1. Классификация строительных материалов

При изучении строительных материалов существуют системные классификации их огромной номенклатуры по различным классификационным признакам: производственное назначение, вид исходного сырья, технологический способ производства, структурные особенности и др. При этом различают природные и искусственные материалы.

Природные материалы получают непосредственно из недр земли или путем переработки лесных массивов в «деловую древесину». Этим материалам придают определенную форму и размеры, не меняя их внутреннего строения и состава. В строительстве наиболее широко из числа природных материалов используют каменные и лесные материалы и изделия. В сравнительно небольших количествах находят применение природный битум, асфальт, озокерит, казеин, солома, камыш, торф, лузга и другие местные материалы.

Искусственные строительные материалы и изделия производят на специализированных предприятиях и заводах строительной индустрии. В обобщенном виде классификация строительных материалов по их основному назначению, химическому составу и структурным признакам представлена на рисунке 1.1. Естественно, приведенная на рисунке 1.1 схема не охватывает всего многообразия строительных материалов, а только дает представление о принципах их систематизации.

Номенклатура и основные характеристики строительных материалов, важнейшие требования к их качеству, указания по их выбору и применению для различных типов зданий, сооружений и конструкций изложены в «Строительных нормах и правилах» (СНиП). Конкретные технические требования к отдельным строительным материалам и изделиям изложены в государственных стандартах (ГОСТ), разработанных для каждого материала на

основе новейших достижений науки и техники. В них даются точное определение материала, цифровые показатели свойств, которым должен соответствовать материал, изложены методы испытания, условия хранения и транспортирования материалов. Соблюдение требований ГОСТ и СНиП обеспечивает необходимое качество и рациональное использование строительных материалов.

Рис. 1.1. Классификация строительных материалов

2. Строение и основные свойства материалов

При выборе материала для той или иной строительной конструкции учитывают его способность воспринимать нагрузки и различные физические, химические и другие воздействия окружающей среды в эксплуатационный период. Поэтому для обоснованного выбора необходимо иметь чёткое представление о комплексе свойств материала. Под свойством строительного материала понимают его способность реагировать на отдельные или совместные внешние и внутренние воздействия – силовые, тепловые, влажностные, химические, акустические и т.д.

Основные свойства материалов разделяют на отдельные группы, совокупность которых называют техническими свойствами строительных материалов. Классификация свойств материалов в обобщённом виде представлена на рис. 1.2.

1.2.1 Составы и строение материалов

Для понимания природы свойств материала необходимо знание его состава и строения. Различают химический, минеральный и фазовый состав материала.

Химический состав, обычно выражает содержание (%) оксидов, позволяет судить о прочности, огнестойкости, водо- и коррозионной стойкости и других технических свойствах материала.

Минеральный состав показывает содержание тех или иных минералов в вяжущих веществах или в каменных материалах, во многом определяющих их технические свойства.

Фазовый состав характеризует соотношение между твёрдой, жидкой и газообразной фазой в материале и его способность сопротивляться внутрифазовым переходам воды, особенно при циклическом замораживании и оттаивании.

Не менее важное, чем состав, влияние на свойства материала оказывает и его строение, рассматриваемое на разных уровнях.

Макроструктура – строение материала, видимое невооруженным глазом. Разнообразные типы макроструктуры, характерные для различных материалов приведены на рис.1.1.

Микроструктура – строение веществ, видимое при большом увеличении в оптическом микроскопе. Микроструктура может быть кристаллическая (с определённой температурой плавления) и аморфная (с постепенным плавлением в некотором температурном интервале).

Внутреннее строение – изучаемое методами электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа и т.п. на молекулярном уровне, определяет прочность, твёрдость, тугоплавкость и другие важные свойства.

Рис. 1.2. Классификация основных свойств и критерии качества материалов