Quali tipi di materiali da costruzione esistono? Classificazione dei materiali da costruzione I materiali da costruzione sono classificati secondo vari criteri

Categoria K: Materiali da costruzione

Classificazione dei materiali da costruzione

Materiali da costruzione diviso in naturale (naturale) e artificiale. Il primo gruppo comprende: foreste (legno tondo, legname); rocce dense e sciolte (pietra naturale, ghiaia, sabbia, argilla), ecc. Il secondo gruppo - materiali artificiali - comprende: leganti(cemento, calce), pietre artificiali (mattoni, blocchi); calcestruzzi; soluzioni; materiali metallici, termici e impermeabilizzanti; piastrelle di ceramica; pitture sintetiche, vernici e altri materiali, la cui produzione comporta trattamenti chimici.

I materiali da costruzione sono classificati in base al loro scopo e al campo di applicazione, ad esempio materiali di copertura - materiale di copertura, cemento-amianto, ecc.; muro - mattoni, blocchi; finiture - soluzioni, pitture, vernici; rivestimento, impermeabilizzazione, ecc., nonché in base alle caratteristiche tecnologiche della loro fabbricazione, ad esempio ceramica, sintetica, ecc. I materiali da costruzione termoisolanti costituiscono un gruppo speciale: sono realizzati con varie materie prime, utilizzate in vari progetti, ma sono combinati proprietà comune- bassa massa volumetrica e bassa conduttività termica, che determina il volume in costante aumento della loro produzione e l'uso diffuso nelle costruzioni.

I materiali da costruzione estratti o fabbricati nell'area della struttura in costruzione sono solitamente chiamati materiali da costruzione locali. Questi includono principalmente: sabbia, ghiaia, pietrisco, mattoni, calce, ecc. Quando si costruiscono edifici e strutture, è necessario utilizzare principalmente materiali da costruzione locali, il che riduce i costi di trasporto, che costituiscono una parte significativa del costo dei materiali.

Per i materiali da costruzione prodotti dalle imprese, esistono standard statali di tutta l'Unione - GOST e condizioni tecniche - TU. Le norme forniscono informazioni di base sul materiale da costruzione, ne danno la definizione, indicano materie prime, aree di applicazione, classificazione, divisione in gradi e gradi, metodi di prova, condizioni di trasporto e stoccaggio. GOST ha forza di legge e il suo rispetto è obbligatorio per tutte le imprese che producono materiali da costruzione.

La nomenclatura e i requisiti tecnici per i materiali e le parti da costruzione, la loro qualità, le istruzioni per la selezione e l'uso in base alle condizioni operative dell'edificio o della struttura in costruzione sono stabiliti nelle "Norme e regole di costruzione" - SNiP I-B.2-69, approvato dal Comitato statale per la costruzione dell'URSS nel 1962-1969 gg. come modificato nel 1972. Per ciascun materiale e prodotto sono stati sviluppati standard statali di tutta l'Unione (GOST).

Per il corretto utilizzo di un particolare materiale in costruzione, è necessario conoscere le proprietà fisiche, compresa la relazione dei materiali con l'azione dell'acqua e della temperatura, e le proprietà meccaniche.

Gli edifici residenziali, pubblici e industriali sono strutture progettate per accogliere persone e attrezzature varie e proteggerle dall'esposizione a ambiente. Tutti gli edifici sono costituiti da parti identiche nella destinazione: – la fondazione, che funge da fondazione dell'edificio e trasferisce il carico dall'intero edificio al terreno; – telaio: una struttura portante su cui sono installati gli elementi di recinzione dell'edificio; il telaio percepisce e ridistribuisce i carichi e li trasferisce alla fondazione; – strutture di recinzione che isolano il volume interno dell'edificio dall'influenza dell'ambiente esterno o separano le singole parti del volume interno le une dalle altre; Le strutture di recinzione comprendono muri, pavimenti e tetti, e negli edifici bassi, muri e pavimenti spesso fungono da cornice.

Sin dai tempi antichi, gli edifici residenziali e religiosi sono stati costruiti con materiali naturali: pietra e legno, e da essi sono state realizzate tutte le parti dell'edificio: fondamenta, muri, coperture. Questa versatilità del materiale presentava notevoli inconvenienti. La costruzione di edifici in pietra richiedeva molta manodopera; Per mantenere le normali condizioni termiche nell'edificio, i muri in pietra dovevano essere molto spessi (fino a 1 m o più), poiché la pietra naturale è un buon conduttore di calore. Per costruire i solai e le coperture furono installate molte colonne o realizzate pesanti volte in pietra, poiché la resistenza della pietra non era sufficiente a coprire grandi luci. Gli edifici in pietra, tuttavia, avevano una qualità positiva: la durabilità. Gli edifici in legno meno intensivi ma di breve durata venivano spesso distrutti dagli incendi.

Con lo sviluppo dell'industria apparvero nuovi materiali da costruzione con scopi diversi: per le coperture - lamiera, successivamente - materiali laminati e cemento-amianto; per strutture portanti - acciaio laminato e calcestruzzo ad alta resistenza; per isolamento termico - fibra di legno, lana minerale ecc.

La specializzazione e la produzione industriale di materiali da costruzione, semilavorati e prodotti hanno cambiato radicalmente la natura della costruzione. I materiali, e poi i prodotti da essi realizzati, cominciarono ad arrivare nei cantieri quasi già pronti; le strutture edilizie divennero più leggere ed efficienti (ad esempio, erano meglio protette dalla perdita di calore, dall'esposizione all'umidità, ecc.). All'inizio del 20 ° secolo. Iniziò la produzione in fabbrica di strutture edili (capriate metalliche, colonne in cemento armato), ma solo negli anni '50, per la prima volta al mondo, il nostro Paese iniziò a costruire edifici completamente prefabbricati da elementi già pronti.

La moderna industria dei materiali e dei prodotti da costruzione produce un gran numero di parti e materiali da costruzione finiti per vari scopi, ad esempio: piastrelle in ceramica per pavimenti, rivestimenti interni, piastrelle per facciate, mosaici di tappeti; feltro per tetti e glassine per coperture, isolamento e idro-isol per impermeabilizzazione. Per facilitare la navigazione in questa varietà di materiali e prodotti da costruzione, sono classificati. Le classificazioni più diffuse si basano sulla destinazione e sulle caratteristiche tecnologiche.

In base alla loro destinazione, i materiali si dividono nei seguenti gruppi: – materiali strutturali, che percepiscono e trasmettono i carichi nelle strutture edilizie; – isolamento termico, il cui scopo principale è ridurre al minimo il trasferimento di calore attraverso la struttura dell'edificio e garantire così le condizioni termiche necessarie della stanza con un consumo energetico minimo; – acustici (fonoassorbenti e insonorizzanti) - per ridurre il livello di “inquinamento acustico” nell'ambiente; – impermeabilizzazione e coperture - per creare strati impermeabili su tetti, strutture sotterranee e altre strutture che necessitano di essere protette dall'esposizione all'acqua o al vapore acqueo; – sigillatura - per sigillare giunti in strutture prefabbricate; – finitura - per migliorare le qualità decorative delle strutture edilizie, nonché per proteggere i materiali strutturali, isolanti termici e altri da influenze esterne; – usi speciali (ad esempio resistenti al fuoco o agli acidi), utilizzati nella costruzione di strutture speciali.

Alcuni materiali (ad esempio cemento, calce, legno) non possono essere classificati in nessun gruppo, poiché vengono utilizzati anche in forma pura e come materie prime per la produzione di altri materiali e prodotti da costruzione: questi sono i cosiddetti materiali scopo generale. La difficoltà di classificare i materiali da costruzione in base allo scopo è che gli stessi materiali possono essere classificati in gruppi diversi. Ad esempio, il calcestruzzo viene utilizzato principalmente come materiale strutturale, ma alcuni dei suoi tipi hanno uno scopo completamente diverso: in particolare il calcestruzzo leggero - materiali per l'isolamento termico; calcestruzzo extra pesante: materiali speciali utilizzati per la protezione dalle radiazioni radioattive.

La classificazione tecnologica si basa sul tipo di materia prima da cui si ottiene il materiale e sul metodo di fabbricazione. Questi due fattori determinano in gran parte le proprietà del materiale e, di conseguenza, il suo ambito di applicazione. Secondo il metodo di fabbricazione, si distingue tra materiali prodotti mediante sinterizzazione (ceramica, cemento), fusione (vetro, metalli), monolitizzazione mediante leganti (cemento, malte) e lavorazione meccanica di materie prime naturali (pietra naturale, materiali in legno) . Per una comprensione più approfondita delle proprietà dei materiali, che dipendono principalmente dalla tipologia della materia prima e dal metodo di lavorazione, il corso “Scienza dei Materiali” si basa sulla classificazione in base alle caratteristiche tecnologiche e solo in alcuni casi vengono considerati gruppi di materiali secondo lo scopo previsto.

Classificazione dei materiali da costruzione

Materiali da costruzione, o materiali da costruzione, è un termine molto ampio, che comprende un'enorme varietà di sostanze, oggetti, forme, ecc., che è semplicemente impossibile elencare in un unico articolo.
Tuttavia, l'interesse per la costruzione e la ristrutturazione cresce di anno in anno e recentemente sempre più dilettanti si sono interessati a quest'area. Per soddisfare questo interesse proviamo a capire quali sono le tipologie e le caratteristiche dei materiali da costruzione e dove è meglio acquistarli.
In generale, i materiali da costruzione comprendono tutti i materiali utilizzati durante le riparazioni o lavori di costruzione. Tuttavia, una vasta gamma di materiali da costruzione richiedeva la loro classificazione in tipi, gruppi e sottogruppi.

In sostanza, i materiali creati con la partecipazione umana, cioè i materiali da costruzione artificiali, hanno caratteristiche tecnologiche e funzionali superiori a quelli naturali, poiché sono stati creati e sviluppati dall'uomo per uno scopo specifico. Esistono materiali da costruzione ignifughi, resistenti alle vibrazioni, isolanti.......
Tuttavia, i materiali da costruzione naturali li superano sicuramente in termini di pulizia ambientale e aspetto elitario.

Un altro criterio per dividere i materiali da costruzione in gruppi è la divisione diretta per tipologia. Ad esempio, tutta la varietà di materiali da costruzione in argilla è solitamente classificata come un gruppo di prodotti ceramici, e tutto ciò che è realizzato utilizzando il cemento come legante per calcestruzzo o malte.

Se tocchiamo l'argomento della popolarità di questo o quel tipo di materiali da costruzione, allora non ci sono priorità qui e non possono essercene. Qualsiasi materiale da costruzione è necessario e importante in certo posto e un certo tempo. Esiste una certa tendenza alla "moda" tra i materiali da costruzione per la finitura, ma non è molto durevole e cambia così rapidamente che non è necessario tenerne conto quando si pianifica la domanda a lungo termine di prodotti da costruzione.

In generale, il mercato della vendita di materiali da costruzione sta crescendo rapidamente, sviluppandosi sia nell'ambito del commercio tradizionale, familiare a tutti - negozi di costruzioni, mercati delle costruzioni, mercati delle costruzioni, ecc. e nel campo delle nuove tecnologie - sotto forma di negozi di costruzioni online. Inoltre, anche molti grandi produttori di materiali da costruzione stanno sviluppando attivamente quest'area. Un esempio lampante di ciò è la Kharkov Construction Materials Corporation (KSM).
Dove e quanto acquistare è ovviamente una scelta del consumatore; possiamo solo dare alcune raccomandazioni;

Dove acquistare?

Esistono diversi modi per acquistare i materiali necessari per la costruzione o la riparazione; ovviamente ogni consumatore sceglie la modalità di acquisto in base alle proprie preferenze e abitudini. e ognuno ha opinioni diverse.
Alcuni aspettano le vendite nei grandi ipermercati specializzati nel commercio di materiali da costruzione, di norma tali negozi possono offrire sconti significativi su determinati gruppi di prodotti; Altri preferiscono utilizzare i servizi dei mercati delle costruzioni. Acquistando materiali edili in grandi quantità, puoi anche risparmiare in modo significativo.

Un altro modo per acquistare materiali da costruzione a buon mercato è utilizzare Internet per cercare, confrontare e acquistare tali materiali. In questo caso non solo potete evitare di perdere tempo e fatica confrontando le offerte disponibili, ma spesso anche ordinare i materiali da costruzione necessari direttamente da casa.
IN modi generali Gli acquisti sono tanti, sta a te decidere quale utilizzare.

I materiali da costruzione e i prodotti utilizzati nella costruzione, ricostruzione e riparazione di vari edifici e strutture sono suddivisi in naturali e artificiali, che a loro volta sono suddivisi in due categorie principali. La prima categoria comprende materiali da costruzione di uso generale: mattoni, calcestruzzo, cemento, legname, cartone catramato, ecc. Sono utilizzati nella costruzione di vari elementi edilizi (pareti, soffitti, rivestimenti, tetti, pavimenti). Alla seconda categoria appartengono quelli per usi speciali: impermeabilizzanti, termoisolanti, resistenti al fuoco, acustici, ecc.

I principali tipi di materiali e prodotti da costruzione sono: materiali da costruzione in pietra naturale e prodotti da essi realizzati; materiali leganti inorganici e organici; materiali e prodotti in pietra artificiale e strutture prefabbricate; materiali forestali e prodotti da essi derivati; prodotti in metallo, resine sintetiche e materie plastiche. A seconda dello scopo, delle condizioni di costruzione e di funzionamento di edifici e strutture, vengono selezionati materiali da costruzione, prodotti e strutture appropriati che abbiano determinate qualità e proprietà protettive dall’esposizione ai vari ambienti esterni. Tenendo conto di queste caratteristiche, qualsiasi materiale da costruzione deve avere determinate proprietà costruttive e tecniche. Quindi, ad esempio, il materiale per le pareti esterne degli edifici (mattoni, blocchi di cemento e ceramica) dovrebbe avere la conduttività termica più bassa con una resistenza sufficiente per proteggere i locali dal freddo esterno e resistere ai carichi trasferiti alle pareti da altre strutture (pavimenti, tetti); materiale per strutture di irrigazione e drenaggio (rivestimento di canali, vassoi, tubi, ecc.) - impermeabile e resistente alla bagnatura alternata (durante la stagione dei campi) e all'asciugatura (durante le pause tra le irrigazioni); Il materiale del manto stradale (asfalto, cemento) deve avere una resistenza sufficiente e una bassa abrasione per resistere ai carichi del traffico in transito e non essere distrutto dall'esposizione sistematica all'acqua, agli sbalzi di temperatura e al gelo.

Quando si inizia a studiare la sezione "Materiali e prodotti da costruzione", è necessario comprendere che tutti i materiali e prodotti da costruzione possono essere classificati in gruppi secondo vari criteri di classificazione: tipologie di prodotti (pezzi, rotoli, mastice, ecc.); le principali materie prime utilizzate (ceramica, a base di leganti minerali, polimero); metodi di produzione (pressato, calandra, estrusione, ecc.); scopo (strutturale, strutturale e di finitura, decorativo e di finitura); ambiti applicativi specifici (pareti, coperture, isolamento termico); origine (naturale o naturale, artificiale, minerale e organica).

I materiali da costruzione si dividono in materie prime (calce, cemento, gesso, legno grezzo), materiali semilavorati (pannelli di fibra e truciolare, compensati, travi, profilati metallici, mastici bicomponenti) e materiali pronti all'uso (mattoni, rivestimenti ceramici piastrelle, piastrelle per pavimenti e controsoffitti acustici).

I prodotti comprendono carpenteria (infissi, pannelli in parquet, ecc.), ferramenta (serrature, maniglie, altri accessori di falegnameria, ecc.), elettrici (apparecchi di illuminazione, prese, interruttori, ecc.), articoli sanitari (vasche, lavelli, lavelli e relativi accessori, ecc.). I prodotti includono parti di strutture edili - pareti in cemento e cemento armato e blocchi di fondazione, travi, colonne, solai e altri prodotti di impianti di prodotti in cemento armato e imprese del settore edile.

Quando si classificano materiali e prodotti, è necessario ricordare che devono avere buone proprietà e qualità. La proprietà è una caratteristica di un materiale (prodotto), manifestata durante la sua lavorazione, applicazione o funzionamento. La qualità è un insieme di proprietà di un materiale (prodotto) che determinano la sua capacità di soddisfare determinati requisiti in conformità con il suo scopo.

Le proprietà dei materiali e dei prodotti da costruzione sono classificate in tre gruppi principali: fisici, meccanici, chimici. Proprietà importanti che influenzano la scelta del metodo per la produzione di materiali da costruzione sono la producibilità, ovvero la semplicità e la facilità di lavorazione o lavorazione per ottenere prodotti della forma e dimensione desiderate, e l'intensità energetica - la quantità di energia richiesta per estrarre materie prime e ottenere materiale da costruzione e prodotti da esso.

Quando si valuta l'efficienza economica dei materiali da costruzione, oltre alle proprietà indicate, è molto importante la durabilità del materiale, che è caratterizzata dalla sua durata nella struttura senza riparazione, restauro o sostituzione.

Se i materiali vengono estratti vicino al cantiere, vengono chiamati materiali da costruzione locali. Il costo di tali materiali è significativamente ridotto grazie al risparmio sui costi di trasporto.

Le strutture leggere in acciaio a pareti sottili hanno buone caratteristiche termiche, basso costo e facilità di costruzione. La tecnologia LSTK consente di costruire case prefabbricate, cottage, condomini, ecc.

I materiali e i prodotti da costruzione sono classificati in base al grado di preparazione, origine, scopo e caratteristiche tecnologiche. In base al grado di preparazione si differenziano materiali da costruzione E prodotti da costruzione - prodotti finiti ed elementi montati e fissati sul luogo di lavoro. I materiali da costruzione includono legno, metalli, cemento, calcestruzzo, mattoni, sabbia, mortai Per massoneria e vari intonaci, pitture e vernici, pietre naturali ecc. Prodotti da costruzione sono pannelli e strutture prefabbricate in cemento armato, blocchi di finestre e porte, prodotti sanitari e cabine, ecc. A differenza dei prodotti, i materiali da costruzione sono sottoposti a lavorazione prima dell'uso - mescolati con acqua, compattati, segati, impastati, ecc. In base alla loro origine i materiali da costruzione si dividono in naturale e artificiale. Materiali naturali - si tratta di legno, rocce (pietre naturali), torba, bitume naturale e asfalto, ecc. Questi materiali sono ottenuti da materie prime naturali attraverso una lavorazione semplice senza modificare la loro struttura originale e composizione chimica. A artificiale i materiali includono mattoni, cemento, cemento armato, vetro, ecc. Sono ottenuti da materie prime naturali e artificiali, sottoprodotti industriali e agricoltura utilizzando tecnologie speciali. Materiali artificiali differiscono dalla materia prima originale sia nella struttura che nel composizione chimica, che è dovuto alla sua radicale lavorazione in fabbrica. Le classificazioni dei materiali più utilizzate si basano sul loro scopo e sulle caratteristiche tecnologiche. In base allo scopo previsto, i materiali sono suddivisi nei seguenti gruppi: materiali da costruzione- materiali che ricevono e trasferiscono i carichi nelle strutture edilizie; materiali per l'isolamento termico, il cui scopo principale è ridurre al minimo il trasferimento di calore attraverso la struttura dell'edificio e garantire così le condizioni termiche necessarie nella stanza con un consumo energetico minimo; materiali acustici(materiali fonoassorbenti e fonoimpedenti) - ridurre il livello di “inquinamento acustico” nell'ambiente; materiali per impermeabilizzazioni e coperture- per realizzare strati impermeabili su tetti, strutture interrate e altre strutture che necessitano di essere protette dall'esposizione all'acqua o al vapore acqueo; materiali di tenuta- per sigillare giunti in strutture prefabbricate; materiali di finitura - per migliorare le qualità decorative delle strutture edilizie, nonché per proteggere i materiali strutturali, isolanti termici e altri da influenze esterne; materiali per usi speciali(ad esempio resistente al fuoco o resistente agli acidi), utilizzato nella costruzione di strutture speciali. Alcuni materiali (ad esempio cemento, calce, legno) non possono essere classificati in nessun gruppo, poiché vengono utilizzati sia nella loro forma pura che come materie prime per la produzione di altri materiali e prodotti da costruzione. Questi sono i cosiddetti materiali di uso generale. La difficoltà di classificare i materiali da costruzione in base allo scopo è che gli stessi materiali possono essere classificati in gruppi diversi. Il calcestruzzo, ad esempio, viene utilizzato principalmente come materiale strutturale, ma alcune sue tipologie hanno uno scopo completamente diverso: il calcestruzzo particolarmente leggero è un materiale termoisolante; cemento particolarmente pesante: un materiale speciale utilizzato per la protezione dalle radiazioni radioattive. Secondo criteri tecnologici, i materiali sono suddivisi, tenendo conto del tipo di materia prima da cui si ottiene il materiale e del tipo di fabbricazione, nei seguenti gruppi: Naturale materiali lapidei e prodotti- ottenuti da rocce mediante lavorazione: blocchi e pietre murarie, lastre da paramento, elementi architettonici, pietrisco per fondazioni, pietrisco, ghiaia, sabbia, ecc. Materiali e prodotti ceramici- ottenuto da argilla con additivi mediante stampaggio, essiccazione e cottura: mattoni, blocchi e pietre ceramiche, piastrelle, tubi, prodotti in maiolica e porcellana, piastrelle da rivestimento e da pavimentazione, argilla espansa (ghiaia artificiale per calcestruzzo leggero), ecc. Vetro e altri materiali e prodotti derivanti da colate minerali- vetri per finestre e facciate, mattoni di vetro, vetri profilati (per recinzioni), piastrelle, tubi, prodotti in vetroceramica e vetro di scorie, colate di pietra. Leganti inorganici- materiali minerali, prevalentemente polverulenti, che mescolati con acqua formano un corpo plastico, che con il tempo acquisisce uno stato pietroso: cementi vari tipi, calce, leganti di gesso, ecc. Calcestruzzo- materiali lapidei artificiali ottenuti da una miscela di legante, acqua, inerti fini e grossolani. Il calcestruzzo con rinforzo in acciaio è chiamato cemento armato; resiste non solo alla compressione, ma anche alla flessione e alla tensione. Mortai - materiali lapidei artificiali costituiti da legante, acqua e inerti fini, che nel tempo passano dallo stato pastoso a quello lapideo. Materiali lapidei artificiali crudi- ottenuto sulla base di leganti inorganici e vari riempitivi: mattone di arenaria calcarea, prodotti in gesso e calcestruzzo a base di gesso, prodotti e strutture in cemento-amianto, calcestruzzo ai silicati. Leganti organici e materiali a base di essi - leganti per bitume e catrame, materiali per coperture e impermeabilizzazione: feltro per tetti, glassine, Izol, Brizol, idroisol, feltro per tetti, mastici adesivi, calcestruzzo bituminoso e malte. Materiali polimerici e prodotti- un gruppo di materiali ottenuti sulla base di polimeri sintetici (resine termoplastiche non termoindurenti): linoleum, relin, materiali sintetici per tappeti, piastrelle, plastica laminata in legno, fibra di vetro, plastica espansa, plastica espansa, plastica a nido d'ape, ecc. Materiali e prodotti in legno- ottenuto dalla lavorazione meccanica del legno: legname tondo, legname, pezzi grezzi per vari prodotti di falegnameria, parquet, compensato, battiscopa, corrimano, blocchi di porte e finestre, strutture incollate. Materiali metallici- i metalli ferrosi più utilizzati in edilizia (acciaio e ghisa), laminati (travi, profilati, angolari), leghe metalliche, soprattutto alluminio.

Proprietà fisiche dei materiali da costruzione

P

La densità del materiale può essere media o reale. Densità mediaρ с è la massa per unità di volume del materiale allo stato naturale, cioè con pori. La densità media (in kg/m3, kg/dm3, g/cm3) si calcola con la formula: dove m è la massa del materiale, kg, g; Ve - volume del materiale, m3, dm3, cm3. Viene chiamata la densità media dei materiali sfusi: pietrisco, ghiaia, sabbia, cemento, ecc densità apparente . Il volume comprende i pori direttamente nel materiale e i vuoti tra i grani. Densità relativa d è il rapporto tra la densità media del materiale e la densità della sostanza standard. Come sostanza standard viene presa acqua alla temperatura di 4°C e con una densità di 1000 kg/m3. La densità relativa (valore adimensionale) è determinata dalla formula: Vera densitàρ u è la massa per unità di volume di un materiale assolutamente denso, cioè senza pori e vuoti. Si calcola in kg/m 3, kg/dm 3, g/cm 3 secondo la formula: dove m è la massa del materiale, kg, g; Va è il volume del materiale allo stato denso, m3, dm3, cm3. U materiali inorganici, pietre naturali e artificiali, costituite principalmente da ossidi di silicio, alluminio e calcio, la densità reale è compresa tra 2400 e 3100 kg/m3, per i materiali organici, costituiti principalmente da carbonio, ossigeno e idrogeno, è 800-1400 kg/m3 m3, per legno - 1550 kg/m3. La densità reale dei metalli varia in un ampio intervallo: alluminio - 2700 kg/m 3, acciaio - 7850, piombo - 11300 kg/m 3. Porosità P- grado di riempimento del volume del materiale con pori. Calcolato in % utilizzando la formula: dove ρс, ρu sono le densità medie e reali del materiale. Per i materiali da costruzione P varia dallo 0 al 90%. Per i materiali sfusi è determinato vuoto (porosità intergranulare). In base alla dimensione dei pori, i materiali sono suddivisi in materiali a pori fini, in cui le dimensioni dei pori sono misurate in centesimi e millesimi di millimetro, e materiali a pori grandi (le dimensioni dei pori vanno da decimi di millimetro a 1~2 mm ).

Proprietà idrofisiche dei materiali da costruzione

Igroscopicità- la proprietà di un materiale capillare-poroso di assorbire il vapore acqueo dall'aria umida. L'assorbimento di umidità dall'aria è spiegato dall'adsorbimento del vapore acqueo sulla superficie interna dei pori e dalla condensazione capillare. Questo processo, chiamato assorbimento, è reversibile. I materiali fibrosi con porosità significativa, come isolanti termici e materiali per pareti, hanno una superficie dei pori interni sviluppata e quindi un'elevata capacità di assorbimento. Assorbimento d'acqua- la capacità di un materiale di assorbire e trattenere l'acqua. L'assorbimento d'acqua caratterizza principalmente la porosità aperta, poiché l'acqua non passa nei pori chiusi. Viene chiamato il grado di riduzione della resistenza di un materiale alla sua massima saturazione d'acqua resistenza all'acqua. Resistenza all'acquaè caratterizzato numericamente dal coefficiente di rammollimento K size, che caratterizza il grado di riduzione della resistenza a seguito della sua saturazione con acqua. Umiditàè il grado di contenuto di umidità nel materiale. Dipende dall'umidità dell'ambiente, dalle proprietà e dalla struttura del materiale stesso. Permeabilità all'acqua- la capacità del materiale di far passare l'acqua sotto pressione. È caratterizzato dal coefficiente di filtrazione K f, m/h, che è pari alla quantità di acqua V in m 3 che attraversa un materiale con area S = 1 m 2, spessore a = 1 m durante un tempo t = 1 ora, con una differenza di pressione idrostatica P1 - P2 = 1 m di colonna d'acqua: La caratteristica inversa della permeabilità all'acqua è l'impermeabilità, ovvero la capacità di un materiale di non consentire il passaggio dell'acqua sotto pressione. Permeabilità al vapore- la capacità dei materiali di trasmettere vapore acqueo attraverso il loro spessore. È caratterizzato da un coefficiente di permeabilità al vapore μ, g/(mhchPa), che è pari alla quantità di vapore acqueo V per m 3 che attraversa un materiale di spessore a = 1 m, area S = 1 m² per un tempo t = 1 ora, con differenza pressioni parziali P 1 - P 2 = 133,3 Pa: Resistenza al gelo- la capacità di un materiale in uno stato saturo d'acqua di non collassare durante ripetuti periodi di congelamento e scongelamento alternati. La distruzione avviene a causa del fatto che il volume dell'acqua quando si trasforma in ghiaccio aumenta del 9%. La pressione del ghiaccio sulle pareti dei pori provoca forze di trazione nel materiale.

Proprietà termofisiche dei materiali da costruzione

Conduttività termica- la capacità dei materiali di condurre il calore. Il trasferimento di calore avviene a causa delle differenze di temperatura tra le superfici che delimitano il materiale. La conducibilità termica dipende dal coefficiente di conducibilità termica λ, W/(mx°C), che è pari alla quantità di calore Q, J che attraversa un materiale di spessore d = 1 m, area S = 1 m2 in un tempo t = 1 ora, con una differenza di temperatura tra le superfici t2 - t1 = 1 °C: Con una densità media nota, utilizzando la formula seguente, è possibile calcolare approssimativamente il coefficiente di conducibilità termica λ, W/(mx°C), del materiale allo stato asciutto: la conduttività termica dei materiali con umidità aumenta notevolmente. Ciò si spiega con il fatto che il coefficiente di conducibilità termica dell'acqua è 0,58 W/(mx°C), e quello dell'aria è 0,023 W/(mx°C), cioè lo supera di 25 volte. Capacità termica- la capacità dei materiali di assorbire il calore quando riscaldati. È caratterizzato capacità termica specifica s, J/(kgx°C), che è pari alla quantità di calore Q, J spesa per riscaldare un materiale di massa m = 1 kg per aumentarne la temperatura di t 2 -t 1 = 1°C : Resistenza al fuoco- la capacità del materiale di resistere senza distruzione all'azione simultanea di alte temperature e acqua. Il limite di resistenza al fuoco di una struttura è il tempo in ore dall'inizio della prova al fuoco fino alla comparsa di uno dei seguenti segnali: fessurazione, crollo o aumento della temperatura su una superficie non riscaldata. In base alla resistenza al fuoco, i materiali da costruzione sono divisi in tre gruppi: ignifugo, ignifugo, combustibile. I materiali ignifughi non bruciano né carbonizzano se esposti ad alte temperature o al fuoco; i materiali difficili da bruciare sono difficili da accendere, bruciare e carbonizzare, ma ciò accade solo in presenza di fuoco; i materiali combustibili si incendiano o bruciano e continuano a bruciare o bruciare dopo che la fonte dell'incendio è stata rimossa. Resistenza al fuoco- la capacità del materiale di resistere all'esposizione prolungata alle alte temperature senza deformarsi o sciogliersi. In base al grado di resistenza al fuoco, i materiali sono suddivisi in ignifugo, che può resistere a temperature da 1580 °C e superiori; refrattario, che può sopportare temperature di 1360...1580°C; fusibile, resistendo a temperature inferiori a 1350 °C.

Proprietà meccaniche dei materiali da costruzione

Al principale proprietà meccaniche i materiali includono resistenza, elasticità, plasticità, rilassamento, fragilità, durezza, abrasione, ecc. Forza- la capacità dei materiali di resistere alla distruzione e alla deformazione dovuta a sollecitazioni interne derivanti dall'influenza di forze esterne o altri fattori, come assestamenti irregolari, riscaldamento, ecc. È valutata mediante limiti di resistenza. Questo è il nome dato allo stress che nasce in un materiale dall'azione di carichi che ne provocano la distruzione. Esistono limiti alla resistenza dei materiali in compressione, tensione, flessione, taglio, ecc. Il limite di resistenza in compressione e tensione R SZh(P), MPa, è calcolato come il rapporto tra il carico che distrugge il materiale P, N, alla sezione trasversale F, mm 2: La resistenza alla flessione ultima R I, MPa, è calcolata come il rapporto tra il momento flettente M, Nxmm, e il momento di resistenza del campione, mm 3: Una caratteristica importante dei materiali è fattore di qualità costruttiva. Questo è un valore condizionale che è uguale al rapporto tra la resistenza alla rottura del materiale R, MPa, e la sua densità relativa: k.k.k. = R/d Elasticità- la capacità dei materiali sotto l'influenza dei carichi di cambiare forma e dimensione e ripristinarli al cessare del carico. L'elasticità è valutata dal limite elastico b impresa unitaria, MPa, che è uguale al rapporto tra il carico maggiore che non provoca deformazioni residue del materiale, PU UP, N, e l'area della sezione trasversale iniziale F 0, mm2: b SU= R SU /F 0 Plastica- la capacità dei materiali di cambiare forma e dimensione sotto l'influenza dei carichi e di trattenerli dopo la rimozione dei carichi. La plasticità è caratterizzata da allungamento o contrazione relativa. La frattura dei materiali può essere fragile o duttile. Durante la frattura fragile, le deformazioni plastiche sono insignificanti. Relax- la capacità dei materiali di ridurre spontaneamente lo stress sotto l'influenza costante di forze esterne. Ciò si verifica a seguito di movimenti intermolecolari nel materiale. Durezza- la capacità di un materiale di resistere alla penetrazione di materiale più duro al suo interno. Per materiali diversi viene determinato utilizzando metodi diversi. Così, quando si testano i materiali lapidei naturali, si utilizza la scala di Mohs, composta da 10 minerali disposti in fila, con un indice di durezza condizionale da 1 a 10, quando un materiale più duro con un numero di serie più alto graffia quello precedente. I minerali sono disposti nel seguente ordine: talco o gesso, gesso o salgemma, calcite o anidrite, fluorite, apatite, feldspato, quarzite, topazio, corindone, diamante. La durezza di metalli, cemento, legno e plastica viene valutata premendovi dentro una sfera d'acciaio, un cono diamantato o una piramide. La durezza di un materiale non sempre corrisponde alla resistenza. Pertanto, il legno ha la stessa resistenza del cemento, ma una durezza molto inferiore. Abrasione - la capacità dei materiali di collassare sotto l'influenza di forze abrasive. L'abrasione I in g/cm 2 è calcolata come il rapporto tra la perdita di massa del campione m 1 -m 2 in g dall'influenza delle forze abrasive all'area di abrasione F in cm2; I = (m 1 - m 2) / R. I viene determinato testando i campioni su un cerchio di abrasione o in un tamburo a scaffale. Indossare- la proprietà di un materiale di resistere agli effetti simultanei dell'abrasione e dell'urto. L'usura di un materiale dipende dalla sua struttura, composizione, durezza, resistenza e abrasione. Fragilità- la proprietà di un materiale di collassare improvvisamente sotto l'influenza del carico, senza che si sia verificato un cambiamento evidente nella forma e nelle dimensioni. Un materiale fragile, a differenza della plastica, non può essere pressato nella forma desiderata, poiché tale materiale si rompe in pezzi e si sbriciola sotto carico. Pietre, vetro, ghisa, ecc. sono fragili.

Il concetto di roccia e minerale. Principali minerali che costituiscono le rocce

Rocce- la principale fonte di materiali da costruzione. Le rocce vengono utilizzate nell'industria dei materiali da costruzione come materie prime per la produzione di ceramica, vetro, isolamento termico e altri prodotti, nonché per la produzione di leganti inorganici: cemento, calce e gesso. Rocce- si tratta di formazioni naturali di composizione e struttura più o meno definite, che formano corpi geologici indipendenti nella crosta terrestre. Minerali sono chiamati omogenei nella composizione chimica e proprietà fisiche parti costitutive della roccia. La maggior parte dei minerali sono solidi, ma a volte sono liquidi (mercurio nativo). A seconda delle condizioni di formazione, le razze di montagna sono divise in tre gruppi genetici: 1) rocce ignee, formatosi a seguito del raffreddamento e della solidificazione del magma; 2) rocce sedimentarie, che è sorto negli strati superficiali della crosta terrestre dai prodotti degli agenti atmosferici e della distruzione di varie rocce; 3) rocce metamorfiche, che sono il prodotto della ricristallizzazione e dell'adattamento delle rocce alle condizioni fisico-chimiche che sono cambiate nella crosta terrestre. Minerali che formano le rocce Attualmente si conoscono circa 5.000 minerali. 25 minerali sono prevalentemente coinvolti nella formazione delle rocce. I principali minerali che formano le rocce sono silice, alluminosilicati, ferroso-magnesiaci, carbonati, solfati. Minerali del gruppo della silice. I minerali di questo gruppo includono quarzo. Può essere in forma cristallina o amorfa. Quarzo cristallo sotto forma di biossido di silicio SiO 2 - uno dei minerali più comuni in natura. La silice amorfa si presenta come caduto in disgrazia SiO2 x NH 2 O. Il quarzo è caratterizzato da un'elevata resistenza chimica alle temperature ordinarie. Il quarzo fonde ad una temperatura di circa 1700°C, per questo trova largo impiego nei materiali ignifughi. Minerali del gruppo degli alluminosilicati - feldspati, miche, caoliniti. I feldspati costituiscono il 58% dell'intera litosfera e sono i minerali più comuni. Le loro varietà sono ortoclasio e plagioclasio. Ortoclasio- feldspato di potassio - K2O x Al2O3 x 6SiO2. Ha densità media 2,57 g/cm3, durezza - 6-6,5. È la parte principale dei graniti e delle sieniti. Plagioclasi- minerali costituiti da una miscela di soluzioni solide albite e anortite. Albite- feldspato sodico - Na2O x Al2O3 x 6SiO2. Anortite - feldspato calcico – CaO x Al2O3 x 2SiO2. I plagioclasi si trovano nelle rocce acide e basiche. La resistenza alla compressione dei feldspati è 120-170 MPa, che è inferiore alla resistenza del quarzo. Si erodono sotto l'influenza dell'acqua contenente anidride carbonica, provocando la formazione caolinite. Mica- alluminosilicati acquosi con struttura stratificata, capaci di dividersi in lamelle sottili. I due tipi più comuni sono: muscovite e biotite. Moscovita- mica potassica incolore. Ha un'elevata resistenza chimica ed è refrattario. Biotite- mica ferroso-magnesiaca di colore nero o verde-nero. Una varietà acquosa di mica è la vermiculite. È formato da biotite a seguito di processi idrotermali. Quando la vermiculite viene riscaldata a 750 °C, l'acqua legata chimicamente viene persa, per cui il suo volume aumenta di 18-40 volte. La vermiculite espansa viene utilizzata come materiale isolante termico. Caolinite - Al2O3 x 2SiO2 x 2H3O è un minerale ottenuto dalla distruzione di feldspati e miche. Si presenta sotto forma di masse terrose e sciolte. Utilizzato per la produzione di materiali ceramici. Silicati di ferro-magnesio. I minerali di questo gruppo sono pirosseni, anfiboli e olivina. A pirosseni includere augite, parte del gabbro anfiboli - orneblenda, che fa parte dei graniti. Olivina incluso in diabasi e basalti. Prodotto resistente agli agenti atmosferici olivina - crisotilo-amianto. Questi minerali sono silicati di magnesio e ferro e sono di colore scuro. Hanno un'elevata resistenza agli urti e agli agenti atmosferici. Minerali del gruppo carbonatico. Questi includono calcite, magnesite, dolomite. Fanno parte delle rocce sedimentarie. Calcite- CaCO3 - ha una densità media di 2,7 g/cm3, durezza - 3. Bolle se esposto ad una soluzione debole di acido cloridrico. Incluso in pietra calcarea, marmo e travertino. Magnesite- MgCO3 - ha una densità media di 3,0 g/cm3, durezza - 3,5-4. Bolle dall'acido cloridrico caldo. Forma una razza con lo stesso nome. Dolomite- CaCO3 x MgCO3 - ha una densità di 2,8-2,9 g/cm3, durezza - 3,5-4. In termini di proprietà, occupa una posizione intermedia tra calcite e magnesite. Incluso in marmo. Forma una razza con lo stesso nome. I minerali del gruppo dei solfati sono gesso e anidrite. Malta - CaSO4 x 2H3O - ha una densità media di 2,3 g/cm3, durezza - 1,5-2,0, colori - bianco, grigio, rossastro. La struttura è cristallina. Si scioglie bene in acqua. Forma una roccia - pietra di gesso. Anidrite- CaSO4 - ha una densità media di 2,9-3 g/cm3, durezza - 3-3,5, struttura - cristallina. Quando è saturo d'acqua si trasforma in gesso.

Tutti i materiali hanno una certa struttura a livello macro o microstruttura. Macro: struttura grande, visibile ad occhio nudo. Microstruttura visibile con uno strumento ottico.

I materiali vengono classificati in materiali omogenei ed eterogenei in base alla loro struttura. Materiali omogenei, quando un volume unitario contiene in media lo stesso numero di elementi strutturali omogenei.

I materiali eterogenei contengono diversi elementi strutturali o un numero diverso di essi. Una struttura omogenea non sempre può esserlo a livello della microstruttura del materiale.

I materiali da costruzione sono classificati in base a:

A) appuntamenti:

B) per le materie prime:

B) condizioni di lavoro;

D) per origine:

D) metodo di produzione:

A) Classificazione per scopo.

I materiali in base allo scopo previsto sono suddivisi in strutturali e di finitura. Gli elementi strutturali di un edificio si dividono in portanti e di contenimento, orizzontali e verticali. Le strutture verticali includono fondazioni, muri e colonne. Per solai orizzontali, travi, traversi, capriate, solai. Strutture portanti sopportare il carico non solo del proprio peso, ma anche di strutture e attrezzature che giacciono sopra di loro, mobili, persone, ecc. Le strutture di recinzione dividono lo spazio interno in stanze separate e proteggono l'edificio dagli influssi atmosferici.

B) Classificazione per materie prime:

Materiali lapidei naturali - sfusi (sabbia, pietrisco, ghiaia...), materiali in pezzi.

I leganti inorganici sono un prodotto della cottura di materie prime naturali o miscele artificiali con successiva macinazione (cemento Portland, cemento di scorie Portland, calce, gesso).

Calcestruzzi e malte a base di leganti inorganici

Materiali ceramici. Ottenuto dall'argilla mediante modellatura, essiccazione, cottura. (mattoni, piastrelle, tubi).

Materiali provenienti da colate minerali (vetro).

Materiali isolanti termici e acustici a base di leganti organici (pannelli di fibra morbida, pannelli di torba) e inorganici (lana minerale, lana di vetro).

Materiali bituminosi e catramati (cartone animato, mastice, cartone catramato).

Materiali da costruzione polimerici (fibra di vetro, polistirene espanso...).

Materiali per pitture e vernici.

Materiali forestali.

Materiali metallici.

I materiali efficaci sono quelli a basso costo, durevoli e altamente durevoli. Per ridurre i costi, cercano di utilizzare come materie prime i rifiuti di varie industrie. utilizzare tecnologie di risparmio energetico. La produzione di cemento utilizzando il metodo a secco aiuta a ridurre il calore di 1,5 - 2 volte.

B) Classificazione in base alle condizioni operative del materiale:

I materiali da costruzione strutturali che assorbono e trasmettono i carichi sono pietra naturale, cemento e materiali da costruzione, ceramica, polimero, foresta, metallo, composito, cemento polimerico.

Materiali per usi speciali: isolamento termico (plastica espansa, lana minerale), acustico, impermeabilizzante, copertura, sigillatura, ignifugo, protezione dalle radiazioni, anticorrosivo.

D) Materiali da costruzione per origine divisi in naturali ed artificiali. Presente naturalmente in natura. Questi includono legno, materiali lapidei naturali e bitume. I materiali artificiali non si trovano in natura, ma sono ottenuti mediante lavorazione ad alta temperatura e pressione o esposizione simultanea ad alta temperatura e pressione. I processi di lavorazione o ottenimento di materiali sono associati a complessi processi fisici o chimici di modifica della struttura, ecc.

D) Secondo il metodo di produzione i materiali da costruzione, ad esempio derivati ​​dai metalli, sono classificati in quelli fabbricati con metodi:

Premendo

Rotolamento

Tutti i materiali da costruzione devono soddisfare gli standard GOST nelle loro proprietà.