книги / Строительные материалы

П Р Е Д И С Л О В И Е

Курс «Строительные материалы» в учебном плане подготовки инженеров-строителей является базисным для дисциплин: архитектуры, технологии строительного производства, железобетонных и металлических конст­ рукций, конструкций из дерева и пластмасс, экономики и организации строительства. Учебник написан примени­ тельно к программе дисциплины «Строительные мате­ риалы» для строительных специальностей вузов.

Текст изложен с учетом основных направлений науч­ но-технического прогресса в области строительных мате­ риалов, определенных на двенадцатую пятилетку и на период до 2000 года. В соответствии с поставленными задачами использования вторичных продуктов, охраны окружающей среды и экономии топливно-энергетических ресурсов впервые освещены безотходное производство строительных материалов на базе комплексной перера­ ботки побочных промышленных продуктов (металлурги­ ческих шлаков, зол ТЭС и шламов химических произ­ водств), а также мероприятия по экономии материаль­ ных и трудовых ресурсов, снижению расхода топлива и энергии в производстве строительных материалов.

В методическом, отношении учебник построен так, чтобы будущий специалист мог самостоятельно решать сложные задачи в области применения весьма широкой номенклатуры традиционных и новых строительных ма­ териалов, поэтому изложение ведется на основе общих связей внутреннего строения материала и его свойств. Качество строительного материала всегда определяется его структурой, поэтому при необходимости получить ма­ териал с заданными свойствами нужно создать структу­ ру, которая бы отвечала его заданным техническим ха­ рактеристикам. Этой методической основой объединено изучение многообразных неорганических и органических строительных материалов.

Большое внимание уделено общим закономерностям строительного материаловедения, основанным на зако­ нах химии, физики, физической химии. В отличие от учебной литературы по строительным материалам с явно выраженным описательным «рецептурным» укло­ ном, в настоящем учебнике акцент сделан на изучении общих теоретических основ материаловедения, позволя­ ющих проектировать и применять строительные матери­ алы с заданными свойствами. С позиций указанных наук

1* 3

рассмотрены процессы твердения вяжущих веществ. Ис­ пользованы новейшие данные, содержащиеся в трудах VI Московского и VII Парижского международных кон­ грессов по химии цемента.

С целью успешного осуществления Продовольствен­ ной программы СССР в учебнике представлены местные строительные материалы, которые могут быть эффектив­ но применены при возведении сельскохозяйственных комплексов, животноводческих помещений, элеваторов и других зданий и сооружений.

В учебник введена глава, посвященная металличес­ ким материалам и изделиям из них, поскольку програм­ мой предусмотрено ее изучение в дисциплине «Строи­ тельные материалы».

Впервые кратко даны элементы теории композицион­ ных материалов, так как многие строительные материа­

чение на основе этой теории необходимо для усвоения принципов создания новых материалов с улучшенными физико-механическими свойствами. Представлены новые виды теплоизоляции, необходимые для снижения расхо­ да топлива и уменьшения потерь энергии при эксплуата­ ции зданий, промышленного оборудования и трубопрово­ дов, а также новые эффективные теплоизоляционные ма­ териалы: минераловатные твердые плиты на синтетичес­ ком связующем, стеклопор, пенопласты, наполненные стеклопором, и др. В соответствии с новыми норматив­ ными документами подробно изложены акустические материалы и изделия.

Из лакокрасочных материалов более подробно рас­ смотрены полимерные, эмульсионные красочные составы как не требующие затрат природного пищевого сырья.

Предисловие, введение, гл. 1—5, 10, 12—15, 18, § 7. гл. 6, § 1 и 2 гл. 17, § 3 гл. 19 написаны Г. И. Горчако­ вым; гл. 7—9, 11, 16, § 1—6 гл. 6, § 3 гл. 17, § 1 ,2 гл. 19— Ю. М. Баженовым. Общее редактирование осуществле­ но Г И. Горчаковым.

Авторы выражают глубокую признательность коллек­ тиву кафедры дорожно-строительных материалов Харь­ ковского автомобильно-дорожного института имени Ком­ сомола Украины (заведующий кафедрой д-р техн. наук, проф. И. М. Грушко) и д-ру техн. наук, проф. Б. В. Гусе­ ву за замечания, улучшающие содержание книги.

веществах получило в работах П. И. Боженова, П. П. Будникова, Ю. М. Бутта, А. В. Волженского, С. И. Дружинина, В. Ф. Журавле­ ва, В. А. Кинда, О. П. Мчедлова-Петросяна, Н. А. Торопова и др. Труды И. П. Александрина, Н. М. Беляева, К. С. Завриева, Б. Г. Скрамтаева и Н. А. Попова способствовали внедрению в прак­ тику научных методов определения состава бетона. Большое распро­ странение получили работы по механизации укладки и уплотнения бетонной смеси, созданию новых видов бетона — особо легкого, кис­ лотоупорного, жаростойкого. Теория прочности и технология бетона получили развитие в работах И. Н. Ахвердова, Ю. М. Баженова, О. Я. Берга, С. А. Миронова, И. А. Рыбьева и др.

Общая фундаментальная теория коррозии бетона и железобето­ на разработана в трудах В. М. Москвина, С. Н. Алексеева, В. И. Ба­ бушкина, Г. И. Горчакова, Ф. М. Иванова, В. Б. Ратинова, О. В. Кун­ цевича, С. В. Шестоперова и др. На ее основе созданы долговечные железобетонные конструкции для массового строительства.

Развитию строительной керамики в большой мере способствова­ ли исследования П. А. Земятченского, А. И. Августиника, П. П. Буд­ никова и других ученых. Они разработали теоретические основы глиноведения, раскрыли процессы, происходящие при тепловой обработ­ ке глин, подробно изучили глины нашей страны.

За годы Советской власти промышленность строительных мате­ риалов и изделий превратилась в крупную отрасль индустрии, распо­ лагающую механизированными и автоматизированными предприя­ тиями, квалифицированными кадрами и крупной научной базой.

ГЛАВА: 1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА

§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Строительная конструкция воспринимает тс или иные нагрузки и подвергается действию окружающей среды. Поэтому строительные материалы должны обладать оп­ ределенной прочностью, а также способностью сопротив­ ляться физическим и химическим воздействиям среды: воздуха и содержащихся в нем паров и газов, воды и растворенных в ней веществ, колебаниям температуры и влажности, совместно воды и мороза при многократном замораживании и оттаивании.

Исходя из условий работы материалов в сооружении их можно разделить по назначению на две группы.

Первую группу составляют конструкционные матери­ алы, применяемые для несущих конструкций: 1) природ­ ные каменные материалы; 2) неорганические и органиче­ ские вяжущие вещества; 3) искусственные каменные ма­ териалы: а) получаемые на основе вяжущих веществ (бетоны, железобетон, строительные растворы); б) полу­ чаемые термической обработкой минерального сырья (керамические материалы и изделия, стекло, ситаллы); 3) металлы (сталь, чугун, алюминий, сплавы); 4) поли­ меры; 5) древесные материалы; 6) композиционные ма­ териалы (асбестоцемент, бетонополимер, фибробетон, стеклопластики и др.).

Вторая группа объединяет строительные материалы специального назначения, необходимые для защиты кон­ струкций от вредных воздействий среды, а также для повышения эксплуатационных свойств и создания ком­ форта: 1) теплоизоляционные; 2) акустические; 3) гидро­ изоляционные, кровельные и герметизирующие; 4) отде­ лочные; 5) антикоррозионные; 6) огнеупорные; 7) мате­ риалы для защиты от радиационных воздействий.

1. Стандартизация свойств

Чтобы правильно выбрать материал, спроектировать и построить сооружение, надо хорошо знать свойства применяемых материалов.

В строительстве применяют много материалов с раз­ личными свойствами, однако существуют основные свой­ ства, важные для всех строительных материалов. К та­

ким свойствам можно отнести: плотность, пористость, прочность, деформируемость и стойкость в эксплуатаци­ онных условиях. Указанные свойства определяют каче­ ство материала и возможность его применения в той или другой конструкции.

Свойства материала всегда оценивают числовыми по­ казателями, которые устанавливают путем испытаний. Для получения сопоставимых данных, которыми можно воспользоваться при расчете конструкций, испытания обязательно проводят единообразно, как установлено го­ сударственными общесоюзными стандартами (ГОСТа­ ми).

В СССР создана единая государственная система стандартизации, которая применяется во всех отраслях народного хозяйства. Этим самым создается эффектив­ ность действия стандартов как одного из средств ускоре­ ния научно-технического прогресса и повышения качест­ ва продукции.

Система органов и служб стандартизации представ­ лена общесоюзным органом по стандартизации (Госу­ дарственным комитетом стандартов Совета Министров

СССР) и его службами — службой стандартизации в от­ раслях народного хозяйства, службой стандартизации в союзных республиках. В зависимости от сферы действия стандарты могут быть государственными (ГОСТ), отрас­ левыми (ОСТ), республиканскими (РСТ) и стандартами предприятий (СТП).

Государственные стандарты — это обязательный до­ кумент для всех предприятий, организаций и учрежде­ ний, независимо от их ведомственной подчиненности, во всех отраслях народного хозяйства СССР и союзных рес­ публик. Такие стандарты утверждает Госстандарт, а стандарты в области строительства и строительных ма­ териалов— Государственный комитет СССР по делам строительства (Госстрой СССР). Особо важные государ­ ственные стандарты (по специальному перечню) утверж­ дает Совет Министров СССР.

В области строительных материалов и изделий наи­ более распространены стандарты: технических условий; технических требований; типов изделий и их основных параметров, методов испытаний; правил приемки, мар­ кировки, упаковки, транспортирования и хранения.

Стандарты технических требований нормируют пока­ затели качества, надежности и долговечности продукции,

ее внешний вид. Вместе с тем такие стандарты устанав­ ливают гарантийный срок службы и комплектность по­ ставки изделий. Большинство стандартов на строитель­ ные материалы и изделия — это стандарты технических требований. Значительная часть требований стандартов связана с физико-механическими характеристиками ма­ териалов (плотностью, водопоглощением, влажностью, прочностью, морозостойкостью и др.).

Одна из особенностей государственной системы стан­ дартизации в строительстве и технологии строительных изделий состоит в том, что кроме стандартов здесь дейст­ вует система нормативных документов, объединенная в

Строительные норны и правила (СНиП). СНиП— это свод общесоюзных нормативных документов по проекти­ рованию, строительству и строительным материалам, обязательный для всех организаций и предприятий.

Методическую основу стандартизации размеров в проектировании, изготовлении строительных изделий и при возведении сооружений составляет Модульная коор­ динация размеров в строительстве (МКРС), представля­ ющая собой совокупность правил координации размеров элементов зданий и сооружений, строительных изделий и оборудования на базе основного модуля, равного 100 мм (обозначается 1М). Применение МКРС позволяет уни­ фицировать и сократить число типоразмеров строитель­ ных изделий из разных материалов или отличающихся по конструкции. Изделия и детали одинаковых типораз­ меров, изготовленные в соответствии с требованиями МКРС могут быть использованы в зданиях разнообраз­ ного назначения.

В МКРС входят и произвольные модули, которые по­ лучают путем умножения основного модуля на целые или дробные коэффициенты. При умножении на целые коэф­ фициенты образуются укрупненные модули, а при умно­ жении на коэффициенты менее единицы — дробные мо­ дули (табл. 1.1).

Производные укрупненные модули (60М, ЗОМ, 12М) и кратные им размеры рекомендуются для назначения продольных и поперечных шагов зданий. Модули 6М, ЗМ, 2М предназначены для членения конструктивных элементов в плане зданий и для назначения ширины проемов. Основной модуль 1М и дробные модули от 1/2М до 1/20М применют для назначения размеров се­ чения относительно малых элементов (колонн, балок и

to