1.6 Классификация строительных материалов

Затраты на материалы превышают половину стоимости строительных работ. Снижение массы материалов позволяет сократить транспортные расходы, уменьшить трудоемкость, стоимость монтажа. Выбор материала определяется как его стоимостью, так и совокупностью свойств: прочности, теплоемкостью, теплопроводности, звуко- и гидроизоляционных свойств, а также других.

Выделяют четыре основных класса строительных материалов: камни (природные и искусственные, в том числе керамика и стекло, их основа - минералы), металлы и их сплавы, материалы на основе полимеров; композиции этих материалов (композиты), например, железобетон, асфальтобетон, гидроизол и др.

Керамикой в настоящее время называют неорганический материал, полученный консолидацией неметаллических частиц, которую можно достичь либо спеканием (обжигом), либо минеральными вяжущими веществами, например, цементом. Согласно этому определению бетон* можно рассматривать как безобжиговую керамику.

Неорганическое стекло - это гомогенная масса, получаемая при столь быстром охлаждении расплава минералов, что не успевают образоваться центры кристаллизации. Промежуточное положение: между стеклом и керамикой занимает стеклокерамика (ситаллы), в которой успевают появиться отдельные центры кристаллизации.

Стеклокерамические материалы отличаются от стекол более высокой ударной прочностью, твердостью, огнеупорностью.

Для металлов и сплавов характерны высокая прочность, пластичность и свариваемость. Пластичность исключает неожиданное хрупкое разрушение, а свариваемость повышает технологичность. Однако, как правило, металлические конструкции корродируют итеряют устойчивость при высоких температурах. К недостаткам металлов относят высокую стоимость, а иногда и теплопроводность.

Основным достоинством полимеров и материалов на их основе (пластмасс) является химическая стойкость, легкость, сравнительная дешевизна, электроизоляционные свойства. Пластмассы могут быть получены в виде тонких нитей или пленок, однако они легко разрушаются при нагревании и имеют относительно низкую прочность.

Строительные материалы различают и по назначению: стеновые, конструкционные, тепло- и гидроизоляционные, акустические (звуко-, вибропоглощающие), отделочные и т.д. Возможности использования в строительстве сплавов, камней, полимеров отражены в соответствующих разделах.

2. Минералы и горные породы

2.1. Классификация

Земная кора состоит из горных пород (гп), сложенных из минералов, число которых превышает 2000.

Минерал - продукт природных физико-химических процессов. Минераллы, на долю которых приходится основная часть объема горных пород, называют породообразующими и делят на две группы

Главные - минералы, присутствие которых в гп определяет ее .<|»иние. Таковы, например, для гранита - кварц, полевой шпат и

слюда, ибо при отсутствии кварца порода уже не может называться гранитом, а должна называться сиенитом.

Второстепенные - минералы, присутствие которых в гп не имеет значения для наименования породы, а только характеризует ее разновидность. Например, гранит, содержащий турмалин, называются турмалиновым гранитом.

Горная порода - скопление масс из одного или нескольких минералов, занимающее значительный объем в земной коре. Простая, или мономинеральная гп, образована, в основном, одним минералом. Например, мрамор может состоять только из кристаллических зерен минерала кальцита СаСОЗ, а гипс - только из минерала того же наименования. Сложная, или полиминеральная гп, включает несколько минералов. В частности, гранит состоит из трех главных минералов - кварца, полевого шпата и слюды.

Известно свыше 200 горных пород. Классифицируют их, в основном, по происхождению.

Горные породы, образовавшиеся из магмы, называют первичными, или магматическими. Если гп произошла из магмы, не вырвавшейся на поверхность, то гп называют глубинной. В глубинных гп хорошо выражено кристаллическое строение составляющих частей. Если гп произошла в результате остывания магмы, излившейся наружу, то ее называют излившейся. Из магмы, выброшенной на поверхность в виде брызг и выплесков, образовались вулканообломочные породы.

Горные породы, возникшие из продуктов разрушения первичных гп, называют вторичными, или осадочными. Вторичные гп разделяют на механические отложения и химические осадки. К вторичным гп относят также органогенные породы, образовавшиеся в результате жизнедеятельности организмов. И первичные, и вторичные породы могут оказаться под толщами отложений, где под воздействием высокого давления, температуры, минеральных источников и газов подвергаются глубоким изменениям (метаморфизму) трансформируясь в метаморфические горные породы.