Классификация строительных материалов

Предмет и задачи материаловедения
• Материаловедение изучает состав, структуру, свойства и поведение
материалов в зависимости от воздействия окружающей среды.
Воздействие бывает тепловым, электрическим, магнитным и т. д.
Любой компонент конструкций или сооружений подвергается
нагрузкам как со стороны других компонентов, так и со стороны
внешней среды.
• Классификация материалов: металлические, неметаллические и
композиционные материалы. Металлические материалы
подразделяются на цветные металлы, порошковые материалы.
Неметаллические материалы: резина, стекло, керамика, пластические
массы, ситаллы. Композиционные материалы являются составными
материалами, в состав которых входят два и более материалов
(стеклопластики).
• Существует классификация материалов в зависимости от вида
полуфабрикатов: листы, порошки, гранулы, волокна, профили и т. д.
• Техника создания материалов положена в основу классификации по
структуре.

3.

Предмет и задачи материаловедения
Металлические материалы подразделяются на
группы в соответствии с тем компонентом,
который лежит в их основе. Материалы черной
металлургии: сталь, чугуны, ферросплавы, сплавы,
в которых основной компонент – железо.
Материалы цветной металлургии: алюминий,
медь, цинк, свинец, никель, олово.
Основу современной техники составляют металлы
и металлические сплавы. Сегодня металлы
являются самым универсальным по применению
классом материалов. Для того чтобы повысить
качество и надежность изделий, требуются новые
материалы. Для решения этих проблем
применяются композиционные, полимерные,
порошковые материалы.
Металлы – вещества, которые обладают
ковкостью, блеском, электропроводностью и
теплопроводностью. В технике все металлические
материалы называют металлами и делят на две
группы.
Простые металлы – металлы, которые имеют
небольшое количество примесей других металлов.
Сложные металлы – металлы, которые
представляют сочетания простого металла как
основы с другими элементами.

4.

Предмет и задачи материаловедения
Материаловедение или наука о материалах
получила свое развитие с древнейших времен.
Первый этап развития материаловедения
начинается со специализированного изготовления
керамики. Особый вклад в становление
материаловедения в России был сделан М.В.
Ломоносовым (1711–1765) и Д.И. Менделеевым
(1834–1907).
Ломоносов разработал курс по физической химии
и химической атомистики, подтвердил теорию об
атомно-молекулярном строении вещества.
Менделееву принадлежит заслуга разработки
периодической системы элементов. Оба ученых
немалое внимание уделяли проблеме
производства стекла.
В XIX в. вклад в развитие материаловедения
внесли Ф.Ю. Левинсон-Лессинг, Е.С. Федоров, В.А.
Обручев, А.И. Ферсман, Н.Н. Белелюбский.
Начинают производиться новые материалы:
портландцемент, новые гипсы, цементные бетоны,
полимерные материалы и т. д.

5.

Предмет и задачи материаловедения
В машиностроении широкое применение получили
металлы и сплавы металлов, именно поэтому
металловедение является важной частью
материаловедения.
Металловедение как наука возникло в России в XIX в, оно
является научной основой для разработки новых
оптимальных технологических процессов: термической
обработки, литья, прокатки штамповки сварки. Сочетание
высокой прочности и твердости с хорошей пластичностью,
вязкостью и обрабатываемостью, не встречающееся у
других материалов, явилось причиной использования
металлов в качестве основного конструкционного
материала во всех областях техники.
Впервые установил существование связи между
строением стали и ее свойствами выдающийся русский
ученый П.П. Аносов (1799–1851 гг.), раскрывший давно
утраченный секрет изготовления и получения древними
мастерами Востока булатной стали, которая идет для
производства клинков. Булатная сталь Аносова славилась
во всем мире и даже вывозилась за границу. Клинки,
которые были изготовлены из этой стали, отличались
высокой твердостью и вязкостью. П.П. Аносов считается
«зачинателем» производства высококачественной стали,
он впервые применил микроскоп для определения
строения стали и положил начало изучению
закономерной связи между структурой и свойствами
сплавов.
П.П. Аносов

6.

Предмет и задачи материаловедения
Основоположник научного металловедения Д.К.
Чернов (1839–1921 гг.), который открыл в 1868 г.
фазовые превращения в стали. Открытие Д.К.
Черновым критических точек а и b (по
современному обозначению А1 и A3) совершило
революцию в познании природы металлических
сплавов и позволило объяснить ряд
«таинственных» явлений, которые происходят при
термической обработке сталей.
Огромный вклад в развитие науки о металлах
внесли Н.С. Курнаков, А.А. Байков, Н.Т. Гудцов,
А.А. Бочнар, Г.В. Курдюмов, С.С. Штейиберг, А.П.
Гуляев, а также другие советские ученые.
Большое значение в развитии металловедения и
термической обработки имели работы Осмонда
(Франция), Зейтца, Бейна и Мейла (США),
Таммана и Ганемана (Германия).
В XX веке были достигнуты крупные достижения в
теории и практике материаловедения, созданы
высокопрочные материалы для инструментов,
разработаны композиционные материалы,
открыты и использованы свойства
полупроводников, совершенствовались способы
упрочнения деталей термической и химикотермической обработкой.
Д.К. Чернов

7.

Архитектурно-строительные требования к
материалам.
Основные архитектурно-строительные требования к продукции промышленности
строительных материалов и изделиям стройиндустрии условно классифицируются на три
группы:
Функциональные (которые, в свою очередь, можно разделить на общестроительные,
эксплуатационные и санитарно-гигиенические);
Эстетические;
Экономические.
Первая подгруппа функциональных архитектурно-строительных требований общестроительные
обусловлена видом и назначением материала или изделия, удобством транспортирования и
хранения, технологичностью применения независимо от эксплуатационного режима той
конструкции, В которой он будет применен. Так, любой рулонный материал для покрытия
полов (например, линолеум) должен независимо от области его применения безусловно
обеспечить возможность его транспортирования, хранения, распаковки, прирезки с
минимальными отходами, укладки (с помощью клея или «насухо»), гарантируя при этом
надежное крепление, а также обладать другими необходимыми свойствами,
характеризующими его пригодность к применению в условиях современного индустриального
строительства. Эти общестроительные требования регламентируют ширину рулонов (она
должна соответствовать строительному модулю и допускать транспортирование и перенос
вручную), тыльная сторона материала должна обеспечивать надежную приклейку (например,
иметь рифленую поверхность), при длительном хранении материал не должен изменять свои
эксплуатационные свойства и т.д.

8.

Архитектурно-строительные требования к
материалам.
Вторая подгруппа функциональных требований относится к качественным
характеристикам материалов и изделий, почти исключительно определяемым
эксплуатационным режимом зданий, сооружений, отдельных помещений и
конструкций, где данная промышленная продукция будет уложена «в дело».
Требования этой подгруппы называются эксплуатационными. Они определяют
пригодность материала (изделия) к применению в данных эксплуатационных
условиях, его эксплуатационное удобство и общую надежность. Так, в
зависимости от того, в каком здании (жилом, общественном, промышленном)
и в каком конкретно помещении (жилая комната, кухня, холл и т.п.) будет
уложен рассматриваемый нами рулонный материал для покрытия пола, будут
различными требования к степени его стойкости против различных физикомеханических, химических и иных воздействий (истирания, продавливания,
действия огня, химических веществ и пр.), которым будет подвергаться
материал после его укладки.
Эксплуатационный режим помещения будет определять и требования к
свойствам материала, обеспечивающим необходимый комфортный уровень
покрытия (т.е. его акустические, теплотехнические и другие параметры), а
также характер и степень загрязнения покрытия и соответствующие
требования по уходу, эксплуатации и возможности ремонта.

9.

Свойства строительных материалов
Свойства строительных материалов определяют области их применения. Только при
правильной оценке качества материалов, т. е. их важнейших свойств, могут быть получены
прочные и долговечные строительные конструкции зданий и сооружений высокой техникоэкономической эффективности. Все свойства строительных материалов по совокупности
признаков подразделяют на физические, химические, механические и технологические.
- К физическим свойствам относятся весовые характеристики материала, его плотность,
проницаемость для жидкостей, газов, тепла, радиоактивных излучений, а также способность
материала сопротивляться агрессивному действию внешней эксплуатационной среды.
Последнее характеризует стойкость материала, обусловливающую в конечном итоге
сохранность строительных конструкций.
- Химические свойства оцениваются показателями стойкости материала при действии кислот,
щелочей, растворов солей, вызывающих обменные реакции в материале и разрушение его.
- Механические свойства характеризуются способностью материала сопротивляться сжатию,
растяжению, удару, вдавливанию в него постороннего тела и другим видам воздействий на
материал с приложением силы.
- Технологические свойства — способность материала подвергаться обработке при
изготовлении из него изделий. Эти свойства рассматриваются в соответствующих разделах
курса применительно к конкретному материалу.

10.

Комплексные свойства материалов
Долговечность- способность материала сохранять требуемые свойства до предельного
состояния т. е заданного срока эксплуатации. Для каждого отдельного материала долговечность
зависит от области его применения, интенсивности воздействия эксплуатационных нагрузок, т.
е температуры, влажности и агрессивности среды. Требования по наибольшей долговечности
предъявляются ко всем конструкционным материалам. Она должна быть не ниже срока
службы здания и сооружения
Старение- изменение структуры и свойств материала при эксплуатации или длительном
хранении. Не стареет природный камень, за исключением мрамора. Быстро стареют
пластмассы.
Надежность – комплексные свойства материала. Сохранять заданные свойства в течение
времени эксплуатации. Основные задачи надежности состоит в исключении «отказов»,
внезапного ухудшения свойств материала ниже уровня, заложенного в проекте. Особенно
важно это свойство для материалов, работающих в экстремальных условиях – высоких
температурах, в агрессивной среде, сейсмических воздействиях.
Совместимость - понимается способность разнородных материалов, изделий и конструкций
образовывать прочное и надежное неразъемное соединение и выполнять при этом
необходимые функции в течение заданного времени. Совместимость может рассматриваться в
аспекте эстетическом, как применение материалов разной фактуры или цвета.
Жаростойкость- способность материала противостоять химическому разрушению при высокой
температуре.

11.

Эстетические свойства
Эстетические свойства самого материала определяются такими параметрами как форма, цвет,
фактура и рисунок. Важным фактором является эстетическая сочетаемость с другими
материалами или изделиями применяемыми на данном объекте, а так же сочетание с
окружающей средой.
Форма – играет существенную роль в эстетической оценке изделия. Например, для цоколей
применяют крупные, грубо обработанные каменные материалы, а в верхней части мелкие
гладкие камни, чтобы создать впечатление легкости стен и незыблемости здания в целом.
Форма очень важна для плиточных материалов.
Цвет – обусловлен следующими факторами – его окраской, свойствами поверхности,
свойствами источника света. Человеческий глаз способен различать до 300 оттенков
ахроматических (белые, черные и серые цвета) и десятки тысяч хроматических цветов
(красный, оранжевый, синий, зеленый, фиолетовый и др.).
В строительстве используются цветовые атласы, в которых на карточках размером 130х180 мм
на триацетатной пленке наносится краска матовая и глянцевая. Этот стандарт хранится 5 лет.
Для получения цвета используются пигменты. Цвет играет важную роль, как для внутренней,
так и для наружной отделки здания. При использовании светлых материалов помещение
кажется большим, для уменьшения необходимо использовать насыщенные теплые цвета.
Фактура – видимое строение поверхности материала, характеризуемое рельефом и степенью
блеска (гладкие и рельефные).
Рисунок- природный рисунок на камне, дереве называется текстурой. Выбор фактуры и
рисунка зависит от расстояния, с которого его рассматривают.

12.

Домашнее задание:
Записать конспект в тетрадь и отправить фотоотчет. Повторение пройденного
материала.
Домашнее задание отправлять ВК https://vk.com/y.gritsenko93. Обязательно пишем
группу, фамилию. Старосту группы прошу создать группу ВК, где я буду скидывать
вам ДЗ и вы сможете задавать вопросы.
Буду рада с вами познакомиться.

English Русский Rules