СОСТАВ И СТРУКТУРА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

КАК ВЫБРАТЬ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Изучение любого строительного материала требует определенного методического подхода. Для природных материалов (древесина, природный камень и др.) оценка включает последовательность: СОСТАВ – СТРОЕНИЕ – СВОЙСТВА – ПРИМЕНЕНИЕ, для искуственныхматериалов: ТЕХНОЛОГИЯ – СОСТАВ – СТРОЕНИЕ – СВОЙСТВА – ПРИМЕНЕНИЕ.

Слово «технология» означает – искуство, мастерство, умение. На техническом языке это - последовательность операций, позвляющих получить из сырья продукт. Технология это наука о процессах и способах производства.

Основными элементами технологического процесса являются: СЫРЬЁ , ОБОРУДОВАНИЕ, ЭНЕРГИЯ.

ЗАДАЧА ТЕХНОЛОГИИ – получение продукции належащего качества. Качество это совокупность свойств, определяющих область применения материала.

СВОЙСТВО – это способность материала определенным образом реагировать на внешние и внутренние воздействия. Свойства оцениваются числовыми показателями, которые определяют опытным путем. Для получения сопоставимых данных опыты проводятся единообразно, по установленным методикам, которые утверждены государственным стандартом.

Госстандарт (росстандарт) – это обязательный документ для всех предприятий любой формы собственности. В области строительных материалов наиболее распространены стандарты: Технические условия, технические требования, стандарты типов изделий и их основных параметров, методов испытаний, правил приемки, маркировки, упаковки, транспортировки, хранения и др.

Кроме госстандарта - обязательного документа , в системе государсвенной стандартизации в строительстве, действуют также нормативные документы рекомендательного характера – это Строительные Нормы и Правила (СНиП),при этом некоторые положения СНиП также могут быть обязательны к исполнению.

Таким образом, выбор материала определяется исходя из его свойств в соответствие с условиями работы материала в сооружении, а также экономическими и экологическими факторами.

ПРИМЕР: Ограждающие конструкции - стена.

-прочность , теплопроводность, звукоизоляция, морозостойкость, водостойкость,

Дамба, плотина - прочность, морозостойкость, водостойкость, водонепроницаемость, коррозионная стойкость.

Строительные материалы характеризуются химическим, минеральным и фазовым составом.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ – позволяет судить о некоторых свойствах строительных материалов : огнестойкости, биостойкости, механических и других характеристиках строительных материалов. Химический состав неорганических вяжущих веществ (цемент, гипс, известь и др.) и каменных материалов удобно выражать количеством содержащихся в них оксидов. Основные и кислотные окиды химически связаны между собой и обрауют минералы, которые определяют многие свойства материалов.

МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ – показывает какие минералы и, в каком количестве содержатся в вяжущем веществе или материале.

ФАЗОВЫЙ СОСТАВ – характеризуется наличием и соотношением в материале твердого вещества, воздушных пор и воды в порах. Наличие этих фаз и фазовые переходы воды – оказывают влияние на все основные свойства материалов. Твердое вещество в материале создает жесткий каркас материала с распределенной системой пор – частично или полностью заполненных водой. В зависимости от температуры вода в порах может находиться в жидком, газообразном и твердом состоянии в виде льда. Соответственно и свойства материала в этих случаях будут существенно меняться.

СТРУКТУРА материала – взаимное расположение, форма, размеры частиц материала, наличие пор, их размер и характер.

СТРУКТУРА материалов изучается на 3-х уровнях:

МАКРОСТРУКТУРА – строение видимое невооруженным глазом. Макроструктура твердых строительных материалов может быть :

- Конгломератная – частицы разной крупности - бетон, керамогранит,

- Ячеистая - много пор – газобетон, пенопласт,

- Волокнистая – древесина, асбест

- Слоистая – фанера, бумапласт,

- Рыхлозернистая – песок, щебень, цемент

МИКРОСТРУКТУРА – строение видимое в оптический микроскоп . Микроструктура вещества, входящего в состав строительного материала может быть аморфной и кристаллической.

Аморфные вещества – химически более активны, характеризуются изотропностью – равномерностью свойств во всех направлениях. При нагревании размягчаются, переходя в жидкое состояние. Не имеют четко выраженной температуры плавления.

Кристаллические вещества – анизотропны – в разных направлениях имеют разные свойства, имеют определенную геометрическую форму – куб,тетраэдр, и т.д., определенную температуру плавления, более прочны.

 

ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА – изучается на малекулярно-ионном уровне, узучаемом методами: РСА (рентгено-структурного анализа), электронной микроскопии, ДТА (дифференциально – термического анализа) и др.

Внутреннее строение вещества определяет его механические свойства , прочность, тугоплавкость и т.д., и характеризуется взаимным расположением атомов, молекул, ионов, расстоянием между ними, характером связи (ковалентная, ионная, ван-дер-вальсовая, межмолекулярные), сил сцепления, структурой кристаллической решетки.

В строительных материалах практически всегда имеются неоднородности строения, дефекты строения (поры, трещины), которые также в значительной степени влияют на свойства материалов – ухудшая их. В целом структура материала всегда обусловливает его свойства. С увеличением пористости материала - прочность, плотность, теплопроводность как правило уменьшается.