Природные и строительные материалы

Линейное  температурное расширение. При сезонном изменении температуры окружающей среды и материала на 50 °C относительная  температурная деформация достигает 0,5-1 мм/м. Во избежание растрескивания сооружения большой протяженности разрезают деформационными швами.

Морозостойкость строительных материалов.

Морозостойкость — свойство насыщенного водой  материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание. Количественно  морозостойкость оценивается маркой. За марку принимается наибольшее число циклов попеременного замораживания до −20 °C и оттаивания при температуре 12-20 °C, которое выдерживают образцы материала без снижения прочности на сжатие более 15 %; после испытания образцы не должны иметь видимых повреждений — трещин, выкрашивания (потери массы не более 5 %).

Механические свойства строительных материалов

Упругость — св-во самопроизвольно восстанавливать  первоначальную форму и размеры  после прекращения действия внешней  силы.

Пластичность  — св-во изменять форму и размеры под действием внешних сил, не разрушаясь, причем после прекращения действия внешних сил тело не может самопроизвольно восст. форму и размер.

Остаточная  деформация — пластичная деформация.

Относительная деформация — отношение абсолютной деформации к начальному линейному размеру(ε=Δl/l).

Модуль  упругости — отношения напряжения к отн. деформации (Е=σ/ε).

Прочность — св-во материала сопротивляться разрушению под действием внутр. напряжений, вызванных внешними силами или др. Прочность оценивают пределом прочности — временным сопротивлением R, определенном при данном виде деформации. Для хрупких (кирпич, бетон) основная прочностная характеристика — предел прочности при сжатии. Для металлов. Стали — прочность при сжатии такая же как и при растяжении и изгибе. Так как строительные материалы неоднородны предел прочности определяют как средний результат серии образцов. На результаты испытаний влияют форма, размеры образцов, состояния опорных поверхностей, скорость нагружения. В зависимости от прочности материалы делятся на марки и классы. Марки записываются в кгс/см², а классы в МПа. Класс характеризует гарантированную прочность. Класс по прочности В называется временным сопротивлением сжатию стандартных образцов(бетонных кубов с размером ребра 150 мм), испытанных в возрасте 28 суток хранения 20±2°C с учетом статической изменчивости прочности.

Коэффициент конструктивного качества: ККК=R/γ(прочность  на относит. плотность), для 3-й стали  ККК=51 МПа, для высокопрочной стали  ККК=127 МПа, тяжелого бетона ККК=12,6 МПа, древесины ККК=200 МПа.

Твердость — показатель, характеризующий св-во материалов сопротивляться проникновению  в него другого, более плотного материала. Показатель твердости: НВ=Р/F (F — площадь  отпечатка, P — это сила), [НВ]=МПа. Шкала Мооса: тальк, гипс, известь…алмаз.

Истирание — потеря первоначальной массы образца  при прохождении этим образцом определенного  пути абразивной пов-ти. Истирание: И=(m1-m2)/F, где F — площадь истираемой поверхности.

Износ — св-во материала сопротивляться одновременно воздействию истирающих и ударных нагрузок. Износ определяют в барабане со стальными шарами или без них. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.ВИДЫ  ПРИРОДНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ 

2.1Каменные природные строительные материалы 

Каменные природные строительные материалы - строительные материалы, получаемые в результате механической обработки горных пород: облицовочные плиты, стеновые камни, щебень, гравий, бутовый камень и др.

Каменные  природные строительные материалы  подразделяются:

-магматические породы, как это видно из названия, образовались в результате остывания и кристаллизации магмы - расплавленной массы преимущественно силикатного состава, находящийся в глубинах земной коры. В зависимости от условий остывания магмы изверженные горные породы делят на глубинные - гранит, диорит, габбро, лабрадорит; излившиеся - порфиры, диабаз, базальт.

-осадочные породы образовались в результате разрушения горных пород под воздействием внешних условий или в результате осаждения веществ из какой-либо среды. По характеру образования и составу осадочные горные породы бывают обломочные - механические отложения, куда входят пески, гравий, а также глинистые, хемо- и органогенные - это доломит, гипс, магнезит, известняк, мел, диатомит, трепел.

-метаморфические породы - гнейсы, мрамор, кварцит, глинистые сланцы - образовались в толще земной коры в результате видоизменения осадочных или магматических пород под действием температур, давления и других факторов.

Природные каменные материалы классифицируют по следующим признакам:

- плотность  в сухом состоянии - тяжелые  (плотностью более 1800 кг/м3) и легкие (плотностью менее 1800 кг/м3);

- пределу  прочности при сжатии (МПа) - на  марки 10-100 (тяжелые каменные материалы)  и 11-20 (легкие);

- морозостойкости  (коэффициенту размягчения) - на группы 0,6; 0,.75; 0,9 и 1.

Изделия из природного камня подразделяют пиленые (выступы до 10 мм), грубой тески (выступы  до 20 мм), грубоколотые под скобу (имеют  две приблизительно параллельные грани) и камень бутовый рваный.

Пиленые облицовочные плиты из природного камня (плотных известняков, мрамора, гранита, сиенита, габбро, лабрадорита и др.) путем их распиливания с последующей механической обработкой. Лицевая поверхность плит имеет различную фактуру - "скала", бугристая, бороздчатая, точечная, рифленая, пиленая, шлифованная, лощеная, полированная. Их применяют для облицовки колонн, отдельных участков фасадов и цоколей и внутренней облицовки монументальных зданий, для устройства декоративных полов в общественных зданиях.

Колотыми и тесаными плитами толщиной не менее 100 мм облицовывают уникальные здания, памятники и гидротехнические сооружения.

Бутовый камень добывают из осадочных плотных  пород и реже из изверженных пород. Предел прочности - не менее 0,75, масса камня - до 40 кг. Бутовый камень применяют для кладки фундаментов малоэтажных зданий.

Базальт - самая распространенная на Земле  излившаяся магматическая горная порода. Текстура базальта - в основном плотная, пористая, кристаллы не видны невооруженным  глазом, цвет темный, до черного. Базальт:

- обладает  столбчатой отдельностью в виде  многогранных столбов, тесно прилегающих  друг к другу; 

- залегает  в виде потоков или покровов;

- образует  обширные базальтовые плато; 

- слагает  огромные площади дна океанов; 

- используется  в строительстве в качестве бутового камня, наполнителя для бетонов, для мощения улиц и при производстве литых каменных изделий.

 

Грани́т (итал. granito, от лат. granum — зерно) —  кислая магматическая интрузивная  горная порода. Состоит из кварца, плагиоклаза, калиевого полевого шпата и слюд — биотита и/или мусковита. Граниты очень широко распространены в континентальной земной коре. Эффузивные аналоги гранитов — риолиты.

Применение  гранита:

В современном  строительстве гранит используется настолько широко, что его, без преувеличения, можно назвать универсальным материалом. Опытный дизайнер с помощью гранита сможет как полностью преобразить ваш дом, придав ему дополнительную элегантность и респектабельность, так и просто «оттенить» те или иные особенности вашего интерьера, внести в него некую «изюминку».

Гранит может быть использован при строительстве как:

Полы, лестницы. Гранит — материал с очень низким уровнем истираемости. Даже если по лестнице в ваших личных апартаментах за год пройдет 1 миллион человек, они смогут стереть ее ступени не более, чем на 0,12 мм;

Различные детали интерьера. Подоконники, карнизы, плинтусы, перила, столешницы для мебели, журнальные столики, барные стойки, балясины, колонны — высокая прочность  гранита позволит этим предметам  долгие годы сохраняться целыми и невредимыми, избежать механических повреждений воздействия температуры и влажности;

Фасадная  и интерьерная отделка. Гранит —  очень эргономичный материал, способный  обеспечить вам комфортное пребывание в здании;

Элементы  ландшафтного дизайна. Альпийская горка, рокарий, японские сады, декоративные водоемы — сделанные из гранита, эти модные композиции придадут вашему саду естественность и неповторимость.

Бордюры, ступени, брусчатка для мостовых. Гранит с успехом применяется  в местах, где необходима большая «выносливость». Он устойчив к механическому воздействию, химическим загрязнениям и перепадам температуры — не меняет своих свойств в течение сотен циклов замерзания и оттаивания.

Облицовка набережных. Гранит практически не впитывает влагу — соответственно, при понижении температуры в порах камня не образуется дополнительное внутреннее давление от замерзшей воды, способное привести к образованию трещин и разрушению породы.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.2 Нерудные природные строительные материалы 

Нерудные  материалы являются осадочными породами, добычу которых осуществляют открытым способом в карьерах. К ним относят: глину, грунт, бетон, песок, щебень, керамзит, строительный камень, гранит, известняк  и прочие вещества и минералы. Нерудные материалы классифицируют по нескольким показателям: плотные и пористые материалы, природные, а это гравий, песок, щебень.

Гравий, рыхлая горная порода, состоящая из скатанных обломков горных пород  и минералов размером в поперечнике  от 1 до 10 мм. По происхождению гравий разделяют на речной, озёрный, морской и ледниковый. Гравий применяется как строительный материал, в качестве крупного заполнителя для бетона, в дорожном строительстве. Сцементированный гравий называется гравелитом и обладает текстурами, присущими песчаным породам. Он широко распространен среди осадочных образований.

Наличие гравелита свидетельствует об интенсивном  размыве древних толщ и указывает  на близость суши, мелководья или поднятий, например, положительных форм рельефа  дна бассейна. Щебень является остроугольным обломком горных пород размером до 100 мм, образовавшимся при их выветривании и встречающимся в виде рыхлых или слабо сцементированных скоплений.

Щебень - это продукт дробления горных пород и искусственных каменных материалов. Например, металлургических шлаков, кирпича, в виде кусков угловатой формы размером 5-150 мм. Применяется, в зависимости от их свойств, в качестве заполнителей бетонов, для балластировки железнодорожных путей, в строительстве автомобильных дорог, гидротехнических сооружений и т.д

Технические характеристики нерудных материалов являются уникальным и незаменимым природным  компонентом в любом строительстве. Качественный строительный песок, речной песок, карьерный песок, известняковый  щебень, гранитный щебень, позволяют выполнять строительные работы отличного качества и на самом высоком уровне.

 
 
 
 
 
 
 
 

Песо́к  — осадочная горная порода, а  также искусственный материал, состоящий  из зёрен горных пород. Очень часто  состоит из почти чистого минерала кварца (вещество — диоксид кремния). Широко используется в составе строительных материалов, для намывки участков под строительство,для пескоструйной обработки, при возведении дорог, насыпей, в жилищном строительстве для обратной засыпки, при благоустройстве дворовых территорий, при производстве раствора для кладки, штукатурных и фундаментных работ, используется для бетонного производства, в дорожном строительстве. При производстве железобетонных изделий, бетона высоких марок прочности, а также при производстве тротуарной плитки, бордюров, колодезных колец используют крупнозернистый песок (Мк 2,2 - 2,5). Мелкий строительный песок используется для приготовления накрывочных растворов. Речной строительный песок довольно широко применим в различных декоративных (смешивают с различными красителями для получения специальных структурных покрытий) и отделочных работах готового помещения. Строительный речной песок выступает компонентом асфальтобетонных смесей, которые используются в строительстве и укладке дорог (в том числе и для строительства аэродромов). Средней крупности песок можно добавлять как заполнитель для бетонов или строительных растворов.