Книги / Строительные материалы_ Краткий курс_ Н_А_ Машкин, О_А_ Игнатова(1)
.pdf
Н.А. МАШКИН О.А. ИГНАТОВА
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
КРАТКИЙ КУРС
НОВОСИБИРСК 2012
3
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (СИБСТРИН)
Н.А. Машкин, О.А. Игнатова
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
КРАТКИЙ КУРС
Рекомендовано Новосибирским региональным отделением УМО вузов Российской Федерации по образованию в области строительства
в качестве учебного пособия для студентов заочной формы обучения и второго высшего образования
по направлению 270800.62 «Строительство»
НОВОСИБИРСК 2012
4
УДК 691
ББК 38.3 М 383
Машкин Н. А.
Строительные материалы. Краткий курс : учеб. пособие / / Н. А. Машкин, О. А. Игнатова ; Новосиб. гос. архитектур.-строит. ун-т (Сибстрин). – 2-е изд., перераб. – Новосибирск : НГАСУ (Сибстрин), 2012. – 200 с.
ISBN 978-5-7795-0617-5
Учебное пособие представляет собой краткий курс лекций и содержит основные сведения о современных строительных материалах. Представлены краткие данные о структуре, свойствах материалов, основах технологии их производства, области эффективного применения.
Пособие предназначено для студентов заочной формы обучения по направлению 270800.62 «Строительство», а также для слушателей, обучающихся по системе подготовки второго высшего образования, и специалистов строительной отрасли.
Второе переработанное издание, 2001 г.
Печатается по решению издательско-библиотечного совета НГАСУ (Сибстрин)
Рецензенты:
П.М. Плетнев, д-р техн. наук, профессор СГУПС; А.П. Пичугин, д-р техн. наук, профессор НГАУ
ISBN 978-5-7795-0617-5 © Машкин Н.А., Игнатова О.А., 2012 © Новосибирский государственный
архитектурно-строительный университет (Сибстрин), 2012
5
Учебное издание
Машкин Николай Алексеевич Игнатова Ольга Арнольдовна
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
КРАТКИЙ КУРС
Учебное пособие
Темплан 2012 г.
Редактор Э.Е. Полякова
Санитарно-эпидемиологическое заключение № 54.НС.05.953.П.006252.06.06 от 26.06.2006 г.
Подписано к печати 21.12.2012. Формат 60×84 1/16 д.л. Гарнитура Таймс. Бумага офсетная. Ризография.
Объем 11,9 уч.-изд.л.; 12,75 п.л. Тираж 300 экз. Заказ №
Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) 630008, Новосибирск, ул. Ленинградская, 113
Отпечатано мастерской оперативной полиграфии НГАСУ (Сибстрин)
6
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................... |
10 |
1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ |
|
МАТЕРИАЛОВ |
|
1.1. Классификация..................................................................... |
11 |
1.2. Физические свойства ........................................................... |
12 |
1.3. Механические свойства....................................................... |
16 |
1.4. Неразрушающие методы контроля |
|
материалов и изделий ................................................................. |
20 |
2. ПРИРОДНЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ |
|
2.1. Общие сведения о природных каменных материалах...... |
24 |
2.2. Основные породообразующие минералы.......................... |
25 |
2.3. Горные породы..................................................................... |
28 |
2.4. Производство каменных строительных материалов ........ |
33 |
3. МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА |
|
3.1. Общие сведения о минеральных вяжущих........................ |
39 |
3.2. Основы технологии производства |
|
минеральных вяжущих.............................................................. |
40 |
3.3. Воздушные вяжущие вещества |
|
3.3.1. Известь воздушная ........................................................ |
41 |
3.3.2. Гипсовые вяжущие........................................................ |
43 |
3.3.3. Магнезиальные вяжущие.............................................. |
45 |
3.3.4. Жидкое стекло и кислотоупорный цемент ................. |
47 |
3.4. Гидравлические вяжущие вещества |
|
3.4.1. Портландцемент ............................................................ |
48 |
3.4.2. Специальные виды цементов ....................................... |
57 |
3.4.3. Вяжущие вещества автоклавного твердения .............. |
59 |
4. БЕТОНЫ |
|
4.1. Общие сведения и классификация бетонов....................... |
61 |
4.2. Материалы для тяжелого бетона ........................................ |
64 |
7
4.2.1. Цемент ............................................................................ |
64 |
4.2.2. Мелкий заполнитель ..................................................... |
64 |
4.2.3. Крупный заполнитель ................................................... |
67 |
4.2.4. Добавки для бетонов ..................................................... |
69 |
4.3. Бетонные смеси и их свойства............................................ |
71 |
4.4. Твердение бетона ................................................................. |
74 |
4.5. Свойства бетона ................................................................... |
76 |
4.6. Методика подбора состава бетона ..................................... |
80 |
4.7. Основы технологии бетонов ............................................... |
82 |
4.8. Специальные виды тяжелых бетонов ................................ |
85 |
4.9. Легкие бетоны ...................................................................... |
87 |
4.10. Железобетон ....................................................................... |
90 |
4.11. Силикатные изделия автоклавного твердения ................ |
98 |
5. СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ |
|
5.1. Общие сведения ................................................................. |
101 |
5.2. Кладочные и отделочные растворы ................................. |
104 |
5.3. Специальные растворы...................................................... |
105 |
6. СТЕКЛО И ПЛАВЛЕНЫЕ ИЗДЕЛИЯ |
|
6.1. Состав и основные свойства стекла ................................. |
108 |
6.2. Изделия из стекла............................................................... |
110 |
6.3. Ситаллы и литые каменные изделия................................ |
118 |
7. СТРОИТЕЛЬНАЯ КЕРАМИКА |
|
7.1. Общие сведения о керамических строительных |
|
материалах ................................................................................. |
120 |
7.2. Основы производства керамических материалов ........... |
124 |
7.3. Керамические изделия....................................................... |
125 |
8. МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ |
|
8.1. Общие сведения о древесине ............................................ |
135 |
8.2. Свойства древесины .......................................................... |
138 |
8.3. Методы повышения долговечности древесины.............. |
141 |
8.4. Строительные изделия из древесины............................... |
143 |
8
9. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ |
|
9.1. Общие сведения о теплоизоляционных материалах ...... |
146 |
9.2. Органические теплоизоляционные материалы ............... |
148 |
9.3. Неорганические теплоизоляционные материалы ........... |
152 |
9.4. Акустические материалы .................................................. |
157 |
10. КРОВЕЛЬНЫЕ, ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ |
|
И ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ |
|
10.1. Общие сведения о гидроизоляционных материалах .... |
161 |
10.2. Органические связующие ............................................... |
162 |
10.3. Рулонные материалы ....................................................... |
166 |
10.4. Мастики, бетоны и герметики ........................................ |
171 |
11. ПОЛИМЕРНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ |
|
11.1. Общие сведения о полимерах и пластмассах................ |
180 |
11.2. Технология и свойства полимерных материалов.......... |
184 |
11.3. Полимерные материалы и изделия в строительстве..... |
186 |
12. ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ |
|
12.1. Назначение лакокрасочных материалов ........................ |
193 |
12.2. Классификация лакокрасочных материалов ................. |
194 |
12.3. Компоненты и их назначение ......................................... |
196 |
12.4. Общие технические свойства ......................................... |
198 |
12.5. Технология лакокрасочных материалов ........................ |
201 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................ |
202 |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ......................................... |
203 |
9
ВВЕДЕНИЕ
Строительный материал – продукция природного происхождения или изготовленная в условиях промышленного производства, предназначенная для изготовления в процессе строительства, реконструкции, капитального ремонта зданий и сооружений, строительных конструкций этих зданий и сооружений, выполнения защитных и отделочных покрытий зданий и сооружений, а также для изготовления в условиях промышленного производства строительных изделий и строительных конструкций.
Строительное изделие – это изготовленная из строительных материалов в условиях промышленного производства продукция, предназначенная для применения в качестве элемента строительных конструкций, зданий и сооружений.
Строительная конструкция – это изготовленная из строи-
тельных материалов или изделий в условиях промышленного производства часть зданий или сооружений, выполняющая определенные несущие, ограждающие или эстетические функции.
Номенклатура – перечень названий основных видов готовой продукции.
Сырье, сырьевые материалы – исходные вещества или их смеси (сырьевая смесь) из двух или большего числа компонентов, которые перерабатываются для получения строительных материалов и изделий.
10
1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Классификация
При изучении курса строительных материалов могут рассматриваться различные классификации строительных материалов: по роду сырья, из которого производятся материалы, общности технологических процессов их изготовления, функциональному назначению и областям применения. Например, по назначению строительные материалы можно подразделить на:
Конструкционные: |
– |
природные каменные материалы; |
|
– |
искусственные каменные материалы |
|
|
(бетон, раствор, керамика, стекло); |
|
– металлы (сталь, чугун, алюминий, |
|
|
|
сплавы); |
|
– |
пластмассы; |
|
– |
древесные материалы; |
|
– |
композиционные материалы (асбестоце- |
|
|
мент, бетонополимеры, стеклопластики) |
Специального |
– |
вяжущие вещества; |
назначения: |
– |
теплоизоляционные; |
|
– |
акустические; |
|
– |
гидроизоляционные; |
|
– |
отделочные; |
|
– материалы для пола и дорожные; |
|
|
– |
огнеупорные; |
|
– |
для защиты от радиации |
В свою очередь, свойства строительных материалов зависят от их состава и структуры:
Составы: |
– |
химический (химические элементы); |
|
– минералогический (минералы); |
|
|
– фазовый (агрегатный); |
|
|
– |
вещественный (компоненты – вещества) |
|
|
|
11
Структура определяется пространственным расположением атомов и молекул:
1. |
Макроструктура (видимая |
– |
плотная; |
|
невооруженным глазом): |
– |
конгломератная; |
|
|
– |
ячеистая; |
|
|
– |
мелкопористая; |
|
|
– |
волокнистая; |
|
|
– |
слоистая; |
|
|
– |
рыхло-зернистая |
|
|
|
|
2. |
Микроструктура (видимая |
– |
кристаллическая; |
|
под оптическим микроско- |
– |
аморфная |
|
пом) |
|
|
3. |
Внутреннее строение |
– |
атомы; |
|
(определяется рентгено- |
– |
молекулы |
|
структурным анализом, |
|
|
|
электронной микроскопией): |
|
|
Свойства материалов: физические (параметры состояния,
гидрофизические, теплофизические, защитные); механические;
технологические.
1.2. Физические свойства
Параметры состояния
1. Плотность: – абсолютная (истинная) = m/Va – масса еди-
ницы объема абсолютно плотного материала (г/см3, кг/м3):
=1–1,6 г/см3 – органические материалы;
=2,2–3,3 г/см3 неорганические материалы;
–средняя m = m/Vе, масса единицы объема материала в естественном состоянии:
m= 15 кг/м3 – пенопласт; 500 кг/м3 – древесина; 2400 кг/м3 – бетон; 7850 кг/м3 – сталь;
12