Понятие о качестве строительных материалов. Общие сведения о строительных материалах и их основные свойства. Натуральное дерево и его заменители
В процессе возведения различных сооружений и зданий основополагающую роль играют умелые руки рабочих и строительные материалы. Самыми известными являются дерево, камень, кирпич, пластик, стекло, цемент и другие. Классифицируя материалы, можно выделить следующие: бетонные и железобетонные изделия, каменные, лесные и синтетические, вяжущие вещества, металлы и другие.
В последние годы, вызванные великими скандалами, многое сделано в этой области. Первой реакцией был запрет или ограничение использования материалов, которые были идентифицированы как токсичные. Перерабатываемость ухудшается, и потребление увеличивается. Изгнание или сокращение признанных злоумышленников среди строительных материалов привело, к счастью, в последние годы негативные заголовки о Баугифте были редкими.
Но даже за пределами мира заголовков многое начало двигаться. В последние годы было много попыток разработать новые, благоприятные для здоровья и экологически чистые строительные материалы - к сожалению, не без разочарования. Попытки решить проблему многих альтернативных производителей строительных материалов и архитекторов, которые любят называть себя «строительными биологами», были совершенно идеалистическими. Догма, биологическая или естественная, всегда здоровая и совместимая с людьми, была и остается для этих токсикологических мирян сознательно или бессознательно руководящим принципом их действий: можно заменить промышленные продукты, в частности краски, растворители и адгезивы.
Самым основным строительным материалом является бетон товарный, представляющий собой бетонные смеси на основе цемента и различных наполнителей. При бетонировании автомобильных стоянок, автозаправочных и железнодорожных станций он становится просто незаменимым. Долговечность и огнестойкость – главные плюсы товарного бетона. Помимо этого он обладает ещё одной положительной функцией – в соответствии с заданными параметрами материла, который собираются получить, его плотность и прочность можно изменять. Относительно этого каменного материала можно сказать следующее: «Бетон нам строить и жить помогает!».
По продуктам, максимально приближенным к природе, и рисков для здоровья больше нет. Каждый сборщик грибов знает, что не все продукты природы полезны людям. Каждый плотник, также магазин биотехнологий, должен разработать сложные системы извлечения и фильтры для защиты здоровья своих сотрудников от древесной пыли. К сожалению, уравнение естественный продукт = здоровый, промышленный продукт нездоровым не так просто открыть. Также по-прежнему известно, что поздний средневековый врач Парацельс считает, что дозировка делает разницу между ядом и лекарством.
Ни одно строительство не обходится без такого материала, как щебень, который получают при дроблении горных пород, гравия и валунов. Даже на малую стройку осуществляется доставка щебня, поскольку он славится лёгкой добываемостью. Он подразделяется на несколько видов в зависимости от состава природы: гравийный, гранитный, доломитовый и известняковый. Гравийный в сравнении с другими видами имеет низкий радиоактивный фон, и это является его неоспоримым плюсом.
Например, сравнение образцов внутреннего воздуха из альтернативных и обычных домов в Кильском университете прикладных наук показало, что воздух в альтернативных домах особенно сильно нагружен терпенами. Терпены часто включают в качестве биосолидов в альтернативных цветах и восках. Его токсический эффект, который, как и все вещества, также зависит от концентрации, до сих пор плохо изучен. Качество воздуха в альтернативных домах было не лучше.
Из этого исследования стало ясно, что использование органических красителей и подобных материалов приводит к тому, что классические, часто непригодные растворители к новым веществам, относительно малоизвестные. С другой стороны, было обнаружено, что использование таких средств при строительстве не улучшает воздух в помещении, когда предметы для чистки мебели, одежды и другие предметы возвращают общеизвестные обычные вещества в дом. Еще один пример того, насколько меняются знания о строительных материалах, их преимуществах и недостатках, и о том, как быстро происходят события, являются изоляционные материалы.
Важным элементом при строительных работах оказывается и песок – сыпучий нерудный материал. В зависимости от места и условий образования он подразделяется на несколько видов: речной, морской, горный, дюнный и барханный. Для кирпичной кладки в основном используется карьерный песок, а цементно-песчаные растворы требуют речной, поскольку в нём отсутствует глинистая составляющая. Доставка песка на стройку не требует дальних перевозок, потому что добывается рядом с местом стройки.
Около трех лет назад волокнистая пыль из минеральной ваты была добавлена в список канцерогенных веществ. Сегодня минеральная вата с измененными волокнами в торговле, которая, по мнению независимых ученых, больше не рискует риском сама по себе. Хотя эти вещества обычно избегают строительного материала до тех пор, пока они не будут обработаны на месте, они тем не менее выходят в окружающую среду. В случае пожара некоторые пены выделяют токсичные вещества, такие как стирол или цианистый водород. Хорошо, что у нас есть альтернативные изоляционные материалы, как думают некоторые.
В дорожном строительстве большой популярностью пользуются песчано-гравийные смеси, применяемые для устройства дорожных покрытий. В промышленном строительстве они используются при прокладке и ремонте коммуникаций. Среди песчано-гравийных смесей выделяются природные (ПГС) и обогащенные (ОПГС). ПГС характеризуются пониженным содержанием гравия (около 20%), ОПГС превышает это количество в 3 раза.
Но и овечья шерсть, хлопок, пробка и целлюлоза подверглись критике. Биологически производимые изоляционные материалы не могли удовлетворить потребности «стран с высоким уровнем затухания» даже после строительства крупных загрязняющих монокультур в регионах производителей. Чтобы достичь стабильности размеров и негорюч - ности, они также должны быть снова добавлены к химическим веществам, таким как соли бора. Соль бора также добавляется к целлюлозно-изоляционным материалам, чтобы они не горели и даже не устанавливались.
Поскольку соли бора классифицируются как опасные для воды, целлюлозная изоляция должна быть впоследствии сжигана или храниться на специальных полигонах. Овечья шерстяная изоляция обычно обрабатывается химическими веществами, защищающими от грязи. Кирпич - это не только один из самых проверенных и популярных строительных материалов, кирпич также является одним из самых мощных и перспективных. Сегодня многие люди хотят жить и жить как можно более естественно. При выборе строительного материала в списке высокие значения, такие как качество, устойчивость и комфорт.
Ещё одним из главных компонентов при строительстве следует назвать цемент. Как вода является «клеем» мироздания, так и он выполняет функцию соединения и скрепления различных элементов. В основном использование цемента предполагает создание бетона и строительных растворов.
Строительные материалы, применяемые при возведении зданий и сооружений, характеризуются разнообразными свойствами, которые определяют качество материалов и области их применения. По ряду признаков основные свойства строительных материалов могут быть разделены на физические, механические и химические.
Здесь кирпич - это строительный материал, проверенный на протяжении поколений. Все больше и больше строителей открывают неоценимые преимущества кирпичных домов. Обладая высокими требованиями к естественному проживанию и приятному внутреннему климату, теплоизоляции, звукоизоляции, противопожарной защите или оптимальной стабильности, кирпич достигает выдающихся значений.
Строительство кирпичей для здорового мира. Люди отождествляют себя со своим домом, потому что это их личное жизненное пространство. Они хотят создать это и разработать его индивидуально в соответствии с их пожеланиями и потребностями. Когда дело доходит до экологического строительства и проживания, кирпич, вероятно, является ведущим строительным материалом. Полученный из природного сырья суглинок, это чистый натуральный продукт. Сумма его выдающихся особенностей убеждает все больше и больше строителей и подрядчиков.
Физические свойства материала характеризуют его строение или отношение к физическим процессам окружающей среды. К физическим свойствам относят массу, истинную и среднюю плотность, пористость, водопоглощение, водоотдачу, влажность, гигроскопичность, водопроницаемость, морозостойкость, воздухо-, паро- и газопроницаемость, теплопроводность и теплоемкость, огнестойкость и огнеупорность.
Кирпичные дома массивны, естественны, экологичны и стабильны по стоимости. Кирпич строительного материала обеспечивает оптимальную защиту от шума и огня, а также отличную теплоизоляцию и несущую способность. Он обеспечивает естественное регулирование влажности и создает неповторимую живую и внутреннюю среду. Его высокий уровень жизни и его особая пригодность для строительства малоэнергетических и пассивных домов делают кирпич строительным материалом будущего.
Экологический строительный материал должен соответствовать критериям устойчивости на протяжении всего жизненного цикла. Здесь массивная кладка из кирпича дает неоценимые преимущества. Поскольку кирпич представляет собой чистое натуральное вещество, которое может быть полностью переработано после его использования. Его ценные свойства для здоровья и окружающей среды были доказаны на протяжении нескольких поколений. Здание с кирпичами имеет давнюю традицию и выражает высокие стандарты владельцев зданий за качество, устойчивость и экологию.
Масса - совокупность материальных частиц (атомов, молекул, ионов), содержащихся в данном теле
Истинная плотность - отношение массы к объему материала в абсолютно плотном состоянии, т. е. без пор и пустот.
Однако большинство строительных материалов имеет поры, поэтому у них средняя плотность всегда меньше истинной плотности. Лишь у плотных материалов (стали, стекла, битума и некоторых других) истинная и средняя плотности практически равны, так как объем внутренних пор у них весьма мал.
Чистый закрытый климат, чтобы чувствовать себя хорошо. Кирпичи изготовлены из натурального сырья. Из глины и воды они перерабатываются в высокоэффективный строительный материал. Сжигая глину, они не только обладают высокой стойкостью и сопротивляемостью к различным воздействиям окружающей среды. Они также достигают чистоты своих продуктов, поскольку последние посторонние вещества устраняются высокими температурами обжига.
Регулирует влажность. Благодаря своей тонкой капиллярности кирпич способен поглощать и связывать влагу из воздуха в помещении. В сухом помещении воздух снова высвобождается. В то время как другие стеновые материалы не исключают опасности возможного проникновения влаги и, следовательно, роста плесени, этой опасности не существует для стен и потолков из кирпичной кладки. Они кажутся встроенным кондиционером. Компоненты являются ветрозащитными и проницаемыми. Они компенсируют влажность в сухом внутреннем воздухе или рассеивают избыточную влажность беспрепятственно снаружи.
Средняя плотность - физическая величина, определяемая отношением массы образца материала ко всему занимаемому им объему, включая имеющиеся в нем поры и пустоты. Среднюю плотность р т (кг/м3, г/см3) вычисляют по формуле:
где т - масса материала в естественном состоянии, кг или г; V - объем материала в естественном состоянии, м 3 или см 3 .
Кирпичная кладка является экологически чистой и не содержит растворителей. Кирпичи не нуждаются в химических добавках против выветривания или нападения насекомых и грызунов. Поэтому они не выделяют газы, волокна или пыль. Нельзя сушить конденсированный водяной пар в непроницаемых компонентах достаточно быстро, они плеснеют и гниют.
Массивная конструкция защищает от радиации. Высокочастотное излучение быстро растет из-за растущего использования мобильных телефонов. Эксперты предполагают, что на организмах, постоянно излучаемых электромагнитными волнами, оказывает незначительное влияние. С другой стороны, импульсное высокочастотное излучение не приводит к игнорированию биологических процессов. Кирпич строительного материала уменьшает проникновение электромагнитных волн в здания до минимума.
Средняя плотность не является величиной постоянной и изменяется в зависимости от пористости материала. Искусственные материалы можно получать с необходимой средней плотностью, например меняя пористость, получают бетон тяжелый со средней плотностью 1800 - 2500 кг/м3 или легкий со средней плотностью 500 - 1800 кг/м3.
На величину средней плотности влияет влажность материала: чем выше влажность, тем больше средняя плотность. Среднюю плотность материалов необходимо знать для расчета их пористости, теплопроводности, теплоемкости, прочности конструкций (с учетом собственной массы) и подсчета стоимости перевозок материалов.
Здоровое проживание требует сбалансированного внутреннего климата. ■ Теплые помещения и поверхности стен зимой. ■ Приятно прохладные комнаты в жаркие дни ■ Низкие температурные колебания. Здесь много мощных кирпичных домов. Их преимущества особенно заметны в регионах с сильно меняющейся погодой, например, в Центральной Европе. Приятный живой климат внутри делает сплошную кирпичную конструкцию идеальным дизайном.
Сильный солнечный свет может нагревать комнаты невыносимо. При высоких внешних температурах вентиляция приносит немного облегчения. Большие массы хранения тепла из компонентов кирпичной кирпичной кладки имеют преимущество в том, что они временно поглощают избыточное тепло. Кроме того, они позволяют только ослаблять высокие температуры и задерживаться часами в доме. Обычно ослабленная волна температуры достигает внутренних стен только в вечерние часы. При проветривании ночью избыточное тепло может быть полностью рассеяно.
Для сыпучих материалов (цемент, песок, щебень, гравий и др.) определяют насыпную плотность. В объем таких материалов включают не только поры в самом материале, но и пустоты между зернами или кусками материала.
Пористостью материала называют степень заполнения его объема порами. Пористость П дополняет плотность до 1 или до 100 % и определяется по формулам:
В дополнение к влиянию строительных материалов на качество жизни строители все больше заинтересованы в воздействии строительных материалов и их производстве на окружающую среду. Доказательство эффективности. Кирпич - строительные материалы из природы.
Горные районы для глины обычно расположены вблизи кирпичного завода. По экономическим причинам производители строительных материалов сохраняют потребление энергии для горнодобывающей промышленности и транспорта как можно ниже. После того, как добыча будет завершена, районы будут перестроены и превращены в биотопы и зоны отдыха с озерами и зелеными насаждениями. В этих новообразованных биотопах разнообразная флора и фауна находит свое место обитания. Появляются небольшие «райские руки человека», в которых даже редкие виды снова поселяются.
или П =(1 - р m ./р) 100%.
Пористость различных строительных материалов колеблется в значительных пределах и составляет для кирпича 25 - 35 %, тяжелого бетона 5 - 10, газобетона 55 -85, пенопласта 95 %, пористость стекла и металла равна нулю.
Плотность и пористость в значительной степени определяют такие свойства материалов, как водопоглощение, водопроницаемость, морозостойкость, прочность, теплопроводность и др.
Водопоглощение - способность материала впитывать воду и удерживать ее. Величина водопоглощения определяется разностью массы образца в насыщенном водой и абсолютно сухом состояниях. Коэффициент размягчения для разных материалов колеблется от 0 (необожженные глиняные материалы) до 1 (стекло, сталь, битум). Материалы с коэффициентом размягчения не менее 0,8 относят к водостойким. Их разрешается использовать в строительных конструкциях, находящихся в воде и в местах с повышенной влажностью.
Влажность материала определяется содержанием влаги, отнесенным к массе материала в сухом состоянии. Влажность материала зависит как от свойств самого материала (пористости, гигроскопичности), так и от окружающей его среды (влажность воздуха, наличие контакта с водой).
Влагоотдача - свойство материала отдавать влагу окружающему воздуху, характеризуемое количеством воды (в процентах по массе или объему стандартного образца), теряемой материалом в сутки при относительной влажности окружающего воздуха 60 % и температуре 20 °С.
Величина влагоотдачи имеет большое значение для многих материалов и изделий, например стеновых панелей и блоков, мокрой штукатурки стен, которые в процессе возведения здания обычно имеют повышенную влажность, а в обычных условиях благодаря влагоотдаче высыхают: вода испаряется до тех пор, пока не установится равновесие между влажностью материала стен и влажностью окружающего воздуха.
Гигроскопичностью называют свойство пористых материалов поглощать определенное количество воды при повышении влажности окружающего воздуха. Древесина и некоторые теплоизоляционные материалы вследствие гигроскопичности могут поглощать большое количество воды, при этом увеличивается их масса, снижается прочность, изменяются размеры. В таких случаях для деревянных и ряда других конструкций приходится применять защитные покрытия.
Водопроницаемость - свойство материала пропускать воду под давлением. Величина водопроницаемости характеризуется количеством воды, прошедшей в течение 1 ч через 1 см 2 площади испытуемого материала при постоянном давлении. К водонепроницаемым материалам относятся особо плотные материалы (сталь, стекло, битум) и плотные материалы с замкнутыми порами (например, бетон специально подобранного состава).
Морозостойкость - свойство насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения прочности.
Разрушение материала наступает только после многократного попеременного замораживания и оттаивания.
Морозостойкость имеет большое значение для стеновых материалов, систематически подвер гающихся попеременному замораживанию и оттаиванию, а также для материалов, применяемых в фундаментах и кровельных покрытиях.
Паро- и газопроницаемость - свойство материала пропускать через свою толщу под давлением водяной пар или газы (воздух). Все пористые материалы при наличии незамкнутых пор способны пропускать пар или газ.
Воздухопроницаемость материалов следует учитывать при применении их в наружных стенах и покрытиях зданий, а газопроницаемость - при применении их в конструкциях специальных сооружений (например, газгольдерах).
Теплопроводность - свойство материала передавать через толщу теплоту при наличии разности температур на поверхностях, ограничивающих материал.
Знать теплопроводность материала необходимо при теплотехническом расчете толщины стен и перекрытий отапливаемых зданий, а также при определении требуемой толщины тепловой изоляции горячих поверхностей, например трубопроводов, заводских печей и т. д.
Теплоемкость - свойство материала поглощать при нагревании определенное количество теплоты и выделять ее при охлаждении.
Теплоемкость материалов учитывают при расчетах теплоустойчивости стен и перекрытий отапливаемых зданий, подогрева составляющих бетона и раствора для зимних работ, а также при расчете печей.
Огнестойкость - способность материала противостоять действию высоких температур и воды в условиях пожара. По степени огнестойкости строительные материалы делят на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.
Несгораемые материалы под действием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются. К этим материалам относят природные каменные материалы, кирпич, бетон, сталь. Трудносгораемые материалы под действием огня с трудновоспла-меняются, тлеют или обугливаются, но после удаления источника огня их горение и тление прекращаются. Примером таких материалов могут служить древесно-цементный материал фибролит и асфальтовый бетон. Сгораемые материалы под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются и продолжают гореть после удаления источника огня. К этим материалам в первую очередь следует отнести дерево, войлок, толь и рубероид.
Огнеупорностью называют свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры, не расплавляясь и не деформируясь. По степени огнеупорности материалы делят на огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие.
Огнеупорные материалы способны выдерживать продолжительное воздействие температуры свыше 1580°С. Их применяют для внутренней облицовки промышленных печей (шамотный кирпич). Тугоплавкие материалы выдерживают температуру от 1350 до 1580°С (гжельский кирпич для кладки печей). Легкоплавкие материалы размягчаются при температуре ниже 1350 °С (обыкновенный глиняный кирпич),
