Классификация строительных материалов, их основные свойства

Строительные материалы и изделия классифицируют по ряду признаков:

· по происхождению - на природные или естественные (гранит, песок и др). и искусственные (керамика, стекло и др.);

· по химическому составу – на минеральные (металлы и сплавы на их основе, цемент и т.п.) и органические (древесина, полимеры и т.п.);

· по назначению - на конструкционные, вяжущие, отделочные, тепло­изоляционные, для полов, для остекления и др.

Как правило, минеральные материалы отличаются высокой плотностью, прочностью, морозостойкостью, химической стой­костью и огнестойкостью. Коэффициент теплопроводности таких материалов выше, чем органических. Их применяют для конструк­ционных элементов и деталей.

Органические материалы в большинстве случаев не обладаю­т высокой прочностью и огнестойкостью, за исключением древесных, поэтому их используют в качестве теплоизоляционных, отделоч­ных, кровельных.

Основные свойства строительных материалов условно можно разделить на несколько групп.

К первой группе относятся физические свойства строительных материалов: плотность и пористость.

Плотность (ρ, кг/м³) — величина, определяемая отношением массы материала к занимаемому им объему.

Пористость оценивается отношением объема пор к общему объему материала. Она существенно влияет на эксплуатационные и теплотехнические свой­ства материала. Пористость строительных материалов колеблется в очень широ­ких пределах, от нуля (сталь, стекло) до 0,9 (плиты из минеральной ваты).

Вторую группу составляют эксплуатационные свойства строительных материалов, характеризующие устой­чивость материала в условиях эксплуатации в зданиях и сооружениях. К ним относят главным образом следующие свойства: водопоглощение, гигроскопичность, водопро­ницаемость, морозостойкость.

Водопоглощением называется степень насыщения материала водой. Водопоглощение определяют как отношение разности масс образца материала, насыщенного водой, и абсолютно сухого к мас­се сухого образца (в процентах).Водопоглощение различных строительных материалов колеб­лется в очень широких пределах. Например, водопоглощение глиняного обык­новенного кирпича составляет 8...20 %, керамических плиток — не выше 2%, тяжелого бетона — около 3%, гранита — 0,5...0,7 % и т. д.

Гигроскопичность (от гигро... и греч. skopeo - наблюдаю) - способность строительных материалов поглощать влагу из окружающей среды (обычно пары воды из воздуха). Гигроскопичность как и водопоглощение различных строительных материалов колеб­лется в очень широких пределах.

Водопроницаемостью называется способность материала про­пускать воду под давлением. Водонепроницаемость зависит от плот­ности и строения материалов. Особо плотные материалы (напри­мер, стекло), а также материалы с замкнутыми мелкими порами водонепроницаемы. Водопроницаемость характеризуется массой (объемом) воды, прошедшей за 1 ч через участок поверхности материала площадью 1 см² при постоянном давлении.

Морозостойкость — способность материалов, насыщенных водой, выдерживать многократное переменное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и без значительного пони­жения прочности. Морозостойкость материала характеризуется количеством цик­лов попеременного замораживания и оттаивания.

К третьей группе относятся механические свойства строительных материалов: прочность, твердость, истираемость и др.

Прочность — способность материала противостоять разруше­нию при внешних воздействиях. На конструкции действуют силы тяжести тех элементов, которые они несут. На них воздействуют температурные деформации деталей, давление ветра, воды и др. В зависимости от характера нагрузки в материале возникают де­формации растяжения, сжатия, изгиба, сдвига (среза). Обычно предел прочности материалов выражается в мегапаскалях: например, торфяных плит—0,5 МПа, стали—500... 1500 МПа. Предел прочности строительного кирпича при сжатии составляет 7,5...30 МПа, а при изгибе— 1,5...40 МПа.

Твердостью называется способность материала сопротивляться проникновению в него постороннего более твердого тела (индентора) в виде шарика, конуса или пирамиды. Она характеризуется отношением нагрузки к площади отпечатка, оставленного индентором, или глубиной внедрения индентора. Твердость для большинства строительных материалов пропорциональна их прочности.

Истираемость — способность материала противостоять изна­шиванию при трении. Характеризуется она потерями массы образ­ца в течение некоторого времени. Истираемость материала зависит от его твердости. Твердость и истираемость являются одними из основных характеристик тех материалов, которые подвергаются трению (материалы для полов, лестниц и т. д.).

В четвертую группу объединены теплотехнические свойства строительных ма­териалов, важнейшими из которых являются: теплопроводность, огнестойкость и огне­упорность.

В пятую группу входят химические свойства, характеризующие способность строительных материалов быть химически стойкими в различных средах, не вступая с ними во взаимодействие. К важнейшим химическим свойствам относят коррозионную стойкость, окисляемость, кислотостойкость и др.

Иногда также выделяют так называемые технологические свойства строительных материалов, которые характеризуют способность материала к обработке при изготовлении из них строительных изделий.