книги из ГПНТБ / Кропотов В.Н. Строительные материалы учеб. для [архитектур.] вузов

В. H. КРОПОТОВ, А. Г. ЗАЙЦЕВ, Б. И. СКАВРОНСКИЙ

СТРОИТЕЛЬНЫЕ

МАТЕРИАЛЫ

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ВЫСШАЯ ШКОЛА»

М О С К В А 1973

6П1.8 К 83

УДК 691(075.8)

Р е ц е н з е н т ы :

кафедра органических строительных материалов и пластмасс Московского инженерно-строительного института (зав. кафедрой докт. техн. наук, проф. В. А. Воробьев);

проф. П. Ф. Шубенкин.

Научный редактор — проф. П. Ф. Ш у б е н к и н .

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебник составлен для студентов архитектурной специальности. Отличие его от учебников по курсу строительных материалов для других специальностей состоит в том, что в учебнике более полно изложены сведения о материалах, играющих важную роль в художе­ ственно-декоративной отделке зданий. Поэтому наряду с общими сведениями о технологии производства материалов, их физико-техни­ ческих свойствах и применении в строительстве, в учебнике значи­ тельное внимание уделено художественно-декоративным качествам материалов (цвет, текстура, фактура и др.). В этих целях ряд рисунков авторами дан в цвете. В конце основных глав учебника дается краткий очерк о применении материалов в архитектуре прошлого и в современ­ ной архитектуре.

Авторы не сочли необходимым включать в содержание учебника описание методов физико-механических испытаний материалов, ис­ ходя из того, что имеется достаточное количество пособий по лаборатор­ ным испытаниям материалов и, кроме того, как правило, кафедры из­ дают вузовские пособия для проведения лабораторных занятий со студентами с учетом имеющегося лабораторного оборудования и спе­ цифики преподавания этого предмета в данном вузе.

дания в 1960 г. учебника проф. В.Н. Кропотова «Строительные отделоч­ ные материалы». Они будут благодарны всем, кто внесет предложения по дальнейшему совершенствованию учебника «Строительные мате­ риалы» для архитектурных вузов.

Авторы выражают глубокую признательность членам кафедры органических строительных материалов и пластмасс Московского инженерно-строительного института им. Куйбышева — руководителю кафедры заслуженному деятелю науки и техники РСФСР, докт. техн. наук, проф. В. А. Воробьеву, рецензенту и научному редактору проф. П. Ф. Шубенкину за ценные указания по улучшению содержания книги.

ВВЕДЕНИЕ

Промышленность строительных материалов в СССР является круп­ ной отраслью индустрии. В состав этой промышленности входит 22 различных самостоятельных отрасли производства, отличающихся друг от друга по технологии, оборудованию и свойствам выпускаемой продукции. Это — цементная, керамическая, деревообрабатывающая промышленность, металлургия, производство железобетонных изде­ лий, стекла, пластических масс и др.

материалов опережает крупные капиталистические страны, в том числе США, по таким видам продукции, как цемент, железобетонные конструкции, оконное стекло, керамические облицовочные материалы. Асбестоцементных изделий в СССР вырабатывается около половины всего мирового производства.

Номенклатура строительных материалов, выпускаемых нашими заводами, весьма широка и разнообразна. По исходному сырью все материалы можно разделить на две основные группы: минеральногр— происхождения (природные камни, вяжущие вещества, керамика, металлы и др.) и органического происхождения (древесные материалы, полимеры, битумы и др.). Выпускается также группа материалов, в которых минеральные вещества соединены с органическими в одно целое (слоистые пластики, минераловатные плиты на органической связке, полимербетоны и др.).

По своему назначению и условиям работы все строительные мате­ риалы можно подразделить на следующие группы:

конструкционные, применяемые для устройства фундаментов, кар­ касов зданий, несущих стен, для перекрытий, покрытий и др.;

теплоизоляционные и акустические, используемые для отепления ограждающих конструкций в виде теплоизоляционных слоев и устрой­ ств, для акустических целей и др.;

гидроизоляционные, которые применяют для защиты конструкций и их деталей от воздействий влаги, а также в гидротехническом и под­ земном строительстве;

отделочные материалы, используемые для наружной и внутрен-

4

ней отделки зданий; эта группа материалов предназначена для наруж­ ной отделки и интерьеров зданий.

Кроме этих групп материалов, имеются также материалы специ­ ального назначения: огнеупорные, жаростойкие, кислотостойкие, ма­ териалы для защиты от радиоактивных излучений и др.

Несмотря на разнообразный состав указанных выше материалов, их свойств и способов производства, важнейшие требования, предъяв­ ляемые к ним, в большинстве случаев, общие. К числу таких требова­ ний относятся долговечность, прочность, теплопроводность, химиче­ ская стойкость и др.

Требования, предъявляемые к строительным материалам, методы испытаний, правила приемки, транспортирования и хранения опре­ деляются Государственными стандартами (ГОСТ). По мере совершен­ ствования технологии производства строительных материалов, повы­ шения требований к их качеству меняются ГОСТы, определяющие оптимальные качества выпускаемой продукции. Кроме ГОСТов на материалы имеются также Технические условия (ТУ) и Строительные нормы и правила (СНиП).

В архитектуре прошлого основными строительными материалами являлись дерево, камень, кирпич и вяжущие материалы. Образцы мировой и отечественной архитектуры свидетельствуют о том, что зодчие умело использовали характерные особенности этих строитель­ ных материалов и находили наиболее целесообразные области их при­ менения в конструктивных решениях, из этих материалов в течение ряда веков создавалась русская архитектура — деревянное, каменное и кирпичное зодчество. Хотя эти материалы теперь относят к числу так называемых традиционных, это, конечно, не означает, что их не применяют широко и в современной архитектуре.

Такие материалы, как дерево, камень и керамика, получили сейчас новые качества. Из древесины вырабатывают крупногабаритные дре­ весноволокнистые, древесностружечные плиты, облицовочную фанеру, древеснослоистые пластики. Их применяют для тепло- и звукоизоля­ ции, для облицовки стен, потолков, перегородок и др. Благодаря высо­ кой механизации камнеобрабатывающей промышленности облицовоч­ ный камень изготовляют теперь в виде тонких плит, и он может конку­ рировать с другими облицовочными материалами.

Весьма разнообразной стала продукция керамической промышлен­ ности, особенно облицовочная керамика. За последние годы промыш­ ленность строительных материалов наладила производство изделий, отвечающих требованиям индустриального строительства. Это крупные блоки, стеновые панели, панели перекрытий и покрытий, сборные же­ лезобетонные детали. Облицовочные и отделочные материалы выпус­ каются в законченном виде, также отвечающем требованиям индустри­ ального строительства.

Характерной особенностью новых строительных материалов яв­ ляется возможность изготовлять их с заранее заданными свойствами.

Между строительными материалами и архитектурой существует прямая связь. Современная архитектура получает художественное выражение не только в соотношении архитектурных объемов, пропор-

5

Г Л А В А 1

ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Как отмечалось выше, рационально использовать строительные материалы в архитектуре и строительстве можно только при условии полного знания их физико-механических, химических и художествен­ но-декоративных свойств.

1.ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Косновным физическим свойствам строительных материалов отно­ сят удельный и объемный веса, плотность, пористость, водопоглощение, гигроскопичность, водопроницаемость, морозостойкость, тепло­ проводность, теплоемкость, воздухо- и газопроницаемость, огнестой­

кость, огнеупорность, химическую стойкость.

Удельный вес у выражают отношением веса материала в сухом со­ стоянии G к объему материала в абсолютно плотном состоянии и рас­ считывают по формуле

Удельный вес выражают в г/см3, но условно его можно считать безразмерной величиной (если сравнивать его с удельным весом воды, равным 1,0).

Для определения удельного веса хрупких материалов, обладаю­ щих пористостью, их тонко размельчают, получая частицы размером

определения их пористости и плотности, а также для изучения других физико-химических свойств.

7

11

10

3

Как правило, объемный вес меньше удельного. Однако некоторые плотные материалы (стекло, сталь, битум) имеют объемный вес, равный удельному.

В строительной практике объемный вес необходимо знать при рас­ чете площадей и емкостей складского хозяйства, при подсчете тран­ спортных средств для перевозки материалов и определений веса от­ дельных конструкций или целых сооружений.

Объемный вес материала одного и того же состава зависит от влаж­ ности и пористости материала (рис. 1). С увеличением пористости, а следовательно, и влажности объемный вес увеличивается.

Объемный вес определяют на образцах правильной или непра­ вильной формы. В зависимости от формы образца выбирается метод определения объемного веса.

Если испытывают образец правильной формы, измеряют линейные его размеры, определяют объем и вес. Зная вес и объем образца, вы­ числяют объемный вес по приведенной ранее формуле.

Если же образец имеет неправильную форму, его объем измеряют

8

в объемомере (по вытесненному объему воды, ртути или другой жид­ кости) или вычисляют по потере в весе при погружении в жидкость. В этом случае объем образца можно определить по формуле

G2 — вес образца в жидкости, г; а — удельный вес жидкости.

Объемный вес строительных материалов колеблется в широких пределах (см. табл. 1).

нения его объема твердым веществом.

Плотность d0 выражают отношением объемного веса сухого мате­ риала к его удельному весу. Ее можно выразить относительной вели­ чиной или в процентах

d„ = ïf; d 0 = ^ - i o o % .

Некоторые материалы являются абсолютно плотными. Большая часть материалов имеет плотность меньше 1,0 (или, считая в процентах,

материала Р выражают отношением объема открытых и закрытых пор

кобщему объему в процентах образца

р= 1 = І 2 . Ю0%.

У

Зная пористость и плотность строительного материала, можно при­ ближенно судить о его прочности, теплопроводности, морозостойкости и некоторых других свойствах,

9