Тема 1

Тема 1.

Класифікація будівельних матеріалів

У будівництві використовують різноманітні будівельні матеріали та вироби. Їх класифікують за ступенем готовності, за походженням, за призначенням та за технологічними ознаками.

За ступенем готовності розрізняють власне будівельні матеріали та будівельні вироби

Будівельні вироби – готові вироби і елементи, які монтуються та закріплюються на місці проведення робіт. Будівельними виробами є збірні залізобетонні панелі та конструкції, віконні та дверні блоки, санітарно-технічні вироби і кабіни та ін.

Будівельними матеріалами є деревина, метали, цемент, бетон, цегла, пісок, будівельні розчини для кам’яних кладок та різноманітних штукатурок, лакофарбові матеріали, природне каміння і т. д. На відміну від виробів будівельні матеріали перед використанням піддають обробці – змішують з водою, ущільнюють, розпилюють, тешуть і т.д.

За походженням будівельні матеріали розділяють на природні (натуральні) та штучні.

Природні матеріали – це деревина, гірські породи (натуральні камені), торф [в гідротехнічному та дорожньому будівництві – приканальні дамби, анти фільтри, дорожні насипи; використання в будівництві споруд спеціального призначення – торфоізоляційні плити, торф’яні панелі], природні бітуми та асфальти та ін. Ці матеріали отримують із природної сировини шляхом нескладної обробки без зміни їх первісної будови та хімічного складу.

До штучних матеріалів відносять цеглу, цемент, залізобетон, скло та ін. Їх отримують із натуральної та штучної сировини, побічних продуктів промисловості та сільського господарства з використанням спеціальних технологій. Штучні матеріали відрізняються від вихідної сировини як за будовою, так і за хімічним складом, що обумовлено докорінною переробкою на спеціальних заводах.

Штучні матеріали розділяють за головною ознакою їх затвердіння (формування структурних зв’язків) на 2 групи:

- матеріали без випалу, затвердіння яких проходить при звичайних, порівняно невисоких температурах із кристалізацією новоутворень з розчинів, а також матеріали, затвердіння яких проходить в умовах автоклавів при підвищених температурах (175 – 200⁰С) та тиску водяної пари (0,9-1,6 МПа);

- матеріали з випалом, формування структури яких проходить у процесі їх термообробки в основному за рахунок твердо фазних перетворень та взаємодій.

Такий поділ є досить умовним, тому що не завжди можливо визначити чітку межу між матеріалами.

За призначенням матеріали розділяють на такі групи.

Конструкційні матеріали – матеріали, які сприймають та передають навантаження у будівельних конструкціях. Основним видом конструкційних матеріалів є стінові матеріали. До цієї групи відносять натуральні матеріали з каменю, керамічну та силікатну цеглу, бетонні, гіпсові та азбоцементні панелі і блоки, конструкції зі скла і силікатного ніздрюватого та щільного бетону, панелі та блоки із залізобетону.

В’яжучі будівельні матеріали – різні види цементу, гіпс, вапно, будівельні клейові суміші.

Заповнювачі для бетону – натуральні, отримані з осадових та вивержених гірських порід у вигляді піску, гравію, щебеню та штучні пористі наповнювачі.

Теплоізоляційні (термоізоляційні) матеріали, основне призначення яких – звести до мінімуму перенос тепла через будівельну конструкцію і тим самим забезпечити необхідний тепловий режим у приміщенні при мінімальних витратах енергії.

Акустичні матеріали (звукопоглинаючі та звукоізоляційні матеріали) – це матеріали для зниження рівня «шумового забруднення» приміщень.

Тепло- та звукоізоляційні матеріали виготовляють на основі мінеральних волокон, скла, гіпсу, силікатного в’яжучого та полімерів.

Гідроізоляційні та покрівельні матеріали – це матеріали для створення водонепроникних шарів на покрівлях, у підземних спорудах та інших конструкціях, які необхідно захистити від дії води чи водної пари. Їх виготовляють на основі полімерів, бітумів і т. ін.; прикладами покрівельних матеріалів є азбестоцементний шифер та черепиця.

Герметизуючи матеріали призначені для закладення стиків у збірних конструкціях. Їх виготовляють у вигляді мастик, джгутів і прокладок для ущільнення стиків.

Оздоблювальні матеріали призначені для поліпшення декоративних якостей будівельних конструкцій, а також для захисту конструкційних, теплоізоляційних та інших матеріалів від зовнішніх впливів. Це керамічні вироби, вироби з архітектурно-будівельного скла, гіпсу, цементу, вироби на основі полімерів, натуральні оздоблювальні камені.

Матеріали спеціального призначення використовують при зведенні спеціальних споруд (наприклад, вогнетривкі чи кислототривкі матеріали).

Класифікація будівельних матеріалів за призначенням дозволяє виявити ефективні матеріали, визначити їх взаємозамінність та після цього правильно скласти баланс виробництва та споживання матеріалів.

Ряд матеріалів (цемент, вапно, деревина) не можна віднести до якої-небудь однієї групи, тому що їх використовують як у чистому вигляді, так і в якості сировини для виготовлення інших матеріалів та виробів. Такі матеріали називають матеріалами загального призначення.

Бетон в основному використовують як конструкційний матеріал, але деякі його види мають інше призначення: особливо легкі бетони є теплоізоляційним матеріалом, особливо важкі – матеріал спеціального призначення для захисту від радіоактивного випромінювання.

За технологічними ознаками матеріали розділяють, враховуючи вид сировини, з якої отримують матеріал, та спосіб його виготовлення.

1. Природні кам’яні матеріали та вироби отримують з гірських порід, технологічно оброблюючи їх (стінові блоки та камені, облицювальні плити, деталі архітектурного призначення, бутовий камінь для фундаментів, щебінь, гравій, пісок та ін.).

2. Керамічні матеріали та вироби отримують із глини з домішками шляхом формування, сушки та випалювання: цегла, керамічні блоки та камені, черепиця, труби, вироби з фаянсу та фарфору, плитки облицювальні та для підлоги, керамзит (штучний гравій для легких бетонів) та ін.

3. Скло та інші матеріали і вироби з мінеральних розплавів – віконне та облицювальне скло, склоблоки, скло профіліт [Стеклопрофилит (профильное стекло, u-glass) — это строительный материал, предназначенный для внутренней и наружной отделки зданий, для устройства светопрозрачных ограждающих конструкций в промышленном и гражданском строительстве. Представляет собой стеклянное изделие П-образной формы, которое изготавливается методом непрерывного вытяжения из щелочно-силикатного стекла. Далее происходит формирование стеклянного профиля] (для огорож), плитки, труби, вироби із ситалів і шлакоситалів [Ситаллы представляют собой стеклокристаллические материалы, получаемые из стекла в результате его полной или частичной кристаллизации. Сырьем для получения ситаллов служат те же природные материалы, что и для стекла, а также ряд специальных добавок (например, соединения лития). Ситаллы получают методом вытягивания, выдувания, прокатки и прессования, добавляя к стеклянным расплавам специальные добавки (минерализующие катализаторы), улучшающие кристаллизацию. По внешнему виду ситаллы могут быть темного, коричневого, серого, кремового, светлого цветов, глухие (непрозрачные) и прозрачные. Они обладают хорошими диэлектрическими свойствами и могут широко использоваться для производства различных электротермостойких изоляторов. На основе ситаллов получают различные клеи для склеивания металла, стекла, керамики. Они могут использоваться в виде конструктивного и отделочного материала в промышленном и гражданском строительстве.

Шлакоситалл — это стеклокристаллический материал, получаемый путем управляемой гетерогенной кристаллизации стекла, сваренного на основе металлургического шлака, кварцевого песка и некоторых добавок и характеризуемый мелкозернистой кристаллической структурой. Листовой шлакоситалл производят белого и серого цветов с гладкой или рифленой поверхностью. При необходимости поверхность шлакоситалла шлифуют, полируют и фрезеруют. Шлакоситалловые листы можно окрашивать в различные цвета путем нанесения на их поверхность керамических глазурей. Шлакоситалл обладает высокой химической стойкостью, износостоек, водонепроницаем, отличается повышенной механической прочностью и твердостью по сравнению со стеклом и каменным литьем.], кам’яні виливки.

4. Не органічні в’яжучі речовини – мінеральні матеріали, переважно у вигляді порошків, які утворюють при змішуванні з водою пластичне тіло, що з часом переходить у каменеподібний стан: цемент різних видів, вапно, гіпсові в’яжучі та ін.

5. Бетони – штучні кам’яні матеріали, які отримують з суміші в’яжучого, води та заповнювачів різних фракцій. Бетон зі сталевою арматурою називають залізобетоном; такий бетон чинить опір не лише стисканню, а й згину та розтяганню.

6. Будівельні розчини – штучні кам’яні матеріали, які утворюються з в’язкого, води та мілкого заповнювача; з часом вони переходять з тістоподібного в каменеподібний стан.

7. Штучні невипалені кам’яні матеріали – їх отримують на основі неорганічних в’яжучих та різних заповнювачів: силікатна цегла, гіпсові та гіпсобетонні вироби, азбестоцементні вироби і конструкції, силікатні бетони.

8. Органічні в’яжучі речовини та матеріали на їх основі – бітумні та дьогтеві в’яжучі, покрівельні та гідроізоляційні матеріали: руберойд, пергамін, ізол, бризол, гідроізол, толь, мастики, що наклеюють, асфальтові бетони і розчини.

9. Полімерні матеріали та вироби – група матеріалів, які отримують на основі синтетичних полімерів (термопластичних не термореактивних смол): лінолеуми, релин [Релин — резиновый линолеум, материал для покрытия полов, изготовляемый на основе синтетических и натурального каучуков. Выпускается в виде рулонных полотен толщиной от 3 до 6 мм. ], синтетичні килимові матеріали, плитки, деревинно-шарові пластики, склопластики, пінопласти, поропласти [поропласт (газонаполненные ячеистые пластмассы, пенопласт)  — органические высокопористые материалы, получаемые из синтетических смол], сотопласти [Сотопласты — особый вид теплоизоляционного материала из пластических масс, имеющих полости (ячейки) правильной геометрической формы, обычно в виде пчелиных сот (шестигранников) с размером сторон 5—10 мм, иногда до 20 мм. Сотопласты могут изготовляться из бумаги, хлопчатобумажной ткани, стеклоткани, алюминиевой фольги или других материалов, пропитанных и склеенных синтетическими смолами-наполнителями. Наиболее дешевым и перспективным материалом для сотопластов в стеновых элементах является крафт-бумага. Сотопласты из ткани применяются для элементов, требующих большой прочности.] та ін.

10. Дерев’яні матеріали та вироби – їх отримують у результаті механічної обробки деревини: ліс-кругляк, пиломатеріали, заготовки для різноманітних столярних виробів, паркет, фанера, плінтуси, поручні, дверні та віконні блоки, склеєні конструкції.

11. Металічні матеріали – в будівництві найбільш широко застосовують чорні метали (сталь і чавун), сталевий прокат (двотавр, швелер, кутики), сплави металів, особливо на основі алюмінію.