Природные и искусственные материалы в строительстве

По способу происхождения 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.

По сырьевому признаку строительные материалы подразделяют:

— на органические (древесина, битум, пластмассы)

— минеральные (силикатные и керамические материалы, бетон, природный камень)

— металлические (сталь, чугун, цветные металлы).

У каждой из этих групп материалов есть свои специфические свойства. Так, органические материалы не выдерживают высоких температур и горят; минеральные, напротив, хорошо противостоят действию огня, а металлы очень хорошо проводят электричество и теплоту.

По способу изготовления материалы подразделяют на следующие группы:

— получаемые спеканием (керамика, цемент),

— получаемые омоноличиванием (бетон, растворы),

— получаемые плавлением (стекло, металлы),

— получаемые механической обработкой (природный камень, древесина).

Основные направления развития прогрессивных материалов и меры по снижению материалоемкости при их производстве и применению. Влияние качества материала на надежность и долговечность строительных конструкций и сооружений.

В процессе строительства, эксплуатации и ремонта зданий и сооружений строительные изделия и конструкции из которых они возводятся подвергаются различным физико-механическим, физическим и технологическим воздействиям. От инженера-строителя требуется со знанием дела правильно выбрать материал, изделия или конструкцию которая обладает достаточной стойкостью, надёжностью и долговечностью для конкретных условий.

В зависимости от назначения, условий строительства и эксплуатации зданий и сооружений подбираются соответствующие строительные материалы, которые обладают определёнными качествами и защитными свойствами от воздействия на них различной внешней среды. Учитывая эти особенности, любой строительный материал должен обладать определёнными строительно-техническими свойствами. Например, материал для наружных стен зданий должен обладать наименьшей теплопроводностью при достаточной прочности, чтобы защищать помещение от наружного холода; материал сооружения гидромелиоративного назначения — водонепроницаемостью и стойкостью к попеременному увлажнению и высыханию; материал для покрытия дорог (асфальт, бетон) должен иметь достаточную прочность и малую истираемость, чтобы выдержать нагрузки от транспорта.

Классифицируя материалы и изделия, необходимо помнить, что они должны обладать хорошими свойствами и качествами.

Свойство — характеристика материала, проявляющаяся в процессе его обработки, применении или эксплуатации.

Качество — совокупность свойств материала, обуславливающих его способность удовлетворять определённым требованиям в соответствии с его назначением.

Природные и искусственные строительные материалы.

Поставить перед собой цель перечислить и описать все имеющиеся в распоряжении современных строителей материалы с указанием их плюсов и минусов было бы слишком самонадеянно, что, в общем-то, и не нужно, поскольку является задачей отдельной книги. Это тем более невозможно по той причине, что поток новинок в данной отрасли практически не иссякает. Даже опытные строители не всегда могут четко ответить, какими качели обладают недавно появившиеся материалы. Кроме того, часто бывает трудно классифицировать их, поскольку многие из них вы широкую сферу применения и одновременно могут выступать, например, как кровельные и гидроизоляционные (рубероид и кровлелон), как конструкционные и отделочные(древесина) и т. д. Поэтому предлагаем провести «инвентаризацию» свойств и особенностей основных видов строительных материалов.

В процессе возведения дома (неважно- для постоянного или временного проживания) выбор, покупка, доставка хранение строительных материалов играют важную роль. Поэтому каждый застройщик должен иметь представление о доступных материалах, чтобы сооружение получилось не только качественным и функциональным, но при этом обошлось не слишком дорого.

Каменные строительные материалы бывают натуральными и искусственными.

Натуральный камень неправильной формы называется бутовым и подразделяется на платный (постелистый) и рваный. Отдельные его фрагменты весят от 5 до 40 кг. Они не должны иметь посторонних включении в виде прослоек глины и пр., трещин и т. п. Качественный камень при ударе по нему молотком издает чистый звук и распадается на более мелкие куски, но при этом не рассыпается в виде пылеподобной массы.

Природный камень измеряется кубическими метрами (м3) по обмеру в штабеле прямоугольной формы (пустоты, неизбежно возникающие между ними, в расчет не принимаются), высота которого составляет 1 м. Он выкладывается на ровной площадке, при этом 1 м3 известняка весит 1300-1400 кг, песчаника — весит 1600-1800 кг.

Глина относится к натуральным строительным материалам и представляет собой тонкодисперсные связные осадочные породы, которые состоят по большей части из водных силикатов, имеющих слоистую структуру. Если при строительстве не требуется особенно высокой прочности конструкции, то для кладки используются глиняные растворы, различные по соотношению компонентов (глины и песка). Последнее определяется жирностью глины. Если в растворе песок не ощущается на ощупь, а сформированный из смеси жгут длиной 15-20 см и диаметром 1,5-2 см при разрыве дает острые концы, то это жирная глина. В этом случае для раствора глина и песок берутся в пропорции 1:4. Жгут из средней по жирности глины разрывается при диаметре 3-4 мм, поэтому рекомендуется состав из глины и песка в соотношении 1:3. Сформированный из тощей глины, практически не растягивается и при разрыве образует неровные концы, поэтому следует соблюсти пропорцию 1:2,5.

Из глины производятся различные материалы, нашедшие широкое применение в домостроения, в частности обыкновенный глиняный кирпич, а также керамзит. Последний является прочным легким материалом с плотностью 250 800 кг/м3, который получается в процессе обжига (при 1200 С) легкоплавких глин. Он имеет вид гранул размером 5-40 мм. Керамзит используется в качестве теплоизолятора и заполнителя при изготовлении керамзитобетона.

В домашних условиях из глины можно изготовить вполне пригодный для строительства садового или дачного домика материал – кирпич-сырец (саман), рецептов замеса раствора для которого существует много (в каждой местности свой).

Для самана используется глина средней пластичности, один из способов проверки, которой представлен выше. Если она оказалась жирной, в нее добавляется песок; тощей- жирную глину, получаемою в процессе отмучивания. Для этого положите ее в большую емкость, залейте водой и перемешайте, после чего дайте отстояться. Первым на дно осядет песок, потом чистая глина. Аккуратно слейте воду и снимите глину, стараясь не зачерпнуть песок. Затем ее можно вводить в тощую глину.

Глиняную массу, которая пойдет на изготовление кирпичей, следует очистить от посторонних примесей, камешков, гравия и пр., выбрав их руками, или пропустить сырье через сито, размер ячеек которого составляет не более 5 х 5 мм. Чтобы освободить глину от органических составляющих, ее необходимо заготовить осенью, уложив в виде конусообразной гряды. Для усиления процесса разрушения органики ее желательно периодически поливать.

Для работы необходима подготовить площадку (ее размер зависит от планируемый выработки: если предполагается производить до 500 кирпичей в день, то вполне достаточно отвести под нее 25-30 м2), которая обязательно должна быть выровненной, чтобы избежать деформации глиняных брусков, и посыпана мелким песком.

Подсохшие кирпичи надо сложить в штабеля (на 1 м погонной длины легко разместится 150-180 шт.), причем н нижние должны быть приподняты над землей примерно на 15-20 см, чтобы дождевая вода не размывала их. Но лучше сушить и хранить самая под навесом.

Для изготовления 1000 кирпичей понадобится приблизительно 2 м2 глины. Накануне надо разбить крупные комки, при необходимости ввести песок или жирную глину, перемешать компоненты в сухом состоянии и выложить слоем толщиной около 40 см, слегка приподняв края. После этого глину нужно равномерно проколоть вилами или острой палкой, чтобы при затворении вода равномерно смачивала материал на всю глубину. Количество необходимой жидкости составляет 20-25% от объема исходной смеси. Ее необходимо влить за 12 часов до замешивания раствора.

Качество кирпича во многом зависит от того, насколько тщательно будет перемешано сырье. Это необходимо делать до тех пор, пока раствор не станет однородным. После этого желательно оставить его еще примерно на 12 часов, прикрыв мешковиной, чтобы он «созрел». При соблюдении этой технологии сырец хорошо формуется, равномерно просушивается, сохраняет гладкую поверхность и ровные края, не прилипает к стенкам емкости. Удобнее всего пользоваться двойной формой.

Формы, в том числе и без дна (так называемые пролетки), сбиваются из строганой доски толщиной 20 мм для 1, 2 или 4 кирпичей. Размер их зависит от степени сжимаемости блины, что устанавливается опытным путем.

СООТНОШЕНИЕ СЖИМАЕМОСТИ ГЛИНЫ И РАЗМЕРОВ ФОРМЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КИРПИЧА СЫРЦА

Сжимаемость глины%	Размеры форм, мм
5,0	263 х 125 х 68.4
5.5	264 х 126 х 68.6
6.0	265 х 127 х 69.2
6,5	267 х 127,5 х 69,3
7.0	268 х 128 х 69.8
7,5	270 х 129 х 70.2
8.0	271 х 130 х 70.6
8.5	273 х 130 х 71
9,0	274 х 131 х 71.4
9.5	276 х 131.5 х 71.4
10.0	277 х 132 х 72.2

Процесс изготовления самана состоит в следующем:

Чтобы во время сушки кирпич не трескался, его следует периодически переворачивать. При этом нужно избегать ускорения этого процесса, для чего необходимо следить, чтобы расстояние между отдельными кирпичами не было слишком большим, иначе саман деформируется и растрескается. Через 8-10 дней сушки на открытой площадке сложите саман в штабеля высотой не более 8 рядов и оставьте еще на 10-20 дней (чем пластичнее было сырье, тем интенсивнее протекает процесс).

Чтобы проверить, насколько хорошо кирпич просох, разломите его: по цвету на изломе это сразу станем понятно. Кроме того, «правильный шаман значительно теряет в весе и при падении с высоты 2 м не разрушается, не раскисает после 2 суток пребывания в воде, хорошо удерживает сбитый гвоздь и отесывается топориком. Строительные растворы (кладочные, бетон) приготавливаются с применением заполнителя, в качестве которого используется песок. По происхождению (он представляет собой смесь каменных зерен разной величины — 0,05-5 мм.

Естественные и искусственные каменные строительные материалы.

Природные (естественные) каменные строительные материалы— это материалы, получаемые из горных пород и применяемые для каменной кладки, облицовки и т. п. В зависимости от способа получения или обработки эти материалы делятся на следующие основные разновидности: песок и гравий, получаемые просеиванием и промывкой рыхлых горных пород; бутовый камень, добываемый при разработке взрывным способом известняков, песчаников и других пород; пиленые камни и блоки; облицовочные камни и плиты.

Бутовый камень (бут) — это крупные куски камня неправильной формы размерами 150-500 мм, получаемые взрывным способом из известняков, доломитов, песчаников. Разновидность бутового камня — булыжный камень (валуны,размерами до 300 мм). Применяют для кладки фундаментов, стен и т. д.

Щебень — угловатые куски камня размерами 5-70 мм, получаемые путем дробления бутового камня. Применяют в качестве заполнителя при изготовлении бетона, в качестве балластного материала при укладке железнодорожного пути и строительстве автомобильных дорог, для образования дренирующих (хорошо пропускающих воду) слоев.

Гравий — это скатанные обломки горных пород размерами 1— 20 мм, применяемые в качестве заполнителя бетона, а также как балластный и дренирующий материал.

Песками называют мелкообломочные рыхлые горные породы, состоящие из зерен (песчинок) кварца и других минералов размерами 0,1-2 мм с примесью пылеватых и глинистых частиц (естественные пески). Пески могут быть получены и искусственно — дроблением пород. В природе чаще встречаются гравийно-песча-ные месторождения, содержащие две фракции — гравий и песок.

Штучные камни (блоки) имеют правильную геометрическую форму. По способу изготовления различают пиленые (крупные стеновые блоки и плиты) и колотые (бортовой камень, брусчатка и т. д.).

Природные облицовочные материалы применяют в целях повышения эксплуатационных и декоративных качеств сооружений. Облицовочные материалы, получаемые при распиливании и обработ-, ке монолитных горных пород, обладают высокой прочностью и долговечностью, имеют высокие декоративные свойства. При отделке станций метрополитенов широко применяют мраморы и граниты различных месторождений.

Мраморами называют карбонатные породы средней твердости, хорошо поддающиеся полировке. Мраморы распиливают на плиты толщиной 10-120 мм, которые применяют для наружной и внутренней облицовки стен зданий и сооружений, для полов, ступеней, лестниц.

Гранитами называют кристаллические изверженные горные породы. Граниты распиливают на плиты толщиной 10-200 мм. Плиты со шлифованной лицевой поверхностью применяют для настилки полов ступеней лестниц, с полированной — для облицовки вертикальных поверхностей.

Искусственные каменные материалы получают при специальной обработке смесей природных материалов — это кирпич, керамика, каменное литье и др.

Кирпич строительный — это искусственный камень правильной формы (обычно в виде прямоугольного параллелепипеда). В массовом строительстве используют красный —кирпич (из обожженной глины) и белый (силикатный), имеющий несколько меньшую прочность, чем красный. Размеры одинарного кирпича 250×120 × 65 мм, модульного-250×120 × 88 мм. В зависимости от прочности кир-лич делят на несколько марок.

Из отделочных искусственных каменных материалов в метростроении широко применяют керамические изделия: плиты фасадные, плитки для облицовки стен, плитки для полов. Фасадные плиты изготовляют закладные (устанавливаемые одновременно с кладкой стен) или прислонные (закрепляемые на цементном растворе после возведения и осадки стен). Плитки выпускают покрытыми с лицевой стороны глазурью (тонким стекловидным покрытием) и неглазурованными (терракотовые).

Плитки для полов и стен по виду лицевой поверхности подразделяют на гладкие, рельефные и тисненые, а по цвету — на одно— и многоцветные. По форме различают плитки квадратные, прямо— и треугольные, четырех-, пяти-, шести— и восьмигранные. Применяемые для полов плитки должны обладать низкимводопоглощением и стойкостью к истиранию.

Цемент – универсальный строительный материал, используемый в чистом виде, а также как компонент штукатурных смесей, бетона и железобетона. Производство цемента – это энергоемкий и дорогостоящий процесс, осуществляемый разными способами. Традиционные методики основаны на предварительном получении клинкера. Гораздо дешевле конечный продукт, изготовленный по бесклинкерной технологии или кустарным методом.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

https://stroimagi.ru/prirodnye-i-iskusstvennye-materialy-v-stroitelstve/