Тема I. Введение

Курс «Строительные материалы» в учебном плане подготовки строите-лей является одной из первых инженерных дисциплин, которая создает необ-ходимую базу для изучения таких дисциплин, как железобетонные, деревян-ные и пластмассовые конструкции, архитектура, технология строительного производства, экономика и организация строительства. Очевидно, что освое-ние данных дисциплин в полной мере возможно только при условии прочного знания материалов и правил их использования в каждом конкретном случае решения строительной задачи, а также наличии сведений о поведении мате-риала в изделиях и конструкциях зданий и.инженерных сооружений в реаль-ных условиях их эксплуатации.

Строительство — одна из материалоемких отраслей про­изводственной де-ятельности, потребляющая огромные объемы строительных материалов и изделий. Затраты на материалы в сметной стоимости строительно-монтажных работ состав-ля­ют более 50%. Примерно 25% грузовых перевозок строитель­ных материалов и изделий осуществляется по железной доро­ге, около 60% приходится на долю реч-ного и автомобильного транспорта. В связи с этим весьма актуальным является воп­рос о сохранности и бережном отношении к ним при перевоз­ках и хранении, а также возможности использования местных строительных материалов, получаемых из отходов производ­ственной деятельности промышленных предприятий, ТЭС, от­ходов сельскохозяйственного производства и других отраслей, использование кото-рых может резко снизить стоимость мате­риалов и в целом строительства.

Повышение эффективности строительства в значитель­ной мере зависит от широкого использования материалов и изделий, обеспечивающих индустриализа-цию строительных работ, переход к монтажу зданий и сооружений из сборных де-талей и конструкций, объемных элементов, изготавливае­мых в заводских услови-ях. При этом, естественно, должны быть обеспечены условия рентабельности и конкурентоспо­собность работы таких предприятий. Прежде всего это каче­ство продукции, т.е. соответствие ее технических парамет­ров нормативным требовани-ям, включая долговечность про­изводимой продукции

Качество, долговечность и стоимость сооружений в весь­ма значительной сте-пени зависят от того, насколько правиль­но строителем были выбраны и применены материалы для отдельных частей сооружений. Выполнение этих задач воз­можно при следующих обстоятельствах:

— насколько свойства выбранных материалов оказались соответствующи-ми эксплуатационным условиям, в кото­рых эти материалы работают в сооружении;

— насколько правильно были выбраны и применены спо­собы обработки и укладки выбранного материала в со­оружение.

Каждая часть сооружения имеет свое назначение и нахо­дится в опреде-ленных условиях в отношении действия на нее как различных нагрузок, так и окружающей ее среды (возду­ха, воды и.п.).

Кроме механических нагрузок на части сооружения всегда действует ок-ружающий воздух (содержащиеся в нем газы и водяные пары) или же вода и растворенные в ней вещества. Огромное влияние на сохранность частей зда-ния может ока­зать также действие мороза, дождя, ветра, влажности и т.п.

Проверка прочности конструкций в отношении действия на них меха-нических нагрузок производится проектировщи­ком путем расчетов. Однако эти расчеты достаточно оправды­ваются на практике лишь в том случае, если фактически при­меняемые материалы по прочности и другим свойствам были приняты при проектировании и расчете конструкций.

Надежность же конструкций в эксплуатационных услови­ях в дальней-шем будет зависеть от того, насколько свойства применяемых для них мате-риалов останутся неизменными, т.е. стойкостими. При ухудшении свойств материала под действием окружающей среды надежность конструкции мо­жет значительно уменьшиться.

Качество всякого строительного материала должно удов­летворять оп-ределенным техническим требованиям. Эти тре­бования изложены в соответ-ствующих нормативных доку­ментах (стандартах), выполнение которых обя-зательно как для организаций, выпускающих, так и использующих эти ма­те-риалы.

В стандартах указывается, каким обязательным требова­ниям должен удовлетворять данный материал, его размер и форма, допустимые отклоне-ния в форме и размерах, деление на марки и сорта и другие показатели, кото-рые определяют возможность его применения для тех или иных целей.

Стандартизация материалов и изделий, которая проводи­лась на протя-жении всего периода существования планового хозяйства, имела большое практическое значение при органи­зации контроля над производителями и по-требителями про­дукции и в целом способствовала повышению качества стро-и­тельных материалов и изделий.

Переход с 2010 г. на новые экономические отношения меж­ду производи-телем и потребителем в соответствии с «Законом о техническом регулирова-нии» потребует определенной пере­стройки существующих отношений. Однако неизменным оста­нется правило: возводить здания и инженерные сооружения из высококачественных материалов и изделий, с надлежащей для их класса надежностью и долговечностью.

Качество материала, которое поступает на строительство, как правило, проверяется, т.е. устанавливается соответствие фактических свойств с требо-ваниями стандартов, которые, оче­видно, будут изменены по своей форме, но в принципе по су­ществу останутся важнейшими руководящими документами, определяющими производственную деятельность производи­телей и потреби-телей строительной продукции.

В связи с этим необходимо, чтобы строитель вполне от­четливо знал свойства и особенности материала и изделий, из которых он выполняет то или иное сооружение. Отсюда выте­кают следующие основные задачи, которые строитель должен решать при применении строительных материалов:

1) выбрать материал с наиболее подходящими свойствами для каждой части сооружения, учитывая при этом те эксплуа­тационные условия, в кото-рых материал будет работать в со­оружении;

2) правильно принять материал, т.е. оценить его свойства;

3) правильно транспортировать и правильно хранить ма­териал, чтобы не допустить возможного понижения его ка­чества;

4) правильно применить материал, т.е. применить наилуч­шие приемы его обработки в процессе строительства (если они потребуются) и наилучшие приемы укладки материала в со­оружение;

5) заменить недостающий материал другим и знать, какие меры следует принять, чтобы качество сооружения при его замене не пострадало;

6) принять меры по защите материала в сооружении от порчи и разруше-ния.

Для принятия правильного решения строитель должен уметь оценить как те условия, в которых будет работать в со­оружении, так и свойства фак-тически получаемого материа­ла. В ряде случаев он должен оценить эти свой-ства простей­шими способами, хорошо разбираться в данных, получаемых ла-бораторными испытаниями, и делать правильные выводы по рациональному их использованию.

Дисциплина «Строительные материалы» базируется на ряде дисциплин общетеоретического цикла. Это прежде всего хи­мия и физика. Освоение дан-ных дисциплин позволит разо­браться в сущности формирования структуры материалов при различных технологических процессах их получения, особен­ностей взаимодействия с окружающей средой, особенно при наличии в ней активных газообразных или жидких компонен­тов и пр. В реальных условиях службы материала в сооруже­нии он подвергается действию не только физико-химических факторов, но и силовым нагрузкам. Особенности воздействия их на материал могут быть рассмотрены с учетом знаний, по­лученных при изу-чении курса «Сопротивление материалов». В настоящее время при разработ-ке технологических режимов производства, выбора оптимальных составов ра-зличных ком­позиций широко применяются математические методы пла­ниро-вания и пр. Таким образом, фундаментальные знания по общетеоретическим дисциплинам позволяют не только полу­чить общее представление о материа-лах, но и принимать обо­снованные решения по их использованию в конкрет-ных эксп­луатационных условиях.

Строительные материалы классифицируют по назначению, исходя из условий работы материала в сооружении, или по технологическому признаку, учитывая вид сырья и способ из­готовления.

По назначению материалы разделяют на две группы: кон­струкционные и ма-териалы специального назначения.

К конструкционным материалам, которые применяются для несущих конст-рукций, относятся:

1. Природные каменные. 2. Вяжущие. 3. Искусственные каменные, полу-чаемые: а) омоноличиванием с помощью вя­жущих веществ (бетон, растворы); б) спеканием (керамичес­кие материалы); в) плавлением (стекло и ситаллы). 4. Ме-тал­лы (сталь, чугун, алюминий, сплавы). 5. Полимеры. 6. Дре­весные. 7. Компо-зиционные (асбестоцемент, бетонополимеры, стеклопластики и др.).

К материалам специального назначения, применяющимся для защиты конс-трукций от вредных воздействий среды, по­вышения эксплуатационных свойств, а также создания ком­фортных условий проживания и работы, относятся: 1. Тепло-изоляционные. 2. Акустические. 3. Гидроизоля­ционные, кровельные и гермети-зирующие. 4. Отделочные. 5. Антикоррозионные. 6. Огнеупорные. 7. Материа-лы для за­щиты от радиационных воздействий и др.