1.

Строительные материалы и изделия классифицируют по назначению, виду материла и способу получения:

• по назначению: конструкционные, отделочные, гидроизоляционные, теплоизоляционные, акустические, антикоррозионные, герметизирующие;

• по виду материала: природные каменные, лесные, полимерные, металлические, керамические, стеклянные, искусственные каменные и т.д.;

• по способу получения: природные и искусственные.

Природные строительные материалы добывают в местах их естественного образования (горные породы), обычно в верхних слоях земной коры, или роста (древесина). Их используют в строительстве, применяя преимущественно механическую переработку (дробление, распиловку). Состав и свойства этих материалов в основном зависят от происхождения исходных пород и способа их обработки и переработки.

Искусственные строительные материалы изготавливают из природного минерального и органического сырья (глины, песка, известняка, нефти, газа и т.д.), промышленных отходов (шлака, золы) с использованием специальной отработанной технологии. Полученные искусственные материалы приобретают новые свойства, отличные от свойств исходного сырья.

Свойства любого материала можно регулировать в широких пределах путем изменения его состава и структуры.

2.

Безотходная технология - технология, подразумевающая наиболее рациональное использование природных ресурсов и энергии в производстве, обеспечивающее защиту окружающей среды.

Безотходная технология - принцип организации производства вообще, подразумевающий использование сырья и энергии в замкнутом цикле. Замкнутый цикл означает цепочкупервичное сырьё - производство - потребление - вторичное сырьё.

Принципы безотходной технологии

• Системный подход

• Комплексное использование ресурсов

• Цикличность материальных потоков

• Ограничение воздействия на окружающую среду

Современное экологическое можно определить как критическое. Поэтому отсутсвие отдодов является преимуществом безотходной технологии производства строительных материалов

3.

Свойства любого материала зависит от его состава и структуры.

Состав материала: химический, минеральный (минералогический), фазовый (твердый, жидкий, газообразный) зависит в большей степени от сырья, которое было использовано.

Под структурой строительных материалов понимается совокупность элементов их строения. Структуру материала изучают на микроуровне при помощи микроскопов и на макроуровне – визуально.

В зависимости от состава микроструктура может быть нестабильной коагуляционной, оцениваемой по вязкости и пластичности (клей, лакокрасочные материалы, глиняное и цементное тесто), которая с течением времени переходит в более устойчивую – аморфную (стекло, шлаки), характеризующуюся однородностью и хаотичным расположением молекул, или самую стабильную – кристаллическую (металлы, природный и искусственный камень), представляющую собой кристаллическую решетку со строго определенным расположением атомов. Форма, размеры и расположение кристаллов оказывают большое влияние на свойства материалов

Макроструктура материалов: плотная (стекло), искусственная ячеистая (пеносиликат), мелкопористая (кирпич), волокнистая (древесина), слоистая (пластики), рыхлозернистая (песок, щебень, гравий) зависит от технологии получения материала и изделия.

Комплексной характеристикой качества материалов является долговечность — способность сопротивляться внешним и внутренним факторам в течение возможно более длительного времени. О долговечности судят по продолжительности изменения до критических пределов прочности, упругости или других свойств. С этой целью образцы или изделия подвергают в лабораторных или натурных (эксплуатационных) условиях воздействию комплекса механических, физических, химических и других факторов, реально воздействующих на конструкцию. После расчетного периода времени действия комплекса факторов, или определенного цикла испытаний, устанавливают степень изменения первоначальных числовых значений свойств и сравнивают с допустимой величиной их изменения

4.

Физические свойства в свою очередь подразделяют на общие физические, характеризующие структуру материала, гидрофизические, теплофизические и акустические.

К общефизическим свойствам относятся: истинная плотность, средняя плотность и пористость материала.

Истинная плотность (r) – масса единицы объема вещества в абсолютно плотном состоянии, без пор и пустот.

,

где r – истинная плотность, кг/м³; т – масса, кг; V – объем, занимаемый веществом, м³

Средняя плотность (r_ср) – масса единицы объема материала (изделия) в естественном состоянии с пустотами и порами

,

где – средняя плотность, кг/м³; т – масса материала (изделия) в естественном состоянии, кг; V – объем материала (изделия), м³.

Если образец имеет правильную геометрическую форму, его объем определяют путем вычислений по измеренным геометрическим размерам; если же образец неправильной формы, – по объему вытесненной жидкости.

Насыпная плотность (r_н) – масса единицы объема сыпучих материалов в свободном (без уплотнения) насыпном состоянии. Формула расчета и размерность показателя те же. В единицу объема таких материалов входят не только зерна самого материала, но и пустоты между ними.

Количество пустот, образующихся между зернами рыхлонасыпного материала, выраженное в процентах по отношению ко всему занимаемому объему, называют пустотностью. Этот параметр характеризует и свойства изделий с технологическими пустотами.

5.

Гидрофизические свойства проявляют материалы и изделия при контакте с водой. Наиболее важные из них – гигроскопичность, водопоглощение, водостойкость, водонепроницаемость, паропроницаемость морозостойкость, воздухостойкость.

Гигроскопичность – свойство материала поглощать водяные пары из воздуха и удерживать их на своей поверхности. Одни материалы притягивают к своей поверхности молекулы воды (острый угол смачивания) и называются гидрофильными – бетон, древесина, стекло, кирпич; другие, отталкивающие воду (тупой угол смачивания), – гидрофобными: битум, полимерные материалы.

Водопоглощение – способность материала впитывать и удерживать воду. Характеризуется это свойство количеством воды, поглощенной высушенным до постоянной массы материалом, полностью погруженным в воду, выраженным в % от массы

,

Влагоотдача – способность материала отдавать влагу при снижении влажности воздуха. Скорость влагоотдачи зависит от разности влажности образца и окружающей среды. Чем она выше, тем интенсивнее идет высушивание изделия

Водопроницаемость – свойство материала пропускать воду под давлением.

Морозостойкость – способность материала сохранять свою прочность при многократном попеременном замораживании в водонасыщенном состоянии и оттаивании в воде. Для материалов, эксплуатируемых в условиях знакопеременных температур наружного воздуха, морозостойкость является одним из важнейших свойств. Воздухостойкость – способность материала длительно выдерживать многократное увлажнение и высушивание без деформаций и потери механической прочности.

6.

При действии звука на материал проявляются его акустические свойства.

Звукопоглощающие материалы предназначены для поглощения шумового звука. Основной акустической характеристикой является величина коэффициента звукопоглощения, равная отношению количества поглощенной материалом звуковой энергии к общему количеству падающей на поверхность материала в единицу времени. Звукопоглощающими материалами называют те, у которых коэффициент звукопоглощения больше 0,2. Эти материалы обладают открытой пористостью или имеют шероховатую, рельефную поверхность, поглощающую звук.

Звукоизолирующие материалы применяют для ослабления ударного звука, передающегося через строительные конструкции здания из одного помещения в другое. Оценку эффективности звукоизоляционных материалов проводят по двум основным показателям: динамическому модулю упругости и относительной сжимаемости (%) под нагрузкой.

Звукоизолирующая способность – один из параметров оптимизации наружных и внутренних ограждающих конструкций. Звукоизолирующая способность зависит от природы материала и конструктивного решения, например, стены или перегородки. Для однослойной конструкции звукоизолирующие свойства зависят от массы единицы площади поверхности.

7.

К основным теплофизическим свойствам, оценивающим отношение материала к тепловым воздействиям, относятся теплопроводность, теплоемкость, термостойкость, жаростойкость, огнеупорность, огнестойкость

Теплопроводность – способность материала пропускать тепловой поток при условии разных температур поверхности.

Теплопроводность материалов характеризует коэффициент, который равен количеству тепла, проходящего через стену из испытуемого материала толщиной 1 м площадью 1 м² за 1 ч при разности температур противоположных поверхностей стены 1 К

Теплоемкость – свойство материала поглощать при нагревании определенное количество тепла. При охлаждении материалы выделяют тепло, причем тем больше, чем выше их теплоемкость. Коэффициент теплоемкости равен количеству тепла (Дж), необходимого для нагревания 1 кг материала на 1 К

,

Термостойкость – способность материала выдерживать без разрушений определенное количество резких колебаний температуры. Единицей измерения этого свойства является количество теплосмен, определяемое для многих теплоизоляционных и огнеупорных материалов.

Жаростойкость – способность материала выдерживать температуру эксплуатации до 1000 °С без нарушения сплошности и потери прочности.

Огнеупорность – способность материала выдерживать длительное воздействие высоких температур без деформаций и разрушения. По степени огнеупорности материалы подразделяют на огнеупорные, работающие без снижения свойств при температуре свыше 1580 °С, тугоплавкие – 1580 – 1350 °С и легкоплавкие – ниже 1350 °С

Огнестойкость – свойство материала сопротивляться действию огня при пожаре в течение определенного времени.

8.

Растворимость — это способность материала растворяться в том или ином растворителе. Мерой растворимости материала при данных условиях служит концентрация его насыщенного раствора.

Если материал под действием растворителя ухудшает свои свойства или разрушается, то растворимость является отрицательным фактором. Если же растворимость используется как составная часть технологии при изготовлении мастик, то растворимость становится положительным фактором.

соле-, кислото-, щелочестойкость-  способность материала противостоять действию солоей, кислот, щелочей, сохраняя свои свойства.  Химическая активность - это свойство материалов подвергаться химическим превращениям под влиянием воды, температуры, солнечной радиации или при взаимодействии с другими веществами. Кристаллизация — процесс образования кристаллов при переходе вещества из термодинамически менее устойчивого состояния в более устойчивое.

9. Механические свойства: Прочность ¾ свойство материала сопротивляться внутренним напряжениям, возникающим в материале под действием внешних факторов.

_,

Твердость – способность материала сопротивляться проникновению в его поверхностные слои другого, более твердого тела определенной формы.

Истираемость ¾ свойство материала постепенно разрушаться тонкими слоями под действием истирающих усилий; оценивается потерей первоначальной массы образца, отнесённой к единице его площади или уменьшением толщины материала:

,

Предел прочности материала при ударе характеризуется количеством работы, затраченной на разрушение образца, отнесенной к единице объема.

Износ – разрушение материала при совместном действии истирающей и ударной нагрузок.

Технологические свойства:

Пластичность – способность материала деформироваться без разрыва сплошности под влиянием внешнего механического воздействия и сохранять полученную форму, когда действие внешней силы прекращается.

Вязкостью или внутренним трением называют сопротивление жидкости передвижению одного ее слоя относительно другого.

Входной контроль включает проверку соответствия поступающих материалов и изделий установленным требованиям.

Технологический контроль состоит в проверке соответствия установленным требованиям температуры, давления, времени выдерживания, тщательности перемешивания и других показателей технологического процесса.

Приемочный контроль заключается в проверке соответствия готовых изделий требованиям стандартов или технических условий.

10.

Дерево состоит из ствола, кроны и корней. Ствол является основной и наиболее ценной частью, из него получают от 60 до 90 % деловой древесины.

По своему строению древесина является волокнистым пористым материалом, состоящим из живых и мертвых клеток. По назначению клетки подразделяют на проводящие питательные вещества, запасающие и механические. Макроструктуру древесины изучают в поперечном и двух продольных сечениях: радиальном и тангенциальном.

В зависимости от вида клеток и сосудов, расположения их в древесине различают породы:

-хвойные (сосна, ель и др.);

-лиственные кольцесосудистые (дуб, ясень, тополь и др.) и лиственные рассеянно-сосудистые (берёза, липа, осина и др.).

Вследствие волокнистого строения древесина относится к анизотропным материалам, т. е. все ее физические и механические свойства в разных направлениях различны.

Дерево в процессе роста поглощает углекислоту из воздуха и воду из почвы с содержащимися в ней минеральными со­лями. Зеленые растения обладают способностью превращать энергию видимого света солнечных лучей в потенциальную хи­мическую энергию органических соединений. В листьях де­ревьев, содержащих зеленый пигмент хлорофилл, идет про­цесс фотосинтеза, т. е. из углекислоты и воды при участии сол­нечного света образуется органическое вещество. При этом вырабатываются углеводы и другие химические соединения, которые, видоизменяясь, служат материалом для построения клеток древесины

Поперечный разрез ствола:

1. серцевина

2. серцевинные лучи

3. ядро

4. пробковый слой

5. лубяной слой

6. заболонь

7. камбий

8. годичные слои

11. Основные свойства древесины.

Каждая порода дерева имеет характерный цвет и текстуру. Хвойные породы в основном обладают простым и однообразным рисунком, древесина лиственных пород – сложным. Благодаря богатству и разнообразию текстуры ряд пород – дуб, бук, орех, каштан – высоко ценятся в столярно-отделочных работах.

Истинная плотность древесины, состоящей в основном из целлюлозы, составляет 1540 кг/м³ и практически не зависит от породы дерева. Средняя плотность колеблется от 450 кг/м³ (кедр, пихта) до 900 кг/м³ и более (граб, железное дерево, самшит, кизил) и зависит от общей пористости, которая для хвойных пород равняется 46 – 81 %, лиственных – 32 – 80 %.

Вследствие гидрофильной природы и волокнистой пористой структуры древесина при изменении температурно-влажностных условий эксплуатации легко впитывает и отдает влагу.

В зависимости от влажности (степень насыщения водой в %) древесину подразделяют на мокрую – свежесрубленную (более 35 %), воздушно-сухую (15 – 20 %) и комнатно-сухую (8 – 12 %).

Влажность, приобретенную древесиной при длительном нахождении в условиях постоянного температурно-влажностного режима, называют равновесной (сорбционной).

Полная влажность (при погружении в воду) может доходить до 200 %. Так как влажность влияет на все физические и механические свойства древесины (увеличиваются размеры, повышается электро- и теплопроводность, снижается прочность), то с целью анализа области применения вводят показатель стандартной влажности – 12 % и все свойства пересчитывают с его учетом по специальным формулам.

12..Способы повышения огне- и биостойкости древесины.

По огнестойкости древесина относится к сгораемым материалам, ее возгорание происходит при температуре 250 – 300 °С. Нормами допускается использование древесины для изготовления балок, колонн, арок, ферм, рам при условии пропитки материала специальными огнезащитными веществами – антипиренами.

Наиболее эффективен метод обработки под давлением. Традиционными средствами огнезащиты деревянных конструкций являются покрытия на основе цементно-песчаных, глиняных и других штукатурок.

Для огнезащиты древесины широко применяют также разнообразные краски – невспучивающиеся и вспучивающиеся, неорганические и органические. Покрытия и краски защищают материал от воспламенения, выделяя при нагревании газы, препятствующие процессу горения и поглощающие выделяющуюся теплоту, или воду, поддерживающую температуру на уровне 100 °С.

Для огнезащиты деревянных конструкций применяют также плитные и листовые материалы. Наиболее широкое распространение нашли гипсокартонные и асбестоцементные листы. Их применение позволяет увеличить предел огнестойкости деревянных конструкций на 20 – 30 мин при толщине 10 мм.

Способность древесины сопротивляться действию организмов, вызывающих её биоразрушение, называют биостойкостью. Причём различают биостойкость натуральную (естественную) и приобретённую.

Натуральная биостойкость зависит, в основном, от породы древесины, её состояния и условий эксплуатации.

Приобретённая же обусловлена, главным образом, свойствами и количеством введённого в древесину специального защитного вещества. Древесина в процессе хранения и при эксплуатации (в готовых изделиях) подвергается воздействию различных факторов: механических нагрузок, температуры и влажности окружающей среды, солнечного света, агрессивных жидкостей и газов, грибков, насекомых и т.п. Способность древесины сопротивляться разрушению от действия указанных факторов называют её стойкостью. Наиболее разрушительный для древесины фактор – биологический. В целях повышения стойкости древесины, во-первых, очень важно обеспечить наилучшие условия для хранения или эксплуатации древесины и, прежде всего, температурно-влажностный режим. Во-вторых, древесину обрабатывают антисептиками. Однако и здесь не всё так просто, как кажется на первый взгляд. Практика защиты памятников деревянного зодчества показала, что применение этих веществ не всегда приводит к однозначным результатам. Синтетические антисептики приостанавливают биоразрушение, но вызывают целый комплекс необратимых отрицательных процессов, таких, как химическая деструкция целлюлозы в поверхностном слое, дополнительное растрескивание. Кроме того, заодно с вредными микроорганизмами и грибами уничтожаются и естественные враги домового точильщика, который в результате заметно активизируется. Поэтому выбор антисептика крайне важен. Многое зависит и от способа пропитки. Ещё одна сложность – ограниченный срок действия препаратов. Поэтому периодически необходимо повторять обработку древесины антисептиками.

Для защиты древесины от насекомых неокоренной древесины на лесосеках и складах применяют мелкокапельное опрыскивание инсектицидами, а особо ответственные детали конструкций подвергают глубокой пропитке специальными пастами и суперзамазками. И, конечно же, необходимо исключить использование заражённой древесины в строительстве и производстве мебели. Старую мебель при переезде в новый дом необходимо тщательно осмотреть и при необходимости обработать инсектицидами.