Construction Materials

In the process of construction, operation and repair of buildings and structures, building products and structures from which they are built are subjected to various physical, mechanical, physical and technological influences. The civil engineer is required to competently choose the right material, product or structure that has sufficient resistance, reliability and durability for specific conditions.

Building materials and products, in accordance with the theory of ISK , are divided into: ^[1]

• Natural (natural) - without changing the composition and internal structure:
  • inorganic (stone materials and products);
  • organic (wood materials, straw, bonfire, reeds, husks, wool, collagen).

• Artificial:
  • Flameless (hardening under normal conditions) and autoclave (hardening at a temperature of 175-200 ° C and a water vapor pressure of 0.9-1.6 MPa);
    • inorganic (clinker and clinker-containing cements, gypsum, magnesia, etc.);
    • organic (bituminous and dexte binders, emulsions, pastes);
    • polymer (thermoplastic and thermosetting);
    • complex:
      • mixed (mixing several types of minerals);
      • Compounded (mixtures and alloys of organic materials);
      • combined (combining mineral with organic or polymer).
  • Firing - hardening from fire melts:
    • slag (according to the chemical basicity of slag);
    • ceramic (by the nature and variety of clay and other components);
    • glass-mass (in terms of the alkalinity of the mixture);
    • stone casting (by type of rock);
    • complex (by the type of components to be connected, for example: slag-ceramic, glass-slag).

By application, they are classified into two main categories. The first category includes structural: brick, concrete, cement , timber , etc. They are used in the construction of various elements of buildings (walls, ceilings, coatings, floors). To the second category - special purposes: waterproofing, heat-insulating, acoustic, finishing , etc.

The main types of building materials and products

• natural stone building materials and products from them
• inorganic and organic binders
• forest materials and products from them
• hardware

Depending on the purpose, conditions of construction and operation of buildings and structures, appropriate building materials are selected that have certain qualities and protective properties from exposure to different external environments. Given these features, any building material should have certain construction and technical properties. For example, the material for the exterior walls of buildings should have the lowest thermal conductivity with sufficient strength to protect the room from heat loss; material of the construction of irrigation and drainage purposes - water resistance and resistance to alternate wetting and drying; The material for covering roads (asphalt, concrete) must have sufficient strength and low abrasion to withstand traffic loads.

Properties

Materials and products must have good properties and qualities.

Property - a characteristic of the material, manifested in the process of processing, use or operation.

Quality - a set of material properties that determine its ability to meet certain requirements in accordance with its purpose.

The properties of building materials and products are classified into four main groups: physical, mechanical, chemical, technological, etc.

Chemicals include the ability of materials to resist the action of a chemically aggressive environment, causing exchange reactions in them leading to the destruction of materials, a change in their initial properties: solubility, corrosion resistance, resistance to decay, hardening.

Physical properties: average, bulk, true and relative density; porosity , humidity, moisture loss , thermal conductivity .

Mechanical properties: compressive, tensile, bending, shear, elasticity, ductility, stiffness, hardness.

Technological properties: workability, heat resistance, melting, speed of solidification and drying.

Physical properties

1. True density ρ is the mass of a unit volume of material in an absolutely dense state. ρ = m / Va, where Va is the volume in the dense state. [ρ] = g / cm³; kg / m³; t / m³. For example, granite, glass and other silicates are almost absolutely dense materials. Determination of true density: a pre-dried sample is crushed into powder, the volume is determined in a pycnometer (it is equal to the volume of the displaced liquid).
2. The average density ρm = m / Ve is the mass of a unit volume in the natural state. The average density depends on temperature and humidity: ρm = ρв / (1 + W), where W is the relative humidity, and ρв is the density in the wet state.
3. Bulk density (for bulk materials) - the mass of a unit volume of loose granular or fibrous materials.
4. Porosity P is the degree of filling the volume of material with pores. П = Vп / Ve, where Vп - pore volume, Ve - material volume. Porosity is open and closed.

Open porosity Pores communicate with the environment and with each other, are filled with water under normal conditions of saturation (immersion in a bath of water). Open pores increase the permeability and water absorption of the material, reduce frost resistance.

Closed porosity Pz = P-Po. The increase in closed porosity increases the durability of the material, reduces sound absorption.

The porous material contains both open and closed pores.

Hydrophysical properties

1. The water absorption of porous materials is determined by a standard method, keeping the samples in water at a temperature of 20 ± 2 ° C. In this case, water does not penetrate into closed pores, that is, water absorption characterizes only open porosity. When extracting samples from the bath, water partially flows from large pores, therefore, water absorption is always less than porosity. Water absorption by volume Wo (%) is the degree of filling the volume of material with water: Wo = (mв-mc) / Ve * 100, where mв is the mass of a sample of material saturated with water; mc is the mass of the sample in a dry state. Water absorption by weight Wm (%) is determined with respect to the mass of dry material Wm = (mb-mc) / mc * 100. Wo = Wm * γ, γ is the bulk mass of dry material, expressed in relation to the density of water (dimensionless quantity). Water absorption is used to assess the structure of the material using the saturation coefficient: kн = Wo / П. It can vary from 0 (all pores in the material are closed) to 1 (all pores are open). A decrease in kn indicates an increase in frost resistance.
2. Water permeability is the property of a material to pass water under pressure. The filtration coefficient kf (m / h is the dimension of speed) characterizes the water permeability: kf = Vv * a / [S (p1-p2) t], where kf = Vv is the amount of water, m³ passing through the wall with an area of ​​S = 1 m², thickness a = 1 m for a time t = 1 h with a difference in hydrostatic pressure at the wall boundaries p1 - p2 = 1 m water. Art.
3. Water resistance of the material is characterized by the brand W2; W4; W8; W10; W12, denoting a one-way hydrostatic pressure in kgf / cm², at which a concrete sample cylinder does not pass water under standard test conditions. The lower kf, the higher the waterproof brand.
4. Water resistance is characterized by a softening coefficient kp = Rв / Rс, where Rв is the strength of the material saturated with water, and Rс is the strength of the dry material. kp varies from 0 (soaking clay) to 1 (metals). If kp is less than 0.8, then such material is not used in building structures located in water.
5. Hygroscopicity is the property of a capillary-porous material to absorb water vapor from the air. The process of moisture absorption from air is called sorption, it is due to the polymolecular adsorption of water vapor on the inner surface of the pores and capillary condensation. With increasing water vapor pressure (that is, an increase in relative humidity at a constant temperature), the sorption humidity of the material increases.
6. Capillary absorption is characterized by the height of the water in the material, the amount of water absorbed and the intensity of absorption. A decrease in these indicators reflects an improvement in the structure of the material and an increase in its frost resistance.
7. Humid deformations. Porous materials change their volume and size when humidity changes. Shrinkage - reducing the size of the material when it dries. Swelling occurs when the material is saturated with water.

Thermophysical Properties

1. Thermal conductivity - the property of a material to transfer heat from one surface to another. The Nekrasov formula relates the thermal conductivity λ [W / (m · C)] with the bulk material mass expressed with respect to water: λ = 1.16√ (0.0196 + 0.22γ2) -0.16. With increasing temperature, the thermal conductivity of most materials increases. R is the thermal resistance, R = 1 / λ.
2. Heat capacity with [kcal / (kg · C)] - the amount of heat that needs to be reported to 1 kg of material in order to increase its temperature by 1 ° C. For stone materials, the heat capacity varies from 0.75 to 0.92 kJ / (kg · C). With increasing humidity, the heat capacity of materials increases.
3. Refractoriness - the property of a material to withstand prolonged exposure to high temperature (from 1580 ° C and above), without softening and without deformation. Refractory materials are used for the internal lining of industrial furnaces. Refractory materials soften at temperatures above 1350 ° C.
4. Fire resistance - the property of a material to resist the action of fire in a fire for a certain time. It depends on the combustibility of the material, that is, on its ability to ignite and burn. Fireproof materials - concrete, brick, steel, etc. But at temperatures above 600 ° C, some fireproof materials crack (granite) or severely deformed (metals). Refractory materials smolder under the influence of fire or high temperature, but after the cessation of the fire, their burning and decay ceases (asphalt concrete, wood impregnated with flame retardants, fiberboard, some polystyrene foams). Combustible materials burn with an open flame, they must be protected from fire by constructive and other measures, treated with flame retardants.
5. Linear thermal expansion. With a seasonal change in the temperature of the environment and the material by 50 ° C, the relative temperature deformation reaches 0.5-1 mm / m. To avoid cracking, structures of large length are cut with expansion joints.

Frost resistance of building materials: the property of a material saturated with water to withstand alternate freezing and thawing. Quantitatively, frost resistance is assessed by the brand. The highest number of cycles of alternating freezing up to −20 ° C and thawing at a temperature of 12-20 ° C, which the samples of the material withstand without reducing the compressive strength of more than 15%, is taken as a brand; after the test, the samples should not have visible damage - cracks, spalling (mass loss of not more than 5%).

Mechanical properties

Elasticity - spontaneous restoration of the original shape and size after the termination of the external force.

Plasticity is the ability to change shape and size under the influence of external forces without collapsing, and after the termination of the action of external forces, the body cannot spontaneously restore shape and size.

Residual deformation - plastic deformation .

Relative deformation is the ratio of absolute deformation to the initial linear size (ε = Δl / l).

The elastic modulus is the ratio of stress to rel. strain (E = σ / ε).

Strength - the property of a material to resist fracture under the influence of internal stresses caused by external forces or others. Strength is evaluated by the tensile strength — the temporary resistance R defined for a given type of deformation. For fragile (brick, concrete), the main strength characteristic is the compressive strength. For metals, steel - the compressive strength is the same as in tension and bending. Since building materials are heterogeneous, tensile strength is defined as the average result of a series of samples. The test results are affected by the shape, size of the samples, the state of the supporting surfaces, and the loading speed. Depending on the strength, materials are divided into grades and classes. Stamps are recorded in kgf / cm², and grades are recorded in MPa. The class characterizes guaranteed strength. Strength class B is called temporary compressive strength of standard samples (concrete cubes with a rib size of 150 mm) tested at 28 days of storage at a temperature of 20 ± 2 ° C, taking into account the static variability of strength.

Coefficient of structural quality : KKK = R / γ (strength at relative density), for 3rd steel KKK = 51 MPa, for high-strength steel KKK = 127 MPa, heavy concrete KKK = 12.6 MPa, wood KKK = 200 MPa.

Hardness is an indicator characterizing the property of materials to resist the penetration of another, more dense material into it. Hardness index: HB = P / F (F is the footprint area, P is the force), [HB] = MPa. Mohs scale: talc, gypsum, lime ... diamond.

Abrasion is the loss of the initial mass of the sample when this sample passes a certain path of the abrasive surface. Abrasion: And = (m1-m2) / F, where F is the area of ​​the abraded surface.

Depreciation is the property of a material to resist simultaneously the effects of abrasion and shock loads. Wear is determined in a drum with or without steel balls.

Classification and main types of rocks

Rocks, which possess the necessary building properties, are used as natural stone materials in construction.

According to the geological classification, rocks are divided into three types:

1. igneous (primary)
2. sedimentary (secondary)
3. metamorphic (modified)

1) Eruptive (primary) rocks were formed during cooling of molten magma rising from the depths of the earth. The structures and properties of igneous rocks largely depend on the cooling conditions of magma, in connection with which these rocks are divided into deep and spilled.

Deep rocks formed during slow cooling of magma in the depths of the earth's crust at high pressures of the overlying layers of the earth, which contributed to the formation of rocks with a dense granular crystalline structure, high and medium density, high tensile strength in compression. These rocks have low water absorption and high frost resistance. These rocks include granite, syenite , diorite , gabbro, etc.

The erupted rocks formed during the release of magma to the earth's surface with relatively rapid and uneven cooling. The most common spilled rocks are porphyry , diabase , basalt , and volcanic loose rocks.

2) Sedimentary (secondary) rocks were formed from primary (igneous) rocks under the influence of temperature changes, solar radiation, the action of water, atmospheric gases, etc. In this regard, sedimentary rocks are divided into clastic (loose), chemical and organogenic.

To clastic loose rocks include gravel , crushed stone, sand , clay.

Chemical sedimentary rocks: limestone , dolomite, gypsum.

Organogenic rocks: limestone, shell limestone, diatomite, chalk.

3) Metamorphic (altered) rocks formed from igneous and sedimentary rocks under the influence of high temperatures and pressures in the process of raising and lowering the earth's crust. They include clay shale , marble , quartzite .

Classification and main types of natural stone materials

Natural stone materials and products are obtained by processing rocks.

According to the method of obtaining stone materials are divided into:

• fragmentary stone ( boot ) - mined by explosive method
• coarse stone - obtained by splitting without treatment
• crushed - obtained by crushing (crushed stone, artificial sand)
• sorted stone (cobblestone, gravel).

Stone materials in shape are divided into

• irregular stones (crushed stone, gravel)
• piece products having the correct form (plates, blocks).

Щебень — остроугольные куски горных пород размером 5-70 мм, получаемые при механическом или природном дроблении бута (рваный камень) или естественных камней. Его используют в качестве крупного заполнителя для приготовления бетонных смесей, устройства оснований.

Гравий — окатанные куски горных пород размером 5-120 мм, также используется для приготовления искусственных гравийно-щебёночных смесей.

Песок — рыхлая смесь зёрен горных пород размером 0,14-5 мм. Он образуется обычно в результате выветривания горных пород, но может быть получен и искусственным путём — дроблением гравия, щебня, и кусков горных пород.

1. Воздушные вяжущие вещества.
2. Гидравлические вяжущие вещества.

Гидратационными (неорганическими) вяжущими веществами называют тонко измельчённые материалы (порошки), которые при смешивании с водой образуют пластичное тесто, способное в процессе химического взаимодействия с ней затвердевать, набирать прочность, связывая при этом в единый монолит введённые в него заполнители, обычно каменные материалы (песок, гравий, щебень), образуя тем самым искусственный камень типа песчаника , конгломерата .

Гидратационные вяжущие подразделяют на:

• воздушные (твердеющие и набирающие прочность только в воздушной среде)
• гидравлические (твердеющие во влажной, воздушной среде и под водой).

Строительная воздушная известь (CaO) — продукт умеренного обжига при 900—1300 °C природных карбонатных пород (CaCO ₃ ), содержащих до 8 % глинистых примесей (известняк, доломит , мел и др.). Обжиг осуществляют в шахтах и вращающихся печах. Наиболее широкое распространение получили шахтные печи. При обжиге известняка в шахтной печи движущийся в шахте сверху вниз материал проходит последовательно три зоны: зону подогрева (сушка сырья и выделение летучих веществ), зону обжига (разложение веществ) и зону охлаждения. В зоне подогрева известняк нагревается до 900 °C за счёт тепла поступающего из зоны обжига от газообразных продуктов горения. В зоне обжига происходит горение топлива и разложение известняка (CaCO ₃ ) на известь (CaO) и диоксид углерода (CO ₂ ) при температуре 1000—1200 °C. В зоне охлаждения обожжённый известняк охлаждается до 80-100 °C двигающимся снизу вверх холодным воздухом.

В результате обжига полностью теряется двуокись углерода и получается комовая, негашёная известь в виде кусков белого или серого цвета. Комовая негашёная известь является продуктом, из которого получают разные виды строительной воздушной извести: молотую порошкообразную негашёную известь, известковое тесто.

Строительную воздушную известь различного вида используют при приготовлении кладочных и штукатурных растворов, бетонов низких марок (работающих в воздушно-сухих условиях), изготовлении плотных силикатных изделий (кирпича, крупных блоков, панелей), получении смешанных цементов.

Гидротехнические и гидромелиорационные сооружения и конструкции работают в условиях постоянного воздействия воды. Эти тяжёлые условия эксплуатации конструкций и сооружений требуют применения вяжущих веществ, обладающих не только необходимыми прочностными свойствами, но и водостойкостью , морозостойкостью и коррозионной стойкостью. Такими свойствами обладают гидравлические вяжущие вещества.

Гидравлическую известь получают умеренным обжигом природных мергелей и мергелистых известняков при 900—1100 °C. Мергель и мергелистый известняк идущие для производства гидравлической извести содержат от 6 до 25 % глинистых и песчаных примесей. Её гидравлические свойства характеризуются гидравлическим (или основным) модулем (m), представляющим отношение в процентах содержания окислов кальция к содержанию суммы окислов кремния, алюминия и железа:

Гидравлическая известь — медленно схватывающееся и медленнотвердеющее вещество. Её применяют для приготовления строительных растворов, низкомарочных бетонов, лёгких бетонов, при получении смешанных бетонов.

Гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путём совместного, тонкого помола клинкера и двуводного гипса.

Клинкер — продукт обжига до спекания (при t>1480 °C) однородной, определённого состава природной или сырьевой смеси известняка или гипса. Сырьевую массу обжигают во вращающихся печах.

Портландцемент как вяжущее вещество используют при приготовлении цементных растворов и бетонов.

Шлакопортландцемент — в своём составе имеет гидравлическую добавку в виде гранулированного , доменного или электротермофосфорного шлака, охлаждаемого по специальному режиму. Его получают путём совместного помола портландцементного клинкера (до 3,5 %), шлака (20-80 %), и гипсового камня (до 3,5 %). Шлакопортландцемент характеризуется медленным нарастанием прочности в начальные сроки твердения, однако в дальнейшем скорость нарастания прочности возрастает. Он чувствителен к окружающей температуре, стоек при воздействии на него мягких сульфатных вод, имеет пониженную морозостойкость.

Карбонатный портландцемент получают путём совместного помола цементного клинкера с 30 % известняка. Он обладает пониженным тепловыделением при твердении, повышенной стойкостью.

Марка портландцемента — условное обозначение, выражающее минимальные требования к пределу прочности при сжатии образцов из стандартного цементного раствора, изготовленных, твердевших и испытанных в условиях и в сроки, установленные нормативной документацией (ГОСТ 10178, ГОСТ 310). Марку портландцемента получают путём округления в низшую сторону до целых значений (400, 500, 550 и 600) прочностного ряда в кг/см², определяемого соответствующим стандартом (например, в данном случае, ГОСТ 10178), величин прочности при сжатии образцов — половинок призм размером 4×4×16 см, предварительно испытанных на прочность при изгибе в возрасте 28 суток. Образцы изготавливаются (ГОСТ 310) из растворной смеси 1:3 на стандартном нормальном песке при В/Ц близком к 0,40, хранятся до испытаний в течение суток при влажности не менее 90 %, а затем до 28 суток в воде при температуре 20±2 °C.

Для отнесения цемента к определённой марке, кроме нормируемых значений прочности при сжатии в возрасте 28 суток, должны быть также определены нормируемые значения прочности при изгибе, а для быстротвердеющего портландцемента и шлакопортландцемента, кроме прочности в 28 суток, также нормируемые значения прочности при сжатии и изгибе в возрасте 3 суток.

Активность цемента, используемая для расчётов состава бетона и др. смесей, является показателем прочности на сжатие образца размером 4×4×16 см в возрасте 28 суток.

Кроме предусмотренных ГОСТ 10178 марок 400, 500, 550 и 600, производитель цемента по техническим условиям может выпускать цементы более низких (300, 200) или более высоких марок (700 и выше).

Наряду с характеристикой прочности цемента путём отнесения его к той или иной марке, нормативные документы (ГОСТ 30515, ГОСТ 30744, ГОСТ 31108) предусматривают возможность отнесения цемента к определённому классу прочности.

Строительные растворы представляют собой тщательно отдозированные мелкозернистые смеси, состоящие из неорганического вяжущего вещества (цемент, известь, гипс , глина ), мелкого заполнителя (песка, дроблёного шлака ), воды и в необходимых случаях добавок (неорганических или органических). В свежеприготовленном состоянии их можно укладывать на основание тонким слоем, заполняя все его неровности. Они не расслаиваются, схватываются, твердеют и набирают прочность, превращаясь в камневидный материал.

Строительные растворы используют при каменных кладках, отделочных, ремонтных и др. работах. Их классифицируют по средней плотности: тяжёлые с средней ρ=1500 кг/м³, лёгкие со средней ρ<1500 кг/м³. По назначению: гидроизоляционные, талтопогенные, инъекционные, кладочные, отделочные и др.

Растворы приготовленные на одном виде вяжущего вещества, называют простыми, из нескольких вяжущих веществ смешанными (цементно-известковый).

Строительные растворы приготовленные на воздушных вяжущих, называют воздушными (глиняные, известковые, гипсовые). Состав растворов выражают двумя (простые 1:4) или тремя (смешанные 1:0,5:4) числами, показывающие объёмное соотношение количества вяжущего и мелкого заполнителя. В смешанных растворах первое число выражает объёмную часть основного вяжущего вещества, второе — объёмную часть дополнительного вяжущего вещества по отношению к основному. В зависимости от количества вяжущего вещества и мелкого заполнителя растворные смеси подразделяют на жирные — с содержанием большого количества вяжущего вещества. Нормальные — с обычным содержанием вяжущего вещества. Тощие — содержащие относительно небольшое количество вяжущего вещества (малопластичные).

Для приготовления строительных растворов лучше использовать песок с зёрнами, имеющими шероховатую поверхность. Песок предохраняет раствор от растрескивания при твердении, снижает его стоимость.

Гидроизоляционные растворы (водонепроницаемые) — цементные растворы состава 1:1 — 1:3,5 (обычно жирные), в которые добавляют алюминат натрия , нитрат кальция, хлористое железо , битумную эмульсию.

Для изготовления гидроизоляционных растворов используют портландцемент, сульфатостойкий портландцемент. В качестве мелкого заполнителя в гидроизоляционных растворах используют песок.

Кладочные строительные растворы — используют при кладке каменных стен, подземных сооружений. Они бывают цементно-известковые, цементно-глиняные, известковые и цементные.

Отделочные (штукатурные) растворы — подразделяют по назначению на наружные и внутренние, по расположению в штукатурке на подготовительные и отделочные.

Acoustic solutions are light solutions with good sound insulation. These solutions are prepared from Portland cement, slag Portland cement, lime, gypsum and other binders using light porous materials (pumice, perlite , expanded clay , slag) as a filler.

Glass is a supercooled melt of a complex composition from a mixture of silicates and other substances. Molded glass products are subjected to special heat treatment - annealing.

Window glass is produced in sheets up to 3210 × 6000 mm in size. Glass in accordance with its optical distortions and normalized defects are divided into brands M0-M7.

The thickness of the glass is divided into:

• single (2 mm thick)
• one and a half (2.5 mm)
• double (3 mm)
• thickened (4-10 mm).

Display glass is produced polished and unpolished in the form of flat sheets with a thickness of 2-12 mm. It is used for glazing windows and openings. Further sheets of glass can be subjected to further processing: to bend, temper, apply coatings.

Highly reflective sheet glass is an ordinary window glass, on the surface of which a thin translucent light-reflecting film is applied, made on the basis of titanium oxide. Glass with a film reflects up to 40% of incident light, light transmission of 50-50%. Glass reduces viewing from the outside and reduces the penetration of solar radiation into the room.

Radioprotective sheet glass is an ordinary window glass, on the surface of which a thin transparent shielding film is applied. A shielding film is applied to glass in the process of its formation on machines. Light transmission not lower than 70%.

Reinforced glass - is made on production lines by continuous rolling with simultaneous rolling in a sheet of metal mesh. This glass has a smooth, patterned surface, can be colorless or colored.

Heat-absorbing glass has the ability to absorb infrared rays from the solar spectrum. It is intended for glazing window openings in order to reduce the penetration of solar radiation into the premises. This glass transmits visible rays of at least 65%, infrared rays of no more than 35%.

Glass pipes are made of ordinary transparent glass by vertical or horizontal stretching. The length of the pipes is 1000-3000 mm, the inner diameter is 38-200 mm. Pipes withstand hydraulic pressure up to 2 MPa.

Sittals are obtained by introducing a special composition of crystallization catalysts into the molten glass mass. Products are formed from such a melt, then they are cooled, as a result, the molten mass turns into glass. During subsequent heat treatment of glass, its full or partial crystallization takes place - a sitall is formed. It has great strength, low average density, high wear resistance. It is used in the cladding of external or internal walls, the manufacture of pipes, plates for floors.

Stemalit is a flat glass of various textures, coated on one side with deaf ceramic crystals of different colors. It is made of unpolished display or rolled glass with a thickness of 6-12 mm. It is used for external and internal cladding of buildings, the manufacture of wall panels.

Non-fired artificial stone materials and products are made from a mixture of binders, water and aggregates by its formation and appropriate processing. By type of astringent, they are divided into silicate, calcareous, slag, gas silicate, aerated concrete, gypsum, gypsum concrete, asbestos cement, etc.

According to the hardening conditions - they are divided into:

• hardening products during autoclave and heat treatment
• products hardening in an air-moist environment.

Autoclave materials and products

Local materials are widely used for the production of autoclaved hardening products: lime, quartz sand, industrial waste.

Strong and waterproof autoclave materials and products are obtained as a result of the chemical interaction of finely ground lime and siliceous components during their hydrothermal treatment in a steam medium at 175 ° C in autoclaves under a pressure of 0.8-1.4 MPa. As a result of a chemical reaction, a durable and water-resistant substance (calcium silicate) arises, which cements the sand particles, forming an artificial stone. Autoclave materials and products can have both a dense and a cellular structure.

Autoclaved Silicate Concrete

A mixture of lime-silica binder, sand and water. As binders, lime-pozzolanic, lime-slag and lime-ash cements are used. Products from silicate autoclaved concrete have sufficient frost resistance, water resistance and chemical resistance to some aggressive environments. Large, dense, silicate wall blocks are made from autoclaved silicate.

Autoclaved Aerated Concrete

Prepared from a homogeneous mixture of mineral binder, siliceous component, gypsum and water. Cementing materials are Portland cement, ground lime-kipelka. During the exposure of the product before autoclaving, hydrogen is released from it, resulting in the formation of tiny bubbles in a uniform plastic-viscous binder. During gas evolution, these bubbles increase in size, creating spheroidal cells in the entire mass of the cellular concrete mixture.

When autoclaving under pressure of 0.8-1.2 MPa in a highly humid air-steam medium at 175-200 ° C, the binder is intensely reacted with silica components with the formation of calcium silicate and other cementing formations, due to which the structure of cellular highly porous concrete gains strength .

Aerated concrete panels, wall and large blocks, single-layer and double-layer wall mounted panels, single-layer slabs of floor and attic floors are made of cellular concrete.

Silicate brick is formed on special presses from a carefully prepared homogeneous mixture of pure quartz sand (92-95%), air lime (5-8%) and water (7-8%). After pressing, the brick is steamed in autoclaves in a vapor saturated medium at 175 ° C and a pressure of 0.8 MPa. They make a single brick with a size of 250 × 120 × 65 mm and a modular (one and a half) size of 250 × 120 × 88 mm; continuous and hollow, front and ordinary. Brick grade: 75, 100, 125, 150, 200, 250.

Arbolite

It is made not by an autoclave method. It is based on needle-shaped wood chips, chemical additives and cement.

Asbestos-cement products

For the manufacture of asbestos-cement products, an asbestos-cement mixture is used, consisting of fine-fiber asbestos (8-10%), Portland cement for asbestos-cement products and water. After the mixture has hardened, an artificial asbestos-cement stone material is formed, which is a cement stone. Grade III-IV asbestos , Portland cement for asbestos-cement products of grades 300, 400, 500 or sand cement, consisting of Portland cement and finely ground quartz sand and water with a temperature of 20-25 ° C, not containing clay impurities, organic substances and mineral salts.

Non-pressure and pressure water pipes for laying telephone cables and gas have the correct cylindrical shape. They are smooth, have no cracks. Pressureless pipes are used when laying pressureless internal and external pipelines transporting domestic and atmospheric wastewater; during the construction of pressureless tubular hydraulic structures and drainage collectors of drainage systems; with underground cabling. Pressure pipes are widely used in the construction of underground water pipelines, modern automated irrigation systems, heating systems.

Plates facing flat pressed produce unpainted, painted. They are used for wall cladding, panel partitions. Their length is 600-1600 mm, width 300-1200, thickness 4-10 mm.

Plaster and plaster concrete products

Products based on gypsum binders have a relatively low density, sufficient strength, are not combustible, have high sound and heat insulating properties, lend themselves well to processing (sawing, drilling). To increase the moisture and water resistance of gypsum products, gypsum-cement-pozzolone and gypsum-slag cement-pozzolanic binders are used in their manufacture, they are coated with waterproof waterproof protective paints or pastes. Products based on gypsum binders are made from gypsum dough, gypsum mortar or gypsum concrete with mineral aggregates (sand, expanded clay gravel ...) and organic fillers (sawdust, shavings, reeds ...). Gypsum and gypsum-concrete products have significant fragility, therefore, when manufacturing them, reinforcing materials are introduced in the form of wooden battens, reeds, metal fittings (mesh, wire ...).

Sheathing gypsum sheets are made of gypsum sheet, lined on both sides with cardboard. Gypsum sheet is prepared from a mixture of building gypsum with mineral or organic additives. They are used for the internal cladding of walls, partitions, ceilings of buildings. Plasterboard and gypsum fiber sheets are distinguished.

Plaster plates for partitions are made from a mixture of building gypsum with mineral or organic fillers. Plates produce continuous and hollow 80-100 mm thick. Gypsum and gypsum concrete partition plates are used to create partitions inside the building.

Gypsum concrete panels for the base of floors are made of gypsum concrete with a compressive strength of at least 7 MPa. They have a wooden rack frame. The dimensions of the panels are determined by the dimensions of the rooms. The panels are designed for floors made of linoleum, tiles in rooms with normal humidity.

Ventilation gypsum blocks are made of gypsum with a compressive strength of 12-13 MPa or a mixture of gypsum-cement-pozzolanic binder with additives. Blocks are designed for ventilation ducts in residential, public and industrial buildings.

Tongue-and - groove gypsum blocks are used for low-rise construction , as well as for the construction of partitions inside buildings and structures of industrial, administrative and residential areas. The castle connection of the blocks in the masonry is achieved by the presence of a groove and a ridge on each of the horizontal planes, respectively. The groove-to-comb connection allows for quick installation of the wall from tongue-and-groove blocks. In each block two through voids are provided, allowing to receive easy designs of partitions. When laying walls, voids of all rows are combined, forming sealed enclosed air cavities filled with effective insulation materials (expanded clay, mineral water, polyurethane foam, etc.). Filling these voids with heavy concrete, you can create any supporting structures. Tongue-and-groove gypsum boards are intended for the step-by-step assembly of curtain walls in buildings for various purposes and for the internal lining of the exterior walls of buildings. Plaster blocks are used in accordance with building codes for self-supporting and enclosing structures of residential, public, industrial and agricultural buildings, mainly for low-rise construction.

Due to its physical and mechanical properties, masonry made of gypsum blocks has high indexes of sound insulation of airborne noise (50 dB) and thermal conductivity, which is of great importance in the construction of both residential and industrial premises.

Artificial calcining materials and products (ceramics) are obtained by calcining at 900–1300 ° C molded and dried clay mass. As a result of firing, the clay mass turns into an artificial stone, which has good strength, high density, water resistance, water resistance, frost resistance and durability. The raw materials for the preparation of ceramics are clay with, in some cases, thinning additives introduced into it. These additives reduce shrinkage of products during drying and firing, increase porosity, and reduce the average density and thermal conductivity of the material. As additives, sand, crushed ceramics, slags, ashes, coal, sawdust are used. The firing temperature depends on the temperature at which clay began to melt. Ceramic building materials are divided into porous and dense. Porous materials have a relative density of up to 95% and water absorption of more than 5%; their compressive strength does not exceed 35 MPa (brick, drainage pipes). Dense materials have a relative density of more than 95%, water absorption of less than 5%, compressive strength up to 100 MPa; they have wear resistance (floor tiles).

Ceramic materials and products from fusible clays

1. Clay ordinary brick of plastic pressing is made of clay with or without thinning additives. The brick is a parallelepiped. Brick grades: 300, 250, 200, 150, 125, 100.
2. Ceramic hollow brick (stone) of plastic pressing is produced for masonry of bearing walls of single-storey and multi-storey buildings, interior rooms, walls and partitions, brick wall cladding.
3. Lightweight building bricks are made by molding and burning mass from clay with burnable additives, as well as from mixtures of sand and clay with burnable additives. Brick size: 250 × 120 × 88 mm, grades 100, 75, 50, 35. Clay ordinary brick is used when laying internal and external walls, pillars and other parts of buildings and structures. Clay and ceramic hollow bricks are used for laying internal and external walls of buildings and structures above the waterproofing layer. Lightweight brick is used when laying the external and internal walls of buildings with normal humidity inside the premises.
4. Roof tiles are made from oily clay by roasting at 1000–1100 ° C. Benign tile with a light hammer blow produces a clean, not rattling sound. It is strong, very durable and fireproof. Disadvantages - high average density, making the load-bearing structure of the roof heavier, fragility, the need to arrange roofs with a large slope to ensure fast flow of water.
5. Ceramic drainage pipes are made of clay with or without thinning additives, inner diameter 25-250 mm, length 333, 500, 1000 mm and wall thickness 8-24 mm. They are made in brick or special plants. Drainage ceramic pipes are used in the construction of drainage, humidification and irrigation systems, collector-drainage conduits.

Ceramic materials and refractory clay products

1. Stone for underground collectors is made of a trapezoidal shape with side grooves. It is used when laying underground collectors with a diameter of 1.5 and 2 m, with the installation of sewer and other structures.
2. Facade ceramic tile is used for facing buildings and structures, panels, blocks.
3. Ceramic sewer pipes are made of refractory and refractory clay with thinning additives. They have a cylindrical shape and a length of 800, 1000 and 1200 mm, an inner diameter of 150-600 m.
4. Floor tiles by the type of front surface are divided into smooth, rough and cramped; by color - on one-color and multi-color; in shape - into square, rectangular, triangular, hexagonal, tetrahedral. Tile thickness 10 and 13 mm. It is used to install floors in the premises of industrial, water management buildings with wet conditions.
5. Ceramic roof tiles - one of the oldest types of roofing materials, which is actively used in construction and in our time. The process of manufacturing ceramic tiles can be divided into several stages - the clay preform is first shaped, dried, coated on top, and then fired in an oven at a temperature of about 1000 ° C.

Mortars and concrete based on them.

Органические вяжущие материалы, применяемые при устройстве гидроизоляции , при изготовлении гидроизоляционных материалов и изделий, а также гидроизоляционных и асфальтовых растворов, асфальтобетонов, подразделяют на битумные, дёгтёвые, битумно-дёгтёвые. Они хорошо растворяются в органических растворителях (бензине, керосине), обладают водонепроницаемостью, способны при нагревании переходить из твёрдого состояния в пластичное, а затем жидкое, имеют высокую прилипаемость и хорошее сцепление со строительными материалами (бетоном, кирпичом, деревом).

Ангидритные вяжущие

Ангидрит встречается как естественная горная порода (CaSO4) без кристаллической воды (природный ангидрит NAT) или образуется из искусственно приготовленного ангидрита в установках по извлечению серы из дымовых газов на электростанциях, работающих на угле (синтетический ангидрит SYN). Его часто обозначают также REA — гипс. Чтобы ангидрит мог воспринимать воду, к нему добавляют в качестве возбудителей (ингибиторов) основные материалы, такие, как строительная известь, или основные и солевидные материалы (смешанные ингибиторы).

Ангидридный раствор начинает схватываться через 25 минут и становится твёрдым не позже чем через 12 часов. Его твердение происходит только на воздухе. Ангидритное вяжущее (АВ) поставляется по DIN 4208 двух классов прочности. Он может применяться в качестве вяжущего для штукатурок и стяжек, а также для внутренних строительных конструкций. Штукатурки с ангидритным вяжущим необходимо защищать от влаги.

Смешанные вяжущие

Смешанные вяжущие — это гидравлические вяжущие, содержащие тонкомолотый трасс, доменные шлаки или доменный песок, а также гидрат извести или портландцемент в качестве ингибитора для восприятия воды. Смешанные вяжущие твердеют как на воздухе, так и под водой. Их прочность на сжатие установлена по DIN 4207 не менее 15 Н/мм² через 28 дней после укладки. Смешанные вяжущие могут применяться только для растворов и неармированного бетона.

Битумные материалы

Битумы подразделяют на природные и искусственные. В природе чистые битумы встречаются редко. Обычно битум добывают из горных осадочных пористых пород, пропитанных им в результате поднятия нефти из нижележащих слоёв. Искусственные битумы получают при переработке нефти, в результате отгонки из её состава газов (пропан, этилен), бензина, керосина, дизельного топлива.

Природный битум — твёрдое вещество или вязкие жидкости, состоящие из смеси углеводородов.

Асфальтовые породы — горные породы, пропитанные битумом (известняки, доломиты, песчаники, пески и глины). Битум извлекают из них нагревом, или же применяют эти породы в молотом виде (асфальтовый порошок).

Асфальтиты — породы, состоящие из твёрдого природного битума и др. органических веществ, нерастворимых в сероуглероде.

Дёгтевые материалы

Дёготь получают при сухой перегонке (нагревании при высоких температурах без доступа воздуха) каменного или бурого угля, торфа, древесины. В зависимости от исходного сырья дёготь подразделяют на каменноугольный, буроугольный, торфяной, древесный.

Каменноугольный дёготь — вязкая тёмно-бурая или чёрная жидкость, состоящая из углеводородов.

Каменноугольный пёк — твёрдое вещество чёрного цвета, получаемое после отгонки из дёгтя почти всех масляных фракций.

Асфальтовые растворы

Асфальтовые растворы применяют при устройстве гидроизоляционных штукатурок и покрытий, тротуаров, полов. Они могут быть горячими (литыми) и холодными. Состав асфальтовых растворов подбирают в зависимости от условий эксплуатации их в сооружениях.

Холодный асфальтный раствор изготовляют из смеси нефтяных битумов (5-10 %) с добавкой растворителя (бензола), порошкообразного минерального наполнителя (известняка, доломита) и чистого сухого песка, замешанной в специальных растворомешалках с разогревом до 110—120 °C. Твердение холодного асфальтового раствора происходит вследствие испарения растворителя.

Горячий асфальтовый раствор изготовляют из смеси битума (или дёгтя, пёка), порошкообразного минерального наполнителя и песка. Смесь составляющих горячего асфальтового раствора перемешивают в специальных мешалках с разогревом до 120—180 °C. Асфальтовый раствор укладывают слоями в горячем состоянии с укаткой каждого слоя катками.

Асфальтобетоны

Асфальтобетоны приготовляют на специализированных асфальтовых заводах или установках. В зависимости от назначения их подразделяют на дорожный, для устройства полов; в зависимости от состава — на битумный и дёгтевый; в зависимости от температуры укладки — на холодный и горячий.

Холодный асфальтобетон укладывают слоями на сухие или слегка влажные поверхности с лёгкой укаткой катками. Изготовляют его из смеси жидких битумов, растворителей, порошкообразного минерального наполнителя (известняка, песка) чистого щебня и песка путём смешивания и нагрева.

Полимерные материалы представляют природные или синтетические высокомолекулярные органические соединения, состоящие из огромного количества атомов. Строение молекул полимеров может иметь линейный или объёмный характер. Полимеры, молекулы которых имеют линейное строение, обладают термопластичностью — размягчаясь при нагревании они вновь затвердевают при охлаждении. Размягчение и отвердевание можно проводить многократно. Многократное нагревание с последующим охлаждением не вносит существенных изменений в свойства материала (полиэтилен, полистирол). Полимеры, имеющие объёмное строение молекул, обладают термореактивностью — они не могут многократно обратимо расплавляться и затвердевать. При первом нагревании они становятся пластичным и принимают заданную форму, переходя в неплавкое и нерастворимое состояние (фенопласты).

По упругим свойствам полимеры подразделяют на:

• пластики (жёсткие)
• эластики (эластичные).

Полимерные материалы содержат три группы веществ:

• связующие
• пластификаторы
• наполнители.

Связующими веществами служат синтетические смолы. В качестве пластификаторов вводят глицерин, камфору и др. вещества, которые повышают эластичность и пластичность полимеров, облегчая их переработку. Наполнители (порошковые, волокнистые) придают полимерным изделиям большую механическую прочность, предотвращают усадку. Кроме этого, в состав вводят пигменты, стабилизаторы, ускорители твердения и др. вещества.

При изготовлении полимерных строительных материалов, изделий и конструкций наибольшее применение находят полиэтилен (плёнки, трубы), полистирол (плиты, лаки), полихлорвинил (линолеум), полиметилметакрилат (органическое стекло).

Благодаря хорошим механическим свойствам, эластичности, электроизоляционным качествам, способности принимать любую форму в процессе переработки полимерные материалы нашли широкое применение во всех областях строительства и в нашей повседневной жизни.

Исходные полимерные материалы

Полимеры в зависимости от метода получения подразделяют на полимеризационные и поликонденсационные. Полимеризационные полимеры получают путём полимеризации. К ним относятся полиэтилен, полистирол. Поликонденсационные полимеры получают методом поликонденсации. К ним относятся полиэфирные, акриловые, кремнийорганические и др. смолы, полиэфиры, полиуретановые каучуки.

Полиэтилен получают полимеризацией этилена из попутного и природного газа. Он стареет под действием солнечной радиации, воздуха, воды. Его плотность 0,945 г/см³, морозостойкость −70 °C термостойкость всего 60-80 °C. По способу получения различают полиэтилен высокого давления (ПВД), низкого давления (ПНД) и на окисно-хромовом катализаторе (П). При нагревании до 80 °C полиэтилен растворяется в бензоле, четырёххлористом углероде. Применяют его для изготовления плёнок отделочных материалов.

Полиизобутилен — каучукоподобный или жидкий эластичный материал, получаемый полимеризацией изобутилена. Он легче полиэтилена, менее прочен, обладает очень малой влаго- и газопроницаемостью, почти не стареет. Применяют его для изготовления гидроизоляционных тканей, защитных покрытий, плёнок, в качестве добавок в асфальтобетонах, вяжущего для клеев и др.

Полистирол — термопластичная смола, продукт полимеризации стирола (винилбензола). Применяют его для изготовления плит, облицовочных плиток, лаков эмалей и др.

Полиметилметакрилат (органическое стекло) — образуется в процессе полимеризации метилового эфира в результате его обработки метакриловой кислотой. В начале образуется метилметакрилат в виде бесцветной, прозрачной жидкости, а затем получают стеклообразный продукт в виде листов, трубок… Они очень стойки к воде, кислотам и щелочам. Применяют их для остекления, изготовления моделей.

Пластиковые панели — панели ПВХ

Полимерные трубы

Трубы из полимерных материалов широко применяют при строительстве напорных трубопроводов (подземных и надземных), оросительных систем, закрытого дренажа, трубчатых гидротехнических сооружений. В качестве материала для изготовления полимерных труб используют полиэтилен , винипласт , полипропилен , фторопласт .

Полиэтиленовые трубы изготавливают методом непрерывной шнековой экструзии (непрерывное выдавливание полимера из насадки с заданным профилем). Полиэтиленовые трубы морозостойки, что позволяет эксплуатировать их при температурах от −80 °C до +60 °C.

Полимерные мастики и бетоны

Гидротехнические сооружения работающие в условиях агрессивной среды, действия больших скоростей и твёрдого стока, защищают специальными покрытиями или облицовками. С целью предохранения сооружений от этих воздействий, увеличения их долговечности используют полимерные мастики, полимерные бетоны, полимербетоны, полимеррастворы.

Полимерные мастики — предназначены для создания защитных покрытий, предохраняющих конструкции и сооружения от воздействия механических нагрузок, истирания, перепадов температур, радиации, агрессивной среды.

Полимерные бетоны — цементные бетоны, в процессе приготовления которых в бетонную смесь добавляют кремнийорганические или водо-растворимые полимеры. Такие бетоны имеют повышенную морозостойкость, водонепроницаемость.

Полимербетоны — это бетоны, в которых вяжущими материалами служат полимерные смолы, а заполнителем — неорганические минеральные материалы.

Полимеррастворы отличаются от полимербетонов тем, что не имеют в своём составе щебня. Их применяют в качестве гидроизоляционных, антикоррозионных и износоустойчивых покрытий гидротехнических сооружений, полов, труб.

Теплоизоляционные материалы характеризуются малой теплопроводностью и небольшой средней плотностью из-за их пористой структуры. Их классифицируют по характеру строения: жёсткие (плиты, кирпич), гибкие (жгуты, полужёсткие плиты), рыхлые (волокнистые и порошкообразные); в виду основного сырья: органические и неорганические.

Органические теплоизоляционные материалы

Опилки , стружки — применяют в сухом виде с пропиткой в конструкции известью , гипсом , цементом.

Войлок строительный изготовляют из грубой шерсти. Выпускают его в виде пропитанных антисептиком полотнищ длиной 1000—2000 мм, шириной 500—2000 мм и толщиной 10-12 мм.

Камышит выпускают в виде плит толщиной от 30-100 мм, получаемых путём проволочного скрепления через 12-15 см рядов прессованного камыша.

Целлюлозный утеплитель ( эковата ) на 80 % состоит из обработанной целлюлозы (древесное волокно), на 12 % — из антипиренов (борная кислота), и на 8 % — из антисептика (бура). Все составляющие материала являются нетоксичными, нелетучими, безвредными для человека природными компонентами.

Вспененный Полиэтилен (НПЭ, ППЭ) на 100 % состоит из полиэтилена , допустимо добавление органических красителей. С фольгированным или метализированным слоем — отражающая теплоизоляция. Предлагаемая производителями толщина от 1 мм до 150 мм, длина не ограничивается.

Неорганические теплоизоляционные материалы

Минеральная вата — спутанное волокно (диаметром 5-12 мкм), получаемое из расплавленной массы горных пород или шлаков либо в процессе распыления её тонкой струи паром под давлением. Минеральную вату используют в качестве теплоизоляции поверхностей с температурой от −200 °C до +600 °C.

Стеклянная вата — спутанное волокно, получаемое из расплавленного стекла. Её используют для приготовления теплоизоляционных изделий (матов, плит) и теплоизоляции поверхностей.

Пеностекло — пористый лёгкий материал, получаемый путём спекания смеси стекольного порошка с газообразователями (известняком, каменным углём). Изготавливают его с открытыми и закрытыми порами. Плиты из пеностекла применяют для теплоизоляции стен, покрытий, перекрытий, утепления полов.

Коэффициент теплопроводности современного пеностекла сопоставим с пенопластами: от 0,042 Вт/(м*К) при средней плотности от 100 до 200 кг/м³. Температура применения: −180 до +480 (нижний предел обусловлен конденсацией газовой фазы в ячейках пеностекла, верхний — началом размягчения стеклянной матрицы).

Наиболее качественным считается пеностекло с мелкими закрытыми порами одинакового размера.

Пеноизол — универсальный утеплитель , который относится к новому поколению карбамидных теплоизоляционных пенопластов , имеет высокие теплоудерживающие способности, низкую объёмную плотность, стойкость к действию микроорганизмов и грызунов.

Один из важных вопросов в строительстве — защита зданий и сооружений от воздействия атмосферных осадков, окружающей влажной среды, напорных и безнапорных вод. Во всех этих случаях основную роль играют гидроизоляционные и кровельные материалы, которые предопределяют долговечность зданий и сооружений. Гидроизоляционные и кровельные материалы подразделяют на эмульсии, пасты, мастики. В зависимости от входящих в состав гидроизоляционных и кровельных материалов вяжущих веществ их подразделяют на битумные, полимерные, полимерно-битумные.

Гидроизоляционные материалы

Эмульсии — дисперсные системы, состоящие из двух не смешивающихся между собой жидкостей, одна из которых находится в другой в мелко раздроблённом состоянии. Для приготовления эмульсии применяют слабые водные растворы поверхностно-активных веществ или тонкодисперсные твёрдые порошки — эмульгаторы, которые понижают поверхностное натяжение между битумом и водой, способствуя более мелкому его раздроблению. В качестве эмульгаторов используют олеиновую кислоту, концентраты сульфитно-спиртовой барды, асидол. Эмульсии используют в качестве грунтовок и покрытий, наносят в холодном состоянии на сухую или сырую поверхность послойно.

Пасты приготовляют из смеси эмульгированного битума и тонкомолотых минеральных порошков (негашёной или гашёной извести, высокопластичных или пластичных глин). Применяют их в качестве грунтовок и покрытий для внутренних слоёв гидроизоляционного ковра.

Сухие смеси строительные гидроизоляционные проникающего действия представляют собой смесь цемента и песка в сочетании с химическими производными.

Существуют полимерные мембраны, которые изготавливаются из двух типов термопластичных материалов: ПВХ (пластифицированный поливинилхлорид) и ТПО (термопластичные полиолефины).

ПВХ мембраны состоят из нескольких слоёв ПВХ плёнки, армированных полиэстровой сеткой, что обеспечивает большую прочность на разрыв и отсутствие усадки материала. Появились полимерные мембраны 40 лет назад на Западе.

Специально для подземной гидроизоляции существует тоннельная ПВХ мембрана с ярко-жёлтым сигнальным слоем. Это неармированный материал, устойчивый к прорастанию корней и к воздействию микроорганизмов. Сигнальный слой позволяет очень легко обнаружить повреждения гидроизоляционного ковра при монтаже подземной гидроизоляции.

ТПО мембраны состоят из смеси каучука и полипропилена.

Кровельные материалы

• Пергамин — беспокровный материал, получаемый путём пропитки кровельного картона мягкими нефтяными битумами. Применяют его как подкладочный материал.
• Толь — получают путём пропитки кровельного картона каменноугольными или сланцевыми дегтёвыми материалами и последующей посыпки его одной или двух сторон минеральным порошком. Используют его при устройстве кровель.
• Рубероид — наиболее применяемый материал в плоских кровлях и кровлях с малыми уклонами.
• Волнистые битумные листы из картона.
• К группе материалов изготовленных методом пропитки можно отнести также битумные черепицы , здесь уже много вариантов по цвету и типоразмерам.
• Керамопласт Основой для производства данного продукта служит полимер со специальной добавкой, которая представляет собой природный ингредиент, с великолепными армирующими свойствами.
• Кровельные и гидроизоляционные битумно - полимерные наплавляемые материалы ( англ. Membrane roofing ) представляют собой синтетическую ( полиэстер ) или стекловолокнистую ( стеклоткань , стеклохолст) основу, на которую с двух сторон наносится битумно-полимерное вяжущее. Основа пропитана модифицированным битумом ( англ. modified bitumen ), который обладает повышенной устойчивостью к температурным и механическим деформациям. На плоских кровлях и при гидроизоляции фундаментов укладка таких материалов производится на подготовленное основание с помощью пропановой горелки методом наплавления. Такое покрытие обладает 100 % герметичностью.
• Металлический профнастил-рекомендуемый порядок установки профилированных листов проката:

Крыша сделанная при строительстве из листов профнастила, а также любых других кровельных покрытий металла Поверхности, эта ситуация организацию жилья, мансардных помещений, также включает в себя применение подкровельной гидроизоляции, которая защищает теплоизоляционный материал слива конденсата.

General information

Благодаря хорошим строительным свойствам древесина давно нашла широкое применение в строительстве. Она имеет небольшую среднюю плотность, достаточную прочность, малую теплопроводность, большую долговечность (при правильной эксплуатации и хранении), легко обрабатывается инструментом, химически стойка. Однако наряду с большими достоинствами древесина имеет и недостатки: неоднородность строения; способность поглощать и отдавать влагу, изменять при этом свои размеры, форму и прочность; быстро разрушается от гниения, легко возгорается. Строение ствола: сердцевина ,ядро,заболонь,камбий,внутренняя кора -луб, внешняя кора.

По породе деревья подразделяют на хвойные и лиственные. Качество древесины во многом зависит от наличия у неё пороков , к которым относят свилеватость , косослой , сучковатость , трещины, повреждения насекомыми, гниль . Хвойные — лиственница , сосна , ель , кедр, пихта. Лиственные — дуб, берёза , липа , осина .

Строительные свойства древесины изменяются в широких пределах, в зависимости от её возраста, условий роста, породы дерева, влажности. В свежесрубленном дереве влаги — 35-60 %, причём содержание её зависит от времени рубки и породы дерева. Наименьшее содержание влаги в дереве зимой, наибольшее — весной. Наибольшая влажность свойственна хвойным породам (50-60 %), наименьшая — твёрдым лиственным породам (35-40 %). Высыхая от самого влажного состояния до точки насыщения волокон (до влажности 35 %) древесина не меняет своих размеров, при дальнейшем высушивании её линейные размеры уменьшаются. В среднем усушка вдоль волокон составляет 0,1 %, а поперёк — 3-6 %. В результате объёмной усушки образуются щели в местах соединения деревянных элементов, древесина трескается. Для деревянных конструкций следует применять древесину той влажности, при которой она будет работать в конструкции.

Материалы и изделия из древесины

Круглый лес: брёвна — длинные отрезки ствола дерева, очищенные от сучьев; кругляк (подтоварник) — брёвна длиной 3-9 м; кряжи — короткие отрезки ствола дерева (длиной 1,3-2,6 м); брёвна для свай гидротехнических сооружений и мостов — отрезки ствола дерева длиной 6,5-8,5 м. Влажность круглого леса, используемого для несущих конструкций должна быть не более 25 %.

Стройматериалы из древесины делятся на пиломатериалы и плитные материалы.

Пиломатериалы

Пиломатериалы получают путём распиловки круглого леса.

• Пластины — это продольно распиленные на две симметричные части брёвна.
• Брус имеет толщину и ширину более 100 мм (двухкантный, трехкатный и четырёхкатный).
• Брусок — пиломатериал толщиной до 100 мм и шириной не более двойной толщины.
• Горбыль — отпиленная наружная часть бревна, у которого одна сторона не обработана.
• Доска — пиломатериал толщиной до 100 мм и шириной более двойной толщины. Считается основным видом пиломатериалов.

Высокотехнологичным видом пиломатериалов является стеновой и оконный клеёный брус , а также гнуто-клеёные несущие конструкции и балки перекрытия. Изготавливают их путём склейки водостойкими клеями досок, брусков, фанеры. (Водостойкий клей ФБА, ФОК).

Из пиломатериалов изготавливают столярные изделия. Строганые длинномерные изделия — это погонаж (вагонка, половая доска, плинтус , рейка), наличники (оконных и дверных проёмов), поручни для перил, лестниц, подоконные доски, окна и двери . Столярные изделия изготавливают на специализированных заводах или в цехах из хвойных и лиственных пород. От породы дерева зависит срок эксплуатации и стоимость готового изделия.

Древесные плиты

К числу плитных строительных материалов из дерева относятся: фанера , древесно-волокнистые плиты , древесно-стружечная плита , цементно-стружечная плита , ориентированно-стружечная плита .

Фанеру изготавливают из шпона (тонкой стружки) берёзы, сосны, дуба, липы и др. пород путём склеивания его листов между собой. Шпон получают непрерывным снятием стружки по всей длине распаренного в кипятке бревна (длиной 1,5 м) на спец. станке.

В водохозяйственном строительстве широко применяют различные материалы в виде металлопроката и металлических изделий. Металлопрокат используют при строительстве насосных станций, производственных зданий, изготовлении металлических затворов различного типа. Металлы, применяемые в строительстве, делят на две группы: чёрные (железо и сплавы) и цветные. В зависимости от содержания углерода чёрные металлы подразделяют на чугун и сталь.

Чугун — железоуглеродистый сплав с содержанием углерода от 2 % до 6,67 %. В зависимости от характера металлической основы он делится на четыре группы: серый, белый, высокопрочный и ковкий.

Серый чугун — содержит 2,4-3,8 % углерода. Он хорошо поддаётся обработке, имеет повышенную хрупкость. Его используют для литья изделий, не подвергающихся ударным воздействиям.

Белый чугун — содержит 2,8-3,6 % углерода, обладает высокой твёрдостью, однако он хрупок, не поддаётся обработке, имеет ограниченное применение.

Высокопрочный чугун получают присадкой в жидкий чугун магния 0,03-0,04 % он имеет тот же химический состав что и серый чугун. Он имеет наиболее высокие прочностные свойства. Его применяют для отливки корпусов насосов, вентилей.

Ковкий чугун — получают длительным нагревом при высоких температурах отливок из белого чугуна. Он содержит 2,5-3,0 % углерода. Его применяют для изготовления тонкостенных деталей (гайки, скобы…). В водохозяйственном строительстве применяют чугунные плиты — для облицовки поверхностей гидротехнических сооружений, подвергающихся истиранию наносами, чугунные водопроводные задвижки, трубы.

Стали — получают в результате переработки белого чугуна в мартеновских печах. С увеличением в сталях содержания углерода повышается их твёрдость и хрупкость, в то же время понижается пластичность и ударная вязкость.

Механические и физические свойства сталей значительно улучшаются при добавлении в них легирующих элементов (никеля, хрома, вольфрама). В зависимости от содержания легирующих компонентов стали делятся на четыре группы: углеродистые (легирующие элементы отсутствуют), низколегированные (до 2,5 % легирующих компонентов), среднелегированные (2,5-10 % легирующих компонентов), высоколегированные (более 10 % легирующих компонентов).

Углеродистые стали в зависимости от содержания углерода подразделяют на низкоуглеродистую (углероды до 0,15 %), среднеуглеродистую (0,25-0,6 %) и высокоуглеродистую (0,6-2,0 %).

К цветным металлам и сплавам относят алюминий, медь и их сплавы (с цинком, оловом, свинцом, магнием), цинк, свинец.

В строительстве используют лёгкие сплавы — на основе алюминия или магния, и тяжёлые сплавы — на основе меди, олова, цинка, свинца.

Стальные строительные материалы и изделия

Горячекатаные стали выпускают в виде равнополочного уголка (с полками шириной 20-250 мм); неравнополочного уголка; двутавровой балки; двутавровой широкополочной балки; швеллера .

Для изготовления металлических строительных конструкций и сооружений используют прокатные стальные профили: равнополочный и неравнополочный уголки, швеллер, двутавр, и тавр. В качестве крепёжных изделий из стали применяют заклёпки, болты, гайки, винты и гвозди. При выполнении строительно-монтажных работ применяют различные способы обработки металлов: механическую, термическую, сварку. К основным способам производства металлических работ относится механическая горячая и холодная обработка металлов.

При горячей обработке металлы нагревают до определённых температур, после чего им придают соответствующие формы и размеры в процессе проката, под воздействием ударов молота или давлении пресса.

Холодную обработку металлов подразделяют на слесарную и обработку металлов резанием. Слесарная и обработка состоит из следующих технологических операций: разметки, рубки, резки, отливки, сверления, нарезки.

Обработку металлов, резание осуществляют путём снятия металлической стружки режущим инструментом (точение, строгание, фрезерование). Её производят на металлорежущих станках.

Для улучшения строительных качеств стальных изделий их подвергают термической обработке — закалке, отпуску, отжигу, нормализации и цементации.

Закалка заключается в нагреве стальных изделий до температуры, несколько выше критической, некоторой выдержке их при этой температуре и в последующем быстром охлаждении их в воде, масле, масляной эмульсии. Температура нагрева при закалке зависит от содержания в стали углерода. При закалке увеличивается прочность и твёрдость стали.

Отпуск заключается в нагреве закалённых изделий до 150—670 °C (температура отпуска), выделке их при этой температуре (в зависимости от марки стали) и последующем медленном или быстром охлаждении в спокойном воздухе, воде или в масле. В процессе отпуска повышается вязкость стали, уменьшается внутреннее напряжение в ней и её хрупкость, улучшается её обрабатываемость.

Отжиг заключается в нагреве стальных изделий до определённой температуры (750—960 °C), выдержке их при этой температуре и последующем медленном охлаждении в печи. При отжиге стальных изделий понижается твёрдость стали, также улучшается её обрабатываемость.

Нормализация — заключается в нагреве стальных изделий до температуры несколько более высокой, чем температура отжига, выдержке их при этой температуре и последующем охлаждении в спокойном воздухе. После нормализации получается сталь с более высокой твёрдостью и мелкозернистой структурой.

Цементация — это процесс поверхностного науглероживания стали с целью получения у изделий высокой поверхностной твёрдости, износостойкости и повышенной прочности; при этом внутренняя часть стали сохраняет значительную вязкость.

Цветные металлы и сплавы

К ним относятся: алюминий и его сплавы — это лёгкий, технологичный, коррозионностойкий материал. В чистом виде его используют для изготовления фольги, отливки деталей. Для изготовления алюминиевых изделий используют алюминиевые сплавы — алюминиево-марганцевый, алюминиево-магниевый… Применяемые в строительстве алюминиевые сплавы при незначительной плотности (2,7-2,9 г/см³), имеют прочностные характеристики, которые близки к прочностным характеристикам строительных сталей. Изделия из алюминиевых сплавов характеризуются простотой технологией изготовления, хорошим внешним видом, огне- и сейсмостойкостью, антимагнитностью, долговечностью. Такое сочетание строительно-технологических свойств у алюминиевых сплавов позволяет им конкурировать со сталью. Использование алюминиевых сплавов в ограждающих конструкциях позволяет уменьшить вес стен и кровли в 10-80 раз, сократить трудоёмкость монтажа.

Медь и её сплавы. Медь — это тяжёлый цветной металл (плотностью 8,9 г/см³), мягкий и пластичный с высокой тепло- и электропроводностью. В чистом виде медь используют в электрических проводах. В основном медь применяют в сплавах различных видов. Сплав меди с оловом, алюминием, марганцем или никелем называют бронзой. Бронза — это коррозионностойкий металл, обладающий высокими механическими свойствами. Применяют её для изготовления санитарно-технической арматуры. Сплав меди с цинком (до 40 %) называют латунью. Она обладает высокими механическими свойствами и коррозионной стойкостью, хорошо поддаётся горячей и холодной обработке. Её применяют в виде изделий, листов, проволоки, труб.

Цинк — это коррозионностойкий металл, применяемый в качестве антикоррозионного покрытия при оцинковывании стальных изделий в виде кровельной стали, болтов.

Свинец — это тяжёлый, легкообрабатываемый, коррозионностойкий металл, применяемый для зачеканивания швов раструбных труб, герметизации деформационных швов, изготовления специальных труб.

Коррозия металла и защита от неё

Воздействие на металлические конструкции и сооружения окружающей среды приводит к их разрушению, которое называется коррозией . Коррозия начинается с поверхности металла и распространяется в глубь него, при этом металл теряет блеск, поверхность его становится неровной, изъеденной.

По характеру коррозионных разрушений различают сплошную, избирательную и межкристаллитную коррозию.

Сплошную коррозию подразделяют на равномерную и неравномерную. При равномерной коррозии разрушение металла протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности. При неравномерной коррозии разрушение металла протекает с неодинаковой скоростью на различных участках его поверхности.

Избирательная коррозия охватывает отдельные участки поверхности металла. Её подразделяют на поверхностную, точечную, сквозную, и коррозию пятнами.

Межкристаллитная коррозия проявляется внутри металла, при этом разрушаются связи по границам кристаллов, составляющих металл.

По характеру взаимодействия металла с окружающей средой различают химическую и электрохимическую коррозию. Химическая коррозия возникает при действии на металл сухих газов или жидкостей не электролитов (бензина, масла, смол). Электрохимическая коррозия сопровождается появлением электрического тока, возникающего при действии на металл жидких электролитов (водных растворов солей, кислот, щелочей), влажных газов и воздуха (проводников электричества).

Для предохранения металлов от коррозии применяют различные способы их защиты: герметизацию металлов от агрессивной среды, уменьшения загрязнённости окружающей среды, обеспечение нормальных температурно-влажностных условий, нанесение долговечных антикоррозионных покрытий. Обычно с целью защиты металлов от коррозии их покрывают лакокрасочными материалами (грунтовками, красками, эмалями, лаками), защищают коррозионностойкими тонкими металлическими покрытиями (в том числе оцинковывание, алюминиевые покрытия и др.) с помощью газотермического напыления , плакированием . Кроме этого, металл от коррозии защищают легированием, то есть путём плавления его с другим металлом (хром, никель и др.) и неметаллом.

Finishing materials are used to create coatings for the surfaces of building products, structures and structures in order to protect them from harmful external influences, give them aesthetic expressiveness, and improve the hygiene conditions in the room. Finishing materials include finished colorful compositions, auxiliary materials, binders, rolled finishing materials ( wallpaper ), pigments.

• Density, thermal conductivity, heat capacity of building, heat-insulating and other materials Reference table.