Анализ и оптимизация затрат на предприятиях строительной отрасли. Обычный бетон на гидротационных вяжущих веществах. Классификация и основные виды природных каменных материалов

Материалы, применяемые при возведении и ремонте зданий и сооружений. Многие из этих материалов применяются не только в строительстве, но и в производстве различных изделий. Строительные материалы разнообразны по своему происхождению или составу исходного сырья, по назначению и т. д. Здесь даётся краткая характеристика только основных (наиболее употребительных) материалов, которые используются при ремонте дома или при небольшом индивидуальном строительстве, пристройках, перестройках и т. п.
Природные каменные материалы. Камень бутовый (бут) - известняковый, песчаниковый или других горных пород камень в виде кусков неправильной формы; применяется для кладки фундаментов зданий, печей и т. п.; для кладки более удобен постелистый (плитчатый) камень. Камень булыжный , в виде кусков округлой формы, применяется для мощения дорог, дворов и т. п., для приготовления щебня (дроблением). Пилёный камень - местный материал из лёгких (пористых) горных пород, например ракушечника, туфа.
Сыпучие (рыхлые) минеральные материалы - песок, гравий, щебень, шлак - применяются в качестве заполнителей - составляющих материалов в строительных растворах, бетонах (см. ниже), при устройстве дорог, тротуаров, дорожек и т. п.
Песок - крупность зёрен до 5 мм . Для строительных работ требуется песок достаточно чистый (илистых частиц или глины в нём не должно быть более 5 - 7%). Степень загрязнённости песка можно проверить так: насыпать 1/2 стакана песка, долить водой доверху и перемешивать; грязную воду слить в другой стакан; промывку повторить ещё 2 раза. Когда вся слитая грязная вода отстоится, по общему объёму отстоя можно подсчитать процент загрязнённости песка. Гравий - камешки крупнее 5 мм , округлой формы; часто бывает загрязнён примесью глины; такой гравий до применения (например, в бетоне) промывают водой. Щебень - дроблёный мелкий камень угловатой формы. Шлак - отход от сжигания каменного угля (топливный или котельный шлак) или от металлургического производства (доменный шлак). Котельный шлак до применения в смеси с вяжущими материалами выдерживают на воздухе 2 - 3 месяца, чтобы выветрились примеси (сера), разрушающие вяжущие материалы (цемент).
Искусственные каменные материалы. Кирпич строительный : глиняный (обожжённый) сплошной и пустотелый, дырчатый, силикатный; широко применяется для кладки стен, печей и т. д. Пустотелый и силикатный кирпич не применяют для кладки в сырых местах. Прочность кирпича (и других искусственных каменных материалов) обозначается маркой. Чем прочнее материал, тем больше числовое значение его марки. При перегрузке кирпич нельзя сбрасывать, чтобы не раскалывать его. Хранить нужно сложенным в штабеля. Огнеупорный кирпич (шамотный, гжельский) применяется в кладке топок печей, при обмуровке труб. Керамические блоки пустотелые (многощелевые) заменяют по объёму несколько кирпичей. Бетонные блоки - сплошные и пустотелые. Для изготовления блоков применяют преимущественно пористые лёгкие бетоны - шлакобетон, пемзобетон и др. Грунтоблоки - местный материал, применяют их в районах с сухим климатом для кладки стен; формуются из грунта с добавлением глины, извести, смолы (для увеличения водоустойчивости), навоза, соломы, стружки, шлака и т. д. Твердеют в результате естественной сушки. Изготовляются обычно на месте постройки. Керамические плитки для облицовки стен, для полов и т. д. бывают с гладкой или шероховатой лицевой поверхностью, покрытые глазурью или непокрытые (терракотовые). Керамические плитки упаковывают в решётчатые ящики; хранят в закрытых помещениях. Изразцы - плитки с рёбрами на тыльной стороне, служат для облицовки печей. Черепица для кровель бывает пазовая и плоская. Гипсовые и гипсобетонные плиты для перегородок размером 40 см х 80 см , толщиной 8 и 10 см . На боковых гранях их оставляют полукруглые пазы (для заполнения раствором при кладке). При перевозке плиты следует укладывать на ребро длинной стороной по направлению движения, защищать от влаги; хранить в сухих помещениях сложенными в штабеля на ребро. Сухая штукатурка - тонкие плиты (листы) из гипса с облицовкой с обеих сторон картоном. Размеры листа: ширина 0,6 - 2,0 м . длина 1,20 - 3,60 м , толщина 8 - 10 мм . Применяются для обшивки стен и потолков в сухих помещениях вместо «мокрой» штукатурки (см. Штукатурные работы ); хранить в сухих помещениях сложенными плашмя, без прокладок.
Асбестоцементные изделия. Плитки кровельные (шифер, асбошифер, этернит) - плоские, прессованные; размер основных плиток 40 см Х 40 см х 0,4 см ; два противоположных угла обрезаны; для гвоздей оставляются отверстия. Плиты кровельные волнистые размером (обыкновенных плит) 120 см Х 67,8 см х 0,5 см . Отверстия для крепления на крыше просверливаются в процессе кровельных работ.
Вяжущие материалы применяются при изготовлении строительных растворов и бетонов (см. ниже). Делятся на минеральные (цемент, известь и т. д.) и органические (битумы, дёгти). Минеральные вяжущие делятся, в свою очередь, на воздушные (воздушная известь, гипс, глина), твердеющие только на воздухе, и гидравлические (гидравлическая известь, цемент), твердеющие во влажном воздухе и в воде.
Воздушная известь - широко распространённый вяжущий материал. Различают негашёную известь (кипелку), получаемую обжигом известняка, и гашёную (пушонку), получаемую из негашёной извести действием воды. Для получения гашёной извести кипелку заливают водой («гасят») в яме. обшитой досками, или в ящике и, размешивая, доводят до состояния теста. При гашении происходит «кипение», выделяется едкий дым, при этом развивается высокая температура, отчего могут затлеть и даже загореться прилегающие деревянные части. Гашёная известь имеет белый или серый цвет (лучший сорт - белого цвета); не должна содержать комьев и золы. Если объём работ мал, лучше приобрести гашёную известь и разбавить её на месте водой до состояния негустого теста.
Гипс строительный (алебастр) - порошок мелкого помола, белого (кремового) цвета, жирный на ощупь; хороший гипс пристаёт к пальцам; в соединении с водой быстро твердеет; применяется как составная часть в штукатурных растворах (см. ниже), ускоряя их твердение.
Глина применяется гл. обр. в растворах для кладки и ремонта печей и труб, для устройства водоупорных (гидроизоляционных) слоев, а также в строительных растворах. Глина встречается в природе обычно с примесью песка; с примесью от 15 до 30% песка она называется «тощей», а до 15% - «жирной». Жирная глина растрескивается при высыхании. Глину с примесью частиц извести не следует применять в растворах для кладки печей и труб.
Цемент - самый прочный вяжущий материал. Наиболее распространённый вид - портландцемент - порошок серого или зеленовато-серого цвета.
Гипс и цемент необходимо хранить в помещениях, ларях или другой таре, защищенной от попадания дождевой воды и снега и грунтовой влаги. Срок хранения - не более 2 - 2,5 месяцев.
Водонепроницаемые добавки - церезит, жидкое стекло - служат для придания водонепроницаемости цементным растворам, например при оштукатуривании сырых мест. Церезит - масса кремового цвета, похожая на сметану. Следует оберегать от высыхания и замораживания. Перед употреблением перемешивать деревянной палкой. Жидкое стекло - густая жидкость жёлтого цвета. Хранить в прохладном месте.
Строительные растворы служат для скрепления камней в кладке, для оштукатуривания стен, потолков и т. д. (см. Штукатурные работы ), а также для изготовления строительных деталей (плит, блоков).
Известковый раствор приготовляется путём смешивания известкового теста с песком (в отношении 1: 2 - 1: 4 по объёму) с добавлением воды. Чем жирнее известь, тем больше можно добавить к ней песка. Недостаточное количество песка в растворе может вызвать появление в нём трещин при высыхании (твердении); избыток песка может уменьшить силу сцепления раствора. Правильно приготовленный раствор должен легко сползать с инструмента. Для простейшего испытания раствора кладут на растворе один на другой (столбиком) несколько (до 10) кирпичей; через 3 суток вместе с верхним кирпичом должно быть поднято не менее семи кирпичей, в противном случае раствор непрочен.
Для приготовления известково-гипсового раствора в растворный ящик наливают воду, высыпают гипс, быстро и тщательно перемешивая его с водой, чтобы получилось жидкое тесто (гипсовая заводка) без комков; добавляют в тесто известковый раствор (известь и песок) и всё перемешивают деревянной мешалкой до получения однородной массы, но недолго, чтобы гипс не потерял способности схватываться (не «отмолодился»). Можно обе части раствора приготовлять в одном ящике. Для этого сначала приготовляют известковый раствор, отгребают его в сторону, в оставшейся части делают гипсовую заводку и затем смешивают все вместе. Количество добавляемой воды зависит от жирности известкового раствора. На одну часть гипса берут около 3 частей известкового раствора (по объёму). Известково-гипсовый раствор надо готовить маленькими порциями, с таким расчётом, чтобы использовать его за 5-7 минут, пока он не начнёт твердеть. Если нужно чтобы известково-гипсовый раствор не очень быстро твердел («схватывался»), следует до смешивания гипса с водой добавить к воде немного костяного или мездрового клея (2% от веса гипса).
Цементный раствор составляется из цемента, песка и воды; воды берут не более 50 - 60% от веса цемента. Избыток воды при составлении раствора уменьшает его прочность. Для ручного приготовления раствора отмеренные части цемента и песка (1: 2 - 1: 3) насыпают послойно в ящик (или на дощатую площадку - «боек»), тщательно перемешивают и лишь потом добавляют воду. Приготовленный с водой цементный раствор надо израсходовать в течение 1 часа. Для получения водонепроницаемости цементного раствора в него вводится церезит или жидкое стекло (см. выше). Указанные вещества растворяют в воде непосредственно перед приготовлением раствора(1 весовую часть на 8 - частей воды).
Смешанный цементно-известковый раствор более удобен в работе, чем цементный, так как он медленнее схватывается, легче укладывается, дешевле цементного. Состав: известь, цемент, песок (1: 1: 4 - 1: 1: 7). Известковое тесто смешивают с половинной порцией песка; другую половину песка смешивают насухо с цементом и затем смешивают оба состава, а под конец подливают воду; этим достигается однородность раствора.
Бетон - искусственный каменный материал; приготовляется (без обжига) из смеси цемента (пли другого вяжущего вещества), песка, крупных камневидных составляющих (щебня, гравия) и воды. Бетонная смесь твердеет, превращаясь в камень. Тяжёлый бетон (содержащий обычный гравий или щебень) применяют для несущих частей зданий. Для стен применяют лёгкие бетоны (например, со шлаковым заполнителем). При ручном приготовлении бетонной смеси на плотно сколоченный настил из досок насыпают вначале (в виде удлинённого валика) отмеренную порцию щебня или гравия, а поверх неё - смесь цемента с песком. Составные части тщательно перелопачивают (перебрасывают с одного места на другое) с помощью лопат, вил или граблей; одновременно смесь поливают из лейки заранее назначенным на замес количеством воды.
Древесные (лесные) материалы - брёвна, пиломатериалы, фанера и т. п. Сырую древесину (с влажностью более 25%) не следует применять, особенно для столярных работ, так как она легко загнивает, коробится, трескается. Древесина может иметь недостатки - «пороки», возникающие на растущих деревьях или при хранении, в постройках и изделиях. Особенно вредным является поражение древесины грибами, вызывающими гниль и разрушение древесины. Пороками древесины, понижающими её сортность, являются: трещины, косослой (спиральное расположение волокон, понижающее прочность досок), свилеватость (волнистое расположение волокон, затрудняющее обработку древесины), чрезмерная сучковатость (затрудняющая обработку, уменьшающая прочность древесины и препятствующая ровности окраски).
Брёвна различают по назначению и по размерам (длина от 4 м и толщина верхнего торца от 12 до 34 см ). Брёвна толщиной 8 - 11 см называются подтоварником.
Пиломатериалы (доски, брусья, бруски) бывают необрезные (с неопилёнными боковыми кромками) и обрезные. В зависимости от качества древесины и чистоты обработки лесоматериалы делятся на 5 сортов. Строганые заготовки для наличников, плинтусов, галтелей, поручней, доски для пола, обшивные доски.
Паркет . Наиболее распространённый паркет - планочный (стандартный), в виде дощечек (планок) е пазами и вкладными шипами, с пазом и гребнем; длина планок 150 - 500 мм , толщина 12 - 20 мм . Изготовляется также щитовой паркет - щиты (размер от 0,5 м Х 0,5 м до 1,5 м х 1,5 м ) с наклеенными на них дощечками из древесины твёрдых пород, и щитковый (размер щитков не более 0,5 x 0,5 м ).
Фанера клеёная состоит из нескольких склеенных тонких листов древесины («шпона») берёзы, ольхи, осины, сосны и др. Толщина клеёной фанеры от 2 мм до 15 мм . Наиболее ходовые размеры листов 1,52 м х 1,52 м . Фанера выпускается обыкновенная и водостойкая. Обыкновенная фанера применяется для различных обшивок внутри здания, а водостойкая фанера - для наружных обшивок.
Кровельный материал - стружка, дрань, плитки, гонт.
Древесно - волокнистые и древесно-стружечные плиты изготовляются прессованием под большим давлением из древесных волокон или стружки. Бывают теплоизоляционные и твёрдые. Применяются для обшивки перегородок, изготовления дверей, для полов, производства мебели и т. д. Длина до 3 м , толщина 3,5 - 10 мм , ширина 1200 мм .
Рулонные битуминозные материалы применяются как кровельные и гидроизоляционные материалы. Рубероид - водонепроницаемый кровельный картон, пропитанный и покрытый (с одной или с двух сторон) битумом с минеральной посыпкой; приклеивается битумной мастикой; применяется для покрытия кровель. Ширина листа - 750 мм и 1000 мм . Площадь одного рулона - 10 м 2 и 20 м 2 . Пергамин - кровельный картон, пропитанный нефтяным битумом (без посыпки); применяется как подстилающий слой под рубероид; приклеивается битумной мастикой и прибивается гвоздями. Размеры те же, что, и рубероида. Толь - кровельный картон, пропитанный дегтевыми продуктами и посыпанный с двух сторон песком; при высокой наружной температуре пропитка; может размягчаться (быстрее, чем в рубероиде). Приклеивается толевой мастикой. Применяется для кровель; неответственных здании (сараев и т. п.). Ширина листа; 750 мм и 1000 мм . Площадь одного рулона 10 м 2 или 15 м 2 . Толь - кожа отличается от толя отсутствием посыпки. Применяется как подстилающий слой под толь; приклеивается мастикой и прибивается гвоздями. Ширина листа 750 мм и 1000 мм . Площадь одного рулона до 30 м 2 .
Оконное стекло изготовляется толщиной от 2 мм до 6 мм (через 1 мм ). В зависимости от размеров и площади листов различают 9 разрядов, или «ключей»: от площади менее 0,1 м 2 до 2,5 - 3,2 м 2 в одном листе. Стекло не должно расслаиваться, не должно отливать радужными цветами, в нём не должно быть мутных пятен. Стекло упаковывается в ящиках, при перевозке ящики со стеклом следует ставить только на ребро; хранить в сухом помещении.
Малярные материалы - краски, красящие вещества (пигменты), олифа, клеи и т. д.
Краски - приготовленные красочные составы: смеси красящих веществ с другими веществами. Краски приготовляют на воде (с известью, клеем и другими связующими), на масле (олифе), лаке и т. д. В соответствии с этим красочные составы называются: водные краски (клеевые), масляные, эмалевые и др. О приготовлении красочных составов см. в статье Малярные работы. В продаже бывают сухие краски (порошки), тёртые (пасты) и готовые (разбавленные) для окраски. Клей - вяжущее вещество в клеевых красках. Животный (малярный и столярный) клей - плиточный или дроблёный (крупинки), однородной светло-коричневой окраски (беа тёмных пятен). О приготовлении клея см. Малярные работы , Склеивание , Обои . Растительный клей готовят из крахмала, муки. Олифа - вяжущее вещество и разбавитель для малярных красок. Натуральная олифа - быстро высыхающее растительное масло, сваренное с добавлением сиккатива (ускорителя сушки); льняное - более светлое, конопляное - более тёмное. Полунатуральная олифа (например, оксоль) содержит растительные масла (не менее 50%); искусственная олифа не, содержит растительного масла или содержит его в небольшом количестве. Мыло (кусковое и жидкое) применяется при изготовлении шпаклёвок, грунтовок и т. д., используется также для промывки поверхностей, для мытья кистей. Медный купорос - растворимое в воде вещество в виде синего камня; применяется для купоросной промывки и для приготовления грунтовки под клеевую окраску. Ядовит, нельзя хранить в железной посуде. Пемза - пористый камень; применяется для шлифовки поверхностей, подготавливаемых под окраску.
Листовая кровельная сталь (железо); размеры листов 142 см Х 71 см , вес 4 - 5 кг .
Металлические изделия - гвозди, шурупы, болты, оконные и дверные приборы и т. д. Гвозди различают: строительные (круглые и квадратные), толевые, кровельные, штукатурные, отделочные, обойные. Длина гвоздей от 7 мм до 250 мм . Шурупы - винты для скрепления деревянных деталей или для привинчивания металлических деталей и деревянным; бывают с плоской и полукруглой головкой, имеющей прорезь для завинчивания отвёрткой; винты с квадратной или шестигранной головкой для завинчивания ключом называют глухарями. Об оконных и дверных приборах см. в статьях

Строительные материалы — материалы для возведения и ремонта зданий и сооружений.

Наряду со «старыми» материалами, такими как древесина, камень и кирпич, с началом промышленной революции появились новые стройматериалы — бетон, сталь, стекло и пластмасса. В настоящее время широко используют предварительно напряжённый железобетон и металлопластик.

Классификация

В процессе строительства, эксплуатации и ремонта зданий и сооружений строительные изделия и конструкции, из которых они возводятся, подвергаются различным физико-механическим, физическим и технологическим воздействиям. От инженера-строителя требуется со знанием дела правильно выбрать материал, изделия или конструкцию которая обладает достаточной стойкостью, надёжностью и долговечностью для конкретных условий.

Строительные материалы и изделия, в соответствии с теорией ИСК, делятся на:

Природные (естественные) — без изменения состава и внутреннего строения:

неорганические (каменные материалы и изделия);
органические (древесные материалы, солома, костра, камыш, лузга, шерсть, коллаген).

Искусственные:

Безобжиговые (твердение при нормальных условиях) и автоклавные (твердение при температуре 175—200 °C и давлении водяного пара 0,9-1,6 МПа):
неорганические (клинкерные и клинкеросодержащие цементы, гипсовые, магнезиальные и др.);
органические (битумные и дектевые вяжущие вещества, эмульсии, пасты);
полимерные (термопластичные и термореактивные);

комплексные:

смешанные (смешения нескольких видов минеральных веществ);
компаундированные (смеси и сплавы органических материалов);
комбинированные (объединение минерального с органическим или полимерным).
Обжиговые — твердение из огненных расплавов:
шлаковые (по химической основности шлака);
керамические (по характеру и разновидности глины и др. компонентов);
стекломассовых (по показателю щелочности шихты);
каменное литье (по виду горной породы);
комплексное (по виду соединяемых компонентов, например: шлакокерамические, стеклошлаковые).

По применению классифицируются на две основные категории. К первой категории относят — конструкционные : кирпич, бетон, цемент, лесоматериалы и др. Их применяют при возведении различных элементов зданий (стен, перекрытий, покрытий, полов). Ко второй категории — специального назначения: гидроизоляционные, теплоизоляционные, акустические, отделочные и др.

Основные виды строительных материалов и изделий

1. каменные природные строительные материалы и изделия из них
2. вяжущие материалы неорганические и органические
3. лесные материалы и изделия из них
4. металлические изделия

В зависимости от назначения, условий строительства и эксплуатации зданий и сооружений подбираются соответствующие строительные материалы, которые обладают определёнными качествами и защитными свойствами от воздействия на них различной внешней среды. Учитывая эти особенности, любой строительный материал должен обладать определёнными строительно-техническими свойствами. Например, материал для наружных стен зданий должен обладать наименьшей теплопроводностью при достаточной прочности, чтобы защищать помещение от потерь тепла; материал сооружения гидромелиоративного назначения — водонепроницаемостью и стойкостью к попеременному увлажнению и высыханию; материал для покрытия дорог (асфальт, бетон) должен иметь достаточную прочность и малую истираемость, чтобы выдержать нагрузки от транспорта.