Министерство сельского хозяйства Республики Казахстан.

Казахский агротехнический университет им.С. Сейфуллина

Архитектурный факультет

Специальность "Дизайн"

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: Строительные материалы

На тему: Классификация строительных материалов

Выполнил: Мелешенко С.

Студент 13 гр.

Астана, 2010

Содержание

Древесные материалы и изделия

Стекло. Изделия из стекла

Минеральные вяжущие. Гипс

Природные каменные материалы

Керамические материалы и изделия

Древесные материалы и изделия

Все строительные материалы могут быть разделены на 2 обширных класса: естественные и искусственные. Группа древесных материалов, благодаря науке и технике, уже не могут быть однозначно и полностью названы природными материалами. Сегодня древесные материалы это, как правило не просто механически обработанная натуральная древесина, а древесина, подвергнутая сложной технологической (химической, термической, физико-механической) обработке, это нередко композиционные материалы, в которых натуральная древесина - лишь один из основных ингредиентов смеси или слоистой конструкции. Такие древесные материалы обладают по сравнению с натуральной древесиной значительно улучшенными эксплуатационными свойствами: повышенной прочностью, огнестойкостью, стойкостью к гниению, при необходимости менее анизотропны и т.д. В зависимости от способа изготовления древесные материалы подразделяют на древесину прессованную, пропитанную, слоистую клееную, древесные пластики и плиты (ДСП и ДВП).

Материалы из древесины, сохранившие ее природную физическую структуру и химический состав, называют лесоматериалами. Их подразделяют на необработанные и обработанные.

Необработанные лесоматериалы представляют собой продукцию лесозаготовительной промышленности, получаемую из спиленных деревьев путем очистки от ветвей и разделения поперек ствола на части требуемой длины. Поскольку поперечное сечение этих материалов имеет форму, близкую к кругу, их называют круглыми.

Круглые лесоматериалы в строительстве применяют весьма ограниченно, а используют, в основном, как сырье для лесопильной, фанерной, целлюлозно-бумажной, лесохимической и других отраслей промышленности. Материалы, выработанные из круглого леса и сохранившие природную структуру и свойства древесины, относят к группе обработанных лесоматериалов.

Из хвойных пород в строительстве наиболее широко применяют лиственницу, сосну, ель; из лиственных - дуб, березу, бук, осину, липу. Лиственные породы особенно многочисленны и разнообразны по свойствам. Наиболее распространенные хвойные породы по сравнению с лиственными имеют древесину лучшего качества, хорошую прямизну и длину ствола. Их используют в строительстве гораздо больше, чем лиственные породы.

Во всяком дереве различают следующие основные части: крону (ветви с листьями), ствол и корни. Каждая из них выполняет определенные функции, необходимые для жизни дерева. Главную часть дерева и его основную массу (50-90% от объема) составляет ствол, являющийся основным сырьем для производства всех видов древесных строительных материалов. Изучая разрезы ствола дерева по трем направлениям - поперечному, проходящему перпендикулярно оси ствола; радиальному, проходящему вдоль ствола через его ось; тангенциальному, проходящему вдоль ствола по хорде поперечного сечения, - можно получить достаточно полное знакомство с макроструктурой древесины, хорошо видимой при небольшом увеличении или даже невооруженным глазом.

Неправильное строение древесины (наряду с повреждениями и заболеваниями) относят к порокам, снижающим ее качество и, в первую очередь механические свойства. Количество пороков определяет и сам сорт древесины.

Пороки древесины:

1. Наличие сучков - круглых и овальных, групповых, сросшихся и несросшихся.

2. Трещины - могут появляться как в процессе роста дерева, так и в технологическом процессе.

3. Пороки формы ствола - сбежемость, кривизна или эксцентричность ствола, наросты, грибковые поражения, плесень на стволе, цветная заболонь, домашняя (белая) плесень, химические окрасы.

4. Поражение насекомыми.

5. Технологические пороки-трещины, искревления.

Свойства древесины, как функциональные, так и эстетические, определяются структурой и составом различные ее пород. Свойства древесины одной и той же породы различаются в зависимости от возраста дерева, места и условий его роста, влажности древесины и т.д. В свою очередь, физические и механические свойства древесины определяют способы ее заготовки и переработки в строительные материалы и изделия, области применения и условия эксплуатации деревянных конструкций. Важнейшие физические свойства древесины: плотность (в воздушно-сухом состоянии), влажность, проницаемость для жидкостей и газов, запах, текстура, цвет, блеск и др. Эстетические характеристики древесины играют немаловажную роль в определении областей ее применения как декоративно-отделочного материала. А в случае применения древесины как конструкционного материала первостепенное значение приобретают ее механические свойства: прочность на растяжение и сжатие (вдоль и поперек волокон), статический изгиб, сдвиг, модуль упругости, сопротивление ударному изгибу, твердость и др. Важными являются и такие технологические свойства древесины, как легкость обработки механическими (режущими и абразивными) инструментами, способность удерживать металлические крепления, хорошая склеиваемость и окрашиваемость, способность к загибу и т.п. Влага, содержащаяся в древесине, делится на 2 вида: свободную (находится в межклеточном пространстве) и связанную (вход. в химический состав). Удаление связанной влаги приводит к усушке древесины.

Положительные свойства древесины:

1. Низкая плотность.

2. Относительная прочность.

3. Легкость обработки.

4. Возможность воспроизводства.

5. Химическая стойкость.

6. Возможность изготовления конструкций самых разнообразных конфигураций.

7. Низкий коэффициент теплопроводности.

8. Относительно высокая огнестойкость.

9. Технологичность.

Основные недостатки древесины:

1. Гниение.

2. Горение.

3. Гигроскопичность.

4. Большая деформативность.

5. Низкий модуль упругости

Технология изготовления материалов из древесины:

1. Заготовка - деление на кряжи, распиловка вдоль ствола, сушка древесины.

2. Изготовление конструкций.

Изделия из древесины эффективно применяются в промышленном, сельском и гражданском строительстве, при возведении различных несущих конструкций, при изготовлении стандартных малоэтажных домов и т.д.

Способы защиты древесины от разрушения и возгорания:

1. Пропитка петролатумом, повышающая сопротивление древесины загниванию и действию агрессивных сред.

2. Применение гирофобизаторов, повышающих огнестойкость древесины.

3. Если древесина находится в условиях часто изменяющейся влажности, целесообразно применять гидрофобизирующие антисептики-вещества, защищающие от увлажнения и поражения грибами и насекомыми.

4. Защите древесины от увлажнения, загнивания, других нежелательных воздействий, способствует применение покрытий-олиф, масляных красок, лаков и синтетических эмалей.

5. Для защиты деревянных конструкций от огня, применяются конструкционные и химические методы.

6. Существенно повышается огнестойкость древесины, обработанной антипиренами методом глубокой пропитки.

7. Применение фосфатных пропиток, покрытий и т.д.

Стекло. Изделия из стекла

Стекло - твердый, аморфный материал, получаемый в результате охлаждения минеральных расплавов.

Из стекла изготовляют несущие, ограждающие и отделочные конструкции.

Стекло имеет следующие свойства:

1. Светопрозрачность.

2. Солнцезащитность.

3. Высокую прочность (несмотря на хрупкость).

Сырье: кварц, песок, сода, мел, доломит, известняк. Для получения стекла с определенными свойствами в него вводят осветлители, обесцвечиватели, красители. Осветлители попадая в стекломассу при нагревании превращаются в газ и в виде пузырьков выводят из стекломассы примеси. Обесцвечиватели вводят для устранения сине-зеленого или желто-коричневого оттенка у стекла. Красители - как правило, используют окислы металлов или металлы в виде порошка. Красители делятся на молекулярные и коллоидные. Молекулярные - растворены в стекломассе, при повторном нагревании стекла его цвет не меняется. Например - сурик, охра. Коллоидные растворы - частицы металла распределены по стекломассе. В основном применяют золото, серебро и медь.

Технология изготовления стекла.

1. Подготовка сырья: дробление, дозировка, перемешивание.

2. Варка стекла:

А) силикатообразование-800®/900®С - образуется вязкое, непрозрачное вещество.

Б) Стеклообразование-1100®/1200®С-ввод осветлителей, удаление примесей, образование стекломассы.

В) Осветление-1400®/1600®С - ввод обесцвечивателей, стекло становится прозрачным и бесцветным.

Г) Гомогенизация. Происходит при той же температуре.

Д) Остывание - медленное снижение температуры до 1100®/1200®С.

Е) Формование - методом литья, прокатки, вытяжки, флоат - способом, прессованием, дутьем, центробежным способом.

Методы обработки стекла:

• Механическая обработка - резка стекла (механическая резка, лазерная, ультразвуковая, огневая), шлифовка, гравирование и т.д.

• Химическая обработка - травление, химическая полировка, выщелачивание, покраска.

Физико-механические свойства стекла:

• R сжатия=100-700 мПа.

• Плотность = 2500 м².

• Светопрозрачность = 85-90%.

Номенклатура стекла:

1. Оконное стекло - бесцветное, гладкое. Толщина - 2-6 мм. Размеры от 250/250 до 1600/2200.

2. Витринное стекло - от 5,5 до 10 мм толщиной. Габариты от 1700/1250 до 3500/6000.

3. Узорчатое стекло - получают из оконного, методом прессования. Глубина узора 0,5-1,5мм. Бывает 2 видов - матовое и армированное. Матовое - однослойное, двухслойное, применяется для перегородок, остеклений и витражей. Армированное стекло - имеет в середине арматурную стальную сетку - вязанную или сварную. Увеличивается не прочность стекла, а его безопасность. Применяется для дверных перегородок, произв. Зданий.

4. Закаленное стекло - получают путем повторного нагрева уже готового стекла до 600®-900®С и резко охлаждают.5-6 циклов закаливания увеличивают прочность стекла в 2 раза.

5. Солнцезащитные стекла - имеют низкую способность пропускать инфракрасные и другие солнечные лучи.

Изделия из стекла:

• Стеклоблоки - получают путем сварки по контуру 2х полублоков, применяют в качестве декоративного элемента интерьера, для изготовления перегородок и т.д.).

• Стеклопакеты - получают путем соединения по контуру 2х и более стекол. Расстояние между ними 8-20 мм. Стеклопакеты бывают клееные и сварные.

• Многослойное стекло (триплекс) - представляют собой 2-3 стекла, склеенных между собой с помощью синтетической прозрачной пленки.

• Смальта - кусок цветного стекла неправильной формы, используется для изготовления мозаик на стенах.

• Стемалит - листы плоского стекла, внутренняя сторона которых окрашена керамическими краскам.

• Стеклянная облицовочная плитка - изготовляется из отходов стекольной промышленности, имеет высокую кислото - и химическую стойкость. Как правило, используется для облицовки в химической промышленности.

• Растворимое стекло - твердый стекловидный сплав, состоящий из кремнезема и окислов щелочных металлов. Образует с водой клейкую жидкость - жидкое стекло. Его клеящая способность в 3-5 раз выше, чем силикатных цементов и других вяжущих.

Минеральные вяжущие. Гипс

Измельченные вещества, порошки, образующие при контакте с водой пластичную массу, со временем переходящую в камневидное состояние, называют минеральными вяжущими.

Их применение обусловлено такими факторами, как:

1. Наличие значительных запасов дешевого сырья.

2. Эти материалы имеют высокие экологические показатели.

3. Легко используются в жилищном, гражданском и промышленном строительстве.

4. Возможность придавать конструкциям разнообразную форму, сохраняя качество самой конструкции.

5. Хорошо совмещаются с другими материалами.

6. Просты в изготовлении, не энергоемки.

Такие материалы делятся на 2 большие группы - воздушные и гидравлические.

Процесс твердения воздушных вяжущих происходит на воздухе (гипс, воздушная известь). У второй категории минеральных вяжущих - гидравлических - процесс твердения может происходить как на воздухе, так и под водой (цементы).

Рассмотрим один из наиболее широко применяющихся минеральных вяжущих материалов - гипс.

Гипсы получают из природного гипса светло-серого или светло-желтого цветов. Производство гипса складывается из дробления, помола и тепловой обработки (дегидратации) гипсового камня. Тепловую обработку гипсового камня производят в варочных котлах, сушильных барабанах, шахтных или других мельницах.

Наиболее распространена схема производства гипсового вяжущего с применением варочных котлов. Гипсовый камень, поступающий на завод в крупных кусках, сначала дробят, затем измельчают в мельнице, одновременно подсушивая его. В порошкообразном виде камень направляют в варочный котел периодического или в установку непрерывного действия. При варке в котле гипс не соприкасается с топочными газами, что позволяет получать чистую продукцию, не загрязненную золой топлива.

Быстрое схватывание гипса затрудняет в ряде случаев его использование и вызывает необходимость применения замедлителей схватывания (кератинового, известково - кератинового клея, сульфитно-дрожжевой бражки в количестве 0,1.0,3% от массы гипса).

Применяется гипсовое вяжущее для производства гипсовых и гипсобетонных строительных изделий для внутренних частей зданий (перегородочных плит, панелей, сухой штукатурки, приготовления гипсовых и смешанных растворов, производства декоративных и отделочных материалов, например искусственного мрамора), а также для производства гипсоцементно-пуццолановых вяжущих. Основными характеристиками гипсовых вяжущих являются сроки схватывания, тонкость помола, прочность при сжатии и растяжении, водопотребность и др. Гипсовое вяжущее является быстросхватывающим и быстротвердеющим вяжущим веществом. По срокам схватывания ГОСТ 125-79 предусматривает выпуск вяжущих: быстротвердеющего (индекс А) с началом схватывания не ранее 2 мин, концом - не позднее 15 мин; нормальнотвердеющего (индекс Б) с началом схватывания не ранее 6 мин, концом - не позднее 30 мин; медленнотвердеющего (индекс Б) с началом схватывания не ранее 20 мин, конец схватывания не нормируется.