- •Г. Т. Широкий, п. И. Юхневский, м.Г.Бортницкая Материаловедение
- •«Вышэйшая школа»
- •Предисловие
- •Глава 1. Основные свойства строительных материалов и изделий
- •1.1 Физические свойства
- •1.2 Механические свойства
- •Глава 2. Строительные материалы и изделия из древесины
- •2.1 Общие сведения
- •2.2 Характеристика пород древесины, применяемых в строительстве
- •2.3 Структура древесины
- •2.4 Свойства древесины
- •2.5 Пороки древесины
- •2.6 Сортамент древесных материалов и изделий
- •2.7 Защита древесины от разрушения
- •2.8 Формирование эстетических характеристик древесных материалов
- •Глава 3. Природные каменные материалы и изделия
- •3.1 Общие сведения
- •3.2 Магматические горные породы
- •3.2.1 Глубинные горные породы
- •3.2.2 Излившиеся горные породы
- •3.3 Осадочные горные породы
- •3.3.1. Породы химического происхождения
- •3.3.2. Породы органогенного происхождения
- •3.3.3 Породы обломочного происхождения
- •3.4 Метаморфические горные породы
- •3.5 Материалы и изделия из природного камня
- •3.6 Защита от коррозии природных каменных материалов и изделий в конструкциях и сооружениях
- •Глава 4. Керамические материалы и изделия
- •4.1 Общие сведения и сырье для производства керамики
- •4.2 Стеновые материалы и изделия
- •4.3 Изделия для внешней и внутренней облицовки
- •4.4 Санитарно-керамические изделия
- •4.5 Кровельные изделия
- •Глава 5. Металлы и сплавы, строительные изделия из них
- •5.1 Общие сведения
- •5.2 Основы технологии черных металлов
- •5.2.1 Производство чугуна
- •5.2.2 Производство стали
- •5.2.3 Термическая и химико-термическая обработка стали
- •5.3 Свойства сталей
- •5.4 Углеродистые и легированные стали
- •5.5 Цветные металлы и их сплавы
- •5.6 Металлические изделия и конструкции
- •5.6.1 Общие сведения
- •5.6.2 Листовая прокатная сталь
- •5.6.3 Профильная прокатная сталь
- •5.6.4 Стальные конструкции и другие изделия
- •5.6.5 Арматура
- •5.6.6 Изделия из цветных металлов
- •5.7 Коррозия металлов и методы борьбы с ней
- •Глава 6. Стеклянные и стеклокристалические материалы и изделия
- •6.1 Общие сведения
- •6.2 Листовые светопрозрачные и светорассеивающие стекла
- •6.3 Светопрозрачные изделия и конструкции
- •6.4 Отделочное стекло
- •Глава 7. Минеральные вяжущие вещества
- •7.1 Общие сведения
- •7.2 Воздушные вяжущие вещества
- •7.3 Гидравлические вяжущие
- •7.3.1 Гидравлическая известь
- •7.3.2 Цементы
- •Глава 8. Бетоны и строительные растворы
- •8.1 Общие сведения
- •8.2 Классификация бетонов
- •8.3 Материалы для тяжелого бетона и требования к ним
- •8.3.1 Вода
- •8.3.2 Заполнители для бетона
- •8.3.3 Добавки для бетонов (растворов)
- •8.4 Определение состава бетона
- •8.5 Приготовление бетонной смеси
- •8.6 Технологические свойства бетонной смеси
- •8.7 Свойства затвердевшего бетона
- •8.8 Разновидности бетонов
- •8.9 Строительные растворы
- •8.9.1 Общие сведения
- •8.9.2 Растворные смеси и их свойства
- •8.9.3 Затвердевшие растворы и их свойства
- •8. 9.4 Разновидности растворов
- •Глава 9. Сборные бетонные и железобетонные изделия
- •9.1 Общие сведения о железобетоне
- •9.2 Предварительно напряженный железобетон
- •9.3 Монолитный и сборный железобетон
- •9.4 Методы отделки поверхности железобетонных изделий и конструкций
- •9.5 Основные виды сборных железобетонных изделий
- •Глава 10. Искусственные каменные материалы на основе минеральных вяжущих веществ
- •10.1 Силикатные материалы и изделия
- •10.2 Изделия из гипсовых вяжущих
- •10.3 Асбестоцементные изделия
- •10.4 Изделия на основе магнезиальных вяжущих веществ
- •Глава 11. Строительные материалы и изделия на основе полимеров и других высокомолекулярнных органических веществ
- •11.1 Битумы
- •11.2 Дегти
- •11.3 Материалы на основе битумов и дегтей
- •11.3.1 Асфальтовые и дегтевые бетоны и растворы
- •11.3.2 Кровельные и гидроизоляционные материалы
- •11.3.3 Герметизирующие материалы
- •11.4 Полимеры и изделия на их основе
- •11.4.1 Общие сведения о полимерах
- •11.4.2 Общие сведения о пластмассах
- •11.4.3 Материалы для покрытия полов
- •11.4.4 Отделочные и конструкционно-отделочные материалы и изделия
- •11.4.5 Пластмассовые трубы и санитарно-технические изделия
- •11.4.6 Клеи и мастики
- •Глава 12. Композиционные и функциональные материалы и изделия
- •12.1 Теплоизоляционные материалы и изделия
- •12.2 Акустические материалы и изделия
- •12.3 Лакокрасочные материалы
- •12.3.1 Общие сведения
- •12.3.2 Материалы для подготовки поверхности к отделке
- •12.3.3 Материалы основного лакокрасочного слоя
- •12.3.4 Обозначения лакокрасочных материалов
Глава 2. Строительные материалы и изделия из древесины
2.1 Общие сведения
Древесина наряду с природными каменными материалами является самым древним строительным материалом. В разное время на территориях различных государств, в том числе России и Белоруссии, создавались замечательные сооружения из древесины: мосты, крепостные сооружения, храмы, дворцы – смелые в плане инженерных решений и великолепные по своей архитектурной выразительности. Некоторые из них сохранились до наших дней как памятники архитектуры и зодчества.
В Норвегии до нашего времени сохранились деревянные церкви XII…XIII веков, как, например, Андреевская церковь в г. Боргунне. В средней полосе России также сохранились сотни памятников русского деревянного зодчества. В Костромской области (д. Стрельниково) сохранился дом, построенный более 300 лет назад, и церковь, возведённая в 1628 году. Более двух с половиной столетий сохраняются деревянные здания в Кижах (Россия), а некоторые и более 600 лет. В пинских болотах археологи обнаружили древнейшие селения на деревянных сваях – им более 6 тыс. лет.
Древесину используют с глубокой древности благодаря редкому сочетанию положительных свойств. Это весьма лёгкий и в то же время прочный материал, экологически чистый, хорошо сопротивляется статическим и динамическим нагрузкам. Благодаря высокой пористости (30…80%) древесина имеет малую теплопроводность (0.16…0.30 Вт/м·К).
Древесина легко поддаётся механической обработке, хорошо склеивается, удерживает металлические крепления (гвозди, шурупы, скобы). Современные передовые технологии в сочетании с уникальными природными свойствами древесины позволяют создавать долговечные деревянные конструкции, восхищающие своей красотой и совершенством.
В отличие от других строительных материалов древесина «дышит». В ее клеточном строении происходит постоянный обмен воздуха, а относительная влажность внутри деревянных зданий поддерживается, как правило, на уровне 45…57%, что соответствует оптимальному диапазону влажности (40…60%), при котором суммарное влияние вредных факторов на организм оказывается наименьшим. При этом бытует мнение, и не без основания, что древесина сосны и лиственницы обладает целительным действием.
Древесина обладает также высокой химической стойкостью, декоративностью и постоянно восполняемой сырьевой базой. В настоящее время, например, в Республике Беларусь покрытые лесом земли составляют 38,7% всей площади, что почти в два раза больше, чем 50 лет назад. Общий запас древесины на корню составляет 1,4 млрд.м3, а на душу населения нашей страны приходится 143 м3 древесины, что в 2,2 раза больше, чем в других странах мира. К сожалению надо констатировать, что более половины древесины приходится на малоценное сырье, а действующие мощности по его химико-механической переработке не позволяют использовать и половины этих ресурсов, что сдерживает объемы заготовок.
Нашли применение и побочные продукты лесозаготовок, деревообработки и лесопиления (стружка, дробленка, опилки и др.), что значительно повышает эффективность её применения. Из них получают древесностружечные и древесноволокнистые плиты, древесно-слоистый пластик, арболит, ксилолит, фибролит и др.
Вместе с тем древесина обладает и некоторыми недостатками, ограничивающими область её применения: анизотропностью, т.е. неоднородностью строения и свойств в разных направлениях и повышенной гигроскопичности. Это приводит к неравномерному набуханию, короблению и растрескиванию пиломатериалов и изделий. К недостаткам древесины относят также лёгкую возгораемость, загниваемость в переменно-влажностных условиях, наличие разнообразных пороков снижающих её сортность.
Однако большинство этих недостатков можно преодолеть технологическими защитными мероприятиями, созданием благоприятных условий эксплуатации и др. Например, путём изготовления клееных деревянных изделий и конструкций. В клееных конструкциях, где при их изготовлении убираются все дефекты и пороки, прочность древесины увеличивается в несколько раз, а в древеснослоистых пластиках прочность достигает 150…250 МПа. Возможно создание композиционных материалов на основе древесины в сочетании с полимерами, минеральными вяжущими, волокнами и металлами.