Надійність, довговічність і безпеку того чи іншого споруди багато в чому залежать від якості будівельних матеріалів, які були використані для його зведення. Ось чому до їх вибору варто підходити дуже уважно. Щоб підібрати гарні будматеріали, необхідно хоч трохи орієнтуватися в широкому переліку їх технологічних властивостей і якостей. У цій статті піде мова про види, застосування і основні властивості будівельних матеріалів. Крім того, ви дізнаєтеся про деякі новинки сучасного будівельного ринку.
Еволюція будматеріалів
Під будівельними матеріалами розуміються різноманітні за складом, агрегатним станом і фізичними властивостями речовини, які використовуються або можуть бути використані для зведення різних будівель та інженерно-технічних споруд. В історичному розрізі вони виникли саме в той момент, коли первісна людина виготовляла свої перші примітивні знаряддя праці і вперше замислився про те, щоб спорудити дах над своєю головою.
Спочатку людство користувалося тим, що було під рукою – деревиною, соломою, глиною, гілками пальм. Природними барвниками наносилися малюнки на стіни печер і найпростіших жител. У древніх містах Ближнього Сходу була винайдена кераміка, яка через Єгипет проникла в Західну Європу. З розвитком науки і техніки з’являлися абсолютно нові конструкційні та оздоблювальні матеріали.
Загалом в еволюції будівельної індустрії можна виділити три історичні етапи, для кожного з яких характерний свій набір матеріалів:
- Деревина, камінь та цеглу (до середини XIX століття).
- Сталь, скло, бетон (середина XIX – середина ХХ століть).
- Залізобетон, пластик, металопластик, штучний камінь (починаючи з другої половини ХХ століття і до сьогоднішнього дня).
Далі ми більш докладно зупинимося на основних властивостях будівельних матеріалів і виробів. Що це за якості і наскільки важливо враховувати їх при зведенні будь-якої будівлі?
Класифікація основних властивостей будівельних матеріалів
Будівельний бізнес залишається одним з найприбутковіших в наші дні. Сучасний ринок пропонує неймовірно широкий вибір різних будматеріалів, елементів оздоблення, сумішей і розчинів. Практично щороку з’являються десятки новітніх найменувань. І встежити за всіма новинками цього ринку не так-то просто.
Визначення основних властивостей будівельних матеріалів – вкрай важливе завдання. Адже тільки завдяки цьому, із усього різноманіття пропонованих продуктів можна вибрати саме ті матеріали, які ідеально підійдуть для зведення конкретного об’єкта. Важливо відзначити, що всі ці властивості не є постійними. Більше того, вони змінюються під впливом тих умов (природних, кліматичних тощо), в яких буде експлуатуватися будівлю.
Основні властивості будівельних матеріалів прийнято ділити на чотири групи:
- Фізичні (у тому числі гидрофизические і акустичні) – визначають характер взаємодії конкретного матеріалу із зовнішнім середовищем.
- Механічні – визначають стійкість матеріалу до механічних пошкоджень.
- Хімічні – виявляють стійкість матеріалу по відношенню до різних хімічних впливів.
- Технологічні – показують, наскільки той чи інший матеріал піддається обробці.
Розглянемо більш докладно кожну з груп
Фізичні якості
До основних фізичних властивостей будівельних матеріалів відносяться наступні:
- Щільність.
- Пористість.
- Гігроскопічність.
- Водостійкість.
- Водопроникність.
- Морозостійкість.
- Вогнетривкість.
- Звукопоглинання.
Під густиною розуміють масу тіла в одиниці його об’єму. Вимірюється в кг/м3. Середня щільність різних будматеріалів коливається в широких межах. Так, для натуральної деревини вона становить близько 1200 кг/м3, для виробів з каменю – від 2200 до 3300 кг/м3, а для сталі – понад 7500 кг/м3. Не менш важливий показник пористості матеріалу. Причому враховується не тільки наявність пор, але і їх розмір.
Серед основних властивостей будівельних матеріалів особливе місце займають гігроскопічність (здатність породи поглинати і утримувати вологу), водостійкість і водопроникність (здатність пропускати через себе воду під тиском). Ці якості особливо важливі при будівництві гідротехнічних споруд, резервуарів, дамб і річкових дамб.
Механічні якості
Перерахуємо основні механічні властивості будівельних матеріалів. Це:
- Твердість.
- Міцність.
- Опірність ударам.
- Знос.
Під твердістю розуміється здатність речовини протистояти проникненню в нього стороннього тіла. Для твердих матеріалів мінерального походження розроблена 10-бальна шкала твердості (по Моосу). Одному балу у ній відповідає тальк, а десяти балам – алмаз (див. схему нижче). Для визначення твердості металів і пластмас використовуються різні методики (наприклад, метод Брінелля або Віккерса).
Ще одна важлива характеристика – це міцність. Зокрема, в будівництві враховуються межі міцності будматеріалів на вигин і стиск. Розрахунок даних параметрів важливий для визначення допустимих навантажень на конструкцію. До речі, за цим показником всі будматеріали діляться на дві групи:
- Пластичні – ті, які легко змінюють свою форму без появи тріщин (метали, пластик).
- Тендітні – ті, які дуже вразливі до ударів і мають низький межа міцності на вигин (цегла, скло, бетон, природний камінь).
Під міцністю розуміють кількість праці, необхідна для повного руйнування зразка, а під зносом – стійкість матеріалу по відношенню до ударних і стираючих навантажень, що впливає одночасно. Обидві ці характеристики є основними властивостями дорожньо-будівельних матеріалів.
Хімічні якості
До хімічним властивостям будматеріалів відносяться:
- Адгезія.
- Розчинність.
- Здатність до кристалізації.
- Хімічна стійкість.
Адгезія – це здатність до з’єднання рідких і твердих речовин, яка обумовлена міжмолекулярним взаємодією. Саме завдяки цій якості виникли такі будматеріали, як цемент. Розчинність – це здатність речовини створювати з рідким розчинником особливу систему (розчин). Вона залежить від декількох факторів – температури, тиску, хімічного складу речовини.
Процес, при якому з розплавів і розчинів утворюються кристали, називається кристалізацією. Його широко використовують для одержання багатьох кам’яних матеріалів штучного походження.
Дуже важлива хімічна стійкість того чи іншого будматеріалу. Вона показує, наскільки матеріал здатний протистояти руйнівним впливам різних агресивних речовин. Для цього розраховується спеціальний коефіцієнт (відношення маси матеріалу після хімічного впливу до початкової маси того ж матеріалу). Чим ближче цей коефіцієнт до одиниці, тим стійкішим є речовина до агресивного хімічного середовища.
Технологічні якості
До технологічним властивостям будматеріалів відносяться:
- Пластичність.
- В’язкість.
- Зварюваність.
- Ковкість і т. д.
Всі ці властивості виражають здатність того чи іншого матеріалу до сприйняття або не сприйняття певних технологічних операцій з метою зміни його форми, розміру або ж щільності. Вони показують, наскільки матеріал піддається механічній обробці, шліфуванню, поліруванню.
Прикладами технологічних матеріалів є глина і деревина. Менш технологічні метали, хоча їх теж можна обробляти як в розплавленому, так і в холодному стані.
Класифікація будматеріалів
За способом отримання усі будівельні матеріали поділяють на:
- природні;
- штучні.
За своїм походженням вони бувають:
- кам’яні;
- лісові;
- металеві;
- скляні;
- полімерні і т. д.
У загальному і цілому умовно можна виділити дев’ять груп будівельних матеріалів:
- Матеріали для зведення фундаменту і стін (бетон, цегла, брус, бут та інші).
- Матеріали для покрівлі (черепиця, шифер, листова сталь, руберойд).
- Оздоблювальні матеріали (гіпсокартон, грунтовки, штукатурні суміші).
- Декоративні матеріали (паперові шпалери, паркет, ламінат, панелі з штучного каменю).
- Матеріали для монтажу (цвяхи, шурупи, скоби, дюбелі).
- Будівельні розчини (цемент, вапно, клейові суміші, акустичні розчини).
- Полімерні матеріали (пластик, поліетилен, полістирол, полікарбонат).
- Ізоляційні матеріали (тирса, стружка, піноскло, мінеральна вата).
- Матеріали для дорожнього будівництва (асфальт, асфальтобетон, бітуми, бруківка).
Новинки будівельного ринку
Будівельна індустрія в наш час розвивається стрімкими і дуже бурхливими темпами. Щорічно на цьому ринку з’являється ряд абсолютно нових будматеріалів. Давайте коротко познайомимося з найцікавішими з цих новинок.
Піноскло – матеріал, який був винайдений в США ще в 40-е роки. Однак на нашому ринку він з’явився лише в останні десятиліття. Його проводять при дуже високих температурах (до 800-900 градусів). Гранульоване піноскло успішно використовують для утеплення стін, фундаменту, а також для теплоізоляції трубопроводів. Адже воно може повністю повторювати будь-яку конфігурацію труб. Мабуть, це основна властивість будівельного матеріалу. Крім того, піноскло має дуже високу міцність на стиск.
Кольоровий цегла – будівельний матеріал, поява якого на ура сприйняли всі архітектори та дизайнери. Адже він дозволяє реалізувати самі сміливі та креативні ідеї. До того ж така цегла здатний надовго зберігати свій початковий зовнішній вигляд. Його широко застосовують для облицювання багатоповерхових будівель у багатьох містах.
Ще одна новинка останніх років – кортеновская сталь. У будівельній практиці вона з’явилася зовсім недавно – на початку 2000-х. Листи легованої сталі відрізняються високою міцністю і незвичайним зовнішнім виглядом. Вони широко використовуються не тільки в промисловому, але і в житловому будівництві. Крім того, кортеновская сталь знайшла своє застосування і у вуличному міському мистецтві.
На закінчення…
Щоб звести надійний і красивий будинок – потрібні якісні будматеріали. А щоб вибрати такі, необхідно добре розбиратися в їх властивостях. Вони поділяються на чотири групи: фізичні, хімічні, механічні і технологічні. До самим головним властивостям будматеріалів належать: щільність, міцність, пористість, зносостійкість, морозостійкість і хімічна стійкість.
