Основные понятия и классификация строительных материалов. Как выбирать строительные материалы: свойства и классификация

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Некоторые особенности

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

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

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

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

Вернуться к оглавлению

Классификация по назначению

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Вернуться к оглавлению

Классификация материалов и изделий по технологическому признаку

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

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

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

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

Вернуться к оглавлению

Природные и искусственные материалы

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

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

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

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

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

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

Вернуться к оглавлению

Натуральное дерево и его заменители

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

Натуральное дерево является экологически чистым продуктом.

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

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

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

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

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

Строительные материалы, используемые при строительстве и ремонте, должны обеспечивать определенный срок эксплуатации, комфорт и безопасность дома, коттеджа, квартиры. Для выбора подходящего стройматериала необходимо знать виды и классификацию выпускаемой продукции, ориентироваться в перечне контролируемых свойств и их показателей.

Ниже дано описание классификации и свойств строительных материалов, которое поможет лучше ориентироваться при выборе стройматериалов для строительства или ремонта.

Классификация стройматериалов

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

По назначению строительные материалы делят на:

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

По виду различают стройматериалы:

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

По способу получения строительные материалы делятся на:

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

Свойства стройматериалов

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

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

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

Свойства строительных материалов условно делят на:

механические;
физические;
химические и технологические.

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

Механические свойства

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

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

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

В зависимости от поведения под нагрузкой стройматериалы подразделяются на:

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

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

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

предел прочности на сжатие (растяжение) – определяется как отношение разрушающей нагрузки к площади поперечного сечения образца до испытания. Единица измерения МПа (кгс/см 2);
предел прочности на изгиб – единица измерения также МПа (кгс/см 2).

Шкала твердости Мооса

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

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

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

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

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

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

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

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

Физические свойства

Строительные материалы имеют следующие физические свойства:

общефизические;
гидрофизические;
теплофизические;
акустические.

Общефизические характеристики:

1. Плотность:

- истинная плотность (р) – масса единицы объема вещества, находящегося в абсолютно плотном состоянии, без пустот, пор и трещин. Единица измерения – кг/м 3 .

За единицу условно берут плотность при температуре 4 0 С. Большинство строительных материалов имеют истинную плотность больше единицы:

для каменных материалов – 2200-3300 кг/м 3 ;
для органических (битумы, пластмассы, дерево) – 900-1600 кг/м 3 ;
для черных металлов (сталь, чугун) – 7250-7850 кг/м 3 .

- средняя плотность (р ср) – масса единицы объема материала в естественном состоянии, включая пустоты и поры. Единица измерения – кг/м 3 . Средняя плотность отражает показатели прочности. При одном и том же составе материал тем прочнее, чем выше его плотность.

Средняя плотность стройматериалов колеблется от 10 кг/м 3 ( воздухонаполненная мипора) до 2500 кг/м 3 (тяжелый бетон) и 7850 кг/м 3 (сталь). Для пористых материалов средняя плотность меньше истинной, а для абсолютно плотных (лаки, краски, стекла, металлы) — эти показатели равны.

- насыпная плотность (р н) – определяется для насыпных стройматериалов и означает массу единицы объема сыпучих материалов в свободном насыпном состоянии (без уплотнения).

2. Пустотность - процент объема пустот в общем объеме. Используется для песка, керамзита, при изготовлении бетона.

3. Пористость:

- общая (полная) пористость (П п) – рассчитывается по величине истинной и средней плотности:

П п =(1-р ср /р)*100%.

Общая пористость прочного конструкционного бетона колеблется в интервале 5-10%, кирпича – 25-35%, пенопласта – 95%.

- открытая (капиллярная) пористость (П о) – определяется по водопоглощению материала:

П о =(m 1 -m)/v*100%,

где m – масса в сухом состоянии, m 1 - масса в водонасыщенном состоянии, v – объем образца.

На свойства материала влияет не только показатель пористости, но и размер пор. Так, если количество замкнутых пор увеличивается, а их величина уменьшается, то повышается морозостойкость материала, а его теплопроводность снижается. При наличии крупных пор материал становится неморозостойким, проницаемым для воды, но при этом появляются значительные звукопоглощающие свойства.

Гидрофизические свойства:

1. Гигроскопичность - способность поглощать водяные пары из воздуха, а затем удерживать их. Вычисляется как отношение поглощенной массы влаги к массе сухого материала, выражается в процентах.

При уменьшении размера пор гигроскопичность выше, при этом в случае снижении воздуха поглощенная влага испаряется. Гигроскопичность зависит от состава материала: некоторые из них притягивают молекулы воды и называются гидрофильными – бетон, стекло, древесина, кирпич; другие отталкивают и называются гидрофобными – полимерные стройматериалы, .

2. Водопоглощение – способность впитывать и удерживать воду. Показывает количество воды, поглощенной веществом, высушенным до постоянной массы и полностью погруженным в воду. Зависит от объема и природы пор (замкнутые или открытые), а также гидрофильности материала. Водопоглощение гранита 0,02-0,7%, тяжелого бетона – 2-4%, кирпича 8-15%. При насыщении водой стройматериалы меняют свои свойства: увеличивается их средняя плотность, объем и теплопроводность, а прочность снижается.

3. Водостойкость – характеризуется коэффициентом размягчения — отношение предела прочности при сжатии материала, насыщенного водой, к пределу прочности при сжатии в сухом состоянии. Коэффициент равен единице для металла и стекла, нулю для гипса и глины.

Материалы, у которых коэффициент водостойкости > 0,8 – считаются водостойкими, а если < 0,8, то неводостойкие и их нельзя применять в конструкциях, подвергающихся постоянному воздействию воды, например, дамбы, плотины, а также фундаменты при высоком уровне грунтовых вод.

4. Влагоотдача – способность отдавать влагу при снижении влажности воздуха. Для характеристики строительных материалов используют влагоотдачу в естественных условиях, т.е. интенсивность потери влаги при температуре 20 о С и относительной влажности воздуха 60%.

5. Водопроницаемость – способность пропускать воду под давлением. Оценивается по значению коэффициента фильтрации, равного количеству воды, просочившемуся в течение 1 часа через 1 кв.м. площади материала при постоянном давлении. Показатель важен при строительстве гидротехнических сооружений, резервуаров, стен подвалов при высоком уровне грунтовых вод.

6. Водонепроницаемость – характеризуется величиной, обратной коэффициенту фильтрации. Обозначается маркой W2, … W12, отражающей одностороннее гидростатическое давление в МПа (0,2; … ;1,2), при котором материал не пропускает воду.

Если через строительный материал проникают газообразные продукты, то контролируют газопроницаемость, если воздух – воздухопроницаемость, пар – паропроницаемость.

При выборе строительных материалов для стен, покрытий зданий и защиты фасадов важны показатели паро- и воздухопроницаемости. Они должны быть дышащими, т.е. свободно пропускать пар из помещения, чтобы избежать повышения влажности. Учет воздухопроницаемости важен и при возведении наружных стен, и если она высокая, как, например, у крупнопористого бетона, то поверхность необходимо штукатурить для предотвращения продуваемости.

7. Морозостойкость – способность материала сохранять свою прочность при многократном попеременном замораживании в водонасыщенном состоянии и оттаивании в воде. Материал способен выдерживать морозное разрушение за счет наличия в его структуре замкнутых пор, в которые отжимается часть воды при кристаллизации льда. Марка морозостойкости строительных материалов обозначается F и показывает число циклов замораживания-оттаивания, которые способен выдержать материал без снижения прочности на 5-25% и массы на 3-5% в зависимости от назначения стройматериала: F50…F500 для тяжелого бетона; F25…F500 для легкого бетона; F15…F100 для кирпича, стеновых керамических камней.

8. Воздухостойкость - способность выдерживать многократное увлажнение и высушивание в течение длительного периода времени без потери механической прочности и деформаций. В таких условиях работают надводные части гидротехнических сооружений, дорожные покрытия и т.п.

Теплотехнические свойства:

1. Теплопроводность – способность пропускать тепловой поток в условиях разных температур поверхности изделия. Характеризуется коэффициентом теплопроводности, равному количеству тепла, проходящего через стену толщиной 1 м площадью 1 кв.м. за 1 час при разности температур противоположных поверхностей стены 1 К, единица измерения – Вт/(м*К).

Теплопроводность зависит от вида материала, его строения, характера его пористости, влажности и температуры. При волокнистом строении материала, тепло вдоль волокон передается быстрее, чем поперек. Крупнопористые стройматериалы имеют большую теплопроводность, чем мелкопористые. При наличии в материале замкнутых пор теплопроводность меньше, чем при наличии сообщающихся пор. Вода в порах повышает теплопроводность, а при замерзании воды в порах теплопроводность повышается ещё больше.

Измерение теплоемкости

2. Теплоемкость - способность поглощать тепло при нагревании. При охлаждении материалы отдают тепло, а скорость отдачи тем больше, чем выше теплоемкость. Коэффициент теплоемкости равен количеству тепла, необходимому для нагревания 1 кг строительного материала на 1 К, единица измерения – кДж/(кг*К).

Значение теплоемкости: неорганических строительных материалов (кирпич, бетон, природные камни) изменяется в пределах 0,75-0,92 кДж/(кг*К); древесины – 2,72 кДж/(кг*К). Так как вода обладает наибольшей теплоемкостью – 4 кДж/(кг*К), повышение влажности стройматериала влечет рост его теплоемкости.

3. Термостойкость – способность выдерживать без разрушения определенное количество резких колебаний температуры. Свойство определяется для огнеупорных и теплоизоляционных стройматериалов. Единица измерения – количество теплосмен.

4. Жаростойкость – способность выдерживать без нарушения сплошности и нарушения прочности температуру до 1000 о С.

5. Огнеупорность – способность выдерживать без разрушения и деформаций длительное воздействие высоких температур. В зависимости от показателей огнеупорности строительные материалы подразделяют на: огнеупорные – работающие без снижения свойств при температуре большей 1580 о С; тугоплавкие – 1580-1350 о С; легкоплавкие – менее 1350 о С.

6. Огнестойкость – способность в течение определенного времени сопротивляться действию огня при пожаре. В зависимости от категории здания по пожаробезопасности СНиПы устанавливают к конструктивным строительным материалам определенные требования по огнестойкости.

Оценка показателя осуществляется в зависимости от показателя возгораемости, основанного на 3 признаках предельного состояния: потеря , сплошности и теплоизолирующих свойств. Предел огнестойкости характеризуется временем в часах с начала теплового воздействия и до возникновения одного из признаков предельного состояния. При этом стройматериалы делятся на:

несгораемые – кирпич, бетон, сталь, природные камни;
трудносгораемые – фибролит, асфальтобетон, некоторые полимеры. Эти материалы воспламеняются с трудом, тлеют/обугливаются, а после удаления огня горение и тление прекращаются;
сгораемые – битум, древесина, полимеры. Они загораются от огня, а горение продолжается даже после ликвидации источника огня.

Акустические свойства:

1. Звукопоглощение - способность поглощать шумовой звук. Определяется по величине коэффициента звукопоглощения, равного отношению количества поглощенной звуковой энергии к общему количеству звуковой энергии, попадающей на поверхность строительного материала в единицу времени.

Материал является звукопоглощающим, если у него коэффициент звукопоглощения больше 0,2. Такие материалы обладают открытой пористостью или шероховатой, рельефной поверхностью, поглощающей звук.

2. Звукоизоляция – способность ослаблять ударный звук, передающийся через строительные конструкции дома из одного помещения в другое.

3. Виброизоляция и вибропоглощение – предотвращение передачи вибрации от механизмов и машин к строительным конструкциям зданий.

Химические свойства

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Стойкость неорганических строительных материалов к коррозии зависит от их состава.

В видео показан процесс проведения испытаний для определения свойств бетона:

Каждый хороший хозяин рано или поздно сталкивается с каким-либо видом строительства. Кто-то строит гараж, кто-то баню, а некоторые замахиваются на самостоятельное возведение большого особняка. Тут и возникает вопрос о том, какой лучше выбрать материал для строительства дома.

К основным этапам строительства относится заливка фундамента, а также возведение стен. Для любого хозяина важно, чтобы эстетичный вид сооружения был высокого уровня, стены были теплыми, крепкими, а в целом затраты на строительные материалы были не очень высокими.

Самые популярные материалы для строительства дома

Современный строительный рынок богат и разнообразен. Рассмотрим подробнее топ пяти самых популярных строительных материалов для возведения дома.

Цельный профилированный брус.
Бревно оцилиндрованное.
Кирпич.
Пеноблоки.
Термопанели.

Чему отдать предпочтение? Это решение каждый хозяин принимает самостоятельно, но для этого стоит изучить все плюсы и минусы каждого из материалов.

Дерево

Деревянные строительные материалы для постройки дома в наше время стали очень популярны. Стены из дерева обладают низкой теплопроводностью, но устойчивой теплоемкостью. Если даже дом не отапливался какое-то время, при действующей печи образующийся конденсат впитается в дерево. После этого уже прогретый воздух вытягивает влагу, и в помещение создается особенный, благоприятный микроклимат. Зачастую в строительстве применяются хвойные породы (сосна, ель, пихта, лиственница, кедр). Кроме популярного цельного профилированного бруса используют оцилиндрованное бревно, клееный, обычный брус, лафет.

Цельный профилированный брус

Материал, прошедший специальную обработку. В профилированном брусе содержание древесной смолы очень высоко, благодаря этому строения из него долговечны, не подвергаются агрессивному воздействию окружающей среды.

Еще в прошлом веке, выбирая отделочные и строительные материалы, редко кто останавливался на профилированном брусе. При возведении стен требовалась ручная подгонка. Сейчас, благодаря современным технологиям, брусья обрабатываются на станках таким образом, что они просто идеально стыкуются, зазоры между ними минимальны.

Этот экологичный материал стоит не слишком дорого. Стены надолго удерживают тепло внутри, возвести их можно за считанные дни. Ровные, обработанные на станке брусья позволяют собрать дом, подобно пазлам.

Бревно оцилиндрованное

Изучая строительные материалы для постройки дома, обратите внимание на бревно оцилиндрованное. Как и брус, этот стройматериал изготавливают из хвойных пород. В отличие от первого, оцилиндрованное бревно позволяет возводить строения более долговечные, все это благодаря форме материала. Строительство из оцилиндрованного бревна осуществляется также в короткие сроки.

Кирпич

Наиболее востребованным строительным материалом для возведения стен является кирпич. Кирпичные здания внешне вполне приемлемы, по прочности весьма крепки, долговечны, а также экологичны.

Силикатный кирпич. Этот строительный материал очень распространен. Постройки из такого кирпича могут прослужить не один десяток лет.

Глиняный кирпич. Он всегда считался символом чего-то стабильного, нерушимого. Такой кирпич обладает повышенной прочностью, морозостойкостью, невосприимчивостью к агрессивному атмосферному воздействию. Однако теплотехнические характеристики такого строительного материала не всегда оправдывают ожидания.

Для возведения надежных построек требуются качественные строительные материалы. Заводы по производству кирпича предлагают богатый ассортимент своей продукции, которую можно разделить на три категории:

Полнотелые кирпичи, к ним относятся следующие виды: условно-эффективный, обыкновенный, эффективный.
Пустотные кирпичи, доля пустот в них достигает 40%. Облицовочная продукция также относится к этой категории.
а также крупноформатные камни-кирпичи. Высокая теплопроводность этой категории обеспечивается благодаря структурному материалу в форме сот.

Недостатки, достоинства кирпича

Во время транспортировки, особенно на дальние расстояния, небольшой процент продукции теряет товарный вид, кирпичные материалы для строительства стен дома крошатся. Стоимость их при этом весьма высока.

Способность кирпича удерживать тепло намного меньше, чем у дерева. Стенам, возведенным из условно-эффективного или полнотелого кирпича, всегда требуется дополнительное утепление. Эта проблема решается тремя вариантами: вентилируемый фасад - монтаж навесной системы утепления, теплоизоляционная штукатурная система, а также трехслойные стены с теплопрослойкой.

Кирпичный дом комфортен для проживания. Такая конструкция «дышит», обеспечивает воздухообмен, одновременно имеет активную тепловую инерцию. Нагревшись, кирпичные стены долго держат тепло и постепенно отдают его в помещение.

Пеноблоки

Если вам нужны качественные и в то же время недорогие строительные материалы для постройки дома, то обратите внимание на пеноблоки.

Пеноблокам присущи такие качества, как термоустойчивость, высокая прочность, небольшой вес. Резкие перепады температуры никак не сказываются на стенах, возведенных из пеноблоков. Они не трескаются и не расширяются. Внутри блока находится множество воздушных пузырьков, которые увеличивают эффект теплоизоляции. Для сравнения: пенобетонные стены имеют теплопроводность в восемь раз выше, чем обычные бетонные. Материал хорош не только для возведения основных стен, но и для внутренних перекрытий. Благодаря этому вся конструкция отлично сохраняет тепло. Пенобетонные конструкции не требуют дополнительного утепления. Расходы на отопление значительно снижаются, примерно на 30%.

Плюсы пенобетонных конструкций

Благодаря низкому весу происходит уменьшение давления на фундамент.
Экономия в отделке. Достаточно обычной шпаклевки стен, штукатурка не обязательна.
Уменьшение трудоемкости. Один 15 кг пеноблок заменяет 20 кирпичей, общий вес которых равен 80 кг.
Ячеистые пенобетонные блоки имеют отличные звукоизоляционные свойства.
Такие строительные материалы заводы по производству кирпича производят в достаточных объемах. Популярность пеноблоков растет с каждым днем.
По экологичности данный материал напоминает дерево. В помещении поддерживается оптимальная влажность, стены дышат. В отличие от дерева, блоки не гниют, не горят, и не ржавеют, подобно металлу.
Пенобетон часто используется как теплоизолятор, он выдерживает высокую температуру (до +400 градусов).
Блоки очень легко обрабатываются при помощи обычных ручных инструментов.

Недостатки пенобетона

Когда мы выбираем материалы для стен дома, то стараемся изучить не только плюсы, но и присущие им недостатки, есть таковые и у пенобетона. К ним относятся:

Хрупкость материала.
Через каждые три ряда стены необходимо армировать.
Пенобетон быстро впитывает влагу, это несколько снижает теплопроводность.
Чтобы избежать отсыревания, нужно создавать гидроизоляцию, влагостойкую защиту между фундаментом и стенами.
Паропроницаемость пенобетона. Необходима пароизоляция.

Каркасные термопанели

Если вам нужны недорогие строительные материалы для постройки дома, то стоит обратить внимание на каркасные термопанели. К плюсам этого материала относится низкая теплопроводность, относительная прочность и быстрая сборка. Минус - отсутствие натуральности.

Термопанели сегодня очень часто используют для отделки каркасно-панельных домов. Конструкция их состоит из экструзионного пенополистирола (в роли теплоизоляционной подложки) и Высокие эксплуатационные свойства позволяют использовать термопанели при строительстве домов по канадским технологиям. К важнейшим характеристикам этого фасадного материала, которые обеспечили широкий спрос, безусловно, относится отсутствие поглощения влаги, низкая теплопроводность, высокая прочность на сжатие и удар, устойчивость к возгоранию и любому биологическому воздействию. Материал прост в монтаже и в дальнейшей эксплуатации.

Отделочные и для возведения стен дома должны соответствовать всем современным требованиям, тогда конструкция будет радовать хозяев долгие годы. Каркасные термопанели обеспечивают привлекательный, эстетичный, солидный внешний вид зданию. Именно по этой причине этот материал очень часто используют для строительства коттеджей. выстроенного по канадской технологии, отделанный клинкерными панелями, имеет вид ровной, безупречной кирпичной кладки.

Если здание облицовано термопанелями, теплопотери сокращаются сразу на 30 %, все это благодаря подложке, которая состоит из экструзионного пенополистирола. Клинкерная плитка соединяется с утеплителем под высоким давлением сверхпрочным клеем. Тончайшая резка листового пенополистирола позволяет делать высококачественную плотную стыковку. Для того чтобы фасад приобрел законченный вид, дополнительно к основным панелям можно приобрести различные доборные элементы, чтобы аккуратно оформить углы.

Мы представили самые распространенные строительные материалы на современном рынке. Как и какой выбрать материал для строительства дома, отдать предпочтение цене, натуральности, эстетическим качествам или техническим характеристикам, решать вам самим.

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

По назначению материалы можно условно разделить на две группы:

конструкционные и материалы специального назначения.

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

Природные каменные материалы.

Неорганические вяжущие.

Искусственные каменные, получаемые:

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

спеканием (керамические материалы);

плавлением (стекло).

Металлы (сталь, чугун, алюминий, сплавы).

Полимеры и пластмассы.

Древесина.

Композиционные (асбестоцемент, стеклопластик, …).

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

Теплоизоляционные.

Акустические.

Гидроизоляционные, кровельные, герметизирующие.

Отделочные.

Антикоррозионные.

Огнеупорные.

Материалы для защиты от радиации и др.

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

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

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

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПОВЕДЕНИЕ

СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ ПОЖАРА

Эксплуатационные факторы:

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

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

К эксплуатационным факторам относятся:

Область применения материала.

Условия эксплуатации.

Факторы пожара:

Температурный режим и продолжительность пожара.

Средства пожаротушения.

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