В строительстве при возведении зданий и сооружений применяются различные строительные материалы и изделия из них. Основными строительными материалами в промышленном и гражданском строительстве являются цемент, бетон, кирпич, камень, дерево, известь, песок, черные металлы, стекло, кровельные материалы, пластик и другие.

В настоящее время строительная индустрия развивается в направлении создания теплосберегающих строительных материалов. Наиболее перспективными энергосберегающими материалами считаются ячеистые бетоны и бетоны на легких заполнителях.

Материалы, которые не требуют дальних перевозок, добываются или вырабатываются вблизи района строительства, называются местными строительными материалами. К таким материалам обычно относятся песок, гравий, щебень, известь и т. д.

Источником производства строительных материалов служат природные ресурсы страны, которые в качестве строительных материалов могут использоваться в природном состоянии (камень, песок, древесина) или в виде сырья, перерабатываемого на предприятиях промышленности строительных материалов (полистирол, керамзит).

При изучении строительных материалов их можно классифицировать на такие виды: природные каменные материалы, вяжущие материалы, строительные растворы, бетоны и бетонные изделия, железобетонные изделия, искусственные каменные материалы, лесные материалы, металлы, синтетические материалы и т. д.

Все строительные материалы имеют ряд общих свойств, но качественные показатели этих свойств различны.

Физико-механические и механические свойства строительных материалов

Данную группу свойств составляют, во-первых, параметры физического состояния материалов и, во-вторых, свойства, определяющие отношение материалов к различным физическим процессам. К первым относят плотность и пористость материала, степень измельчения порошков, ко вторым — гидрофизические свойства (водопоглощение, влажность, водопроницаемость, водостойкость, морозостойкость), теплофизические (теплопроводность, теплоемкость, температурное расширение) и некоторые другие. Технические требования на строительные материалы приведены в Строительных нормах и правилах (СНиП).

Истинной плотностью, p_uназывается масса единицы объема материала, взятого в плотном состоянии. Для определения удельного веса необходимо вес сухого материала разделить на объем, занимаемый его веществом, не считая пор. Вычисляется она по формуле:

p

где m — масса материала, V_a — объем материала в плотном состоянии.

Истинная плотность каждого материала — постоянная физическая характеристика, которая не может быть изменена без изменения его химического состава или молекулярной структуры.

Истинная плотность гранита 2,9 г/см³, стали — 7,85 г/см³, древесины — в среднем 1,6 г/см³. Так как большинство строительных материалов являются пористыми, то истинная плотность имеет для их оценки вспомогательное значение. Чаще пользуются другой характеристикой — средней плотностью.

Средней плотностью, p_c называется масса единицы объема материала в естественном состоянии, т. е. вместе с порами и содержащейся в них влагой. Средняя плотность пористого материала, как правило,  меньше истинной. Отдельные материалы, такие как сталь, стекло, битум, а также жидкие, имеют практически одинаковые истинную и среднюю плотности. Среднюю плотность вычисляют по формуле:

Средняя плотность ячеистого бетона (пенобетона) находится в пределах от 300 кг/м³ до 1200 кг/м³ (ГОСТ 25485 — 89), а полистиролбетона от 150 кг/м³ до 600 кг/м³ (ГОСТ Р 51263 — 99). Изделия (блоки) из этих строительных материалов легки в обращении (штабелировании, транспортировке, кладке).

p

где m — масса материала, V_e — объем материала.

Среднюю плотность сыпучих материалов — щебня, гравия, песка, цемента и др. — называют насыпной плотностью. В объем входят поры непосредственно в материале и пустоты между зернами.

Эту характеристику необходимо знать при расчетах прочности конструкций с учетом их собственного веса, а также для выбора транспортных средств при перевозках строительных материалов.

Относительная плотность, d — отношение средней плотности материала к плотности стандартного вещества. За стандартное вещество принята вода при температуре 4^оС, имеющая плотность 1000 кг/м³.

Пористостью, П называется отношение объема пор к общему объему материала. Пористость вычисляется по формуле

Современные энергосберегающие строительные материалы обладают высокими показателями пористости (до 95%) и, соответственно, низкой теплопроводностью. Это связано с тем, что воздух имеет наименьшую теплопроводность.

П=(1 — p

где p_c, p_u — средняя и истинная плотности материала.

Пористость строительных материалов колеблется в широких пределах, начиная от 0 (сталь, стекло) до 95% (пенобетон).

Для сыпучих материалов определяется пустотность (межзерновая пористость). Истинная, средняя плотности и пористость материалов — взаимосвязанные величины. От них зависят прочность, теплопроводность, морозостойкость и другие свойства материалов. Примерные значения их для наиболее распространенных материалов приведены в таблице 1.

Водопоглощением материала называется его способность впитывать и удерживать в своих порах воду. Оно определяется как разность весов образца материала в насыщенном водой и сухом состояниях и выражается в процентах от веса сухого материала (водопоглощение по массе) или от объема образца (водопоглащение по объему).

Водопоглощение определяют по следующим формулам:

Ячеистые бетоны (пенобетон, газобетон), как и бетоны на легких заполнителях (полистиролбетон, керамзитобетон) обладают невысокими показателями водопоглощения 6 — 8 %.

W

где m_в — масса образца, насыщенного водой, m_c — масса образца, высушенного до постоянной массы, V — объем образца.

Между водопоглощением по массе и объему существует следующая зависимость:

W

Водопоглощение всегда меньше пористости, так как поры не полностью заполняются водой.

В результате насыщения материала водой его свойства существенно изменяются: уменьшается прочность, увеличивается теплопроводность, средняя плотность и т. п.

Влажность материала W определяется содержанием воды в материале в данный момент, поэтому процент влажности ниже, чем полное водопоглощение. Она определяется отношением воды, содержащейся в материале в момент взятия пробы для испытания, к массе сухого материала. Влажность вычисляется по формуле:

W=(m

где, m_вл, m_с— масса влажного и сухого материала.

Водопроницаемостью называется способность материала пропускать воду под давлением. Водопроницаемость материала зависит от его пористости и характера пор. С водопроницаемостью сталкиваются при возведении гидротехнических сооружений, резервуаров для воды.

Обратной характеристикой водопроницаемости является водонепроницаемость — способность материала не пропускать воду под давлением. Очень плотные материалы (сталь, битум, стекло) водонепроницаемы.

Морозостойкостью называется способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и без значительного понижения прочности.

Разрушение происходит из-за того, что объем воды при переходе в лед увеличивается на 9%. Давление льда на стенки пор вызывает растягивающие усилия в материале.

Морозостойкость материалов зависит от их плотности и степени заполнения водой.

Образцы испытываемого материала, в зависимости от назначения, должны выдержать от 15 до 50 и более циклов замораживания и оттаивания. При этом испытание считается выдержанным, если на образцах нет видимых повреждений, потеря в весе не превышает 5%, а снижение прочности не превосходит 25%.

Морозостойкость имеет большое значение для стеновых материалов, которые подвергаются попеременному воздействию положительной и отрицательной температуры, и измеряется в циклах замораживания и оттаивания.

Теплопроводностью называется способность материала проводить тепло. Теплопередача происходит в результате перепада температур между поверхностями, ограничивающими материал.

Чем больше пористость и меньше средняя плотность, тем ниже коэффициент теплопроводности. Такой материал имеет большее термическое сопротивление, что очень существенно для наружных ограждающих конструкций (стен и покрытий). Материалы с малым коэффициентом теплопроводности называются теплоизоляционными материалами (минеральная вата, полистирол, пенобетон, полистиролбетон и др.) Они применяются для утепления стен и покрытий. Наиболее теплопроводными материалами являются металлы.

Значительно возрастает теплопроводность материалов с увлажнением. Это объясняется тем, что коэффициент теплопроводности воды составляет 0,58 Вт/(м*^оС), а воздуха 0,023 Вт/(м*^оС), т.е. превышает его в 25 раз. Коэффициенты теплопроводности отдельных материалов приведены в таблице 1.

Огнестойкостью называется способность материалов сохранять свою прочность под действием высоких температур. Сопротивление воспламенению определяется степенью возгораемости. По степени возгораемости строительные материалы делятся на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Полистиролбетон относится к слабогорючим материалам и имеет группу горючести Г1. Ячеистые бетоны не горючие материалы.

Несгораемые материалы не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются. К ним относятся каменные материалы (бетон, кирпич, гранит) и металлы.

Трудносгораемые воспламеняются с большим трудом, тлеют или обугливаются только при наличии источника огня, например фибролитовые плиты, гипсовые изделия с органическим заполнением в виде камыша или опилок, войлок, смоченный в глиняном растворе, и т. п. При удалении источника огня эти процессы прекращаются.

Сгораемые материалы способны воспламеняться и гореть или тлеть после удаления огня. Такие свойства имеют все незащищенные органические материалы (лесоматериалы, камыш, битумные материалы, войлок и другие).

Огнеупорностью называют свойство материала противостоять длительному воздействию высоких температур, не расплавляясь и не размягчаясь. По степени огнеупорности материалы подразделяют на следующие группы: огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие. Огнеупорные выдерживают температуру 1580^оС и выше, тугоплавкие — 1350 — 1580^оС, легкоплавкие — менее 1350^оС. Огнеупорные материалы используются при сооружении промышленных печей, для обмуровки котлов и тепловых трубопроводов (огнеупорный кирпич, жаростойкий бетон и т. п.).

Механические свойства строительных материалов

К основным механическим свойствам материалов относят прочность, упругость, пластичность, релаксацию, хрупкость, твердость, истираемость и др.

Прочностью называется свойство материала сопротивляться разрушению и деформации от внутренних напряжений под действием внешних сил или других факторов (неравномерная осадка, нагревание и т.д.). Прочность материала характеризуют пределом прочности или напряжением при разрушении образца. При сжатии это напряжение определяется делением разрушающей силы на первоначальную площадь образца.

Различают пределы прочности материалов при сжатии, растяжении, изгибе, срезе и пр. Они определяются испытанием стандартных образцов на испытательных машинах.

Современные энергосберегающие конструкционные материалы, как правило, обладают достаточной прочностью на сжатие для возведения жилых помещений. Так, например, полистиролбетон плотностью 600 кг/м³ соответствует классу прочности В2. Ячеистый бетон плотностью 700 кг/м³ соответствует классу В2,5.

Важнейшим свойством бетона является прочность. Лучше всего он сопротивляется сжатию. Поэтому конструкции проектируют таким образом, чтобы бетон воспринимал сжимающие нагрузки. И только в отдельных конструкциях учитывается прочность на растяжение или на растяжение при изгибе.

Прочность при сжатии. Прочность бетона при сжатии характеризуется классом или маркой (которые определяют чаще всего в возрасте 28 суток). В зависимости от времени нагружения конструкций прочность бетона может назначаться и в другом возрасте, например 3; 7; 60; 90; 180 суток.

В целях экономии цемента, полученные значения предела прочности не должны превышать предел прочности, соответствующей классу или марке, более чем на 15%. Класс представляет собой гарантированную прочность бетона в МПа с обеспеченностью 0,95 и имеет следующие значения: B_b1 — B_b60, с шагом значений 0,5. Маркой называется нормируемое значение средней прочности бетона в кгс/см² (МПа*10).

При проектировании конструкции чаще всего назначают класс бетона, в отдельных случаях — марку. Соотношения классов и марок для тяжелого бетона по прочности на сжатие приведены в таблице 2.

На прочность бетона влияет ряд факторов: активность цемента, содержание цемента, отношение воды к цементу по массе (В/Ц), качество заполнителей, качество перемешивания и степень уплотнения, возраст и условия твердения бетона, повторное вибрирование.

Истираемость — способность материалов разрушаться под действием истирающих усилий.  Эта характеристика учитывается при назначении материалов для пола, лестничных ступеней и площадок дорог.

перейти к второй части

Авторы статей «Строительная Лоция» сотрудники МП «ТЕХПРИБОР»
Векслер М.В.
Липилин А.Б.

С использованием материалов

Основы строительного дела.
Е.В. Платонов, Б.Ф. Драченко
ГОССТРОЙИЗДАТ УССР, Киев 1963.

Основные физические свойства строительных материалов

При выборе стройматериалов приходится учитывать множество факторов, среди которых самое важное место обычно занимают их физические характеристики. От них во многом зависит сфера применения, долговечность, прочность и устойчивость того или иного материала к воздействиям окружающей среды.

Среди основных свойств можно выделить следующие:

• Плотность. Различают истинную плотность (теоретическая величина при условии отсутствия пор), относительную (по отношению к плотности воды) и насыпную (используется для сыпучих материалов). По плотности можно косвенно судить о прочности, теплопроводности и других свойствах того или иного материала. Кроме того, она является важным показателем при расчете прочности сооружения, определении нужного оборудования, особенностей транспортировки и хранения.

• Пористость. Колеблется в очень широких пределах – примерно от 0,2 до 90% и более. Важно при этом не только процент пористости, но и ее характеристики – размер пор, их форма, характер распределения по материалу, структура и т.д. Пористость определяет такие важные свойства стройматериала, как теплопроводность, прочность, уровень звукопоглощения, водопроницаемость.

• Гигроскопичность. Представляет собой показатель способности того или иного стройматериала поглощать воду (а именно – водяные пары) из воздуха и конденсировать ее.  Зависит от пористости, а также от температуры и влажности окружающей среды, рассчитывается отношением поглощенной влаги (массы, «впитанной» при влажности воздуха 100% и температуре +20 ⁰С) к массе сухого материала.

• Влажностные деформации. Описывают изменение объема материала и его размеров при колебаниях его влажности: при уменьшении этот процесс носит название усадка, при увеличении – набухание.

• Водопроницаемость. Этот показатель указывает на то, сколько воды под определенным давлением способна пропустить поверхность 1 кв. м за 1 секунду. В некоторых случаях гораздо более важным считается показатель водонепроницаемости, особенно для кровельных материалов, труб и т.д.

• Морозостойкость. Очень важная характеристика, особенно для регионов с суровым климатом. По ней можно определить, как поведет себя стройматериал, насыщенный водой, при попеременном замораживании и оттаивании.

Также следует отметить ряд свойств, так или иначе связанных с температурой, а именно – теплопроводность, огнестойкость, теплоемкость, термическую стойкость.

Вопросы по теме «Общие свойства строительных материалов»

I. Какое свойство строительных материалов называют:

1. средняя плотность, истинная плотность, насыпная плотность,

• в каких единицах определяется плотность материалов,
• какова средняя плотность тяжёлого бетона, стали, кирпича, древесины и др.?
• каково соотношение между средней и истинной плотностью (больше, меньше, равны)?

1. пористость, как определяется (что надо знать для определения пористости),
2. пустотность, как определяется (что надо знать для определения пустотности),
3. коэффициент плотности, как определяется,
4. водопоглощение, как определяется

• от чего зависит водопоглощение материала,
• как определяется коэффициент водостойкости,

1. водонасыщение, как определяется,
2. влажность, как определяется,
3. гигроскопичность
4. водонепроницаемость,

• каким показателем определяется для бетона,

1. морозостойкость,

• что означает запись F 50 …. .F 1000,

1. теплопроводность, каким показателем определяется,

• коэффициенты теплопроводности каких материалов Вы знаете,
• как изменяется теплопроводность при изменении влажности?

1. теплоёмкость, каким показателем определяется,
2. температурное расширение, каким показателем определяется,
3. теплостойкость: приведите примеры
4. огнестойкость, степени огнестойкости,
5. огнеупорность,

• какие материалы относятся к огнеупорным, к тугоплавким, легкоплавким,

1. прочность,

• какие виды испытаний на прочность Вы знаете,
• в каких единицах определяется прочность,
• что такое напряжение,
• что такое предел прочности,
• прочности каких материалов Вы знаете,
• что такое коэффициент конструктивного качества,

1. твёрдость,

• каким показателем определяется твёрдость каменных материалов,
• стойкость при истирании, каким показателем определяется истираемость каменных материалов,

1. стойкость при ударе, метод определения,
2. износостойкость, метод определения,
3. вязкость, примеры вязких материалов,
4. пластичность, примеры пластичных материалов,
5. упругость, примеры упругих материалов,
6. хрупкость, примеры хрупких материалов

II. Назовите технологические свойства.

III. Назовите химические свойства.

IV. Назовите эксплуатационные свойства.

V. Назовите конструкционные свойства.

Основныe строительные материалы

в промышленном и гражданском строительстве: цемент, бетон, кирпич, камень, дерево, известь, песок, чёрные металлы, стекло, кровельные материалы, пластик и другие.

Источник производства строительных материалов
= природные ресурсы страны:

• в природном состоянии (камень, песок, древесина)
• в виде сырья, перерабатываемого на предприятиях промышленности строительных материалов (полистирол, керамзит).

Классификация строительных материалов

• природные каменные материалы,
• вяжущие материалы,
• строительные растворы,
• бетоны и бетонные изделия,
• железобетонные изделия,
• искусственные каменные материалы,
• лесные материалы,
• металлы,
• синтетические материалы и т. д.

Свойства строительных материалов
Физико-механические свойства:

1. Параметры физического состояния материалов:

• плотность
• пористость материала
• степень измельчения порошков

2. Свойства, определяющие
отношение материалов к различным физическим процессам:

• гидрофизические (водопоглощение, влажность,   водопроницаемость, водостойкость, морозостойкость),
• теплофизические (теплопроводность, теплоемкость, температурное расширение)

Строительные материалы и их свойства

В строительстве при возведении зданий и сооружений применяются различные строительные материалы и изделия из них. Основными строительными материалами в промышленном и гражданском строительстве являются цемент, бетон, кирпич, камень, дерево, известь, песок, чёрные металлы, стекло, кровельные материалы, пластик и другие.
Источником производства строительных материалов служат природные ресурсы страны, которые в качестве строительных материалов могут использоваться в природном состоянии (камень, песок, древесина) или в виде сырья, перерабатываемого на предприятиях промышленности строительных материалов (полистирол, керамзит).
При изучении строительных материалов их можно классифицировать на такие виды: природные каменные материалы, вяжущие материалы, строительные растворы, бетоны и бетонные изделия, железобетонные изделия, искусственные каменные материалы, лесные материалы, металлы, синтетические материалы и т. д.
Все строительные материалы имеют ряд общих свойств, но качественные показатели этих свойств различны.
Физико-механические свойства составляют, во-первых, параметры физического состояния материалов и, во-вторых, свойства, определяющие отношение материалов к различным физическим процессам. К первым относят плотность и пористость материала, степень измельчения порошков, ко вторым — гидрофизические свойства (водопоглощение, влажность, водопроницаемость, водостойкость, морозостойкость), теплофизические (теплопроводность, теплоемкость, температурное расширение) и некоторые другие. Технические требования на строительные материалы приведены в Строительных нормах и правилах (СниП).

Вопросы к теме:

1. Какие основные строительные материалы вы знаете?
2. Откуда происходят строительные материалы?
3. Какие свойства материала определяют его физическогое состояние?
4. Какие свойства материала определяют его отношение к различным физическим процессам?

Свойства строительных материалов, используемых в строительстве, и их значение

🕑 Время чтения: 1 минута

• Физические свойства
• Механические свойства
• Химические свойства
• Электрические характеристики
• Магнитные свойства
• Тепловые свойства

Физические свойства строительных материалов

• Насыпная плотность
• Пористость
• Прочность
• Плотность
• Индекс плотности
• Удельный вес
• Огнестойкость
• Морозостойкость
• Атмосферостойкость
• Устойчивость к растрескиванию
• Водопоглощение
• Водопроницаемость
• Гигроскопичность
• Коэффициент размягчения
• Огнеупорность

Насыпная плотность строительных материалов

Пористость строительных материалов

Прочность строительных материалов

Плотность строительных материалов

Индекс плотности

Удельный вес строительных материалов

Огнестойкость строительных материалов

Морозостойкость

Устойчивость к атмосферным воздействиям

Сопротивление растрескиванию

Водопоглощение

Водопроницаемость

Гигроскопичность

Коэффициент размягчения

Огнеупорность

Механические свойства строительных материалов

• Прочность
• Твердость
• Эластичность
• Пластичность
• Хрупкость
• Усталость
• Ударная вязкость
• Устойчивость к истиранию
• Ползучесть

Прочность строительных материалов

Твердость строительных материалов

Упругость строительных материалов

Пластичность

Хрупкость

Усталость

Прочность при ударе

Сопротивление истиранию

Ползучесть

Химические свойства строительных материалов

• Химическая стойкость
• Коррозионная стойкость

Химическая стойкость строительных материалов

Коррозионная стойкость

Магнитные свойства строительных материалов

Тепловые свойства строительных материалов

• Тепловая мощность
• Теплопроводность
• Удельное термическое сопротивление
• Удельная теплоемкость

Теплоемкость строительных материалов

Теплопроводность

Термическое сопротивление

Удельная теплоемкость

Свойства строительных материалов — Constructor

🕑 Время чтения: 1 минута

1. Традиционные материалы
2. Альтернативные строительные материалы
3. Композиционные материалы
4. Умные материалы

• Плотность : определяется как масса на единицу объема.Выражается в кг / м ³ .
• Удельный вес : отношение плотности материала к плотности воды.
• Пористость : термин пористость используется для обозначения степени, в которой объем материала заполнен порами. Он выражается как отношение объема пор к объему образца.
• Прочность : Прочность материала определяется как его способность противостоять действию внешней силы без разрушения.
• Эластичность : Это свойство материала, которое позволяет ему восстанавливать свою первоначальную форму и размер после снятия внешней нагрузки.
• Пластичность : Это свойство материала, которое позволяет образовывать остаточную деформацию.
• Твердость : это свойство материала, которое позволяет ему противостоять истиранию, вдавливанию, механической обработке и царапинам.
• Пластичность : Это свойство материала, которое позволяет ему в значительной степени вытягиваться или удлиняться до того, как произойдет разрыв.
• Хрупкость : Это свойство материала, противоположное пластичности. Материал, имеющий очень небольшую способность к деформации, эластичный или пластичный, называется хрупким.
• Ползучесть : Это свойство материала, которое позволяет ему при постоянной нагрузке деформироваться медленно, но постепенно в течение определенного периода.
• Жесткость : это свойство материала, которое позволяет ему сопротивляться деформации.
• Усталость : Термин «усталость» обычно относится к эффекту циклически повторяющегося напряжения.Материал имеет тенденцию разрушаться при меньшем уровне напряжения при повторной нагрузке.
• Ударная вязкость : Ударная вязкость материала — это количество работы, необходимое для его разрушения на единицу его объема. Таким образом, это указывает на прочность материала.
• Вязкость : это свойство материала, которое позволяет ему скручиваться, сгибаться или растягиваться под высоким напряжением перед разрывом.
• Теплопроводность : это свойство материала, которое позволяет проводить тепло через его тело.Он определяется как количество тепла в килокалориях, которое будет протекать через единицу площади материала с единицей толщины в единицу времени, когда разница температур на его поверхностях также равна единице.
• Коррозионная стойкость : Это свойство материала выдерживать воздействие кислот, щелочных газов и т. Д., Которые имеют тенденцию к коррозии (или окислению).

Физические свойства строительных материалов или строительных материалов

Строительные материалы используются в качестве основной части в строительной деятельности.В современном мире есть несколько строительных материалов, которые были созданы более экономичным способом. Прежде чем изобретать строительный материал, мы должны обратить внимание на его безопасные и экономичные аспекты. Прежде чем исследовать эти аспекты строительного материала, мы должны проверить его долгосрочные свойства. эти строительные материалы.

Сегодня мы собираемся изучить свойства строительных материалов. Свойства строительных материалов можно разделить на физические свойства и механические свойства.Сначала мы узнаем о физических свойствах.

Как известно, это масса вещества, занятая на единицу объема. Её единица измерения — кг / м³.

Плотность некоторых распространенных строительных материалов указана ниже

Сталь = 7800

Кирпич = 2600

Гранит = 2800

Дерево = 1500

Насыпная плотность — еще одно важное свойство строительных материалов.Насыпная плотность измеряется в естественном состоянии, поэтому на них влияют поры и пустоты.

Насыпная плотность — это масса, занимаемая единицей объема в ее естественном состоянии.

В большинстве случаев насыпная плотность меньше плотности. Однако плотность и насыпная плотность почти одинаковы. Насыпная плотность является наиболее важным свойством строительных материалов. Насыпная плотность различных строительных материалов указана ниже.

Сталь = 7800

Кирпич = 1700

Гранит = 2500

Дерево = 600

Третье свойство строительных материалов, о котором мы собираемся поговорить, — это удельный вес. Удельный вес определяется как вес, занимаемый на единицу объема. Разница между удельным весом и плотностью состоит в том, что плотность, умноженная на ускорение свободного падения, дает удельный вес. свойство строительных материалов пригодится для выяснения веса конструкции.

Символ, используемый для обозначения удельного веса: «w»

Итак, мы можем определить удельный вес с помощью уравнения

w = ρ × g

ρ = плотность вещества в кг / м³

g = ускорение свободного падения в м / с²

Удельный вес определяется как отношение плотности данного вещества к плотности воды при 4 ° C.Удельный вес является важным свойством строительного материала.

Удельный вес — безразмерная величина. Удельный вес обозначается символом «G».

G = плотность вещества / плотность воды

Плотность воды составляет 1 г / куб.см или 1 кН / м³. Чтобы узнать свойства жидкостей, проверьте здесь.

Как мы знаем, не все вещества являются однородными.Каждый материал состоит из твердых частиц и пустот. Пористость — важный термин в геотехнической инженерии.

Пористость определяется как отношение объема пустот к объему твердых частиц.

Обозначение пористости — «n»

п = Vv / V

Vv = Объем пустот

V = Общий объем

Коэффициент пустотности — еще одно важное свойство строительных материалов. Коэффициент пустотности — это отношение объема пустот к объему твердых частиц.

Коэффициент пустот обозначается символом «e»

e = Vv / VS

Прочие свойства строительных материалов

Атмосферостойкость

Индекс плотности

Проницаемость

Огнестойкость

Теплопроводность

Теплопроводность

Механические свойства строительных материалов

Поскольку мы обсуждали физические свойства строительных материалов, сегодня мы узнаем о механических свойствах строительных материалов.Строительные материалы являются основными модулями в строительстве.

Важными механическими свойствами строительных материалов являются прочность, растяжение, сжатие, изгиб, эластичность и пластичность. Мы узнаем, как каждое свойство влияет на строительные материалы.

Прочность — это знакомое свойство каждого инженера. Прочность — это способность материала противостоять нагрузке, вызванной нагрузкой, действующей на строительный материал или конструкцию.

Прочность зависит от типа нагрузок, действующих на конструкцию. Если нагрузка сжимающая, прочность бетона будет больше. Но в то же время, если нагрузка растягивающая, прочность будет меньше. Это связано с хорошим бетоном. на сжатие, но плохо на растяжение.

Для зданий с более высокими когезионными свойствами прочность будет больше. Таким образом, мы можем сказать, что прочностные характеристики зависят от типа материалов и типа нагрузок, действующих на конструкцию, и других различных свойств.

Твердость — еще одно важное свойство строительных материалов. Твердость определяется как способность материала сопротивляться проникновению в более твердые тела, называемые твердостью. Твердость измеряется по шкале Мооса. Шкала Мооса состоит из твердости 10 минералов, расположенных в порядке возрастания твердости. .

Твердость измеряется на твердомере. Значение твердости показано ниже.

Эластичность материала — это способность материала восстанавливать свои первоначальные размеры после приложения к нему нагрузки.В пределе упругости материал восстанавливает свои свойства, но после предела упругости материал начинает непрерывно деформироваться. Кривая зависимости напряжения от деформации более подробно объясняет упругие свойства материалов.

Форма кривой напряжения-деформации для каждого материала разная. Отношение напряжения к деформации называется модулем упругости.

Пластичность — это состояние после эластичности. Пластичность — это способность материала изменять свою форму под нагрузкой без образования трещин.

Примеры пластиковых материалов: сталь, медь и т. Д.

Это механические свойства строительных материалов.

Чтобы узнать о физических свойствах строительного материала, посетите здесь

5 наиболее часто используемых строительных материалов | 2020

В строительной отрасли используются различные строительные материалы для различных аспектов строительства дома. Архитекторы консультируются с инженерами-строителями по вопросам несущей способности материалов, с которыми они проектируют, и наиболее распространенными материалами являются бетон, сталь, дерево, кладка и камень.Каждый из них имеет разную прочность, вес и долговечность, что делает их подходящими для различных целей. Существуют национальные стандарты и методы испытаний, которые регулируют использование строительных материалов в строительной отрасли, так что на них можно положиться при обеспечении структурной целостности. Архитекторы также выбирают материалы исходя из стоимости и эстетики.

Строительные материалы обычно делятся на две категории: природные и искусственные. Такие материалы, как камень и дерево, являются натуральными, а бетон, каменная кладка и сталь — искусственными.Но оба должны быть подготовлены или обработаны, прежде чем они будут использоваться в строительстве. Вот список строительных материалов, которые обычно используются в строительстве.

1. Сталь

— это металлический сплав железа и углерода, а часто и другого легирующего материала в его составе, чтобы сделать его более прочным и устойчивым к разрушению, чем железо. Нержавеющие стали устойчивы к коррозии и окислению из-за дополнительного хрома в их составе. Поскольку он настолько прочен по сравнению с его весом и размерами, инженеры-строители используют его в качестве структурного каркаса высоких современных зданий и крупных промышленных объектов.Некоторые из его качеств включают:

• Сталь имеет высокие отношения прочности к массе и прочности.
• Дорогой по сравнению с другими металлами. Инженеры-конструкторы могут проконсультироваться по выбору наиболее экономически эффективных размеров для использования в доме, чтобы выдержать фактическую нагрузку на здание.
• Установка стали требует меньше времени, чем бетон.
• Может быть установлен в любой среде.
• Сталь может быть подвержена коррозии при неправильной установке или обслуживании.

Хром, золото и серебро обычно используются для отделки или декорирования, поскольку им не хватает прочности на растяжение стали.

2. Бетон

Бетон — это композитный материал, состоящий из мелкого и крупного заполнителя (например, гравия, щебня, переработанного бетона и геосинтетических заполнителей), связанных жидким вяжущим, таким как цемент, который со временем затвердевает или затвердевает. Портландцемент является наиболее распространенным типом цемента и представляет собой мелкодисперсный порошок, получаемый путем нагревания известняковых и глиняных материалов в печи с добавлением гипса. Итак, бетон с портландцементом состоит из минерального заполнителя, связанного с портландцементом и водой.После смешивания цемент затвердевает или затвердевает, превращаясь в подобный камню материал, который мы считаем бетоном.

Бетонные атрибуты:

• Прочность зависит от смеси. Поставщики бетонной промышленности обычно предоставляют материалы, из которых изготовлен бетон, и проверяют бетонную смесь на ее прочность.
• Бетон можно заливать в форму, чтобы принимать практически любую форму и затвердевать в материал, подобный камню.
• Для отверждения требуется не менее семи дней, поэтому инженеры и архитекторы должны учитывать это время отверждения при составлении графиков строительства бетонных конструкций.
• Универсальность, стоимость и прочность делают его идеальным материалом для фундамента дома. Бетонный фундамент дома является обычным делом, поскольку он может нести большую нагрузку и противостоять силам окружающей среды.
• Для повышения прочности бетона на растяжение инженеры часто планируют армировать его стальными стержнями или стержнями (арматурой).

3. Дерево

Среди самых старых или, возможно, из самых старых строительных материалов, древесина использовалась в течение тысяч лет и обладает свойствами, которые делают ее идеальным строительным материалом — даже во времена инженерных и синтетических материалов.

Для использования в строительстве деревянные детали строгаются на станке и разрезаются на стандартные размеры, такие как 2 дюйма x 4 дюйма (фактическое 1,5 x 3,5 дюйма) и 2 дюйма x 6 дюймов (фактическое значение 1,5 x 5,5 дюйма), чтобы их размеры могут быть точно внесены в планы строительства — это известно как размерная древесина. Древесину больших размеров обычно называют древесиной или балками, и ее часто используют для создания каркасов больших конструкций, таких как мосты и многоэтажные здания.

Некоторые породы деревьев лучше подходят для одних целей и для использования в одних климатических условиях, чем другие.Строительные инженеры и архитекторы могут определить, какая древесина идеально подходит для строительного проекта.

• Это легкодоступный и экономичный природный ресурс.
• Древесина относительно легкая и ее легко стандартизировать по размеру.
• Он обеспечивает хорошую изоляцию, поэтому многие архитекторы и инженеры любят использовать его для домов и жилых домов.
• Древесина обладает высокой прочностью на растяжение — сохраняет свою прочность при изгибе — и очень прочна при вертикальном сжатии.
• Из-за того, что древесина легкая и требует обработки под давлением, чтобы вступить в контакт с окружающей почвой, древесина является менее популярным выбором для фундаментов или стен подвала. (Однако постоянный деревянный фундамент, известный как PWFs, набирает популярность среди строителей благодаря теплому и уютному жилому помещению в подвале, которое они предлагают.) Чаще всего дома с деревянным каркасом обычно имеют железобетонный фундамент или фундамент из опор и балок.

Выбор строительных материалов — один из бесчисленных аспектов строительного проекта. Узнайте больше о свойствах древесных материалов, используемых в строительстве. Онлайн-курс MT Copeland по древесным материалам , проводимый профессиональным строителем и мастером Джорданом Смитом.

4. Камень

Самый долговечный строительный материал из доступных — это тот, который использовался здесь тысячи лет: камень. Фактически, самые древние из сохранившихся в мире зданий построены из камня.У этого есть много преимуществ, хотя инженеры и архитекторы должны учитывать некоторые особенности при планировании здания из камня.

• Сухие каменные стены из плотной породы использовались тысячи лет. Позже для их скрепления использовались различные формы строительного раствора.
• Камень очень плотный, с ним трудно работать из-за его веса и сложности его перемещения.
• Камень не является эффективным изолятором, так как его сложно сохранить в тепле.
• Различные типы камней лучше всего подходят для разных целей. Например, сланец огнестойкий. Гранит — один из самых твердых камней и один из самых прочных доступных продуктов; инки использовали известняк или гранит, чтобы построить свои невероятно прочные здания.

5. Кирпич / кладка

При каменном строительстве используются отдельные элементы (например, кирпичи) для создания структур, которые обычно соединяются каким-либо строительным раствором. Исторически глиняные кирпичи формировались в форме и обжигались в печи.Самая прочная и часто используемая кладка — это бетонный блок, который можно армировать сталью. В конструкции кладки можно использовать стекло, кирпич и камень.

• Кладка прочная и огнестойкая.
• Этот метод строительства способен выдерживать сжимающие нагрузки, что делает его хорошим материалом для несущих стен.
• Каменная кладка, армированная бетоном или в сочетании с железобетоном, может поддерживать многоэтажные здания и может быть экономичным выбором.
• Хотя это эффективный метод для использования во многих типах строительства, прочная кладка может зависеть от качества раствора и изготовления.

MT Copeland предлагает онлайн-классы на основе видео, которые дают вам фундамент в области строительства с использованием реальных приложений. Классы включают профессионально подготовленные видеоролики, преподаваемые практикующими мастерами, и дополнительные загрузки, такие как викторины, чертежи и другие материалы, которые помогут вам овладеть навыками.

Типы строительных материалов, используемых в строительстве

Вот несколько советов о том, как сделать ваш онлайн-курс беспроблемным.

В строительстве используется много типов строительных материалов, таких как бетон, сталь, дерево и каменная кладка. Каждый материал имеет разные свойства, такие как вес, прочность, долговечность и стоимость, что делает его подходящим для определенных типов применений. Выбор материалов для строительства основан на стоимости и эффективности противостояния нагрузкам и напряжениям, действующим на конструкцию.Как инженер-строитель, я работаю со своими клиентами, чтобы выбрать тип материалов, используемых в каждом проекте, в зависимости от размера и использования здания.

Производство строительных материалов — это хорошо организованная и стандартизированная отрасль, способная обеспечить надежные поставки высококачественных материалов для наших конструкций. Производство строительных материалов структурного класса подлежит процедурам контроля качества, которые включают в себя проверки и испытания в соответствии с национальными стандартами. стандарты и научные методы испытаний.

В обязанности инженера-строителя входит подготовка спецификаций проекта, включая все строительные материалы, применимые стандарты и положения, которым необходимо соответствовать. Это важная часть любого проекта, чтобы указать качество и свойства материалов, которые будут использоваться.

Строительные материалы обычно можно разделить на две категории: природные строительные материалы, такие как камень и дерево, и искусственные строительные материалы, такие как бетон и сталь. Обе категории обычно требуют определенного уровня подготовки или обработки перед использованием в структурном применении.Ниже приведен список материалов, которые я чаще всего использовал в проектах по инженерному консалтингу.

* МПа: мегапаскаль или Н / мм2

Бетон:

Бетон — это композитный материал, состоящий из смеси цемента, таких заполнителей, как песок и щебень, и воды. Свойства бетона зависят от соотношений, используемых при расчете смеси. Поэтому поставщики бетона обычно предоставляют свойства материала и результаты испытаний для каждого участка бетона.

Свежий бетон можно заливать в формовочные изделия, принимая любую форму или форму, и требуется время, чтобы затвердеть в подобный камню материал.Для достижения большей части прочности бетону требуется до 7 дней, и потребуется особое внимание к его отверждению, чтобы избежать растрескивания или снижения прочности. Бетон очень универсален, и я предпочитаю использовать его в тех областях, где требуется сочетание прочности и долговечности. Например, бетон — отличный материал для строительства фундаментов, где вес конструкции соприкасается с землей. Это требует прочности, чтобы выдерживать нагрузку, а также прочности, чтобы выдерживать контакт с окружающей почвой.

Бетон очень прочен при воздействии сжимающих напряжений, однако он хрупкий и имеет ограниченную прочность на растяжение. В сочетании со стальной арматурой железобетон прочнее и больше подходит для самых разных конструкций, таких как высокие многоэтажные дома, мосты, дороги, туннели и многие другие.

Сталь:

— один из самых прочных строительных материалов с отличной прочностью как на растяжение, так и на сжатие.Благодаря высокому удельному весу он идеален для каркаса высотных зданий и крупных промышленных объектов. Конструкционная сталь доступна в стандартных формах, таких как уголки, двутавровые балки и С-образные профили. Эти формы могут быть сварены вместе или соединены с помощью высокопрочных болтов для создания конструкций, способных противостоять большим силам и деформациям.

— относительно дорогой строительный материал, поэтому инженер-строитель должен выбрать экономичные размеры и формы в соответствии с фактическими нагрузками на здание, чтобы избежать чрезмерного проектирования.Из-за более высокой стоимости стали я часто получаю вопросы от наших клиентов, которые спрашивают, есть ли способ уменьшить вес и размер некоторых стальных элементов конструкции. Это можно сделать, если можно уменьшить нагрузки на элементы и / или ввести дополнительные вертикальные опоры. Монтаж стали занимает меньше времени по сравнению с бетоном и может быть установлен в любой среде.

Дерево:

Древесина использовалась в качестве строительного материала тысячи лет и при правильном уходе может прослужить сотни лет.Это легкодоступный и экономически выгодный природный ресурс с легким весом и высокими механическими свойствами. Он также обеспечивает хорошую изоляцию от холода, что делает его отличным строительным материалом для домов и жилых домов.

Деревянные заготовки, используемые в строительстве, строгаются и распиливаются на станках с заданными габаритами. Габаритные пиломатериалы имеют широко доступные сечения, такие как 2 «x4», 2 «x6» и т. Д. Это обычно используется при строительстве стен и полов.Вы не поверите, но 2 дюйма на 4 дюйма на самом деле имеют ширину 1 ½ дюйма и высоту 3 ½ дюйма. Древесина больших размеров, называемая древесиной или балками, обычно используется для создания каркасов больших конструкций, таких как мосты и многоэтажные здания. Инженерная древесина — это еще один вид древесины, используемый в строительстве, который состоит из различных видов древесины, склеенных вместе, чтобы сформировать композитный материал, подходящий для конкретных строительных применений. Примерами конструкционной древесины являются клееный брус (клееный брус), фанера и ДВП.

Из-за своего небольшого веса древесина не является самым подходящим строительным материалом для выдерживания больших нагрузок и не идеальна для длинных пролетов. Древесина редко используется для фундаментов и стен подвала, так как ее необходимо обрабатывать давлением из-за ее контакта с почвой / влагой, что может быть довольно дорогим. В доме с деревянным каркасом фундамент и стены подвала обычно сооружают из железобетона.

Кладка:

Строительство каменной кладки — это использование отдельных единиц для создания конструкций, которые обычно используют строительный раствор, чтобы связать единицы вместе.Самым распространенным материалом, который я использую при проектировании каменных конструкций, является бетонный блок, при необходимости с вертикальным армированием стали. Кладка прочна в сопротивлении нагрузкам / напряжениям сжатия, что делает ее идеальной для строительства несущих стен. Другие материалы для кладки включают кирпич, камень и стеклоблок. Кладка — очень прочный и огнестойкий материал, однако он может быть чувствительным к раствору и качеству изготовления.

В моем офисе возросло использование кирпичной кладки в качестве несущих стен при проектировании многоэтажных зданий.Структурная система обычно состоит из бетонных полов, опирающихся на комбинацию кирпичной кладки и железобетонных стен, в зависимости от количества этажей и величины нагрузки на стены. Кирпичные стены с окнами или проемами нуждаются в горизонтальных балках или перемычках, чтобы выдержать вес стены наверху через проем. Каменная кладка не так удобна для больших проемов в стенах, как бетонный или стальной каркас, но может быть экономичным выбором, если размеры каркаса и проема разумные, а длина сегментов стены не слишком короткая.

Несущие каменные стены можно складывать друг на друга для строительства многоэтажных зданий. Нагрузкой на кладку стены первого этажа является совокупность всего веса перекрытий над ней. Следовательно, стена нижнего этажа должна быть прочнее, чем стены верхнего этажа. Этого можно добиться путем армирования пустот в нижней кладке стен стальными стержнями и бетонным раствором. Чем больше стальных стержней, тем меньше расстояние между залитыми ядрами — это более прочная кладка стен. Если несущая кирпичная стена не простирается до фундамента из-за наличия необходимых отверстий, таких как проходы для парковки, требуются большие бетонные или стальные передаточные балки для поддержки стены над проемом.

Есть еще много того, что можно обсудить по теме строительных материалов, но, надеюсь, это даст вам хорошее понимание каждого из основных материалов и приложений, которые лучше всего подходят для каждого из них. Если у вас есть какие-либо вопросы по любому из этих материалов, не стесняйтесь оставлять их в разделе комментариев ниже.

Все еще хотите узнать больше об основах проектирования конструкций? Получите наше БЕСПЛАТНОЕ полное руководство по основам проектирования конструкций здесь.

Хотите больше? Присоединяйтесь к другим архитекторам, подрядчикам и инженерам в нашем всеобъемлющем онлайн-курсе уже сегодня!

Мостафа — профессиональный инженер, увлеченный проектированием конструкций. Он работает вместе с Ноа в Crosier Kilgour & Partners в качестве конструктора и менеджера проекта. Он получил степень бакалавра и магистра в области инженерии в Каире, Египет, и докторскую степень в Университете Манитобы в Виннипеге, МБ, Канада, где он также преподает инженерное дело.Его исследования опубликованы во многих рецензируемых журналах и на международных конференциях. Мостафа имеет более чем 14-летний опыт работы в сфере инженерного консультирования и работал над крупными проектами с архитекторами, владельцами, подрядчиками, другими инженерами и профессионалами во многих странах, включая Канаду, Объединенные Арабские Эмираты, Египет и Саудовскую Аравию.

строительные материалы, строительные материалы, материалы, материалы, используемые в строительстве

Объясните свойства материалов, используемых для строительства зданий.

Свойства материалов, связанных с их использованием для строительства зданий, следующие:

1. Физические свойства: Некоторые из важных физических свойств:

а. Объемная плотность: это отношение массы к объему материала в его естественном состоянии, включая пустоты и поры. Выражается в кг / м3. Насыпная плотность влияет на механические свойства, такие как прочность, проводимость и т. Д.

г. Пористость: показывает объем материала, занятого порами.Это отношение объема пор к объему материала. Пористость влияет на многие свойства, такие как прочность теплопроводности, насыпная плотность, долговечность и т. Д.

г. Долговечность: свойство материала противостоять комбинированному воздействию атмосферных и других факторов известно как долговечность материала.

г. Плотность: определяется как отношение массы к единице объема.

e. Объемная плотность: определяется как отношение объемной плотности к ее плотности. Следовательно, он дает объем твердого вещества в материале.Всегда меньше 1.

ф. Удельный вес: он определяется как отношение массы данного вещества к массе воды при 40 ° C для равных объемов.

г. Огнестойкость

ч. Морозостойкость

и. Устойчивость к атмосферным воздействиям

Дж. Водопоглощение

2. Механические свойства: Механические свойства материалов выясняются путем приложения к ним внешних сил. Некоторые из важных физических свойств:

а.Прочность: Прочность — это способность материала противостоять разрушению под действием напряжений, вызванных нагрузками.

г. Твердость: твердость — это способность материала сопротивляться проникновению более твердым телом. Шкала Мооса используется для определения твердости материалов.

г. Эластичность: Эластичность — это способность материала восстанавливать свою первоначальную форму после снятия нагрузки.

г. Пластичность: когда к материалу прилагается нагрузка, он подвергается остаточной деформации без растрескивания.

e. Хрупкость

ф. Усталость

г. Ударная вязкость

ч. Истирание

и. Ползучесть

3. Химические свойства:

а. Химическая стойкость: способность строительного материала противостоять воздействию химических веществ, таких как кислоты, соли и щелочи.

г. Коррозионная стойкость: способность строительных материалов противостоять образованию коррозии в атмосфере называется коррозионной стойкостью.