Типы строительных материалов. Какие бывают виды строительных материалов Материал применяемый в строительстве отличающийся

Все строительные материалы по видам делятся на природные и искусственные. При этом к искусственным относят такие, которые в процессе изготовления подвергаются термической, химической или другой обработке, изменяющей их структуру, химический состав и т. д.

В строительстве используются в основном следующие виды строительных материалов:

1. природные лесоматериалы и искусственные материалы, изготовляемые на основе древесины;
2. металлы;
3. каменные материалы - природные и искусственные;
4. вяжущие материалы или просто вяжущие - минеральные и органические (известь, цемент, асфальт и др.);
5. растворы и бетоны;
6. специальные строительные материалы -- теплоизоляционные, гидроизоляционные, кровельные, отделочные и др.

Приведенная классификация является условной, так как и кирпич, и бетон, и даже оконное стекло по существу представляют собой разновидности каменных материалов. Поэтому, в отличие от машин и оборудования, изготовляемых в основном из металлов, здания и сооружения во многих случаях возводят почти целиком из камня!

Необходимость отдельного рассмотрения бетонов и растворов диктуется особым их значением в современном строительстве.

Широко внедряемые синтетические материалы (пластмассы), являющиеся разновидностью искусственных материалов, применяются в строительстве пока в ограниченных масштабах - для полов, отделки стен, теплоизоляции (пористые пластмассы) и т. д.

Одним из важнейших свойств строительных материалов, используемых для несущих конструкций, является прочность.

В строительстве используются в основном два показателя прочности:

• для хрупких материалов (камень, бетон) - предел прочности на сжатие (временное сопротивление);
• для пластичных (мягкая сталь) - предел текучести.

В том и другом случае прочность измеряют в кг/см2 (иногда в кг/мм2).

Материалы для ограждающих конструкций должны в первую очередь обладать достаточно низким коэффициентом теплопроводности.

Коэффициент теплопроводности к измеряется в ккал/м - град - час. Непосредственное его определение возможно только в лабораторных условиях.

Очень удобным и более простым для определения показателем, достаточно хорошо характеризующим теплозащитные свойства материалов, является объемный вес - вес единицы объема материала в его натуральном состоянии (т. е. при наличии в нем пор и пустот).

Кроме того, объемный вес непосредственно влияет на собственный вес отдельных конструкций, а также зданий и сооружений в целом и, следовательно, определяет тоннаж перевозок больших количеств материалов, используемых строительной промышленностью.

Для таких плотных материалов, как сталь, объемный вес совпадает с удельным; для пористых материалов объемный вес меньше удельного.

Объемный вес строительных материалов принято определять в кг/м3 или в Т/м3.

Влагопроницаемость (вернее непроницаемость) является основным свойством кровельных, гидроизоляционных и других материалов.

Морозостойкость является важным показателем для материалов наружных стен, подверженных попеременному замерзанию и оттаиванию (в наружных слоях). Она проверяется многократным замораживанием и оттаиванием образцов в насыщенном водой состоянии и оценивается количеством циклов испытания, которое образцы выдерживают без существенного снижения прочности и потери в весе. Морозостойкость обозначается символом Мрз с добавлением цифры, показывающей число циклов, например, Мрз 15, Мрз50. Морозостойкость существенно зависит от водопоглощения материала, так как разрушение при замораживании обусловлено расширением воды при ее замерзании в порах материала.

Огнестойкость . По отношению к действию огня (при пожаре) строительные материалы, характеризуются сгораемостью, а элементы здания огнестойкостью.

По признаку сгораемости материалы делятся на 3 категории:

1. сгораемые (древесина),
2. несгораемые (камни, металлы)
3. и трудносгораемые, которые воспламеняются и продолжают гореть или тлеть только при наличии источника огня.

Огнестойкость конструкций характеризуется пределом огнестойкости (час), показывающим длительность сопротивления конструкции огню при пожаре, которая зависит как от вида примененного материала, так и от толщины конструкции, ее массивности и т. д. Для различных элементов зданий предел огнестойкости установлен нормами от 0,25 до 5 час.

Понятия несгораемости и огнестойкости не всегда совпадают. Например, такой несгораемый материал, как сталь, обладает сравнительно невысокой огнестойкостью, так как при температурах выше 500-600° модуль упругости и прочностные характеритки стали резко снижаются и конструкции претерпевают катастрофические деформации.

К материалам, предназначенным для работы при высоких температурах, предъявляются требования жаростойкости, а при очень высоких - огнеупорности.

Материалы, работающие в условиях, где возможна их коррозия, должны обладать достаточной коррозионной стойкостью. Под воздействием ррзличных химических агентов коррозии подвержено большинство строительных материалов (сталь, бетон, каменная кладка и др.).

Сопротивляемость органических строительных материалов гнению именуется биостойкостью. Применением различных антисептических средств биосгойкость материалов может быть повышена, но обычно лишь на какой-то ограниченный период времени.

Жилые, общественные и производственные здания представляют собой сооружения, предназначенные для размещения людей и различного оборудования и защиты их от воздействия окружающей среды.

Все здания состоят из одинаковых по назначению частей:

• - фундамента, служащего основанием здания и передающего нагрузку от всего здания на землю;
• - каркаса -- несущей конструкции, на которой устанавливаются ограждающие элементы здания; каркас воспринимает и перераспределяет нагрузки и передает их на фундамент;
• - ограждающих конструкций, изолирующих внутренний объем здания от воздействия внешней среды или разделяющих отдельные части внутреннего объема между собой; к ограждающим конструкциям относятся стены, перекрытия и кровли, причем в малоэтажных зданиях стены и перекрытия часто выполняют функцию каркаса.

С глубокой древности жилые и культовые сооружения возводили из природных материалов -- камня и дерева, причем из них выполняли все части здания: фундамент, стены, кровлю. Такая вынужденная универсальность материала (других материалов не было) имела существенные недостатки. Строительство каменных зданий было трудоемко; каменные стены для поддержания в здании нормального теплового режима приходилось делать очень толстыми (до 1 м и более) из-за того, что природный камень -- хороший проводник теплоты. Для устройства перекрытий и кровель ставили много колонн или делали тяжелые каменные своды, так как прочность камня при изгибе и растяжении недостаточна для перекрытия больших пролетов. У каменных зданий есть одно положительное качество -- долговечность. Менее трудоемкие и материалоемкие, но недолговечные деревянные здания часто разрушались при пожарах.

С развитием промышленности появились новые, специализированные по назначению строительные материалы: для кровли -- листовое железо, рулонные материалы и асбестоцемент; для несущих конструкций -- стальной прокат и высокопрочный бетон; для тепловой изоляции -- фибролит, минеральная вата и др.

Появившиеся в XX в. синтетические полимеры дали толчок к внедрению в строительство высокоэффективных полимерных материалов (пластмасс). В современном строительстве широко применяются полимерные отделочные материалы, материалы для полов (линолеум, плитка), герметики, пенопласты и др.

Специализация и промышленное изготовление строительных материалов и изделий коренным образом изменили характер строительства. Материалы, а затем и изделия из них на стройку поступают практически в готовом виде, строительные конструкции стали легче и эффективнее (например, лучше предохраняют от потерь теплоты, от воздействия влаги). В начале XX в. началось заводское изготовление строительных конструкций (металлических ферм, железобетонных колонн), но только с 50-х годов впервые в мире в нашей стране началось массовое строительство жилых зданий из железобетонных элементов заводского изготовления (блочное и крупнопанельное строительство).

Современная промышленность строительных материалов и изделий производит большое количество готовых строительных материалов и изделий различного назначения, например: керамические плитки для полов, для внутренней облицовки, фасадные, ковровую мозаику; рулонные и штучные материалы для устройства кровли, специальные материалы для гидроизоляции. Чтобы легче было ориентироваться в этом многообразии строительных материалов и изделий, их принято классифицировать.

Наибольшее распространение получили классификации по назначению и технологическому признаку.

По назначению материалы делят на следующие группы:

• - конструкционные, которые воспринимают и передают нагрузки;
• - теплоизоляционные, основное назначение которых -- свести до минимума перенос теплоты через ограждающие конструкции и тем самым обеспечить необходимый тепловой режим помещения при минимальных затратах энергии;
• - акустические (звукопоглощающие и звукоизоляционные) -- снижающие уровень «шумового загрязнения» помещения;
• - гидроизоляционные и кровельные -- для создания водонепроницаемых слоев на кровлях, подземных сооружениях и других конструкциях, которые необходимо защищать от воздействия воды или водяных паров;
• - герметизирующие -- для заделки стыков в сборных конструкциях;
• - отделочные -- для улучшения декоративных качеств строительных конструкций, а также для защиты конструкционных, теплоизоляционных и других материалов от внешних воздействий;
• - специального назначения (огнеупорные, кислотоупорные и др.), применяемые при возведении специальных сооружений.

Некоторые материалы (например, цемент, известь, древесина) нельзя отнести к какой-либо одной группе, так как их используют и в исходном состоянии, и как сырье для получения других строительных материалов и изделий -- это так называемые материалы общего назначения. Трудность классификации строительных материалов по назначению состоит в том, что одни и те же материалы могут быть отнесены к разным группам. Например, бетон в основном применяют как конструкционный материал, но некоторые его виды имеют совсем иное назначение: особо легкие бетоны -- теплоизоляционные материалы; особо тяжелые бетоны -- материалы специального назначения, используемые для защиты от радиоактивного излучения.

В основу классификации по технологическому признаку положены вид сырья, из которого получают материал, и способ изготовления. Эти два фактора во многом определяют свойства материала и соответственно область его применения.

По способу изготовления различают материалы, получаемые:

• - спеканием (керамика, цемент);
• - плавлением (стекло, металлы);
• - омоноличиванием с помощью вяжущих веществ (бетоны, растворы);
• - механической обработкой природного сырья (природный камень, древесные материалы).

Так как свойства материалов зависят главным образом от вида сырья и способа его переработки, в строительном материаловедении используют классификацию по технологическому признаку и лишь в отдельных случаях рассматриваются группы материалов по назначению.

Огромное количество наименований строительных материалов, составляющих сейчас широкую их номенклатуру, стремятся представить в виде системных классификаций из более или менее сходных по каким-либо признакам групп.

В качестве классификационных признаков выбирают: производственное назначение строительных материалов, вид исходного сырья, основной показатель качества, например их масса, прочность, и другие. В настоящее время в классификации учитывают также и функциональное назначение, например теплоизоляционные материалы, акустические материалы и другие в дополнение к делению на группы по признаку сырья -- керамические, полимерные, металлические и т.п. Одна часть материалов, объединенных в группы, относится к природным, а другая их часть -- к искусственным.

Каждой группе материалов или отдельным их представителям в промышленности соответствуют определенные отрасли, например цементной промышленности, стекольной промышленности и т.п., а планомерное развитие этих отраслей обеспечивает выполнение планов строительства объектов.

Природные, или естественные, строительные материалы и изделия получают непосредственно из недр земли или путем переработки лесных массивов в «деловой лес». Этим материалам придают определенную форму и рациональные размеры, но не изменяют их внутреннего строения, состава, например химического. Чаще других из природных используются лесные (древесные) и каменные материалы и изделия. Кроме них в готовом виде или при простой обработке можно получить битум и асфальт, озокерит, казеин, кир, некоторые продукты растительного происхождения, например солому, камыш, костру, торф, лузгу и др., или животного мира, например шерсть, коллаген, боннскую кровь и др. Все эти природные продукты в сравнительно небольших количествах тоже используют в строительстве, хотя главными остаются лесные и природные каменные материалы и изделия.

Искусственные строительные материалы и изделия производят в основном из природных сырьевых материалов, реже -- из побочных продуктов промышленности, сельского хозяйства или сырья, получаемого искусственным путем. Вырабатываемые строительные материалы отличаются от исходного природного сырья как по строению, так и по химическому составу, что связано с коренной переработкой сырья в заводских условиях с привлечением для этой цели специального оборудования и энергетических затрат. В заводской переработке участвует органическое (дерево, нефть, газ и др.) и неорганическое (минералы, камень, руды, шлаки и др.) сырье, что позволяет получать многообразный ассортимент материалов, употребляемых в строительстве. Между отдельными видами материалов имеются большие различия в составах, внутреннем строении и качестве, но они и взаимосвязаны как элементы единой материальной системы.

И хотя еще немного имеется известных общих закономерностей, выражающих связь между качественно разнородными и отличными по происхождению материалами или между явлениями и процессами при образовании их структур, но и того, что уже известно, достаточно для объединения практически всех материалов в одну систему.

В строительстве гораздо большим многообразием отличаются материалы искусственные, что относится к важному достижению человечества. Но и природные материалы продолжают находить широкое применение в своем «первозданном» виде с приданием им необходимых внешних форм и размеров.

Выбор строительных материалов является одним из основных вопросов при строительстве любого объекта: промышленного комплекса, загородного дома, коттеджа, небольшой дачи или, пусть даже, бани, сарая или бытовки. От качества стройматериалов зависит долговечность зданий, а так же их эстетический вид. Поэтому покупать строительные материалы следует только у проверенных поставщиков.

Расходные материалы для строительных работ не относятся к основным сырьевым элементам, но тесно с ними связаны. Как следует из названия, к ним причисляют мелкий инструмент и материалы, расходуемые, либо изнашиваемые в процессе выполнения конкретного заказа, т. е. c коротким сроком службы. Далее в статье указано, что относится к строительным расходным материалам.

Инструменты и вспомогательные материалы для ручного нанесения защитного, декоративного и клеевого покрытия

Это в первую очередь малярные кисти и валики. В зависимости от вида обрабатываемой поверхности и типа наносимого покрытия они различаются формой и размерами. Для удобства работы эти изделия могут комплектоваться специальными телескопическими стержнями, которые в состоянии удлинить ручку инструмента до четырех метров, что позволяет покрасить даже очень высокий потолок.

Использование валика подразумевает приобретение малярной кюветы соответствующего размера, которая, благодаря ребристой поверхности, равномерно распределяет краску по всей площади малярного инструмента и удаляет ее излишки. Как правило, приобретают несколько валиков для работы с покрытиями разного цвета и состава, но при этом можно использовать одну ручку, меняя только насадки. При работе одним малярным инструментом в течение нескольких дней, для предотвращения высыхания, как кисти, так и валики замачивают в емкости с водой до следующего применения либо плотно заворачивают в целлофановую пленку.

К этой же серии строительных расходных материалов относится позволяющий серьезно сократить время и нервы при отбивке идеального края во время нанесения лакокрасочного покрытия, а также сохранить в чистоте сопрягаемую поверхность. Различаются они лишь по ширине перекрываемой кромки и метражу.

Запасные части, абразивный и режущий инструмент

Каждый электрический инструмент, применяемый при строительстве или ремонте, требует своей оснастки, которая представляет собой обрабатывающий конструктивный элемент, как правило, сменного типа. К нему относятся буры, отрезные, а также смазочные материалы и многое другое.

Расходные материалы для строительного инструмента - это весомый элемент затрат и причина бесконечных споров между заказчиком и подрядчиком. Связана такая ситуация с высокой степенью стандартизации таких комплектующих. При одинаковом функционале как цена, так и качество изделий могут иметь серьезный разбег. Выбор не всегда очевиден, но при большом объеме работ стоит отдавать предпочтение товарам хорошо зарекомендовавших себя производителей.

Классифицировать расходные материалы строительного оборудования можно по следующим признакам:

1. Металлообрабатывающие. К ним относятся сверла, расточки, фрезы по металлу, отрезные и заточные круги, материалы для шлифовки, ножовочные полотна, смазочные материалы.
2. Деревообрабатывающие. Режущие полотна для электролобзика, сверла по дереву.
3. Для обработки камня, плитки и бетона. Диски с алмазным напылением, зубила и ударные буры с победитовыми напайками.

Во всем этом перечне восстановлению путем заточки подлежат лишь пилы по дереву и комплектующие сверлильного типа (за исключением ударных буров).

Метизы и крепежные элементы

В зависимости от вида работ эта группа строительных расходных материалов может быть даже более затратной, чем оснастка обрабатывающих инструментов. Сюда относятся винты по дереву, металлу, гайки, болты, шайбы и прочие метизы, всевозможные насадки для шуруповерта и крепежные элементы любых других типов (стяжки, заклепки, хомуты, скобы).

Тара и упаковка

Может быть возвратная и невозвратная. Это важный элемент сохранения товарного вида основных материалов. Это может быть бумага, полиэтилен, бочки, мешки, поддоны, ящики и другая упаковка.

Подсобный инвентарь и средства индивидуальной защиты

Волосяные и проволочные щетки, ветошь, емкости для переноса и размешивания сыпучих материалов и уборки мусора, веники, канцелярские принадлежности, перчатки, очки, респираторы и т. п.

Все эти мелочи выливаются в изрядную копейку и не всегда могут быть учтены полностью на стадии составления сметы работ. Потому часто для упрощения расчетов на строительные расходные материалы выделяют 3 % от стоимости основных ресурсов и включают в смету их общей строкой без расшифровки номенклатуры.

Строительные материалы и изделия классифицируют по степени готовности, происхождению, назначению и технологическому признаку.

По степени готовности различают собственно строительные материалы и строительные изделия - готовые изделия и элементы, монтируемые и закрепляемые на месте работы. К строительным материалам относятся древесина, металлы, цемент, бетон, кирпич, песок, строительные растворы для каменных кладок и различных штукатурок, лакокрасочные материалы, природные камни и т. д.

Строительными изделиями являются сборные железобетонные панели и конструкции, оконные и дверные блоки, санитарно-технические изделия и кабины и др. В отличие от изделий строительные материалы перед применением подвергают обработке - смешивают с водой, уплотняют, распиливают, тешут и т. д.

По происхождению строительные материалы подразделяют на природные и искусственные .

Природные материалы - это древесина, горные породы (природные камни), торф, природные битумы и асфальты и др. Эти материалы получают из природного сырья путем несложной обработки без изменения их первоначального строения и химического состава.

К искусственным материалам относят кирпич, цемент, железобетон, стекло и др. Их получают из природного и искусственного сырья, побочных продуктов промышленности и сельского хозяйства с применением специальных технологий. Искусственные материалы отличаются от исходного сырья как по строению, так и по химическому составу, что обусловлено коренной переработкой его в заводских условиях.

Наибольшее распространение получили классификации материалов по назначению и технологическому признаку.

По назначению материалы подразделяют на следующие группы:

конструкционные материалы - материалы которые воспринимают и передают на грузки в строительных конструкциях;

теплоизоляционные материалы , основное назначение которых - свести до минимума перенос теплоты через строительную конструкцию и тем самым обеспечить необходимый тепловой режим в помещении при минимальных затратах энергии;

акустические материалы (звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы) - для снижения уровня «шумового загрязнения» помещения;

гидроизоляционные и кровельные материалы - для создания водонепроницаемых слоев на кровлях, подземных сооружениях и других конструкциях, которые необходимо защищать от воздействия воды или водяных паров;

герметизирующие материалы - для заделки стыков в сборных конструкциях;

отделочные материалы - для улучшения декоративных качеств строительных конструкций, а также для защиты конструкционных, теплоизоляционных и других материалов от внешних воздействий;

материалы специального назначения (например огнеупорные или кислотоупорные), применяемые при возведении специальных сооружений.

Ряд материалов (например цемент, известь, древесина) нельзя отнести к какой-либо одной группе, так как их используют и в чистом виде, и как сырье для получения других строительных материалов и изделий. Это так называемые материалы общего назначения. Трудность классификации строительных материалов по назначению состоит в том, что одни и те же материалы могут быть отнесены к разным группам. Например, бетон в основном применяют как конструкционный материал, но некоторые его виды имеют совсем иное назначение: особа легкие бетоны являются теплоизоляционным материалом; особо тяжелые бетоны - материалом специального назначения, который используют для защиты от радиоактивного излучения. .

По технологическому признаку материалы подразделяют, учитывая вид сырья, из которого получают материал, и вид его изготовления, на следующие группы:

Природные каменные материалы и изделия - получают из горных пород путем их обработки: стеновые блоки и камни, облицовочные плиты, детали архитектурного назначения, бутовый камень для фундаментов, щебень, гравий, песок и др.

Керамические материалы и изделия - получают из глины с добавками путем формования, сушки и обжига: кирпич, керамические блоки и камни, черепица, трубы, изделия из фаянса и фарфора, плитки облицовочные и для настилки полов, керамзит (искусственный гравий для легких бетонов) и др.

Стекло и другие материалы и изделия из минеральных расплавов - оконное и облицовочное стекло, стеклоблоки, стекло­ профилит (для ограждений), плитки, трубы, изделия из ситаллов и шлакоситаллов, каменное литье.

Неорганические вяжущие вещества - минеральные материалы, преимущественно порошкообразные, образующие при смешивании с водой пластичное тело, со временем приобретающее камневидное состояние: цементы различных видов, известь, гипсовые вяжущие и др.

Бетоны - искусственные каменные материалы, получаемые из смеси вяжущего, воды, мелкого и крупного заполнителей. Бетон со стальной арматурой называют железобетоном, он хорошо сопротивляется не только сжатию, но и изгибу и растяжению.

Строительные растворы - искусственные каменные материалы, состоящие из вяжущего, воды и мелкого заполнителя, которые со временем переходят из тестообразного в камневидное состояние.

Искусственные необжиговые каменные материалы - получают на основе неорганических вяжущих и различных заполнителей: силикатный кирпич, гипсовые и гипсобетонные изделия, асбестоцементные изделия и конструкции, силикатные бетоны.

Органические вяжущие вещества и материалы на их основе - битумные и дегтевые вяжущие, кровельные и гидроизоляционные материалы: рубероид, пергамин, изол, бризол, гидроизол, толь, приклеивающие мастики, асфальтовые бетоны и растворы.

Полимерные материалы и изделия - группа материалов, получаемых на основе синтетических полимеров (термопластических нетермореактнвных смол): линолеумы, релин, синтетические ковровые материалы, плитки, древеснослоистые пластики, стеклопластики, пенопласты, поропласты, сотопласты и др.

Древесные материалы и изделия - получают в результате механической обработки древесины: круглый лес, пиломатериалы, заготовки для различных столярных изделий, паркет, фанера, плинтусы, поручни, дверные и оконные блоки, клееные конструкции.

Металлические материалы - наиболее широко применяемые в строительстве черные металлы (сталь и чугун), стальной прокат (двутавры, швеллеры, уголки), сплавы металлов, особенно алюминиевые.

В процессе возведения различных сооружений и зданий основополагающую роль играют умелые руки рабочих и строительные материалы. Самыми известными являются дерево, камень, кирпич, пластик, стекло, цемент и другие. Классифицируя материалы, можно выделить следующие: бетонные и железобетонные изделия, каменные, лесные и синтетические, вяжущие вещества, металлы и другие.

Самым основным строительным материалом является бетон товарный, представляющий собой бетонные смеси на основе цемента и различных наполнителей. При бетонировании автомобильных стоянок, автозаправочных и железнодорожных станций он становится просто незаменимым. Долговечность и огнестойкость – главные плюсы товарного бетона. Помимо этого он обладает ещё одной положительной функцией – в соответствии с заданными параметрами материла, который собираются получить, его плотность и прочность можно изменять. Относительно этого каменного материала можно сказать следующее: «Бетон нам строить и жить помогает!».

Ни одно строительство не обходится без такого материала, как щебень, который получают при дроблении горных пород, гравия и валунов. Даже на малую стройку осуществляется доставка щебня, поскольку он славится лёгкой добываемостью. Он подразделяется на несколько видов в зависимости от состава природы: гравийный, гранитный, доломитовый и известняковый. Гравийный в сравнении с другими видами имеет низкий радиоактивный фон, и это является его неоспоримым плюсом.

Важным элементом при строительных работах оказывается и песок – сыпучий нерудный материал. В зависимости от места и условий образования он подразделяется на несколько видов: речной, морской, горный, дюнный и барханный. Для кирпичной кладки в основном используется карьерный песок, а цементно-песчаные растворы требуют речной, поскольку в нём отсутствует глинистая составляющая. Доставка песка на стройку не требует дальних перевозок, потому что добывается рядом с местом стройки.

В дорожном строительстве большой популярностью пользуются песчано-гравийные смеси, применяемые для устройства дорожных покрытий. В промышленном строительстве они используются при прокладке и ремонте коммуникаций. Среди песчано-гравийных смесей выделяются природные (ПГС) и обогащенные (ОПГС). ПГС характеризуются пониженным содержанием гравия (около 20%), ОПГС превышает это количество в 3 раза.

Ещё одним из главных компонентов при строительстве следует назвать цемент. Как вода является «клеем» мироздания, так и он выполняет функцию соединения и скрепления различных элементов. В основном использование цемента предполагает создание бетона и строительных растворов.