Учебное пособие «Строительные материалы»

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебное пособие написано в соответствии с программой курса «Строительные материалы» для студентов высших учебных заведений строительных специальностей. Это базовый курс, на котором основывает­ся изучение таких специальных строительных дисциплин, как архитектура, технология строительного производства, строительные конструкции, эко­номика и др. Изложенный материал содержит основы материаловедения и моделирования композиционных строительных материалов, историю воз­никновения и современные тенденции развития отрасли.

Большое внимание уделено анализу свойств применяемых отечест­венных и зарубежных материалов, их долговечности в процессе эксплуа­тации. В пособии освещены вопросы экологии, ресурсосбережения и ис­пользования отходов при производстве и применении строительных мате­риалов. Приведены имеющиеся в Республике Беларусь сырьевые запасы, а также номенклатура изделий ряда российских и белорусских заводов и предприятий этой отрасли промышленности. Для облегчения усвоения ма­териала студентами пособие снабжено обобщающими таблицами как по материалам (керамическим, металлическим и т.д.), так и по их назначению (конструкционным, отделочным и т.д.). После каждого раздела дается пе­речень используемых нормативных документов, действующих в России и Беларуси.

ВВЕДЕНИЕ

Курс «Строительные материалы» относится к группе специальных дисциплин для студентов строительных специальностей. Глубокое знание возможностей и эффективности использования конкретных строительных материалов позволяет строителю проектировать и возводить долговечные сооружения, удовлетворяющие техническим требованиям и эстетическим запросам. Без преувеличения можно сказать, что строительные материалы представляют собой основу строительства.

Виды строительных материалов и их технология изменялись в связи с развитием производственных сил и сменой производственных отноше­ний в человеческом обществе. Простейшие материалы и примитивная тех­нология заменялись более совершенными, ручное изготовление строи­тельных материалов сменялось машинным.

Древнейший дом, который удалось обнаружить, был построен 57 тысяч лет назад в Африке. В этом маленьком строении были стены, дверь, крыша - все неотъемлемые части современного жилища. В заболоченных местах возводились сооружения на сваях. Сравнительно крупными сооружениями являлись деревянные жилища из прутьев по столбам-

В Древнем Египте около 3000 лет до н.э. в массовом строительстве использовался кирпич-сырец, в монументальных постройках - горный ка­мень и лишь в самых необходимых конструкциях перекрытий и опор гале­рей - дефицитное в стране дерево.

В месопотамском строительстве использовали глину, предваритель­но обработанную и смешанную (для придания прочности) с рубленой со­ломой. В этом виде ее употребляли для обмазки стен или лепки крыш. Ко­гда хотели повысить качество, долговечность сооружения, применяли вы­сушенные или обожженные глиняные кирпичи.

Для упрочнения кладки из сырого кирпича ее обмазывали глиной, гипсом или штукатурным раствором глины и гашеной извести. Кроме то­го, через каждые 5 - 13 слоев кирпича укладывались пропитанные биту­мом стебли или тростниковые циновки. Они укрепляли стены, предохра­няли конструкции от влаги и почвенных солей.

Проходили столетия, расширялся и видоизменялся ассортимент строительных материалов. Так, вместо традиционных мелкоштучных тя­желых материалов было организовано массовое производство относитель­но легких крупноразмерных строительных деталей и конструкций из сборного железобетона, гипса, бетонов с легкими заполнителями, ячеи­стых бетонов, бесцементных силикатных автоклавных бетонов. Широкое развитие получило производство разнообразных теплоизоляционных и гидроизоляционных материалов. Быстрыми темпами развивалось произ­водство и применение в строительстве полимерных материалов различно­го назначения. Была создана промышленность по производству теплоизо­ляционных материалов и легких заполнителей.

В настоящее время промышленность Беларуси включает около 250 предприятий по производству строительных материалов различного на­значения, из них около ста по получению деловой древесины и пиломате­риалов, 32 завода по выпуску керамического кирпича и облицовочных плиток, около 50 заводов производят сборные бетонные и железобетонные изделия и конструкции, товарный бетон и растворы, 13 заводов по изго­товлению металлоконструкций, 11 предприятий и карьеров по переработке нерудных стройматериалов и др.

Большие масштабы строительства, разнообразие конструктивных типов зданий и сооружений требуют, чтобы сырье для производства строительных материалов было массовым, дешевым и пригодным для из­готовления широкого диапазона изделий.

Таким требованиям отвечают многие виды нерудного минерального сырья, широко распространенного в земной коре и занимающего по объему запасов значительное место среди полезных ископаемых (силикаты, алюмо­силикаты). В Беларуси это ангидрит, доломит, мергели, глина, гравий, из­вестняк, мел, песок, гипс и другие нерудные ископаемые. Добыча нерудного строительного сырья, залегающего в основном в верхней части осадочного покрова, является технологически несложной. По сравнению с другими об­рабатывающими отраслями невысок и уровень затрат на переработку этого сырья, приходящихся на единицу массы готовой продукции. Однако коэф­фициент использования ресурсов значительно ниже оптимального. Эффек­тивно комплексное использование одного вида добываемого нерудного сырья для производства различной по назначению продукции, что подтверждается внедрением в практику метода переработки нефелинового сырья в глинозем для получения алюминия, содопродуктов и цемента. Также дает значительный эффект комплексная переработка сланцев в бензин, фенолы, серу и цемент.

Промышленная отрасль производства строительных материалов - единственная, которая не множит объем промышленных отходов, а по­требляет их для получения изделий различного назначения (золы, шлаки, древесные и металлические отходы). При изготовлении строительных ма­териалов используют также попутные или побочные продукты (песок, глину, щебень и др.), полученные при добыче руд и угля. Комплексное использование сырья - это безотходная технология, позволяющая полно­стью осуществить природоохранные мероприятия и многократно увели­чить эффективность производства.