Основные свойства строительных материалов: механические, физические, химические и технологические. классификация стройматериалов и новинки в современном строительстве

Химические свойства

Химические свойства отражают способность строительного материала к химическому взаимодействию с другими веществами и определяются следующими показателями:

• химическая активность;
• химическая или коррозийная стойкость;
• растворимость;
• способность к адгезии и кристаллизации.

1. Химическая активность. Различают положительную и отрицательную химическую активность:

• положительная – в процессе взаимодействия происходит упрочнение структуры вещества. Например, образование гипсового, цементного камня;
• отрицательная – когда реакция взаимодействия вызывает разрушение материала – например, коррозия под действием кислот, солей, щелочей.

2. Адгезия — соединение жидких и твердых стройматериалов по поверхности, обусловленное межмолекулярным воздействием. В результате получаются многокомпонентные строительные материалы, например, железобетон, прочность которого обеспечивается монолитным соединением арматуры и заполнителей бетона с цементным камнем за счет адгезии.

3. Растворимость — способность материала образовывать с органическими растворителями или с водой однородные системы (растворы). Растворимость зависит как от состава самого вещества, так и от температуры, от давления.

Показатель растворимости вещества называется произведением растворимости (ПР), которое отражает предельное содержание растворенного вещества в граммах на 100 мл раствора при нормальном давлении и заданной температуре.

4. Кристаллизация — процесс, при котором образуются кристаллы из паров, расплавов, растворов при химических реакциях и электролизе. В процессе кристаллизации выделяется тепло.

Растворение и  кристаллизация – основные процессы для получения искусственных каменных строительных материалов на основе цемента, извести, гипса.

5. Коррозийная (химическая) стойкость — способность стройматериала противостоять разрушению под воздействием агрессивных сред. Химическая стойкость оценивается по значению коэффициента, рассчитываемому как отношение прочности (массы) материала после коррозийного воздействия к прочности (массе) до проведения испытаний. Если значение коэффициента составляет 0,9-0,95, то вещество признается химически стойким к исследуемой среде.

Органические строительные материалы (битумы, древесина, пластмассы) при обычной температуре достаточно стойки к воздействию щелочей и кислот средней и слабой концентрации.

Стойкость неорганических строительных материалов к коррозии зависит от их состава.

В видео показан процесс проведения испытаний для определения свойств бетона:

https://youtube.com/watch?v=Uu5hfcOLqfM

{lang: ‘ru’}

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 малярный скотч, 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.

Классификация стройматериалов

Все строительные материалы классифицируют по назначению, виду и  способу получения:

— по назначению строительные материалы делят на:

• конструкционные;
• отделочные;
• теплоизоляционные;
• гидроизоляционные;
• акустические;
• герметизирующие;
• антикоррозионные.

— по виду различают стройматериалы:

• каменные;
• лесные;
• металлические;
• полимерные;
• керамические;
• стеклянные и т.п.

— по способу получения строительные материалы делятся на:

• природные – их добывают в месте, где они образовались (например, горные породы) или выросли (древесина). При  использовании природных строительных материалов применяют главным образом механическую обработку – распиловку или дробление. Соответственно свойства природных стройматериалов зависят от происхождения исходной породы и способа обработки;
• искусственные – их изготавливают из природного сырья (песок, глина, известняк, газ, нефть и т.п.) с добавлением  промышленных отходов (зола, шлаки). Искусственные стройматериалы приобретают новые свойства, которые могут значительно отличаться от свойств исходного природного сырья.

.

Особенности легированных сплавов

Наряду с углеродистыми качественными сталями, для конструкций в строительстве, а также для деталей машиностроения и приборостроения применяют легированную сталь. Легирование металла (обогащение основного состава полезными добавками) наделяет готовые изделия рядом специальных свойств, улучшает технологические, прочностные, физико-химические качества.

Добавки в виде марганца, никеля, хрома вводят по одному элементу или группой. В зависимости от процентного содержания дополнительных компонентов выделяют три группы сталей:

• до 2,5-5 % примесей – материал низколегированный;
• до 10 % добавок – металл среднелегированный;
• свыше 10 % примесей – высоколегированный прокат.

Маркировка легирующих сталей конструкционного типа имеет сложную структуру:

• начинается с двух цифр, обозначающий процентный состав углерода;
• русской буквой прописывают конкретный элемент легирования;
• следующая за буквой цифра указывает процентное содержание этой присадки;
• завершающая буква «А» сообщает, что сталь высококачественная.

Преимущества добавок

Основная задача легирующих компонентов – повысить прокаливаемость сплава, около 90 % которого приходится на феррит, представляющий собой конгломерат углерода с легирующими элементами в твердом виде. После добавления легирующих включений к ферритовой основе происходит их растворение, способствующее уплотнению феррита. Процесс легирования позволяет существенно улучшить качество итогового сплава:

• повысить прочность, не подвергая изделия термической обработке;
• усилить твердость, ударную вязкость, уровень прокаливаемости;
• обогатить особыми свойствами (жаропрочность, стойкость к коррозии).

Разные виды добавок улучшают определенные показатели конструкционной стали. Введение никеля способствует повышению ударной вязкости, а в содружестве с хромом обеспечивает способность к глубокому прокаливанию. Подобное сочетание примесей гарантирует равномерное улучшение свойств конгломерата по всей площади сечения.

Недостатки

К недостаткам хромоникелевого улучшения можно отнести вероятность хрупкости после отпускного процесса. Недостаток устраняют путем введения молибдена (0,2-0,4 %). Область применения легированного материала этого вида – крупные цементируемые изделия (валы, шестерни, шатуны) улучшенной прочности, износостойкости, пластичности. Для существенного усиления этих свойств молибден заменяют присадкой вольфрама, которая устраняет также отпускную хрупкость.

Появление тонких нитеобразных дефектов (волосовины) связано со скоплением неметаллических примесей, представляющих собой продукты раскисления. Их направленность отражает текучесть металла под действием давления во время горячей обработки. Преимущественный состав волосовин – силикатные включения.

Изделия из легированных сплавов малоуглеродистого вида часто страдают от межкристаллических трещин. Причина образующихся дефектов связана усадкой, их расположение обычно совпадает с осью слитка. На поверхность трещины не выходят в отличие от волосовин, с целью их устранения поверхность заготовки подвергают зачистке. Для защиты от появления дефектов, ухудшающих качество металла, разработан ряд специальных мероприятий.

• Стали и сплавы. Марочник. Справ. изд./ В. Г. Сорокин и др. Науч. С77. В. Г. Сорокин, М. А. Гервасьев — М.: «Интермет Инжиниринг», 2001
• Статья в Википедии
• Лахтин Ю. М. Основы металловедения. — М.: Металлургия, 1988.
• Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. (2003), Materials and Processes in Manufacturing (9th ed.), Wiley

Новинки строительного рынка

Строительная индустрия в наше время развивается стремительными и очень бурными темпами. Ежегодно на этом рынке появляется ряд совершенно новых стройматериалов. Давайте вкратце познакомимся с самыми интересными из этих новинок.

Пеностекло – материал, который был изобретен в США еще в 40-е годы. Однако на нашем рынке он появился лишь в последние десятилетия. Его производят при очень высоких температурах (до 800-900 градусов). Гранулированное пеностекло успешно используют для утепления стен, фундамента, а также для теплоизоляции трубопроводов. Ведь оно может полностью повторять любую конфигурацию труб. Пожалуй, это основное свойство строительного материала. Кроме того, пеностекло обладает очень высокой прочностью на сжатие.

Цветной кирпич – стройматериал, появление которого на ура восприняли все архитекторы и дизайнеры. Ведь он позволяет реализовать самые смелые и самые креативные идеи. К тому же такой кирпич способен надолго сохранять свой изначальный внешний вид. Его уже широко применяют для облицовки многоэтажных зданий во многих городах.

Еще одна новинка последних лет – кортеновская сталь. В строительной практике она появилась совсем недавно – в начале 2000-х. Листы легированной стали отличаются высокой прочностью и необычным внешним видом. Они широко используются не только в промышленном, но и в жилом строительстве. Кроме того, кортеновская сталь нашла свое применение и в уличном городском искусстве.

Свойства стройматериалов

Свойства любого материала зависят от его состава и структуры и могут изменяться в широких пределах. При этом они не являются постоянными, а изменяются с течением времени под воздействием среды, в которой эксплуатируется здание.

Скорость изменений может меняться от очень медленной (например, разрушение горных пород) до быстрой (повышение хрупкости полимеров под воздействием ультрафиолетовых лучей или вымывание из бетона растворимых веществ).

Поэтому при выборе стройматериалов для строительства дома необходимо руководствоваться не только теми свойствами, которыми они обладают в изначальном состоянии, но и их стойкостью, обеспечивающей срок эксплуатации, как отдельного изделия, так и сооружения в целом.

Свойства строительных материалов условно делят на:

• механические;
• физические;
•  химические и технологические.

Ниже дана наглядная схема с указанием перечня конкретных свойств, по которым нужно сравнивать и выбирать стройматериалы.

.

Конструктивный материал

Конструктивные материалы, применяемые для изготовления электротехнических машин, приборов и аппаратов, в справочнике не рассматриваются.
 

Конструктивные материалы применяются для изготовления таких деталей и частей машин, преимущественным назначением которых является передача и восприятие механических нагрузок и напряжений и придание необходимых конструктивных форм отдельным узлам для правильного механического функционирования машины.
 

Конструктивные материалы, применяемые для изготовления электротехнических машин, приборов и аппаратов, в справочнике не рассматриваются.
 

Конструктивные материалы обладают достаточной механической прочностью и пригодны для установки и закрепления на них вторичной аппаратуры при изготовлении щитов и отдельных деталей.
 

Конструктивные материалы не вполне удовлетворяют этим предположениям. Например, такой важный материал, как сталь, если его рассмотреть под микроскопом, оказывается состоящим из кристаллов разных размеров и разной ориентации. Свойства этого материала весьма далеки от однородности, однако опыт показывает, что решения теории упругости, основанные на допущениях об однородности и изотропии, с очень высокой точностью применимы к стальным конструкциям. Объяснение этого факта состоит в том, что кристаллы очень малы: обычно в кубическом сантиметре стали их миллионы. Поэтому, несмотря на то, что упругие характеристики кристаллов в разных направлениях могут различаться, сами кристаллы, как правило, расположены случайным образом и упругие характеристики больших кусков металла представляют собой усреднения характеристик кристаллов. Пока геометрические размеры рассматриваемого тела достаточно велики по сравнению с размерами одного кристалла, предположение об однородности может применяться с высокой степенью точности. Точно так же материал может рассматриваться как изотропный, если его кристаллы ориентированы случайным образом.
 

Конструктивные материалы, наиболее полно отвечающие требованиям вибродемпфирования, — это пластмассы, капрон, текстолит, дельта-древесина, резина. Эти материалы находят широкое применение: пластмассы — для корпусов и рукояток, капрон и дельта-древесина — для втулок, текстолит — для шестерен.
 

Конструктивные материалы, наиболее полно отвечающие требованиям вибродемпфирования, — это пластмассы, капрон, текстолит, дельта-древесина, резина. Эти материалы находят широкое применение: пластмассы-для корпусов и рукояток, капрон и дельта-древесина — для втулок, текстолит — для шестерен.
 

Конструктивными материалами для изготовления электродиализаторов были пластмассы, используемые в пищевой промышленности.
 

Конструктивными материалами являются: сталь ( и литье, поковках и в прокате), чугун, различные бронзы и латуни ( в тянутом профильном виде, в листах и литье), алюминий — в виде сортового материала, а также в сплаве с кремнием или магнием в виде литья ( силумин, электрон), бронза, баббит, слоистые пластики и дерево.
 

Удовлетворительным конструктивным материалом для систем с водяным охлаждением является алюминий, но ого нельзя применять, если в качестве теплоносителей используют жидкие металлы, способные образовывать сплавы с алюминием.
 

Основным конструктивным материалом при изготовлении га-летных марганцево-цинковых элементов является поливинилхло-ридная пленка, обтягивающая и скрепляющая в единый узел агломерат, диафрагму и цинковый электрод. Ее изготовляют в виде трубки разного диаметра.
 

Основным конструктивным материалом при изготовлении га-летных марганцево-цинковых элементов является полихлорвиниловая пленка, обтягивающая и скрепляющая в единый узел агломерат, диафрагму и цинковый электрод.
 

Понятие генерального плана

Генеральный план – документ, который регулирует градостроительную деятельность в поселениях и городах. Он определяет все условия и необходимый для жизни уровень безопасности. В документе содержатся все необходимые условия, которые отвечают за экологию, определяет границы земли, которой можно пользоваться, выделяет все жилые зоны и общественные застройки вместе с промышленными. Так же данный документ определяет условия охраны территории, обеспецивает развитие транспортного сообщения и инфраструктуры. Помимо этого, документ способствует сохранению исторических культурных ценностей. Генеральный план – своего рода основной юридический документ, который дает право на строительство. Что входит в проектирование генерального плана?

Генпроектирование предполагает:

1. Комплекс города в обязательном порядке будет повышать устойчивость
2. Поддержание и продвижение экологической среды
3. Сохранение культурных ценностей города
4. Окружающая среда по защитой. Преобразование с эстетической точки зрения, добавление многообразия и прочее
5. Инфраструктура (ее развитие, если этого требует район)
6. Доступность транспорта в любое время
7. Надёжность и безопасность
8. Эффективное использование города. К этому относится все, что описано выше.

Эти чертежи разрабатываются с точным, детализированным изображений всех находящихся сооружений, включая все проезды, дороги. Также на рабочем чертеже отчётливо можно наблюдать благоустройство, которое будет вокруг объекта. В данном документе учитывается все технологические особенности проектируемого сооружения, его взаимодействие с другими зданиями и конечно полный функциональный набор. В состав схемы входит:

1. Входящие в состав границы округа города и все населённые пункты, которые также входят. Это же касается сооружений, которые могут окружать.
2. Все земли, которые имеют хозяйственное направление.
3. Земли сельского направления (вместе с хозяйственным)
4. Обязательно должно быть пространство для осуществления космической деятельности
5. Лесной фонд так же должен быть. Аналогичная ситуация касается и земельной части
6. Федерального и регионального назначении земли природной территории
7. Связь, промышленность и энергетика (в границах)
8. Обязательно должны быть указаны параметры развивающихся зон
9. Территория культурного наследства
10. Особые условия для использования территории (климатические, природные)
11. Размещение капитального строительства любого направления
12. Территории, которые имеют риск столкновения с природными бедствиями и катаклизмами (чрезвычайные ситуации)
13. Транспортная развязка
14. Развитая инфраструктура
15. Зона инженерная

Без этого документа не обходится ни одно строительство. С помощью него можно сформировать настоящую стратегию градостроительного характера (или же общегородского), которая в свою очередь должна быть направленна на создание среды комфортного и благоустроенного проживания.

Обратиться к профессионалам своего дела

Проектирование перекрестно-стержневых пространственных конструкций подразумевает конструирование системы на основании статических и геометрических возможностей. Сюда же относится динамика и экономические возможности осуществления проекта. Проектирование пспк проводится с помощью специальных программ и комплексов. Они подлежат обязательной сертификации. Расчёты проводит электронная вычислительная машина с помощью программ. Благодаря этому можно добиться максимальной точности.

Трубчатые стержни системы Мархи практически не могут изгибаться, расчет пространства выполняется с вычислением продольных усилий сжатия-растяжения стержня и прогибов конструкции в характерных узловых точках.

Что касается статистического расчета, то для начала необходимо определить геометрические параметры пространственных конструкций. Сюда же входит выбор модуля и определение количества опор с определением их расположения под конструкцией. Важный момент: к узлам конструкции обязательно должны быть приложены все внешние нагрузки. КР купить не дорого можно только у компании «МеталлСтройСфера».

Проектирование пспк предполагает точный расчет всех элементов и узлов. Но не смотря на это расчет может выполняться с учетом упругопластической стадии работы отдельных стержней. К слову, использование данной стадии работы возможно только в тех конструкциях, в которых имеется запас по прогибу не менее 90%.

Раздел проекта — конструктивные решения, осуществляется в соответствии с требованиями федерального законодательства, государственных стандартов и целого ряда СНиПов (правил и строительных норм). Основной документ, на который стоит опираться это: Постановление Правительства РФ от 16 февраля 2008 года №87. В нем содержится подробное описание каждого пункта, который должен включать в себя конструктивный расчет. При этом в постановлении описывается расчет по графической и текстовой частях отдельно.

Наша компания «МеталлСтройСфера» имеет огромный опыт в области проектировании конструктивных решений. За довольно короткий срок, мы сможет создать для Вас раздел проекта: конструктивные решения с учетом всех пожеланий и в соответствии с законом.

Мы можем гарантировать Вам:

• Высококвалифицированную работу инженеров-конструкторов
• Использование самого современного программного обеспечения
• Поиск оптимальных решений
• Проектирование с учетом всех требований

Мы готовы выполнить конструктивное решение объекта любой сложности. КР купить у нас Вы можете по максимально выгодной цене. Мы учитываем все Ваши пожелания и готовы всегда прийти на встречу. Разработаем для вас генеральный план, следуя которому Вы можете быть уверенны в качестве сооружения.

Перед тем, как начать возводить какое-либо сооружение необходимо составить генеральный план.

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, шлифовальные круги, 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 диски для циркулярных пил, 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).

Механические свойства

Механические свойства отражают поведение строительных материалов под воздействием различного вида нагрузок (сжимающих, растягивающих, изгибающих и т.п.).

Механические воздействия вызывают  некоторые деформации. В случае, когда внешние нагрузки невелики, деформации вызванные ими, являются упругими, так как после того как нагрузки снимаются, материал возвращается к прежним размерам.

При достижении внешнего воздействия значительной величины помимо упругих деформаций появляются пластические, которые приводят к необратимым изменениям, а при достижении определенной предельной величины материал начинает разрушаться.

В зависимости от поведения под нагрузкой стройматериалы подразделяются на:

• пластичные – те, которые изменяют форму без появления трещин, а после снятия нагрузки сохраняют измененную форму. Они, как правило, имеют однородную структуру и состоят из крупных молекул, способных смещаться относительно друг друга (органические вещества) или из кристаллов с легко деформируемой кристаллической решеткой (металлы);
• хрупкие –  они хорошо сопротивляются сжатию и гораздо хуже (в 5-50 раз) растяжению, удару, изгибу. К хрупким материалам относятся: природный камень, бетон, кирпич, стекло, гранит.

Ниже дан перечень механических свойств, определяемых для разных видов стройматериалов:

1. Прочность — характеризуется пределом прочности – отношение нагрузки, влекущей разрушение материала, к площади сечения. В зависимости от вида воздействующих сил различают:

• предел прочности на сжатие (растяжение) – определяется как отношение разрушающей нагрузки к площади поперечного сечения образца до испытания. Единица измерения МПа (кгс/см2);
• предел прочности на изгиб – единица измерения также МПа (кгс/см2).

Шкала твердости Мооса

При выборе строительных материалов руководствуются тем, что допускаемые в конструкциях напряжения на прочность должны составлять только часть их предела прочности. Иными словами должен быть некоторый запас прочности.

Запас прочности необходим из-за неоднородности строения строительных материалов и  невозможности учета многократного переменного действия нагрузки, старения материалов и т.п. Обязательный запас прочности устанавливается в СНиПах и других строительных нормативах в зависимости от вида материала, его использования, долговечности строящегося здания.

2. Твердость — способность вещества сопротивляться проникновению в его поверхность иного более твердого тела правильной формы. Есть несколько методов определения твердости:

• твердость каменных материалов и стекла – оценивают по шкале твердости Мооса, которая состоит из 10 минералов, расположенных по возрастанию их твердости:  за 1 берут тальк или мел, а за 10 — алмаз. Показатель твердости испытуемого вещества находится между показателями 2 соседних материалов, из которых один чертит, а другой сам чертится испытуемым веществом;
• твердость пластмасс и металлов – рассчитывается: по диаметру отпечатка от вдавливаемого стального шарика (это метод Бринелля); по глубине погружения алмазного конуса под действием нагрузки (это метод Роквелла); площади отпечатка алмазной пирамиды (метод Виккерса).

Показатель твердости важен при выборе материалов, используемых в конструкциях, подвергающихся износу и истиранию: дорожные покрытия, полы и т.п.

3. Истираемость — величина потери первоначальной массы материала, отнесенной к единице площади истирания. Сопротивление истираемости учитывают для строительных материалов полов, лестничных ступеней, дорожных покрытий.

4. Сопротивление удару — характеризуется количеством работы, требуемой для разрушения образца, отнесенным к единице объема. Применяется для материалов покрытия полов в цехах заводов и фабрик.

5. Износ — разрушение материалов, возникающее при одновременном воздействии истирающих и ударных нагрузок. Определяется для материалов покрытия дорог, полов заводов, аэродромов.

.

Эволюция стройматериалов

Под строительными материалами подразумеваются разнообразные по составу, агрегатному состоянию и физическим свойствам вещества, которые используются или же могут быть использованы для возведения различных зданий и инженерно-технических сооружений. В историческом разрезе они возникли именно в тот момент, когда первобытный человек изготовил свои первые примитивные орудия труда и впервые задумался о том, чтобы соорудить крышу над своей головой.

Изначально человечество пользовалось тем, что было под рукой – древесиной, соломой, глиной, ветвями пальм. Природными красителями наносились рисунки на стены пещер и простейших жилищ. В древних городах Ближнего Востока была изобретена керамика, которая через Египет проникла в Западную Европу. С развитием науки и техники появлялись совершенно новые конструкционные и отделочные материалы.

В целом в эволюции строительной индустрии можно выделить три исторических этапа, для каждого из которых характерен свой набор материалов:

1. Древесина, камень и кирпич (до середины XIX века).
2. Сталь, стекло, бетон (середина XIX – середина XX веков).
3. Железобетон, пластик, металлопластик, искусственный камень (начиная со второй половины ХХ века и до сегодняшнего дня).

Далее мы более подробно остановимся на основных свойствах строительных материалов и изделий

Что это за качества и насколько важно учитывать их при возведении какого-либо здания?