Технология сторительного производства

             1. Классификация строительных материалов.

Строительные  материалы - это природные и искусственные материалы, которые используются в строительстве зданий и сооружений. Для рационального использования строительных материалов нужно знать их свойства. Строительные материалы классифицируются по степени готовности, происхождению, назначению и технологическому признаку.

 По  степени готовности различают:

1. Строительные материалы – древесина, металлы, цемент, песок, кирпич.
2. Строительные изделия – сборные- железобетонные панели и конструкции, оконные и дверные блоки, санитарно- технические изделия (ванны, смесители, душевые кабины, унитазы).

 По  происхождению строительные материалы подразделяются  на: природные и искусственные.

- природные  – это древесина, каменные горные породы, камни, торф. Эти материалы получают из природного сырья путём не сложной обработки, и изменения их первоначального состояния.

- искусственные  – это кирпич, цемент, ж/б, стекло- которые получают из природного  и искусственного сырья при помощи технологической обработки.

По назначению материалы подразделяются на следующие  группы:

1. Конструкционные – воспринимают и передают нагрузки в строительных конструкциях (каменные материалы)
2. Теплоизоляционные. Из назначения свести до минимума перенос теплоты через строительную конструкцию и обеспечить тепловой режим при минимальных энергетических затратах (керамзит, пенопласт, стекловолокно).
3. Акустические предназначенные для снижения уровня «шумового загрязнения помещения» (шумопоглощяющие пористые плиты для внутренней облицовки стен) .
4. Гидроизоляционные и кровельные материалы предназначенные для создания водопроницаемых слоёв на кровлях и в подземных конструкциях (шифер, рубероид, жидкое стекло, гидроизол).
5. Отделочные материалы излучают декоративные качества строительных конструкций и защищают от внешних воздействий (гранитные, мраморные облицовочные плиты).
6. Специального назначения (кислотоупорные, огнеупорные) – применяются при воздействии специальных сооружений в доменных печах , на химическом производстве.

По  технологическому признаку материалы подразделяются, учитывая вид сырья и способ изготовления:

- природные  -каменные материалы и изделия  получают из горных пород путём  их обработки (стеновые блоки  и камни, облицовочные плиты).

- керамические  материалы и изделия получают из глины с добавками путём формования, сушки и обжига.( кирпич, каменные блоки, черепица)

- стекло  и материалы из минеральных  расплавов (стекло – строительные  и облицовочные стеклопакеты, стеклоблоки).

- неорганические  вяжущие вещества в основном порошкообразные, образующиеся при смешивании с водой пластичное вещество со временем приобретающее камневидное состояние (цемент, гипс).

-бетоны  искусственные каменные материалы,  которые получены из смеси  воды и крупных заполнителей. Бетон с стальной арматурой называется ж\б, он хорошо сопротивляется сжатию, сгибу и растяжению.

- строительные  растворы состоят из вяжущего  воды и мелкого заполнителя, который со временем переходит в тестообразное и камневидное состояние.

- древесные  материалы и изделия получают в результате механической обработки древесины (паркет, фанера и т.д.).

- металлические  материалы. В строительстве наиболее  широко применяются чёрные металлы  (сталь, чугун, швеллеры, уголки). К технологическим свойствам  способность материалов подвергаться обработке. 

                          2. Свойства материалов

Физические  свойства:

1. Плотность – это постоянная физическая характеристика, которая не изменяется без применения химического состава. Различают плотность: истинную, среднюю и относительную.
2. Пористость –  это степень заполнения объёма материальными порами.
3. Влажность – это содержание воды в материале.
4. Водостойкость – это способность материала сохранять свою прочность при насыщении водой.
5. Гигроскопичность – это способность поглощать воду их окружающего воздуха.
6. Влагоотдача – это способность отдавать воду в окружающий воздух.
7. Водопоглощение – это способность впитывать и задерживать воду в своих порах.
8. Воздухостойкость – это  способность не изменять в длительное время свои свойства при периодическом увлажнении и высыхании.
9. Влагопронициаемость – это способность в вода - насыщенном состоянии не разрушатся при, многократном по переменным замораживаниям о оттаиваниям.
10. Теплопроводность – это способность поглощать тепло.
11. Огнеупорность – это способность выдерживать длительное время высокую температуру.
12. Огнестойкость – это способность выдерживать
13. Радиационная стойкость – это способность сохранять структуру при воздействии радиационного излучения.

Механические  свойства:

1. Прочность – это сопротивление разрушению и деформации от внутренних напряжений и внешних воздействий.
2. Упругость – это способность под воздействием нагрузок изменять форму и восстанавливаться после их прекращения.
3. Пластичность – это способность изменять свою форму и размеры под воздействием нагрузки и сохранять их после снятия нагрузок.
4. Твёрдость – это способность оказывать сопротивление более твёрдому материалу.
5. Износ – это сопротивление воздействию истирания и ударов.
6. Хрупкость – это разрушение под воздействием нагрузки.

Химические  свойства:

Химические  свойства выражают степени активности к химическому воздействию с  реагентами и способность сохранять  постоянный состав и структуру материала  в условиях воздействия кислот, щелочей, солей.

Коррозия  – это изменение структуры  материала под воздействием агрессивной среды.

Надежность  – это общее свойство характеризующиеся  проявление всех относительных свойств, в процессе эксплуатации. Она характеризуется долговечностью, безотказностью, ремонтопригодностью, сохраняемостью. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

            1. Природные каменные  материалы                              

Горные  породы являются сырьевой базой для  производства строительных материалов.

Горные  породы – это минеральные массы, образующие геологические тела (горы).

Минералы  – это составные части горных пород, однородные по химическому составу и физическим свойствам. В настоящие время известно около 5 тысяч минералов,  125 из них участвуют в образовании горных пород.

Извержённые горные породы:

Они подразделяются на: глубинные, излившиеся и осадочные.

Глубинные горные породы образуются в результате остывания магмы в недрах земной коры, затвердевание происходило медленно и под давлением. В этих условиях расплав полностью кристаллизировался с образованием крупных зёрен минералов.

Излившиеся горные породы образовались при остывании магмы на небольшой глубине или на поверхности земли. В результате быстрого охлаждения прекратился рост кристаллических зёрен, и возникла стекловидная структура.

Осадочные горные породы образуются в результате выбросов вулканов, а также природных явлений. Осадочные горные породы подразделяются на: обломочные, химические осадки и органогенные.

Обломочные  породы образуются в результате выветривания, т.е. под воздействием температуры (контрастного), ветра и воды. Их подразделяют на: рыхлые - песок, гравий, глина; и цементированные -песчаник

Химические  осадки образуются в результате выпадения  солей и при испарении воды в водоёмах.

Органогенные  породы образуются в результате жизнедеятельности  и отмирания организмов в воде, к ним относятся: известняк, мел, ракушечник.

Известняки  – это горные породы, состоящие из кальцита, который содержит примеси глины и кварца.

Ракушечник  – состоит из раковин моллюсков  и их обломков.

Мел – образован из раковин простейших животных организмов. 

             2.Основные виды  природных каменных  материалов

Природные каменные материалы подразделяют на сырьевые и готовые материалы  и изделия.

К сырьевым материалам относится: щебень, гравий, песок, применяются в качестве заполнителей для бетонов и растворов. Известняк, мел, гипс – применяют для изготовления строительной извести, гипсовых вяжущих и цементов. Каменным материалам дорожного строительства относят: булыжник, щебень, гравий, песок.

• Булыжный камень – это зёрна горной породы с овальным поверхностями с размером до 300 мм.
• Колотый камень – имеет форму призмы, или усечённой пирамиды с объёмом 100 см. кубических его изготавливают из хорошо обрабатываемых горных пород.
• Камень брусчатый – для дорожных покрытий имеет форму прямоугольника.
• Бортовые камни - применяются для отдельной проезжей части от тротуаров и пешеходных дорог.
• Щебень – это рыхлый материал, который образуется при естественном разрушении горных пород. Применяется при покрытии асфальтов, бетонных покрытий.
• Песок – это рыхлый материал с размером зёрен до 5-7 мм. , образующейся в результате естественного разрушения горных пород.
• Рваный камень – это камни неправильной формы с бугристой поверхностью.

Крупные стеновые блоки изготавливаются  выпиливанием из горных пород блоков, размером 1,5 – 1,5.

К облицовочным материалам из природного камня относят: плитооблицовочные, пилёные, плиты  декоративные длиной 1,5 м. , шириной 1,2 метра, и толщиной от 8 до 30 см. 

3. Транспортирование и хранение природно-каменных материалов.

Каменные  материалы в условиях службы могут подвергаться медленному разрушению под воздействием медленного выветривания.

Основные  причины разрушения:

1. растворяющее действие воды;
2. замерзание воды в трещинах и порах;
3. резкое изменение температур вызывающие появление на поверхности материала микротрещины.

Мероприятия по защите каменных материалов от выветривания направлены на повышение их поверхностей плотности и предохранения от воздействия влаги. Стойкость против выветривания пористых материалов повышается при создании на их лицевой поверхности водонепроницаемый слой. Во время  транспортировки и хранения природно-каменных материалов необходимо соблюдать меры, исключающие механические повреждения. Облицовочные плиты перевозят в прочной таре, обычно деревянной приспособленные к механизму погрузки и разгрузки. При транспортировании плиты устанавливают в вертикальном положении попарно, лицевыми поверхностями внутрь.

Бортовой  камень и щебень хранят навалом на открытой площадке. 
 
 

      1. Искусственные  обжиговые материалы              

Это керамические изделия и материалы, полученные из глиняных масс  или получения смеси с минеральными добавками, получение путём сушки и обжига. Высокая прочность и долговечность материалов дают возможность использовать их во всех частях зданий и сооружений.

К керамическим искусственным материалам относят: стеновые, отделочные, материалы для перекрытий и покрытий полов, теплоизоляционные, санитарно-технические изделия ( красный кирпич, черепица, керамзит, плитка облицовочная, унитазы, умывальники).

 Производство  керамических материалов из следующих основных процессов:

1. добыча материалов в карьерах (глина);
2. подготовка массы может осуществляться 2 способами:

-пластический  способ формования используется, когда в качестве сырья употребляется глина с повышенной влажностью (кирпич, черепица).

-полусухой  способ прессования осуществляется из полусухих порошкообразных масс на прессах высокого давления (керамические камни, плиты).

3) сушка может осуществляться естественным  и искусственным способами. При  естественной сушке изделия раскладывают на стёклах и сушат в нормальных условиях в комнатной температуре 6-15 суток. Искусственная сушка – это процесс непрерывного действия осуществляется с использованием обогревателей, печей при этом способе сушки требуются дополнительные расходы на электроэнергию топлива. Дополнительные расходы на искусственную сушку полностью окупаются резким сокращением времени производственного цикла. В качестве источника тела используют газы обжиговых печей, горячий воздух. Сушка изделий не превышает 70 часов.

4) обжиг изделий первоначально  осуществляется подогрев изделий  при температуре 100-120 градусов, затем  температура повышается до 800-1000 градусов и происходит обжиг  изделий. Изделия после обжига имеют высокую механическую прочность. Чрезмерное повышение температуры приводит к деформации изделия.

5) охлаждение изделий – этот  процесс очень ответственный. Не допустим резкий переход температуры т.к. в результате доступа холодного воздуха могут образоваться трещины.

                2. Стеновые керамические  материалы.

К стеновым керамическим материалам относят: керамический красный кирпич, керамические камни.

Керамический  красный кирпич – это искусственный  камень, сформированный из глины в виде прямоугольного параллепипида, является самым древним искусственным строительным материалом.

Имеет следующие размеры: длина-250мм., ширина-120 мм., высота-65 мм.. В зависимости от морозостойкости имеет следующие  марки: F-15, F-25, F-35, F-50. Это означает, что кирпич в насыщенном водой составе выдерживает соответственно 15-25-35-50 циклов замораживания и оттаивания не разрушаясь. Используя данный кирпич для кладки им внутренних и наружных стен, столбов, фасадов.

                                    3.Керамические трубы

 По  назначению керамические трубы  различают: керамические и дренажные.

Керамические  трубы обладают высокой стойкостью к агрессивным средам, чем металлическим и ж/б. Это обеспечивает широкое применение в строительстве канализационных сетей, особенно промышленного характера. Трубы имеют форму цилиндра длиной 600 и 1200 мм. Внутренний диаметр 100-600 мм.

Керамические  дренажные трубы – используются для закрытого дренажа и осушения земли. Процесс изготовления одинаков с процессом изготовления канализационных  труб. Сырьём для дренажных труб является глина с добавкой песка, они имеют хрупкую форму и форму шестигранника, на поверхности трубы имеет отверстие для дренажа. 

                               4. Керамические облицовочные плиты.

К ним  относятся фасадная плитка, которая  используется для облицовки зданий. Облицовочный кирпич и камни не должны иметь крупные включения и различные дефекты, т.к. используются для декоративного оформления зданий. Облицовочные изделия могут иметь гладкую или рифлёную поверхность. Плиты керамические фасадные могут быть закладные – т.е. устанавливаются одновременно с кладкой стен. Присланные облицовочные плиты устанавливаются после возведения стен. 

         Строительные материалы из силикатных расплавов     

Стекло  – получают из аморфных тел, в результате охлаждения расплавов. При постепенном увеличении вязкости оно превращается в твёрдое тело. Переход от жидкого состояния в стеклообразное, должен быть обративным. Стекло может быть природным или искусственным.

Природное стекло образуется в результате деятельности вулканов, искусственные создаются человеком. Сырьё для получения стекла подразделяется на основное и вспомогательное. Основное сырьё – это кварцевый песок, кальцинированная сода, мел, известняк. Дополнительным сырьём являются: оксиды железа, марганца, хрома ,магния, которые придают особые свойства стеклу: прочность, хрупкость, разноцветность.

Производство  стекла – состоит из подготовки сырьевых материалов, приготовления  шихты, варки стеклянной массы, изготовления стеклянных материалов и изделий. Подготовка сырьевых материалов включает сушку и размельчение. Приготовление шихты заключается дозированным, смешивании компонентов. Варка стекла осуществляется в стекловаренных печах непрерывного действия, и включает несколько стадий:

- селикатообразование 800-900 градусов;

- стеклообразование 1000-1200 градусов

В расплаве заканчиваются все химические реакции  и образуются сложные силикаты. Все  реакции сопровождаются выделением большого количества газа. Наиболее важной является стадия осветления, она протекает  при температуре 1200-1500 градусов. Масса охлаждения до 1200 градусов и осуществляется изготовление стеклянных изделий путём прессования, прокаткой, выдуванием, центробежным способом. Стекло листовое может быть получено путём вертикального или горизонтального вытягивания ленты из вязкой расплавленной стекломассы.

Свойства  стекла:

Область применения стекла зависит от его  свойств. Важнейшими свойствами являются: прочность, хрупкость, теплопроводность, оптические свойства, звукоизолирующее свойство. Недостатком стекла является повышенная хрупкость, оно плохо сопротивляется ударом, и это ограничивает его применение. Теплопроводность зависит от вида стекла светопропускания (прозрачность составляет 97-88 %). Стекло плохо переносит резкое охлаждение или нагревание. Стекло имеет высокую химическую стойкость при воздействии солей и щелочей. Его разрушают только фосфорная кислота и горячие щелочи.

Изделия из стекла:

К ним  относятся: стекло листовое, облицовочные стеклянные плиты и другие светопропускающие  изделия.

К строительному  листовому стеклу:

- стекло  оконное листовое – это бесцветное, прозрачное с гладкими поверхностями, с толщиной 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 5.Применяется для остекления окон, витражей, дверей, фонарей и в производстве приборов.

- цветное  листовое стекло – получают  из окрашенной стеклянной массы, применяют для декоративного осветления световых проёмов в помещении.

- узорчатое  стекло – это бесцветное, прозрачное, листовое, обе поверхности с обеих  сторон имеют узор. Применяются  для остекления  окон и дверей.

- армированное  стекло – это стекло с закатанной металлической сеткой. Толщиной 5,5; 6 мм., это стекло листовое одна поверхность может быть узорчатой. Применяется для остекления окон, дверей, перегородок, когда требуется обеспечение безопасности т.к. сетка при повреждении стекла задерживает осколки.

- солнцезащитное  стекло – это листовое стекло, задерживающие инфракрасные лучи и другие тепловые солнечные лучи, это теплоизолирующие, окрашенные оксидами металла стекла. Светопропускание составляет 65-75%, пропускание инфракрасных лучей 30-35%. Стекло этого вида применяется в строительстве для остекления административных и производственных зданий.

- закаленное  стекло получают путём термической  обработки листового стекла. Стекло  нагревают до температуры 600 градусов  и быстро охлаждают, в результате чего прочность удара и сгиб повышается в 5-6 раз. Применяется для остекления транспортных средств.

- автомобильное  стекло «триплекс» - получают путём  создания 2-х листов стекла с  помощью клейкой ленты.

- стеклопакеты  изготавливаются из герметически соединённых между собой 2-х или более листов между стёклами оставляют воздушную прослойку 9-20 мм. Стеклопакеты имеют повышенное тепло и звукоизоляционное свойство. Применяется для остекления зданий.

- стеклоблоки  – получают из прессованных полублоков сваренных, по периметру могут, быть квадратные, прямоугольные, бесцветные и окрашенные в разные цвета. Применяют для устройства светопрозрачных  ограждений зданий и в архитектуре декоративных целях.

Облицовочные  изделия стекла

Изготавливаются из окрашенного в массе или на поверхности стекла. К ним относятся мозаичные плитки, стекло-мрамор, стекло-крошка.

Стекло-мрамор имеет мраморовидную окраску, наружная поверхность обычно гладкая, внутренняя рифлёная. Применяется для отделки  здания.

Стекло-крошка получают дроблением отходов прокатного стекла. Применяется для декоративного эффекта при отделки бетонной поверхности.

Пенодекор применяется для художественного оформления наружной поверхности стен, может быть окрашен в разные цвета. 
 
 
 

                      Минеральные вяжущие материалы                        

Минеральные вяжущие вещества – это порошкообразные  вещества, которые при смешивании с водой образуют пластичное тесто, способное твердеть, превращаясь  в камневидное тело с большой  прочностью.

К ним  относятся воздушные вяжущие которые в затвердевшем состоянии сохраняют прочность только на воздухе.

Гидравлические  вяжущие обладают гидравлическими  свойствами, т.е. после первоначального  затвердевания они способны сохранять  прочность на воздухе и в воде.

Кислотоупорные вяжущие, после первоначального затвердевания на воздухе, сохраняют прочность при воздействии кислот.

Воздушные вяжущие вещества

К ним  относятся: гипсовые вяжущие, гипс строительный, воздушная известь, жидкое стекло.

Гипсовые  вяжущие – это материалы, полученные из природного гипса, который первоначально содержит от 1% до 15% примесей песка, мела и глины.

Гипс, строительный получают путём очищения природного гипса от примесей с последующей термической обработкой при 150-180 градусов. Применяется гипс от его зависимости. Может быть, гипс, быстро твердеющий 6-30 минут, и медленно твердеющий не ранее 30 минут. По тонкости измельчения гипс бывает грубого помола и тонкого помола.

Известь строительная воздушная - это вяжущая полученная обжигом известняковых пород, может быть комовая, не гашенная молотая, известняковое тесто. Известь воздушная применяется для изготовления штукатурных и кладочных растворов, красочных составов, при изготовлении цемента.

Жидкое  стекло

Жидким  стеклом называются водные растворы солей кремневой кислоты, и силиката натрия. Сырьём для изготовления является: кварцевый песок, кальцинированная сода, сульфат натрия. Применяется при производстве жаростойкого блока для укрепления грунта, приготовления силикатных красок в качестве гидроизолирующей прослойке в устройстве полов.

Цемент

Цемент  – это гидравлическое вяжущие  вещество, в состав которого входят силикаты и кальции. Получается путем спекании, и плавлении материалов. После высокой температурной обработки получают смесь клингиром, что является основной составною частью цемента. Различают портландцемент и шлакопортландцемент.

Шлакопортландцемент – это низко марочный цемент изготавливается  с добавлением шлаков, бывают следующие  марки Шл-300, Шл-400. Применяется при  изготовлении кладочных растворов, 300 и 400 означает содержание песка и цемента, применение при изготовлении растворов соответственно 1 к 3, 1 к 4.

Портландцемент  – это высоко марочный качественный песок, имеет марки П-400, П-500, П-600, П-900. Применяется для изготовления бетонов. Бетон может быть использован для строительства зданий и сооружений. Также бетон используется для устройства дорожных покрытий. Для устройства особого бетонного покрытия (аэродромы) используется высоко марочный цемент П-600. Декоративные высоко марочные цементы П-600, П-500. Имеют цвета: белый, красный, жёлтый, зелёный. Применяется для декоративной отделки зданий (фасады, мозаичные полы). Имеют большую прочность.