Презентация на тему современные традиционные строительные материалы. Промышленность строительных материалов

Слайд 12

По степени готовности различают собственно строительные материалы и строительные изделия - готовые изделия и элементы, монтируемые и закрепляемые на месте работы.

К строительным материалам относятся древесина, металлы, цемент, бетон, кирпич, песок, строительные растворы для каменных кладок и различных штукатурок, лакокрасочные материалы, природные камни и т. д. Строительными изделиямиявляются сборные железобетонные панели и конструкции, оконные и дверные блоки, санитарно-технические изделия и кабины и др. В отличие от изделий строительные материалы перед применением подвергают обработке - смешивают с водой, уплотняют, распиливают, тешут и т. д.

Слайд 13

По происхождению строительные материалы подразделяют на природные и искусственные.

Природные материалы- это древесина, горные породы (природные камни), торф, природные битумы и асфальты и др. Эти материалы получают из природного сырья путем несложной обработки без изменения их первоначального строения и химического состава. К искусственным материалам относят кирпич, цемент, железобетон, стекло и др. Их получают из природного и искусственного сырья, побочных продуктов промышленности и сельского хозяйства с применением специальных технологий.

Слайд 14

По назначению материалы подразделяют на следующие группы:

конструкционные материалы– материалы, которые воспринимают и передают на грузки в строительных конструкциях; теплоизоляционные материалы, основное назначение которых - свести до минимума перенос теплоты через строительную конструкцию и тем самым обеспечить необходимый тепловой режим в помещении при минимальных затратах энергии; акустические материалы(звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы) - для снижения уровня «шумового загрязнения» помещения; гидроизоляционные и кровельные материалы- для создания водонепроницаемых слоев на кровлях, подземных сооружениях и других конструкциях, которые необходимо защищать от воздействия воды или водяных паров; герметизирующие материалы- для заделки стыков в сборных конструкциях; отделочные материалы - для улучшения декоративных качеств строительных конструкций, а также для защиты конструкционных, теплоизоляционных и других материалов от внешних воздействий; материалы специального назначения(например огнеупорные или кислотоупорные), применяемые при возведении специальных сооружений. материалы общего назначения - их используют и в чистом виде, и как сырье для получения других строительных материалов и изделий

Слайд 15

По технологическому признаку материалы подразделяют, учитывая вид сырья, из которого получают материал, и вид его изготовления, на следующие группы:

Природные каменные материалы и изделия- получают из горных пород путем их обработки: стеновые блоки и камни, облицовочные плиты, детали архитектурного назначения, бутовый камень для фундаментов, щебень, гравий, песок и др. Керамические материалы и изделия- получают из глины с добавками путем формования, сушки и обжига: кирпич, керамические блоки и камни, черепица, трубы, изделия из фаянса и фарфора, плитки облицовочные и для настилки полов, керамзит (искусственный гравий для легких бетонов) и др. Стекло и другие материалы и изделия из минеральных расплавов - оконное и облицовочное стекло, стеклоблоки, стекло профилит (для ограждений), плитки, трубы, изделия из ситаллов и шлакоситаллов, каменное литье.

Слайд 16

Неорганические вяжущие вещества- минеральные материалы, преимущественно порошкообразные, образующие при смешивании с водой пластичное тело, со временем приобретающее камневидное состояние: цементы различных видов, известь, гипсовые вяжущие и др.Бетоны- искусственные каменные материалы, получаемые из смеси вяжущего, воды, мелкого и крупного заполнителей. Бетон со стальной арматурой называют железобетоном, он хорошо сопротивляется не только сжатию, но и изгибу и растяжению.Строительные растворы- искусственные каменные материалы, состоящие из вяжущего, воды и мелкого заполнителя, которые со временем переходят из тестообразного в камневидное состояние.Искусственные необжиговые каменные материалы- получают на основе неорганических вяжущих и различных заполнителей: силикатный кирпич, гипсовые и гипсобетонные изделия, асбестоцементные изделия и конструкции, силикатные бетоны.

Слайд 17

Органические вяжущие вещества и материалы на их основе- битумные и дегтевые вяжущие, кровельные и гидроизоляционные материалы: рубероид, пергамин, изол, бризол, гидроизол, толь, приклеивающие мастики, асфальтовые бетоны и растворы. Полимерные материалы и изделия- группа материалов, получаемых на основе синтетических полимеров (термопластических нетермореактнвных смол): линолеумы, релин, синтетические ковровые материалы, плитки, древеснослоистые пластики, стеклопластики, пенопласты, поропласты, сотопласты и др. Древесные материалы и изделия- получают в результате механической обработки древесины: круглый лес, пиломатериалы, заготовки для различных столярных изделий, паркет, фанера, плинтусы, поручни, дверные и оконные блоки, клееные конструкции. Металлические материалы- наиболее широко применяемые в строительстве черные металлы (сталь и чугун), стальной прокат (двутавры, швеллеры, уголки), сплавы металлов, особенно алюминиевые.

Слайд 18

Вопрос 3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Таблица 1 – Плотность некоторых строительных материалов

Слайд 19

СРЕДНЯЯ ПЛОТНОСТЬ

Средняя плотностьρс- масса единицы объема материала в естественном состоянии, т. е. с порами. Среднюю плотность (в кг/м3, кг/дм3, г/см3) вычисляют по формуле: Где, m -масса материала, кг, г; Vе - объем материала, м3, дм3, см3.

Слайд 20

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ПЛОТНОСТЬ

Относительная плотностьd- отношение средней плотности материала к плотности стандартного вещества. За стандартное вещество принята вода при температуре 4°С, имеющая плотность 1000 кг/м3. Относительная плотность (безразмерная величина) определяется по формуле:

Слайд 21

ИСТИННАЯ ПЛОТНОСТЬ

Истинная плотность ρu- масса единицы объема абсолютно плотного материала, т. е. без пор и пустот. Вычисляется она в кг/м3, кг/дм3, г/см3 по формуле: Где, m - масса материала, кг, г; Vа - объем материала в плотном состоянии, м3, дм3, см3.

Слайд 22

ПОРИСТОСТЬ

Пористость П- степень заполнения объема материала порами. Вычисляется в % по формуле: Где: ρс, ρu- средняя и истинная плотности материала.

Слайд 23

Вопрос 4. ГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Гигроскопичность - свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из влажного воздуха. Поглощение влаги из воздуха объясняется адсорбцией водяного пара на внутренней поверхности пор и капиллярной конденсацией. Этот процесс, называемый сорбцией, обратимый. Водопоглощение- способность материала поглощать и удерживать воду. Водопоглощение характеризует в основном открытую пористость, так как вода не проходит в закрытые поры. Степень снижения прочности материала при предельном его водонасыщении называется водостойкостью. Водостойкость численно характеризуется коэффициентом размягчения Кразм, который характеризует степень снижения прочности в результате его насыщения водой. Влажность- это степень содержания влаги в материале. Зависит от влажности окружающей среды, свойств и структуры самого материала.

Слайд 24

ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ

Водопроницаемость - способность материала пропускать воду под давлением. Она характеризуется коэффициентом фильтрации Кф, м/ч, который равен количеству воды Vв в м3, проходящей через материал площадью S = 1 м2, толщиной а = 1 м за время t = 1 ч, при разности гидростатического давления P1 - Р2 = 1 м водного столба: Обратной характеристикой водопроницаемости является водонепроницаемость - способность материала не пропускать воду под давлением.

Слайд 25

ПАРОПРОНИЦАЕМОСТЬ

Паропроницаемость - способность материалов пропускать водяной пар через свою толщину. Она характеризуется коэффициентом паропроницаемости μ, г/(м*ч*Па), который равен количеству водяного пара V в м3, проходящего через материал толщиною а = 1м, площадью S = 1 м² за время t = 1 ч, при разности парциальных давлений Р1 - Р2 = 133,3 Па:

Слайд 26

МОРОЗОСТОЙКОСТЬ

Морозостойкость- способность материала в водонасыщенном состоянии не разрушаться при многократном попеременном замораживании и оттаивании. 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.

Слайд 27

Вопрос 5. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Теплопроводность - способность материалов проводить тепло. Теплопередача происходит в результате перепада температур между поверхностями, ограничивающими материал. Теплопроводность зависит от коэффициента теплопроводности λ, Вт/(м*°С), который равен количеству тепла Q, Дж, проходящего через материал толщиной d = 1 м, площадью S = 1 м2 за время t = 1 ч, при разности температур между поверхностями t2- t1 = 1 °С: коэффициент теплопроводности λ, Вт/(мх°С), материала в воздушно-сухом состоянии:

Слайд 28

ТЕПЛОЕМКОСТЬ

Теплоемкость - способность материалов поглощать тепло при нагревании. Она характеризуется удельной теплоемкостью с, Дж/(кг*°С), которая равна количеству тепла Q, Дж, затраченному на нагревание материала массой m = 1 кг, чтобы повысить его температуру на t2-t1 = 1°С:

Слайд 29

ОГНЕСТОЙКОСТЬ

Огнестойкость - способность материала выдерживать без разрушений одновременное действие высоких температур и воды. Пределом огнестойкости конструкции называется время в часах от начала огневого испытания до появления одного из следующих признаков: сквозных трещин, обрушения, повышения температуры на необогреваемой поверхности. По огнестойкости строительные материалы делятся на три группы: несгораемые, трудносгораемые, сгораемые. - несгораемые материалыпод действием высокой температуры или огня не тлеют и не обугливаются; - трудносгораемые материалыс трудом воспламеняются, тлеют и обугливаются, но происходит это только при наличии огня; - сгораемые материалывоспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня.

Слайд 30

ОГНЕУПОРНОСТЬ

Огнеупорность- способность материала противостоять длительному воздействию высоких температур, не деформируясь и не расплавляясь. По степени огнеупорности материалы подразделяются на: - огнеупорные, которые выдерживают действие температур от 1580 °С и выше; - тугоплавкие, которые выдерживают температуру 1360... 1580°C; - легкоплавкие, выдерживающие температуру ниже 1350 °С.

Слайд 31

Вопрос 6. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

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

Слайд 32

ПРОЧНОСТЬ

Прочность- способность материалов сопротивляться разрушению и деформациям от внутренних напряжений, возникающих в результате воздействия внешних сил или других факторов, таких как неравномерная осадка, нагревание и т. п. Оценивается она пределом прочности. Так называют напряжение, возникающее в материале от действия нагрузок, вызывающих его разрушение.

Слайд 33

ПРЕДЕЛЫ ПРОЧНОСТИ

Различают пределы прочности материалов при: сжатии, растяжении, изгибе, срезе и пр. Предел прочности при сжатии и растяжении RСЖ(Р), МПа, вычисляется как отношение нагрузки, разрушающей материал R, Н, к площади поперечного сечения F, мм2: Предел прочности при изгибе RИ, МПа, вычисляют как отношение изгибающего момента M, Н*мм, к моменту сопротивления образца, мм3:

Слайд 34

КОЭФФИЦИЕНТ КОНСТРУКТИВНОГО КАЧЕСТВА

Важной характеристикой материалов является коэффициент конструктивного качества. Это условная величина, которая равна отношению предела прочности материала R, МПа, к его относительной плотности: к.к.к. = R/d

Слайд 35

УПРУГОСТЬ

Упругость- способность материалов под воздействием нагрузок изменять форму и размеры и восстанавливать их после прекращения действия нагрузок. Упругость оценивается пределом упругости буп, МПа, который равен отношению наибольшей нагрузки, не вызывающей остаточных деформаций материала, PУП, Н, к площади первоначального поперечного сечения F0, мм2: бУП= РУП/F0

Слайд 36

Пластичность - способность материалов изменять свою форму и размеры под воздействием нагрузок и сохранять их после снятия нагрузок. Пластичность характеризуется относительным удлинением или сужением. Разрушение материалов может быть хрупким или пластичным. При хрупком разрушении пластические деформации незначительны. Релаксация- способность материалов к самопроизвольному снижению напряжений при постоянном воздействии внешних сил. Это происходит в результате межмолекулярных перемещений в материале. Твердость - способность материала оказывать сопротивление проникновению в него более твердого материала. Для разных материалов она определяется по разным методикам.

Слайд 37

РАСПОЛОЖЕНИЕ МИНЕРАЛОВ ПО ШКАЛЕ МООСА

При испытании природных каменных материалов пользуются шкалой Мооса, составленной из 10 минералов, расположенных в ряд, с условным показателем твердости от 1 до 10, когда более твердый материал, имеющий более высокий порядковый номер, царапает предыдущий. Минералы расположены в следующем порядке: тальк или мел, гипс или каменная соль, кальцит или ангидрит, плавиковый шпат, апатит, полевой шпат, кварцит, топаз, корунд, алмаз.

Слайд 38

ИСТИРАЕМОСТЬ ИЗНОС ХРУПКОСТЬ

Истираемость - способность материалов разрушаться под действием истирающих усилий. Истираемость И в г/см2 вычисляется как отношение потери массы образцом m1-m2 в г от воздействия истирающих усилий к площади истирания F в см2; И = (m1 - m2) / Р Износ- свойство материала сопротивляться одновременному воздействию истирания и ударов. Износ материала зависит от его структуры, состава, твердости, прочности, истираемости. Хрупкость - свойство материала внезапно разрушаться под воздействием нагрузки, без предварительного заметного изменения формы и размеров.

Слайд 39

Вопрос 7. ПОНЯТИЕ ГОРНАЯ ПОРОДА И МИНЕРАЛ. ОСНОВНЫЕ ПОРОДООБРАЗУЮЩИЕ МИНЕРАЛЫ

Горные породы- главный источник получения строительных материалов. Горные породы используют в промышленности строительных материалов как сырье для изготовления керамики, стекла, теплоизоляционных и других изделий, а также для производства неорганических вяжущих веществ - цементов, извести и гипсовых. Горные породы- это природные образования более или менее определенного состава и строения, образующие в земной коре самостоятельные геологические тела. Минераламиназывают однородные по химическому составу и физическим свойствам составные части горной породы. Большинство минералов - твердые тела, иногда встречаются жидкие (самородная ртуть).

Слайд 40

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ГРУППЫ ГОРНЫХ ПОРОД

В зависимости от условий формирования горные породы делят на три генетические группы: 1) магматические породы, образовавшиеся в результате охлаждения и затвердевания магмы; 2) осадочные породы, возникшие в поверхностных слоях земной коры из продуктов выветривания и разрушения различных горных пород; 3) метаморфические породы, являющиеся продуктом перекристаллизации и приспособления горных пород к изменившимся в земной коре физико-химическим условиям.

Слайд 41

ПОРОДООБРАЗУЮЩИЕ МИНЕРАЛЫ

Основными породообразующими минералами являются: - кремнезем, - алюмосиликаты, - железисто-магнезиальные, - карбонаты, - сульфаты.

Слайд 42

МИНЕРАЛЫ ГРУППЫ КРЕМНЕЗЕМА

К минералам этой группы относят кварц. Он может находиться как в кристаллической, так и аморфной форме. Кристаллический кварцв виде диоксида кремния SiО2 - один из самых распространенных минералов в природе. Аморфный кремнезем встречается в виде опала SiО2 * NH2О. Кварц отличается высокой химической стойкостью при обычной температуре. Кварц плавится при температуре около 1700оС, поэтому широко используется в огнеупорных материалах.

Слайд 43

МИНЕРАЛЫ ГРУППЫ АЛЮМОСИЛИКАТОВ

Минералы группы алюмосиликатов - полевые шпаты, слюды, каолиниты. Полевые шпаты составляют 58% всей литосферы и являются самыми распространенными минералами. Разновидностями их являются: ортоклаз Плагиоклазы Ортоклаз - калиевый полевой шпат - K2О * Al2О3 * 6SiО2. Имеет среднюю плотность 2,57 г/см3, твердость - 6-6,5. Является основной частью гранитов, сиенитов. Плагиоклазы - минералы, состоящие из смеси твердых растворов альбита и анортита. Альбит - натриевый полевой шпат - Na2О * Al2О3 * 6SiО2. Анортит - кальциевый полевой шпат – CaO * Al2О3 * 2SiО2.

Слайд 44

СЛЮДЫ

Слюды- водные алюмосиликаты слоистого строения, способные расщепляться на тонкие пластинки. Наиболее часто встречаются два вида - мусковит и биотит. Мусковит- калиевая бесцветная слюда. Обладает высокой химической стойкостью, тугоплавка. Биотит - железисто-магнезиальная слюда черного или зелено-черного цветов. Водной разновидностью слюды является вермикулит. Он образован из биотита в результате воздействия гидротермальных процессов. При нагревании вермикулита до 750°С теряется химически связанная вода, в результате чего объем его увеличивается в 18-40 раз. Вспученный вермикулит применяют в качестве теплоизоляционного материала. Каолинит - Al2О3 * 2SiО2 * 2H2О - минерал, получаемый в результате разрушения полевых шпатов и слюд. Залегает в виде землистых рыхлых масс. Применяют для изготовления керамических материалов.

Слайд 45

ЖЕЛЕЗИСТО-МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ СИЛИКАТЫ.

Минералами этой группы являются пироксены, амфиболы и оливин. К пироксенамотносят авгит, входящий в состав габбро, к амфиболам - роговую обманку, входящую в состав гранитов. Оливин входит в состав диабазов и базальтов. Продукт выветривания оливина - хризотил-асбест. Эти минералы являются силикатами магния и железа и имеют темную окраску. Они обладают высокой ударной вязкостью и стойкостью против выветривания.

Слайд 46

МИНЕРАЛЫ ГРУППЫ КАРБОНАТОВ

К ним относят кальцит, магнезит, доломит. Они входят в состав осадочных горных пород. Кальцит- СаСО3 - имеет среднюю плотность 2,7 г/см3, твердость - 3. Вскипает при воздействии слабого раствора соляной кислоты. Входит в состав известняков, мраморов, травертинов. Магнезит- MgCО3 - имеет среднюю плотность 3,0 г/см3, твердость - 3,5-4. Вскипает от горячей соляной кислоты. Образует породу с тем же названием. Доломит - CaCО3 * MgCО3 - имеет плотность 2,8-2,9 г/см3, твердость - 3,5-4. По свойствам занимает среднее положение между кальцитом и магнезитом. Входит в состав мраморов. Образует породу с таким же названием.

Слайд 47

МИНЕРАЛЫ ГРУППЫ СУЛЬФАТОВ

Гипс - CaSО4 * 2H2О - имеет среднюю плотность 2,3 г/см3, твердость - 1,5-2,0, цвета - белый, серый, красноватый. Строение - кристаллическое. Хорошо растворяется в воде. Образует породу - гипсовый камень. Ангидрит- CaSО4 - имеет среднюю плотность 2,9-3 г/см3, твердость - 3-3,5, строение - кристаллическое. При насыщении водой переходит в гипс.

Слайд 48

КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ПО ПРОИСХОЖДЕНИЮ

Каменные строительные материалы включают широкую номенклатуру изделий, получаемых из горных пород: - рваный каменьв виде кусков неправильной формы (бут, щебень и др.), - изделия правильной формы(блоки, штучный камень, плиты, бруски), профилированные изделия и др.

Слайд 49

По происхождению горные породы делят на три основных вида: магматические, или изверженные(глубинные, или излившиеся), образовавшиеся в результате затвердевания в недрах земли или на ее поверхности, в основном из силикатного расплава - магмы; осадочные, образовавшиеся путем осаждения неорганических и органических веществ на дне водных бассейнов и на поверхности земли; метаморфические - кристаллические горные породы, возникшие в результате преобразования магматических или осадочных пород при воздействии температуры, давления и флюидов (существенно водно-углекислых газово-жидких или жидких, часто надкритических растворов).

Слайд 50

Изверженные горные породы

подразделяют на: -глубинные, - излившиеся, - обломочные.

Слайд 51

ГЛУБИННЫЕ ПОРОДЫ

Образовались в результате остывания магмы в недрах земной коры. Затвердевание происходило медленно и под давлением. В этих условиях расплав полностью кристаллизовался с образованием крупных зерен минералов. К главнейшим глубинным породам относят гранит, сиенит, диорит и габбро. Гранитсостоит из зерен кварца, полевого шпата (ортоклаза), слюды или железисто-магнезиальных силикатов. Имеет среднюю плотность 2,6 г/см3, предел прочности при сжатии - 100-300 МПа. Цвета - серый, красный. Он обладает высокой морозостойкостью, малой истираемостью, хорошо шлифуется, полируется, стоек против выветривания. Применяют его для изготовления облицовочных плит, архитектурно-строительных изделий, лестничных ступеней, щебня. Сиенитсостоит из полевого шпата (ортоклаза), слюды и роговой обманки. Кварц отсутствует или имеется в незначительном количестве. Средняя плотность составляет 2,7 г/см3, предел прочности при сжатии - до 220 МПа. Цвета - светло-серый, розовый, красный. Он обрабатывается легче, чем гранит, применяют для тех же целей. Диорит состоит из плагиоклаза, авгита, роговой обманки, биотита. Средняя плотность его составляет 2,7-2,9 г/см3, предел прочности при сжатии - 150-300 МПа. Цвета - от серо-зеленого до темно-зеленого. Он стоек против выветривания, имеет малую истираемость. Применяют диорит для изготовления облицовочных материалов, в дорожном строительстве. Габбро - кристаллическая порода, состоящая из плагиоклаза, авгита, оливина. В составе его может быть биотит и роговая обманка. Имеет среднюю плотность 2,8-3,1 г/см3, предел прочности при сжатии - до 350 МПа. Цвета - от серого или зеленого, до черного. Применяют для облицовки цоколей, устройства полов.

Слайд 52

Излившиеся горные породы

Образовались при остывании магмы на небольшой глубине или на поверхности земли. К излившимся породам относят: - порфиры, - диабаз, - трахит, - андезит, -базальт.

Слайд 53

Порфиры являются аналогами гранита, сиенита, диорита. Средняя плотность составляет 2,4-2,5 г/см3, предел прочности при сжатии - 120-340 МПа. Цвета - от красно-бурого до серого. Структура - порфировидная, т. е. с крупными вкраплениями в мелкозернистую структуру, чаще всего ортоклаза или кварца. Их применяют для изготовления щебня, декоративно-поделочных целей. Диабазявляется аналогом габбро, имеет кристаллическую структуру. Средняя плотность его составляет 2,9-3,1 г/см3, предел прочности при сжатии - 200-300 МПа, цвета - от темно-серого до черного. Применяют для наружной облицовки зданий, изготовления бортовых камней, в виде щебня для кислотоупорных футеровок. Температура плавления его невысокая - 1200-1300 °С, что позволяет применять диабаз для каменного литья. Трахит является аналогом сиенита. Имеет тонкопористое строение. Средняя плотность его составляет 2,2 г/см3, предел прочности при сжатии - 60-70 МПа. Окраска - светло-желтая или серая. Применяют для изготовления - стеновых материалов, крупного заполнителя для бетона. Андезит является аналогом диорита. Имеет среднюю плотность 2,9 г/см3, прочность при сжатии - 140-250 МПа, окраску - от светлой до темно-серой. Применяют в строительстве - для изготовления ступеней, облицовочного материала, как кислотостойкий материал. Базальт- аналог габбро. Имеет стекловидную или кристаллическую структуру. Средняя плотность его составляет 2,7-3,3 г/см3, предел прочности при сжатии - от 50 до 300 МПа. Цвета - темно-серый или почти черный. Применяют для изготовления бортовых камней, облицовочных плит, щебня для бетонов. Является сырьем для изготовления каменных литых материалов, базальтового волокна.

Слайд 54

Обломочные породы

Представляют собой выбросы вулканов. В результате быстрого охлаждения магмы образовались породы стекловидной пористой структуры. Их подразделяют на рыхлые и цементированные. К рыхлым относят вулканические пеплы, песок и пемзу. Вулканические пеплы- порошкообразные частицы вулканической лавы размером до 1 мм. Более крупные частицы размером от 1 до 5 мм называют песком. Пеплы применяют как активную минеральную добавку в вяжущие, пески - в качестве мелкого заполнителя для легких бетонов. Пемза - пористая порода ячеистого строения, состоящая из вулканического стекла. Пористая структура образовалась в результате воздействия газов и паров воды на остывавшую лаву, средняя плотность составляет 0,15-0,5 г/см3, предел прочности при сжатии - 2-3 МПа. В результате высокой пористости (до 80%,) имеет низкий коэффициент теплопроводности А = 0,13...0,23 Вт/(м·°С). Применяют ее в виде заполнителей для легких бетонов, теплоизоляционных материалов, в качестве активной минеральной добавки для извести и цементов.

Слайд 55

Цементированные породы

К цементированным породам относят вулканические туфы. Вулканические туфы- пористые стекловидные породы, образовавшиеся в результате уплотнения вулканических пеплов и песков. Средняя плотность туфов составляет 1,25-1,35 г/см3, пористость - 40-70%, предел прочности при сжатии - 8-20 МПа, коэффициент теплопроводности 1 = 0,21...0,33 Вт/(м·°С). Цвета - розовый, желтый, оранжевый, голубовато-зеленый. Применяют их в качестве стенового материала, облицовочных плит для внутренней и наружной облицовки зданий.

Слайд 56

МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

К метаморфическим горным породам относят: гнейсы, глинистые сланцы, кварцит, мрамор

Слайд 57

МАГМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Магматические горные породы- это породы, образовавшиеся непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате её охлаждения и застывания. По условиям образования различают две подгруппы магматических горных пород: интрузивные (глубинные), от латинского слова “интрузио” – внедрение; эффузивные (излившиеся) от латинского слова “эффузио” – излияние.

Слайд 58

Интрузивные (глубинные)горные породы образуются при медленном постепенном остывании магмы, внедренной в нижние слои земной коры, в условиях повышенного давления и высоких температур. Эффузивные (излившиеся)горные породы образуются при остывании магмы в виде лавы (от итальянского “лава” – затопляю) на поверхности земной коры или вблизи нее.

Слайд 59

Основные отличительные признаки эффузивных (излившихся)магматических горных пород, которые определяются их происхождением иусловиями образования, следующие: для большинства образцов грунтов характерна некристаллическая, тонко-мелкозернистая структура с отдельными видимыми глазом кристаллами; для некоторых образцов грунтов характерно наличие пустот, пор, пятен; в некоторых образцах грунтов присутствует какая-либо закономерность пространственной ориентировки компонентов (окраски, овальных пустот и др.).

Слайд 60

ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Осадочные горные породы по условиям образования подразделяют на: обломочные (механические отложения), химические осадки, органогенные.

Слайд 61

ОБЛОМОЧНЫЕ ПОРОДЫ

Образовались в результате физического выветривания, т. е. воздействия ветра, воды, знакопеременных температур. Их подразделяют на рыхлые и цементированные. К рыхлым относят песок, гравий, глину. =Песокпредставляет собой смесь зерен с размером частиц от 0,1 до 5 мм, образовавшуюся в результате выветривания изверженных и осадочных горных пород. =Гравий- горная порода, состоящая из округлых зерен от 5 до 150 мм различного минералогического состава. Применяют для бетонов и растворов, в дорожном строительстве. =Глины- тонкообломочные породы, состоящие из частиц мельче 0,01 мм. Цвета - от белого до черного. По составу подразделяют на каолинитовые, монтмориллокитовые, галлуазитовые. Являются сырьем для керамической и цементной промышленности.

Слайд 62

ЦЕМЕНТИРОВАННЫЕ ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

К цементированным осадочным горным породам относят песчаник, конгломерат и брекчию. =Песчаник- горная порода, состоящая из цементированных зерен кварцевого песка. Природными цементами служат глина, кальцит, кремнезем. Средняя плотность кремнистого песчаника составляет 2,5-2,6 г/см3, предел прочности при сжатии - 100-250 МПа. Применяют для изготовления щебня, облицовки зданий и сооружений. =Конгломерат и брекчия. Конгломерат - горная порода, состоящая из зерен гравия, сцементированных природным цементом, брекчия - из сцементированных зерен щебня. Средняя плотность их составляет 2,6-2,85 г/см3, предел прочности при сжатии - 50-160 МПа. Применяют конгломерат и брекчию для покрытия полов, изготовления заполнителей для бетона.

Слайд 63

Химические осадки

Химические осадки образовались в результате выпадения солей при испарении воды в водоемах. К ним относят гипс, ангидрит, магнезит, доломит и известковые туфы. =Гипссостоит в основном из минералов гипса - CaSО4x 2H2О. Это порода белого или серого цвета. Применяют для изготовления гипсовых вяжущих веществ и для облицовки внутренних частей зданий. =Ангидрит включает минералы ангидрита - CaSО4. Цвета - светлые с голубовато-серыми оттенками. Применяют там же, где и гипс. =Магнезит состоит из минерала магнезита - MgCО3. Применяют его для изготовления вяжущего каустического магнезита и огнеупорных изделий. =Доломитвключает минерал доломита - CaCО3x MgCО3. Цвет - серо-желтый. Применяют для изготовления облицовочных плит и внутренней облицовки, щебня, огнеупорных материалов, вяжущего вещества - каустического доломита. =Известковые туфы состоят из минерала кальцита – СаСО3. Это пористые породы светлых тонов. Имеют среднюю плотность 1,3-1,6 г/см3, предел прочности при сжатии - 15-80 МПа. Из них изготавливают штучные камни для стен, облицовочные плиты, легкие заполнители для бетонов, известь.

Слайд 64

Органогенные породы

Органогенные породы образовались в результате жизнедеятельности и отмирания организмов в воде. К ним относят известняки, мел, диатомит, трепел. =Известняки- горные породы, состоящие в основном из кальцита – СаСО3. Могут содержать примеси глины, кварца, железисто-магнезиальных и других соединений. Образовались в водных бассейнах из остатков животных организмов и растений. По структуре известняки подразделяют на плотные, пористые, мраморовидные, ракушечниковые и другие. Плотные известняки имеют среднюю плотность 2,0-2,6 г/см3, предел прочности при сжатии - 20-50 МПа; пористые - среднюю плотность 0,9-2,0 г/см3, предел прочности при сжатии - от 0,4 до 20 МПа. Цвета - белый, светло-серый, желтоватый. Применяют их для изготовления облицовочных плит, архитектурных деталей, щебня, в качестве сырья для цемента, извести. Известняк-ракушечник состоит из раковин моллюсков и их обломков. Это пористая порода со средней плотностью 0,9-2,0 г/см3, с пределом прочности при сжатии - 0,4-15,0 МПа. Применяют для изготовления стеновых материалов и плит для внутренней и наружной облицовки зданий. =Мел - горная порода, состоящая из кальцита – СаСО3. Образована раковинами простейших животных организмов. Цвет - белый. Применяется для приготовления красочных составов, замазки, изготовления извести, цемента. =Диатомит - горная порода, состоящая из аморфного кремнезема. Образована мельчайшими панцирями диатомовых водорослей и скелетами животных организмов. Слабосцементированная или рыхлая порода со средней плотностью 0,4-1,0 г/см3. Цвет - белый с желтоватым или серым оттенком. =Трепел- сходная с диатомитом порода, но более раннего образования. Сложена, в основном, сферическими тельцами опала и халцедона. Применяют диатомит и трепел для изготовления теплоизоляционных материалов, легкого кирпича, активных добавок в вяжущие вещества.

Слайд 65

МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

К метаморфическим горным породам относят гнейсы, глинистые сланцы, кварцит, мрамор. Гнейсы- сланцевые породы, образовавшиеся чаще всего в результате перекристаллизации гранитов при высокой температуре и одноосном давлении. Их минералогический состав - как у гранитов. Применяют их для изготовления облицовочных плит, бутового камня. Глинистые сланцы- породы, образовавшиеся в результате видоизменения глины под большим давлением. Средняя плотность составляет 2,7-2,9 г/см3, предел прочности при сжатии - 60-120 МПа. Цвета - темно-серый, черный. Раскалываются на тонкие пластинки толщиной 3-10 мм. Применяют для изготовления облицовочных и кровельных материалов. Кварцит - мелкозернистая горная порода, образовавшаяся в результате перекристаллизации кремнистых песчаников. Средняя плотность составляет 2,5-2,7 г/см3, предел прочности при сжатии - до 400 МПа. Цвета - серый, розовый, желтый, темно-вишневый, малиново-красный и др. Применяют для облицовки зданий, архитектурно-строительных изделий, в виде щебня. Мрамор- горная порода, образовавшаяся в результате перекристаллизации известняков и доломитов при высоких температурах и давлении. Средняя плотность составляет 2,7-2,8 г/см3, предел прочности при сжатии - 40-170 МПа. Окраска - белая, серая, цветная. Он легко распиливается, шлифуется, полируется. Применяют для изготовления архитектурных изделий, облицовочных плит, в качестве заполнителя для декоративных растворов и бетонов.

Слайд 66

ПРИМЕНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Природные каменные материалы подразделяют на сырьевыеи готовыематериалы и изделия. К сырьевым материалам относят щебень, гравий и песок, применяемые в качестве заполнителей для бетонов и растворов; известняк, мел, гипс, доломит, магнезит, глина, мергели и другие горные породы - для изготовления строительной извести, гипсовых вяжущих, магнезиальных вяжущих, портландцементов. Готовые каменные материалы и изделия подразделяют на материалы и изделия для дорожного строительства, стен и фундаментов, облицовки зданий и сооружений. К каменным материалам для дорожного строительства относят булыжный, колотый, брусчатый и бортовые камни, щебень, гравий, песок. Их получают из изверженных и прочных осадочных горных пород.

Слайд 67

Булыжный каменьпредставляет собой зерна горной породы с овальными поверхностями размером до 300 мм. Колотый каменьдолжен иметь форму, близкую к многогранной призме или усеченной пирамиде с площадью лицевой поверхности не менее 100 см2 для камней высотой до 160 мм, не менее 200 см2 - при высоте до 200 мм и не менее 400 см2 - при высоте до 300 мм. Верхняя и нижняя плоскости камня должны быть параллельными. Булыжный и колотый камни применяют для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог, крепления откосов насыпей, каналов.

Слайд 68

Камень брусчатыйдля дорожных покрытий имеет форму прямоугольного параллелепипеда. По размерам подразделяют на высокий (БВ), длиной 250, шириной 125 и высотой 160 мм, средний (БС) с размерами соответственно 250, 125, 130 мм и низкий (БН) с размерами 250,100 и 100 мм. Верхняя и нижняя плоскости камня параллельны, боковые грани для БВ и БС сужены на 10 мм, для БН - на 5 мм. Изготавливают его из гранита, базальта, диабаза и других горных пород с пределом прочности при сжатии 200-400 МПа. Применяют для мощения площадей, улиц. Камни бортовыеиз горных пород применяют для отделения проезжей части дорог от разделительных полос тротуаров, пешеходных дорожек и тротуаров от газонов и т. п. По способу изготовления подразделяют на пиленые и колотые. По форме бывают прямоугольные и криволинейные. Имеют высоту от 200 до 600, ширину - от 80 до 200 и длину - от 700 до 2000 мм. Бутовый камень - куски камня неправильной формы размером не более 50 см по наибольшему измерению. Бутовый камень может быть рваный (неправильной формы), и постелистый.

Слайд 69

Щебень представляет собой рыхлый материал, полученный дроблением скальных горных пород с прочностью 80-120 МПа. При размере зерен от 5 до 40 мм его применяют для черного щебня и асфальтобетона при строительстве автомобильных дорог, щебень с зернами от 5 до 60 мм служит для устройства балластного слоя железнодорожного пути. Гравий - рыхлый материал, образовавшийся при естественном разрушении горных пород. Имеет скатанную форму. Для изготовления черного гравия применяют гравий с размером зерен от 5 до 40 мм, а для асфальтобетона его дробят обычно на щебень. Песок - рыхлый материал с размерами зерен от 0,16 до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения или полученный искусственным дроблением горных пород. Применяют его для подстилающих слоев дорожных одежд, приготовления асфальтовых и цементных бетонов и растворов.

Слайд 70

ЗАЩИТА ПРИРОДНЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Основные причины разрушения каменных материалов в сооружениях: -растворяющее действие воды, усиливающееся растворенными в ней газами (SО2, CO2 и др.); -замерзание воды в порах и трещинах, сопровождающееся появлением в материале больших внутренних напряжений; -резкое изменение температур, вызывающее появление на поверхности материала микротрещин. Все мероприятия по защите каменных материалов от выветривания направлены на повышение их поверхностной плотности и на предохранение от воздействия влаги.

Слайд 71

ЛИТЕРАТУРА:

Белецкий Б.Ф. Технология и механизация строительного производства: Учебник. 4-е изд., стер. - СПб.: Изд-во «Лань», 2011. – 752 стр. Рыбьев И.А. Строительное материаловедение. - М.: Высшая школа, 2002.- 704 с.

Посмотреть все слайды

Производство кирпича в России Казань Воронеж Липецк Тюмень Владимир Ростов Тверь Нижний Новгород Свердлов К десятке крупнейших заводов по производству кирпича относятся: По производству кирпичей в 2005 году экономические районы распределились таким образом: экономические районы распределились таким образом: (в млн усл кирпичей) Центральный – 2467 Поволжский – 1855 Уральский – 1657 Северо-Кавказский – 1387 Волго-Вятский – 938 Центрально-Черноземный – 889 Западно-Сибирский – 853 Северо-Западный – 558 Восточно-Сибирский – 335 Северный – 212 Дальневосточный – 143 В 2006 г. лидером по выпуску кирпича в стране было ОАО «Победа ЛСР» с 257 тыс. усл. кирпичей. Несмотря на внутренние перестановки в рейтинге, в целом состав десятки ведущих предприятий стабилен в последние 2-3 года. ООО «Казанский завод силикатных стеновых материалов» – 235 тыс. усл. кирпичей в 2007 г. ОАО «Победа ЛСР» – 215 тыс. ЗАО «Воронежский комбинат строительных материалов» – 209 тыс. ОАО «Липецкий комбинат силикатных изделий» – 167 тыс. ООО «Инвест-Силикат-Стройсервис» – 140 тыс. ЗАО «Ковровский завод силикатного кирпича» – 138 тыс. Санкт-Петербург ЗАО «Силикатчик» – 133 тыс. ЗАО «Тверской комбинат строительных материалов» – 131 тыс. ЗАО «Борский силикатный завод» – 121 тыс. ОАО «Ревдинский кирпичный завод» – 116 тыс. ОАО «Ревдинский кирпичный завод» – 116 тыс.

15 млн. т 10-15 млн. т 8-10 млн. т 6-8 млн. т 5-6 млн. т 4-5 млн. т 3-4 млн. т 2-3 млн. т 0-2 млн. т В 1990 году производство цемента в РФ по экономическим районам выглядело таким образом: К 2005 году происходят следующие и" title="Производство цемента в РФ >15 млн. т 10-15 млн. т 8-10 млн. т 6-8 млн. т 5-6 млн. т 4-5 млн. т 3-4 млн. т 2-3 млн. т 0-2 млн. т В 1990 году производство цемента в РФ по экономическим районам выглядело таким образом: К 2005 году происходят следующие и" class="link_thumb"> 3 Производство цемента в РФ >15 млн. т млн. т 8-10 млн. т 6-8 млн. т 5-6 млн. т 4-5 млн. т 3-4 млн. т 2-3 млн. т 0-2 млн. т В 1990 году производство цемента в РФ по экономическим районам выглядело таким образом: К 2005 году происходят следующие изменения: Это основные регионы по производству цемента Вместе они выпускают 2/3 всей продукции. Брянск Воскресенск Крупнейшие предприятия по производству цемента: Белгород Старый Оскол Михайловка Вольск Жигулевск Новороссийск Еманжелинск Магнитогорск Искитим Новокузнецк Ачинск Красноярск - В центральном районе - В центрально-черноземном районе - В Поволжье Подольск - На Северном Кавказе - На Урале - В Западной Сибири - В Восточной Сибири 15 млн. т 10-15 млн. т 8-10 млн. т 6-8 млн. т 5-6 млн. т 4-5 млн. т 3-4 млн. т 2-3 млн. т 0-2 млн. т В 1990 году производство цемента в РФ по экономическим районам выглядело таким образом: К 2005 году происходят следующие и"> 15 млн. т 10-15 млн. т 8-10 млн. т 6-8 млн. т 5-6 млн. т 4-5 млн. т 3-4 млн. т 2-3 млн. т 0-2 млн. т В 1990 году производство цемента в РФ по экономическим районам выглядело таким образом: К 2005 году происходят следующие изменения: Это основные регионы по производству цемента Вместе они выпускают 2/3 всей продукции. Брянск Воскресенск Крупнейшие предприятия по производству цемента: Белгород Старый Оскол Михайловка Вольск Жигулевск Новороссийск Еманжелинск Магнитогорск Искитим Новокузнецк Ачинск Красноярск - В центральном районе - В центрально-черноземном районе - В Поволжье Подольск - На Северном Кавказе - На Урале - В Западной Сибири - В Восточной Сибири"> 15 млн. т 10-15 млн. т 8-10 млн. т 6-8 млн. т 5-6 млн. т 4-5 млн. т 3-4 млн. т 2-3 млн. т 0-2 млн. т В 1990 году производство цемента в РФ по экономическим районам выглядело таким образом: К 2005 году происходят следующие и" title="Производство цемента в РФ >15 млн. т 10-15 млн. т 8-10 млн. т 6-8 млн. т 5-6 млн. т 4-5 млн. т 3-4 млн. т 2-3 млн. т 0-2 млн. т В 1990 году производство цемента в РФ по экономическим районам выглядело таким образом: К 2005 году происходят следующие и"> title="Производство цемента в РФ >15 млн. т 10-15 млн. т 8-10 млн. т 6-8 млн. т 5-6 млн. т 4-5 млн. т 3-4 млн. т 2-3 млн. т 0-2 млн. т В 1990 году производство цемента в РФ по экономическим районам выглядело таким образом: К 2005 году происходят следующие и">

Крупнейшие производители кирпича в России ООО «Казанский завод силикатных стеновых материалов» – 235 тыс. усл. кирпичей в 2007 г. ООО «Казанский завод силикатных стеновых материалов» – 235 тыс. усл. кирпичей в 2007 г. ОАО «Победа ЛСР» – 215 тыс. ОАО «Победа ЛСР» – 215 тыс. ЗАО «Воронежский комбинат строительных материалов» – 209 тыс. ЗАО «Воронежский комбинат строительных материалов» – 209 тыс. ОАО «Липецкий комбинат силикатных изделий» – 167 тыс. ОАО «Липецкий комбинат силикатных изделий» – 167 тыс. ООО «Инвест-Силикат-Стройсервис» – 140 тыс. ООО «Инвест-Силикат-Стройсервис» – 140 тыс. ЗАО «Ковровский завод силикатного кирпича» – 138 тыс. ЗАО «Ковровский завод силикатного кирпича» – 138 тыс. ЗАО «Силикатчик» – 133 тыс. ЗАО «Силикатчик» – 133 тыс. ЗАО «Тверской комбинат строительных материалов» – 131 тыс. ЗАО «Тверской комбинат строительных материалов» – 131 тыс. ЗАО «Борский силикатный завод» – 121 тыс. ЗАО «Борский силикатный завод» – 121 тыс. ОАО «Ревдинский кирпичный завод» – 116 тыс. ОАО «Ревдинский кирпичный завод» – 116 тыс. Казань Санкт-Петербург Воронеж Липецк Тюмень Владимир Ростов Тверь Нижний Новгород Свердлов

Общая характеристика производства стеновых строительных материалов в России Современные технологии строительства позволяют использовать разнообразные материалы для возведения фундаментов и стен зданий. Общество всегда было заинтересовано в ускорении и упрощении (а также удешевлении) процесса строительства. В связи с этим не пропадает спрос на строительные материалы более крупных размеров, которые нередко являются более выгодными по сравнению с традиционным кирпичом. Современные технологии строительства позволяют использовать разнообразные материалы для возведения фундаментов и стен зданий. Общество всегда было заинтересовано в ускорении и упрощении (а также удешевлении) процесса строительства. В связи с этим не пропадает спрос на строительные материалы более крупных размеров, которые нередко являются более выгодными по сравнению с традиционным кирпичом. Однако в условиях, которые сейчас предоставляет отечественным производителям стройматериалов активно развивающаяся строительная отрасль, выпуск всех видов стеновых материалов демонстрирует положительную динамику. Поэтому кирпич – по-прежнему востребованный строительный материал. Однако в условиях, которые сейчас предоставляет отечественным производителям стройматериалов активно развивающаяся строительная отрасль, выпуск всех видов стеновых материалов демонстрирует положительную динамику. Поэтому кирпич – по-прежнему востребованный строительный материал. Объем производства стеновых строительных материалов в 2007 году составил 18,5 млрд. условных кирпичей, при этом выпуск строительного кирпича (включая камни) –13,05 млрд. условных кирпичей. Абсолютное производство стеновых материалов (без стеновых железобетонных панелей) и строительного кирпича (включая камни) растет, но доля строительного кирпича снижается, что говорит о росте популярности альтернативных стеновых материалов, например, того же ячеистого бетона. Объем производства стеновых строительных материалов в 2007 году составил 18,5 млрд. условных кирпичей, при этом выпуск строительного кирпича (включая камни) –13,05 млрд. условных кирпичей. Абсолютное производство стеновых материалов (без стеновых железобетонных панелей) и строительного кирпича (включая камни) растет, но доля строительного кирпича снижается, что говорит о росте популярности альтернативных стеновых материалов, например, того же ячеистого бетона.

Объем промышленного производства в отрасли (по 2004 год включительно) по РФ. В млн рублей, значение показателя за год Промышленность строительных материалов Объем промышленной продукции - совокупность произведенных предприятием материальных благ и услуг промышленного характера. Исчисляется в стоимостном выражении за определенный период и включает изготовленные предприятием в результате промышленной деятельности готовые изделия, полуфабрикаты, работы (услуги) промышленного характера, предназначенные для реализации на сторону, а также для нужд капитального строительства и непромышленных хозяйств данного предприятия. На предприятиях с длительным производственным циклом в объем промышленной продукции может также включаться изменение остатков незавершенного производства Объем промышленной продукции - совокупность произведенных предприятием материальных благ и услуг промышленного характера. Исчисляется в стоимостном выражении за определенный период и включает изготовленные предприятием в результате промышленной деятельности готовые изделия, полуфабрикаты, работы (услуги) промышленного характера, предназначенные для реализации на сторону, а также для нужд капитального строительства и непромышленных хозяйств данного предприятия. На предприятиях с длительным производственным циклом в объем промышленной продукции может также включаться изменение остатков незавершенного производства

Динамика российского производства строительного кирпича (включая камни) в сравнении с производством стеновых строительных материалов в 1998–2007 гг., млрд. усл. кирп. Источник. ABARUS Market Research по данным ФСГС РФ. На этом рисунке видно, что примерно с 2004 года темп производства кирпича стал отставать от общего темпа прироста производства всех стеновых строительных материалов. Зато именно в этот период отечественная кирпичная промышленность, наконец, вошла в позитивную стадию после продолжительного периода стагнации.

Динамика производства кирпича Объем производства строительного кирпича (включая камни) за 2007 год в России составил,3 млн. усл. кирп. Объем производства строительного кирпича (включая камни) за 2007 год в России составил,3 млн. усл. кирп. Оживление в отечественной кирпичной промышленности началось в 2004 году, когда результат превысил объем предыдущего года на 1,8 %. После чего «маятник» загрузки производственных мощностей кирпичных заводов раскачался, и темпы прироста стали заметно чередоваться с интервалом в один год от высоких (13–16 %) до умеренных (2-3 %). По прогнозам компании ABARUS Market Research, текущий 2008 год должен быть как раз «умеренным» в отношении прироста выпуска кирпича, и с большой долей вероятности ограничится годовым объемом производства в 13,5-13,7 млрд. усл. кирпичей. Оживление в отечественной кирпичной промышленности началось в 2004 году, когда результат превысил объем предыдущего года на 1,8 %. После чего «маятник» загрузки производственных мощностей кирпичных заводов раскачался, и темпы прироста стали заметно чередоваться с интервалом в один год от высоких (13–16 %) до умеренных (2-3 %). По прогнозам компании ABARUS Market Research, текущий 2008 год должен быть как раз «умеренным» в отношении прироста выпуска кирпича, и с большой долей вероятности ограничится годовым объемом производства в 13,5-13,7 млрд. усл. кирпичей.

Производство кирпича всех видов в РФ в 2000–2007 гг., млн. усл. кирп. Кирпичное производство, как производство большинства строительных материалов, наделено признаками сезонности. Основными причинами неравномерной загруженности заводов в течение года является, в первую очередь, энергоемкость процесса, а также сезонность потребления продукции. Поэтому наиболее активными оказываются летние месяцы и начало осени Кирпичное производство, как производство большинства строительных материалов, наделено признаками сезонности. Основными причинами неравномерной загруженности заводов в течение года является, в первую очередь, энергоемкость процесса, а также сезонность потребления продукции. Поэтому наиболее активными оказываются летние месяцы и начало осени

Производители кирпича в России Официальной статистикой зафиксировано 1059 производителей стеновых материалов (без стеновых железобетонных панелей) и 560 производителей строительного кирпича. Ниже представленные данные о деятельности десяти крупнейших отечественных предприятий, выпускающих кирпич, за 2007 г.1 Официальной статистикой зафиксировано 1059 производителей стеновых материалов (без стеновых железобетонных панелей) и 560 производителей строительного кирпича. Ниже представленные данные о деятельности десяти крупнейших отечественных предприятий, выпускающих кирпич, за 2007 г.1 * ООО «Казанский завод силикатных стеновых материалов» – 235 тыс. усл. кирпичей в 2007 г. * ОАО «Победа ЛСР» – 215 тыс. * ЗАО «Воронежский комбинат строительных материалов» – 209 тыс. * ОАО «Липецкий комбинат силикатных изделий» – 167 тыс. * ООО «Инвест-Силикат-Стройсервис» – 140 тыс. * ЗАО «Ковровский завод силикатного кирпича» – 138 тыс. * ЗАО «Силикатчик» – 133 тыс. * ЗАО «Тверской комбинат строительных материалов» – 131 тыс. * ЗАО «Борский силикатный завод» – 121 тыс. * ОАО «Ревдинский кирпичный завод» – 116 тыс. В 2006 г. лидером по выпуску кирпича в стране было ОАО «Победа ЛСР» с 257 тыс. усл. кирпичей. Несмотря на внутренние перестановки в рейтинге, в целом состав десятки ведущих предприятий стабилен в последние 2-3 года. * ООО «Казанский завод силикатных стеновых материалов» – 235 тыс. усл. кирпичей в 2007 г. * ОАО «Победа ЛСР» – 215 тыс. * ЗАО «Воронежский комбинат строительных материалов» – 209 тыс. * ОАО «Липецкий комбинат силикатных изделий» – 167 тыс. * ООО «Инвест-Силикат-Стройсервис» – 140 тыс. * ЗАО «Ковровский завод силикатного кирпича» – 138 тыс. * ЗАО «Силикатчик» – 133 тыс. * ЗАО «Тверской комбинат строительных материалов» – 131 тыс. * ЗАО «Борский силикатный завод» – 121 тыс. * ОАО «Ревдинский кирпичный завод» – 116 тыс. В 2006 г. лидером по выпуску кирпича в стране было ОАО «Победа ЛСР» с 257 тыс. усл. кирпичей. Несмотря на внутренние перестановки в рейтинге, в целом состав десятки ведущих предприятий стабилен в последние 2-3 года.

воздуха и удерживать их на своей поверхности. Одни материалы притягивают к своей поверхности молекулы воды (острый угол смачивания) и называются гидрофильными - бетон, древесина, стекло, кирпич; другие, отталкивающие воду (тупой угол смачивания), - гидрофобными: битум, полимерные материалы. Характеристикой гигроскопичности служит отношение массы влаги, поглощенной материалом из воздуха, к массе сухого материала, выраженное в %. Водопоглощение - способность материала впитывать и удерживать воду. Влагоотдача - способность материала отдавать влагу при снижении влажности воздуха. Водопроницаемость - свойство материала пропускать воду под давлением. Морозостойкость - способность материала сохранять свою прочность при многократном попеременном замораживании в водонасыщенном состоянии и оттаивании в воде. Воздухостойкость - способность материала длительно выдерживать многократное увлажнение и высушивание без деформаций и потери механической прочности.

Министерство образования и науки РФ

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра строительных материалов

РЕФЕРАТ

«Современные строительные материалы для отделки фасадов»

Казань, 2010 г.

Введение 3

1. Историческая справка 5

2. Классификация 7

3. Сырьевые материалы 14

4. Основные технологические процессы и оборудование 17

5. Основные свойства продукции 23

6. Технико-экономические показатели 26

Заключение 29

Список использованной литературы 30

Введение

Целью изучения строительных материалов является: получение необходимых знаний о классификации, физической сущности свойств, основах производства, номенклатуре и характеристиках строительных материалов.

Строительные материалы выполняют комплекс функций, связанных с технологией производства строительных работ, эксплуатацией, композиционным построением здания, сооружения, его стоимостью, включающей цену, затраты на применение и эксплуатацию. Работа с материалом предполагает учет действующих архитектурно-строительных норм и правил, природных (география, климат) и социальных (культурологические, национально-психологические) факторов. Не менее значимы эстетические аспекты применения материалов, определенные поверхности которых, называемые лицевыми, воспринимаются визуально в процессе эксплуатации.

Виды строительных материалов и технология их изготовления изменялись вместе с развитием производственных сил и сменой производственных отношений в человеческом обществе. Простейшие материалы и примитивные технологии заменялись более совершенными, на смену ручному изготовлению пришло машинное.

Проходили столетия, расширялся и видоизменялся ассортимент строительных материалов. Так, вместо традиционных мелкоштучных тяжелых материалов было организованно 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 тепло- и гидроизоляционных материалов. Быстрыми темпами развивалось производство и применение в строительстве полимерных материалов различного назначения. Были созданы предприятия по выпуску теплоизоляционных материалов и легких заполнителей.

Крупномасштабное строительство, разнообразие конструктивных типов зданий и сооружений требует, чтобы сырье для производства строительных материалов было массовым, дешевым и пригодным для изготовления широкого диапазона изделий.

Таким требованиям отвечают многие виды нерудного минерального сырья, занимающего по объему запасов значительное место среди полезных ископаемых (силикаты, алюмосиликаты). 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 из расчета на единицу массы готовой продукции. Однако коэффициент использования ресурсов значительно ниже оптимального. Наиболее эффективным является комплексное использование одного вида добываемого нерудного сырья для производства продукции различного назначения. Это подтверждается внедрением метода переработки нефелинового сырья в глинозем для получения алюминия, содопродуктов и цемента. Значительный эффект дает и комплексная переработка сланцев в бензин, фенолы, серу и цемент.

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

1. Историческая справка

О фасадных стенах домов, которые были построены за последние сто лет, можно сказать следующее: с точки зрения эстетики и требований к прочности они уже давно выполнили свою задачу. Да, в свое время они придавали зданию идеальный внешний вид, соответствующий его статусу. С конца XVIII столетия и до Второй мировой войны более половины домов жилых и административных зданий, построенных в Европе, имели неоштукатуренную кирпичную облицовку. Сецессион, вошедший в моду на рубеже ХIХ-ХХ столетий, привнес в архитектуру изразцовые элементы декора. Несмотря на дороговизну, их часто применяли для украшения и дополнения зданий, реже - для полной облицовки фасадов. Распространению этих декоративных элементов по всей Европе в значительной мере способствовал завод, построенный Вилмошем Жолнаи в г. Печ, а на производстве облицовочного кирпича в то время специализировались, по крайней мере, полдюжины заводов.

В конце первого десятилетия масштабной программы жилищного строительства, развернувшейся после Второй мировой войны, здания - частично или по всей поверхности -часто украшали снаружи различными видами керамики, при этом совершенно не учитывались требования строительной физики. При изготовлении облицовок из неоштукатуренного кирпича с применением мозаики из мелкой майолики и прочих облицовочных керамических элементов главная задача заключалась в том, чтобы фасадная стена была прочной

Значительное влияние на изготовление фасадов из неоштукатуренного кирпича оказывала технология строительства. На рубеже столетий ограждающие стены зданий возводили снаружи, стоя на строительных лесах; начиная с 1950-х годов несущие стены уже стали класть изнутри, а облицовки, которые закрепляли с помощью раствора, строители укладывали, стоя на простых лестничных лесах.

Причина популярности фасадов с облицовкой из неоштукатуренного кирпича в архитектуре Англии, Голландии, Дании и Северной Германии заключается не только в практичности, это еще и вынужденное решение, поскольку соленый, влажный морской воздух быстро разрушает штукатурку с известковыми вяжущими материалами, а поверхность из керамических элементов и камня лишь покрывается патиной (грубеет). Облицовки из не оштукатуренного кирпича очень часто встречаются и в России. А для какого-нибудь датского архитектора совершенно естественно, когда на доме делают кирпичную облицовку, даже если само строение имеет деревянный каркас или возведено из сборных элементов.

Сто лет тому назад, когда в России стены деревенских и загородных домов традиционно украшали паклей и резными петухами, предприимчивый американский фермер прибил к стенам своего дома доски под таким углом, чтобы попадающая на них вода скатывалась по обшивке. История не сохранила имени находчивого американца, зато сохранило название обшивки – более века она известна как панели сайдинга.

В середине прошлого века в Канаде стартовало производство сайдинга из винила. Аккуратные, не требующие особого ухода и при этом долговечные эти панели быстро завоевали популярность в Северной Америке, а затем и во всем мире. И сейчас каждый, кто стремится сделать свой дом привлекательным в самые краткие сроки, стремится приобрести материал данного вида.

2. Классификация

В настоящее время на рынке строительных материалов все чаще применяются передовые технологии и современные виды облицовочных и фасадных материалов. Разумеется, современные здания должны быть долговечными и красивыми, уютными и теплыми, пожаробезопасными и экологичными, прочными и оригинальными.

Этим условиям отвечает большое количество современных облицовочных и фасадных материалов. Рассмотрим некоторые из них.

Для украшения фасадов предусмотрены разнообразные облицовочные материалы, среди которых наиболее популярны натуральный и искусственный камень, керамогранит, а также кирпич.

Фасад, облицованный плитами из натурального камня , приобретает особую архитектурную выразительность и монументальность. Долговечность - еще одно достоинство «каменных» фасадов. Однако для наружной отделки подойдет не любая порода камня. Как правило, используют гранит и мрамор, реже - травертин, сланец, известняк, песчаник. Граниты очень прочные, твердые и плотные, обладают низким водопоглощением, высокой устойчивостью к морозу, перепадам температур, загрязнению. У них равномерный рисунок и обширная цветовая гамма: белый, серый, зеленый, красный, черный, розовый и др. В сравнении с гранитом мрамор более пористый, поэтому поглощает больше влаги, а значит, менее устойчивый к морозу и колебаниям температур. Для облицовки рекомендуется использовать только плиты из высокоплотного мрамора. Обычный его цвет - белый, но часто встречаются мраморы розовые, серые, зеленые, красноватые, черные, желтые, голубые. Возможны сочетания этих цветов. Стоит отметить, что если граниту свойственны холодные тона, то мрамору - теплые.

Размеры плит из натурального камня бывают разными - все зависит от пожеланий заказчика. Из этого материала можно выполнить любые декоративные элементы (включая панно). Самая распространенная на сегодняшний день фактура облицовочного камня - полированная, придающая фасаду строгий вид. Вместе с тем все чаще востребованы камни «рваные», со сколотыми краями или неровной лицевой поверхностью. Наверное, главным недостатком «каменных» фасадов является их высокая стоимость.

Современные технологии позволяют точно копировать любой природный камень любых размеров и цветов. Речь идет об искусственном камне - изделии из бетона с добавлением разнообразных компонентов (красителей-пигментов, пластификаторов и пр.). В сравнении с природным у искусственного камня есть ряд преимуществ. Прежде всего, он гораздо дешевле. Более того, его укладка проще: не нужны тщательные подрезка и подгонка одной плитки к другой, а значит, вы экономите деньги (и время) еще и на монтаже облицовки. Другое отличие от натурального камня: очень большой выбор цветов и фактур изделий (в среднем у серьезного производителя не менее 80 решений внешнего вида плиток). Сегодня можно приобрести даже изделия с фактурой, не встречающейся у природных камней. Также выпускаются угловые элементы, которые нельзя выполнить из натурального камня. Наконец, предусмотрено множество декоративных элементов из бетона - бордюры, карнизы, плинтусы, полуколонны, колонны, наличники и пр. Иными словами, искусственный камень подойдет сторонникам любых архитектурных направлений.

Бетонные плитки легкие (в среднем 10-11 кг на 1 кв. м) и притом очень тонкие (их минимальная толщина около 7 мм), так что их можно монтировать даже поверх пенополистирольного утеплителя. Благодаря легкости плиткам не требуется дополнительная основа. Они достаточно паропроницаемы, поэтому не препятствуют выходу пара из толщи стены. Стоит добавить: коэффициент линейного расширения/сжатия плиток при изменении температур примерно такой же, как и у несущей стены (бетонной, пенобетонной, кирпичной), что в сочетании с хорошей адгезией плиток гарантирует надежность и долговечность облицовки. Искусственный камень для наружных работ должен обладать прежде всего высокой морозостойкостью (по ГОСТу достаточно 70 циклов, но у современных производителей она составляет 100-200 циклов). Морозостойкость бетонного изделия напрямую зависит от его водопоглощения, между тем плитки содержат поры, которые способны впитывать влагу. Поэтому, как правило, после монтажа фасадные плитки обрабатываются гидрофобизатором. Это особый состав на основе силикона, покрывающий изделие пленкой, которая не пропускает воду, но пропускает пар. Морозостойкость обработанной плитки повышается до 500 циклов. Кроме того, гидрофобизатор защищает изделие от грязи и пыли.

Широкие возможности для архитекторов предоставляет керамогранит . У него схожая с обычной керамикой сырьевая смесь: белая глина, каолин, кварцевый песок, полевой шпат, красящие пигменты на основе окисей металла. Однако у керамогранита эти компоненты смешаны в иной пропорции, и процесс изготовления плиток тоже иной: во-первых, перед обжигом сырье прессуется под огромным давлением - более 450-500 кг/ кв. м, а во-вторых, плитки обжигаются при очень высокой температуре - до 1250-1300ºС. Получаемое изделие - абсолютно монолитное, без пустот, трещин, инородных включений. Среди достоинств керамогранита - исключительная прочность (ударная, на изгиб), превышающая даже многие породы натурального камня. Кроме того, у него крайне низкое водопоглощение (до 0,01-0,05%), он стоек к морозу, перепадам температур, воздействию агрессивных химических веществ. Наконец, материал не меняет со временем цвет (так как окрашен в массе) и является экологически безопасным.

Внешний вид и свойства керамогранита различаются в зависимости от типа его поверхности - глазурованной и неглазурованной. К тому же последняя имеет несколько разновидностей: матовая, полированная, полуполированная, сатинированная, структурированная. Керамогранитные плиты обычно являются частью навесного фасада, состоящего из закрепленной на стене подоблицовочной конструкции и материалов облицовки.

Кирпич - традиционный строительный и облицовочный материал. Однако сегодня он оказался «знакомым незнакомцем»: на рынке представлены изделия, имеющие одинаковый внешний вид (прямоугольные бруски), но выполненные из разных материалов. Во-первых, есть привычный нам кирпич, изготовленный из отформованной глины, обожженной при температуре от 850 до 1000(С. Он прочен, долговечен, отличается огнестойкостью, звуконепроницаемостью, способностью сохранять тепло и уравновешивать колебания температур. Для фасадных работ применяется специальный лицевой кирпич, в котором, по ГОСТу, не допускаются трещины, отколы, известковые включения, пятна, выцветы и другие дефекты. Кроме того, он должен иметь правильную геометрию. Разновидности лицевого кирпича - фактурный (с неровным рельефом - «черепашка», «кора дуба» и пр. или правильным рисунком на боковых гранях) и фасонный (полукруглый, угловой, скошенный, с выемками и других форм) для оформления окон, карнизов, сводов, колонн. Цвет кирпича может быть практически любым, особые декоративные свойства ему придают тонкослойные покрытия - ангоб и глазурь.

Другой вид лицевого кирпича - клинкер . Его получают в результате высокотемпературного обжига (1200-1600(С) пластичных глин отборного качества до полного спекания, без включений и пустот. Получается исключительно прочное, низкопористое, цвето-, влаго-, морозостойкое (от 300 до 1000 циклов) и, как следствие, долговечное изделие (по словам производителей, срок его службы - более 150 лет без потери потребительских свойств). За счет отсутствия пор материал не гниет, устойчив к образованию грибка. Поскольку сырьевая масса полностью однородна, на поверхности кирпича исключены пятна-высолы. Цветовая гамма клинкера - более 100 оттенков (обычно он окрашивается в массе). Выпускаются кирпичи, на поверхности которых «перемешаны» несколько оттенков. Фактура их бывает гладкой, шероховатой, структурированной («волнообразной»), состаренной (для реконструируемых зданий или домов, стилизованных «под старину»).

Добавим, что по технологии изготовления клинкерного кирпича производятся также тонкие плитки (толщиной около 15 мм), имитирующие лицевой кирпич. Они могут монтироваться непосредственно на пенополистирольный утеплитель.

Наконец, на рынке представлены кирпичи, изготовленные из цементно-песчаной смеси по методу вибропрессования. Благодаря особым добавкам в сырьевую смесь они имеют высокие эксплуатационные характеристики. Водопоглощение у таких кирпичей в два раза ниже, чем у обычных глиняных. Во время дождя они не покрываются темными пятнами, на их поверхности не выступают высолы. По прочности бетонные кирпичи сопоставимы с гранитом, только, в отличие от него, они «дышат», пропускают пар. Объемный вес материала немногим ниже веса бетона, но разница усиливается за счет внутренних пустот кирпича, значительно облегчающих его и, соответственно, снижающих нагрузку на фундамент. Притом эти пустоты никоим образом не снижают прочность стен. Бетонные кирпичи не впитывают пыль, грязь, не выцветают со временем под воздействием солнечных лучей и атмосферных осадков (они прокрашены в массе). Цветовая гамма - более 200 оттенков, в том числе синий и зеленый цвета, а также светлые, пастельные тона. Интерес представляют и доборные элементы из того же материала, например, Г-образные профили, карнизные блоки, специальные блоки, позволяющие использовать в линии фасада нетрадиционные углы.

Сайдинг - не столько материал (как ошибочно считают многие), сколько система, технология обшивки фасада здания. В англоговорящих странах слово сайдинг (siding) определяет именно процесс облицовки фасада панелями или просто фасадные работы. Отделка сайдингом позволяет значительно улучшить внешний вид здания - благодаря обработке панелей различными лакокрасочными покрытиями. С сайдингом легко работать, он способен скрыть огромное количество дефектов на фасаде здания. Качества сайдинга не изменяются с течением времени, он не требует проведения дополнительных реставрационных работ. Сайдингу не страшны ни солнечный свет, ни влажность, ни ветер, ни снег с дождем, этот материал способен выдержать колебания температур от –50 до +50°С. Сайдинг не будет шелушиться, отслаиваться, вздуваться, расщепляться. Его не нужно перекрашивать и заменять со временем на новый, обрабатывать специальными жидкостями и средствами. По материалу изготовления и техническим характеристикам сайдинговые панели делят на виниловые, металлические и цокольные.

Фасадные термопанели на российском рынке появились относительно недавно. Между тем технология их производства была внедрена в Германии более 20 лет назад и за это время доказала свою долговечность и эффективность. Термопанель выполняет две важнейшие функции: утепление фасада и его декоративную отделку. Данная система представляет собой «сэндвич» из пенополиуретана (пенополистирола) и керамической (клинкерной) плитки.

Пенополиуретан - один из лучших в мире утеплителей, обладающий высоким сопротивлением теплопередаче. Этот полимерный изоляционный материал экологичен, не впитывает воду и, соответственно, не теряет своих качеств от влажности. Срок службы пенополиуретана - не менее 30 лет.

Выбор клинкерной керамики в качестве защитно-декоративного экрана неслучаен. Клинкер по степени стойкости к воздействиям окружающей среды превосходит большинство пород природного камня. Он характеризуется стойкостью и разнообразием естественной окраски. Клинкер - на 100% натуральный материал, так как изготавливается из сланцевой глины без применения химических добавок путем высокотемпературного обжига.

Блок-хаус - это вид стеновых деревянных панелей, имеющий полукруглую форму. Блок-хаус, являющийся имитацией оцилиндрованного бревна, применяют для наружной и внутренней отделки дома: стен, потолков, фронтонов, балконов и т. д. Его используют как при каркасном, так и при брусовом строительстве домов. Внутренняя сторона блок-хауза выполнена как у вагонки, а наружная имитирует венцы сруба. Издалека дом с такой отделкой трудно отличить от бревенчатого или брусчатого. Одним из преимуществ блок-хауза является устойчивость к растрескиванию, он способен выдерживать большие перепады температур.

3. Сырьевые материалы

Прежде чем перейти к описанию свойств материала, носящего название «сайдинг», необходимо дать ему определение. Слово «сайдинг» является заимствованным. В английском языке, точнее в американском английском, слово «siding» определяет технологию зашивки фасада неким навесным материалом. Дело в том, что традиционные американские строительные технологии подразумевают каркасно-зашивной метод строительства. При таком методе сначала возводился несущий каркас, который затем обшивался неким фасадным материалом. Чаще всего деревом, точнее, досками. Доски при этом нашивались внахлест, елочкой. Таким образом, из-за отсутствия ветрового шва не требовалась дополнительная ветрозащита и защита от атмосферных осадков. Именно эта технология, т.е. процесс обшивки фасада, и носит название «siding», а материал, используемый для этого, называется, естественно, традиционным деревянным сайдингом.

Поливинилхлорид (ПВХ) нашел широчайшее применение во всех областях человеческого существования. Великолепная стойкость, технологичность, химическая инертность привели к широкому распространению этого материала, в том числе и в строительстве. Оконные и дверные профили, фурнитура, сантехоборудование, всевозможные пленки и покрытия и, наконец, панели для обшивки фасадов, получившие название «vinil siding» (виниловый сайдинг).

Появился виниловый сайдинг в конце шестидесятых - начале семидесятых годов двадцатого века. С этого момента и идет отсчет истории винилового сайдинга - сегодня одного из популярнейших строительных материалов на американском континенте.

Виниловый сайдинг представляет собой отформованные из поливинилхлорида панели толщиной около одного миллиметра, имитирующие дощатую обшивку внахлест. Фактура поверхности чаще всего имитирует дерево. Краситель вносится в массу материала до формования. Форма панелей немного отличается у разных производителей и в различных сериях у одного и того же производителя. Длина панелей чаще всего около 300 - 400 см, ширина всего от 20 до 25 см.

С одной стороны панели имеют ряд отверстий для прошивки гвоздями и выступ замковой части, обеспечивающий крепление панелей друг к другу. С другой стороны панель загнута вовнутрь, этот загиб и является ответной частью замка. Панели монтируются внахлест, замковая часть верхней входит в зацепление с выступом на нижней. Затем панель крепится к основанию гвоздями или саморезами.

Для изготовления навесных фасадов широко используют сталь и алюминий. Так как поверхность металла покрывают полимерной пленкой или окрашивают, внешне металлический и полимерный сайдинг мало отличаются друг от друга. Однако по сравнению с виниловой вагонкой стальные и алюминиевые панели более долговечны (срок службы составляет 20–50 лет), прочны, термо- и огнестойки. Именно поэтому металлическим сайдингом отделывают здания, в которых расположены различные производства или службы, связанные с повышенной опасностью, например автозаправочные станции. Из-за высокой стоимости в частном строительстве стальной и алюминиевый сайдинг применяется достаточно редко.

Недавно в продаже появились деревянный и цементный сайдинг. При производстве деревянных панелей используют модифицированные древесные волокна, красители и связующие вещества. К сожалению, этот материал горюч и менее устойчив к воздействию неблагоприятных внешних факторов, чем, скажем, виниловый сайдинг. Гарантийный срок службы деревянных навесных фасадов составляет 15–20 лет. Цементный сайдинг изготавливают из цементной смеси, усиленной целлюлозным волокном, при этом его поверхность отделывают под дерево либо покрывают акриловой краской. Цементный сайдинг прочен, устойчив к температурным воздействиям и химически инертен; срок его службы – 50 лет. Цементно–целлюлозные панели весят в три–четыре раза больше, чем ПВХ-панели, поэтому для их монтажа необходима более массивная обрешетка.

4. Основные технологические процессы и оборудование

Виниловый сайдинг производится методом экструзии. Суть этого метода состоит в том, что расплавленный компаунд, состоящий из винилового порошка (пудры) и необходимых присадок, продавливается через профилирующее отверстие, после чего, остывая, сохраняет приданную ему форму.

Рис. 1. Схема одношнекового экструдера: 1- бункер; 2- шнек; 3- цилиндр; 4- полость для циркуляции воды; 5- нагреватель; 6- решетка с сетками; 7- формующая головка.

Технологический процесс экструзии складывается из последовательного перемещения материала вращающимся шнеком в его зонах (см. рис. 1): питания (I), пластикации (II), дозирования расплава (III), а затем продвижения расплава в каналах формующей головки.

Деление шнека на зоны I-III осуществляется по технологическому признаку и указывает на то, какую операцию в основном выполняет данный участок шнека. Разделение шнека на зоны условно, поскольку в зависимости от природы перерабатываемого полимера, температурно-скоростного режима процесса и других факторов начало и окончание определенных операций могут смещаться вдоль шнека, захватывая различные зоны или переходя из одного участка в другой.

Цилиндр также имеет определенные длины зон обогрева. Длина этих зон определяется расположением нагревателей на его поверхности и их температурой. Границы зон шнека I-III и зон обогрева цилиндра могут не совпадать.

Рассмотрим поведение материала последовательно на каждом этапе экструзии.

Переработка полимера в виде гранул - наилучший вариант питания экструдера. Это объясняется тем, что гранулы полимера меньше склонны к образованию «сводов» в бункере, чем порошок, следовательно, исключаются пульсации потока на выходе их экструдера.

Сыпучесть материала зависит в большой степени от влажности: чем больше влажность, тем меньше сыпучесть. Поэтому материалы должны быть вначале подсушены.

Для увеличения производительности машины гранулы можно предварительно подогреть.

Применяя приспособления для принудительной подачи материала из бункера на шнек, также удается существенно повысить производительность машины (в 3-4 раза). При уплотнении материала в межвитковом пространстве шнека вытесненный воздух выходит обратно через бункер. Если удаление воздуха будет неполным, то он останется в расплаве и после формования образует в изделии полости, что является браком изделий.

Изменение уровня заполнения бункера материалом по высоте также влияет на полноту заполнения шнека. Поэтому бункер снабжен специальными автоматическими уровнемерами, по команде которых происходит загрузка бункера материалом до нужного уровня. Загрузка бункера экструдера осуществляется при помощи пневмотранспорта.

При длительной работе экструдера возможен перегрев цилиндра под воронкой бункера и самого бункера. В этом случае гранулы начнут слипаться и прекратится их подача на шнек. Для предотвращения перегрева этой части цилиндра в нем делаются полости для циркуляции охлаждающей воды (см. рис. 1, поз. 4).

Зона питания (I). Поступающие из бункера гранулы заполняют межвитковое пространство шнека зоны I и уплотняются. Уплотнение и сжатие гранул в зоне I происходит, как правило, за счет уменьшения глубины нарезки h шнека. Продвижение гранул осуществляется вследствие разности значений силы трения полимера о внутреннюю поверхность корпуса цилиндра и о поверхность шнека. Поскольку поверхность контакта полимера с поверхностью шнека больше, чем с поверхностью цилиндра, необходимо уменьшить коэффициент трения полимера о шнек, так как в противном случае материал перестанет двигаться вдоль оси шнека, а начнет вращаться вместе с ним. Это достигается повышением температуры стенки цилиндра (нагревом) и понижением температуры шнека (шнек охлаждается изнутри водой).

Нагрев полимера в зоне I происходит за счет диссипативного тепла, выделяющегося при трении материала и за счет дополнительного тепла от нагревателей, расположенных по периметру цилиндра.

Иногда количество диссипативного тепла может быть достаточным для плавления полимера, и тогда нагреватели отключают. На практике такое происходит редко.

При оптимальной температуре процесса полимер спрессован, уплотнен и образует в межвитковом пространстве твердую пробку (см. рис. 2). Лучше всего, если такая скользящая пробка образуется и сохраняется на границе зон I и II. Свойства пробки во многом определяют производительность машины, стабильность транспортировки полимера, величину максимального давления и т. д.

Рис. 2. Схема плавления пробки материала в зоне II в межвитковом сечении шнека: 1- стенки цилиндра; 2- гребень шнека; 3- потоки расплава полимера; 4- спрессованный твердый полимер (пробка) в экструдере.

Зона пластикации и плавления (II). В начале зоны II происходит подплавление полимера, примыкающего к поверхности цилиндра. Расплав постепенно накапливается и воздействует на убывающую по ширине пробку. Поскольку глубина нарезки шнека уменьшается по мере продвижения материала от зоны I к зоне III, то возникающее давление заставляет пробку плотно прижиматься к горячей стенке цилиндра, происходит плавление полимера.

В зоне пластикации пробка плавится также и под действием тепла, выделяющегося вследствие внутреннего, вязкого трения в материале в тонком слое расплава (поз. 3 на рис. 2), где происходят интенсивные сдвиговые деформации. Последнее обстоятельство приводит к выраженному смесительному эффекту. Расплав интенсивно гомогенизируется, а составляющие композиционного материала перемешиваются.

Конец зоны II характеризуется распадом пробки на отдельные фрагменты. Далее расплав полимера с остатками твердых частиц попадает в зону дозирования.

Основной подъем давления P расплава происходит на границе зон I и II. На этой границе образующаяся пробка из спрессованного материала как бы скользит по шнеку: в зоне I это твердый материал, в зоне II- плавящийся. Наличие этой пробки и создает основной вклад в повышение давления расплава. Также увеличение давления происходит за счет уменьшения глубины нарезки шнека. Запасенное на выходе из цилиндра давление расходуется на преодоление сопротивления сеток, течения расплава в каналах головки и формования изделия.

Зона дозирования (III). Продвижение гетерогенного материала (расплав, частички твердого полимера) продолжает сопровождаться выделением внутреннего тепла, которое является результатом интенсивных сдвиговых деформаций в полимере. Расплавленная масса продолжает гомогенизироваться, что проявляется в окончательном плавлении остатков твердого полимера, усреднении вязкости и температуры расплавленной части.

Сразу же после выхода панели из экструдера её поверхность дополнительно обрабатывается - её придается определенная фактура, имитирующая тот или иной сорт дерева.

Затем обрезаются кромки панели и в её верхней части прошиваются необходимые для крепления к обшиваемой панелями стене отверстия.

Моноэкструзия

При моноэкструзии панель формируется из массы однородного состава. Эта технология проще и дешевле.

Данный технологический процесс производства сайдинга осуществляется при помощи экструдеров, принцип действия которых состоит в следующем - в подогреваемом цилиндре вращается один или несколько шнеков и непрерывно подает в фильеру смесь (расплавленный компаунд, состоящий из винилового порошка (пудры) и необходимых присадок), которая становится все более пластичной за счет увеличения подогрева.

Затем профили охлаждаются в вакуумных калибраторах, где им придается окончательная форма и качество поверхности.

Утверждается, что моноэкструзионный метод постепенно уходит в прошлое (из-за неэффективного использования дорогостоящих компонентов), а продукты вторичной переработки постепенно перестают пользоваться спросом из-за снижения себестоимости качественных материалов.

Но есть и прямо противоположное мнение. Оно утверждает, что только моноэксторузионный метод позволяет получить качественный сайдинг, а коэкструзия и придумана только для того, чтобы в составе компаунда для внутреннего слоя можно было использовать вторичное сырье.

Коэкструзия

Коэкструзия является результатом одновременной экструзии двух слоев – нижнего - 80% от толщины профиля и верхнего - 20% от толщины профиля.

Верхнее акриловое покрытие на лицевой стороне сайдинга может быть выполнено в различных цветовых тонах (с внутренней стороны профили имеют белый цвет). Оно устойчиво к царапанью, так как специфические свойства акрила придают поверхности профиля необычайную твердость, и образует единое целое с основой.

Если на такой поверхности все же возникнут царапины, то их можно легко устранить шлифованием. Такой поверхности не грозят локальный нагрев, в том числе под интенсивным солнечным излучением, отслоение или растрескивание.

5. Основные свойства продукции

По материалу изготовления и техническим характеристикам сайдинговые панели делят на виниловые, металлические и цокольные.

Виниловый (пластиковый) сайдинг - это пластиковые стеновые панели толщиной около 1 мм. Поверхность этого материала, который также называют ПВХ-вагонкой, напоминает текстуру дерева. Виниловый сайдинг не гниет, не подвергается коррозии, не нуждается в дополнительной покраске, а цвет сохраняет насыщенность, равномерность и глубину прокраса по всей поверхности панели. Срок службы качественного винилового сайдинга - 30–40 лет. Выполняя защитную и декоративную функции, виниловый сайдинг также позволяет скрыть теплоизолирующий материал, размещаемый с внешней стороны строения. Это способствует сохранению тепла и экономии энергии. Кроме того, при новом строительстве эта мера приводит к экономии кирпича и облегчению конструкции.

Профиль, или перелом сайдинга бывает одинарным – «елочка» (традиционная для Соединенных Штатов форма отделочной доски) или двойным – «корабельная доска» (традиционная для стран Европы).

Виниловый сайдинг устойчив к природным факторам старения. Материал легко переносит такие воздействия, как высокая влажность, умеренно кислая или щелочная среда, перепады температур. Он не впитывает влагу, не коробится под воздействием солнечных лучей и не гниет. Его можно применять в диапазоне температур от -50 до +50С. Кроме того, материал экологически чист и биологически инертен.

По прочности виниловый сайдинг уступает металлическому, но несмотря на это выдерживает большие перепады температур и сильный ветер. Для того, чтобы спрос на виниловый сайдинг не упал, производители продолжают совершенствовать качество материала. Улучшают его огнестойкость, прочность, декоративные качества. Улучшенный сайдинг стоить немного дороже стандартной ПВХ-вагонки.

Металлический сайдинг (металлосайдинг) - это металлические панели с полимерным покрытием, имитирующие деревянную обшивку. Металлический сайдинг может быть с гладкой или профилированной поверхностью. В зависимости от материала, из которого он изготовлен, металлический сайдинг подразделяется на медный, стальной и алюминиевый. Исходя из декоративных свойств, выделяют такие виды металлического сайдинга, как вертикальный, «корабельная доска», «елочка» и другие. Декоративные типы металлосайдинга улучшают внешний вид фасада, обеспечивая помимо этого скрытое крепление панелей и комплектующих. Такой сайдинг стоит от 250 руб. за 1 м².

Металлический сайдинг появился на российском рынке относительно недавно, но уже успел стать очень популярным. По сравнению с виниловым сайдингом он обладает рядом преимуществ:

· экологичность;

· высокие прочностные характеристики;

· цветостойкость;

· долговечность;

· негорючесть;

· стойкость к резким перепадам температур;

· улучшает внешний вид фасада, обеспечивая скрытое крепление панелей и комплектующих.

Особенностью металлического сайдинга с полимерным покрытием – является его устойчивость к перепаду температур, влажности, а также к кислой и щелочной среде. Он не гниёт и не коробится под воздействием солнечных лучей. Его срок службы – 50 лет.

Цокольный сайдинг - это цокольные панели, которые изготавливаются из поливинилхлорида, отличающегося массивностью и невероятной прочностью, толщиной около 3 мм. Фактура и оформление цокольного сайдинга напоминает натуральные отделочные материалы: облицовочный кирпич и природный камень. При этом цокольный сайдинг является экологически чистым облицовочным материалом.

Недавно на рынке появились деревянный и цементный сайдинг. При производстве деревянных панелей используют модифицированные древесные волокна, красители и связующие вещества. Этот материал горюч и менее устойчив к воздействию неблагоприятных внешних факторов, чем виниловый сайдинг. Гарантийный срок службы деревянных навесных фасадов составляет 15–20 лет.

Цементный сайдинг изготавливают из цементной смеси, усиленной целлюлозным волокном, при этом его поверхность отделывают под дерево либо покрывают акриловой краской. Цементный сайдинг прочен, устойчив к температурным воздействиям и химически инертен; срок его службы - 50 лет.

6. Технико-экономические показатели

Особых требований к монтажу алюминиевого и стального сайдинга нет, т.к. эти материалы не реагируют столь значительно на температурные колебания воздуха, как виниловый сайдинг. Но, в то же время, они не имеют такой гибкости, как пластик. Например, если алюминиевую панель согнуть, то она уже не сможет восстановить свою прежнюю форму и ее придется менять.

По цене стальные и алюминиевые панели практически не отличаются: разница составляет не более 7%. Однако по сравнению с пластиковым металлический сайдинг дороже в 2-2,5 раза.

Стальной сайдинг прочнее и долговечнее алюминиевого и поэтому стоит дороже. Прежде всего, его применяют при отделке фасадов общественных и административных зданий.

Алюминиевый сайдинг легче стального и немного уступает ему по прочности, но благодаря своей лёгкости и элегантности получил большее применение в коттеджном строительстве.

Металлический сайдинг широко используется для облицовки фасадов зданий общественного назначения (кафе, торговых павильонов, и т.д.), а также зданий промышленного назначения (корпуса заводов, складские комплексы, терминалы, и пр.). Применяют стальной сайдинг и для специального строительства, где предъявляются повышенные требования по пожаробезопасности, коррозионной стойкости, устойчивости к агрессивным

средам, и др. (например, АЭС, станции техобслуживания а/м, автомойки, покрасочные камеры, и т.д.).

Несмотря на большую прочность металла наиболее распространённым и популярным видом сайдинга в частном строительстве является виниловый сайдинг. Он устойчив к атмосферным и физическим воздействиям: не трескается, не осыпается, не выгорает на солнце, не гниет, не подвергается коррозии, сопротивляется удару. Панели имеют специальные отверстия для гвоздей и надежную систему защелок, поэтому работа по их установке производится быстро и просто и не требует высокой исполнительской квалификации.

Сравнивая металлический сайдинг с виниловым, отметим следующее: у металлического сайдинга ярче цвета, выше механическая прочность и термостойкость, он более пожаробезопасен и долговечен (служит до 50 лет). Зато виниловый сайдинг проще в уходе и монтаже и значительно дешевле.

Достоинства сайдинга

· Сайдинг нетоксичен и негорюч, стоек к различным атмосферным явлениям и химикатам.

· Сайдинг не меняет цвета, не поддается коррозии и не лопается под влиянием низкой температуры.

· Сайдинг прост в эксплуатации. Сайдинг не требует какой-либо покраски или обновления в течение всего срока службы. Загрязненные панели сайдинга достаточно промыть водой из шланга, и дом будет выглядеть как новый. Широкая цветовая гамма сайдинга, многовариантность сочетания профилей и отделочных элементов, наличие разнообразных аксессуаров сайдинга, - все это дает возможность радикального обновления фасадов любых зданий с соблюдением единого стиля, создания современных архитектурных проектов.

· Сайдинг не закрывает наглухо стены дома и позволяет фасаду «дышать». В нижних кромках панелей сайдинга находятся отверстия для вентиляции и отвода конденсата.

Экономичность сайдинга

· Благодаря простоте монтажа, небольшому весу, удобной транспортировке можно установить сайдинг в любое время года самостоятельно.

· Сайдинг значительно дешевле, чем другие отделочные материалы для

фасадов зданий.

· Высокая надежность и долговечность сайдинга позволяет избежать

дорогих и хлопотливых ремонтов.

· Сайдинг позволяет также значительно снизить затраты на обогрев

дома. Между рейками каркаса может прокладываться теплоизоляционный материал.

Заключение

Фасад - это архитектурно-стилевой элемент дома, на который мы обращаем внимание в первую очередь. Этот факт открывает необъятные возможности в художественном смысле. Здесь важной задачей становится создать образ дома, используя элементы архитектурного декора, находя оптимальное решение по форме и цвету для каждого объекта, придавая современный вид зданию.

В настоящее время на рынке строительных материалов все чаще применяются передовые технологии и современные виды облицовочных и фасадных материалов.

Одним из наиболее экономичных, эстетически привлекательных и эффективных видов отделки зданий является облицовка фасадов с помощью винилового сайдинга. Этот материал функционален, прост в монтаже, выпускается в широком цветовом диапазоне, долговечен. Именно поэтому очень многие владельцы индивидуальных домов и коммерческой недвижимости выбирают его для оформления фасадов. Используя виниловый сайдинг можно не только значительно снизить затраты на строительство, но и надежно защитить конструкционные материалы от агрессивного воздействия внешней среды - града, снега, дождя, ветра, ультрафиолетового излучения. Сайдинг можно устанавливать не только непосредственно на стену, но и поверх слоя утеплителя, что позволяет экономить на интенсивности отопления за счет улучшения теплоизоляции. Виниловый сайдинг имеет небольшой вес, он не утяжеляет конструкцию и не требует дополнительного усиления фундамента.

Помимо традиционного винилового сайдинга для оформления фасадов зданий применяются цокольные панели и металлический сайдинг.

Сайдинг значительно дешевле, чем другие отделочные материалы для фасадов зданий.

Список использованной литературы:

1. А. А. Кальгин «Отделочные строительные работы», 2005.

2. Байер В.Е. Строительные материалы: Учебник. – М.: Архитектура-С, 2005.

3. «Строительные материалы», учеб.для вузов / под ред. Г.И. Горчакова.

4. «Строительные материалы и изделия», учеб. для вузов, Л.Н. Попов

5. Киреева, Ю.И. Строительные материалы: учеб. пособие / Ю.И. Киреева. – Мн.: Новое знание, 2005.

6. Строительные материалы: учебно – справочное пособие / Г.А. Айрапетов и др.; под ред. Г.В. Несветаева. – Изд. 3-е, перераб. и доп. – Ростов н/Д: Феникс, 2007.