Классификация строительных материалов и область применения каждой группы

Классификация строительных материалов и область применения каждой группы.

Материалы, применяемые для  строительства и ремонта зданий, сооружений и изготовления конструкций, называют строительными материалами. 
По степени готовности различают собственно строительные материалы и строительные изделия — готовые детали и элементы, монтируемые и закрепляемые на месте . 
 
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.  
В отличие от изделий строительные материалы перед применением подвергают той или иной обработке — смешиванию с водой, уплотнению, распиливанию, теске. 
В зависимости от происхождения, назначения, условий эксплуатации, вида сырья, технологии получения, свойств все строительные материалы разделяют на отдельные группы, т. е. их классифицируют.  
 
Различают две категории строительных материалов — общего и специального назначения.  
К материалам общего назначения относят древесину, металлы, цемент, бетон, камни, т. е. материалы, применяемые при возведении или изготовлении разнообразных строительных конструкций.  
Материалами специального назначения являются огнеупорные, химически стойкие, акустические, теплои гидроизоляционные. 
 
По происхождению строительные материалы подразделяют на природные и искусственные.  
 
Природными материалами являются 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 по специальным технологиям.  
 
Искусственные материалы отличаются от исходного сырья как строением, так и по химическому составу, что обусловлено коренной переработкой его в заводских условиях. Например,из размокающей в воде глины после формования, сушки и обжига получают водостойкую, прочную и долговечную керамику - кирпич,черепицу, трубы, плитки и т. п. 
 
По технологическому признаку материалы подразделяют, учитывая вид сырья, из которого получают материал,и вид изготовления, на следующие группы. 
 
Природные каменные материалы и изделия — получают из горных пород путем их механической 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, стеклопрофилит(для ограждений), плитки, трубы, изделия из ситаллов и шлакоситаллов, каменное литье. 
 
Неорганические вяжущие вещества — минеральные, преимущественно порошкообразные, материалы, образующие при смешивании с водой пластичное тесто, 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.  
Основной вид бетона — цементный, состоящий из цемента, воды, песка и щебня или гравия.  
Бетон со стальной арматурой называют железобетоном, он хорошо сопротивляется не только сжатию, но и изгибу и растяжению.  
Бетоны используют для изготовления монолитных и сборных конструкций. 
 
Строительные растворы — механические смеси, состоящие из вяжущего, воды и мелкого заполнителя, со временем переходящие из тестообразного в камневидное состояние — применяют для каменных кладок, настилки плиток, различных штукатурок, формования изделий, заделки стыков в конструкциях. 
 
Искусственные необожженные каменные материалы — получают на основе неорганических вяжущих и различных заполнителей — силикатный кирпич, гипсовые и гипсобетонные изделия, асбестоцементные изделия и конструкции, силикатные бетоны.  
К этой группе материалов можно отнести как цементные бетоны, так и строительные растворы. 
 
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.  
Стальной прокат применяют для возведения каркасов промышленных и гражданских зданий, мостов, для изготовления арматурной стали для железобетона, кровельной стали, труб, а также различных металлических изделий, гвоздей, болтов, заклепок.  
Из чугуна отливают колонны, трубы и фасонные детали к ним, отопительные радиаторы, архитектурно-художественные изделия. Сплавы металлов широко используют в качестве конструкционных и отделочных материалов. 
 
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 и термореактивных смол),— линолеумы, релин, синтетические ковровые материалы, плитки, древеснослоистые пластики, стеклопластики, декоративно-отделочные пленки, трубы, герметизирующие материалы, пенопласты, поропласты, сотопласты; 
материалы этой группы отличаются высокими механическими, декоративными, технологическими свойствами, а также водо- и химической стойкостью.

Изоляцио́нные материа́лы (электроизоляционные материалы) — диэлектрики , которые служат целям электрической изоляции. Фактически электроизоляционные материалы предназначены препятствовать протеканию — безразлично, постоянного и переменного тока.

Применяются электроизоляционные  материалы в электротехнических, радиотехнических и электронных  приборах и устройствах.

У электроизоляционных материалов желательны большое удельное объёмное сопротивление , высокое пробивное напряжение , малый тангенс диэлектрических потерь и малая диэлектрическая проницаемость . Важно, чтобы вышеперечисленные параметры были стабильны по отношению к температуре.

Электроизоляционные материалы  можно подразделить по агрегатному  состоянию.

• Газообразные
• Жидкие
• Природные неорганические
• Искусственные неорганические
• Естественные органические
• Синтетические органические

Газообразные. У всех газообразных электроизоляционных материалов диэлектрическая проницаемость близка к 1 и тангенс диэлектрических потерь так же мал, зато мало и напряжение пробоя. Чаще всего в качестве газообразного изолятора используют воздух , однако в последнее время всё большее применение находит элегаз (гексафторид серы, SF₆), обладающий почти втрое бо́льшим напряжением пробоя и значительно более высокой дугогасительной способностью. Иногда для изготовления электроизоляционных материалов применяют сочетание газообразных и органических материалов.

Жидкие — чаще всего используют в трансформаторах , выключателях, кабелях, вводах для электрической изоляции и в конденсаторах из пропитанной маслом бумаги.

Природные неорганические — наиболее распространённый материал слюда , она обладает гибкостью при сохранении прочности, хорошо расщепляется, что позволяет получить тонкие пластины. Химически стойка и нагревостойка. В качестве электроизоляционных материалов используют мусковит и флогопит , однако мусковит всё же лучше.

Искусственные неорганические — хорошим сопротивлением изоляции обладают малощелочные стёкла, стекловолокно, ситалл, но основным электроизоляционным материалом всё же является фарфор (полевошпатовая керамика ). Эта керамика широко используется для изоляторов токонесущих проводов высокого напряжения, проходных изоляторов , бушингов и т. д. Однако из-за высокого тангенса диэлектрических потерь не годится для высокочастотных изоляторов. Для других более узких задач используется керамика — форстеритовая, глинозёмистая, кордиеритовая и т. д.

Естественные  органические — в последнее время в связи с расширением производства синтетических электроизоляционных материалов их применение сокращается. Выделить можно следующие — целлюлоза , парафин , пек , каучук , янтарь и другие природные смолы .

Синтетические органические — большая часть данного материала приходится на долю высокомолекулярных химических соединений — пластмассы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Какие приняты формы и размеры при испытание на сжатие и на изгиб?

1)Определение форм и  размеров  кирпича при изгибе 

Для испытания на изгиб  используются целые кирпичи ( без трещин).

Обмер образцов производят металлической линейкой с погрешностью 1 мм, высоту определяют как среднее  арифметическое значение 2-х измерений  боковых граней, а)ширину как среднее арифметическое 2-х измерений верхней и нижней граней.

2) Определение форм и  размеров  кирпича при сжатии

Для испытания на сжатие кирпич распиливают или разделяют  любым способом на 2 равные половины без раздробления. Допускается применять  половинки, полученные после испытания  кирпича на изгиб.

Каждый линейный размер образца  вычисляют как среднее арифметическое значение результатов 3-х измерений : 2-х измерений параллельных ребер, лежащих в плоскости одной  грани, и средней прямой , лежащей между этими ребрами.

Размеры кирпичей бывают по Госту разных размером например:одинарный 65ммх250ммх120мм, полуторный кирпич имеет размер 90ммх250ммх120мм,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Что такое горная порода и чем она отличается от минерала?

Горная порода

Го́рные поро́ды — природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре. Планеты и другие твёрдые космические объекты состоят из горных пород.

Считается, что термин в  современном смысле впервые употребил  в 1798 году русский минералог и химик В. М. Севергин .

Три группы горных пород

По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические (эффузивные и интрузивные), осадочные и метаморфические . Магматические и метаморфические горные породы слагают около 90 % объёма земной коры, однако, на современной поверхности материков области их распространения сравнительно невелики. Остальные 10 % приходятся на долю осадочных пород, занимающие 75 % площади земной поверхности.

Магматические горные породы по своему происхождению делятся  на эффузивные и интрузивные. Эффузивные (вулканические ) горные породы образуются при изливании магмы на поверхность земли. Интрузивные горные породы, напротив, возникают при изливании магмы в толще земной коры.

Разделение пород на магматические, метаморфические и осадочные не всегда очевидно. В осадочных горных породах, в процессе диагенеза , уже при очень низких (в геологическом смысле) температурах, начинаются минеральные превращения, однако породы считаются метаморфическими при появлении в них новообразованного гранита . При умеренных давлениях начало метаморфизма соответствует температуре 300 °C.

При высоких степенях метаморфизма стирается грань между метаморфическими и магматическими горными породами. Начинается плавление пород, смешение новообразованных расплавов с явно внешними. Часто наблюдаются постепенные переходы от явно метаморфических, полосчатых пород, к типичным гранитам . Такие процессы относятся к ультраметаморфизму.

Этот список игнорирует существование  большой группы пород, имеющих важное значение,- метасоматические горные породы, образующиеся также в широком температурном интервале. К ним относятся, например, вторичные кварциты по кислым эффузивам, грейзены по гранитам, пропиллиты по средним и основным породам и т. д., а также широкая группа пород, слагающие околожильные зоны. Пропущена также специфическая группа горных пород, названная рудой (понятие не геологическое, а геолого-экономическое). Эта группа пород сложена преимущественно сульфидными минералами, хотя она может включать породы, сложенные и другими минералами (магнетит (железные руды), апатитовые руды, хромитовые руды и пр). 
Ранее считалось, что отличие метасоматических пород от метаморфических пород заключается в участии воды в образовании только метасоматитов, но последующие исследования показали, что и метаморфические породы (гнейсы и сланцы ), образованные даже при высоких темперурах, также формируются с участием воды. Так результаты изотопных исследований по кислым и средним силикатным породам показали, что все силикатные минералы (кварц , биотит , полевые шпаты, гранаты, роговые обманки и пр.) выделяются одновременно с водой, находясь с ней в изотопном равновесии по кислороду . В отличие от кислых пород все силикатные минералы (полевые шпаты, гранаты, оливины , пироксены и пр,) основных и ультраосновных пород, выделяются в изотопном равновесии по кислороду с СО₂.

Отдельно стоят мантийные породы. С одной стороны, условия в мантии таковы, что даже если порода изначально была магматической, она все равно претерпела бы в мантии изменения. В целом для основного объёма мантии остаётся дискуссионным вопрос, была ли она когда-то в расплавленном состоянии. С другой стороны, по минералогии мантийные породы во многом идентичны породам магматическим. Поэтому к ним применяется номенклатура магматических пород с вариациями.

Есть магматические комплексы , текстурные признаки которых напоминают текстурные особенности осадочных пород. Это расслоённые основные интрузии. В некоторых из них наблюдаются типичные для осадочных горных пород градационная расслоенность, косая слоистость , ритмичное строение толщи, наличие скоплений тяжёлых минералов. Однако, вместо осадочных алевролитов, песчаников и гравелитов , такие комплексы сложены обычными магматическими породами. Неоднократно образование таких объектов объяснялось метаморфизмом осадочных пород, но такая интерпретация не могла объяснить наличие резких контактов между комплексом и вмещающими породами. На сегодня общепризнанно, что такие объекты формируются в результате гравитационного осаждения минералов из конвектирующего расплава. То-есть процесс имеет много общего с осадконакоплением, но среда, переносящая вещество в данном случае не вода , а магма .

Описанием и классификацией магматических и метаморфических  горных пород занимается петрография , изучением их генезиса — петрология . Описанием, классификацией и анализом условий образования осадочных горных пород занимается Литология , в которой выделяется самостоятельный раздел — Петрография осадочных пород. С Литологией тесно связана родственная ей Седиментология, занимающаяся изучением условий образования современных осадков. Поскольку отсутствуют строгие определения понятий «осадок » и «осадочная порода », то различие между осадком и осадочной горной породой не всегда ясно. Эти науки тесно связаны с геохимией и минералогией .

Магматические горные породы

Магматические горные породы (Греция ). По светлым полосам можно определить направление потоков лавы

Основная статья: Магматические горные породы

По глубине  формирования породы делятся на три группы: породы кристаллизующиеся на глубине — интрузивные горные породы, например, гранит . Они образуются при медленном остывании магмы и обычно хорошо раскристаллизованны; гипабисальные горные породы образуются при застывании магмы на небольших глубинах, и часто имеют неравномернозернистые структуры (долерит). Эффузивные горные породы формируются на земной поверхности или на дне океана (базальт , риолит , андезит ).

Подавляющее большинство  природных магм содержат в качестве основного компонента кремний и представляют собой силикатные расплавы. Много реже встречаются карбонатные и сульфидные и металлические расплавы. Из карбонатных раплавов образуются карбонатные магматические горные породы — карбонатиты. В XX-том веке зафиксированно несколько извержений вулканов с карбонатитовыми магмами. Сульфидные и металлические расплавы образуются в следстивие несмесимости и ликвации с силикатными жидкостями.

Важнейшей характеристикой  магматической породы является состав. Существует несколько классификаций  магматических горных пород по составу (номенклатура горных пород). Наибольшее значение имеет классификация по содержанию в породах кремнезёма SiO₂, и щелочей (Na₂O + K₂O). По содержанию щелочей породы делятся на серии. Выделяются породы нормальной, субщелочной и щелочной серий. Формальным признаком такого деления служит появление в породе специфических щелочных минералов. По содержанию SiO₂ породы разделены на ультраосно́вные — SiO₂ в породе меньше 45 %, осно́вные — если содержание SiO₂ находится в диапазоне от 45 % до 54 %, средние — если от 54 до 65 % и кислые — содержание SiO₂ больше 65 %.

Образование магматических  пород непрерывно происходит и сейчас, в зонах активного вулканизма и горообразования .