Современные строительные материалы

1. Охарактеризовать современные строительные материалы и перспективы строительной отрасли

 

Строительные  материалы — материалы для возведения и ремонта зданий и сооружений.

Наряду со «старыми» материалами, такими как древесина, камень и кирпич, с началом промышленной революции появились новые стройматериалы — бетон, сталь, стекло и пластмасса. В настоящее время широко используют предварительно напряжённый железобетон и металлопластик.

Бетон — это искусственный камень, полученный путем смешения цемента, гравия и воды. Цемент образует с водой цементный гель, который, обволакивая заполнитель, соединяет его в единое целое.

Тощий бетон — это бетон с пониженным содержанием цемента и, собственно, с пониженной прочностью.

Водонепроницаемый бетон — это плотный специальный бетон.

Железобетон — это бетон, армированный конструкционной сталью; его применяют, например, при выполнении бетонных перекрытий.

Легкий бетон содержит легкие заполнители, такие, как пемза, керамзит, вспученный перлит, и применяется  главным образом для изготовления легкобетонных блоков.

Сталь – это сплав железа (могут входить и другие сплавы), чугуна и углерода. Углерод в этом сплаве является незаменимым компонентом, его содержание около 2%. В зависимости от состава стали, она может быть прочным материалом или твердым. Прочный материал используется для изготовления морских судов, мостов. Что же касается твердой стали, она используется для изготовления различных металлорежущих инструментов.  Существует также нержавеющая сталь, которая является очень прочным и антикоррозионным материалом. Нержавеющая сталь состоит из хрома и никеля.

 Сталь — это материал, которому  можно придавать любую форму  с помощью прокатки, прессования  или литья. С помощью термообработки, возможно, получить сталь, которая  будет обладать различными как  химическими, так и физическими  свойствами. Некоторые мягкие стали  обрабатываются ручным инструментом. Твердой сталью можно даже  резать стекло. Сталь легко подвергается  методу полировки.

Чугуноватая сталь – это сталь, в составе которой содержание углерода больше чем чугуна. Этот вид стали получается кричным способом.

Литая сталь – это сталь, которая получается методом отливки с помощью разливочного ковша. Литую сталь подразделяют на: тигельную, бессемеровскую и мартеновскую. Жидкую сталь можно сразу разлить в формы, после чего получится готовое изделие. Для того чтобы не образовались пузырьки, в сталь добавляют алюминий.

С помощью термообработки, можно  изменить механические свойства стали. В отожженном состоянии сталь  настолько пластична, что с помощью  инструмента, ей можно придать необходимую  форму. После этого сталь закаливают, чтобы она сохранила свой вид. К тому же, чем больший процент  содержания углерода, тем большая  твердость стали после процесса закалки.  Закалка является одним из самых важных процессов при термообработке, так как возможно разложение твердого раствора углерода в железе.

Стекло — переохлаждённый расплав сложного состава из смеси силикатов и других веществ. Отформованные стеклянные изделия подвергают специальной термической обработки — обжигу.

Оконное стекло выпускают  в листах размером до 3210×6000 мм. Стекло в соответствии с его оптическими искажениями и нормируемыми пороками подразделяют на марки М0-М7.

По толщине стекло делят  на:

• одинарное (толщиной 2 мм)
• полуторное (2,5 мм)
• двойное (3 мм)
• утолщённое (4-10 мм).

Витринное стекло выпускают  полированным и неполированным в  виде плоских листов толщиной 2-12 мм. Применяют его для остекления витрин и проёмов. В дальнейшем листы стекла можно подвергать дальнейшей обработке: гнуть, закалять, наносить покрытия.

Стекло листовое высокоотражающее — это обычное оконное стекло, на поверхность которого нанесена тонкая полупрозрачная отражающая свет плёнка, изготовленная на основе окиси титана. Стекло с плёнкой отражает до 40 % падающего света, светопропускание 50-50 %. Стекло уменьшает просмотр с наружной стороны и снижает проникание внутрь помещения солнечной радиации.

Стекло листовое радиозащитное — это обычное оконное стекло, на поверхность которого нанесена тонкая прозрачная экранирующая плёнка.  Экранирующую плёнку наносят на стекло в процессе его формирования на машинах. Светопропускание не ниже 70 %.

Армированное стекло — изготавливают на поточных линиях методом непрерывного проката с одновременным закатыванием внутрь листа металлической сетки. Это стекло имеет гладкую, узорчатую поверхность, может быть бесцветным или цветным.

Стекло теплопоглощающее обладает способностью поглощать инфракрасные лучи солнечного спектра. Оно предназначено  для остекления оконных проёмов  с целью уменьшения проникания солнечной  радиации внутрь помещений. Это стекло пропускает лучи видимого света не менее чем на 65 %, инфракрасных лучей не более 35 %.

Стеклянные трубы изготавливают из обычного прозрачного стекла способом вертикального или горизонтального вытягивания. Длина труб — 1000-3000 мм, внутренний диаметр — 38-200 мм. Трубы выдерживают гидравлическое давление до 2 МПа.

Ситаллы получают путём введения в расплавленную стеклянную массу  специального состава катализаторов  кристаллизации. Из такого расплава формируют  изделия, затем их охлаждают, в результате расплавленная масса превращается в стекло. При последующей тепловой обработке стекла происходит его  полная или частичная кристаллизация — образуется ситолл. Он имеет большую прочность, малую среднюю плотность, высокую износостойкость. Применяется при облицовке наружных или внутренних стен, изготовлении труб, плит для полов.

Стемалит представляет листовое стекло различной фактуры, покрытое с одной стороны глухими керамическими  кристаллами разного цвета. Изготавливают  его из неполированного витринного или прокатного стекла толщиной 6-12 мм. Применяют его для наружной и внутренней облицовки зданий, изготовления стеновых панелей.

Пластмассы — это полученные путем химического превращения (синтеза) органические, макромолекулярные материалы. Они состоят в основном из элементов углерода (С), водорода (Н), кислорода (О), азота (N), серы (S) и кремния (Si).

Форма, величина и расположение макромолекул, наряду с химическим составом, определяют свойства пластмасс.

Синтетические материалы  в массовом производстве получаются тремя способами синтеза: путем  полимеризации, путем поликонденсации  и полисложения.

При полимеризации почти  одинаковые основные молекулы, называемые также мономерами, группируются в  нитеобразные (цепные) макромолекулы.

Основные молекулы — это ненасыщенные углеводородные соединения, как, например, этилен. После отделения парных соединений этих молекул они полимеризуются в длинные молекулы, или полимеры, этилен — в полиэтилен.

Важные полимеры — это полиэтилен (например, защитные пленки, трубы, рукава) и пливинилхлорид (например, дренажные трубы, покрытие полов и окантовочные профили).

При поликонденсации образуются макромолекулы путем соединения различных основных молекул, например фенола с формальдегидом, при одновременном отделении (конденсации) простых веществ, как, например, вода Важными поликонденсатами являются феноловая смола, мочевинно-формальдегидная смола и полиамиды.

При полисложении образуются нитеобразные (цепные) или пространственно-сетчатые макромолекулы также за счет соединения различных основных молекул, например ди-алколи (спирт) с диизоцианатами, без отделения побочных продуктов. Важными материалами этого вида являются полиуретановые смолы.

Путем соответствующего химического  состава и метода получения синтетических  материалов или путем смешения различных  синтетических материалов можно  получить материалы с практически  любыми заданными свойствами.

Типичными свойствами синтетических  материалов являются:

• небольшая плотность,
• различные механические свойства,
• изоляция электричества,
• теплоизоляция,
• устойчивость против коррозии и химикатов.

Синтетические материалы:

• хорошо принимают нужную форму и обрабатываются,
• хорошо окрашиваются в массе,
• имеют гладкую, декоративную поверхность.
• Однако синтетические материалы обладают также свойствами, которые ограничивают их применение:
• по большей части, малая устойчивость против высоких температур,
• частично горят,
• по большей части не обладают высокой прочностью и
• отчасти неустойчивы против растворителей.

Высокая устойчивость против разложения синтетических материалов является преимуществом при их использовании, однако для их удаления это является недостатком. В связи с ростом производства синтетических материалов их утилизация стала проблемой защиты окружающей среды.

Перспектива строительной отрасли - конкуренция, модернизация и экспорт. Спрос на отечественные стройматериалы заметно вырос. Немецкий эксперт, который приехал учить «наших» искусству конкуренции, честно признаётся, что к белорусскому рынку – интерес огромный. Гюнтер Эберц, член Совета директоров Германской ассоциации производителей кирпича и плитки: «На белорусском рынке строительных материалов уже присутствуют большие игроки. Когда мы ехали из аэропорта в Минск, видели бигборды с рекламой этих компаний. Естественно, сегодня каждый производитель ищет новый рынок сбыта, думает, куда вложить свои инвестиции. Беларусь в этом плане является интересным рынком». Немцы охотно вкладывают деньги в производство стройматериалов в Беларуси. К примеру, концерн Henkel пришёл сюда в 2004 году. Начинали с одной линии – сейчас их уже 4. Конечно, здесь есть чему поучиться: каждый рабочий в год производит продукции на $120 тысяч. Для предприятий Минстроя планка пока недосягаемая. По планам правительства, лишь к 2015 году в строительной индустрии эффективность на одного работающего должна достигнуть $60 тысяч. В том же 2015 году экспорт строительной продукции должен принести стране не меньше $1 млрд. На сегодняшний день – вдвое меньше, даже с учётом перевыполненного в этом году экспортного плана. Однако на существующих мощностях и технологиях двигаться дальше невозможно. В ближайшие 2 года отрасль ждёт масштабная модернизация. Она затронет 82 предприятия. Три основные задачи – высокая добавленная стоимость, безотходное производство и снижение энергозатрат. В этом году завершена реализация двух крупных инвестпроектов на предприятии «Красносельскстройматериалы» и Белорусском цементном заводе. На финише и третий: в Кричеве вот-вот запустят линию по производству цемента «сухим» способом. Суммарно эти предприятия будут выпускать 10 млн тонн цемента в год. Половина – на экспорт. Ещё один крупный инвестиционный проект – на предприятии «Гомельстекло». Здесь обновляют одну из линий по производству полированного стекла. В перспективе в Гомеле начнут производить энергосберегающее теплоотражающее стекло и, возможно, стеклопакеты.  Такая масштабная модернизация позволит создать в стране 9 тысяч новых рабочих мест. И главное – заложить прочный фундамент для экспорта строительных услуг и продукции. Если этот показатель составит 65%, тогда и на внутреннем рынке к белорусским строителям будет гораздо меньше претензий.

 

2. Перекрытия и устройства.

Конструктивные  особенности и значения

 

Перекрытие — горизонтальная внутренняя защитная конструкция, которая разделяет по высоте смежные помещения в здании или сооружении. Как правило это несущая конструкция.

По назначению перекрытия бывают:

• междуэтажные.

Этаж — пространство, объем здания между полом и потолком, где располагаются помещения.

Пол следующего и потолок предыдущего  этажа имеют примерно одинаковую (разница в толщине перекрытия) удаленность от земли. Если удаленности пола разные, то это уже уровни разных этажей в здании.

Выделяют малоэтажные, среднеэтажные  и многоэтажные здания, самые высокие — небоскрёбы, насчитывающие до сотни этажей.

• Подвальные.

Подвал (здание) — самая нижняя (подземная) часть здания. Служит для размещения различного оборудования, припасов. Характеризуется стабильностью суточных и годовых температур за счёт теплоизолирующих свойств земли и отсутствием естественного солнечного освещения. Подвалы часто бывают пристанищами бездомных.

• Чердачные.

Покрытие здания или крыша — верхняя конструкция здания, которая служит для защиты от атмосферных осадков, дождевой и талой воды. Другой основной их функцией является теплоизоляционная (сохранение тепла и защита от перегрева).

Термин «покрытие» чаще употребляется  к промышленным зданиям или бесчердачным крышам (их называют также совмещенными), то есть конструкциям, являющимся одновременно и чердачным перекрытием, или к крыше и чердачному перекрытию вместе. Более общее, к основным видам покрытий причисляют чердачные крыши, бесчердачные крыши, большепролетные плоские и пространственные покрытия.

Покрытия должны быть рассчитаны на восприятие постоянной нагрузки (собственного веса) и временных (снеговой покров, горизонтальное давление ветра) нагрузок, возникающих при эксплуатации.

Оболочка крыши, подвергающаяся атмосферным  воздействиям, называется кровля. Она должна быть водонепроницаемой, влагоустойчивой, стойкой к агрессивным химическим веществам, солнечной радиации, морозам и другим воздействиям. Главными свойствами кровли является лёгкость, долговечность, экономичность в изготовлении и эксплуатации.