Научно-технический прогресс в строительной отрасли предполагает применение новых и эффективных строительных материалов с различным комплексом свойств, различного назначения. В течение длительного времени основными строительными материалами были древесина, керамика, сталь, бетон и железобетон.
С развитием научно-технического прогресса и строительной индустрии в строительную практику во второй половине XX века стали интенсивно внедряться новые материалы -, без которых сегодня не осуществимо строительство большинства объектов промышленного, гражданского и жилого комплексов.
Строительные материалы составляют более 50 % от общей сметной стоимости строительства. Поэтому при возведении здании и сооружений необходимо учитывать свойства строительных материалов, их экономическую целесообразность и техническую обоснованность использования
Материалы, применяемые в строительном производстве, подразделяются на отдельные группы по своему происхождению, строению, составу, особым свойствам, назначению и области применения.
Строительные материалы могут быть природные — естественные (лесные, каменные плотные, пористые, рыхлые, горные породы, гравий, песок, глина и т.д.) и искусственные (вяжущие материалы — цемент, известь, искусственные камни — кирпич, блоки, растворы, бетоны, керамические изделия, металлы, тепло и гидроизоляционные материалы, краски, лаки и многие другие материалы на полимерной основе).
На строительные материалы, изготовляемые предприятиями, существуют Государственные стандарты — ГОСТ и технические условия — ТУ. В стандартах приведены основные сведения о строительном материале, дано его определение, указаны сырье, области применения, классификация, деление на сорта и марки, методы испытания, условия транспортирования и хранения.
Номенклатура и технические требования к строительным материалам и деталям, их качеству, указания по выбору и применению в зависимости от условий эксплуатации возводимого здания или сооружения изложены в «Строительных нормах и правилах» СНиП
Для правильного применения того или иного материала в строительстве необходимо знать физические, механические и другие свойства Показатели свойств строительных материалов устанавливают лабораторными испытаниями образцов, отобранных в установленном порядке.
1. Свойства, строение и состав строительных материалов
Свойства строительного материала определяются его структурой. Для получения материала заданных свойств следует создать его внутреннюю структуру, обеспечивающую необходимые технические характеристики. В конечном итоге знание свойств материалов необходимо для наиболее эффективного его использования в конкретных условиях эксплуатации.
Инертные газы: история открытия, свойства, применение
... низкие точки сжижения и замерзания, чем другие газы с тем же молекулярным весом. 3. Физиологическое действие инертных газов. 4. Химические свойства инертных газов. Долгое время не находили условий, при ... и физик Г. Кавендиш обнаружил в воздухе какой-то новый газ, необыкновенно устойчивый химически. На долю этого газа приходилась примерно одна сто двадцатая часть объема воздуха. Но ...
Структуру строительного материала изучают на трех уровнях: макроструктура — строение материала, видимое невооруженным глазом; микроструктура — строение, видимое через микроскоп; внутреннее строение вещества, изучаемое на молекулярно-ионном уровне (физико-химические методы исследования — электронная микроскопия, термография, рентгеноструктурный анализ и др.).
Макроструктуру твердых строительных материалов (исключая горные породы, имеющие свою геологическую классификацию) делят на следующие группы: конгломератная, ячеистая, мелкопористая, волокнистая, слоистая и рыхлозернистая (порошкообразная).
Искусственные конгломераты представляют собой большую группу; это различного вида бетоны, керамические и другие материалы. Ячеистая структура материала отличается наличием макропор; она свойственна газо- и пенобетонам, газосиликатам и др. Мелкопористая структура характерна, например, для керамических материалов, получаемых в результате выгорания введенных органических веществ. Волокнистая структура присуща древесине, изделиям из минеральной ваты и др. Слоистая структура характерна для листовых, плитных и рулонных материалов. Рыхлозернистые материалы — это заполнители для бетонов, растворов, различного вида засыпка для тепло-звукоизоляции и др.
Микроструктура строительных материалов может быть кристаллическая и аморфная. Эти формы нередко являются лишь различными состояниями одного и того же вещества, например кварц и различные формы кремнезема. Кристаллическая форма всегда устойчива. Чтобы вызвать химическое взаимодействие между кварцевым песком и известью в производстве силикатного кирпича, применяют автоклавную обработку сырца насыщенным водяным паром с температурой 175°С и давлением 0,8 МПа, в то же время трепел (амфорная форма диоксида кремнезема) с известью при затворении водой образует гидросиликат кальция при нормальной температуре 15…25°С. Амфорная форма вещества может перейти в более устойчивую кристаллическую.
Для каменных материалов практическое значение имеет явление полиморфизма, когда одно и то же вещество способно существовать в различных кристаллических формах, называемых модификациями. Полиморфные превращения кварца сопровождаются изменением объема. Для кристаллического вещества характерны определенная температура плавления и геометрическая форма кристаллов каждой модификации. Свойства монокристаллов в разных направлениях неодинаковы. Теплопроводность, прочность, электропроводность, скорость растворения и явления анизотропии являются следствием особенностей внутреннего строения кристаллов. В строительстве применяют поликристаллические каменные материалы, в которых разные кристаллы ориентированы хаотично. Эти материалы по своим свойствам относятся к изотропным, исключение составляют слоистые каменные материалы (гнейсы, сланцы и др.).
Внутренняя структура материала определяет его механическую прочность, твердость, теплопроводность и другие важные свойства.
Кристаллические вещества, входящие в состав строительного материала, различают по характеру связи между частицами, образующими кристаллическую решетку. Она может быть образована: нейтральными атомами (одного и того же элемента, как в алмазе, или разных элементов, как в SiCl 2 ); ионами (разноименно заряженными, как в кальците СаСO3 , или одноименными, как в металлах); целыми молекулами (кристаллы льда).
Юридический состав правонарушения: понятие и элементы
... юридического состава правонарушения и изучить его элементы. Задача данной работы состоит в рассмотрении понятие правонарушения, рассмотрении, уяснении юридического состава правонарушения, а так же в рассмотрении элементов входящих в эту конструкцию: ... Например, противоправное поведение ребенка или душевнобольного, вообще недееспособного лица не является правонарушением, влекущим юридическую ...
Ковалентная связь, обычно осуществляемая электронной парой, образуется в кристаллах простых веществ (алмазе, графите) или в кристаллах, состоящих из двух элементов (кварце, карборунде).
Такие материалы отличаются высокой прочностью и твердостью, они весьма тугоплавки.
Ионные связи образуются в кристаллах материалов, где связь имеет в основном ионный характер, например гипс, ангидрид. Они имеют невысокую прочность, не водостойки.
В относительно сложных кристаллах (кальците, полевых шпатах) имеют место и ковалентная и ионная связи. Например, в кальците внутри сложного иона связь ковалентная, но с ионами — ионная. Кальцит СаСO 3 обладает высокой прочностью, но малой твердостью, полевые шпаты имеют высокие прочность и твердость.
Молекулярные связи образуются в кристаллах тех веществ, в молекулах которых связи являются ковалентными. Кристалл этих веществ построен из целых молекул, которые удерживаются друг около друга относительно слабыми ван-дер-ваальсовыми силами межмолекулярного притяжения (кристаллы льда), имеющими низкую температуру плавления.
Силикаты имеют сложную структуру. Волокнистые минералы (асбест) состоят из параллельных силикатных цепей, связанных между собой положительными ионами, расположенными между цепями. Ионные силы слабее ковалентных связей внутри каждой цепи, поэтому механические силы, недостаточные для разрыва цепей, расчленяют такой материал на волокна.
Пластинчатые минералы (слюда, каолинит) состоят из силикатных групп, связанных в плоские сетки. Сложные силикатные структуры построены из тетраэдров, связанных между собой общими вершинами (атомами кислорода) и образующих объемную решетку, поэтому их рассматривают как неорганические полимеры.
Строительный материал характеризуется химическим, минеральным и фазовым составом. Химический состав строительных материалов позволяет судить о ряде свойств материала — механических, огнестойкости, биостойкости, а также других технических характеристиках. Химический состав неорганических вяжущих материалов (извести, цемента и др.) и естественных каменных материалов удобно выражать содержанием в них оксидов (%).
Основные и кислотные оксиды химически связаны и образуют минералы, которые характеризуют многие свойства материала. Минеральный состав показывает, каких минералов и в каком количестве содержится в данном материале, например в портландцементе содержание трехкальциевого силиката составляет 45…60 %, причем при большем содержании этого минерала ускоряется процесс твердения и повышается прочность. Фазовый состав и фазовые переходы воды, находящейся в его порах, оказывают большое влияние на свойства материала. В материале выделяют твердые вещества, образующие стенки пор, т. е. каркас и поры, наполненные воздухом или водой. Изменение содержания воды и ее состояния меняет свойства материала.
2. Физико-механические основы получения изделий из строительных материалов
Удельное значение в народном хозяйстве нашей страны строительных материалов и изделий по объему производства и стоимости велико; потребление их с каждым годом возрастает во всех областях строительства; они составляют значительную часть стоимости зданий и сооружений. Экономное расходование и технически правильное применение материалов и изделий при проектировании и возведении зданий и сооружений является одним из основных средств снижения стоимости строительства. Наша промышленность строительных материалов и изделий достигла больших успехов в области производства цементов, керамических изделий, ячеистых бетонов и, особенно, сборных железобетонных изделий. По производству сборного железобетона Россия занимает ведущее место в мире. Этому способствовали достижения науки как в изучении свойств природных материалов, так и в создании новых искусственных высокоэффективных материалов.
Вода как реагент и как среда для химического процесса (аномальные свойства воды)
... человека, использование воды растениями и животными, испарение воды и фильтрацию ее через почву многое другое. Характер процессов, протекающих с участием воды, во многом определяется ее свойствами как индивидуального вещества. Вода - самое ... часть связей рвётся, что позволяет уложить молекулы воды плотнее; при нагревании воды связи продолжают рваться, и плотность её растёт, но при температуре выше 4 ...
Среди новых искусственных материалов наиболее перспективными являются строительные материалы и детали, изготовляемые на основе пластических масс.
Физические свойства
Строительные материалы, применяемые при возведении зданий и сооружений, характеризуются разнообразными свойствами, которые определяют качество материалов и области их применения. По ряду признаков основные свойства строительных материалов могут быть разделены на физические, механические химические, физические свойства материала характеризуют его строение или отношение к физическим процессам окружающей среды. физическим свойствам относят массу, истинную и среднюю плотность, пористость водопоглащение, водоотдачу, влажность, гигроскопичность, водопроницаемость, морозостойкость, воздухо-, паро-, газопроницаемость, теплопроводность и теплоемкость, огнестойкость и огнеупорность.
Масса — совокупность материальных частиц (атомов, молекул, ионов), содержащихся в данном теле. Масса обладает определенным объемом, т. е. занимает часть пространства. Она постоянна для данного вещества и не зависит от скорости его движения и положения в пространстве. Тела одинакового объема, состоящие из различных веществ, имеют неодинаковую массу. Для характеристики различий в массе веществ, имеющих одинаковый объем, введено понятие плотности, последняя подразделяется на истинную и среднюю.
Истинная плотность — отношение массы к объему материала в абсолютно плотном состоянии, т. с. без пор и пустот. Чтобы определить истинную плотность р (кг/м3, г/см3), необходимо массу материала (образца) т (кг, г) разделить на абсолютный объем Va (м3, см3)» занимаемый самим материалом (без пор):
Зачастую истинную плотность материала относят к истинной плотности воды при 4° С, которая равна 1 г/см3, тогда определяемая истинная плотность становится как бы безразмерной величиной.
Средняя плотность — физическая величина, определяемая отношением массы образца материала ко всему занимаемому им объему, включая имеющиеся в нем поры и пустоты.
Средняя плотность не является величиной постоянной и изменяется в зависимости от пористости материала. Искусственные материалы можно получать с необходимой средней плотностью, например, меняя пористость, получают бетон тяжелый со средней плотностью 1800 — 2500 кг/м3 или легкий со средней плотностью 500 — 1800 кг/м3.
Аморфные материалы: их свойства, применение в современной технике, ...
... твёрдых тел (кристаллических и аморфных) позволяет создавать материалы с заданными свойствами. При внешних воздействиях аморфные тела обнаруживают одновременно упругие свойства, подобно твёрдым телам, и ... Скорость охлаждения зависит также от свойств самого расплава: теплопроводности, теплоемкости, вязкости, плотности. Для получения тонкой аморфной проволоки используют разные методы вытягивания ...
На величину средней плотности влияет влажность материала: чем выше влажность, тем больше средняя плотность. Среднюю плотность материалов необходимо знать для расчета их пористости, теплопроводности, теплоемкости, прочности конструкций (с учетом собственной массы) и подсчета стоимости перевозок материалов.
Пористостью материала называют степень заполнения его объема порами. Пористость П дополняет плотность до 1 или до 100 % и определяется по формулам:
Пористость различных строительных материалов колеблется в значительных пределах и составляет для кирпича 25-35 %, тяжелого бетона 5-10, газобетона 55- 85 пенопласта 95 %, пористость стекла и металла равна нулю. Большое влияние на свойства материала оказывает не только величина пористости, но и размер, и характер пор: мелкие (до 0, 1 мм) или крупные (от 0, 1 до 2мм), замкнутые или сообщающиеся. Мелкие замкнутые поры, равномерно распределенные по всему объему материала, придают материалу теплоизоляционные свойства.
Плотность и пористость в значительной степени определяют такие свойства материалов, как водопоглощение, водопроницаемость, морозостойкость, прочность, теплопроводность и др.
Водопоглощение — способность материала впитывать воду и удерживать ее. Величина водопоглощения определяется разностью массы образца в насыщенном водой и абсолютно сухом состояниях. Различают объемное водопоглощение Wv, когда указанная разность отнесена к объему образца, и массовое водопоглощение Wm, когда эта разность отнесена к массе сухого образца.
Насыщение материалов водой отрицательно влияет на их основные свойства: увеличивает среднюю плотность и теплопроводность, понижает прочность.
Влажность материала определяется содержанием влаги, отнесенным к массе материала в сухом состоянии. Влажность материала зависит как от свойств самого материала (пористости, гигроскопичности), так и от окружающей его среды (влажность воздуха, наличие контакта с водой).
Влагоотдача — свойство материала отдавать влагу окружающему воздуху, характеризуемое количеством воды (в процентах по массе или объему стандартного образца), теряемой материалом в сутки при относительной влажности окружающего воздуха 60 % и температуре 20’С.
Величина влагоотдачи имеет большое значение для многих материалов и изделий, например стеновых панелей и блоков, мокрой штукатурки стен, которые в процессе возведения здания обычно имеют повышенную влажность, а в обычных условиях благодаря влагоотдаче высыхают: вода испаряется до тех пор, пока не установится равновесие между влажностью материала стен и влажностью окружающего воздуха, т. е. пока материал не достигнет воздушно-сухого состояния.
Гигроскопичностью называют свойство пористых материалов поглощать определенное количество воды при повышении влажности окружающего воздуха. Древесина и некоторые теплоизоляционные материалы вследствие гигроскопичности могут поглощать большое количество воды, при этом увеличивается их масса, снижается прочность, изменяются размеры. В таких случаях для деревянных и ряда других конструкций приходится применять защитные покрытия.
Строительные материалы, их свойства и изменения при пожаре
... поведением строительных материалов в условиях пожара понимается комплекс физико-химических превращений, приводящих к изменению состояния и свойств материалов под влиянием интенсивного высокотемпературного нагрева. Внешние и внутренние факторы, определяющие поведение строительных материалов в условиях пожара строительный материал ...
Водопроницаемость — свойство материала пропускать воду под давлением. Величина водопроницаемости характеризуется количеством воды, прошедшей в течение 1 ч через 1 см2 площади испытуемого материала при постоянном давлении. К водонепроницаемым материалам относятся особо плотные материалы (сталь, стекло, битум) и плотные материалы с замкнутыми порами (например, бетон специально подобранного состава).
Морозостойкость — свойство насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения прочности.
Замерзание воды, заполняющей поры материала, сопровождается увеличением ее объема примерно на 9%. в результате чего возникает давление на стенки пор, приводящее к разрушению материала. Однако во многих пористых материалах вода не может заполнить более 90 % объема доступных пор, поэтому образующийся при замерзании воды лед имеет свободное пространство для расширения. Разрушение материала наступает только после многократного попеременного замораживания и оттаивания.
Паро- и газопроницаемость — свойство материала пропускать через свою толщу под давлением водяной пар или газы (воздух).
Все пористые материалы при наличии незамкнутых пор способны пропускать пар или газ.
Паро- и газопроницаемость материала характеризуется соответственно коэффициентом паро- или газопроницаемости, который определяется количеством пара или газа в л, проходящего через слой материала толщиной 1 м и площадью 1 м2 в течение 1 ч при разности парциальных давлений на противоположных стенках 133, 3 Па. Знать теплопроводность материала необходимо при теплотехническом расчете толщины стен и перекрытий отапливаемых зданий, а также при определении требуемой толщины тепловой изоляции горячих поверхностей, например трубопроводов, заводских печей и т. д.
Теплоемкость-свойство материала поглощать при нагревании определенное количество теплоты и выделять ее при охлаждении,
Показателем теплоемкости служит удельная теплоемкость, равная количеству теплоты (Дж), необходимому для нагревания 1 кг материала на 1 °С. Удельная теплоемкость, кДж (кг — °С), искусственных каменных материалов 0, 75-0, 92, древесины — 2, 4-2, 7, стали — 0, 48, воды-4.187.
Теплоемкость материалов учитывают при расчетах теплоустойчивости стен и перекрытий отапливаемых зданий, подогрева составляющих бетона и раствора для зимних работ, а также при расчете печей.
Огнестойкость — способность материала противостоять действию высоких температур и воды в условиях пожара. По степени огнестойкости строительные материалы делят на несгораемые, трудно сгораемые и сгораемые.
Несгораемые материалы под действием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются. К этим материалам относят природные каменные материалы, кирпич, бетон, сталь. Трудно сгораемые материалы под действием огня с трудом воспламеняются, тлеют или обугливаются, но после удаления источника огня их горение и тление прекращаются. Примером таких материалов могут служить древесно-цементный материал фибролит и асфальтовый бетон. Сгораемые материалы под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются и продолжают гореть после удаления источника огня. К этим материалам в первую очередь следует отнести дерево, войлок, толь и рубероид,
Бетоны: свойства и классификация
... и теплопроводность бетона. Классификация бетонов. Основную классификацию бетонов производят по плотности, зависящей, главным образом, от плотности цементного камня, вида заполнителей и структуры бетона. С этим связаны основные свойства бетона - прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, теплопроводность и др. Бетоны ... размеров. Бетонная смесь. Бетонная смесь ... рыхлый материал, образовавшийся ...
Огнеупорностью называют свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры, не расплавляясь и не деформируясь. По степени огнеупорности материалы делят на огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие.
Огнеупорные материалы способны выдерживать продолжительное воздействие температуры свыше 1580°С. Их применяют для внутренней облицовки промышленных печей (шамотный кирпич).
Тугоплавкие материалы выдерживают температуру от 1350 до 1580°С (гжельский кирпич для кладки печей).
Легкоплавкие материалы размягчаются при температуре ниже 1350 °С (обыкновенный глиняный кирпич).
Теплопроводность — свойство материала передавать через толщу теплоту при наличии разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Теплопроводность материала оценивается количеством теплоты, проходящей через стену из испытуемого материала толщиной 1 м, площадью 1 м2 за 1 ч при разности температур противоположных поверхностей стены 1 °С. Теплопроводность измеряется в Вт/(мК) или Вт/(мС).
Теплопроводность материала зависит от многих факторов: природы материала, его строения, пористости, влажности, а также от средней температуры, при которой происходит передача теплоты. Материал кристаллического строения обычно более теплопроводен, чем материал аморфного строения. Если материал имеет слоистое или волокнистое строение, то теплопроводность его зависит от направления потока теплоты по отношению к волокнам, например, теплопроводность древесины вдоль волокон в 2 раза больше, чем поперек волокон.
На теплопроводность материала в значительной мере влияют величина пористости, размер и характер пор. Мелкопористые материалы менее теплопроводны, чем крупнопористые, даже если их пористость одинакова. Материалы с замкнутыми порами имеют меньшую теплопроводность, чем материалы с сообщающимися порами. Теплопроводность однородного материала зависит от величины его средней плотности. Так, с уменьшением плотности материала теплопроводность уменьшается и наоборот. Теплопроводность в воздушно-сухом состоянии тяжелого бетона 1, 3-1, 6, керамического кирпича 0, 8-0, 9, минеральной ваты 0, 06-0, 09 Вт/(мС).
Механические свойства
Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться разрушающему или деформирующему воздействию внешних сил. К механическим свойствам относят прочность, упругость, пластичность, хрупкость, сопротивление удару, твердость, истираемость, износ.
Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих от внешних нагрузок. Под воздействием различных нагрузок материалы в зданиях и сооружениях испытывают различные внутренние напряжения (сжатие, растяжение, изгиб, срез и др.).
Прочность является основным свойством большинства строительных материалов, от ее значения зависит величина нагрузки, которую может воспринимать данный элемент при заданном сечении.
Строительные материалы в зависимости от происхождения и структуры по-разному противостоят различным напряжениям. Так, материалы минерального происхождения (природные камни, кирпич, бетон и др.) хорошо сопротивляются сжатию, значительно хуже срезу и еще хуже растяжению, поэтому их используют главным образом в конструкциях, работающих на сжатие. Другие строительные материалы (металл, древесина) хорошо работают на сжатие, изгиб и растяжение, поэтому их с успехом применяют в различных конструкциях (балки, фермы и т.п.), работающих на изгиб.
Строительные вяжущие материалы
... расчете состава бетона дано в лабораторной работе № 9. 2. Газобетомн Газобетомн -- разновидность ячеистого бетона; строительный материал, искусственный ... бетона являются его высокая плотность, большой вес и теплопроводность. Заполнители для тяжелых бетонов, мелкозернистый бетон Тяжелые бетоны ... ниже 20 °С. Свойства и характеристики тяжелого бетона Главное достоинство тяжелого бетона заключается в его ...
Прочность строительных материалов обычно характеризуют маркой, которая соответствует по величине пределу прочности при сжатии, полученному при испытании.
Хрупкость — свойство материала мгновенно разрушаться под действием внешних сил без предварительной деформации. К хрупким материалам относят природные камни, керамические материалы, стекло, чугун, бетон и т. п.
Сопротивлением удару называют свойство материала сопротивляться разрушению под действием ударных нагрузок. В процессе эксплуатации зданий и сооружений материалы в некоторых конструкциях подвергаются динамическим (ударным) нагрузкам, например в фундаментах кузнечных молотов, бункерах, дорожных покрытиях. Плохо сопротивляются ударным нагрузкам хрупкие материалы. Твердость — свойство материала сопротивляться прониканию в него другого материала, более твердого. Это свойство имеет большое значение для материалов, используемых в полах и дорожных покрытиях. Кроме того, твердость материала влияет на трудоемкость его обработки.
Существует несколько способов определения твердости материалов. Твердость древесины, бетона определяют, вдавливая в образцы стальной шарик. О величине твердости судят по глубине вдавливания шарика или по диаметру полученного отпечатка. Твердость природных каменных материалов определяют по шкале твердости (метод Бооса), в которой десять специально подобранных минералов расположены в такой последовательности, когда следующий по порядку минерал оставляет черту (царапину), на предыдущем, а сам им не прочерчивается (табл. 3).
Например, если испытуемый материал чертится апатитом, а сам оставляет черту (царапину) на плавиковом шпате, то его твердость соответствует 4, 5.
Истираемость — свойство материала изменяться в объеме и массе под воздействием истирающих усилий. От истираемости зависит возможность применения материала для устройства полов, ступеней, лестниц, троту-9ров и дорог. Истираемость материалов определяют в лабораториях на специальных машинах — кругах истирания.
Износом называют разрушение материала при совместном действии истирания и удара. Упругость — свойство материала деформироваться под нагрузкой и принимать после снятия нагрузки первоначальные форму и размеры. Наибольшее напряжение, при котором материал еще обладает упругостью, называется пределом упругости. Упругость является положительным свойством строительных материалов. В качестве примера упругих материалов можно назвать резину, сталь, древесину.
Пластичность — способность материала изменять под нагрузкой форму и размеры без образования разрывов и трещин и сохранять изменившиеся форму и размеры после удаления нагрузки. Это свойство противоположно упругости. Примером пластичного материала служат свинец, глиняное тесто, нагретый битум.
3. Классификация бетонов. Основные требования
Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и твердения правильно подобранной бетонной смеси, состоящей из вяжущего, вещества, воды, заполнителей и специальных добавок.
Проектирование железобетонных конструкций промышленного здания
... могут применяться ребристые или многопустотные панели. Конструкция панелей принимается в зависимости от ... бетона на сжатие Rb = 11,5 МПа. Предварительное напряжение арматуры принимается равным: ?sp0 = 0,7 ? Rsn = 0,7 ? 800 = 560 МПа. 2.1.4. Расчет прочности панели по ... сопротивление на сжатие Rb = 14,5 МПа; коэффициент условия работы бетона ?b1 = 0,90; нормативное сопротивление на растяжение Rbtn ...
Бетоны — главнейшие строительные материалы. Они ценны тем, что им можно придавать самые разнообразные свойства, изменять в широких пределах их прочность, объемную массу, теплопроводность и другие свойства.
Состав бетонной смеси подбирают таким образом, чтобы бетон к определенному сроку твердения имел заданные свойства (прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и др.).
Бетон имеет конгломератное строение, т. е. состоит из большого количества зерен заполнителя, связанных затвердевшим вяжущим веществом (цементом).
Цемент составляет около 8-15%, а заполнители — примерно 80-85% от объема бетона. Поэтому в качестве заполнителей стремятся применять дешевые природные материалы (песок, гравий, щебень из местных горных пород), а также отходы промышленности (например, щебень из металлургических шлаков).
Это дает возможность удешевить бетон. Вместе с тем рациональное снижение расхода цемента уменьшает усадку бетона при твердении на воздухе и снижает вероятность образования усадочных трещин.
Многие свойства бетона зависят от его объёмной массы, на которую влияют плотность цементного камни, вид заполнителя и структура бетона. По объемной массе бетоны подразделяют на следующие группы:
1. особо тяжелые с объемной массой более 2500 кг/м 3 ;
2. тяжелые с объемной массой от 1800 до 2500 кг/м 3 ;
3. легкие с объемной массой от 500 до 1800 кг/м 3 ;
4. особо легкие с объемной массой менее 500 кг/м 3 .
Особо тяжелые бетоны приготовляют на тяжелых заполнителях, таких, как стальные опилки или стружки (сталебетон), железные руды (лимонитовый и магнетитовый бетоны) или барит (баритовый бетон).
Наиболее широко в строительстве используют обычный тяжелый бетон с объемной массой 2100-2500 кг/м 3 . Этот бетон приготовляют на плотных заполнителях из горных пород (граните, известняке, диабазе и др.).
Облегченный бетон с объемной массой 1800-2000 кг/м3 получают, применяя щебень из горных пород с объемной массой 1600-1900 кг/м3 , или изготовляют бетон без песка (цементное тесто и крупный заполнитель), который называют крупнопористым.
Легкие бетоны получают, применяя пористые заполнители (керамзит, аглопорит, вспученный шлак, пемзу, туф и др.).
Применение легких бетонов уменьшает массу строительных конструкций, удешевляет строительство и поэтому развивается опережающими темпами.
К особо легким бетонам относятся ячеистые бетоны, которые получают, вспучивая смесь вяжущего с тонкомолотой добавкой и водой с помощью специальных способов (газобетон, пенобетон), и крупнопористый бетон на легких заполнителях. В ячеистых бетонах заполнителем, по существу, является воздух, находящийся в искусственно созданных ячейках.
Бетоны применяют для изготовления различных видов конструкций на заводах сборного железобетона либо используют при возведении конструкций непосредственно на месте их будущей эксплуатации (монолитный бетон, применяемый в гидротехническом, дорожном и других видах строительства).
В зависимости от применения различают: обычный бетон для железобетонных конструкций (фундаменты, колонны, балки, перекрытия, мостовые и другие типы конструкций); гидротехнический бетон для плотин, шлюзов; облицовки каналов, водопроводно-канализационных сооружений и т. п.; : бетон для ограждающих конструкций (легкий бетон для стен зданий); бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий; бетоны специального назначения, например жароупорный, кислотостойкий, для радиационной защиты и др. В зависимости от назначения бетоны должны удовлетворять определенным требованиям.
Бетоны для обычных железобетонных конструкций должны иметь заданную, прочность, главным образом при сжатии. Для конструкций, находящихся на открытом воздухе, важна еще морозостойкость.
Бетоны, для гидротехнических сооружений должны обладать высокой плотностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью, достаточной прочностью, малой усадкой, стойкостью против выщелачивающего действия фильтрующих вод, в ряде случаев стойкостью по отношению к действию минерализованных вод и незначительно выделять тепло при твердении.
Бетоны для стен отапливаемых зданий и легких перекрытий должны иметь заданные прочность, объемную массу и теплопроводность.
Бетоны для полов должны обладать малой истираемостью достаточной прочностью при изгибе, а бетоны для дорожных и аэродромных покрытий, еще и морозостойкостью.
К бетонам специального назначения предъявляются требования, обусловленные особенностями их службы.
Общие требования ко всём бетонам и бетонным смесям таковы: до затвердевания бетонные смеси должны легко перемешиваться, транспортироваться и укладываться (обладать подвижностью и удобоукладываемостью), не расслаиваться; бетоны должны иметь определенную скорость твердения в соответствии с заданными сроками распалубки и ввода конструкции или сооружения в эксплуатацию; расход цемента и стоимость бетона должны быть минимальными.
Получить бетон, удовлетворяющий всем поставленным требованиям, можно при правильном проектировании состава бетона, при надлежащем приготовлении, укладке и уплотнении бетонной смеси, а также при правильном выдерживании бетона в начальный период его твердения. Особенностью изготовления бетонных и железобетонных конструкций является то, что о качестве материала нельзя судить заранее. Необходимые свойства бетон приобретает в процессе изготовления конструкции. Отсюда важное значение имеет проектирование состава бетона с учетом принятой технологии изготовления конструкции.
Заключение
В современных условиях, когда рынок насыщен товарами, успешно функционируют лишь те коммерческие структуры, где товары умеют вовремя улавливать тенденции в изменении спроса, определять причины их возникновения и оперативно применять меры по совершенствованию структуры ассортимента и конъюнктуры отдельных его позиций на потребительском рынке.
Непродовольственные товары занимают значительный удельный вес в общем объеме оборота товаров, что определяется, с одной стороны, их широким ассортиментом, а с другой — необходимостью их использования в быту. За последнее десятилетие ассортимент товаров значительно обновился, как за счет поступления импортных изделий, так и за счет современной продукции российского производства.
Литература и нормативно-техническая документация
1. 300 современных строительных и облицовочных материалов: — Санкт-Петербург, Оникс, 2008 г.- 128 с.
2. Справочник по строительному материаловедению: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин — Москва, Инфра-Инженерия, 2010 г.- 472 с.
3. Справочник по строительным материалам и изделиям: В. Н. Основин, Л. В. Шуляков, Д. С. Дубяго — Санкт-Петербург, Феникс, 2008 г.- 448 с.
4. Физико-химические основы строительного материаловедения: — Санкт-Петербург, Издательство Ассоциации строительных вузов, 2004 г.- 192 с.
