Классификация и основные свойства строительных материалов

К основным строительным материалам относятся: природные (естественные) каменные материалы, неорганические и органи­ческие вяжущие материалы, бетон, железобетон и конструкции из него, строительные растворы, искусственные каменные матери­алы (обжиговые и безобжиговые), лесные материалы, металлы, материалы и изделия на основе пластических масс, теплоизоля­ционные и звукоизоляционные материалы, кровельные и гидроизоляционные материа­лы, лакокрасочные материалы.

Большинство строительных материалов имеет общие свойства: средняя плотность, удельный вес, удельный объем, объемная мас­са, пористость, влажность, водопоглощаемость, водопроницае­мость, теплопроводность, огнестойкость, морозостойкость, проч­ность, твердость, звукопроводность, химическую стойкость.

Технические требования к строительным материалам даны в соответствующих разделах «Строительных норм и правил», далее обозначаемых (СНиП).

Средней плотностью вещества называют отношение массы вещества к занимаемому им объему (кг/м³).

где m – масса вещества, кг,

V – объем, занимаемый веществом, включая имеющиеся в нем пустоты и поры, м³.

Пористостью называют отношение объема пор к общему объему материала. У строительных материалов пористость может иметь величину от 0 (сталь) – до 90% (плиты из минеральной ваты).

По мере увеличения пористости строительных материалов возрастают влагопоглощение, водопроницаемость, уменьшаются теплопроводность, морозостойкость, прочность, химическая стойкость и т. д.

Влажность материала определяют по содержанию в нем воды.

Водопоглощаемостью материала называют его способность впитывать и удерживать воду. Водопоглощаемость определяют по разности масс образцов материалов насыщенного водой и сухого и выражают в процентах.

Водопроницаемость – это способность материала пропускать воду при наличии гидростатического давления. Степень водонепроницаемости материалов зависит от их плотности и строения.

Теплопроводностью называют способность материала передавать тепло через толщу от одной своей поверхности к другой.

Теплопроводность материала выражается через коэффициент. При увеличении пористости и уменьшении объема материала снижается коэффициент теплопроводности. Материал с малой теплопроводностью называют теплоизоляционным материалом. За единицу теплопроводности в системе СИ принята – Вт/(мºС). Ранее применялась 1 ккал/(ч·мºС) приблизительно равна 1,16 Вт/(мºС).

Огнестойкостью называют способность материалов сохранять свою прочность под действием огня. По степени сгорания строительные материалы разделяют на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. В строительных нормах и правилах (СНиП П-2-80) указана степень возгораемости основных строительных материалов и конструкций.

Морозостойкостью называют способность материала сопротивляться разрушающему действию воды, замерзшей в его порах. Нормами установлено число повторных замораживаний, которое должен выдержать без разрушения материал, насыщенный водой. От морозостойкости материала зависит долговечность многих элементов зданий.

Прочностью называют свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих от нагрузки или других факторов. Изучением прочности материалов занимается наука – сопротивление материалов.

Строительные материалы в конструкциях под различными нагрузками чаще всего испытывают напряжения сжатия и растяжения, реже – изгиба, среза и удара.

Прочность строительных материалов характеризуется пределом прочности при сжатии или при растяжении, паскаль, Па:

где Р_р – разрушающая нагрузка,

S – площадь поперечного сечения образца (первоначальная).

Предел прочности при сжатии для большинства материалов определяется маркой.

Твердость – есть способность материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого тела. Твердость материала не всегда соответствует его прочности.

Звукопроводностью называют распространение звуко­вых волн по материалам конструкций. Большой звукопроводностью обладают тяжелые и плотные материалы, малой — пористые и легкие.

Звукопроницаемостью называют распространение звуковых волн от источника звука по воздуху, проникающих через ограждающие конструкции здания. Большой звукопроницаемостью обладают легкие и пористые материалы, а малой — тяжелые.

Химическая стойкость — это сопротивление строительных материалов действию химических реагентов. Она зависит от химического и минералогического состава материала, его структуры и плотности, а также от характера агрессивной среды и ее концентрации, температуры, интенсивности поступления и давления.