|
Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури
В.О. Бондар БУДІВЕЛЬНЕ МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО Конспект лекций 2011р. ЗМІСТ
ПЕРЕДМОВА ..............................................................................................9 Розділ 1. ЗНАЧЕННЯ КУРСУ «БУДІВЕЛЬНЕ МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО». ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ, БУДОВА, СКЛАД, ВЛАСТИВОСТІ МАТЕРІАЛІВ...........................................................................................11 1.1. Значення курсу «Будівельне матеріалознавство»...................... 11 1.2. Загальні відомості........................................................................ 12 1.2.1. Стандартизація будівельних матеріалів...................................... 12 1.2.2. Класифікація будівельних матеріалів........................................ 13 1.3. Будова та склад матеріалів.............................................................. 14 1.3.1. Будова матеріалів.......................................................................... 14 1.3.2. Склад матеріалів........................................................................... 15 1.4. Властивості будівельних матеріалів.............................................. 15 1.4.1. Фізичні властивості матеріалів.....................................…........... 15 1.4.2. Механічні властивості матеріалів................................................ 18 1.4.3. Хімічні й технологічні властивості матеріалів........................... 22 Контрольні запитання............................................................................ 23 Розділ 2. ПРИРОДНІ БУДІВЕЛЬНІ МАТЕРІАЛИ............................... 24 2.1. Гірські породи й мінерали............................................................... 24 2.1.1. Магматичні гірські породи.......................................................... 25 2.1.2. Осадові гірські породи................................................................ 26 2.1.3. Метаморфічні гірські породи.................................................... 28 2.1.4. Природні кам’яні матеріали....................................................... 29 2.1.5. Техногенні відходи……………………………………………... 29 2.2. Лісові матеріали………………………………………………….. 35 2.2.1. Загальні відомості……………………………………………… 35 2.2.2. Будова і склад деревини………………………………………... 36 2.2.3. Загальні властивості деревини………………………………… 37
2.2.4. Деревні породи………………………………………………….. 38 2.2.5. Вади деревини…………………………………………………... 39 2.2.6. Захист деревини від гниття, ураження комахами і займання... 39 2.2.7. Матеріали й вироби з деревини………………………………... 40 Контрольні запитання…………………………………………………. 42 Розділ 3. КЕРАМІЧНІ МАТЕРІАЛИ Й ВИРОБИ.........................…... 43 3.1. Загальні відомості…………………………………………………. 43 3.2. Сировина для виробництва керамічних матеріалів…………… 44 3.3. Загальна схема технології виробництва керамічних матеріалів.. 45 3.4. Керамічні матеріали й вироби…………………………………..... 46 3.4.1. Стінові керамічні матеріали…………………………………..... 46 3.4.2. Вироби для оздоблення фасадів……………………………….. 47 3.4.3. Плитки для внутрішнього оздоблення……………………....... 48 3.4.4. Вироби для покрівлі й перекриттів…………………………... 49 3.4.5. Санітарно-технічна кераміка й керамічні вироби спеціаль- ного призначення……………………..……………………………........50 Контрольні запитання………………………………………………… 51 Розділ 4. СКЛО І МАТЕРІАЛИ НА ОСНОВІ МІНЕРАЛЬНИХ РОЗПЛАВІВ………................................................................................ 52 4.1. Загальні відомості……………………………………………….... 52 4.2. Основи виробництва скла………………………………………… 52 4.3. Властивості скла і скловиробів…………………………………... 53 4.4. Різновид скляних виробів………………………………………… 54 4.5. Ситали, шлакоситали і ситалопласти…………………………….. 56 Контрольні запитання………………………………………………..... 57 Розділ 5. МЕТАЛИ Й МЕТАЛІЧНІ КОНСТРУКЦІЇ , ЗАСТОСОВУВАНІ В БУДІВНИЦТВІ ……………………………… 58 5.1. Загальні відомості………………………………………………….58 5.2. Класифікація металів……………………………………………… 58 5.3. Основи технології чорних металів………………………………. 59 5.3.1. Виробництво чавуну…………………………………………….. 59 5.3.2. Виробництво сталі та її застосування у будівництві………..... 59 5.4. Кольорові метали і сплави………………………………………... 61 Контрольні запитання……………………………………………….... 62 Розділ 6. НЕОРГАНІЧНІ В’ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ…………………... 63 6.1. Загальні відомості………………………………………………… 63 6.2. Повітряні в’яжучі речовини……………………………………… 63 6.2.1 Гіпсові в’яжучі речовини……………………………………….. 63 6.2.2. Повітряне вапно…………………………………………………. 65 6.2.3. Магнезіальні в’яжучі……………………………………………. 67 6.3. Гідравлічні в’яжучі речовини…………………………………..... 67 6.3.1. Гідравлічне вапно……………………………………………...... 67 6.3.2. Портландцемент…………………………………………………. 67 6.3.3. Спеціальні види портландцементу…………………………...... 76 Контрольні запитання …………………………………………………. 79 Розділ 7. ШТУЧНІ МАТЕРІАЛИ Й ВИРОБИ НА ОСНОВІ МІНЕРАЛЬНИХ В’ЯЖУЧИХ РЕЧОВИН.............................................80 7.1. Матеріали й вироби на основі портландцементу……………..... 80 7.2. Залізобетон…………………………………………………………. 82 7.3. Азбестоцементні вироби та конструкції………………………..... 86 7.4. Матеріали й вироби на основі вапняних в’яжучих речовин……. 91 7.5. Матеріали й вироби на основі гіпсових в’яжучих речовин…… 92 Контрольні запитання………………………………………………… 92 Розділ 8. ЗАПОВНЮВАЧІ ДЛЯ РОЗЧИНІВ І БЕТОНІВ...................93 8.1. Функції заповнювачів у бетонах і розчинах. Класифікація заповнювачів…………………………………………………………... 93 8.2. Оцінка якості дрібного заповнювача…………………………..... 95 8.3. Оцінка якості великого заповнювача…………………………… 96 8.4. Пористі заповнювачі……………………………………………... 97 8.5. Оцінка якості води………………………………………………… 97 8.6. Добавки……………………………………………………………..98 Контрольні запитання…………………………………………………..100 Розділ 9. БЕТОНИ....................................................................................101 9.1. Загальні відомості. Класифікація бетонів……………………….. 101 9.2. Властивості бетонної суміші…………………………………….. 102 9.3. Основи технології бетону………………………………………... 104 9.4. Твердіння бетону…………………………………………………. 113 9.5. Основні властивості важкого бетону……………………………. 114 9.6. Легкі бетони……………………………………………………….. 117 9.6.1. Легкі бетони на пористих заповнювачах…………………........ 118 9.6.2. Ніздрюваті бетоні……………………………………………….. 119 9.6.3. Крупнопористі бетони………………………………………….. 120 9. 7. Спеціальні види бетонів………………………………………..... 120 Контрольні запитання………………………………………………..... 121 Розділ 10. БУДІВЕЛЬНІ РОЗЧИНИ Й СУХІ БУДІВЕЛЬНІ СУМІШІ………….................................................................................... 122 10.1. Загальні відомості……………………………………………….. 122 10.2. Будівельні розчини……………………………………………..... 122 10.2.1. Матеріали для виготовлення розчинних сумішей…………… 123 10.2.2. Властивості розчинних сумішей і затверділих розчинів……. 124 10.2.3. Підбір складу при готування і транспортування розчинів….. 126 10.2.4. Види будівельних розчинів……………………………………. 127 10. 3. Сухі будівельні суміші………………………………………….. 130 10.3.1. Характеристика сухих будівельних сумішей фізичного призначення............................................................................................. 131 10.3.2. Характеристика сухих будівельних сумішей різного призначення............................................................................................. 133 Контрольні запитання………………………………………………..... 135 Розділ 11. БІТУМНІ Й ДЬОГТЬОВІ В’ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ, МАТЕРІАЛИ НА ЇХНІЙ ОСНОВІ....................................................... 136 11.1. Загальні відомості……………………………………………...... 136 11.2. Властивості бітумних і дьогтьових в’яжучих речовин.............. 137 11.3. Застосування бітумних і дьогтьових в’яжучих............................ 139 11.4. Асфальтобетони і розчини............................................................. 142 Контрольні запитання……………………………………………....….. 143 Розділ 12. ПОЛІМЕРНІ МАТЕРІАЛИ.................................................. 144 12.1. Загальні відомості……………………………………………...... 144 12.2. Класифікація полімерних речовин…………………………....... 144 12.3. Склад і властивості пластмас………………………………….... 145 12.3.1. Склад пластмас……………………………………………….... 145 12.3.2. Властивості пластмас................................................................. 145 12.4. Технологія виробництва пластмас............................................... 146 12.5. Застосування полімерних матеріалів і виробів.......................... 148 12.5.1. Конструкційні полімерні матеріали........................................... 148 12.5.2. Опоряджувальні полімерні матеріали...................................... 152 12.5.3. Полімерні матеріали для покриттів підлог............................... 152 12.5.4. Теплоізоляційні полімерні матеріали....................................... 153 12.6. Оцінка довговічності. Проблеми екології виробництва та застосування полімерних матеріалів……………….…………….…155 Контрольні запитання…………………………………………….…… 157 Розділ 13. ЛАКОФАРБОВІ МАТЕРІАЛИ........................................... 158 13.1. Загальні відомості......................................................................... 158 13.2. Основні компоненти лакофарбової композиції.......................... 158 13.3. Маркування лакофарбових матеріалів........................................ 160 13.4. Види лакофарбових матеріалів.................................................... 161 13.5 Класифікація та характеристика лакофарбових покриттів…… 163 13.6. Особливості використання лакофарбових матеріалів та оцінка їхньої екологічності…………………………………………………….170 Контрольні запитання ………………………………………………….175
Короткий словник спеціальних термінів, що використовуються для вивчення курсу « Будівельне матеріалознавство»......................... 176 Додатки…………………………………………………………………...178 Нормативні документи…………………………………………………..187 Список літератури..................................................................................... 198 ПЕРЕДМОВА Будівництво є частиною матеріальної культури суспільства, за ним можна судити про прогрес науки і техніки, особливості побуту, національні традиції. Людина почала будувати перші житла ще в епоху неоліту (3 тис. років до н.е.), використовуючи природні матеріали: камені, шматки дерева, глину. Приблизно 7000 років тому, з використанням природного каменю в Древньому Єгипті вже будувалися ансамблі храмових і палацевих будинків, величезні піраміди-гробниці фараонів, багато з яких збереглися до наших днів не тільки як архітектурні пам'ятки, але і як свідчення нерозривного зв'язку людини і будівельного матеріалу. На зорі своєї будівельної діяльності люди, обмазуючи глиною дерев'яний каркас, одержували досить міцну стіну, згодом для будівництва почали використовувати виготовлені з глиняного тіста і висушені на сонці кубики – цеглу-сирець, а ще пізніше навчилися обпалювати вироби з глиняного тіста – виробляти міцну і довговічну кераміку. Так почали з'являтися штучні будівельні матеріали – не взяті готовими в природи, а виготовлені руками майстрів. Згодом будівельними матеріалами стали скло, метал, бетон, пластмаси. Сучасні масштаби будівництва й різноманіття архітектурних рішень стимулюють розвиток ряду галузей знань, висуваючи перед наукою і технікою нові практичні завдання. Побудувати будинок, здатний прослужити людині століття, не так просто, це вимагає великих знань і рівня розвитку техніки. Вітчизняна наука відіграє важливу роль у розвитку будівельного матеріалознавства. Створені нашими вченими технології виробництва цементу, металу, бетону, кераміки, теплоізоляційних і композиційних матеріалів використовують багато країн. За минулі десятиліття побудовані нові міста, зведені унікальні об'єкти, такі, як гідротехнічні споруди, промислові підприємства, атомні електростанції, наукові, навчальні й культурні центри. Завдяки союзу науки і будівельної інженерії створюються технології одержання нових, високоефективних, екологічно чистих матеріалів функціонального призначення. Виробництво цих матеріалів засновано на безвідходних і енергозберігаючих технологіях. З використанням теорії і технології композиційних матеріалів стрімко росте виробництво композитів, які володіють питомою міцністю, що перевищує аналогічну характеристику сталі в 15 разів. Сьогодні в Україні великою популярністю користуються системи «сухого будівництва», що з успіхом заміняють традиційні штукатурку і цегельну кладку. Цікаві дослідження пов’язані з розробкою високоміцних бетонів (90...800МПа) за рахунок використання мікронаповнювачів, суперпластифікаторів, полімерів та дисперсного армування. З огляду на бурхливий розвиток науки і техніки фахівці припускають, що основними будівельними матеріалами в майбутньому також будуть метал, бетон і залізобетон, кераміка, скло, деревина, полімери. Нові будівельні матеріали будуть створюватися на тій же сировинній основі, але із застосуванням більш прогресивних технологічних прийомів і безвідходних технологій. Потік нових матеріалів з високими експлуатаційними характеристиками, довговічністю і надійністю буде збільшуватися. Основним критерієм при виборі матеріалу буде екологічний. |
|
|