Строительные материалы и изделия

1. Специальные свойства. Акустические свойства строительных материалов. 

2. Материалы и изделия из природного камня. Их свойства.

3. Гидравлическое вяжущее. Портландцемент. Сырье. Технические требования к его качеству.

Список использованной литературы

Специальные свойства характеризуются в основном электропроводностью и радиационной стойкостью материалов. В соответствии с функциональным назначением материалов необходимо учитывать и такие свойства, как акустические, декоративные, технологические, экологические, которые также можно отнести к специальным.

Электрическая проводимость (электропроводность) – способность материалов проводить электрический ток под влиянием электрического поля. Она зависит от состава и структуры материала и выражается отношением плотности тока к напряжению (Ом1 см1). В зависимости от этого показателя материалы классифицируются на три вида: проводники (104...106 Ом^-см'1), полупроводники (106...10ю Ом1 -см"1) и изоляторы (менее 10ю Ом'^см'1). К проводникам относится большинство металлов, а наибольшую электропроводность имеют медь и алюминий и их сплавы. Это является основной причиной широкого использования означенных видов металлов в электротехнической промышленности, строительстве и т.п. В качестве изоляторов используются: фарфор, отдельные виды стекла, асбест, резина, стеклопластики. Полупроводники занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками (изоляторы). К ним относят кремний, германий.

Радиационная стойкость – способность материала сохранять прочность после воздействия радиоактивного излучения, изменяющего его структуру и свойства. Например, у природных каменных материалов проявляются признаки аморфизации структуры, у керамических материалов снижаются плотность и теплопроводность, у стали уменьшается пластичность. Высокой радиационной стойкостью характеризуются свинец, барритовые растворы и бетоны.

Технические требования к материалам и изделиям

Важнейшими характеристиками природных каменных материалов являются средняя плотность, прочность при сжатии, истираемость, износ, морозостойкость, водостойкость, теплопроводность.

По средней плотности каменные материалы подразделяют на тяжелые, со средней плотностью 1800 кг/м3 и более, и легкие, со средней плотностью менее 1800 кг/м3. Тяжелые применяют в дорожном строительстве, для изготовления облицовочных материалов, полов, легкие - для изготовления стеновых материалов, в качестве легких заполнителей для бетонов. По прочности при сжатии они имеют марки 0,4; 0,7; 1; 1,5; 2,5; 3,5; 5,0; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 30; 40; 50; 60; 80; 100, что соответствует пределу прочности породы при сжатии, в МПа, в сухом состоянии. По морозостойкости каменные материалы делят на марки 10; 15; 25; 35; 50; 100; 150; 200; 300; 500, по водостойкости - на группы с коэффициентом размягчения КР не ниже 0,6; 0,75; 0,9 и 1,0. Для стеновых материалов важнейшей характеристикой является коэффициент теплопроводности. Он составляет для известняка-ракушечника и вулканического туфа 0,5-0,8 Вт/(м·°С).

Основные виды природных каменных материалов и изделий

Природные каменные материалы подразделяют на сырьевые и готовые материалы и изделия. Это подразделение в некоторой степени условное, так как отдельные материалы могут быть полуфабрикатами и фабрикатами. Так, щебень для бетонов выступает как полуфабрикат. Он же, применяемый для балластного слоя железнодорожного пути, является готовым материалом.

К сырьевым материалам относят щебень, гравий и песок, применяемые в качестве заполнителей для бетонов и растворов; известняк, мел, гипс, доломит, магнезит, глина, мергели и другие горные породы - для изготовления строительной извести, гипсовых вяжущих, магнезиальных вяжущих, портландцементов.

Готовые каменные материалы и изделия подразделяют на материалы и изделия для дорожного строительства, стен и фундаментов, облицовки зданий и сооружений.

К каменным материалам для дорожного строительства относят булыжный, колотый, брусчатый и бортовые камни, щебень, гравий, песок. Их получают из изверженных и прочных осадочных горных пород.

Булыжный камень представляет собой зерна горной породы с овальными поверхностями размером до 300 мм.

Вяжущие гидравлические - самая многочисленная группа вяжущих. Способны твердеть и сохранять твердость на воздухе и в воде. К ним относятся известь гидравлическая, романцемент, портландцемент и некоторые другие материалы.

1. Портландцемент

Изобретен в 1824 году английским каменщиком.

Портландцемент- это гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким помолом портландцементного клинкера с небольшим количеством гипса.

Портландцементный клинкер-это зерна серого или зеленого цвета, диаметром от 5 до 30 мм, получаемые обжигом сырьевой смеси, состоящей из известняков и глины (75% CaCO3, 25% глины).

Гипс в количестве до 5% добавляют к клинкеру для регулирования сроков схватывания.

Химический и минералогический состав портландцемента:

CaO– 57-63% известняк

SiO2– 25-30% составная глины

Al2O3– 4-10% составная глины

Fe2O3– 4-8% составная глины

Минералы:

3CaO*SiO2 или C3S– алит (45-60%)

2CaO*SiO2или C2S– двукальциевый силикат (белит, 20-30%)

3CaO*Al2O3или C3A– трехкальциевый силикат (4-10%)

4CaO*Al2O3*Fe2O3илиC4AF – 10-20%

где R- прочность, t- время.

2. Производство портландцемента

Процесс производства портландцемента:

1. Добыча известняка и глины

2. Приготовление сырьевой смеси (дробление, помол, корректировка состава сырья)

3. Обжиг

4. Помол клинкера совместно с гипсом

5. Магазинирование

1. Дубяго Д. С., Справочник по строительным материалам и изделиям / Д.С. Дубяго. – М.: Феникс, 2018. – 557 c.

2. Соколов Б. С., Прочность и трещиностойкость стеновых пане-лей зданий / Б.С. Соколов. – М.: АСВ, 2020. – 774 c.

3. Строительные материалы. Справочник. – Москва: РГГУ, 2021. – 568c.

4.  Теплоизоляция. Материалы, конструкции, технологии. – М.: НТС "Стройинформ", 2021. – 444 c.