Будівельні матеріали і вироби

Визначення і загальна характеристика

БУДІВЕ́ЛЬНІ МАТЕРІА́ЛИ І ВИ́РОБИ — різні за складом, структурою, формою та властивостями речовини або виготовлені з них закінчені елементи, які виготовляє будівельних матеріалів і виробів промисловість, для зведе­н­ня будівель та споруд. Будівельні матеріали (Б. м.) можуть бути природними (камінь, дерево, глина) або штучними (цемент, пластмаси, бітуми тощо). За хімічним складом Б. м. поділяють на неорганічні (мінеральні) та органічні. Види Б. м. і технологія їх виготовле­н­ня змінювалися з роз­витком продуктивних сил та виробничих від­носин у су­спільстві. У первісному та рабо­власницькому су­спільстві використовували най­простіші матеріали: глину, очерет, деревину та природний камінь, невипалену цеглу з глини або річкового мулу; як покрівельний матеріал — глиняну випалену черепицю, теракоту як облицювальні плити. Перші вʼязкі речовини — глина, гіпс, вапно, асфальт. Згодом для спорудже­н­ня фундаментів, водогонів, портів та інших гідротехнічних споруд виникла потреба у вʼязких речовинах, здатних тверднути у воді. Так почали використовувати суміш вапна з товченою (меленою) цеглою (цемʼянкою), а в давньоримському будівництві — суміш вапна з вулканічним попелом (пуцоланою). Вʼязкі речовини використовували також для отрима­н­ня най­простішого бетону. З інших Б. м. широко­вживаними були скло та фарби. В середні віки почали використовувати дешевші та про­гресивніші матеріали — цеглу та черепицю. Роз­виток капіталізму викликав бурхливе зро­ста­н­ня промислового, залізничного та військового будівництва, яке потребувало матеріалів високої міцності. Тому було вина­йдено будівельні та броньовані сталі, залізобетон, вʼязкі речовини (портландцемент, гідравлічне вапно, романцемент), що тверділи у воді, мали більшу міцність порівняно з вапном. На­прикінці 19 — поч. 20 ст. набуло роз­витку виробництво штучних камʼяних матеріалів (силікат. цегли, азбестоцементу, шлакобетону), усталилося викори­ста­н­ня готових кон­струкцій, виробів і деталей, панелей, великих панелей і блоків тощо, виготовлених на заводах. Нині дедалі більшого пошире­н­ня набувають вироби з бетонів на спеціальних звʼязувачах і кон­структивні деталі з нових видів скла і пластмас, високоміцної та легованої сталі, легких сплавів та інших ефективних матеріалів. Є кілька основних груп Б. м. і в.

Природні камʼяні матеріали і вироби 

Природні камʼяні матеріали і вироби — камінь і блоки для укла­да­н­ня стін, облицювальні матеріали, грубооб­роблені матеріали (бутовий камінь, щебінь, гравій, пісок), матеріали для дорожнього, гідротехнічного будівництва, хімічно стійкі та жаро­стійкі матеріали та вироби. Традиційне в минулому викори­ста­н­ня каменю як буту збереглося тільки в сільському господарстві для кладки фундаментів і стін, а також у гідротехнічному і транс­порт­ному будівництві для кріпле­н­ня схилів, ка­налів, насипів. Замість тесаних камʼяних виробів у буд-ві дедалі частіше використовують пиляні стінові блоки з легких гірських порід (вапняку, черепашнику, туфу), для монументальних будівель — з граніту, мармуру, зокрема камʼяні сходи, плити для під­логи, під­віко­н­ня тощо. Тонкі пиляні камʼяні плитки можуть бути викори­стані нарівні з керамічними для зовнішнього облицюва­н­ня великих стінових панелей споруд. У міському буд-ві для про­їздів з най­інтенсивнішим рухом використовують бортовий камінь з високо­якісних гірських порід, а також тротуарні плити і бруківку. Пісок, гравій і щебінь необхідні як заповнювачі для бетонів різних видів, зокрема легких (пемза, туф, черепашник), для будівельних роз­чинів, виробництва силікатних та інших матеріалів. Багато гірських порід використовують для футерува­н­ня апаратів та установок, які за­знають дії кислот, лугів, солей, агресивних газів, впливу високих температур.

Штучні камʼяні матеріали і вироби

Штучні камʼяні матеріали і вироби залежно від способу отрима­н­ня поділяють на під­групи: матеріали, що базуються на тверднен­ні вʼяжучих; керамічні матеріали і вироби, які виготовляють шляхом випалюва­н­ня глини та ін. видів сировини; скляні та ін. плавлені мінерал. матеріали та вироби (камʼяне та шлакове литво, шлакова пемза); кри­сталічні ситали та шлакоситали. Найважливіше значе­н­ня в буд-ві має перша під­група. До неї входять: цементні бетони (важкі й легкі), вироби з них: великорозмірні блоки, панелі та збірні залізобетон­ні кон­струкції; силікатобетон­ні вироби і кон­струкції, які виготовляють із вапна, піску, шлаків, зол та ін. від­ходів промисловості з автоклав. обробле­н­ням; азбестоцементні вироби (покрівельні та стінові хвилясті листи, труби тощо); гі­псові й гіпсобетон­ні вироби; ґрунтоцементні вироби (саман­на цегла та блоки для стін у сільському будівництві, дорожні покри­т­тя або основи під них); асфальтові бетони і роз­чини для дорожніх покрит­тів, тротуарів, під­лог промислових споруд та плоскої покрівлі; полімербетон (характеризується особливою водоне­проникністю, стійкістю до дії агресивних середовищ); буд. роз­чини (суміш одного або кількох видів вʼяжучих з водою та дрібним заповнювачем).

Керамічні матеріали і вироби 

Керамічні матеріали і вироби одержують із глинястих мас за допомогою формува­н­ня, суші­н­ня та випалюва­н­ня. Простота виготовле­н­ня, висока міцність і довговічність, універсальність властивостей і широкий асортимент дають змогу використовувати їх у різноманітних кон­струкціях будівель і споруд. За при­значе­н­ням вони бувають: стінові (цегла звичайна, цегла й камі­н­ня порожнисті й пористі, великі блоки й панелі з цегли та камі­н­ня); для зовнішнього облицюва­н­ня (цегла й камі­н­ня керамічні лицьові, кераміка килимова, плитки керамічні фасадні); для внутрішнього облицюва­н­ня (плитки та плити для стін і під­лог); покрівельні (черепиця); труби (дренажні й ка­налізаційні); заповнювачі для легких бетонів (керамзит, аглопорит); сан.-технічні вироби (умивальники, ванни); дорожня цегла; кислототривкі вироби (цегла, плитки, труби); вогнетривкі матеріали.

Неорганічні вʼяжучі речовини 

Неорганічні вʼяжучі речовини — порошкоподібні матеріали, які при змішуван­ні з водою утворюють пластично-вʼязке тісто, здатне внаслідок фізико-хімічних процесів тверднути й пере­ходити в каменеподібний стан. Виняток становлять магнезіальні та шлаколужні вʼяжучі, кислототривкий цемент, які замішують водними роз­чинами деяких солей та ін. сполук. Неорганічні вʼяжучі поділяють на гідравлічні (після замішува­н­ня й попереднього твердне­н­ня на повітрі далі тверднуть у воді) і повітряні (можуть тверднути й зберігати міцність лише на повітрі, тому їх за­стосовують у наземних спорудах, які не за­знають по­стійного впливу води). До гідравлічних належать гідравлічне вапно, романцемент, портландцемент і його різновиди, лужні цементи; їх за­стосовують у буд-ві наземних, під­земних, гідротехнічних та інших споруд, які за­знають впливу води. До повітряних належать гі­псові вʼяжучі, магнезіальні матеріали, рідке скло, повітряне буд. вапно. Гі­псові вʼяжучі використовують для виготовле­н­ня тинькувальних роз­чинів, пере­городкових стінових плит і панелей, вентиляційних коробів, гіпсокартон. листів, архітектурних деталей, гі­псових і гіпсобетон. будівельних виробів для внутрішніх частин будинків і споруд. Повітряне буд. вапно за­стосовують для виготовле­н­ня мурувальних та оздоблювальних роз­чинів, для виробництва силікат. бетонів та ін. видів цементів, які здатні тверднути за вологих умов. Портландцемент використовують для виготовле­н­ня моноліт. та збірного бетонів й залізобетону, що за­стосовують у наземних, під­земних та під­водних частинах споруд та споруд, на які впливає багаторазова змін­на дія води й морозу.

Лужні цементи

Лужні цементи — системи, що є по­єд­на­н­ням силікатів природного чи техноген. походже­н­ня та сполук лужних металів, які дають у водному середовищі лужну реакцію. Однією з ви­значних подій у науці про цементи стала зміна традиційних уявлень про закономірності прояву вʼяжучих властивостей неорган. речовинами. 1957 проф. В. Глуховський від­крив вʼяжучі властивості у сполук лужних металів, що стало поштовхом до створе­н­ня класу лужних цементів, у яких зга­дані сполуки є структуротвірними елементами. Лужні цементи поділяють на два класи: перший (геоцементи) та другий (шлаколужні, зололужні цементи, лужні портландцементи, лужні алюмінатні цементи). Основні продукти гідратації лужних цементів — низькоосновні гідросилікати кальцію тоберморитової групи, кремнієва кислота, лужні та мішані лужно-лужноземельні гідроалюмосилікати (аналоги природ. породотвірних мінералів типу цеолітів, слюд). Найбільшого пошире­н­ня набули шлаколужні цементи, які одержують шляхом змішува­н­ня мелених гранульованих металург. шлаків із роз­чинами сполук лужних металів (калію, натрію) або спільного помелу таких шлаків з малогігро­скопіч. сполуками цих металів. За допомогою введе­н­ня різних добавок мінерал. походже­н­ня (глини, спеки, гірські породи, клінкер) можна надати шлаколуж. цементам комплексу спец. властивостей. Роз­різняють швидкотвердні, жаро­стійкі, без­усадкові, сульфато­стійкі, тампонажні та ін. шлаколужні цементи. Їх можна за­стосовувати в гідротех., пром., сільськогосподарському, дорожньому та ін. видах будівництва, а також у металург., машинобуд. промисловості, ливар. виробництві.

Теплоізоляційні матеріали 

Теплоізоляційні матеріали використовують для огороджувальних кон­струкцій будівель, промислового та енергетичного устаткува­н­ня й трубо­проводів. Ці матеріали можуть мати коефіцієнт тепло­провід­ності не вищий за 0,18 Вт/(мК) та середню густину не більш як 600 кг/м². За формою теплоізоляційні матеріали поділяють на штучні (плити, блоки, цегла, циліндри, сегменти тощо), рулон­ні (мати, стрічки), шнурові (шнури, джгути) та сипкі (керамзитовий гравій, торфовий дрібняк). За складом вихідної сировини — на неорганічні (мінерал. і скляна вата, вироби з них, ніздрюваті бетони, піно­скло, азбестовмісні матеріали та вироби, спечені перліт і вермикуліт тощо) та органічні (пере­важно з від­ходів деревооб­робки — деревостружкові, деревоволокнисті, арболітові, комишитові, фібролітові, торфʼяні плити). Неорганічні теплоізоляційні матеріали характеризуються до­статньою вогне­стійкістю, низькою гігро­скопічністю, стійкістю проти загнива­н­ня.

Бітумні та дьогтьові вʼяжучі речовини

Матеріали та вироби зі скла

Роз­різняють такі види скла: скло листове вікон­не (для склі­н­ня вікон. та дверних рам, зенітних ліхтарів, вітражів у будівлях і спорудах різного при­значе­н­ня); неполіроване й поліроване вітрин­не скло; увіолеве скло (для викори­ста­н­ня у дит. і мед. закладах, оранжереях тощо); візерунчасте, армоване, кольорове листове скло, яке може бути забарвленим у масі (глушене) і накладним (на одну з поверхонь наносять шар забарвленого скла); стемаліт (листове скло, одна поверх­ня якого покрита кольоровою силікат. фарбою) — панелі на його основі широко за­стосовують для зовнішнього та внутрішнього облицюва­н­ня. Смальту використовують для мозаїчного панно, картин, декор. композицій на фасадах будинків; скляну емальовану плитку з високою хімічною стійкістю — для облицюва­н­ня приміщень з агресивними середовищами. У будівництві найчастіше використовують скляні порожнисті блоки, склопакети, дверні полотна, труби, профіл., загартоване, багатошарове скло (триплекс), а також ніздрювате скло і скляне волокно.

Металеві вироби

У будівництві метали використовують для несучих кон­струкцій промислових будинків та інженерних споруд (мостів, резервуарів, газгольдерів тощо), виготовле­н­ня арматури для залізобетону, рейок, труб магістральних та ін. трубо­проводів, сан.-технічних виробів тощо. У буд-ві використовують чорні та кольорові метали, прокатну сталь різних профілів (кутикового, швелерного, двотаврового тощо). В залізобетон. кон­струкціях за­стосовують прості вуглецеві та низьколеговані арматурні сталі у ви­гляді дроту і стрижнів гладких або період. профілю. Ненапружені залізобетон­ні кон­струкції, в яких сталь витримує невеликі навантаже­н­ня, армують простими вуглецевими та низьколегованими сталями марок 35ГС, 18Г2С, 25Г2С. Попередньо напружені кон­струкції армують високоміцними середньо- й високовуглецевими низьколегов. (марок 45С, 80С, 35ГС, 45ГС, 20×Г2С, 20×2Г2Т) сталями. Сплави кольорових металів за­стосовують для виготовле­н­ня деталей, що працюють в агресивних середовищах, під­даються тертю, повин­ні мати високу тепло- та електро­провід­ність. Алюміній та його сплави за­стосовують у буд-ві для несучих та огороджувальних кон­струкцій. Особливо ефективним є за­стосува­н­ня дюралюмініїв для кон­струкцій у велико­прогін­них спорудах, збірно-роз­бір. кон­струкціях, при­значених для екс­плуатації в агресивних середовищах. З листів алюмінієвих сплавів виготовляють тришарові навісні панелі з теплоізоляц. заповне­н­ням.

Матеріали та вироби з деревини

У будівництві використовують круглі лісоматеріали (колоди та жердини), пиломатеріали (брус, брусок, дошку, обапіл) та вироби з деревини. З деревини листяних та хвойних порід виготовляють стругані погонажні вироби (плінтуси, наличники, поручні), вироби для паркетних під­лог, столярні вироби (вікон­ні та дверні блоки із заповне­н­ням, пере­городки, панелі); з маломірної та різносортної деревини виготовляють клеєні деревʼяні кон­струкції (дверні полотна, балки, прогони, ферми тощо). З деревини та від­ходів її пере­робки виготовляють фанеру, деревостружкові та деревоволокнисті плити, цементно-стружкові плити, арболіт, фіброліт, ксилоліт, декор. вироби, шпали, опори під телефон­но-теле­графні лінії, а також використовують її як кріпильне риштова­н­ня в під­зем. роз­робках. Крім деревини, у буд-ві за­стосовують матеріали з рослин. сировини: очерету, соломи, стебел соняшника, костриці, бавовника тощо.

Лакофарбові матеріали 

Природні або штучні лакофарбові матеріали наносять у вʼязко-рідкому стані тонким шаром на буд. кон­струкції й деталі задля утворе­н­ня захисної плівки від шкідливих впливів довкі­л­ля, для архіт.-художнього оформле­н­ня та поліпше­н­ня сан.-гігієнічних умов. Лакофарбові матеріали використовують для зовнішніх та внутрішніх робіт, наносять на дерево, метал, бетон і штукатурку; їх поділяють на основні (фарби, лаки й емалі) та допоміжні (роз­чин­ники, ґрунтувальні, шпаклювальні суміші), за допомогою яких готують поверх­ні під фарбува­н­ня. За типом плівкотвірних речовин роз­різняють олійні, полімерні, вапняні, цементні, силікатні, кле­йові матеріали. Основні компоненти у лакофарбових матеріалах — вʼязкі речовини (полімери, каучуки, оліфи, клеї, похідні целюлози тощо) та пігменти. На основі полімерів виготовляють емульсійні, лакосмоляні, полімерцементні фарби. Лаки — роз­чини масел, природних чи синтетичних полімерів, бітумів тощо в органічних роз­чин­никах — бувають світлі (масляні чи масляно-смоляні) й чорні (бітумні й пекові). Найпоширеніші алкідні, перхлорвінілові лаки, нітролаки.

Фотоілюстрації

×

❮ ❯

Завантажити статтю