Міністерство освіти і науки України

Глухівський національний педагогічний університет імені Олександра Довженка

План-конспект

лекцій курсу «Будівельні матеріали та вироби»

доцента кафедри педагогіки і методики професійної освіти Бондаренка М.І.

на 2015-2016 навчальний рік

м.Глухів 2015р.

ПЕРЕДМОВА ................................................................................................8

Розділ 1. ЗНАЧЕННЯ КУРСУ «БУДІВЕЛЬНЕ МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО».

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ. БУДОВА, СКЛАД ВЛАСТИВОСТІ МАТЕРІАЛІВ...........................................................................................10

1. Значення курсу « Будівельне матеріалознавство».................... 10

2. Загальні відомості........................................................................ 11

1.2.1. Стандартизація будівельних матеріалів...................................... 11

1.2.2. Класифікація будівельних матеріалів........................................ 12

1.3. Будова та склад матеріалів............................................................. 13

1.3.1. Будова матеріалів......................................................................... 13

1.3.2. Склад матеріалів.......................................................................... 13

1.4. Властивості будівельних матеріалів.............................................. 14

1.4.1. Фізичні властивості матеріалів.....................................…......... 14

1.4.2. Механічні властивості матеріалів.............................................. 17

1.4.3. Хімічні й технологічні властивості матеріалів......................... 20

Контрольні запитання.......................................................................... 20

Розділ 2. ПРИРОДНІ БУДІВЕЛЬНІ.МАТЕРІАЛИ............................. 21

2.1. Гірські породи й мінерали............................................................. 21

2.1.1. Магматичні гірські породи........................................................ 22

2.1.2. Осадові гірські породи................................................................ 24

2.1.3. Метаморфічні гірські породи.................................................... 25

2.1.4. Природні кам’яні матеріали....................................................... 26

2.1.5. Техногенні відходи……………………………………………... 27

2.2. Лісові матеріали………………………………………………….. 27

2.2.1. Загальні відомості……………………………………………… 27

2.2.2. Будова і склад деревини………………………………………... 28

2.2.3. Загальні властивості деревини………………………………… 27

2.2.4. Деревні породи………………………………………………….. 29

2.2.5. Вади деревини…………………………………………………... 30

2.2.6. Захист деревини від гниття, ураження комахами і загоряння... 31

2.2.7. Матеріали й вироби з деревини………………………………... 32

Контрольні запитання…………………………………………………. 34

Розділ 3. КЕРАМІЧНІ МАТЕРІАЛИ Й ВИРОБИ.........................…... 35

3.1. Загальні відомості…………………………………………………. 35

3.2. Сировина для виробництва керамічних матеріалів…………… 36

3.3. Загальна схема технології виробництва керамічних матеріалів.. 37

3.4. Керамічні матеріали й вироби…………………………………... 38

3.4.1. Стінові керамічні матеріали…………………………………... 38

3.4.2. Вироби для облицювання фасадів……………………………. 40

3.4.3. Плитки для внутрішнього облицювання……………………... 40

3.4.4. Вироби для покрівлі й перекриттів…………………………... 41

3.4.5. Санітарно-технічна кераміка й керамічні вироби

спеціального призначення…………………………………….... 42

Контрольні запитання………………………………………………… 43

Розділ 4. СКЛО І МАТЕРІАЛИ НА ОСНОВІ МІНЕРАЛЬНИХ РОЗПЛАВІВ………................................................................................ 44

4.1. Загальні відомості………………………………………………... 44

4.2. Основи виробництва скла……………………………………….. 44

4.3. Властивості скла і скловиробів…………………………………. 45

4.4. Різновид скляних виробів………………………………………. 46

4.5. Сітали, шлакосітали і сіталопласти……………………………... 49

Контрольні запитання………………………………………………... 49

Розділ 5. МЕТАЛИ Й МЕТАЛІЧНІ КОНСТРУКЦІЇ ,

ЗАСТОСОВУВАНІ В БУДІВНИЦТВІ …………………………….. 50

5.1. Загальні відомості…………………………………………………..50

5.2. Класифікація металів……………………………………………. 50

5.3. Основи технології чорних металів…………………………….. 51

5.3.1. Виробництво чавуну…………………………………………... 51

5.3.2. Виробництво сталі та її застосування у будівництві………... 51

5.4. Кольорові метали і сплави………………………………………. 53

Контрольні запитання………………………………………………... 54

Розділ 6. НЕОРГАНІЧНІ В’ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ…………………... 55

6.1. Загальні відомості……………………………………………….. 55

6.2. Повітряні в’яжучі речовини…………………………………….. 55

6.2.1 Гіпсові в’яжучі речовини……………………………………… 55

6.2.2. Повітряне вапно……………………………………………….. 57

6.2.3. Магнезіальні в’яжучі………………………………………….. 59

6.3. Гідравлічні в’яжучі речовини…………………………………... 59

6.3.1. Гідравлічне вапно……………………………………………... 59

6.3.2. Портландцемент……………………………………………….. 60

6.3.3. Спеціальні види портландцементу………………………….... 62

Контрольні запитання ……………………………………………….. 65

Розділ 7. ШТУЧНІ МАТЕРІАЛИ Й ВИРОБИ НА ОСНОВІ МІНЕРАЛЬНИХ В’ЯЖУЧИХ РЕЧОВИН........................................... 66

7.1. Матеріали й вироби на основі портландцементу……………... 66

7.2. Залізобетон……………………………………………………….. 67

7.3. Азбестоцементні вироби та конструкції………………………... 71

7.4. Матеріали й вироби на основі вапняних в’яжучих речовин……. 74

7.5. Матеріали й вироби на основі гіпсових в’яжучих речовин…… 75

Контрольні запитання………………………………………………… 75

Розділ 8. ЗАПОВНЮВАЧІ ДЛЯ РОЗЧИНІВ І. БЕТОНІВ..................76

8.1. Функції заповнювачів у бетонах і розчинах. Класифікація заповнювачів…………………………………………………………... 76

8.2. Оцінка якості дрібного заповнювача…………………………..... 77

8.3. Оцінка якості великого заповнювача…………………………… 78

8.4. Пористі заповнювачі……………………………………………... 79

Контрольні запитання………………………………………………… 79

Розділ 9. БЕТОНИ....................................................................................80

9.1. Загальні відомості. Класифікація бетонів……………………….. 80

9.2. Властивості бетонної суміші…………………………………….. 81

9.3. Основи технології бетону………………………………………... 82

9.4. Твердіння бетону…………………………………………………. 86

9.5. Основні властивості важкого бетону…………………………… 86

9.6. Легкі бетони……………………………………………………… 89

9.6.1.. Легкі бетони на пористих заповнювачах…………………... 90

9.6.2. Ніздрюваті бетоні……………………………………………… 91

9.6.3. Крупнопористі бетони………………………………………… 93

9. 7. Спеціальні види бетонів………………………………………... 93

Контрольні запитання………………………………………………... 94

Розділ 10. БУДІВЕЛЬНІ РОЗЧИНИ Й СУХІ БУДІВЕЛЬНІ СУМІШІ…………........................................................................... 95

10.1. Загальні відомості……………………………………………… 95

10.2. Будівельні розчини……………………………………………... 95

10.2.1. Матеріали для виготовлення розчинних сумішей………… 96

10.2.2. Властивості розчинних сумішей і затверділих розчинів….. 97

10.2.3. Підбір складу, готування і транспортування розчинів…….. 98

10.2.4. Види будівельних розчинів………………………………….. 99

10. 3. Сухі будівельні суміші………………………………………… 100

10.3.1. Характеристика сухих будівельних сумішей фізичного призначення............................................................................................. 100

10.3.2. Характеристика сухих будівельних сумішей різного

призначення............................................................................................ 101

Контрольні запитання………………………………………………..... 103

Розділ 11. БІТУМНІ Й ДЬОГТЬОВІ В’ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ,

МАТЕРІАЛИ НА ЇХНІЙ. ОСНОВІ....................................................... 104

11.1. Загальні відомості……………………………………………...... 104

11.2. Властивості бітумних і дьогтьових в’яжучих............................ 105

11.3. Застосування бітумних і дьогтьових в’яжучих........................ 107

11.4. Асфальтобетони і розчини........................................................... 109

Контрольні запитання……………………………………………....… 111

Розділ 12. ПОЛІМЕРНІ МАТЕРІАЛИ.................................................. 112

12.1. Загальні відомості……………………………………………...... 112

12.2. Класифікація полімерних речовин…………………………....... 112

12.3. Склад і властивості пластмас………………………………….... 113

12.3.1. Склад пластмас……………………………………………….... 113

12.3.2. Властивості пластмас................................................................. 113

12.4. Технологія виробництва пластмас............................................... 114

12.5. Застосування полімерних матеріалів і виробів.......................... 115

12.5.1. Конструкційні полімерні матеріали........................................... 115

12.5.2. Опоряджувальні полімерні матеріали...................................... 116

12.5.3. Полімерні матеріали для покриттів підлог............................... 116

12.5.4. Теплоізоляційні полімерні матеріали....................................... 117

Контрольні запитання…………………………………………….…… 118

Розділ 13. ЛАКОФАРБОВІ МАТЕРІАЛИ........................................... 119

13.1. Загальні відомості......................................................................... 119

13.2. Основні компоненти лакофарбової композиції.......................... 119

13.3. Маркування лакофарбових матеріалів........................................ 122

13.4. Види лакофарбових матеріалів.................................................... 122

13.5 Контрольні запитання…………………………...........….……… 124

Короткий словник спеціальних термінів , що використовуються

для вивчення курсу « Будівельне матеріалознавство»............................. 125

Список літератури................................................................................127

ВСТУП

Будівництво є частиною матеріальної культури суспільства, за ним можна судити про прогрес науки і техніки, особливості побуту, національні традиції.

Людина почала будувати перші житла ще в епоху неоліту (3 тис. років до н.е.), використовуючи природні матеріали: камені, шматки дерева, глину. Приблизно 7000 років тому, з використанням природного каменю в Древньому Єгипті вже будувалися ансамблі храмових і палацевих будинків, величезні піраміди-гробниці фараонів, багато хто з них збереглися до наших днів не тільки як архітектурні пам'ятники, але і як свідчення нерозривного зв'язку людини і будівельного матеріалу. На зорі своєї будівельної діяльності людина, обмазуючи глиною дерев'яними, заплетеними суками каркас одержував досить міцну стіну, підсушуючи на сонце приготовлені з глиняного тесту кубики - цегла – сирець, навчивши обпалювати виробу з глиняного тесту - міцну і довговічну кераміку. Так почали з'являтися штучні будівельні матеріали – не взяті готовими в природи, а виготовлені руками майстрів. Згодом будівельними матеріалами стали стекло, метал, бетон, пластмаси.

Сучасні масштаби будівництва й різноманіття архітектурних рішень стимулюють розвиток ряду галузей знань, висуваючи перед наукою і технікою нові практичні завдання. Побудувати будинок, здатний прослужити людині століття, не так просто, це вимагає великих знань і рівня розвитку техніки. Вітчизняна наука відіграє важливу роль у розвитку будівельного матеріалознавства. Створені нашими вченими технології виробництва цементу, металу, бетону, кераміки, теплоізоляційних і композиційних матеріалів використовують багато країн. За минуле десятиліття побудовані нові міста, зведені унікальні об'єкти, такі, як гідротехнічні споруди, промислові підприємства, атомні електростанції, наукові, навчальні й культурні центри. Завдяки союзу науки і будівельної інженерії створюються технології одержання нових, високоефективних, екологічно чистих матеріалів функціонального призначення. Виробництво цих матеріалів засновано на безвідходних і енергозберігаючих технологіях. З використанням теорії і технології композиційних матеріалів стрімко росте виробництво композитів, які володіють питомою міцністю, що перевищує аналогічну характеристику сталі в 15 разів. Сьогодні в Україні великою популярністю користуються системи «сухого будівництва», що з успіхом заміняють традиційні штукатурку і цегельну кладку. Цікаві дослідження пов’язані з розробкою високоміцніх бетонів(90...800Мпа) за рахунок використання мікронаповнювачів, суперпластифікаторів, полімерів та дісперсного армування.

З огляду на бурхливий розвиток науки і техніки фахівці припускають, що основними будівельними матеріалами в майбутньому також будуть метал, бетон і залізобетон, кераміка, скло, деревина, полімери. Нові будівельні матеріали будуть створюватися на тій же сировинній основі, але із застосуванням більш прогресивних технологічних прийомів і безвідходних технологій. Потік нових матеріалів з високими експлуатаційними характеристиками, довговічністю і надійністю буде збільшуватися. Основним критерієм при виборі матеріалу буде екологічний.