Основные свойства строительных материалов определяют как правило области их применения и по савокупности признаков подразделяются на химические, физические, механические и технологические.
Свойства строительных материалов определяют области их применения. Только при правильной оценке качества материалов, т. е. их важнейших свойств, могут быть получены прочные и долговечные строительные конструкции зданий и сооружений высокой технико-экономическойэффективности.
Все свойства строительных материалов по совокупности признаков подразделяют на физические, химические, механические и технологические.
К относятся весовые характеристики материала, его плотность, проницаемость для жидкостей, газов, тепла, радиоактивных излучений, а также способность материала сопротивляться агрессивному действию внешней эксплуатационной среды. Последнее характеризует стойкость материала, обусловливающую в конечном итоге сохранность строительных конструкций.

Химические свойства оцениваются показателями стойкости материала при действии кислот, щелочей, растворов солей, вызывающих обменные реакции в материале и разрушение его. характеризуются способностью материала сопротивляться сжатию, растяжению, удару, а также вдавливанию внего постороннего тела и другим видам воздействий на материал с приложением силы.
Технологические свойства- способность материала подвергаться обработке при изготовлении из него изделий.

Свойства строительных материалов

Свойства строительного материала определяются его структурой. Для получения материала заданных свойств следует создать его внутреннюю структуру, обеспечивающую необходимые технические характеристики. В конечном итоге знание свойств материалов необходимо для наиболее эффективного его использования в конкретных условиях эксплуатации.

Таблица-1. Основные свойства некоторых строительных материалов(в воздушно-сухом состоянии)

Структуру строительного материала изучают на трех уровнях:
макроструктура - строение материала, видимое невооруженным глазом; микроструктура - строение, видимое через микроскоп; внутреннее строение вещества, изучаемое на молекулярно-ионном уровне(физико-химические методы исследования - электронная микроскопия, термография, рентгеноструктурный анализ и др.).

Макроструктуру твердых строительных материалов (исключая горные породы, имеющие свою геологическую классификацию) делят на следующие группы: конгломератная, ячеистая, мелкопористая, волокнистая, слоистая и рыхло-зернистая (порошкообразная) .Искусственные конгломераты представляют собой большую группу.

Рисунок-1. Керамические стеновые материалы

Это различного вида бетоны, керамические и другие материалы. Ячеистая структура материала отличается наличием макропор. Она свойственна газо- и пенобетонам, газосиликатам и др. Мелкопористая структура характерна, например, для керамических материалов, получаемых в результате выгорания введенных органических веществ. Волокнистая структура присуща древесине, изделиям из минеральной ваты и др.

Рисунок-2. Рулонный материал для покрытия пола

Слоистая структура характерна для листовых, плитных и рулонных материалов. Рыхлозернистые материалы - это заполнители для бетонов, растворов, различного вида засыпка для теплозвукоизоляции и др.
Микроструктура строительных материалов может быть кристаллическая и аморфная. Эти формы нередко являются лишь различными состояниями одного и того же вещества, например кварц и различные формы кремнезема. Кристаллическая форма всегда устойчива. Чтобы вызвать химическое взаимодействие между кварцевым песком и известью в производстве силикатного кирпича, применяют автоклавную обработку сырца насыщенным водяным паром с температурой 175°С и давлением 0,8 МПа.

В то же время трепел (амфорная форма диоксида кремнезема) с известью при затворении водой образует гидросиликат кальция при нормальной температуре 15…25°С. Амфорная форма вещества может перейти в более устойчивую кристаллическую. Для каменных материалов практическое значение имеет явление полиморфизма, когда одно и то же вещество способно существовать в различных кристаллических формах, называемых модификациями.

Полиморфные превращения кварца сопровождаются изменением объема. Для кристаллического вещества характерны определенная температура плавления и геометрическая форма кристаллов каждой модификации. Свойства монокристаллов в разных направлениях неодинаковы. Теплопроводность, прочность, электропроводность, скорость растворения и явления анизотропии являются следствием особенностей внутреннего строения кристаллов. В строительстве применяют поликристаллические каменные материалы, в которых разные кристаллы ориентированы хаотично. Эти материалы по своим свойствам относятся к изотропным, исключение составляют слоистые каменные материалы (гнейсы, сланцы и др.).

Рисунок-3. Камень -сланец

Внутренняя структура материала определяет его механическую прочность, твердость, теплопроводность и другие важные свойства.

Кристаллические вещества, входящие в состав строительного материала, различают по характеру связи между частицами, образующими кристаллическую решетку. Она может быть образована: нейтральными атомами (одного и того же элемента, как в алмазе, или разных элементов, как в SiO2);

Ионами (разноименно заряженными, как в кальците СаСОз, или одноименными, как в металлах); целыми молекулами (кристаллы льда).
Ковалентная связь, обычно осуществляемая электронной парой, образуется в кристаллах простых веществ (алмазе, графите) или в кристаллах, состоящих из двух элементов (кварце, карборунде). Такие материалы отличаются высокой прочностью и твердостью, они весьма тугоплавки.
Ионные связи образуются в кристаллах материалов, где связь имеет в основном ионный характер, например гипс, ангидрид. Они имеют невысокую прочность, не водостойки.

Рисунок-4. Полевой шпат

В относительно сложных кристаллах (кальците, полевых шпатах) имеют место и ковалентная и ионная связи. Например, в кальците внутри сложного иона СО2/3 связь ковалентная, но с ионами Са2+ - ионная. Кальцит СаСО3 обладает высокой прочностью, но малой твердостью, полевые шпаты имеют высокие прочность и твердость.

Молекулярные связи образуются в кристаллах тех веществ, в молекулах которых связи являются ковалентными. Кристалл этих веществ построен из целых молекул, которые удерживаются друг около друга относительно слабыми ван-дер-ваальсовыми силами межмолекулярного притяжения (кристаллы льда), имеющими низкую температуру плавления.

Силикаты имеют сложную структуру. Волокнистые минералы (асбест) состоят из параллельных силикатных цепей, связанных между собой положительными ионами, расположенными между цепями. Ионные силы слабее ковалентных связей внутри каждой цепи, поэтому механические силы, недостаточные для разрыва цепей, расчленяют такой материал на волокна.

Рисунок-5. Пластинчатый минерал слюда

Пластинчатые минералы (слюда, каолинит) состоят из силикатных групп, связанных в плоские сетки. Сложные силикатные структуры построены из тетраэдров SiO4, связанных между собой общими вершинами (атомами кислорода) и образующих объемную решетку, поэтому их рассматривают как неорганические полимеры.

Строительный материал характеризуется химическим, минеральным и фазовым составом. Химический состав строительных материалов позволяет судить о ряде свойств материала - механических, огнестойкости, биостойкости, а также других технических характеристиках. Химический состав неорганических вяжущих материалов (извести, цемента и др.) и естественных каменных материалов удобно выражать содержанием в них оксидов (%).

Основные и кислотные оксиды химически связаны и образуют минералы, которые характеризуют многие свойства материала.Минеральный состав показывает, каких минералов и в каком количестве содержится в данном материале, например в портландцементе содержание трехкальциевого силиката (3CaO·SiO2) составляет 45…60%, причем при большем содержании этого минералла ускоряется процесс твердения и повышается прочность.

Фазовый состав и фазовые переходы воды, находящейся в его порах, оказывают большое влияние на свойства материала. В материале выделяют твердые вещества, образующие стенки пор, то есть каркас и поры наполненные воздухом или водой. Изменение содержания воды и ее состояния меняет свойства материала.

Классификация и стандартизация свойств

Основные и специальные свойства строительных материалов можно разделить на следующие группы с учетом тех воздействий на материалы, которые встречаются в эксплуатационных условиях: параметры состояния и структурные характеристики, определяю? щие технические свойства: химический, минеральный и фазовый состав; удельные характеристики массы (плотность и объемная масса) и пористость; дисперсность порошкообразных материалов;

физические свойства: реологические свойства пластично-вязких материалов; свойства гидрофизические, теплофизические, акустические, электрические, определяющие отношение материала к различным физическим процессам; стойкость против физической коррозии (морозостойкость, радиационная стойкость, водостойкость);

механические свойства, определяющие отношение материала к деформирующему и разрушающему действию механических нагрузок (прочность, твердость, упругость, пластичность, хрупкость и др.);

химические свойства: способность к химическим превращениям, стойкость против химической коррозии; долговечность и надежность.

Свойства материалов оценивают числовыми показателями, устанавливаемыми путем испытаний в соответствии со стандартами, В СССР создана единая государственная система стандартизации, которая позволяет применять стандартизацию во всех отраслях народного хозяйства. Тем самым обеспечивается эффективность действия стандартов как одного из средств ускорения научно-технического прогресса и повышения качества продукции.

Система органов и служб стандартизации представлена общесоюзным органом по стандартизации (Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР) и его службами - службой стандартизации в отраслях народного хозяйства, службой стандартизации в союзных республиках. В зависимости от сферы действия стандарты делят на четыре категории: государственные (ГОСТ), отраслевые (ОСТ), республиканские (РСТ) и стандарты предприятий (СТП).

Государственные стандарты - это обязательный документ для всех предприятий, организаций и учреждений, независимо от их ведомственной подчиненности, во всех отраслях народного хозяйства СССР и союзных республик. В соответствии с постановлением Совета Министров СССР их утверждает Госстандарт, а стандарты в области строительства и строительных материалов - Государственный комитет СССР по делам строительства (Госстрой СССР), Особо важные государственные стандарты (по специальному переч-ню) утверждает Совет Министров СССР.

В области строительных материалов и изделий наиболее распространены стандарты: технических условий; технических требований; типов изделий и их основных параметров, методов испытаний; правил приемки, маркировки, упаковки, транспортирования и хранения.

Стандарты технических требований нормируют показатели качества, надежности и долговечности продукции, ее внешний вид. Вместе с тем такие стандарты устанавливают гарантийный срок службы и комплектность поставки изделий. Большинство стандартов на строительные материалы и изделия - это стандарты технических требований. Значительная часть требований в стандартах связана с физико-механическими характеристиками материалов (объемной массой, водопоглощением, влажностью, прочностью, морозостойкостью) .

Одна из особенностей государственной системы стандартизации в строительстве и технологии строительных изделий состоит в том, что кроме стандартов здесь действует система нормативных документов, объединенная в Строительные нормы и правила (СНиП). СНиП - это свод общесоюзных нормативных документов по проектированию, строительству и строительным материалам, обязательный для всех организаций и предприятий.

Методическую основу стандартизации размеров в проектировании, изготовлении строительных изделий и при возведении сооружений составляет Единая модульная система (ЕМС). Эта система представляет собой совокупность правил координации размеров элементов зданий и сооружений, строительных изделий и оборудования на базе основного модуля, равного 100 мм (обозначается 1М). Применение ЕМС позволяет унифицировать и сократить число типоразмеров строительных изделий. Это обеспечивает взаимозаменяемость деталей, выполненных из разных материалов или отличающихся по конструкции. Изделия и детали одинаковых типоразмеров, изготовленные в соответствии с требованиями ЕМС, могут быть использованы в зданиях разнообразного назначения.

В Единую модульную систему входят и производные модули, которые получают путем умножения основного модуля на целые или дробные коэффициенты. При умножении на целые коэффициенты образуются укрупненные модули, а при умножении на коэффициенты менее единицы - дробные модули (табл. 2).

Таблица-2. Размеры модулей в ЕМС

Производные укрупненные модули (60М, 30М, 12М) и кратные им размеры рекомендуется применять для назначения продольных и поперечных шагов зданий. Модули 6М, 3М, 2М предназначены для членения конструктивных элементов в плане зданий, назначения

ширины проемов. Основной модуль 1М и дробные модули от 1/2М до 1/20М применяют для назначения размеров сечения относительно малых элементов (колонн, балок и т. д.). Наиболее мелкие дробные модули (от 1/10М до 1/100М) используют для назначения толщин плитных и листовых материалов, ширины зазоров, допусков.

Созданные в СССР Строительные нормы и правила имеют большое международное значение. Решением Постоянной комиссии СЭВ по строительству СНиП взят за основу унифицированных норм и правил в области строительства для всех стран - членов СЭВ.

Работы по стандартизации в интернациональном масштабе проводятся специально созданной в 1947 г. Международной организацией по стандартизации (ИСО). Деятельность ИСО, как указано в ее уставе, имеет целью содействовать благоприятному развитию стандартизации во всем мире для того, чтобы облегчить международный обмен товарами и развивать взаимное сотрудничество в области научной, технической и экономической деятельности. Кроме ИСО активную работу в области международной стандартизации и социалистической экономической интеграции проводят Совет Экономической Взаимопомощи и его Международный институт по стандартизации.

Связь строения и свойств

Знание строения строительного материала необходимо для понимания его свойств и в конечном итоге для решения практического вопроса, где и как применить материал, чтобы получить наибольший технико-экономический эффект.

Строение материала изучают на трех уровнях: 1) макроструктура материала - строение, видимое невооруженным глазом; 2) микроструктура материала - строение, видимое в оптический микроскоп; 3) внутреннее строение веществ, составляющих материал, на молекулярно-ионном уровне, изучаемом методами рентгеноструктурного анализа, электронной микроскопии и т. п.

Макроструктура твердых строительных материалов*может быть следующих типов: конгломератная, ячеистая, мелкопористая, волокнистая, слоистая, рыхлозернистая (порошкообразная). *Примечание: природные каменные материалы сюда не относятся, так как горные породы имеют собственную геологическую коассификацию.

Искусственные конгломераты - это обширная группа, объединяющая бетоны различного вида, ряд керамических и других материалов.

Ячеистая структура характеризуется наличием макропор, свойственных газо- и пенобетонам, ячеистым пластмассам.

Мелкопористая структура свойственна, например, керамическим материалам, поризованным способами высокого водозатворения и введением выгорающих добавок.

Волокнистая структура присуща древесине, стеклопластикам, изделиям из минеральной ваты и др. Ее особенностью является резкое различие прочности, теплопроводности и других свойств вдоль и поперек волокон.

Слоистая структура отчетливо выражена у рулонных, листовых, плитных материалов, в частности у пластмасс со слоистым наполнителем (бумопласта, текстолита и др.).

Рыхлозернистые материалы - это заполнители для бетона, зернистые и порошкообразные материалы для мастичной теплоизоляции, засыпок и др.

Микроструктура веществ , составляющих материал, может быть кристаллическая и аморфная. Кристаллические и аморфные формы нередко являются лишь различными состояниями одного и того же вещества. Примером служит кристаллический кварц и различные аморфные формы кремнезема. Кристаллическая форма всегда более устойчива.

Чтобы вызвать химическое взаимодействие между кварцевым песком и известью, в технологии силикатного кирпича применяют автоклавную обработку отформованного сырца насыщенным водяным паром с температурой не менее 175°С и давлением 0,8 МПа. Между тем трепел (аморфная форма двуокиси кремния) вместе с известью после затворения водой образует гидросиликат кальция при нормальной температуре 15 - 25°С. Аморфная форма вещества может перейти в более устойчивую кристаллическую форму.

Практическое значение для природных и искусственных каменных материалов имеет явление полиморфизма - когда одно и то же вещество способно существовать в различных кристаллических формах, называемых модификациями. Наблюдаются, например, полиморфные превращения кварца, сопровождающегося изменением объема.

Особенностью кристаллического вещества является определенная температура плавления (при постоянном давлении) и определенная геометрическая форма кристаллов каждой его модификации.

Свойства монокристаллов неодинаковы в разных направлениях. Это механическая прочность, теплопроводность, скорость растворения, электропроводность и др. Явление анизотропии является следствием особенностей внутреннего строения кристаллов.

В строительстве применяют поликристаллические каменные материалы, в которых разные кристаллы ориентированы беспорядочно. Подобные материалы рассматриваются как изотропные по своим строительно-техническим свойствам. Исключение составляют слоистые каменные материалы (гнейсы, сланцы и др.).

Внутреннее строение веществ, составляющих материал, определяет механическую прочность, твердость, тугоплавкость и другие важные свойства материала.

Кристаллические вещества, входящие в состав строительного материала, различают по характеру связи между частицами, образующими пространственную кристаллическую решетку. Она может быть образована: нейтральными атомами (одного и того же элемента, как в алмазе, или разных элементов, как в SiO2); ионами (разноименно заряженными, как в СаС03, или одноименными, как в металлах); целыми молекулами (кристаллы льда).

Ковалентная связь, осуществляемая обычно электронной парой, образуется в кристаллах простых веществ (алмаз, графит) и в кристаллах некоторых соединений из двух элементов (кварц, карборунд, другие карбиды, нитриды). Такие материалы выделяются очень высокой механической прочностью и твердостью, они весьма тугоплавки.

Ионные связи образуются в кристаллах тех материалов, в которых связь имеет преобладающе ионный характер. Распространенные строительные материалы этого типа гипс и ангидрид имеют невысокую прочность и твердость, не водостойки.

В сложных кристаллах, часто встречающихся в строительных материалах (кальцит, полевые шпаты), осуществляются и ковалентная, и ионная связи. Внутри сложного иона С03-2 связь ковалентная, но сам он имеет с ионами Са+2 ионную связь. Свойства подобных материалов весьма разнообразны. Кальцит СаСОз при достаточно высокой прочности обладает малой твердостью. У полевых шпатов сочетаются довольно высокие показатели прочности и твердости, хотя и уступающие кристаллам алмаза с чисто ковалентной связью.

Молекулярные кристаллические решетки и соответствующие им молекулярные связи образуются преимущественно в кристаллах тех веществ, в молекулах которых связи являются ковалентными. Кристалл этих веществ построен из целых молекул, которые удерживаются друг около друга сравнительно слабыми ван-дер-ваальсовыми силами межмолекулярного притяжения (как в кристаллах льда). При нагревании связи между молекулами легко разрушаются, поэтому вещества с молекулярными решетками обладают низкими температурами плавления.

Силикаты, занимающие особое место в строительных материалах, имеют сложную структуру, обусловившую их особенности. Так, волокнистые минералы (асбест) состоят из параллельных силикатных цепей, связанных между собой положительными ионами, расположенными между цепями. Ионные силы слабее ковалентных связей внутри каждой цепи, поэтому механические воздействия, недостаточные для разрыва цепей, разделяют такой материал на волокна. Пластинчатые минералы (слюда, каолинит) состоят из силикатных групп, связанных в плоские сетки.

Сложные силикатные структуры построены из тетраэдров Si04, связанных между собой общими вершинами (общими атомами кислорода) и образующих объемную решетку. Это дало основание рассматривать их как неорганические полимеры.

Связь состава и свойств

Строительный материал характеризуется химическим, минеральным и фазовым составом.

Химический состав строительныхпор, т. е. «каркас» материала, и поры, заполненные воздухом и водой. Если вода, являющаяся компонентом этой системы, замерзает, то образовавшийся в порах лед изменяет механические и теплотехнические материалов позволяет судить о ряде свойств материала: огнестойкости, биостойкости, механических и других технических характеристиках. Химический состав неорганических вяжущих веществ (цемента, извести и др.) и каменных материалов удобно выражать количеством содержащихся в них окислов (в %). Основные и кислотные окислы химически связаны между собой и образуют минералы, которые и определяют многие свойства материала.

Минеральный состав показывает, какие минералы и в каком количестве содержатся в вяжущем веществе или в каменном материале. Например, в портландцементе содержание трехкальциевого силиката (3CaO-Si02) составляет 45 - 60%, причем при большем его количестве ускоряется твердение, повышается прочность цементного камня.

Фазовый состав материала и фазовые переходы воды, находящейся в его порах, оказывают влияние на все свойства и поведение материала при эксплуатации. В материале выделяют твердые вещества, образующие стенки свойства материала. Увеличение же объема замерзающей в порах воды вызывает внутренние напряжения, способные разрушить материал при повторных циклах замораживания и оттаивания.

С характеристиками структуры связаны показатели всех свойств материалов. Различают три уровня строения материала: макроструктура - строение, видимое невооруженным глазом, микроструктура - ви­димое в оптический микроскоп и внутреннее строение веществ, составляющих материал, на молекулярно-ионном уровне.

К основным видам макроструктуры относят конгломератную, ячеистую, во­локнистую, слоистую, рыхлозернистую (порошкообразную).

Изучая микроструктуру материалов, выделяют кристаллические и аморфные.

Подавляющее большинство современных материалов, кроме жестко-вязкого (твердого) вещества, содержат в своей структуре поры - промежутки, полости, ячейки. Их количество и характер (размеры, распределение, открытые они или закрытые) влияют на другие эксплуатационно-технические свойства. Поэтому пористость - важная характеристика материала.

Физические свойства материалов:

Свойства материалов при действии влаги, воды, замораживания-оттаива­ния.

Влажность - содержание влаги в материале, отнесенное к массе материала в сухом состоянии, измеряемое в процентах.

Гигроскопичность - способность материала поглощать водяные пары из воз­духа (при его повышенной влажности) и удерживать их вследствие капилляр­ной конденсации.

Водопоглощение - способность материала при непосредственном контакте с водой впитывать ее и удерживать. Водопоглощение материала, как правило, меньше его пористости, так как поры бывают закрытыми или очень мелкими, и вода в них не проникает.

Водопроницаемость - способность материала пропускать воду под давлени­ем. Величина водопроницаемости характеризуется количеством воды, прошед­шей в течение 1 ч через 1 см 2 площади испытуемого материала при постоянном давлении.

Для специальных областей строительства (например, для строительства дре­нажных систем) может потребоваться материал, обладающий заданной степенью водопроницаемости. В большинстве же случаев используют материалы, которые обеспечивают элементам конструкции водонепроницаемость. Особо важна водо­непроницаемость для гидроизоляционных и кровельных материалов.

Увеличение влажности многих материалов сказывается отрицательно на их физико-механических характеристиках. Ряд материалов (древесина, бетон и др.) увеличивают свой объем при увлажнении, а при последующем высыхании дают усадку. Систематическое увлажнение и высыхание может вызвать знакоперемен­ные напряжения в материале и со временем привести к потере его прочности и разрушению. Насыщение материала водой приводит к заметному ухудшению его теплофизических характеристик, что особо нежелательно для материалов ограж­дающих конструкций, а также снижению его прочности и долговечности.

Морозостойкость - способность насыщенного водой материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и, соот­ветственно, без значительных потерь массы и прочности. Морозостойкими считают те материалы, которые после заданного количества циклов замораживания и оттаивания не имеют выкрашиваний, трещин, рассла­ивания и теряют не более допускаемого % прочности и массы по сравнению с аналогичными образцами, не подвергавшимися испытанию.

Свойства при действии тепла, огня, звука.

Способность материала передавать через свою толщу тепловой поток, возникающий при разности температур на поверхностях, ограничивающих материал, называется теплопроводностью.

Огнестойкость – способность материалов сохранять физико-механические свойства при воздействии огня и высоких температур в условиях пожара. Огнестойкость материалов и изделий определяют по степени возгораемости при помощи методов огневой трубы и калометрии.

Звукопоглащение – способность материалов поглощать звуковые волны.

Химические свойства:

Свойства при действии агрессивных веществ.

Коррозионная стойкость способность материалов сопротивляться действию агрессивных веществ. Послед­ние могут разрушать вещество материала и его структуру. Кислотостойкость, щелочестойкость и пр.

Механические свойства:

Свойства при действии статических и динамических сил.

Прочность - спо­собность материалов сопротивляться разрушению или необратимому изменению формы под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или другими факторами.

Твердость - способность материала сопротивляться внутренним напряжени­ям, возникающим при местном внедрении другого, более твердого тела.

Истираемость - способность материала уменьшаться в объеме и массе вследствие разрушения поверхностного слоя под действием истирающих усилий.

Упругость - способность материала деформироваться под влиянием нагрузки и самопроизвольно восстанавливать первоначальную форму и размеры после пре­кращения действия внешней среды. Упругая деформация полностью исчезает пос­ле прекращения действия нагрузки, поэтому ее принято называть обратимой.

Пластичность- способность материала изменять форму и размеры под действием внешних сил, не разрушаясь. После прекращения действия силы ма­териал не может самопроизвольно восстановить форму и размеры. Остаточная деформация называется пластической.

Хрупкость способность твердого материала разрушаться при механических воздействиях без сколько-нибудь значительной пластической деформации.

Древесные материалы.

Дерево как строительный материал обладает такими положительными качествами, как небольшой объемный вес, высокая прочность, (особенно при растяжении), малая теплопроводность(можно использовать для теплоизоляции помещений), экологичность, легкость обработки, эстетические качества.

Вместе с тем, такие серьезные недостатки дерева, как анизотропность (то есть материал с неодинаковыми свойствами по направлениям относительно волокон. (Так, например, усушка вдоль волокон меньше, чем поперёк волокон), гигроскопичность, загниваемость, разбухание, коробление при неравномерной сушке, растрескивание, высокая звукопроницаемость, горючесть, наличие пороков ограничивают сроки его службы и сферу применения.

Древесина служит исходным сырьем для выработки более двадцати тысяч продуктов и изделий. Способы переработки древесного сырья делят на три группы: механические, химико-механические и химические.

Механическая переработка древесины заключается в изменении её формы пилением, строганием, фрезерованием, лущением и тд. В результате механической обработки получают разнообразные товары народного потребления и промышленного назначения, продукцию и сырье для смежных перерабатывающих отраслей промышленности. При химико-механической переработке получают промежуточный продукт из древесины, однородный по составу и размерам, - специально резаную стружку, дробленый шпон. Промежуточный продукт, получаемый механическим способом, покрывают связующим веществом. Под действием температуры и давления происходит реакция полимеризации связующего, в результате чего промежуточный древесный продукт прочно склеивается. При химико-механической переработке получают фанеру, столярные, древесностружечные и цементно-стружечные плиты, арболит и фибролит. Химическая переработка древесины осуществляется термическим разложением, воздействием на неё растворителей щелочей, кислот, кислых солей сернистой кислоты.

Ценность различных пород древесины заключается в их прочности, долговечности и неповторимости рисунка. Такая древесина используется для изготовления красивой мебели, паркета, дверей, различных предметов интерьера, считающимися элитными, учитывая исходно высокую стоимость и размер усилий, затрачиваемые на её обработку.

Современная техника располагает средствами для продления срока эксплуатации дерева в конструкциях. К числу их относятся сушка, антисептирование и пропитка огнезащитными средствами.

Основными источниками экономии лесных материалов в строительстве являются максимальное использование отходов древесины для производства новых индустриальных материалов, продление сроков службы дерева и рациональное его использование в конструкциях.

Вопросы экономии древесины нужно учитывать также при обработке и переработке дерева. Здесь решающую роль играет правильный выбор организации технологического процесса и режимов обработки. Дерево широко применяют в современном строительстве как конструктивный, отделочный и теплоизоляционный материал. Для строительных конструкций применяются хвойные породы, для отделки – лиственные. Номенклатура изделий из дерева:

Древесина как строительный материал: Бревно, Брус, Доска,Рейка

Деревянные строительные конструкции: Сруб, Опалубка, Строительные леса, Ферма

Древесина как отделочный материал: Фанера,Паркет, паркетная доска, паркетный щит, Настенные панели, Деревянные потолки,Плинтусы и уголки,Деревянные окна и двери.

Весьма популярны малоэтажные жилые дома из бревен или бруса.

Материалы из природного камня. Примеры применения

Природный камень - это натуральный строительный материал. Натуральным камнем называют все горные породы, используемые в строительстве. К ним можно отнести: мрамор, гранит, туф, сланец, песчаник, известняк и оникс. Наиболее популярными на сегодняшний день являются камни: гранит, мрамор, оникс и доломит.

Гранит природный камень магматического происхождения, который состоит из кварца, плагиоклаза, калиевого полевого шпата и слюд. Цветовая гамма: серый, красный, бордово-красный, красно-розовый, розовый, коричнево-красный, серо-зеленый, черно-зеленый с крупными прозрачными вкраплениями.

Мрамор является самым популярным и элитным камнем среди натуральных камней. Мраморные камины и лестницы сегодня являются атрибутом роскоши

Оникс является наполовину драгоценным камнем. У этого камня необычная расцветка, красивые и тонкие полоски придают необычную красоту этому камню.

Песчаник природный камень осадочного происхождения, состоящий в основном из частиц кварца. Цветовая гамма: желтые, желто-коричневые, серые, серо-зеленые природные оттенки.

Доломит природный камень осадочного происхождения, состоящий целиком из минерала доломита. Цветовая гамма: розовые, желтые природные оттенки.

Материалы из природного камня получают путем добычи и обработки горных пород. Каменные материалы по форме делят на

· камни неправильной формы (щебень, гравий)

· штучные изделия, имеющие правильную форму (плиты, блоки).

Наиболее древние сооружения, дошедшие до наших дней, были построены из природного камня.

Представления о свойствах природных каменных материалов связаны, как правило, с высокой прочностью и долговечностью. Однако природный камень - материал, весьма разнообразный по структуре, часто сложенный из различных минералов и нередко подвергающийся в процессе образования и последующего залегания в земной коре воздействию значительных напряжений. Влияние на свойства природных каменных материалов оказывают также способы его добычи и обработки. Эксплуатационно-технические свойства природных каменных материалов (как и эстетические) определяются структурой горной породы. При ее оценке учитывают непосредственную связь с составом и свойствами породообразующих минералов, отличающихся разнообразными характеристиками.

Номенклатура материалов из природного камня включает блоки, камни, плиты, архитектурно-строительные изделия (плоскостные и профильные). Среди перечисленных есть материалы специального назначения: для гидротехнических сооружений (морских и речных), подземных сооружений и мостов (тоннелей, подводных и надводных частей мостов), для дорожного строительства.

Применение. В архитектурно-строительной практике каменные материалы используют как конструкционные (блоки для фундаментов, стен), конструкционно-отделочные (плиты для пола, лестниц), отделочные (плиты, профильные изделия для наружной и внутренней облицовки).

В зависимости от областей применения декоративно-облицовочные камни подразделяются на три группы:

Камни, не несущие значительных механических нагрузок (плиты, применяемые для внешней и внутренней облицовки зданий);

Камни, предназначенные для больших механических нагрузок (плиты для полов, ступени и др.);

Камни, идущие для сооружения монументальных памятников и крупных декоративных архитектурных деталей (колонны, пилоны и т. д.).

Блоки из природного камня для фундаментов и кладки наружных стен применяются, как местный строительный материал для двух-, трех- и пятиэтажных жилых, общественных и промышленных зданий.

Необходима защита от коррозии. Для отделки зданий применяется полированный и шлифованный камень. Можно применять гидрофобные растворы с предварительной очисткой от грязи и пыли.

Керамические материалы. Примеры их применения.

Керамические материалы обладают поликристаллической структурой, их получают в результате формования и тепловой обработки глин с добавками. Основным сырьевым компонентом является глина – осадочная горная порода.

Основные этапы производства (получения): Подготовка сырья – дозировка – перемешивание – формование (пластическое, полусухое, литье) – сушка – обжиг. Обработка лицевой поверхности: Механическая (для получения рельефного рисунка), ангобирование (для матового покрытия), глазурование (стекловидный слой, для блеска), сериография (изготовление по трафарету рисунка красящим составом), шелкография (нанесение орнамента-рельефа, глубиной до 1мм). Наряду с древесными и материалами из природного камня керамические материалы применялись в еще глубокой древности.

Среди керамических материалов, выпускаемых промышленностью, - стеновые (кирпичи, камни, блоки), плитки и плиты, черепица, санитарно-технические, архитектурно-художественные, а также изделия специального назначения: трубы, дорожный кирпич, кислотно- и огнеупорные, теплоизоляционные, краски. Свойства: Эксплуатационно-технические: Водопоглощение, морозостойкость, теплопроводность, термостойкость, прочность. Однако недостатком их является хрупкость

Эстетические: связаны с видом и составом используемого сырья. Цвет, рельеф, блеск, просвечиваемость.

По назначению строительные керамические материалы и изделия классифицируются на: стеновые материалы, пустотелые изделия для перекрытий, облицовочные материалы для наружной и внутренней отделки зданий, кровельные материалы, трубы, огнеупорные материалы, заполнители для легких бетонов, санитарно-технические изделия, специальные изделия.

К конструкционным и конструкционно-отделочным керамическим материалам относятся, прежде всего, кирпичи, камни и блоки.

Применение:

Керамический кирпич – один из самых распространенных материалов. Из кирпича возводятся около половины всех жилых, общественных и строительных зданий. Кирпич глиняный обыкновенный пластического прессования изготавливают из глин с отощающими добавками или без них. Кирпич представляет собой параллелепипед. Марки кирпича: 300, 250, 200, 150, 125, 100. Кирпич (камень) керамический пустотелый пластического прессования выпускают для кладки несущих стен одноэтажных и многоэтажных зданий, внутренних помещений, стен и перегородок, облицовки кирпичных стен.

Много примеров применения кирпича керамического в интерьерах общественных зданий. Кирпич строительный лёгкий изготовляют путём формовки и обжига массы из глин с выгорающими добавками, а также из смесей песка и глин с выгорающими добавками. Размер кирпича: 250×120×88 мм, марки 100, 75, 50, 35. Кирпич глиняный обыкновенный применяют при кладке внутренних и наружных стен, столбов и других частей зданий и сооружений. Кирпич глиняный и керамический пустотелые применяют при кладке внутренних и наружных стен зданий и сооружений выше гидроизоляционного слоя. Кирпич лёгкий применяют при кладке наружных и внутренних стен зданий с нормальной влажностью внутри помещений.

Еще один распространенный керамический материал – черепица. Черепицу изготовляют из жирной глины путём обжига при 1000-1100 °C. Доброкачественная черепица при лёгком ударе молотком издаёт чистый, не дребезжащий звук. Она прочна, очень долговечна и огнестойка. Недостатки - большая средняя плотность, утяжеляющая несущую конструкцию крыши, хрупкость, необходимость устраивать крыши с большим уклоном для обеспечения быстрого стока воды. Широко применяют в странах Западной Европы керамическую черепицу для кровельных покрытий малоэтажных зданий, отдавая дань архитектурной выразительности этого материала и его высокой долговечности.

Дренажные керамические трубы изготавливают из глин с отощающими добавками или без них, внутренний диаметр 25-250 мм, длиной 333, 500, 1000 мм и толщиной стенок 8-24 мм. Их изготавливают на кирпичных ил специальных заводах. Дренажные керамические трубы применяют при строительстве осушительно-увлажнительных и оросительных систем, коллекторно-дренажных водоводов. Керамические плитки, плиты, используют для облицовки фасадов зданий, как правило, общественных и административных. Часто предпочитают плиты сравнительно крупных размеров.

Значительные объемы применения керамических плиток, плит, для внутренней облицовки стен ванных комнат, туалетов, бассейнов. В упомянутых помещениях эти керамические изделия применяют и для покрытия плов.

Большое значение в современной лаконичной архитектуре имеет применение декоративно-художественной керамики для настенных панно, декоративных вставок, объемных композиций, решеток, элементов малых форм.

Материалы из стеклянных и других минеральных расплавов. Примеры их применения.

Минеральные (не металлические расплавы) представляют собой огненно-жидкие вязкие массы природного сырья и промышленные шлаки.

В зависимости от исходного сырья различают:

Стеклянные, кварцевые породы

Каменные (из магматических и горных пород)

Шлаковые (промышленные шлаки)

Стекло - переохлаждённый расплав сложного состава из смеси силикатов и других веществ. Отформованные стеклянные изделия подвергают специальной термической обработки - обжигу.

Материалы из стекла имеют искусственную аморфную структуру, получаемую из минерального расплава, содержащего стеклообразующие компоненты (оксиды кремния, бора, алюминия и др.). Кроме материалов из стекла выделяют материалы из каменных и шлаковых расплавов.

Эксплуатационно-технические свойства материалов из стекла зависят, прежде всего, от его состава и структуры, которая отличается отсутствием правильной пространственной решетки и изопрочностью.

Материалы из стекла и других минеральных расплавов можно разделить на две основные группы: светопрозрачные и непрозрачные (облицовочные, специального назначения: теплоизоляционные, звукопоглощающие, кислотоупорные).

Наиболее распространено в строительстве оконное стекло - бесцветное с гладкими поверхностями. Оконное стекло выпускают в листах размером от 2500х2500 до 3210×6000 мм. Оно имеет светопропускание 84...90 %. Стекло в соответствии с его оптическими искажениями и нормируемыми пороками подразделяют на марки М0-М7.По толщине стекло делят на:одинарное (толщиной 2 мм), полуторное (2,5 мм),двойное (3 мм), утолщённое (4-10) мм

Витринное стекло выпускают полированным и неполированным в виде плоских листов толщиной 2-12 мм. Применяют его для остекления витрин и проёмов. В дальнейшем листы стекла можно подвергать дальнейшей обработке: гнуть, закалять, наносить покрытия.

Стекло листовое высокоотражающее - это обычное оконное стекло, на поверхность которого нанесена тонкая полупрозрачная отражающая свет плёнка, изготовленная на основе окиси титана. Стекло с плёнкой отражает до 40 % падающего света, светопропускание 50-50 %. Стекло уменьшает просмотр с наружной стороны и снижает проникание внутрь помещения солнечной радиации.

Стекло листовое радиозащитное - это обычное оконное стекло, на поверхность которого нанесена тонкая прозрачная экранирующая плёнка. Экранирующую плёнку наносят на стекло в процессе его формирования на машинах. Светопропускание не ниже 70 %.

Армированное стекло - изготавливают на поточных линиях методом непрерывного проката с одновременным закатыванием внутрь листа металлической сетки. Это стекло имеет гладкую, узорчатую поверхность, может быть бесцветным или цветным.

Стекло теплопоглощающее обладает способностью поглощать инфракрасные лучи солнечного спектра. Оно предназначено для остекления оконных проёмов с целью уменьшения проникания солнечной радиации внутрь помещений. Это стекло пропускает лучи видимого света не менее чем на 65 %, инфракрасных лучей не более 35 %.

Стеклянные трубы изготавливают из обычного прозрачного стекла способом вертикального или горизонтального вытягивания. Длина труб 1000-3000 мм, внутренний диаметр 38-200 мм. Трубы выдерживают гидравлическое давление до 2 МПа.

Ситаллы получают путём введения в расплавленную стеклянную массу специального состава катализаторов кристаллизации. Из такого расплава формируют изделия, затем их охлаждают, в результате чего расплавленная масса превращается в стекло. При последующей тепловой обработке стекла происходит его полная или частичная кристаллизация - образуется ситолл. Они имеют большую прочность, малую среднюю плотность, высокую износостойкость. Их применяют при облицовке наружных или внутренних стен, изготовления труб, плит для полов.

Стемалит представляет листовое стекло различной фактуры, покрытое с одной стороны глухими керамическими кристаллами разного цвета. Изготавливают его из неполированного витринного или прокатного стекла толщиной 6-12 мм. Применяют его для наружной и внутренней облицовки зданий, изготовления стеновых панелей.

Марблит - прямоугольные или квадратные плиты, изготовленные из цветного глушеного стекла. Наружная поверхность плит обычно полированная, внутренняя - рифленая. Стекломрамор имеет мраморовидную окраску и является разновидностью марблита. Марблит применяется для облицовки фасадов и внутри зданий.

Смальтой называют кусочки цветного глушеного стекла неправильной формы и наибольшим размером (20 мм). Ее отливают в виде плит, которые затем разбивают на кусочки. Применяют смальту для отделки фасадов, изготовления Полированное строительное стекло обладает самыми минимальными оптическими искажениями, что делает его мдеально подходящим для применения в оконных технологиях, для остекления витрин, устройства ветражей, производства зеркал и

Примеры. Архитектурный образ современного здания, сооружения в большей мере определяется структурой современных элементов, выявляющихся на фасаде, и плоскостями из стекла. Характерны геометрически четкие формы и значительные площади стекла с оригинальными свойствами.

Глухие участки навесных стен, влияющие на архитектурный образ зданий, могут быть расположены выше перекрытий или в пределах их примыкания. Но часто предусматривается полное остекление упомянутых стен.

Здания с ограждениями из стеклянных материалов могут иметь гладкий фасад или фасад с развитой пластикой – выступами, углублениями.

Соотношения светопрозрачных и глухих участков фасада, пропорции членения, цвет стекла – те параметры, которые позволяют создавать навесные стены с разнообразным внешним обликом. Оригинальный внешний вид фасада получают, сочетая светопрозрачные и светонепрозрачные материалы из стекла.

Не менее значимы, в т.ч. для архитектурного облика, материалы из стекла в зданиях жилого, промышленного назначения, детских садах, школах, вузах.

Принципиальное значение имеет тот факт, что материалы из стекла остаются экологически чистыми на протяжении всего срока их эксплуатации.

Область применения:

Архитектура (отделка фасадов), интерьеры (перегородки, двери, стены).остекления световых проемов (листовое оконное, витринное, закаленное, армированное и др.), как отделочный материал (цветные листы, крупные и мелкие плитки), а из стеклянного волокна получают стеклопластики и стекловолокнистые теплоизоляционные изделия. Штучные стеклянные изделия (стеклянные пустотелые блоки и стеклопрофилит) используют для устройства светопрозрачных ограждающих конструкций.

Металлические материалы. Примеры их применения.

Основы производства: основной сырьевой компонент для получения ме. – рудные горные породы. Наиболее часто для производства ме. используют красный, магнитный бурый и шпатовый железняк. Основные технологические операции при изготовлении ме-их материалов: обработка сырья (дробление, промывка, обогащение железных руд) – дозировка – плавка (получение металлов) – формование (получение ме. материалов). При необходимости применяют механические и хим. способы отделки, лаки, краски, наносят тонкие ме-кие или полимерные пленки.

Ме., применяемые для производства строительных ма., разделяют на 2 группы:

Черные – сплав железа с углеродом - чугун и сталь.На долю черных ме приходится около 95 % производимой в мире металлопродукции.

Взаимосвязь архитектуры и строительных материалов (примеры).

Строительные материалы определяют осуществимость творческого замысла

реальность новых архитектурных форм и конструктивных систем

обуславливают экономическую и функциональную целесообразность сооружения

активно влияют на развитие современной архитектуры

обуславливают характер и эстетическую выразительность формы

В настоящее время здания и сооружения можно строить из многих взаимозаменяемых материалов, при этом условия жизни с эксплуатационно-технической точки зрения будет одинаковые, а вот восприятие среды, эстетики зданий и сооружений будет довольно сильно отличаться. Здесь архитектор должен чётко представлять, какие материалы соответствуют определённому творческому замыслу.

до XX века использовались в основном материалы, выдерживающие большие нагрузки при сжатии, но значительно меньшие при изгибе и растяжении. Таким материалом был, например, камень, свойства которого позволяли перекрывать лишь небольшие пространства. Монументальность, величие (древние гробницы, храмы). Впоследствии архитектурные формы из природного камня стали достаточно легкими, а строительство, преодолевавшее свойства камня, стало чрезвычайно сложным и длительным (период готики).

В XX веке – широкое внедрение материалов с высокими прочностными показателями при изгибе и растяжении. Например, металлические тросы, основные несущие элементы в вантовых конструкциях, позволяют перекрывать огромные площади пространств различной формы.

Использование металла и железобетона для современных каркасных конструкций позволяет получать практически любые заданные формы сооружений разнообразных размеров, что было не достижимо раньше. Невозможным было и создание отдельно стоящих опор: св-ва материалов не позволяли жёстко соединить опору с основанием. Но теперь, металл или железобетон позволяют построить высотные опоры отдельно стоящих башенных конструкций, которые не выполнимы при помощи древесины или камня из-за их свойств. (Эйфелева башня)

Стандартизация строительных материалов (определение, методы стандартизации).

Стандартизацией называется процесс установления и применения стандартов – комплекса нормативно-технических требований, норм и правил на продукцию массового применения, утвержденных в качестве обязательных для предприятий и организаций-изготовителей и потребителей указанной продукции.

ГОСТы – гос. страндарты – требов к свойствам материалов, методам их испыт., правилам приёмки, транспортир и хранен. Технич.усл (ТУ) или врем (ВТУ). СНиП – строит нормы и правила. Но с 1 июля 2003 стандарты кач-ва будут предл сами предприятия, а гос-во обеспеч лишь безопасность продукции для потребления.

К методам стандартизации относятся унификация и типизация материалов.

Унификация – это приведение различных видов материалов к технически и экономически рациональному минимуму типоразмеров, марок, форм, свойств и т.п. При этом, как правило, объединяются технические требования к нескольким материалам одинакового функционального назначения таким образом, чтобы была возможна замена одного материала другим без ухудшения качества строительного объекта.

Типизация предполагает разработку типовых материалов или конструкций на основе общих технических характеристик. Требования к типизации весьма актуальны; они определяют выпуск материалов, размеры которого связываются с модулем – условной единицей измерения. Модуль применяется для координации размеров не только материалов, но и частей зданий. Единая модульная система в России создана на базе основного модуля 100 мм. Установлен ряд произвольных укрупненных (3М, 6М, 12М, 15М, 30М, 60М) и дробных (1/2М, 1/5М, 1/10М, 1/20М, 1/50М, 1/100М) модулей. Укрупненные и дробные модули (1/2М, 1/5М) определяют, в основном, размеры элементов и материалов для несущих и ограждающих конструкций, а более мелкие дробные модули – толщину плитных и листовых материалов.

Унификация и типизация позволяют архитектору создавать разнообразные и оригинальные проекты отдельных зданий и целых ансамблей в условиях массового индустриального строительства.

Классификация строительных материалов (схемы, примеры).

По назначению материалы делятся на: конструкционные, конструкционно-отделочные и отделочные.

Конструкционные материалы обеспечивают защиту от различных физических воздействий (климатических факторов, шума и др.), прочность и долговечность зданий, сооружений. Эти материалы скрыты в «теле» конструкции, например, кирпич керамический обыкновенный, теплоизоляционный материал .

Конструкционно-отделочные материалы также обеспечивают определенные защиту, прочность, а их одно или несколько поверхностей, которые называют лицевыми, воспринимаются визуально в процессе эксплуатации. Например, кирпич керамический лицевой, линолеум .

Отделочные материалы влияют на восприятие среды жизнедеятельности человека. Они выполняют и функции защиты (обои, хоть и немного, но защищают материалы в конструкции), но их основная функция – визуальное восприятие (одной или нескольких лицевых поверхностей) и непосредственное влияние на эстетический облик фасада, интерьера здания, сооружения. К таким материалам относятся плитки керамические для фасада или внутренней облицовки стен и пола, обои и др.

Эксплуатационно-технические свойства строительных материалов (определение, принципиальные схемы и единицы измерения, сравнительные показатели для различных материалов).

Свойства – характеристики, проявляющиеся в процессе применения и эксплуатации материалов, за исключением их экономических показателей, можно разделить на две группы: эксплуатационно-технические и эстетические. Первые обеспечивают необходимые защиту, прочность, требуемую долговечность здания, сооружения. На эксплуатационно-технические свойства материала влияют многие характеристики.

Пористость – содержание в веществе пор, ячеек, пустот (%). Различают низкопористые (менее 30%), среднепористые (от 30% до 50%) и высокопористые (более 50%) материалы. Характер пористости бывает закрытым, открытым, сообщающимся; поры могут быть мелкие, крупные. Величины пористости: пенопласты – 96%, древесина – 65%, бетон легкий – 60%, кирпич керамический – 35%, бетон тяжелый – 10%, гранит – 1%, сталь – 0%.

Истинная плотность, ρ (г/см³, кг/м³) – отношение массы к объему материала в абсолютно плотном состоянии, т.е. без пор и пустот ρ = m / v. Средняя плотность ρср. (г/см³, кг/м³) – отношение массы материала к его объему в естественном состоянии вместе с возможными порами и пустотами. Различают тяжелые (более 2000 кг/м³) и легкие материалы (менее 1000 кг/м³). Величины средней плотности (кг/м³): пенопласт – 50, древесина – 575, бетон легкий – 1200, кирпич керамический – 1900, природный камень – 2500, бетон тяжелый – 2200, сталь – 7860. Плотность влияет на долговечность материала.

Свойства при действии влаги, воды, замораживания-оттаивания:

Влажность – содержание влаги в материале, отнесенное к массе материала в сухом состоянии, измеряемое в процентах. Высокой считается влажность более 20%, низкой – менее 5%.

Гигроскопичность – способность материала поглощать водяные пары из воздуха (при его повышенной влажности) и удерживать их вследствие капиллярной конденсации.

Водопоглощение – способность материала при непосредственном контакте с водой впитывать ее и удерживать. %, с погрешностью 0,1%. Более 20% - высокий показатель, менее 5% - низкий. Древесина – 150%, кирпич керамический – 12%, бетон тяжелый – 3%, гранит – 0,5%.

Водостойкость – характеризуется коэф. размягчения (Кр) – отношением предела прочности при сжатии материала, насыщенного водой к пределу прочности при сжатии материала в сухом состоянии. При > 0,8 материал для строений постоянно контактирующих с водой.

Водопроницаемость – способность материала пропускать воду под давлением. Характеризуется количеством воды, прошедшей в течение 1 ч через 1 см² площади испытуемого материала при постоянном давлении. Измеряется время, в течение которого образец не пропускает воду при постоянном давлении воды, или гидростатическое давление, которое выдерживает образец материала в течение определённого времени. Стекло и металлы водонепроницаемы, практически не пропускают воду материалы с замкнутыми мелкими порами.

Морозостойкость – способность насыщенного водой материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и без значительных потерь массы и прочности. Замораживание производят при температуре -15…-20˚С в течение 4-8 ч, оттаивание происходит в ванне с водой при температуре +15…+20˚С в течение 4 ч и более. Высокая морозостойкость – более 100 циклов, десятки циклов – удовлетворительная, менее 10 циклов – низкая. Показания морозостойкости определяют долговечность материала в ограждающих конструкциях.

Теплопроводность – способность материала передавать через свою толщу тепловой поток, возникающий при разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Коэф. теплопроводности (λ) представляет собой кол-во теплоты, прошедшей в течение 1 ч через испытуемый материал толщиной 1 м при разнице температур на его противоположных поверхностях в 1 ˚С – Вт/м ˚С. Материалы с коэф. менее 0,17 – теплоизоляционные, менее 0,05 – значительный технико-экономический эффект. Сталь 58, гранит 3, бетон тяжелый 1,3, кирпич керамический 0,75, бетон легкий 0,5, пенопласты 0,04. Особенности строения влияют на теплопроводн, например у древесины λ вдоль волокон в 2 раза больше поперёк.

Огнестойкость – способность материалов сохранять физико-механические свойства при воздействии огня и высоких температур в условиях пожара. По горючести делят на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются (природный камень, бетон, кирпич, металлы). Трудносгораемые обугливаются, тлеют или с трудом воспламеняются, после удаления источника огня горение и тление прекращается (асфальтобетон, цементный фибролит). Сгораемые горят, тлеют и после удаления огня (древесина, бол-во пластмасс). Но при длительной действии огня может происходить химическое разложение мрамора, известняка или деформация стали, поэтому по степени горючести нельзя судить об огнестойкости.

Звукопоглощение – способность материалов поглощать звуковые волны. Коэф. поглощения α , показыв. какое определяется после испытания материала в реверберационной камере. Более 0,8 – высокий, менее 0,2 – низкий (минераловатные плиты – от 0,03 до 0,45, поропласт полужесткий 0,11 да 0,6). Хороший звукопоглощающий материал имеет пористо-волокнистую структуру с большим кол-вом пор сообщающегося разветвлённого характера, шероховатую поверхность.

Коррозионная стойкость – способность материалов сопротивляться действию агрессивных веществ. Виды коррозии: физическая, химическая, физико-химическая, электрохимическая, биологическая. Определяется разность масс образцов до и после воздействия агрессивной среды и соответствующее изменение прочностных и упругих хар-ик. СМ из органич. сырья (древесины или пластмассы) – сравнит. стойкие к слабым (<5%) кислотам и щелочам, но менее биостойки. Корроз. стойкость СМ из не органич. сырья зависит от их состава: если в материале преобладает двуоксид кремния, сравнит. стойкий к слаб кислотам, но взаимодействует с основными оксидами; если же в материале преобладают основные оксиды, сравнит. стойкий к слаб кислотам, но разрушается при взаимодействии с кислотами.

Свойства при действии статических и динамических сил:

Прочность – способность материалов сопротивляться разрушению или необратимому изменению формы под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или другими факторами. Предел прочности – напряжение, соответ. Нагрузке, при которой фиксируется начало разрушения. Сжатие, растяжение, изгиб, удар. Высокая прочность при сжатии – 100 МПа и более, удовлетворительная – десятки МПа, низкая менее 10 МПа. Сталь 400 МПа, тяжелый бетон 40, кирпич керамический 15. При изгибе – сталь 400, бетон тяжелый 4, кирпич около 2 МПа.

Твердость – способность материала сопротивляться внутренним напряжениям, возникающим при местном внедрении другого, более твердого тела, МПа. Шкала твердости Мооса: 10 алмаз, 9 корунд, 8 топаз, 7 кварц, 6 ортоклаз, 5 апатит, 4 плавиковый шпат, 3 кальцит, 2 гипс, 1 тальк.

Истираемость – способность материала уменьшаться в объеме и массе вследствие разрушения поверхностного слоя под действием истирающих усилий. Низкая истираемость – менее 0,5 г/см², высокая – 5 г/см², весьма стойки к истиранию кварциты, базальты, диориты, граниты, менее стоек мрамор.

Упругость – способность материала деформироваться под влияние нагрузки и самопроизовльно восстанавливать первоначальную форму и размеры после прекращения действия внешней среды. Упругая деформация обратима. Модуль упругости Е (модуль Юнга).

Пластичность – способность материала изменять форму и размеры под действием внешних сил, не разрушаясь.После прекращения действия форма не восстанавливается, остаточная деформация – пластическая.

Хрупкость – способность твердого материала разрушаться при механических воздействиях без сколько-нибудь значительной пластической деформации. По х-ру деф-ий, завис. от состава и строения, материалы условно можно разделить на пластичные (# металлические материалы, кроме чугунных) и хрупкие (прир-ый камень, бетон, стекло оконное).

Этетические характеристики строительных материалов (наименования, определение цвета, фактуры, текстуры, виды фактуры).

К эстетическим характеристикам относятся форма, цвет, фактура, рисунок (природный рисунок - текстура).

Форма материалов, лицевая поверхность (или поверхности) которых воспринимается визуально в процессе эксплуатации, непосредственно влияет на своеобразие фасада или интерьера здания.

Цвет материалов – это зрительноеощущение, возникающее в результате воздействия на сетчатку глаз человека электромагнитных колебаний, отраженных от лицевой поверхности в результате действия света.

Все цвета разделяются на две группы: ахроматические (белые, черные, все оттенки серого) и хроматические (цвета радуги со всеми промежуточными оттенками). Основные характеристики цвета – цветовая тональность, светлота и насыщенность.

Фактура – видимое строение лицевой поверхности материала, характеризуемое степенью рельефа и блеска. По степени рельефа выделяют гладкие, шероховатые (до 0,5 см) и рельефные (более 0,5 см).

Рисунок – различные по форме, размерам, расположению, сочетанию, цвету линии, полосы, пятна и другие элементы на лицевой поверхности материала. Если упомянутые элементы создала природа, рисунок называется текстурой.

Взаимосвязь свойств и структуры строительных материалов (примеры).

Высокая пористость строительного материала обеспечивает ему низкую теплопроводность (особенно при замкнутом характере пор). Например, низкой теплопроводностью обладает пенопласт (96% пор). Открытые поры, которые сообщаются со средой, увеличивают водопоглощение, снижают морозостойкость и долговечность материала (древесина, бетон).

У материалов с волокнистой структурой наблюдается анизотропность, из-за чего показатели свойств заметно отличаются при физических воздействиях вдоль и поперек волокон, например, коэффициент теплопроводности древесины (λ) вдоль волокон в два раза больше, чем поперёк волокон.

Степень водопроницаемости также связана с характером строения. Материалы особо плотные (ρср ~ ρ) водонепроницаемы (стекло, металлы).

Сравнительно плотные материалы (без пор или с незначительной пористостью), поглощающие мало воды, морозостойки (природный камень).

Степень поглощения звука также зависит от структуры, величины и характера пористости, а также толщины материала. Для звукопоглощающего материала относительно лучшей структурой является пористо-волокнистая с большим количеством сообщающихся пор и шероховатой поверхностью (минераловатные плиты).

Прочность материала определяется главным образом его структурой. Некоторые природные и искусственные каменные материалы, например, гранит и бетон, сравнит. хорошо сопротивляются сжатию, но много хуже – растяжению, изгибу, удару.

Твердость материала в большей мере зависит от плотности, как и истираемость. Весьма стойки к истиранию камни – кварциты, граниты, базальты.

Взаимосвязь эстетических характеристик лицевой поверхности материалов и восприятия наружной и внутренней отделки зданий, сооружений (примеры).

Форма сооружения; эстетические характеристики лицевой поверхности (фактура/цвет/характер рисунка): физическая сущность строительных материалов.

Впечатление тяжести или легкости, пластичности, плотности архитектурной формы связано с характером лицевой поверхности материала. Например, цоколь обычно облицовывается природным камнем с груборельефной фактурой, чтобы подчеркнуть напряжение в нижней части стены, средние этажи - камнем с менее высоким рельефом, а верхние этажи – камни с гладкой фактурой.

Заметную роль в восприятии играют и сложившиеся представления человека о таких эксплуатационно-технических свойствах, как прочность, долговечность. Например, архитектурная форма Останкинской телебашни кажется достаточно прочной благодаря информации об использованном материале - монолитном железобетоне, стянутом мощными семижильными стальными канатами.

Восприятие архитектурной формы связано с фактурой, цветом, характером рисунка лицевой поверхности. Особенно важны эстетические характеристики материалов во внутренней отделке зданий. Выбор цвета, фактуры, рисунка поверхности отделочного материала должен быть связан с функциональными размерами помещения, его размерами и композицией. Например, в малых помещениях размер элементов фактуры должен быть ограничен, иначе помещение будет казаться ещё более мелким, материалы с крупными элементами фактуры – для больших помещений. Также необходимо помнить, что гладкая, блестящая фактура – может искажать восприятие интерьера.

Основные факторы, определяющие максимальное расстояние, с которого различимы элементы фактуры многоцветного отделочного строительного материала.

размер этих элементов

расстоянием между ними

если материал с многоцветной лицевой поверхностью, то важна и степень цветового контраста (малая, средняя, большая) между элементами фактуры

При выборе фактуры учитывается комплекс факторов.

*фактура более отчётливо воспринимается на светлой поверхности;

*рельефно-бугристая фактура – объемная меньше, чем при гладкой;

*горизонтальные рельефы способствуют зрительному сохранению высоты и удлинению помещения;

Качество и интегральное количество строительных материалов (определения, цель проведения квалиметрического анализа).

Качество архитектурных, дизайнерских проектов связано с качеством используемых материалов. Качество представляет собой совокупность эксплуатационно-технических и эстетических характеристик. Решить проблему качества помогает специальный квалиметрический анализ. Экономические показатели тоже в большей мере связаны с применяемыми материалами, так как до 50% стоимости здания приходится на стоимость материалов. Квалиметрия – наука о К. К = эксплуатационно-технич + эстетич хар-ки ΣК = К + экономические хар-ки Квалиметрич анализ - ср-но объективный выбор СМ См: Более 50% стоимости любого совр-ого здания 70% сборного здания тоимость – вкл-я эксплуатацию хр.

СМ из древесины

Древесина. Материалы, которые получаются путем добычи и обработки древесных пород и древ отходов. При появлении топора возникает деревянная архитектура; практически неисчерпаемое сырье.

Сырье. Ствол – 90% обьёма дерева: кора; заболонь; сердцевина; ядро. Основные древесные породы: хвойные : сосна - мягкая, прочна, легко обрабатывается (мебель); ель - более легкая, много твердых сучков, сравнительно быстро загнивает; лиственница - плотная, твердая, прочная, почти не гнеёт; кедр - лёгкая, мягкая древесина по прочности уступает сосне; лиственные: дуб - плотная, прочная, твердая (мосты, столярные изделия); Ясень - плотная, гибкая (мебель); береза - легко загнивает (отделочные материалы, столярные изделия); осина - легкая, мягкая (фанера, древесные плиты); липа - мягкая (фанера), клён – плотная древесина, сравнит мало коробится и стойка к загниванию, хорошо подвергается обработке.

Добыча: Валка, раскряжёвка, окорука деревьев.

Обработка: Раскряжевка - поперечное деление хлыстов. Выделяют деловую и дровяную части;Распиловка – групповой или индивидуальный раскрой брёвен; вид распилки определяет характер текстуры: получают радиальные, тангенциальные доски;строгание, лущение – снятие специальными ножами тонких срезов древесины, при этом лущение – резанье по спирали;фрезерование – резанье специальными ножами и получение требуемого профиля древесных материалов;сборка полуфабрикатов – склеивание (досок) отходов (гвоздевая, клеевая);обработка отходов – сортировка, перемешивание со связующими и формирование (под давлением). Отходы: мягкие (опилки, стружка, волокна);кусковые (куски веток, коры, сучья). Сушка – повышает прочность древесины, удлиняет сроки эксплуатации:искусственная (сушилки),естественная (на складе). Защитная обработка :антисептирование – вещества, ядовитые для грибов (медный купорос, фтористый и кремнистый натрий); антипирирование - огнезащитные составы.Поверхностная, объемная (глубокая) обработки.

Отделка (формирование эстететических характеристик):прозрачная – сохранение, выявление природной структуры;непрозрачная – цвет и текстура скрываются (хвоя). Имитационная отделка: мозаика,инкрустация – врезка в древесину др. материалов (слоновая кость, металл);интарсия – древесина в древесину;маркетри – мозаичный набор из кусочков шпона различных пород. Резьба по древесине: углублённая; прорезная;плоскорельефная;рельефная.

Виды: круглые лесоматериалы (отрезки стволов древесины);пиломатериалы (радиальная, тангенциальная, смеш-я распилки) – 2ух, 3х, 4х скатные брусы, доска (для покрытия полов) необработанная,чистообрезная,обрезная - с тупым обрезом - с острым обрезом, брусок; облапол горбыльный и дощатый;шпала не обрезная/обрезная; шпон (строганный, лущёный) (тонкие срезы древесины, заданной толщины); фрезерованные/поганажные изделия : поручни; плинтусы; наличники; доски для обшивки; кровельные плитки; паркет штучный; из склеенных полуфабрикатов - ДКК (балки, рамы, арки, фермы); паркетные доски; паркет; оконные, дверные блоки; щиты; фанера 3х, 5и, многослойная; пробковые покрытия; на основе отходов (3 и более листов шт. шпона мног-е л. На основе пресс-ой пр-и) ДСП; ДВП; обои; древесные пластики .

Свойства. Плюсы: малая средняя плотность при высоких прочностных характеристиках; психологическое воздействие; коэффициент конструктивного качества - высокий 0.8 сталь - 0.5; ρср~ 600 кг/м3 Rсж~. Минусы: возможное возникновение пороков; высокая гигроскопичность и водопоглощение; возможность загнивания; горючесть; анизотропность. Плотность, сжатие, растяжение, изгиб Лиственница: 660 65 125 110 Ель: 450 45 100 80 Береза: 630 55 165 110. Анизотропность - различное сопротивление вдоль и поперек волокон. Теплопроводность, прочность при сжатии, растяжение вдоль - превышает поперек. Водопоглощение - ДСП - не более 15%. Загнивание при влажности более 20%.

Применение

констр.: рубленая бревенчатая архитектура: Кижский погост и Преображенская церковь, перекрытия из неразрезных ломаных балок здания ратуши в Нюртингеме (Германия)

констр-отдел: церковь в Лафаете (США), обшитая гонтом; паркет в интерьере здания МАрхИ,

отделоч.: облицовка фанерой аудитории в 4 корпусе МАрхИ, обои – массовое применение в интерьерах квартир

возможности и достижения: Главным достижением можно считать элементы ДКК - деревянных клееных конструкций (балки, рамы, арки, фермы) пролёты таких конструкций до 100 м и более, что делает древесину перспективным сырьем не только для отделочных и конструктивн-отдело, но и конструктивных материалов. Важна и защитная обработка. Прозрачная (ещё больше проявить текстуру) и непрозрачная отделка лицевой поверхн (краска, облицовка тестурирующей бумагой) – для древесины дешёвых пород с невыразительной текстурой, имитирующая отделка (под более дорогое сырьё). Трудоёмкий вид отделки – мозаика (инкрустация (с др матер), интарсия(древ-древ), маркетри(мозаичн набор из кусочков шпона разл пород древ), блочная мозаика. Резьба по древесине.

Природный камень.

Добыча. Получают путём добычи и обработки горных пород. (Стоунхендж, пирамиды, готика).

Сырьё. Для пр-ва материалов из прир-го камня исп-т горные породы, сост-е из одного и того же минерала. Классификация гинетическая: 1. Изверженные породы: массивные/глубинные (гранит)/изливные (базальт). Обломочные: Цементированные (туф, пенза); Рыхлые (пепел). 2. Осадочные породы: Механического (песчанник - цементированные, глина, песок, гравий - рыхлые); Химического образования (гипсовый камень); Органические (известняк, мел). 3. Метаморфические (мрамор, кварцит): изменённые: изв-е (гнейс); осадочные(мрамор, кварц, сланец).

Обработка. Получение требуемой формы:

скалывание; резание. шлифование – для получ необходимой фактуры. По хар-ру обработки фактуры 2 группы: абразивные (пилёная, грубо- и тонкошлифованная, лощёная, полированная) и ударные («скала», крупно- и мелкобугристая, крупно- и мелкорифлёная, бороздчатая, точечная, кованая) также вскрытая (ультразвук), термообработанная.

Виды: 1. Блоки: для фундаментов; для стен. 2. Плиты. 3. Профиль: порталы, балясины, пояса, плинтусы, поручни. 4. Малые формы.

Свойства. Твёрдость: в есьма прочные и долговечные.Твердые (гранит, гнейс, диорит,сиенит, базальт,лабрадорит). Средней твердости (мамор(ахроматический и хроматический), конгломерат,известняк, песчаник, туф). Мягкие (тальк, гипс). Плотность: Твердые - 2500-3000кг/м3, Средней тв. - 1000-2800. Пористость: Тв. - 0,1-0,5%, Ср тв - 0.5-27% (известняк). Водопоглощение: Тв. - 0.01-5%, Ср тв. - 0.1-40% Морозостойкость: Тв – 300 циклов Ср тв – более 25, Мягк – 15 и более. Прочность при сжатии: Тв 90-300 МПа Ср тв - 60-200 МПа Мягк - 15-30МПа., Истираемость твёрд не более 0.5 г/см2, долговечность связана с твёрдостью Эстетические св-ва: практически все цвета цветового спектра. Фактура: абразивные: пиленая (3мм)/грубошлиф-я (0,2 – 0,5 мм, следы инстр-тов)/тонкошлиф-я (гладк., матов – я)/полированная (зерк. Блеск)/бороздачная (3мм); ударные скала (5мм)/крупнобугристая (7 – 15 мм)/мелкобугр-я (3 – 6 мм)/крупнорефл-я (1-2 мм парал-е борозды)/м – я (0,5 – 0,7 мм)/точечная/кованная (0,5 – 2 мм). Вскрытая - матовая поверхность с хорошо выявленной текстурой, Термообработанная – шероховатая.

• Физические свойства и характеристики
• Механические свойства
• Химические свойства

Чтобы строить качественно и профессионально, нужно иметь четкое представление о строительных материалах: их основные свойства и допустимость их использования в условиях возведения определенной конструкции. Это влияющая на качество продукции и, соответственно, на репутацию строителя.

Все основные строительные вещества наделены признаками и характеристиками, которые проявляются в наибольшей или наименьшей мере. Качественное проявление зависит от предназначения материала и особенностей его применения в конкретной ситуации.

Строительным веществам присущи физические характеристики, механические свойства и химические особенности.

Физические свойства и характеристики

Из числа свойств, причисляемых к физическим, часто рассматривают вес, удельный и объемный, степень плотности, наличие пористости, способность к водопоглощению, степень влагоотдачи и влажности.

Также принимают во внимание, насколько материал морозостойкий, способен ли проводить газ, устойчив ли к огню и высоким температурам и обладает ли теплопроводностью.

Для расчета объемного веса используется данная формула: γ0=G/V, где G – вес, а V1 – объем материала, включая поры и пустоты. Единица измерения объемного веса кг/м³. Часто объемный вес бывает меньше удельного веса. Данная характеристика важна при расчете прочности конструкции и организации перевозки транспортными средствами.

Плотность показывает меру заполнения объема образца тем веществом, из которого этот образец состоит. Единица плотности используется в кг/м³. Количество пор, присутствующих внутри образца, почти всегда влияет на его показатель плотности.

Понятие пористости подразумевает наличие в материале пор и показывает насколько его объем ими заполнен и измеряется в процентном отношении. Есть поры мелкие и крупные. Следовательно, материалы бывают мелкопористыми и крупнопористыми.

По степени легкости непористые элементы уступают пористым. Размер пор и их количество сказываются на теплоизоляционных свойствах: чем меньше пор мелких по размеру, тем сильнее теплоизоляционные характеристики строительных элементов.

Способность материала поглощать воду и удерживать ее, называется водопоглощением, которое бывает весовым и объемным. Весовое измеряется в процентах и представляет собой отношение веса воды, впитавшейся в образец до предела, к весу сухого образца. Значение объемного вычисляется в процентном отношении и рассчитывается как отношение объема впитавшейся воды к объему в состоянии насыщения.

Если материал может отдавать воду, когда изменяется окружающая его среда, он способен к влагоотдаче, которая измеряется в процентах. Величина показывает, сколько воды испаряется из образца в течение 24-х часов при условии 20 °C и 60%-ой влажности воздуха.

Влажность показывает, сколько жидкости, а именно воды, содержится в материале. Величина рассчитывается в процентах и определяется методами высушивания и титрированием по Карлу Фишеру.

Морозостойкость демонстрирует, способен ли материал, содержащий в себе влагу, много раз подвергаться замораживанию и размораживанию, не разрушаясь, без ущерба для своей прочности.

Многие материалы, соприкасаясь с водой, разрушаются. Это происходит, потому что вода, находящаяся в порах, замерзает при температуре ниже нуля. Вероятность разрушения повышается, а прочность уменьшается. Материалы, которые поглощают мало воды, более морозостойки.

Газопроницаемостью обладают строительные образцы, пропускающие газ (воздух) под действием давления. Высокую степень газопроницаемости имеют материалы с крупными порами. На этот показатель влияют размер и особенности пор.

Газопроницаемость особенно нужно учитывать при строительстве жилых помещений, где обязательно должна происходить естественная вентиляция. В других случаях, требующих уменьшения газопроницаемости, это достигается путем оштукатуривания стен, покрытия их красками на масляной основе или битумными составами.

Если элемент может передавать тепло при разнице температур поверхностей, находящихся вокруг него, значит, он способен проводить тепло. Теплопроводность измеряется в Вт/(м*С). Например, теплопроводность бетона равна 1, 69, гранита – 3,49, древесины (сосна) – 0,09. При монтаже стен, установке перекрытий, укладке пола следует особенно теплопроводность имеет важное значение.

Огнестойкие стройматериалы не разрушаются при воздействии высокой температуры. Они подразделяются на элементы, которые не сгорают, сгорают быстро и трудносгораемые экземпляры. Например, кирпич и бетон не воспламеняются, не могут тлеть и превращаться в угли. Сталь сильно деформируется. Гранит и известняк разрушаются, а древесина и пластмасса горят и тлеют.

Вернуться к оглавлению

Механические свойства

Механические свойства материала расскажут, насколько он прочен, упруг, тверд, хрупок и пластичен.

Прочностью строительных материалов называется их способность сохранять свою целостность в результате действия на них определенных нагрузок.

Когда материал подвергается сжатию, гнется или растягивается, его прочность характеризуется величиной, называемой пределом прочности. Предел прочности измеряется в МПа.

Если материал способен возвращаться к своей изначальной форме и сохранять прежний размер, подвергаясь деформированию, то он обладает определенной степенью упругости.

Деформация достигается применением различных нагрузок. Данное свойство выражается пределом упругости, рассчитываемым в МПа. Резина и сталь обладают упругостью.

Если материал демонстрирует сопротивление проникновению в него иного тела, такой материал называют твердым. Чтобы определить степень твердости стали, дерева и бетона в куски материалов вдавливается шарик, выполненный из стали, а затем определяется глубина вдавливания.

Если под влиянием внешних сил происходит разрушение материала, то он причисляется к разряду хрупких. Это особенно нужно учитывать при транспортировке материалов (стекла, плитки) до строительного объекта.

Свойство пластичности определяется как способность материалов из-за воздействия на него разных сил менять размер и форму без появления разрывов, а также оставаться в новом виде после окончания действия нагрузок. Пластмасса, медь и сталь являются пластичными.

Перед закладкой фундамента каждый застройщик ставит перед собой главный вопрос – из какого строительного материала будет сотворено задуманное им «детище».

Бытует мнение, что деревянные дома более экономичны в строительстве и комфортны для проживания. Однако стоимость пиломатериалов в Подмосковье за последние годы подскочила более чем в три раза. Ввиду отсутствия порубочных билетов, лес завозится не только из сопредельных, но и весьма отдаленных от Москвы регионов. Контроль качества сырья и его обработки падает до непозволительно низких отметок. Возведенный деревянный «короб» требует серьезной фасадной и внутренней обработки с использованием дополнительных дорогостоящих материалов: пенотекса, утеплителей, краски, противопожарных смесей, сайдинга или пластиковой «вагонки».

является одним из древнейших строительных материалов. Великая Китайская стена и Египетские пирамиды прошли испытания временем и до сих пор радуют глаз туристов. Однако в настоящее время каменная кладка применяется очень редко. Камни тяжелых пород (граниты, сиениты, диориты) обладают высокой прочностью, морозостойкостью, водо- и воздухостойкостью, но их добыча очень трудоемкий и затратный процесс. Поэтому их применение на практике ограничивается облицовкой и декорированием дорогостоящих архитектурных поверхностей. Камни легких (плотностью менее 1800 кг/м³) пород имеют пористое строение (известняк-ракушечник, вулканический туф, пемза), а, следственно, малую теплопроводность и простоты в обработке, но обладают низкой прочностью, морозостойкостью и водостойкостью. Используются такие камни, как правило, локально, где имеются залежи соответствующих горных пород.

, получившие широкую известность за последние десятилетия, обладают рядом несомненных преимуществ. Здания, построенные с их применением, обладают хорошей звукоизоляцией и теплозащитой. Сами блоки имеют небольшой вес, просты и экономичны в использовании, а также являются относительно недорогими в сравнении с некоторыми другими стройматериалами. Однако, зачастую, застройщики не учитывают существенные недостатки данного вида продукции. Физико-механическая прочность пенобетона довольно низка и не позволяет выдерживать большие нагрузки. Пеноблочные стены не терпят деформаций, поэтому для них требуется глубокий ленточный фундамент или фундамент-плита. После завершения кладки из пеноблоков до начала их отделки должно пройти не менее года, так как «коробка» перед началом отделки должна «осесть». При этом в процессе осадки на стенах могут образовываться трещины. Высокая гигроскопичность пеноблоков (интенсивное впитывание ими влаги из самого воздуха) приводит к дополнительной усадке этого материала, что существенно снижает срок эксплуатации зданий. Минимальное превышение толщины межблочных швов в процессе строительства (более 2-3 мм) сводит к минимуму тепло- и звукоизоляционные характеристики. Недостатки пенобетона также обусловлены его составом, содержащим пенообразователи, которые обычно являются химическими и ядовитыми при горении смесями.

Основную массу мелкоштучных стеновых материалов, использующихся в современном строительстве, составляют изделия на основе искусственных каменных материалов . Это стеновые керамические изделия (керамический кирпич), силикатные изделия автоклавного твердения (силикатный кирпич), стеновые изделия из бетонов различного состава (бетонные камни и блоки).

Наиболее известный и распространенный с советских времен красный керамический кирпич получают методом пластического формования и последующего обжига легкоплавильных глин или глино-трепельных смесей. Для снижения объемного веса изделий и улучшения их теплотехнических показателей в шихту при изготовлении могут вводиться добавки, после выгорания которых, при обжиге в черепке кирпича образуются многочисленные мелкие поры, что снижает их прочность и влагостойкость. Номенклатура продукции отечественных керамических заводов, производящих кирпич, до последнего времени была не очень велика. При этом наибольшая доля выпускаемых изделий (около 70%) приходится на обыкновенный (рядовой) строительный кирпич. Естественный цвет керамического кирпича варьирует от светло-красного до коричневого, что обусловлено наличием окислов железа. Сооружения из этого кирпича имеют непривлекательный вид и предполагают дальнейшее оштукатуривание или покрытие облицовочным материалом. Кроме того, кирпич, под воздействием внешней среды, имеет свойство саморазрушения.

изготавливается безобжиговым прессованием из смеси кварцевого песка (90%), воздушной извести и воды. Отформованное изделие подвергается автоклавной обработке - воздействию насыщенного водяного пара и давления. В результате синтеза гидросиликатов образуется искусственный конгломерат. Силикатный кирпич, в сравнении с керамическим, обладает большей плотностью и, как следствие, большей теплопроводностью. Однако менее стоек к воде и растворенным в ней веществам. Поэтому его нельзя применять для кладки фундаментов и цоколей зданий, облицовки фасадов сооружений, а также использовать для стен с мокрым режимом эксплуатации.

в последнее время приобретают всю большую популярность. Если десятилетие назад в России бетонные стеновые камни выпускались в небольшом объеме: около 2 млрд. шт. условного кирпича в год, что составляло 2,5% всех стеновых материалов, Америка и Европа уже тогда строили порядка 2/3 всех домов с их применением. Бетонный блок формуется с последующим схватыванием из смеси вяжущего вещества (цемента) с водой, мелким и крупным заполнителем. По объемному весу бетона камни разделяются на три группы: блоки из тяжелых бетонов (плотностью более 1800 кг/м³), блоки из легких бетонов (плотностью до 1800 кг/м³), блоки из ячеистых бетонов (плотностью менее 1200 кг/м³). Плотность бетона определяется его структурой и видом заполнителя. Материал устойчив к воздействию агрессивных сред, не скользит под ногами и колесами, не выцветает, обладает 100-пpoцентнoй устойчивостью к ультрафиолетовым лучам. К недостаткам бетона в «чистом» виде следует отнести его «холодность». Поэтому, при возведении стен необходимо использовать прослойку из утеплителя. Однако пустотелые бетонные блоки умеют «держать» тепло, что существенно экономит затраты на отопление и кондиционирование здания. Использование окрашенных лицевых блоков позволяет полностью отказаться от занимающего много времени и средств ухода за фасадом здания. Рецептура производства позволяет изготавливать бетонные блоки разных характеристик, что позволяет использовать их как для малоэтажного, так и многоэтажного строительства при существенной экономии кладочного раствора по сравнению с керамическим кирпичом.

Новым шагом в развитии стройиндустрии стали теплоэффективные пазогребневые пустотные блоки «ТЕПЛОСТЕН-М» . Это единственный в мировой практике многослойный бетонный материал , не требующий дополнительного утепления несущих стен, защитной и декоративной отделки фасадов зданий, внутренней черновой отделки помещений. Трехслойная конструкция блока (пескобетонный или керамзитобетонный несущий слой, пенополистироловый внутренний слой, пескобетонный защитно-декоративный слой, связанные между собой базальто-пластиковыми арматурными стержнями) обеспечивает максимальную теплоизоляцию и шумоизоляцию, водостойкость и трещиностойкость, пожарную безопасность, экологичность, долговечность и эстетическую привлекательность коттеджей, многоквартирных домов и объектов социально-бытового назначения.

Поскольку использование блоков «ТЕПЛОСТЕН-М» позволяет застройщику отказаться от фасадных отделочных материалов, межстенных утеплителей, сеточного армирования и штукатурных работ, сроки любого строительства сокращаются в полтора – два раза. При этом себестоимость одного квадратного метра деревянной, каменной или пеноблочной несущей стены с дополнительным утеплителем обойдется в 1,7 раза, а кирпичной — в 2 раза дороже, нежели стены из блоков «ТЕПЛОСТЕН-М».