства полов. Дорожные материалы.

Технико-экономическая эффективность применения местных каменных материалов.

Конструктивные и химические способы повышения долговечности каменных материалов. Использование отходов при обработке камен­ных материалов.

2.5. Материалы и изделия, получаемые термической обработ­кой минерального сырья.

Керамические материалы и изделия.

Сырьевые материалы (глины). Представление об изготовлении керамических изделий, ресурсосбережение. Связь структуры ке­рамического черепка со свойствами керамических изделий. Стено­вые керамические изделия, крупные стеновые панели из кирпича и керамических камней для индустриального строительства. Стеновые керамические изделия с улучшенными теплотехническими свойствами. Керамические изделия для наружных и внутренних облицовок, сани-тарно-технические фаянсовые изделия. Керамические трубы, дрена­жные трубофильтры. Кислотоупорные и огнеупорные керамические изделия. Дорожный кирпич. Использование отходов в керамическом производстве.

Стекло и плавленые изделия.

Стекло как строительный материал. Химический состав и струк­тура стекла, их влияние на свойства. Понятие о производстве стек­ла. Листовое стекло, специальные вида стекла. Стеклянные блоки, стеклопакеты, стеклопрофилит, их применение. Облицовочные матери­алы из стекла, стеклянные трубы. Ситаллы, шлакоситаллы и ситалло-пласты, особенности структуры и свойств. Литые изделия из шла­ков и горных пород. Использование отходов в производстве плав­леных изделий.

Металлические материалы и изделия.

Классификация металлических материалов, применяемых в строи­тельстве.

Металлы и сплавы, применяемые в строительстве. Углеродис­тые и легированные стали и чугуны: классификация, маркировка, структура и свойства. Перспективы производства и применения металлов в строительстве. Способы повышения коррозионной стой­кости металлов.

Цветные металлы и сплавы на основе алюминия, меди, магния, титана: классификация, свойства. Сортамент металлических материалов. Области применения металлических материалов в конструк­циях зданий и сооружений. Использование отходов производства и вторичного сырья. Экономия металлов.

Неорганические вяжущие вещества.

Классификация вяжущих веществ. Воздушные вяжущие вещества. Гипсовые вяжущие вещества, повышение водостойкости и прочности гипсовых изделий. Известь воздушная, виды и применение воздуш­ной извести. Магнезиальные вяжущие вещества, Жидкое стекло. Об­ласти применения.

Гидравлические вяжущие вещества. Гидравлическая известь. Портландцемент. Сырье, принципы производства цемента, снижение энергозатрат. Химический и минеральный состав портландцементного клинкера. Зависимость свойств цемента от минерального состава клинкера и вводимых добавок. Значение тонкости помола. Влияние температурных и влажностных условий среды на твердение цемента. Способы ускорения и замедления твердения. Марки портландцемента, области применения. Коррозия цементного камня, ее причины и ме­ры предупреждения коррозии.

Специальные виды портландцемента: быстротвердеющий, сульфатостойкий, белый и цветные, гидрофобный и пластифицированный. Портландцемент с активными минеральными добавками, виды добавок. Пуццолановый портландцемент. Шлакопортландцемент. Известково-шлаковые и известково-зольные цементы. Шлако-щелочное вяжущее. Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее.

Глиноземистый цемент. Расширяющийся и напрягающий цементы, области применения. Выбор цементов для различных типов конструк­ций и сооружений в зависимости от эксплуатационных условий с учетом технико-экономической эффективности. .

2.6. Материалы и изделия на основе неорганических вя­жущих веществ.

Искусственные каменные материалы и изделия.

Изделия на основе гипса. Плиты и панели для перегородок. Гипсовые облицовочные листы. Гипсобетон. Области применения. Изделия на основе извести. Автоклавная обработка материалов и изделий, понятие о физико-химических процессах при автоклавной обработке. Силикатный кирпич и бетоны, конструкции из них для строительства.

Изделия на основе цемента. Асбоцементные изделия. Требования к ним. Назначение и виды асбоцементных изделий: листы, панели, плиты, трубы. Повышение качества изделий. Экологические требования к использованию асбоцементных изделий.

Бетоны.

Понятие о бетоне и его значение для строительства. Класси­фикация бетонов. Материалы для тяжелого бетона. Качество мелко­го и крупного заполнителей, в том числе из техногенных отходов. Требования к воде затворения. Бетонная смесь: реологические и технические свойства, методы оценки. Пластифицирующие добавки, их виды.

Структура бетона. Прочность бетона, классы (марки) прочнос­ти. Пути повышения прочности бетона и экономии цемента.

Принципы определения состава бетона. Исходные предпосылки и данные для разработки бетонов с заданными свойствами, выбора сырьевых материалов, технологии.

Способы приготовления и уплотнения бетонных смесей.

Твердение бетонов в различных условиях и методы его ускоре­ния. Коррозия бетона, способы предупреждения и защиты от корро­зии. Специальные виды бетона: высокопрочный, гидротехнический, кислотоупорный, жаростойкий, декоративный, для защиты от радиа­ционного излучения.

Легкие бетоны на пористых заполнителях, виды заполнителей, требование к ним. Свойства легкобетонных смесей и легких бетонов. Применение легкого бетона в конструкциях. Ячеистые бетоны: га­зобетон и пенобетон, принципы их изготовления и свойства. Круп­нопористый бетон. Пути повышения технико-экономической эффектив­ности легких бетонов.

Железобетонные изделия и конструкции.

Железобетон. Совместная работа бетона и стальной арматуры в различных условиях. Напрягаемая и ненапрягаемая арматура. Ме­тоды армирования. Изготовление арматурных сеток, каркасов, зак­ладных деталей. Способы натяжения арматуры.

Сборный и монолитный железобетон, преимущества и недостат­ки, применение сборного железобетона. Номенклатура изделий. Способы производства: стендовый, поточно-агрегатный и конвейер­ный. Разнообразие конструкций и сооружений монолитного железо­бетона, Приготовление бетонной смеси, ее транспортирование, укладка. Бетонирование в зимнее время и в жарком климате. Вторич­ное использование материалов бетонных и железобетонных конструк­ций.

Строительные растворы.

Назначение и классификация строительных растворов. Нормируе­мые качественные показатели. Подбор состава, свойства и контроль качества растворных смесей. Виды и способы приготовления строите­льных растворов. Экономия цемента в строительных растворах.

2.7. Материалы и изделия на основе органического сырья.

Лесные материалы и изделия.

Понятие о комплексном безотходном использовании древесины. Основные древесные породы. Положительные и отрицательные свойс­тва древесины. Макро- и микроструктура древесины. Зависимость свойств древесины от строения и влажности. Механические свойства. Пороки и их влияние на качество древесины. Способы защиты древе­сины от гниения, возгорания и насекомых - древоточцев.

Сортамент лесных материалов и деревянных изделий. Фанера. Деревянные индустриальные строительные детали и конструкции. Понятие о клеевых конструкциях. Дома заводского изготовления.

Битумные и дегтевые вяжущие вещества и бетоны (растворы) на их основе.

Назначение вяжущих материалов и требования к ним. Классифи­кация. Исходное сырье и способы получения вяжущих. Битумы, дегти, пеки. Методы оценки и регулирования свойств. Улучшение свойств битумов добавками полимеров. Битумно-резиновые и битумно-полимерные композиций. Битумные эмульсии и пасты.

Асфальтовые бетоны и растворы. Дегтебетоны. Состав, приготов­ление, свойства, влияние температуры. Области применения.

Полимерные материалы и изделия.

Полимеры. Назначение, требование, области применения. Основные компоненты полимерных материалов: связующие вещества, наполните­ли, регулирующие добавки.

Свойства полимерных материалов. Зависимость свойств от температуры. Понятие о способах по­вышения огнестойкости полимерных материалов. Основы производств: полимерных материалов, экструзия, прессование, литье, каландрирование и др.

Виды полимерных материалов и изделий. Модификация строите­льных материалов полимерами.

2.8. Материалы и изделия специального функционального назначения.

Гидроизоляционные материалы.

Значение гидроизоляци­онных и кровельных материалов. Жидкие, пластично-вязкие, твердые и упруго-вязкие композиции. Материалы на основе битумов и дегтей: наплавляемый рубероид, гидроизол, мастики и эмульсии и др.

Материалы на основе полимеров: пленки, листы и др. Гермети­зирующие материалы.

Теплоизоляционные материалы и изделия.

Значение теплоизоляционных материалов, требования к ним, структура материалов. Классификация по средней плотности, марки.

Теплоизоляционные изделия из органического сырья. Древесноволокнистые и древесностружечные плиты. Фибролит. Теплоизоляцион­ные полимерные материалы.

Теплоизоляционные материалы из неорганического сырья. Мине­ральная вата и изделия из нее, теплоизоляционные ячеистые бетоны. Керамические, асбестовые и другие материалы. Пеностекло. Индуст­риальные теплоизоляционные изделия и конструкции. Оценка техни­ко-экономической эффективности теплоизоляционных материалов по энергосбережению в процессе эксплуатации. Перспективы развития.

Акустические материалы.

Назначение строительных акустических материалов. Звукоизо­ляционные материалы: требования к ним, основные виды и примене­ние. Звукопоглощающие материалы: особенности строения и способы получения, нормируемые качественные показатели, методы их регу­лирования и оценки.

Отделочные материалы.

Назначение. Классификация по виду и характеру использования. Перспективные виды отделочных материалов на основе отекла, кера­мики, природного камня, стали и сплавов, полимеров.

Лакокрасочные материалы: грунтовки и шпаклевки, связующие вещества, пигменты, разбавители.

Назначение лакокрасочных материалов. Виды и свойства свя­зующих и пигментов, требования к ним.

Красочные составы на основе извести, мела, цемента, жидкого стекла. Масляные краски. Полимерные красочные составы в виде лаков, эмалей, водоэмульсионных красок. Порошковые краски. Способы повышения долговечности отделочных материалов и красоч­ных покрытий.