- •Н.С.Ковалев
- •Материаловедение. Технология
- •Конструкционных материалов
- •Учебное пособие
- •120702.62 – Земельный кадастр;
- •120703.62 – Городской кадастр»
- •В.Н. Макеев
- •В.В. Адерихин Ковалев н.С.
- •Введение
- •1. Основные свойства и классификация строительных материалов
- •1.1. Свойства строительных материалов
- •1.2. Физические свойства
- •1.3. Свойства материалов по отношению к воздействию воды
- •1.4. Теплотехнические свойства
- •1.5. Механические свойства
- •1.6. Классификация строительных материалов
- •1.7. Нормативно-справочная литература по испытаниям и применению строительных материалов
- •2. Природные каменные материалы и технология их получения
- •2.1. Понятие о минералах и горных породах
- •Горной породой называют минеральную массу, состоящую из одного минерала (мономинеральная порода) или нескольких минералов (полиминеральная порода).
- •2.2. Классификация горных пород по происхождению
- •2.3. Классификация и виды природных каменных материалов
- •Дорожные каменные материалы
- •Жаростойкие и химически стойкие материалы и изделия
- •2.4. Технология получения строительных материалов из горных пород
- •2.5. Защита каменных материалов от воздействия окружающей среды
- •3. Керамические материалы и технология их приготовления
- •Общие сведения о керамических материалах
- •Добавки к глинам
- •Общая технология производства керамических изделий
- •Виды керамических материалов
- •4. Минеральные вяжущие вещества
- •4.1. Классификация минеральных вяжущих. Общие сведения
- •4.2. Воздушные вяжущие, сырье для их приготовления, технология получения, свойства и применение в строительстве
- •Известь строительная воздушная
- •4.3. Гидравлические вяжущие, сырье и технология их получения
- •4.4. Основные минералы портландцемента и их соотношение. Твердение цемента. Марки и виды цемента. Применение в строительстве
- •5. Бетон и железобетон
- •5.1. Бетоны и их классификация. Свойства бетонной смеси и бетона
- •5.2. Добавки в бетон. Требования к минеральным материалам. Расчет состава бетона Добавки в бетон
- •5.3. Технология изготовления бетонных изделий и виды бетонов
- •5.4. Железобетон. Номенклатура изделий и технология их изготовления
- •6. Искусственные материалы на основе минеральных вяжущих веществ и технология их получения
- •6.1. Строительные растворы, их классификация и технология изготовления
- •6.2. Изделия на основе извести и магнезиальных вяжущих веществ
- •6.3. Изделия на основе гипсовых вяжущих и технология их изготовления
- •6.4. Асбестоцементные изделия и технология их изготовления
- •7. Органические вяжущие вещества, материалы и изделия на их основе
- •7.1. Битумные и дегтевые вяжущие вещества
- •7.2. Материалы на основе битумов и дегтей, технология их изготовления и применения в строительстве
- •Характеристика рубероида
- •7.3. Классификация полимеров и технология их получения
- •Поликонденсационные полимеры (Класс б)
- •7.4. Пластические массы, их состав и классификация
- •7.5. Способы получения строительных изделий из пластмасс
- •7.6. Полимерные строительные материалы
- •Кровельные и гидроизоляционные материалы
- •Санитарно-технические изделия
- •8. Тепло- и звукоизоляционные материалы. Древесина и изделия из нее
- •8.1. Классификация и свойства теплоизоляционных материалов
- •8.2. Органические теплоизоляционные материалы и технология их изготовления
- •Физико-механические свойства пенопластов
- •8.3. Неорганические теплоизоляционные материалы
- •8.4. Смешанные теплоизоляционные материалы и изделия
- •8.5. Свойства древесины как строительного материала
- •К недостаткам древесины как строительного материала можно отнести анизотропность, гигроскопичность, загниваемость, сгораемость, пороки древесины.
- •Коэффициент объемной усушки определяют по формуле
- •8.6. Виды лесоматериалов, применяемых в строительстве, и технология переработки древесины
- •8.7. Защита древесины в строительстве
- •9. Металлы и сплавы. Стекло и расплавы
- •9.1. Металлы и сплавы. Технология их получения
- •9.2. Применение металлов в строительстве и защита их от коррозии
- •9.3. Изделия на основе минеральных расплавов и технология их получения
- •Р ис. 46. Технологическая схема производства листового строительного стекла:
- •Изделия из стекла
- •Каменное и шлаковое литье
- •Вопросы для самопроверки
- •1. Основные свойства и классификация строительных материалов.
- •2. Природные каменные материалы и технология их получения.
- •3. Керамические материалы.
- •4. Минеральные вяжущие вещества.
- •5. Бетон и железобетон.
- •6. Искусственные материалы на основе минеральных вяжущих веществ и технология их получения.
- •7. Органические вяжущие вещества, материалы и изделия на их основе.
- •8. Тепло- и звукоизоляционные материалы. Древесина и изделия из нее.
- •9. Металлы и сплавы. Стекло и расплавы.
- •Список литературы
- •Оглавление
- •Материаловедение. Технология конструкционных материалов
- •394087, Воронеж, ул. Мичурина, 1
2. Природные каменные материалы и технология их получения
2.1. Понятие о минералах и горных породах
Горной породой называют минеральную массу, состоящую из одного минерала (мономинеральная порода) или нескольких минералов (полиминеральная порода).
Минералом называют природное химически и структурно индивидуализированное тело, приблизительно однородное по химическому составу и физическим свойствам, продукт физико-химических процессов, совершающихся в земной коре или в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Минералы являются составными частями горных пород, образующих земную кору.
Из всего многообразия (свыше 2 тыс.) природных минералов только небольшая часть участвует в образовании горных пород. К таким минералам, называемым породообразующими, относят кварц, полевые шпаты, слюды, карбонаты, сульфаты, железисто-магнезиальные минералы.
От минералогического состава горных пород в значительной степени зависят их строительные свойства. Одни минералы характеризуются высокой прочностью, твердостью и химической стойкостью (кварц), другие имеют незначительную прочность, недостаточную химическую стойкость, способны значительно поглощать воду (гипс); третьи способны легко расщепляться по плоскости (слюда), понижая этим прочность породы, в состав которой они входят.
Рассмотрим основные породообразующие минералы
Группа кварца. В наибольшем количестве в земной коре содержится свободный кремнезем SiO2. В состав большинства минералов он входит в виде силикатов – химических соединений с основными окислами. Кварц обычно непрозрачен, белого или молочного цвета, с щелочами при обычной температуре не взаимодействует и под действием кислот не разрушается. Плотность кварца – 2,65 г/см3, твердость – 7 по шкале твердости, предел прочности при сжатии – около 200 МПа.
Кроме кремнезема в природе встречается минерал опал аморфной структуры, представляющий собой гидрат кремнезема Аморфный кремнезем активен. Он может вступать в химическую реакцию с известью при обычной температуре, в то время как кварц приобретает эту способность только под действием пара, большого давления или при сплавлении.
Группа алюмосиликатов. Второе место после кремнезема в земной коре занимает глинозем Al2O3. Свободный глинозем в природе встречается в виде минералов: корунда и диаспора.
Корунд – один из наиболее прочных и твердых минералов. Диаспор представляет собой моногидрат глинозема . Он входит в состав бокситов, используемых в качестве сырья для производства глиноземистого цемента.
Глинозем обычно находится в виде химических соединений с кремнеземом и другими окислами, называемыми алюмосиликатами. Наиболее распространен полевой шпат. Различают ортоклаз (калиевый полевой шпат) альбит (натриевый полевой шпат) анортит (кальциевый полевой шпат) Полевые шпаты имеют плотность 2,55-2,76 г/см3, твердость – 6 по шкале твердости, прочность при сжатии – 120-170 МПа. Стойкость против механического выветривания незначительна.
Слюды представляют собой водные алюмосиликаты сложного и разнообразного состава. Характерная их способность – легкая расщепляемость на тонкие, гибкие и упругие пластинки (мусковит, биотит, вермикулит).
Каолинит представляет собой продукт выветривания изверженных и метаморфических полеватошпатовых горных пород. Входит в основном в состав глин.
Группа железисто-магнезиальных силикатов: минералы, входящие в эту группу, имеют темную окраску, твердость – 5,5-7,5 по шкале твердости, они обладают повышенной сопротивляемостью удару. Наиболее распространены пироксены, амфиболы и оливин.
Группа карбонатов. В осадочных горных породах наиболее часто встречаются породообразующие карбонатные минералы – кальцит, магнезит, доломит.
Кальцит СаСО3 – один из самых распространенных минералов земной коры, имеет плотность 2,7 г/см3, твердость 3.
Магнезит МgCO3 встречается в виде землистых агрегатов, он тяжелее и тверже кальцита.
Доломит СаСО3 ·MgCO3 по физическим свойствам близок к кальциту, но более тверд и прочен, мало растворим в воде.
Эти группы минералов широко используются для изготовления минеральных вяжущих.
Группа сульфатов. Наиболее распространены гипс и ангидрит. Гипс – минерал осадочных горных, строение его мелкокристаллическое. Плотность – 2,3 г/см3, твердость – 2 по шкале твердости.
Ангидрит СаSO4 имеет плотность 2,8 г/см3, твердость – 3-3,5. По внешнему виду похож на гипс, также залегает пластами.