Строительные материалы

1.

Направление подготовки бакалавров
«Строительство»
Строительные материалы
Лихачев Владислав Александрович, к.х.н., доцент
Ауд. 1-506
тел. 8 922 913 36 20

2.

Строительные материалы
(дневное отделение)
• 16 лекций
• 16 часов практических занятий
• 16 часов лабораторных занятий
• Зачет
• 56 час на самостоятельную работу.

3.

Структура лекционного курса
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Введение. Классификация строительных материалов. Их свойства.
Строение металлов. Виды металлических сплавов. Классификация
сталей. Чугуны и сплавы алюминия.
Механические характеристики металлов.
Вяжущие вещества. Цемент и его характеристики. Известь, силикатный
кирпич. Гипсовые вяжущие. Изделия на основе гипсовых вяжущих.
Бетон и его характеристики.
Керамические материалы. Применение в строительстве. Керамический
кирпич.
Полимерные материалы. Виды пластмасс. Газонаполненные пластмассы.
Применение пластмасс в строительстве.
Битум. Битумные материалы. ЛКМ
Дерево его характеристики. Строительные материалы из дерева.
Комбинированные и композиционные материалы.

4.

Структура практических занятий
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Стали. Их виды. Строительные стали. Арматурная сталь.
Классификация сталей и их коррозионные свойства.
Чугуны. Классификация сплавов алюминия.
Свойства строительных материалов. Механические
характеристики металлов (характеристики твердости,
прочности, пластичности, жесткости, выносливости).
Вяжущие вещества: цемент, известь, гипсовые вяжущие,
битум.
Бетон, его виды и свойства.
Пластмассы, керамика, композиционные материалы.
Работа с отстающими,
Финишная контрольная работа.

5.

Практические занятия для
заочников
• Заочники по разделу строительные
материалы выполняют 4 практические
работы:
• Классификация и коррозионные свойства
сталей;
• Свойства строительных материалов и
механические характеристики металлов;
• Вяжущие неорганические вещества;
• Бетон и железобетон.

6.

Темы презентаций
(Дневное отделение)
1. Арболит и фибролит;
2. Плиты ЦСП, ДВП и ДСП;
3. Полимерные полы
4. Топинговые полы.
5. Древопластики.
6. Фасадные панели;
7. Сайдинг;
8. Специальные виды керамического кирпича;
9. Герметизирующие материалы. Монтажная пена.
10. Дегтевые материалы;
11. Строительные клеи и их использование.
12. Полимерные панели;
13. Силикатные блоки;
14. Теплоизоляционные материалы и т.д.

7.

Литература
Основная литература
• Материаловедение в строительстве: учеб. пособие для студ. высш. учеб.
заведений/под ред. И.А.Рыбьева. – 2-е изд. испр. –М.: Издательский центр
«Академия», 2007. – 528 с.
• Наназашвили И.Х и др. Строительные материалы и изделия. Справочное
пособие. –М., Аделант, 2008, -479 с.
• Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И. Материаловедение. Учебник для вузов. – С.П.:
Химиздат, 2004, 735 с.
Методическая литература
• Лихачев В.А. Материаловедение и технология конструкционных материалов/
В.А.Лихачев . Учебное пособие. –Киров: Изд-во ГОУ ВПО «ВятГУ», 2010. – 64с.
• Глушков Е.Д. Испытание заполнителей для тяжелых бетонов: учебнометодическое пособие /Е.Д.Глушков, Т.А.Шишкина – Киров ВятГУ, 2015. -23с

8.

Конструкционные материалы в
истории человечества.
1. Камень, дерево, кость. (Каменный век)
2. Керамические материалы: глина (посуда),
кирпич (стройматериал), фарфор, стекло.
3. Металлы. (Медный, бронзовый, железный века)
4.Полимерные материалы
4.1. Резины ( век полимерных материалов)
4.2. Пластмассы,
5. Композиционные и комбинированные
материалы (Железобетон, древопластики).
Композиционные материалы на основе
металлов, пластмасс, керамики.

9.

Современные конструкционные материалы
На сегодняшний день в технике широко применяются
следующие основные виды конструкционных материалов:
• Металлы и сплавы;
• Бетон, железобетон;
• Дерево;
• Полимерные материалы (пластмассы, эластомеры);
• Керамические материалы;
• Композиционные и комбинированные материалы;

10.

Классификация строительных
материалов
В строительстве перечень строительных материалов
шире. Продолжается и расширяется использование
природных материалов)
1.Природные
2 Искусственные
1.Природные
1.1 Неорганические (горные породы);
1.2. Органические (дерево, солома, камыш и т.д.)

11.

Горные породы
• Исторические горные породы образовались при
твердении расплавленной магмы земли при
образовании ее корки.
• В последующем они образовывались уже за счет
работы вулканов, деятельность которых продолжается
и в настоящее время.
• Далее в течение многих тысячелетий за счет действия
воды, морозов, ветра, ледников наблюдалось
разрушение первичных горных пород, с
образованием вторичных, и их преобразование за
счет глубинных процессов, происходящих внутри
земной коры.

12.

Классификация строительных
материалов
Горные породы (природные материалы)
Изверженные Осадочные Метаморфические
(первичные) (вторичные) (видоизмененные)
Глубинные
Обломочные (мрамор, кварцит,
(гранит, сиенит, (гравий,щебень
дорит)
песок, глина)
глинистый
сланец, кварц)
Излившиеся
Химические
(диабаз, базальт, (известняк, гипс)
порфир)
Органогенные
(мел, ракушечник)

13.

Горные изверженные породы
• Глубинные горные породы, в частности, граниты широко
применяются в строительстве для получения щебня,
изготовления высокопрочного и морозостойкого тяжелого и
асфальтовых бетонов, облицовочных плит, ступеней, плит для
полов, бутового камня для кладки стен и фундаментов. Гранит
используют для облицовки гидротехнических сооружений,
набережных, опор мостов, туннелей, цоколей и др. частей
зданий, монументальных сооружений.
• Излившиеся горные породы, в частности, базальт широко
используется для получения щебня, дорожного (бортового и
брусчатки) и облицовочного камней, кислотоупорного и
щелочестойкого материала.

14.

Природные каменные материалы
Наиболее часто горные породы в строительстве используются в
виде бута и щебня.
• Бут (рваный камень) – получают взрывом;
• Размер фракций от 150 до 500 мм;
• Получают при разработке местных осадочных или извергнутых
горных пород.
• Характеризуется прочностью от R cж -200 до R cж -1400 кг\см2,
морозостойкостью (от F(Мрз) 15 до F-300) и водостойкостью.
• Используется для получения щебня, под фундамент и для кладки
фундамента, декоративных стен;
• Свойства бута зависят от его породы, он тем ценнее, чем
плотнее порода (гранит, сиенит), и дешевле (известняк) .

15.

Применение бута
ГОСТ 22132-76 Камень
бутовый. Технические условия
Использование бута для
кладки декоративных стен.
Бут для фундаментов

16.

Природные каменные материалы
Грубоколотый камень – иногда получают раскалыванием;
Плиты – вырезанный или обработанный материал из горных
пород (гранитные и мраморные плиты)
Щебень – остроугольные куски горных пород размером от 5
до 70 мм), получаемые при дроблении бута. (Используется
для получения бетона, основания фундаментов, основания
дорог.)
Чем плотнее щебень, тем для более высоких марок бетона
он используется. И в этом плане гранитный щебень более
ценен.

17.

Природные каменные материалы
Гравий – окатанные куски горных
пород, размером от 5 до 120 мм.
(Используется для получения бетона
более низких марок).
ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий
из плотных горных пород для строительных работ. Технические
условия».
Щебень и гравий согласно ГОСТ 8267-93 характеризуются: маркой
по дробимости (например, 600-1400 для щебня из изверженных
пород. Марка определяется % потери массы при испытании в
цилиндре при нагрузке 2000 кгс),
истираемостью, морозостойкостью (от F15 до F400)

18.

Природные каменные материалы
• Песо́к — осадочная горная порода, получающаяся за счет
выветривания и размывания горных пород, а также
искусственный материал размером от 0,14 до 5 мм,
состоящий из зёрен, полученных при дроблении щебня.
Очень часто состоит из кремнезема (химическое
название — диоксид кремния, SiO2)
• Согласно ГОСТ 8736-2014 строительный песок — это
неорганический сыпучий материал с крупностью зёрен до
5 мм, образовавшийся в результате естественного
разрушения скальных горных пород и получаемый при
разработке песчаных и песчано-гравийных
месторождений без использования или с использованием
специального обогатительного оборудования. (Речной,
карьерный).

19.

Природные каменные
материалы
• Гли́на — мелкозернистая осадочная горная порода, пылевидная
в сухом состоянии, пластичная при увлажнении.
• Два оксида Al2O3 и SiO2 — составляют основную часть
химического состава глин.
• Оксиды связаны в минералы. Глина состоит из одного или
нескольких минералов.
• Например, каолинит. Его состав: 47% (мас) оксида кремния
(SiO2), 39 % оксида алюминия (Al2О3) и 14 % воды (Н2O).
• Главный компонент определяющий свойства глин - Al2O3
• Глина может быть разных цветов жёлтого, коричневого, синего,
зелёного, лилового и даже чёрного цветов.
• Окраска определяется составом глин и примесями красителями, например, соединениями железа в валентности 3

20.

Природные органические
строительные материалы
Дерево
• Сосна, ель, пихта, лиственница, кедр (хвойные),
береза, бук, дуб, липа и т.д. (лиственные)
Изделия из дерева
• Бревна, пиломатериалы (доски, брусья, бруски,
горбыль, вагонка и т.д.)
• Паркет;
• Фанера;
• Мебельные плиты.

21.

Искусственные строительные
материалы
1. Вяжущие неорганические материалы (цемент, известь,
жидкое стекло, гипс, вяжущие вещества на основе шлака)
основа для получения силикатного кирпича, бетона,
железобетона, строительных шпаклевочных и грунтующих
смесей);
2. Искусственные материалы на основе вяжущих (силикатный
кирпич, бетон, железобетон, черепица, плиты);
3. Обжиговые материалы: керамический кирпич, стекло,
плитки, каменное литье;
4. Металлы и сплавы (сталь, чугун, сплавы алюминия, меди и
т.д.)
5. Полимерные материалы (пластмассы и эластомеры);

22.

Искусственные строительные
материалы
6. Битумные и дегтевые материалы;
7. Лакокрасочные материалы;
8. Комбинированные и композиционные материалы
(Полимербетоны, древопластики, сип-панели, ДВП и т.д.).
Из всех этих материалов универсальными, а, сл-но, наиболее
важными, использующимися для несущих конструкций в
строительстве являются:
Металлы – металлические конструкции;
Кирпич, бетон и железобетон – кирпичные и бетонные
и железобетонные конструкции;
Дерево – деревянные конструкции;
Остальные материалы имеют специальное назначение.

23.

Строительные материалы
• Количество выпускаемых в настоящее время строительных
материалов огромно. Каждый год возникают новые фирмы
по их выпуску и новые названия материалов. Одна из целей
настоящего курса научится их классифицировать.
• При знакомстве со строительным материалом
рекомендуется придерживаться следующей схемы: сырьетехнология получения материала- состав-строениесвойства-применение.
• Первые два раздела схемы важны для строительных
материалов выпускаемых строительной промышленностью
(кирпич, железобетонные изделия, строительные смеси)
остальные для материалов металлургии (металлы и сплавы)
и большой химии (полимерные материалы, ЛКМ, битумы).

24.

Свойства строительных материалов
Строительные материалы могут быть сыпучими (песок, цемент, строительные
смеси), пористыми (бетон, кирпич, изделия из керамики, дерево), плотными
(металл, пластмассы) и поэтому каждый материал имеет свои специфичные
свойства, которые и определяют его применение.
В таблице приведены основные свойства строительных материалов.
№
Размерн
п/ Свойство
Определение
Формула
ость
Пояснения
п
m – масса образца материала, г;
г/см3,
1 Истинная Масса единицы объема в
плотность
2 Средняя
плотность
3 Насыпная
плотность
абсолютно плотном
состоянии
кг/м3
Va - объем в абсолютно плотном
состоянии (без пор), см3
Масса единицы объема в
естественном состоянии
(вместе с порами)
г/см3,
кг/м3
Vе - объем в естественном
состоянии (с порами), см3
г/см3,
кг/м3
M - масса образца материала
Vн - объем просушенного
свободно насыпанного
материала
Масса единицы объема
просушенного свободно
насыпанного материала
Ро =