1. “Значение промышленности строительных материалов в народном хозяйстве республики”

Промышленность строительных материалов одна из ведущих быстроразвивающихся отраслей народного хозяйства республики. Основными направлениями её развития являются: расширение ассортимента изделий; выпуск конкурентоспособной продукции; использование более дешёвых строительных материалов.

Снизить стоимость строительных материалов можно: путем применения местных строительных материалов; использование энергосберегающих технологий и их производство

Основная масса необходимых строительных материалов производится в РБ: древесина, керамический и силикатный кирпич, керамическая плитка, цемент, известь, гипс, шифер, бетон, железобетон, стекло, рулонные, кровельные и гидроизоляционные материалы, пластмассы, линолеум и др.

Основные производители: известь, цемент, шифер (Костюковечский, Кричевский, Красносельский, Волковыский и др.); керамический кирпич (Минский, Гомельский и др.); керамическая плитка (ОАО Керамин(Минск)); стекло(АО Гомельстекло); линолеум(ОАО Гомельстройматериал); рулонно-кровельные и гидроизоляционные материалы (ОАО Кровля(Осиповичи), ОАО Гидроизол (Брестская область))

Однако, многие строительные материалы из-за отсутствия или дефицита сырья приходится закупать в других странах: керамическую плитку, лакокрасочные мат-лы, ламинат, сайдинг и др. Но в последнее время большая работа ведётся по импорто-замещению материалов.

2. Стандартизация строительных материалов:

Чтобы обеспечить качественное выполнение строительных работ на строительные материалы разработаны госуд-ые общесоюзные стандарты (ГОСТ) и технические условия (ТУ).

В ГОСТе указаны: определение материала, его св-ва, деление на сорта и марки, условия испытания, транспортировки, хранение и др.

С 1997г в РБ разраб-ся бел-ие стандарты (СТБ(стандарты Беларуси)), (СНБ(стандарт нац. Бел-си))

Например кирпич и камни силикатные (ГОСТ-376(№)-95(год))

Кирпич и камни керамические ( СТБ 1160-99)

ГОСТы и СТБ периодически пересматриваются с усовершенствованием технологий производства материалов и утверждаются с другим годом, иногда с другим номером.

Новый ГОСТ отменяет действие старого. ТУ- дополняют ГОСТ.

Кроме ГОСТов и ТУ основным документом регламентирующим строительство явл-ся СНиП (строительные нормы и правила) выпуск-ся в 4-ёх частях.

СНиП (часть 1)(основная) – содержит основные сведения по строительным материалам и изделиям.

3. Средняя плотность – это масса единицы объёма материала в естественном состоянии вместе с порами и пустотами. ρ₀=m/V:m – масса (г, кг, т); V – объём (см³, м³); ρ₀ - средняя плотность (г/см³, кг/м³, т/м³)

Например у керамического кирпича: 1,6-1,9 г/см³ или 1600-1900кг/м³ или 1,6-1,9 т/м³

Истинная плотность (плотность вещества) – это масса единицы объёма вещества в абсолютно плотном состоянии без пор и пустот. ρ_И=m/V₀; m – масса; V₀- объем в абсолютно твердом состоянии; ρ_И- истинная плотность (г/см³, кг/м³, т/м³)

Например, у керамического кирпича: ρ_И=2,5 г/см³ = 2500 кг/м³

У большинства материалов истинная плотность больше средней, только у абсолютно плотных материалов, таких как металлы, стекло, жидкости, средняя плотность и истинная плотность равны.

Плотность материалов имеет большое практическое значение. Ею пользуются для определения массы и объёма материала при расчетах на прочность, при транспортировке и т.д. ρ=m/V; m=ρ*V; V=m/g

Насыпная плотность – это плотность, которая определяется для материалов в рыхлом состоянии.

Например: кварцевый песок ρ_Н=1500кг/м³; гранитный щебень ρ_Н=1600-1650 кг/м³

Пористость – это степень заполнения объёма материала порами.

П=V_n/V*100%: V_n – объем пор; V - объем материала; П – пористость в (%).

Пористость так же можно определить по формуле: П=(ρ_и-ρ_о)/ρ_и *100%

Например: керамический кирпич П=28-32%

Пористость измеряется в широких пределах. От 0(жидкости, стекло) до 95%(пенопласт)

Гигроскопичность – свойство материала поглощать пары воды из важного воздуха.

Наибольшей гигроскопичностью обладают материалы с мелкими открытыми порами: изделия из дерева, гипса, цемент.

Водопоглощение – это свойство материала впитывать и удерживать воду.

Различают по массе и по объёму.

Водопоглощение по массе определяется по формуле: ω_m=(m_н-m_c)/m_c *100%: m_н- масса насыщенного образца; m_с-масса сухого образца; ω_m-водопоглощение в %.

Например, у керамического кирпича ω_m= (8-15)%

Водопоглощение по массе всегда больше или равно влажности материала.

Водопоглощение по объёму вычисляется по формуле: ω₀=(m_н-m_c)/V_c *100% ; ω₀=ρ₀*ω_m

Водостойкость – свойство не разрушаться под действием воды.

Водостойкость оценивается коэффициентом размягчения: k_p=R_нас/R_сух: R_нас – прочность насыщенного образца; R_сух – прочность сухого образца; k_p – коэффициент размягчения.

Материалы с коэффициентом размягчения больше 0,8 – практически водостойкие. В строительстве для несущих конструкций применяются только водостойкие материалы.

Водостойкими являются кирпич, бетон, гранит и т.д.

Влагоотдача – свойство материала отдавать воду при наличии условий в окружающей среде: повышение температуры, понижение влажности, давления воздуха, при движении воздуха.

4. Морозостойкость – свойство материала насыщенного водой выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного понижения прочности.

Образцы считают выдержавшими испытание, если при установленном для них числе циклов испытания они не имеют выкрашиваний, расслаиваний, потери в массе более 5%. Потери прочности >25%

Цикл: одно замораживание, одно оттаивание.

ГОСТами установлены следующие марки материалов по морозостойкости:

F10, F15, F25…F500.

У керамического кирпича: F15, F25,F35,F50.

Теплопроводность – свойство материала пропускать через свою толщу тепловой поток, возникающий в следствие разности температур на его ограждающих поверхностях. Количество тепла, проходящего через участок стены, определяется по формуле: Q=λ*A*(T₁-T₂)*Z/a; λ=Q*a/A*(T₁-T₂)*Z: A-площадь (м²); Т₁-Т₂–разность температур (^◦С); Q–количество тепла (Дж); А–толщина (м); Z–время (сек); λ–коэффицент теплопроводность (Вт/м*К)

Например, у: керамического кирпича λ≈0.65 Вт/м*К; воды λ≈0.1 Вт/м*К; воздуха λ≈0.02 Вт/м*К

Коэффициент теплопроводности материала зависит от свойств данного материала, его строения, пористости, характера пор, влажности, средней температуры теплопередачи.

Огнестойкость – свойство материалов не воспламеняться под действием огня и высоких температур.

По огнестойкости материалы подразделяются на: Сгораемые (дерево, картон, бумага); Трудно сгораемые (фибролит, оштукатуренное дерево); Несгораемые (металлы, камни, стекло).

5. Химическая стойкость – свойство материалов сопротивляться разрушению под действием солей, щелочей, кислот, растворённых в воде, газов, агрессивных органических жидкостей.

Биологическая стойкость – свойство материалов не разрушаться под действием различных микроорганизмов. Биостойкими является : кирпич, бетон, стекло. Не биостойкие: дерево, картон, войлок.

Адгезионная способность(адгезия) – способность прилипать к поверхности(лакокрасочные материалы, гидроизоляционные, раствор)

Экологическая чистота. Экологию загрязняют: выбросы газов, дыма, отходов, жидкого топлива, химические отходы, радиоактивные.

6. Механические свойства:

Прочность- свойство материала не разрушаться под действием внутренних напряжений , возникающих от внешних сил .

Прочность на сжатие определяется пределом прочности по формуле: Rcж=FP/A,где Rcж-предел прочности на сжатие (МПа), A-площадь основания поперечного сечения(мм2), Fp- разрушающее усилие. 1Мпа=1Н/1мм2

Пределу прочности на сжатие соответствуют маркам многих строительных материалов:

У кирпича: марка кирпича 100 М100 соответствует Rcж = 10 Мпа

У бетона марка бетона 200 М200 соответствует Rcж = 20 Мпа

П редел прочности на изгиб: Rи= 3F_Р*l/2bh²

Твёрдость- свойство материалов сопротивляться проникновению в него других ,более плотных тел.

Для тв. каменных материалов твёрдость определяется по шкале Масса, путём царапания испытываемого материала минералами, заданной твёрдости(Т=6.5)

Твёрдость определяется по 10-ти балльной шкале: мел- Т=1,кварц – Т=7,алмаз- Т=10

У упругопластичных материалов таких как, металлы, пластмассы ,дерево, твёрдость определяется по шкале Бренелля ,путём вдавливания в испытываемый материал стального шарика или конуса. Твёрдость соответствует диаметру отпечатка Твёрдыми должны быть материалы полов, дорожные покрытия и т.д.

Упругость- Свойство материалов после снятия нагрузки восстанавливать свои первоначальные размеры и формы. (резина, сталь, древесина)

Пластичность-свойство материалов после снятия нагрузки не восстанавливать свои первоначальные размеры и формы.(пластилин, свежеприготовленный раствор, нагретый битум) Все упругие материалы имеют предел упругости(т.е. когда упругие деформации переходят в пластичные). Этот предел упругости называется модулем упругости (МПа) Все несущие строительные конструкции должны работать только в пределах упругих деформаций.

Хрупкость-свойство материала разрушаться сразу, без предварительных деформаций.(стекло, камни, чугун)

Материал может вести себя как пластичный или хрупкий в зависимости от: влажности, температуры, скорости нарастания нагрузки.

Ударная вязкость(сопротивление ударов). Хорошо воспринимают ударные нагрузки : сталь, дерево. Плохо - чугун, камни, стекло. На удар работают конструкции полов , дорожных покрытий , лестницы.

Износ:моральный, материальный

Химическая стойкость(коррозостойкость)- свойство материалов сопротивляться разрушению под действием солей, щелочей, кислот, растворённых в воде , газов, агрессивных органических жидкостей. Различные материалы защищаются от коррозий по-разному.

Биологическая стойкость-свойство материалов не разрушаться под действием микроорганизмов.(стойкие: бетон, кирпич, стекло; не биостойкие: дерево, картон, войлок).

Адгезионная способность- способность материалов прилипать к поверхности (лакокрасочные материалы, гидроизоляционны материалы (битум), штукатурка).

Экологическая чистота. Экологию загрязняют выбросы газов, дыма, , отходов, жидкого топлива, химические отходы, радиоактивные отходы.

Технологические свойства- свойство материала легко поддаваться обработке (пилением, сверлением, строганием, резанием, плавке, сварке и т.д.

7. Художественно-декоративные свойства отделочных материалов: цвет, светлота поверхности, блеск, текстура, фактура. Эстетическая сочетаемость материалов.

Архитектурно-художественные (эстетические) свойства. Необходимы для оценки декоративности отделки:

Фактура отделочных слоёв – это характер их поверхности. Фактура может быть гладкой, бугристой и рельефной. Если поверхность характеризуется высотой неровностей до 5мм фактура считается бугристой. Рельефная фактура характерна для поверхностей, поперечное сечение которых имеет профиль определённой формы.В сильно запылённых районах строительства и в районах где преобладают косые дожди, сильно увлажняющие стены зданий, рекомендуется применять исключительно гладкую фактуру, имеющую высоту неровностей до 0.5 мм.

Цвет материала характеризуется светлотой, цветовым тоном (фоном) и насыщенностью (частотой). Длиной волны отраженного светового луча определяется цветовой фон; показатель отличия цветового тона от ахроматического(серого) определяет насыщенность. Она выражается в условных процентах. Для определения насыщенности разработаны специальные атласы с образцами цветовой насыщенности.

Светлота (яркость) характеризуется коэффициентом отражения, который для абсолютно белого цвета принимается за 100, а для абсолютно чёрного – 0%. Цветовой фон и светлота определяется с помощью специальных приборов – колориметров или с помощью атласов цветов.

Цветостойкость – способность материала сохранять первоначальный цвет в течение срока эксплуатации. Наиболее высокой цветостойкостью характеризуются природные каменные материалы, а также некоторая керамика, стекло. Из доступных отделочных материалов наименьшей цветостойкостью обладают декоративные бетоны и растворы на цветных цементах (образуются высолы, налёты и т.п.).

Блеск — способность поверхности направленно отражать световой поток.

Текстура — рисунок природного материала, выражающий на его поверхности характерную структуру, особенности строения.