Upotreba u konstrukciji materijala u obliku. Vrste građevinskih materijala i njihova klasifikacija. Uticaj tehnološkog napretka na građevinarstvo

Radi lakšeg snalaženja u raznovrsnosti građevinskih materijala, oni se razvrstavaju prema namjeni, na osnovu uslova rada materijala u konstrukcijama ili na tehnološkoj osnovi, uzimajući u obzir vrstu sirovine od koje se materijal dobija i način proizvodnje.

Prema namjeni, materijali se mogu podijeliti u dvije grupe:

strukturalni i materijali posebne namjene.

građevinski materijali, koji se uglavnom koriste za nosive konstrukcije, razlikuju se sljedeće:

prirodni kameni materijali.

Neorganska veziva.

Umjetni kamen dobijen od:

monolitni uz pomoć veziva (beton, armirani beton, rješenja);

sinterovanje (keramički materijali);

topljenje (staklo).

Metali (čelik, liveno gvožđe, aluminijum, legure).

polimera i plastike.

Drvo.

Kompozit (azbest cement, fiberglas,...).

Građevinski materijali posebne namjene potrebno za zaštitu konstrukcija od štetnih uticaja okoline ili poboljšanje performansi i stvaranje udobnosti, sledeće:

Toplotna izolacija.

Acoustic.

Hidroizolacija, krovište, brtvljenje.

Finishing.

Antikorozivni.

Vatrostalna.

Materijali za zaštitu od zračenja itd.

Svaki materijal ima kompleks različitih svojstava koja određuju opseg njegove primjene i mogućnost kombinacije s drugim materijalima.

Poznato je da svojstva građevinskih materijala određuju opseg njihove primjene. Samo pravilnom i kvalitativnom procjenom svojstava materijala mogu se dobiti čvrste i izdržljive građevinske konstrukcije zgrada i objekata.

Nekretnina- sposobnost materijala da reaguje na određeni načinna zasebno ili najčešće djelujući u sprezi s drugimspoljni ili unutrašnji faktor. Djelovanje jednog ili drugog faktora određeno je kako sastavom i strukturom materijala, tako i radnim uvjetima materijala u izgradnji zgrada i građevina.

FAKTORI KOJI UTIČU NA PONAŠANJE

GRAĐEVINSKI MATERIJALI POD POŽARNIM USLOVIMA

Operativni faktori:

Da bi zgrada ili građevina ispunila svoju svrhu i bila trajna, potrebno je jasno razumjeti uvjete rada u kojima će raditi svaka konstrukcija koju oni proizvedu. Poznavajući ove uvjete, moguće je utvrditi koja svojstva treba imati materijal namijenjen za izradu date konstrukcije.

Na primjer, glavni zahtjev za materijale od kojih su napravljene nosive konstrukcije je njihova sposobnost da dobro odole promjeni oblika i razaranju pod utjecajem opterećenja, kao i, u nekim slučajevima, niska toplinska provodljivost i zvučna propusnost ( na primjer, za omote zgrada).

Operativni faktori uključuju:

Obim materijala.

Radni uslovi.

Faktori požara:

temperatura i trajanje požara.

Oprema za gašenje požara.

Agresivno okruženje u slučaju požara (toksičnost produkata sagorevanja, uništavajući materijali).

Stambene, javne i industrijske zgrade su objekti dizajnirani za smještaj ljudi i različite opreme i zaštitu od utjecaja okoline.

Svi objekti se sastoje od dijelova iste namjene:

• - temelj, koji služi kao temelj zgrade i prenosi opterećenje sa cijele zgrade na tlo;
• - okvir - noseća konstrukcija na koju se postavljaju ogradni elementi zgrade; okvir percipira i preraspoređuje opterećenja i prenosi ih na temelj;
• - ogradne konstrukcije koje izoluju unutrašnji volumen zgrade od uticaja spoljašnje sredine ili odvajaju pojedine delove unutrašnje zapremine jedan od drugog; Ogradne konstrukcije uključuju zidove, stropove i krovove, au niskim zgradama zidovi i podovi često služe kao okvir.

Od davnina su stambeni i sakralni objekti građeni od prirodnih materijala - kamena i drveta, a od njih su napravljeni svi dijelovi objekta: temelj, zidovi, krov. Takva prisilna univerzalnost materijala (nije bilo drugih materijala) imala je značajne nedostatke. Izgradnja kamenih zgrada bila je radno intenzivna; za održavanje normalnog toplotnog režima u objektu, kameni zidovi su morali biti veoma debeli (do 1 m ili više) zbog činjenice da je prirodni kamen dobar provodnik toplote. Za izradu stropova i krovova postavljeno je mnogo stupova ili su napravljeni teški kameni svodovi, jer je čvrstoća kamena na savijanje i rastezanje nedovoljna za pokrivanje velikih raspona. Kamene građevine imaju jednu pozitivnu kvalitetu - trajnost. Manje radno intenzivne i materijalno intenzivni, ali kratkotrajne drvene zgrade često su uništavane požarima.

Razvojem industrije pojavili su se novi, specijalizovani građevinski materijali: za krovove - limovi, valjani materijali i azbest cement; za nosive konstrukcije - valjani čelik i beton visoke čvrstoće; za termoizolaciju - fibrolit, mineralna vuna itd.

Pojavio se u XX veku. Sintetički polimeri dali su poticaj uvođenju polimernih materijala visokih performansi (plastike) u građevinarstvo. U modernoj gradnji široko se koriste polimerni završni materijali, podni materijali (linoleum, pločice), brtvila, pjenasta plastika itd.

Specijalizacija i industrijska proizvodnja građevinskog materijala i proizvoda radikalno su promijenili prirodu gradnje. Materijali, a zatim i proizvodi od njih, isporučuju se na gradilište praktično u gotovom obliku, građevinske konstrukcije su postale lakše i efikasnije (na primjer, bolje štite od gubitka topline, od vlage). Početkom XX veka. Započela je fabrička proizvodnja građevinskih konstrukcija (metalne rešetke, armirano-betonski stubovi), ali tek 1950-ih godina, po prvi put u svijetu, počinje masovna gradnja stambenih objekata od montažnih armirano-betonskih elemenata (blok i velikopanelna konstrukcija) godine. naša zemlja.

Moderna industrija građevinskog materijala i proizvoda proizvodi veliki broj gotovih građevinskih materijala i proizvoda za različite namjene, na primjer: keramičke pločice za podove, za unutarnje obloge, fasade, tepih mozaike; valjani i komadni materijali za krovove, specijalni materijali za hidroizolaciju. Kako bi se lakše snašli u ovoj raznolikosti građevinskih materijala i proizvoda, uobičajeno je klasificirati ih.

Najraširenije klasifikacije su prema namjeni i tehnološkim karakteristikama.

Prema namjeni, materijali su podijeljeni u sljedeće grupe:

• - konstrukcijske, koje percipiraju i prenose opterećenja;
• - toplotna izolacija, čija je osnovna svrha minimizirati prijenos topline kroz omotač zgrade i na taj način osigurati potrebne toplinske uslove prostorije uz minimalnu potrošnju energije;
• - akustični (upijajući zvuk i zvučno izolovan) - smanjenje nivoa "zagađenja bukom" prostorije;
• - hidroizolacija i pokrivanje - za stvaranje vodonepropusnih slojeva na krovovima, podzemnim objektima i drugim objektima koje je potrebno zaštititi od vode ili vodene pare;
• - zaptivanje - za zaptivanje spojeva u montažnim konstrukcijama;
• - završna obrada - za poboljšanje dekorativnih kvaliteta građevinskih konstrukcija, kao i za zaštitu konstrukcijskih, toplotnoizolacionih i drugih materijala od spoljašnjih uticaja;
• - posebne namjene (vatrostalne, otporne na kiseline, itd.), koje se koriste u izgradnji posebnih konstrukcija.

Neki materijali (na primjer, cement, kreč, drvo) ne mogu se pripisati nijednoj grupi, jer se koriste i u izvornom stanju i kao sirovine za proizvodnju drugih građevinskih materijala i proizvoda - to su tzv. -namenski materijali. Teškoća klasifikacije građevinskog materijala prema namjeni je u tome što se isti materijali mogu svrstati u različite grupe. Na primjer, beton se uglavnom koristi kao konstrukcijski materijal, ali neke od njegovih vrsta imaju potpuno drugačiju svrhu: posebno lagani beton - toplinski izolacijski materijali; posebno teški betoni su materijali posebne namjene koji se koriste za zaštitu od radioaktivnog zračenja.

Osnova klasifikacije prema tehnološkim karakteristikama je vrsta sirovine od koje se materijal dobija i način proizvodnje. Ova dva faktora u velikoj mjeri određuju svojstva materijala i, shodno tome, opseg njegove primjene.

Prema načinu proizvodnje razlikuju se dobijeni materijali:

• - sinterovanje (keramika, cement);
• - topljenje (staklo, metali);
• - monolitni uz pomoć veziva (beton, rastvori);
• - mehanička obrada prirodnih sirovina (prirodni kamen, drveni materijali).

Budući da svojstva materijala uglavnom zavise od vrste sirovine i načina njegove obrade, u nauci o građevinskim materijalima koriste se klasifikaciju prema tehnološkoj osnovi, a samo u nekim slučajevima se grupe materijala razmatraju prema namjeni.

Ogroman broj naziva građevinskih materijala, koji sada čine njihov širok raspon, pokušavaju se predstaviti u obliku sistemskih klasifikacija iz grupa koje su manje-više slične u nekim aspektima.

Kao klasifikacijske karakteristike biraju se: namjena proizvodnje građevinskih materijala, vrsta sirovine, glavni pokazatelj kvalitete, na primjer, njihova masa, čvrstoća i drugo. Trenutno, klasifikacija također uzima u obzir funkcionalnu svrhu, na primjer, toplinski izolacijski materijali, akustični materijali i drugi, pored podjele na grupe na osnovu sirovina - keramike, polimera, metala itd. Jedan dio materijala spojenih u grupe odnosi se na prirodne, a drugi dio na umjetne.

Svaka grupa materijala ili njihovi pojedinačni predstavnici u industriji odgovaraju određenim granama industrije, kao što su industrija cementa, industrija stakla i dr., a sistematski razvoj ovih industrija obezbjeđuje realizaciju planova izgradnje objekata.

Prirodni, odnosno prirodni, građevinski materijali i proizvodi dobijaju se direktno iz utrobe zemlje ili preradom šumskih površina u „poslovnu šumu“. Ovim materijalima se daje određeni oblik i racionalne dimenzije, ali ne mijenjaju svoju unutrašnju strukturu, sastav, na primjer, kemijski. Češće od ostalih se koriste prirodni šumski (drvo) i kameni materijali i proizvodi. Pored njih, u gotovom obliku ili jednostavnom obradom, mogu se dobiti bitumen i asfalt, ozokerit, kazein, kir, neki proizvodi biljnog porijekla, poput slame, trske, lomače, treseta, ljuski itd., ili životinja, kao što su vuna, kolagen, bonska krv itd. Svi ovi prirodni proizvodi se u relativno malim količinama koriste i u građevinarstvu, iako šumski i prirodni kameni materijali i proizvodi ostaju glavni.

Vještački građevinski materijali i proizvodi proizvode se uglavnom od prirodnih sirovina, rjeđe od nusproizvoda industrije, poljoprivrede ili umjetno dobivenih sirovina. Proizvedeni građevinski materijali razlikuju se od originalnih prirodnih sirovina kako po strukturi tako i po hemijskom sastavu, što je povezano sa radikalnom preradom sirovina u fabrici uz uključivanje posebne opreme i troškova energije za ovu namenu. Fabrička prerada uključuje organske (drvo, nafta, gas, itd.) i anorganske (minerali, kamen, rude, šljaka i dr.) sirovine, što omogućava dobijanje raznolikog spektra materijala koji se koriste u građevinarstvu. Između pojedinih vrsta materijala postoje velike razlike u sastavu, unutrašnjoj strukturi i kvalitetu, ali su i međusobno povezane kao elementi jedinstvenog sistema materijala.

I iako je još uvijek malo poznatih općih obrazaca koji izražavaju odnos između materijala koji su kvalitativno heterogeni i različitog porijekla ili između pojava i procesa tokom formiranja njihovih struktura, ono što je već poznato dovoljno je da se gotovo svi materijali spoje u jedan sistem.

U građevinarstvu su umjetni materijali mnogo raznovrsniji, što je jedno od važnih dostignuća čovječanstva. Ali prirodni materijali i dalje se široko koriste u svom "izvornom" obliku, dajući im potrebne vanjske oblike i veličine.

Izbor građevinskog materijala jedno je od glavnih pitanja u izgradnji bilo kojeg objekta: industrijskog kompleksa, seoske kuće, vikendice, male vikendice ili, čak, kupatila, šupe ili svlačionice. Trajnost objekata, kao i njihov estetski izgled, ovisi o kvaliteti građevinskog materijala. Stoga biste trebali kupovati građevinski materijal samo od provjerenih dobavljača.

Svi materijali imaju određenu strukturu na nivou makro ili mikro strukture. Makro velika, struktura vidljiva golim okom. Mikrostruktura vidljiva optičkim instrumentom.

Prema svojoj strukturi postoje homogeni i heterogeni materijali. Homogeni materijali, kada jedinica zapremine sadrži u prosjeku isti broj homogenih strukturnih elemenata.

Heterogeni materijali sadrže različite strukturne elemente ili njihov različit broj. Ne uvijek homogena struktura može imati jednu na nivou mikrostrukture materijala.

Građevinski materijali se klasifikuju prema:

A) sastanci:

B) za sirovine:

B) prema uslovima rada;

D) po poreklu:

D) način proizvodnje:

A) klasifikacija prema namjeni.

Materijali se prema namjeni dijele na konstruktivne i završne. Konstruktivni elementi zgrade dijele se na nosive i ogradne, horizontalne i vertikalne. U vertikalne spadaju temelji, zidovi, stupovi. Na horizontalne stropove, grede, prečke, rešetke, ploče. Noseće konstrukcije podnose opterećenje ne samo svojom težinom, već i iznad osnovnih konstrukcija i opreme, namještaja, ljudi itd. Ogradne konstrukcije dijele unutrašnjost na zasebne prostorije i štite objekat od atmosferskih utjecaja.

B) Klasifikacija prema sirovinama:

Prirodni kameni materijali - rastresiti (pijesak, lomljeni kamen, šljunak...), komadni materijali.

Neorganska veziva su proizvod sagorevanja prirodnih sirovina ili veštačkih mešavina sa naknadnim mlevenjem (portland cement, portland šljaka cement, kreč, gips).

Beton i malter na bazi neorganskih veziva

keramičkih materijala. Dobija se od gline kalupljenjem, sušenjem, pečenjem. (cigla, pločice, cijevi).

Materijali od mineralnih talina (staklo).

Toplotnoizolacijski i akustični materijali na organskom (mekana vlaknasta ploča, tresetne ploče) i neorganskom (mineralna vuna, staklena vuna) vezivu.

Bitumenski i katranski materijali (krovni materijal, mastika, krovni filc).

Polimerni građevinski materijali (fiberglas, pjenasta plastika...).

Boje i lakovi.

Šumski materijali.

metalni materijali.

Učinkoviti materijali su oni koji su niske cijene, izdržljivi, visoke čvrstoće. Kako bi smanjili troškove, kao sirovinu pokušavaju koristiti otpad iz raznih industrija. koristiti tehnologije za uštedu energije. Proizvodnja cementa suhom metodom pomaže u smanjenju topline za 1,5 - 2 puta.

C) Klasifikacija prema radnom stanju materijala:

Konstrukcijski građevinski materijali koji percipiraju i prenose opterećenje - prirodni kamen, beton i konstrukcija, keramika, polimer, drvo, metal, kompozit, polimerbeton.

Materijali posebne namjene - toplotnoizolacijski (pjenasta plastika, mineralna vuna), akustični, hidroizolacijski, krovni, zaptivni, vatrostalni, za zaštitu od zračenja, antikorozivni.

D) Građevinski materijali po poreklu dijelimo na prirodne i umjetne. Prirodna pojava u prirodi. To uključuje drvo, materijale od prirodnog kamena, bitumen. Umjetni materijali se ne javljaju u prirodi, već se dobivaju obradom na visokoj temperaturi i pritisku ili istovremenim djelovanjem visoke temperature i pritiska. Procesi obrade ili dobijanja materijala povezani su sa složenim fizičkim ili hemijskim procesima promene strukture itd.

D) Po načinu proizvodnje Građevinski materijali, na primjer od metala, razvrstavaju se u one proizvedene po metodama:

pritiskom

valjanje

Svi građevinski materijali moraju biti u skladu sa GOST-om prema svojim svojstvima.

Kategorija općih građevinskih materijala uključuje popis nezamjenjivih proizvoda koji se široko koriste u različitim građevinskim industrijama. Koriste se u izgradnji novih objekata i rekonstrukciji postojećih, stoga su izuzetno traženi. Opšti građevinski materijali su osnovna osnova svake konstrukcije, stoga su podložni najvišim zahtjevima u pogledu čvrstoće, pouzdanosti i vijeka trajanja.

• proizvodi od armiranog betona;
• cigle;
• blokovi;
• rastresitih i rasutih materija.

Prva grupa - betonska roba. Proizvodi od armiranog betona su konstrukcije proizvedene u fabrici brizganjem uz naknadno očvršćavanje. Ova metoda proizvodnje omogućava vam kontrolu kvalitete proizvoda i provođenje brojnih testova materijala na usklađenost s regulatornim zahtjevima. Ova grupa uključuje ploče, šipove, ivičnjake, temeljne blokove i mnoge druge proizvode. Koriste se u svim fazama izgradnje

Sljedeća kategorija su cigle. Proizvodi su vještačko kamenje pravilnog oblika, izrađeno od mineralnih materijala (glina, silikatne kompozicije, ćerpič i dr.). Koristi se kao glavni materijal za izgradnju objekata. Što se tiče blokova, oni se koriste za izgradnju vanjskih ogradnih konstrukcija za stambene, javne, industrijske i poljoprivredne objekte sa normalnim temperaturnim i vlažnim režimom unutrašnjeg prostora. Mogu se izrađivati ​​od gaziranog betona, mješavine vapna i pijeska i drugih kompozitnih materijala.

Posljednja grupa - rasute tvari. To uključuje pijesak, ekspandiranu glinu, šljunak i mnoge druge. Razlikuju se po frakciji (veličini granula), gustoći i čvrstoći. Koriste se u različite svrhe - kao punilo za kompozicije i mješavine, toplinski izolacijski sloj, kao i rasuti materijal za uređenje jastuka.

Pouzdanost i trajnost konstrukcije ovisi o njihovoj kvaliteti. Stoga, ako je potrebno, potrebno je kontaktirati kompanije koje nude samo certificirane proizvode.