2. Производство строительных материалов

Строительные материалы представляют естественные и искусственные изделия, которые применяют в строительстве с целью ускорения проведения работ, улучшения их качества и повышения эффективности. Качество строительных материалов, область их применения определяют их свойства, соответствующие требованиям сооружаемых объектов и обеспечивающие надежность и длительность эксплуатации сооружений независимо от внешнего воздействия. Свойства строительных материалов подразделяют на несколько групп. Все материалы имеют определенные физические и механические свойства, от которых во многом зависят и другие их характеристики. Важнейшие показатели данной группы - удельный объемный вес, плотность, пористость, прочность, пластичность, истираемость и другие. Удельный объемный вес (вес единицы объема материала в естественном состоянии вместе с пустотами) обычно меньше удельного веса (веса материала в плотном состоянии). В плотных строительных материалах (стекло, сталь и др.) эти два показателя обычно совпадают. Значение показателя объемного веса велико при определении нагрузок конструкций на плотность. От плотности материалов зависит расход сырья на единицу готовой продукции. Пористость - отношение объема пор к общему объему. Она изменяется от нуля (сталь; стекло) до 90% (плиты из минеральной ваты). От пористости зависят прочность, водопоглощение, теплопроводность, морозоустойчивость и другие свойства. Так, водонепроницаемые конструкции имеют низкую пористость с замкнутой формой пор, малопроводимые - мелкопорисгую структуру и т.д. Один из важных физических показателей - прочность - способность материала выдерживать максимальные нагрузки и противостоять разрушению¹. Нагрузки могут быть вызваны давлением ветра, воды, изменением температур, другими причинами и от направления действия в материале вызывают деформации сжатия, растяжения, изгиба (сдвига). Это определяет и виды прочности стройматериалов на сжатие растяжение и т.д. Материалы, выдерживающие большую деформацию перед разрушением, называют пластичными, а разрушающиеся без заметных изменений формы - хрупкими (стекло, кирпич и др.). В зависимости от прочности создается способность материала сопротивляться проникновению в него постороннего тела - твердость, противостоять износу на трение – истираемость.

¹ Прочность материалов определяют величиной разрушающей нагрузки на величину площади.

Показатели твердости и истираемости имеют большое значение для стройматериалов, подвергающихся трению (материалы для пола, лестниц и т.д.).

Важное свойство строительных материалов определяет их отношение к воде. Способность заполнять объем материала водой называют водопоглащением, а отдавать воду в окружающую среду при изменении условий – водоотдачей. Водопоглощение определяют по разности масс материала, насыщенного водой и в абсолютно сухом состоянии и выражают в процентах от массы абсолютно сухого материала или объема образца¹. Водопоглащение красного кирпича составляет 8-20%, тяжелого бетона около 3%. гранита - менее 1% веса материала. Водоотдачу определяют количеством теряемой за сутки воды в процентах от массы или объема при относительной влажности воздуха 60% и температуры 20°С. От насыщения водой зависит прочность материала. Отношение прочности материала, насыщенного водой, и в сухом состоянии называют коэффициентом размягчения. Каменные материалы не применяют в сырых местах при данном коэффициенте менее 0,8. Материалы с коэффициентом размягчения более 0,8 называют водостойкими. Водопроницаемость - способность материала пропускать воду под давлением и характеризуется количеством воды, прошедшей за 1 час через 1 кв. см. при постоянном давлении. Она зависит от строения и плотности изделия. Абсолютно плотные материалы и с замкнутыми мелкими порами - водонепроницаемы. Это свойство особенно важно в сооружениях для хранения воды, в канализационных трубах и др. Способность материала насыщаться водой и выдерживать многократное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного понижения прочности называют морозостойкостью.

Основными свойствами строительных материалов в зависимости от их повеления при изменении температур являются теплопроводимость, термо-, огнеупорность, теплоемкость. Теплопроводимость - способность передавать через определенную толщину тепловую энергию. Важное свойство материалов, создающих стены, перекрытия - огнестойкость - способность выдерживать без разрушения высокие температуры. По этому свойству они бывают несгораемыми, трудносгораемыми и сгораемыми. Несгораемые - под дейсгвием огня не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются. Трудносгораемые горят, тлеют, обугливаются только при наличии источника огня. Сгораемые - под воздействием высоких температур, огня воспламеняются и горят, тлеют после удаления источника огня. Термостойкость - способность противостоять длительному воздействию высоких температур. Стройматериалы от этого признака бывают огнеупорные, выдерживающие температуры более 1580°С (шамот, динас),

¹ Абсолютно сухой материал получают в лабораторных условиях в сушильном шкафу при температуре 110⁰ С и в полном удалении влаги.

тугоплавкие – 1350 - 1580° (гжелевый кирпич) легкоплавкие - до 1350° (обыкновенный красный кирпич).

Важное свойство строительных материалов – способность противостоять воздействию химических веществ, атмосферы. По этим признакам материалы различаются кислото-, щелоче-, атмосфероустойчивостью. Последнее свойство характеризует стойкость материала к совместному воздействию изменения влаги, температур, воздуха, солнца и других компонентов.

Качество стройматерилалов зависит также от воздухо-, газо-, звукопроницаемости, звукопоглощения, способности каменных материалов шлифоваться, цемента быстро затвердевать и др.