Строительные материалы для постройки дома. Какой лучше выбрать материал для строительства дома? Какие бывают виды строительных материалов

В настоящее время на рынке представлено огромное количество строительных материалов. Все они делятся по тому или иному признаку на несколько групп. Классификация строительных материалов может производиться по происхождению, степени готовности, технологическому признаку и назначению.

Если взглянуть на современный рынок, то можно сразу увидеть некоторые отличия даже внутри одной и той же группы. Классификация строительных материалов и изделий — это разделение всех их видов по тому или иному признаку.

Некоторые особенности

Если перейти непосредственно к рассмотрению определенных групп, то начать стоит с разделения по степени готовности. Здесь выделяют два вида. Первый — непосредственно строительные материалы и изделия. Второй вид — это уже готовые изделия, которые закрепляются на местах работ. Что касается строительных материалов, то перед применением их обязательно подвергают определенной обработке.

Изделия в этом плане намного проще. Они могут непосредственно использоваться в том виде, в котором представлены на рынке. Классификация материалов и изделий по степени готовности базируется именно на этих двух понятиях.

Теперь можно поговорить об их разделении по происхождению. Они делятся на природные и искусственные. Первый вид получил достаточно широкое распространение. Природные строительные материалы отличаются тем, что они получаются непосредственно из натуральных продуктов путем их незначительной обработки. Конечно, каждый человек в своей жизни имел возможность видеть конструкции из дерева или натурального камня. При этом структура и состав их при обработке не изменяются.

К искусственным материалам относятся все те, которые получаются путем определенных манипуляций с природными и химическими веществами. Здесь стоит говорить уже об изменении структуры и свойств. В итоге получается продукт, который сочетает в себе все положительные свойства натурального материала и искусственных добавок. Стоит подробнее поговорить о классификации материалов и изделий по назначению.

Вернуться к оглавлению

Классификация по назначению

Конструкционные материалы.Имеют достаточно широкое распространение. Они применяются специально для восприятия нагрузки и ее перераспределения. Они используются при строительстве зданий и сооружений, чтобы сделать их более надежными и долговечными.
Теплоизоляционные материалы.

Изоляция издавна используется для того, чтобы создать тепло и уют в доме. Теплоизоляционные материалы необходимы, чтобы обеспечить минимальный отток тепловой энергии. То есть они создают надежную прослойку между внутренним строением и наружной его частью. За счет этого можно легко регулировать тепловой режим внутри помещения.

В настоящее время существует множество различных видов теплоизоляционных материалов. Некоторые из них представляют собой плотную структуру, а некоторые выпускаются в виде ваты. Сегодня на рынке можно найти даже сыпучие утеплители. Все они несут одну и ту же функцию — сохранение в доме тепла.

Некоторые виды могут использоваться как самостоятельные, а другие подразумевают применение дополнительных средств защиты. Примером может служить гидроизоляция, которая необходима для того, чтобы влага не попадала на материал. Самое широкое распространение получила минеральная вата.

Она выпускается в самых различных видах. Может использоваться непосредственно в своей прямой форме, а может представлять собой герметичные маты или плиты. Последние варианты получили самое широкое распространение, так как позволяют сохранить достаточно высокую степень герметичности.

Акустические материалы. Используются они для снижения уровня шума в помещении. Практически в каждой современной квартире присутствуют подобные материалы. Они позволяют человеку постоянно находиться в тишине. Для большого города это просто необходимость.
Гидроизоляция. Сегодня практически ни одно строительство не обходится без подобных материалов. Это связано с тем, что большинство конструктивов при взаимодействии с влагой постепенно разрушается. Это касается практически всех материалов. Большинство из них в результате взаимодействия образует оксиды. Они являются новообразованиями, которые не всегда несут положительные характеристики. Гидроизоляция позволяет отделить один материал от другого, а может создать надежную прослойку, которая отлично препятствует попаданию воды на один из них. В настоящее время на рынке представлено огромное количество гидроизоляторов. Некоторые из них применяются для сохранения целостности фундамента, а другие защищают стены и пол от жидкости. Практически ни одно современное строительство не обходится без их использования.
Кровельные материалы. Это тот вид, который укладывается непосредственно на крышу здания. Сегодня существует огромное количество кровельных материалов. Это и металлочерепица, и шифер и другие. Их основная задача — исключить протечки воды в жилую часть здания.
Герметизирующие материалы. Классификация строительных материалов и изделий подразумевает использование и такого вида. Они используются для устранения щелей в стыках сборных конструкций. Тоже достаточно распространенный тип, который всегда используется человеком на практике.

Отделочные материалы. Сегодня рынок попросту переполнен подобными вариантами. Они специально созданы для того, чтобы улучшить внешний облик здания и интерьер. Не стоит забывать и о его пользе. Он защищает от внешних агрессивных факторов теплоизоляционный, звукоизоляционный и гидроизоляционный слои. Примеров может быть приведено множество.

Если говорить про внешнюю отделку, то здесь можно выделить такие популярные материалы, как сайдинг, вагонка, натуральный камень. Когда речь идет о материалах для внутренней отделки, то тут стоит говорить о штукатурке, грунтовке.

Материалы специального назначения. Данный вид применяется при возведении специальных сооружений. Примером могут служить кислотоупорные или огнеупорные материалы.

Некоторые материалы, которые существуют в природе и полученные искусственным путем нельзя отнести к какой-то определенной группе. Они могут использоваться как в чистом виде, так и присутствовать в качестве одного из компонентов тех, которые еще существуют на рынке. Их называют материалами общего назначения. Их существует огромное количество.

Стоит отметить тот факт, что классификация материалов и изделий по назначению достаточно сложна. Это связано с тем, что один и тот же вид может относиться к различным группам. Например, бетон в своем непосредственном виде используется как конструкционный материал. Есть такая его форма, которая обладает повышенной легкостью.

В этом случае бетон используется в качестве теплоизолятора. В некоторых случаях он может представлять тяжелую конструкцию. Такой материал используется для обеспечения радиационной безопасности в специальных помещениях.

Вернуться к оглавлению

Классификация материалов и изделий по технологическому признаку

В зависимости от того, какой вид сырья используется для изготовления материала, он делится на определенные группы.

Природные каменные. Для их изготовления используются горные породы. К этому виду можно отнести стеновые блоки, облицовочную плитку, щебень, гравий и так далее.
Керамические материалы и изделия. Чаще всего керамика используется для облицовочных работ. Этот материал изготавливают из глины путем ее специальной обработки. Это может быть отжиг, обжиг, сушка и другие манипуляции. Кстати, кирпич тоже относится именно к этой группе.
Изделия из минеральных расплавов. Сюда относятся материалы, которые делаются из стекла и других подобных веществ.
Неорганические вяжущие вещества. В основном представляют собой порошкообразные компоненты, которые при взаимодействии с водой образуют вязкую структуру. Со временем она имеет свойство затвердевать. Сюда можно отнести различные цементы. К этой же группе относится известь и гипс.
Бетоны. Они выделяются в отдельную группу. Получаются путем смешивания вяжущих компонентов, воды и дополнительных элементов. В результате получается достаточно прочная структура. Чаще всего применяется для создания фундаментов. Если бетон дополнить арматурой, то эта конструкция станет называться железобетон.
Древесные материалы и изделия. Их получают путем механической обработки древесины. Это могут быть разнообразные материалы. Сюда относятся доски, вагонка.
Металлические вещества. Достаточно широко используются в строительстве. Особенной популярностью пользуются черные металлы и их сплавы. Их используют в самых разнообразных отраслях народного хозяйства. Что касается цветных металлов, то они имеют более продолжительный срок службы. Это достигается благодаря их структуре. Они не вступают во взаимодействие с жидкостью, а поэтому не подвергаются коррозии.

Напрямую цветные металлы и сплавы используются при изготовлении проводов, различных электронных компонентов, сантехнических систем. Сегодня широко используется нанесение подобных материалов на черные металлы. В этом случае получается защитная пленка, которая препятствует взаимодействию основного материала с окружающей средой.

Подобная практика сегодня широко используется в строительстве. Оцинкованные листы, которые известны практически каждому человеку, получаются именно таким образом.

Вернуться к оглавлению

Природные и искусственные материалы

Яркими представителями данной категории является натуральный и искусственный камень. Эти материалы используются повсеместно. Они могут применяться как для отделочных работ, так и для строительства.

Природный камень издавна используется людьми. Этот материал обладает рядом свойств, за которые его и ценят. Он имеет великолепные прочностные характеристики и показатели твердости. Это заставляет человека покупать его в качестве облицовочного материала. Сегодня натуральный камень стоит достаточно дорого. Его могут позволить себе только обеспеченные люди. Это единственный материал, который применяется повсеместно.

Красота натурального камня несравнима ни с чем. Гранит и мрамор активно применяются в качестве основного строительного материала. Это и не странно. Время сделало с ним все, чтобы до человека в итоге дошел действительно качественный материал.

Что касается искусственного камня, то он тоже достаточно широко распространен. Это связано с тем, что его себе могут позволить практически все. Его стоимость, в сравнении с натуральным материалом, весьма низкая. Причем цена отличается на порядок. Если говорить о производстве, то здесь используются специальные химические катализаторы. Они ускоряют рост камней.

Если говорить о прочностных характеристиках, то они немного ниже, чем у старших собратьев. Каждый человек сам выбирает для себя тот или иной вариант. Если говорить о монтаже камня, то этот процесс весьма затруднителен. Многие люди для этих целей привлекают специалистов.

Это яркие представители данного класса. Они отличаются составом и свойствами, но при этом выглядят приблизительно одинаково. Нередки случаи, когда натуральный камень невозможно визуально отличить от искусственного.

Вернуться к оглавлению

Натуральное дерево и его заменители

Если говорить о других представителях данной группы элементов, то можно выделить натуральное дерево и его пластиковые заменители. Сегодня в этом плане можно говорить о сайдинге.

Натуральное дерево является экологически чистым продуктом.

Его используют практически повсеместно. Его неоспоримым преимуществом является красота. В каком бы виде оно не представлялось, все равно оно будет выглядеть просто прекрасно. Не стоит забывать и о других свойствах этого материала.

Дерево обладает отличной стойкостью к различным внешним климатическим воздействиям. Разумеется, об этом следует говорить только тогда, когда оно обработано с помощью специальных антисептиков.

Прочность дерева достаточно высока. Именно поэтому до сих пор лучшего материала не найти для обустройства собственного дома. Главный недостаток этого материала заключается в том, что он стоит достаточно дорого. Именно поэтому многие начинают переходить на его искусственные аналоги. Примером может служить сайдинг, который заделан именно под дерево. Внешне он мало чем отличается от натурального продукта.

Однако структура материала в корне отличается. Он представляет собой чаще всего пластиковые панели, которые имеют простой монтаж. Человек вполне может в одиночку сделать всю работу самостоятельно. Если говорить о натуральном дереве, то тут все немного по-другому. Один человек не может полностью отделать дом. Разумеется, прочностные характеристики пластика несколько ниже, чем аналогичный параметр у дерева. Стоимость сайдинга под дерево может порадовать каждого. Он стоит намного меньше, чем натуральный материал.

Какие материалы предпочесть? Каждый сам для себя решает этот вопрос. Натуральные имеют больше положительных характеристик, но при этом стоят намного дороже. Это и заставляет все больше людей переходить именно на искусственные аналоги.

Дом ― это то, что мы оставляем после себя, то, что связывает поколения. Каковой будет эта память о нас, от нас же и зависит. Правда, сильно зависит возведение дома и от количества наших денег, и от климата местности, где он расположится. А от разнообразия строительных материалов нынче в глазах рябит. Поэтому, чтобы дом был крепким, уютным и долго простоял, надо обязательно учесть не только достоинства того или иного материала, но и его недостатки, чтобы не обветшала и не рассыпалась наша красота через несколько лет.

Основные материалы для постройки дома

При всех разнообразии и непохожести друг на друга домов строим-то мы их практически лишь из двух материалов: дерева и камня. Справедливости ради стоит отметить, что они специально обрабатываются, им придаются нужные в каждом конкретном случае свойства.

Посмотрим на дерево: оцилиндрованное бревно, брус простой и клееный, лафет. Всё вроде бы из одного материала, но характеристики, к примеру, клееного бруса и оцилиндрованного бревна разнятся как небо и земля. А ведь ещё есть каркасные дома, состоящие также из дерева и утеплителя.

Под камнем вообще подразумевается не дикий камень (в основном он идёт на забутовку под фундамент или на декоративную отделку), а искусственно созданный. Ну, а раз его создавали ум и руки человека, то свойства камню придавались такие, какие человеку были нужны. И как бы ни пугало обилие марок и стандартов такого камня, оно легко укладывается в следующую классификацию:

Кирпич;

Блоки, где связующим компонентом является цемент;

Строительные блоки, изготовленные без применения цемента, на основе извести или глины.

Наибольшее разнообразие технологий изготовления (следовательно, и видов) существует во второй группе, то есть группе строительных блоков, изготовленных на основе цемента. В домостроительстве применяют чаще всего лёгкие бетоны, которые отличаются между собой маркой цемента, составом наполнителя, составом теплоизолирующего компонента. И уже в зависимости от этих характеристик можно выделить ячеистые бетоны, где теплоизоляцией служат воздушные или газовые пузырьки, и блоки, где эту роль выполняют керамзит, древесная щепа или пенопластовые шарики. Однако, по порядку...

Кирпич: плюсы и минусы

Да, кирпич прочен, морозоустойчив, не боится грибка и не подвергается гниению. Он не боится осадков и не горит, солнечный ультрафиолет не оказывает на кирпич никакого влияния. Кирпич долговечен, а также соответствует всем экологическим и эстетическим нормам. Прочность дома объясняется как качеством материала, так и способом кладки ― каждый следующий положенный ряд кирпича вяжет предыдущий, то есть, нет вертикальных швов, проходящих хотя бы через два ряда.

Эта кладка требует определённой квалификации, особенно при увязке углов и укладке стены толщиной более, чем в один кирпич. Таким образом, сложность строительства дома из кирпича требует высококвалифицированного труда. Другим существенным недостатком является вес кирпича: нужен усиленный, прочный фундамент.

Из-за высокой теплопроводности кирпича дом быстро остывает, а на его прогрев, чтобы не казалось, что в доме сыро, надо несколько дней. Это довольно просто объясняется: при кладке толщина раствора составляет где-то 1 см , и при малых размерах кирпича такая толща раствора ― уже не "мостик", а настоящий "мост" холода. Сроки сдачи кирпичных домов обычно затягиваются, так как их нельзя сразу штукатурить по двум причинам: усадка дома (а дом обязательно будет оседать по причине значительного веса) и влага, находящаяся в растворе, на полное испарение которой уходит несколько месяцев. Вдобавок ко всем этим недостаткам кирпич может разрушаться, если перед зимой впитает влагу. А это бывает возможным даже при соблюдении всех технологий производства кирпича, если попались глины с растворёнными в ней солями: вода вымоет соль из кирпича, и сама будет занимать пустоты. Это начало разрушительного процесса.

И ещё один момент. Стоимость производства кирпича не менее, чем раза в полтора, дороже производства остальных материалов, из которых возводят стены. Учитывая, что кирпич в несколько раз мельче любого другого строительного блока, трудоёмкость строительства значительно возрастает. Вместе же цена и трудоёмкость делают кирпичный дом довольно дорогим.

Свойства ячеистых бетонов

К ячеистым бетонам относятся пенобетонные и газобетонные блоки. Внутри бетона в первом случае находятся ячейки с воздухом, во втором ― с водородом. В первом случае пузырьки образуются в результате пенообразования, бетон застывает в обычных условиях. Во втором ― в раствор добавляется алюминиевая пудра или паста, которые при взаимодействии с водой выделяют газ (водород). Раствор "растёт", его отправляют в автоклав, где он затвердевает при определённых температуре и давлении. Посмотрим плюсы и минусы этих материалов по отдельности.

Пенобетон мы знали в середине прошлого века, но строить из него начали недавно, когда везде заговорили о теплосбережении. Ещё бы, воздух ― прекрасный теплоизолятор. Заодно через пенобетон почти не проходят звуки. Так как пеноблоки лёгкие и по размерам больше кирпича, то кладка не становится трудоёмким процессом. Да и штробить стены под системы коммуникаций легко. Как легко и придавать блоку различные формы, а, значит, можно создавать эркеры, делать овальной стену и т.п. Вдобавок пенобетон не горит и его легко транспортировать.

К недостаткам следует отнести довольно высокое влаговпитывание (правда, на небольшую глубину). Стены требуют годовой осадки, причём стоять они должны на устойчивых фундаментах-плитах, иначе на блоках в результате деформаций появляются значительные трещины.

Газобетон ещё легче пенобетона, прекрасно обрабатывается (его можно резать обыкновенной ножовкой, сверлить обыкновенными свёрлами и т.д.). Теплоизоляционные и шумозащитные функции также на высоте. Лёгкость требует меньше трудозатрат, а хорошие теплозащитные свойства уменьшают количество необходимого материала. При всём этом не стоит забывать о высокой прочности при относительно невысокой цене.

Недостатки могут проявиться в двух случаях. Стена дышит и поэтому постепенно накапливает влагу. Чтобы устранить это явление, нужна отделка стены с хорошей гидроизоляцией. Второй минус ― хрупкость газобетона, то есть стена не должна испытывать никаких подвижек во избежание трещин. А для этого нужен прочный ленточный фундамент.

Другие лёгкие бетоны

Эти бетоны тяжелее ячеистых: вместо газа или воздуха, изменяющих свойства стенового материала, в них содержатся более тяжёлые компоненты. Поэтому эти бетоны тяжелее воды примерно в 1,2 - 1,5 раза, в то время как сухие пенобетон и газобетон могут удерживаться на поверхности воды. Тем не менее, эти компоненты ― не щебень, гравий, а дерево, керамзит, то есть, по сравнению с тяжёлыми бетонами этот материал имеет значительно меньший удельный вес.

Керамзитобетон содержит в своём составе относительно лёгкий компонент (вспенённую и обожжённую глину). При малом весе блоков этот материал прочен, универсален (из него кладут не только несущие стены, но и перегородки, а также заполняют каркасы в монолитном домостроении). Материал является отличным шумоизолятором, он более влагостоек, чем бетон, лучше противостоит агрессивным средам, по остальным лучшим качествам не уступает ячеистым бетонам.

Пористость керамзитобетона, улучшая его тепловые и шумозащитные качества, снижает морозостойкость, благодаря попаданию в поры влаги. Влияет пористость и на прочность: всегда приходится точно рассчитывать, смогут ли нижние блоки выдержать нагрузку остального строения (а знает ли наш частный застройщик сопромат?).

В полистиролбетоне роль тепло- и звукоизолятора играют равномерно распределённые в бетоне шарики полистирола. Вроде всем хорош материал: он и тёплый, и прочный, хорошо задерживает шум, он лёгок и не дорог, но всё перечёркивает один недостаток. Но какой... При пожаре полистирол начинает плавиться, выделяя токсины.

Шлакобетон название скорее собирательное, чем конкретное. Дело в том, что в качестве наполнителя в этом строительном материале может быть как шлак, так и уголь, зола, примесь керамзита с чем-нибудь, отсев и т.д. Конкретно шлак используется из отходов металлургического производства. Для соответствия экологическим нормам он в течение года выдерживается под открытым небом. Для наружных стен идеальны блоки с крупной фракцией наполнителя, для внутренних ― с мелкой. Пустоты для улучшения тепловых качеств создаются при помощи специальных форм для производства этого вида бетона. Материал прочный, дешёвый, очень долговечный. Немаловажна высокая скорость возведения шлакоблоковых стен.

К недостаткам отнесём низкую звукоизоляцию. Оно понятно, более плотный материал ― выше звукопроводимость. Также материал боится попадания воды, потому его желательно облицовывать. Но если обложить дом из шлакоблоков кирпичом, то это значительно удорожает строительство. Помимо этого в шлакобетоне плохо прокладывать коммуникации, и, коли нужны какой-нибудь паз или отверстие, лучше их предусмотреть заранее и положить в заготовку шлакоблока в нужном месте брусок.

Арболитовые блоки ― это строительный материал, основными составляющими которого являются бетон и органический наполнитель: древесная щепа, льноволокно или жмых семян, из которых уже выжали масло. Конечно, чаще всего это древесная щепа. Характерная особенность арболита в том, что в отличие от остальных лёгких бетонов бетона в нём всего-то 10 - 20%, всё остальное ― щепа.

Дом из таких блоков по свойствам больше напоминает деревянный дом, но в отличие от него практически не подвержён микроорганизмам и грибкам. Одно из его интересных свойств материала ― блок арболита способен восстановить форму при прекращении предельных нагрузок. Он удерживает тепло и не пропускает шум. Не горит, а при воздействии открытого огня начинает тлеть. Стоит удалить очаг пламени ― тление прекращается. Экологичный, "дышащий" материал.

Недостатком арболита является повышенная влагопроницаемость, а потому внутри помещения относительная влажность не может превышать 75%, снаружи же должна быть обязательно облицовка. Фундамент должен подниматься над отмосткой не менее, чем на полметра, чтобы брызги не летели на арболитные блоки. На те же полметра свесы крыши должны выходить за стены, чтобы вода пореже попадала на стену.

Блоки без цемента

Выбирая материал для возведения стен, можно натолкнуться на газосиликат . Внимание! Не надо путать его с газобетоном. Мы уже знаем, что для производства газобетонов нужен цемент. В производстве же газосиликата в качестве связующего элемента выступает известь. Пористая структура приобретается благодаря газам, выделяющимся при взаимодействии негашёной извести с частицами алюминия. А чем отличаются качеств газосиликата и газобетона? Газобетон благодаря цементу более прочен, газосиликат благодаря извести уменьшает теплопотери и лучше защищает от шума. При всех высоких качествах газосиликатных блоков (лёгкость, изоляционные свойства, низкая стоимость и т.д.) в них, как и в пенобетоне, возможно образование грибка из-за пористой структуры.

Керамические блоки тоже не содержат цемента. В их состав помимо глины может входить песок и опилки. Пустоты внутри блоков напоминают соты. Снаружи на боковых гранях блоки имеют пазы и выступы. Это позволяет при кладке обходиться без вертикальных швов. Как строительный материал керамоблоки прочны, из них можно возводить многоэтажные здания. Они очень легки, являются хорошей шумозащитой и теплоизоляцией. Существенным недостатком стен из этого материала является невозможность перфорирования (а часто и просто сверления) и закрепления чего-либо на стенах, так как обилие пустот и хрупкость тонких перегородок не позволяют установить даже пробку.

Чтобы легче ориентироваться в многообразии строительных материалов, их классифицируют по назначению, исходя из условий работы материалов в сооружениях или по технологическому признаку, учитывая вид сырья, из которого получают материал и способ изготовления.

По назначению материалы можно условно разделить на две группы:

конструкционные и материалы специального назначения.

Конструкционные материалы, применяемые главным образом для несущих конструкций, различают следующие:

Природные каменные материалы.

Неорганические вяжущие.

Искусственные каменные, получаемые:

омоноличиванием с помощью вяжущих веществ (бетон, железобетон, растворы);

спеканием (керамические материалы);

плавлением (стекло).

Металлы (сталь, чугун, алюминий, сплавы).

Полимеры и пластмассы.

Древесина.

Композиционные (асбестоцемент, стеклопластик, …).

Строительные материалы специального назначения , необходимые для защиты конструкций от вредных воздействий среды или повышения эксплуатационных свойств и создания комфорта, следующие:

Теплоизоляционные.

Акустические.

Гидроизоляционные, кровельные, герметизирующие.

Отделочные.

Антикоррозионные.

Огнеупорные.

Материалы для защиты от радиации и др.

Каждый материал обладает комплексом разнообразных свойств, определяющих область его применения и возможность сочетания с другими материалами.

Известно, что свойства строительных материалов определяют область их применения. Только при правильной и качественной оценке свойств материалов, могут быть получены прочные и долговечные строительные конструкции зданий и сооружений.

Свойство - способность материала определенным образом реагировать на отдельный или чаще всего действующий в совокупности с другими внешний или внутренний фактор. Действие того или другого фактора обусловлено как составом и строением материала, так и эксплуатационными условиями материала в конструкции зданий и сооружений.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПОВЕДЕНИЕ

СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ ПОЖАРА

Эксплуатационные факторы:

Чтобы здание или сооружение выполняло свое назначение, и было долговечным, необходимо отчетливо представлять те эксплуатационные условия, в которых будет работать каждая изготовленная ими конструкция. Зная эти условия, можно установить, какие свойства должен иметь материал, предназначенный для изготовления данной конструкция.

Например, главным требованием к материалам, из которых изготовляются несущие конструкции, является их способность хорошо сопротивляться изменению формы и разрушению под действием нагрузок, а также в ряде случаев низкие теплопроводность и звукопроницаемость (например, для ограждающих конструкций).

К эксплуатационным факторам относятся:

Область применения материала.

Условия эксплуатации.

Факторы пожара:

Температурный режим и продолжительность пожара.

Средства пожаротушения.

Агрессивная среда при пожаре (токсичность продуктов горения, разрушающая материалы).

Широкий размах строительства в Советском Союзе сопровождается расширением производства местных материалов и внедрением в практику строительства новых видов материалов, а также увеличением строительных деталей и полуфабрикатов заводского изготовления. К основным строительным материалам относят: лесные материалы, природные каменные, керамические, минеральные вяжущие вещества, бетоны и изделия из них, искусственные каменные материалы, битуминозные и теплоизоляционные материалы, металлические изделия и др.

Лесные материалы - сосна, ель пихта, кедр и лиственница имеют широкое применение в строительстве. Эти материалы подразделяются на круглый лес (бревна, подтоварник и жерди) и пиломатериалы (пластины, четвертины, доски, горбыли, брусья и бруски). В строительстве используют древесину с влажностью не выше 20%. Чтобы предохранить деревянные конструкции зданий от увлажнения и гниения, их обмазывают или опрыскивают антисептиками (деготь, креозот и др.)

Природные каменные материалы применяют в строительстве как без обработки, так и после предварительной обработки (расколки, обтесывания и распиливания). Объемный вес природных камней колеблется от 1100 до 2300 кг/м3, а коэффициент теплопроводности их бывает в пределах от 0,5 до 2. Поэтому бутовый и булыжный камни используют главным образом для кладки фундаментов, мощения дорог и для переработки на щебень. Горные породы идут также для изготовления извести, гипса, цемента и кирпича. Такие материалы, как песок, гравий и щебень, применяют в качестве заполнителей для приготовления бетонов.

Керамические материалы и изделия - это искусственные каменные изделия, которые получают путем формования и последующего обжига глиняной массы. К ним относятся пористые керамические изделия (кирпич глиняный обыкновенный, кирпич пористый, кирпич пустотелый, облицовочные плитки, кровельная черепица и др.) и плотные керамические изделия (клинкер и плитки для полов). В последнее время в строительстве широко применяют новый материал - керамзит. Это легкий материал в виде гравия и щебня при ускоренном обжиге легкоплавких глин. При обжиге глина вспучивается и получается пористый материал с объемным весом 300-900 кг/м3. Керамзит идет на изготовление бетона и железобетона.

Минеральные вяжущие вещества - это порошкообразные материалы при смешении с водой образуют тестообразную массу, которая постепенно затвердевает и переходит в камневидное состояние. Различают воздушные вяжущие вещества, способные затвердевать только на воздухе (строительный гипс, воздушная известь и др.), и гидравлические, затвердевающие не только на воздухе, но и в воде (гидравлическая известь и цементы).

Бетоны и изделия из них - искусственные камни, получаемые в результате твердения смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей (мелкого песка и крупного гравия или щебня). Бетоны бывают тяжелые (объемный вес выше 1800 кг/м3), легкие (объемный вес от 600 до 1800 кг/м3) и теплоизоляционные, или ячеистые (объемный вес менее 600 кг/м3). К ячеистым бетонам относятся пенобетон и газобетон.

Пенобетон получают путем смешивания цементного теста или раствора со специальной, устойчивой пеной. Для получения газобетона в цементное тесто, содержащее песок, шлак и другие заполнители, вводят, газообразующие вещества. Бетонные конструкции и детали, в которые вводят стальной каркас - арматуру, состоящую из стальных стержней, соединенных между собой сваркой или связанных проволокой, называют железобетонными.

Искусственные каменные безобжиговые материалы - это гипсовые и гипсоподобные изделия (плиты и панели для перегородок и листы сухой штукатурки, магнезит), используемые для устройства полов и изготовления фибролита, силикатные изделия (силикатный кирпич и др.) и асбоцементные изделия, гладкие кровельные плиты и волнистые листы (шифер).

Битуминозные материалы в своем составе содержат природные битумы или дегтевые масла, пеки, сырые дегти. Смесь битума и песка называется асфальтовым раствором, применяемым как основание при укладке плиточных полов, устройстве асфальтовых полов и для гидроизоляции. К битумным материалам относят руберойд, пергамин, гидроизол, борулин, толь. Эти материалы используют для кровли, гидроизоляции и пароизоляции.

Теплоизоляционные материалы применяют для защиты помещений или отдельных конструкций от потерь тепла или от нагревания. Эти материалы имеют большую пористость, малый объемный вес и низкий коэффициент теплопроводности в пределах до 0,25. Различают теплоизоляционные материалы органического и минерального происхождения. К органическим относят: древесно-волокнистые плиты (оргалит) из измельченного древесного волокна; соломит и камышит - плиты, спрессованные из соломы или камыша и прошитые проволокой; фибролит - плиты, спрессованные из древесных стружек, связанных магнезиальным вяжущим раствором. Из минеральных теплоизоляционных материалов получили широкое распространение пенобетон и газобетон, минеральная вата, пеносиликат и др. В последнее время в практику строительства стали внедрять изделия на основе пластических масс. Это большая группа материалов, основу которой составляют природные искусственные высокомолекулярные соединения. Для обшивки внутренних поверхностей помещения можно использовать листы из алюминия, отражающие тепловую радиацию от животных и нагревателей.

Вопросы:

1) Основные виды строительных материалов;

2) Достоинства и недостатки конструкций из железобетона, камня, стали, дерева;

Основными видами строительных материалов являются: железобетон, сталь, камень (искусственный и естественный), дерево. К искусственным камням относятся керамический и силикатный кирпич, и также бетонные, шлакобетонные, пенобетонные, газобетонные, полистиролбетонные, керамические и др. блоки. К естественным камням относятся блоки из туфа, ракушечника, известняка, бута и т. п. Также для изготовления строительных конструкций применяют алюминий , дюралюминий, полимеры, битум и деготь.

Многообразие материалов и конструкций, применяемых в строительстве, обуславливается большим количеством предъявляемых к ним требований (прочностных, деформативных, теплотехнических, противопожарных, акустических, экономических, эстетических и т. п.). Не существует идеального строительного материала, отвечающего всем этим требованиям.

У конструкций из разных материалов имеются свои достоинства и недостатки.

Конструкции из бетонов были известны еще до нашей эры. Однако настоящим прорывом в строительстве было изобретение железобетона в середине позапрошлого века. Хотя конструкции из железобетона широко стали применяться в 1950-х годах. Бетоном называют композитный материал, изготовленный с применением заполнителей (гравия, щебня, песка) и вяжущего (клеящего состава). Железобетоном называют материал, состоящий из бетона и арматуры. Термин железобетон традиционный, но не совсем корректный. Дело в том, что железом раньше называли сталь, которую сейчас применяют для армирования. Бетонные конструкции не получили широкого распространения ввиду его серьезного недостатка. Бетон хорошо работает на сжатие, но плохо на растяжение. Сталь же наоборот хорошо работает на растяжение, а при больших сжимающих напряжениях теряет устойчивость. Поэтому основным принципом проектирования железобетонных конструкций является установка арматуры в растянутые при эксплуатации, изготовлении, транспортировке и монтаже зоны. Суть получения такого высокоэффективного материала заключается в целом ряде факторов:

1) сталь и бетон имеют приблизительно одинаковые коэффициенты температурного расширения;

2) бетон стоек ко многим агрессивным воздействиям и прекрасно защищает сталь от них;

3) бетон имеет высокую теплоемкость, что защищает арматуру при аварийных температурных воздействиях (пожарах);

4) бетон и арматура взаимно компенсируют недостатки друг друга при силовых воздействиях (растяжении и сжатии).

Железобетонные конструкции обладают следующими достоинствами:

1) прочностью, особенно на сжатие и изгиб;

2) жесткостью;

3) долговечностью;

4) огнестойкостью и огнеупорностью;

5) стойкостью к агрессивным воздействиям;

6) способностью быть изготовленными любой формы;

7) индустриальностью.

Несмотря на все достоинства, железобетон обладает рядом недостатков. Бетон обладает высокой теплопроводностью. Из железобетона проблематично выполнять ограждающие конструкции. Существуют способы повышения теплоизолирующей способности бетона: изготовление воздушных пустот (пустотных блоков), повышение пористости (пено - и газобетоны), внедрение теплоизолирующих материалов (полистирол-, шлако-, керамзитобетоны и т. п.). Все эти способы приводят к изменению в худшую сторону прочностных и деформативных свойств изготавливаемых изделий и конструкций.

Железобетонные конструкции обладают большим весом. В связи с этим их применение в высотных и большепролетных сооружениях затруднено.

Железобетон – пористый материал с открытыми и закрытыми порами. Это способствует его водо - и воздухопроницаемости. Из железобетона можно выполнять резервуары и трубопроводы для некоторых жидкостей, но невозможно делать газгольдеры.

Сборные железобетонные конструкции требуют дополнительного расхода стали на закладные детали для их соединения. Кроме того, они зачастую требуют дополнительного армирования из-за особенностей транспортировки и монтажа. Однако сборные конструкции обладают высокой индустриальностью и требуют меньше времени для изготовления и монтажа, что сокращает сроки строительства.

Каменные конструкции по характеру работы под нагрузкой и по свойствам похожи на бетонные. Камень – один из древних строительных материалов. Каменные материалы хорошо работают на сжатие и плохо на растяжение. Они стойки к агрессивным воздействиям, огнестойки, огнеупорны, долговечны. Однако такие конструкции имеют ряд недостатков:

1) из камня затруднительно изготовить изгибаемые конструкции и практически невозможно – растянутые;

2) они не могут принимать разнообразную форму;

3) они обладают низкой индустриальностью, что приводит к увеличению сроков строительства;

4) они обладают высокой теплопроводностью, что приводит к перерасходу материала;

5) они имеют большой вес.

3) большие эксплуатационные затраты.

Деревянные конструкции без специальных мероприятий обладают низкой долговечностью. К тому же следует помнить о слабой воиспроизводимости данного ресурса.

В нефтяной и газовой отрасли деревянные конструкции применяются для временных зданий, а также для производства временных подпорных стен при