Глава I. Классификация и требования к строительным материалам
§ 1. Классификация строительных материалов
Жилые, общественные и производственные здания представляют собой сооружения, предназначенные для размещения людей и различного оборудования и защиты их от воздействия окружающей среды. Все здания состоят из одинаковых по назначению частей:
фундамента, служащего основанием здания и передающего нагрузку от всего здания на землю;
каркаса - несущей конструкции, на которой устанавливаются ограждающие элементы здания; каркас воспринимает и перераспределяет нагрузки и передает их на фундамент;
ограждающих конструкций, изолирующих внутренний объем здания от воздействия внешней среды или разделяющих отдельные части внутреннего объема между собой; к ограждающим конструкциям относятся стены, перекрытия и кровли, причем в малоэтажных зданиях стены и перекрытия часто выполняют функцию каркаса.
С глубокой древности жилые и культовые сооружения возводили из природных материалов - камня и дерева, причем из них выполняли все части здания: фундамент, стены, кровлю. Такая универсальность материала имела существенные недостатки. Строительство каменных зданий было трудоемко; каменные стены для поддержания в здании нормального теплового режима приходилось делать очень толстыми (до 1 м и более), так как природный камень - хороший проводник теплоты. Для устройства перекрытий и кровли ставили много колонн или делали тяжелые каменные своды, так как прочности камня недостаточно для перекрытия больших пролетов. У каменных зданий, правда, было одно положительное качество - долговечность. Менее трудоемкие, но недолговечные деревянные здания часто уничтожались пожарами.
С развитием промышленности появились новые, разные по назначению строительные материалы: для кровли - листовое железо, позже - рулонные материалы и асбестоцемент; для несущих конструкций - стальной прокат и высокопрочный бетон; для тепловой изоляции - фибролит, минеральная вата и др.
Специализация и промышленное изготовление строительных материалов, полуфабрикатов и изделий коренным образом изменили характер строительства. На стройку материалы, а затем и изделия из них стали поступать практически в готовом виде, строительные конструкции стали легче и эффективнее (например, лучше предохраняли от потерь теплоты, от воздействия влаги и т. п.). В начале XX в. началось заводское изготовление строительных конструкций (металлических ферм, железобетонных колонн), но только с 50-х годов впервые в мире в нашей стране стали строить полносборные здания из готовых элементов.
Современная промышленность строительных материалов и изделий производит большое количество готовых строительных деталей и материалов различного назначения, например: керамические плитки для полов, для внутренней облицовки, фасадные, ковровую мозаику; рубероид и пергамин для устройства кровли, изол и гидроизол - для гидроизоляции. Чтобы было легче ориентироваться в этом многообразии строительных материалов и изделий, их классифицируют. Наибольшее распространение получили классификации по назначению и технологическому признаку.
По назначению материалы делят на следующие группы:
конструкционные, которые воспринимают и передают нагрузки в строительных конструкциях;
теплоизоляционные, основное назначение которых - свести до минимума перенос теплоты через строительную конструкцию и тем самым обеспечить необходимый тепловой режим помещения при минимальных затратах энергии;
акустические (звукопоглощающие и звукоизоляционные) - для снижения уровня "шумового загрязнения" помещения;
гидроизоляционные и кровельные - для создания водонепроницаемых слоев на кровлях, подземных сооружениях и других конструкциях, которые необходимо защищать от воздействия воды или водяных паров;
герметизирующие - для заделки стыков в сборных конструкциях;
отделочные - для улучшения декоративных качеств строительных конструкций, а также для защиты конструкционных, теплоизоляционных и других материалов от внешних воздействий;
специального назначения (например, огнеупорные или кислотоупорные), применяемые при возведении специальных сооружений.
Ряд материалов (например, цемент, известь, древесина) нельзя отнести к какой-либо одной группе, так как их используют и в чистом виде, и как сырье для получения других строительных материалов и изделий - это так называемые материалы общего назначения. Трудность классификации строительных материалов по назначению состоит в том, что одни и те же материалы могут быть отнесены к разным группам. Например, бетон в основном применяют как конструкционный материал, но некоторые его виды имеют совсем иное назначение: особо легкие бетоны - теплоизоляционные материалы; особо тяжелые бетоны - материалы специального назначения, используемые для защиты от радиоактивного излучения.
В основу классификации по технологическому признаку положены вид сырья, из которого получают материал, и способ изготовления. Эти два фактора во многом определяют свойства материала и соответственно область его применения. По способу изготовления различают материалы, получаемые спеканием (керамика, цемент), плавлением (стекло, металлы), омоноличиванием с помощью вяжущих веществ (бетоны, растворы) и механической обработкой природного сырья (природный камень, древесные материалы). Для более глубокого понимания свойств материалов, зависящих главным образом от вида сырья и способа его переработки, в основу курса "Материаловедение" положена классификация по технологическому признаку и лишь в отдельных случаях рассматриваются группы материалов по назначению.
Помещения для животноводческих ферм и комплексов могут быть разнообразными по своей конструкции, устройству и оборудованию. Однако все они должны отвечать общим зоогигиеническим требованиям, и прежде всего обеспечивать оптимальные условия микроклимата. Во многом это зависит от гигиенических свойств строительных материалов и теплозащитных качеств наружных ограждений.
Требования к строительным материалам.
При зоогигиенической оценке строительных материалов существенное значение имеют их теплопроводность, теплоемкость, гигроскопичность, паро- и воздухопроницаемость.
Теплопроводность - способность материала передавать тепло с более нагретой стороны на менее нагретую. Теплопроводность каждого материала характеризуется коэффициентом теплопроводности. Он равен количеству теплоты (в килокалориях), которое в течение 1 ч проходит через 1 м 2 материала толщиной 1 м при разности температур 1 °С на противоположных поверхностях. Коэффициент теплопроводности уменьшается с повышением пористости материала и возрастает с увеличением его объемной массы. Одновременно теплопроводность одного и того же материла зависит и от степени его влажности; чем она выше, тем больше теплопроводность.
Строительные материалы наружных ограждений с низким коэффициентом теплопроводности надежнее обеспечивают оптимальное тепловое состояние воздуха животноводческих помещений. Для сравнения: коэффициент теплопроводности тяжелого бетона объемной массой 600 кг/м 3 - 0,21, а сосновой пластины той же объемной массы 0,15. Следовательно, второй материал предпочтительнее.
Теплоемкость - важное гигиеническое свойство материала. Теплоемкость - это количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 °С. Коэффициент теплоусвоения показывает способность материала воспринимать тепло при колебании температуры на его поверхности. Строительные конструкции с высоким коэффициентом теплоусвоения поглощают с поверхности тела животных большое количество теплоты, как это, например, имеет место при соприкосновении тела животного с поверхностью бетонного пола.
Гигроскопичность - свойство материала впитывать и удерживать в себе воду и водяные пары.
Паропроницаемость материала измеряется массой (в граммах) водяных паров, проходящих в течение 1 ч через материал площадью 1 м 2 и толщиной 1 м при разности в упругости водяных паров у противоположных поверхностей 1 мм ртутного столба. При выборе материла ограждающих конструкций помещений обязательно учитывают его паропроницаемость, так как задержка влаги в материале - основная причина сырости стен и покрытий.
Воздухопроницаемость материала способствует более высоким теплозащитным свойствам. Значительный температурный градиент между воздухом помещения животноводческих помещений и ограждающими конструкциями вызывает нарушение теплорегуляции животного организма и выпадение конденсата на внутренней поверхности ограждений. Экспериментально установлено, что температурный градиент между температурой воздуха помещения и температурой поверхности ограждений для животных должен быть в пределах 3 °С.
Для сохранения тепла в животноводческих помещениях и предупреждения выпадения конденсата на внутренней поверхности ограждений нужно использовать строительные материалы с малой объемной массой, низким коэффициентом теплопроводности, повышенной удельной теплоемкостью, малым коэффициентом теплоусвоения, средней паро- и воздухопроницаемостью.
Коэффициент теплопроводности ограждений животноводческих помещений желательно иметь не выше 0,8-1. Расчеты показывают, что снижение коэффициента теплопроводности стен с 1 до 0,6 и покрытий с 0,7 до 0,4 дает возможность снизить теплопотери через ограждающие конструкции здания (в коровниках на 30 %, свинарниках - на 33, птичниках - на 35 %) и годовой расход тепла (соответственно на 38, 27-42 и 14-23 %).
Обеспечить оптимальный температурно-влажностный режим в животноводческих помещениях представляется возможным лишь при наличии эффективной теплозащиты ограждающих конструкций. Надежная теплоизоляция ограждающих конструкций животноводческих и птицеводческих помещений в переходный и зимний периоды дает возможность рационально использовать биологическое тепло животных, а в летнее время защищать их от действия высоких внешних температур.
Строительные материалы для ограждающих конструкций должны иметь достаточный коэффициент термического сопротивления. Так, в районах с устойчивыми низкими температурами (расчетная зимняя температура - 25-30 °С) необходимо использовать для ограждающих конструкций стен строительные материалы коэффициентом термического сопротивления 2-2,5. В настоящее время во многих животноводческих помещениях проектом предусмотрены параметры термического сопротивления стен на уровне 0,8-1,1 и покрытий 1,3-1,4. Животноводческие фермы и комплексы строят с использованием следующих индустриальных ограждающих конструкций: двухслойные стеновые панели ПСЛ, СПСЛ из легких бетонов (керамзитобетона, керамзитопенобетона, аглопоритобетона, арболита), трехслойные железобетонные стеновые панели ПС; облегченные железобетонные плиты ПР, СПР, СПИ; комплексные железобетонные плиты покрытия КП; облегченные многослойные из асбоцементных волнистых листов (ОВ-5,5; ОВ-6; ОВ-7,5; СК-40; ВУ-2).
Отмеченные выше типы ограждающих конструкций имеют довольно высокие теплозащитные свойства: коэффициенты термического сопротивления стен в зависимости от параметров внутреннего и наружного воздуха составляют: для коровников - 1,1-1,3, для свинарников - 1,3-1,5, птичников - 1,5-3,9; покрытий соответственно 2-2,2; 2,2-2,5 и 1,5-3,2.
В качестве теплоизоляционного материала в многослойных ограждающих конструкциях используют минеральную вату, стекловату, мешкоперлит, струнит (вермикулит), пенополистерол ПСБС, фенольно-резольный пенопласт ФРП и другие новые эффективные материалы.
Перспективно применение пластмасс, экструзионных асбоцементных панелей и плит, стеклопластика, алюминия и других строительных материалов в качестве теплоизоляционного. Они обладают низкой теплопроводностью, отличаются прочностью, водонепроницаемостью, устойчивы против химических, физических и бактериологических воздействий, срок их службы довольно высок.
Следует иметь в виду, что улучшение теплозащитных свойств ограждающих конструкций требует дополнительных затрат, поэтому в каждом конкретном случае целесообразность их применения должна быть экономически обоснована. Практика эксплуатации животноводческих ферм и комплексов показывает, что экономически оправданно использование строительных материалов с повышенными теплоизоляционными свойствами не только для районов с низкими зимними расчетными температурами, но и для южных районов страны, для того чтобы в летнее время предотвратить губительное влияние высоких температур на организм животных.
Требования к отдельным элементам здания. Фундамент. Это подземная часть здания, являющаяся опорой всех несущих конструкций постройки. Фундамент здания должен противостоять разрушительному действию влаги и низких температур и быть прочным, устойчивым и долговечным. Фундаменты делают непрерывным (ленточным) по периметру всех стен или прерывистым в виде отдельных столбов. Наименьшая высота цоколя (верхней части фундамента, возвышающейся над землей) 20-30 см. Чтобы предохранить стены от увлажнения на внутренней поверхности, между ними и цоколем помещают пароизоляционный слой из водонепроницаемых пленочных покрытий (толь, рубероид).
Стены. Они должны быть прочными, сухими, не промерзать в зимний период. Стены животноводческих и птицеводческих помещений возводят из малотеплопроводных и достаточно пористых, обеспечивающих хорошую воздухопроницаемость материалов (бетон, керамзитобетон, кирпич, железобетонные панели). Лучшими в теплотехническом отношении являются легкие или крупнопористые бетоны (ячеистый бетон). По конструкции панели бывают однослойными - из легких и ячеистых бетонов, двухслойными - из железобетонной плиты и утеплителя, трехслойными - из двух железобетонных плит и расположенного между ними утеплителя.
В районах, богатых лесом, стены возводят из древесины. При строительстве следует также широко использовать местные строительные материалы - саман, камыш, шлакобетон, ракушечник и др.
Стены должны быть гладкими, без щелей, оштукатуренными, периодически их необходимо очищать от пыли и белить.
Окна. Их устройству следует уделять особое внимание. Окна обеспечивают естественное освещение помещений, но через них теряется значительное количество тепла. При сильном ветре потери тепла увеличиваются в 2-3 раза. Окна с двойными рамами делают в родильных отделениях и профилакториях, телятниках, свинарниках, маточниках, а также во всех помещениях в климатических районах с суровым зимним климатом, что сокращает потери тепла на 70 % и улучшает освещенность помещений за счет уменьшения образования льда на стеклах. Снизить трудоемкость изготовления и монтажа оконных проемов почти в 3 раза позволяет использование оконных рам в виде панелей из светопрозрачного полиэфирного стеклопластика. Стекла окон обязательно периодически очищают от грязи и пыли.
Потолки. Они отделяют помещение от крыши и в значительной степени способствуют созданию оптимального температурно-влажностного режима. В зимнее время потолки препятствуют отдаче тепла через крышу, а летом в сильную жару предохраняют помещения от нагревания.
Потолки должны быть хорошо утепленными, сухими, ровными, достаточно прочными и удобными для дезинфекции. Делают их из материалов с низкой теплопроводностью и высокой влагоемкостью. Лучшими являются деревянные потолки. Потолки из бетонных и железобетонных плит и кирпича не удовлетворяют зоогигиеническим требованиям, так как они конденсируют водяные пары и требуют значительного утепления. Конструкция потолков может быть разной. В животноводческих помещениях, строящихся в климатических районах с расчетной зимней температурой ниже - 25 °С, используют горизонтальные потолки. Они оправдывают себя и в более теплых климатических зонах.
Полы. Этот элемент животноводческих помещений играет исключительно важную роль в создании оптимального микроклимата, повышении продуктивности животных, укреплении их здоровья. Полы должны удовлетворять следующим требованиям: быть теплыми, сухими, прочными, сплошными, эластичными, водонепроницаемыми, нескользкими, удобными для эффективной дезинфекции, устойчивыми к действию дезинфицирующих средств. Полы настилают непосредственно на утрамбованный грунт через влагоизоляционный слой.
От водонепроницаемости пола в значительной мере зависит влажностный режим помещения. Через водопроницаемые полы увлажняется грунт, увеличиваются потери тепла. Пол поднимают над уровнем земли на 15-20 см. Важное значение в снижении теплопотерь здания имеет утепление полов, так как потеря тепла через пол составляет 30-40 % всех теплопотерь помещения. Коэффициент теплоусвоения полов не должен превышать 10-12, если он выше, то увеличиваются не только теплопотери помещения, но и затрачивается много физиологического тепла на прогрев пола, что приводит к переохлаждению организма и заболеваемости животных.
Одно из главных требований, предъявляемых к полам, - их долговечность, она зависит прежде всего от материала. Полы бывают глинобитными, глинощебневыми, деревянными, кирпичными, бетонными, асфальтовыми.
Наиболее полно всем зоотехническим, технологическим и зооветеринарным требованиям отвечают деревянные полы, но они быстро приходят в негодность и разрушаются в коровниках за 2- 3 года, а в свинарниках за 2 года. Глинобитные полы целесообразно делать в денниках конюшен, овчарнях, коровниках (при беспривязном содержании животных), в птичниках (при содержании на глубокой несменяемой подстилке). Бетонные полы очень прочны, легко дезинфицируются, но малопригодны из-за высокой теплопроводности. Асфальтовые полы холодные и быстро приходят в непригодность.
В последнее время широко применяются новые конструкции - из битуминизированных и керамических плит, полимербетона, керамзитобетона, резины, стали, чугуна, железобетона, пластмассы, оцинкованного металлического прутка, аглопорибетона. Полы из аглопорибетона наиболее эффективны в коровниках и свинарниках. По теплозащитным свойствам и прочности они превосходят деревянные полы.
Одно из важных требований полов - их чистота. Для сохранения чистоты полы делают решетчатыми или планчатыми - для животных, а также сетчатыми или планчатыми - для птицы. На таких полах навоз (помет) быстро проваливается или протаптывается вниз на транспортные механизмы для его удаления. Уклон пола для стока мочи и воды не должен превышать 1-2 см на один погонный метр пола.
Крыши и кровля. Устройству крыш и кровли уделяется большое внимание, так как через них теряется значительная часть тепла помещения. Для кровли используют материалы от новейших до очень давних - железо, шифер, черепицу, рубероид, щепу, камышит. При устройстве крыши надо учитывать важное требование - она должна выдержать тяжесть снежного покрова.
Формы или конструкции крыши могут быть разными: одно-, двухи четырехскатные. В крышах монтируют не только вентиляционные шахты, но и при широкогабаритных помещениях и "фонари" с целью достаточного и равномерного поступления естественного света.
При конфигурации животноводческих помещений наподобие букв Г, П, Т крыша должна быть сложной, то есть многоскатной. В районах с теплым, умеренным и умеренно холодным климатом животноводческие помещения целесообразно строить с совмещенной кровлей без чердаков. В качестве утеплителя рекомендуется применять стекловату, полистирол, пенопласт, фибролит и другие теплоизоляционные материалы слоем 12-18 см. Для совмещенной кровли применяют огнестойкие материалы: асбоцементные волнистые плиты, рулонные, армированные стекломатериалы.
Ворота, двери, тамбуры. Наружные ворота служат не только для входа и выхода животных, подвоза кормов, удаления навоза и др., но и являются наружными ограждениями помещений, через Которые теряется тепло. Поэтому и ворота, и двери должны быть плотными, утепленными и хорошо пригнанными. Ворота оборудуют тамбурами, защищающими помещение от проникновения в него зимой холодного воздуха. В помещениях, разделенных на секции, рекомендуется иметь не менее одного выхода из каждой секции. Размеры ворот должны обеспечивать быстрый вывод животных в случае пожара и позволять свободно заезжать машинам для раздачи кормов.
Ворота делают двупольные, двери однопольные с открыванием наружу или по ходу основного движения. Со стороны помещения порог делают на одном уровне с полом, снаружи порог приподнимают на 5-8 см для предупреждения затекания дождевых и талых вод.
Минимальные размеры ворот в помещениях для крупного рогатого скота, свиней, овец и птицы: ширина - 2,1 м, высота - 1,8 м; в конюшнях: ширина - 2,1 м, высота - 2,4 м. Размеры дверей для прохода и выхода животных внутри ворот для крупного рогатого скота: ширина - не менее 1 м, высота - 1,8 м; для лошадей: ширина - 1,2 м; высота - 2,4 м; для свиней: ширина - 1 м; для овец - ширина 0,8 м.
Общие сведения и классификация строительных материалов
Строительные материалы и изделия
Основы строительного дела
Строительные материалы – это природные и искусственные материалы и изделия, используемые при строительстве и ремонте зданий и сооружений. Различные условия эксплуатации и назначение зданий и сооружений и их конструкций определяют разнообразные требования к строительным материалам, а также их широкую номенклатуру. Исторически при возведении зданий и сооружений использовались традиционные природные материалы – камень и дерево, а также керамика. С развитием промышленности появились и получили распространение в строительной отрасли железо, сталь и её сплавы, бетон и железобетон (монолитный или сборный), алюминий и его сплавы и др. В XX веке в строительстве начали применять полимерные материалы (пластмассы) и композиционные материалы или композиты.
Для рационального использования строительных материалов необходимо знать их свойства, способы получения, правила хранения и транспортирования, условия работы в конструкциях.
Строительные материалы и изделия классифицируют по различным признакам.
Наиболее распространенной является классификация материалов по назначению и технологическому признаку, а также по химическому составу. Основные классификационные группы показаны на рисунке.
По степени готовности различают собственно строительные материалы и строительные изделия. Строительными материалами называют природный камень, древесину, металлы, цемент, бетон, кирпич, песок, строительные растворы и т. д. К строительным изделиям относятся сборные железобетонные конструкции, оконные и дверные блоки, санитарно-технические изделия и др.
По происхождению строительные материалы подразделяют на природные иискусственные .
Природные материалы – древесина, природные каменные материалы, торф, природные битумы и асфальты и др. Их получают из природного сырья в результате несложной обработки без изменения их первоначального строения и химического состава. К искусственным материалам относят кирпич, цемент, железобетон, стекло и др. Эти материалы производят с применением более глубокой специальной технологической переработки природного и искусственного сырья, побочных продуктов промышленности и сельского хозяйства.
Рисунок - Классификация строительных материалов
По назначению, исходя из условий работы в зданиях и сооружениях, строительные материалы делят на следующие группы:
· конструкционные строительные материалы, используемые в несущих конструктивных элементах, воспринимающие и передающие нагрузки;
· теплоизоляционные , предназначенные для обеспечения требуемого теплового режима помещений;
· акустические , т.е. звукопоглощающие и звукоизоляционные;
· гидроизоляционные и кровельные , служащие для защиты элементов зданий и сооружений от воздействия воды или водяных паров;
· герметизирующие , для гидроизоляции стыков в сборных конструкциях;
· отделочные , предназначенные для улучшения декоративных качеств, а также защиты конструкций от внешних воздействий;
· специального назначения , например, огнеупорные, кислотоупорные, для защиты от радиоактивного излучения и др.
Некоторые материалы, такие, как древесина, цемент, бетон и др., не могут быть однозначно отнесены к какой-либо из перечисленных групп. Подобные материалы называют материалами общего назначения. Например, бетон в основном используют как конструкционный материал, однако некоторые виды бетона могут выполнять теплоизоляционные функции или служить материалами специального назначения.
По технологическому признаку различают материалы, получаемые:
Спеканием – керамика, керамзит, цемент;
Плавлением – стекло, металлы, каменное литье;
Омоноличиванием с помощью вяжущих веществ – бетоны, растворы;
Механической обработкой природного сырья – природный камень, изделия из древесины.
В зависимости от химического состава природные и искусственные строительные материалы принято делить на следующие группы:
Органические – древесина, битум, пластмассы и др.
Минеральные – природный камень, бетоны, керамика и др.
Металлические – сталь, цветные металлы, различные сплавы.
Важной характеристикой строительных материалов является их пожарная опасность. В соответствии с Федеральным законом РФ № 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" пожарная опасность строительных материалов характеризуется следующими свойствами:
Горючесть;
Воспламеняемость;
Способность распространения пламени по поверхности;
Дымообразующая способность;
Токсичность продуктов горения.
По горючести строительные материалы подразделяются на горючие и негорючие.
Слабогорючие;
Умеренногорючие;
Нормальногорючие;
Сильногорючие.
По воспламеняемости горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы:
Трудновоспламеняемые;
Умеренновоспламеняемые;
Легковоспламеняемые.
По скорости распространения пламени по поверхности горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы:
Нераспространяющие;
Слабораспространяющие;
Умереннораспространяющие;
Сильнораспространяющие.
По дымообразующей способности горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы:
С малой дымообразующей способностью;
С умеренной дымообразующей способностью;
С высокой дымообразующей способностью.
По токсичности продуктов горения горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы:
Малоопасные;
Умеренноопасные;
Высокоопасные;
Чрезвычайно опасные.
зависимости от химического состава строительные материалы принято делить на:
Требования, предъявляемые к строительным материалам, определяются назначением конструкции, а также условиями, в которых она должна работать.
На конструктивные элементы зданий влияют различные эксплуатационные факторы (атмосферные воздействия, статические и динамические нагрузки, биологические воздействия и т.д.), приведенные в таблице.
К материалам предъявляются требования по прочности, способности сопротивляться различным воздействиям (механическим, физическим, химическим и электрохимическим воздействиям внешней среды).
Таблица ___ - Требования к материалам строительных конструкций зданий
| Конструкция | Эксплуатационные факторы | Требования к материалу конструкции |
| Наружные Кровля | Атмосферные влияния, смена температур и влажности, статические и динамические нагрузки, биологические воздействия | Водонепроницаемость, плотность, морозостойкость, химическая стойкость, теплоизолирующие свойства, небольшая собственная масса |
| Стены | Атмосферные влияния, разности температур и влажности снаружи и изнутри, значительные статические и динамические нагрузки | То же, а также хорошие прочностные характеристики |
| Фундамент | То же, а также периодическое увлажнение, замораживание и оттаивание в водонасыщенном состоянии, действие грунтовых вод, нагрузка | Прочность, водо- и морозостойкость, коррозионная стойкость |
| Внутренние Каркас и несущие стены, перегородки | Статические и динамические нагрузки, акустические | Высокая прочность при возможно меньшей собственной массе, низкая звукопроводность |
| Перекрытия | Статические и динамические нагрузки, смена температур и влажности, акустические | Прочность, звуко- и теплоизолирующие свойства, водостойкость |
| Полы | Удары, истирание, статические и динамические нагрузки | Износостойкость, прочность, коррозионная стойкость |
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ СТРОИТЕЛЬНЫЕ
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ
КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
ГОСТ 16381-77
(СТ СЭВ 5069-85)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
Москва
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР по делам строительства от 30 декабря 1976 г. № 223 срок введения установлен
с 01.07.77
Настоящий стандарт устанавливает классификацию и общие технические требования к строительным теплоизоляционным материалам и изделиям, применяемым для тепловой изоляции строительных конструкций, оборудования и трубопроводов.
Стандарт в части классификации полностью соответствует СТ СЭВ 5069-85.
1. КЛАССИФИКАЦИЯ
1.1. Материалы и изделия подразделяют по следующим основным признакам:
виду основного исходного сырья;
структуре;
форме;
возгораемости (горючести);
1.2. По виду основного исходного сырья материалы и изделия подразделяют на:
неорганические;
органические.
Изделия, изготовленные из смеси органического и неорганического сырья, относят к неорганическим, если количество последних в смеси превышает 50 % по массе.
1.3. По структуре материалы и изделия подразделяют на:
волокнистые;
ячеистые;
зернистые (сыпучие).
1.4. По содержанию связующего вещества материалы и изделия подразделяют на:
1.5. По форме материалы и изделия подразделяют на:
рыхлые (вата, перлит и др.);
плоские (плиты, маты, войлок и др.);
фасонные (цилиндры, полуцилиндры, сегменты и др.);
шнуровые.
1.6. По возгораемости (горючести) материалы и изделия подразделяют на:
несгораемые;
трудносгораемые;
сгораемые.
1.7. Наименование основных теплоизоляционных материалов и изделий в соответствии с принятой классификацией приведено в справочном .
Разд. 1. (Измененная редакция, Изм. № 1).
2. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
2.1. Теплоизоляционные материалы и изделия должны изготовляться в соответствии с требованиями стандартов или технических условий на эти материалы и настоящего стандарта.
2.2. Материалы и изделия должны удовлетворять следующим общим техническим требованиям:
обладать теплопроводностью не более 0,175 Вт/(м × К) (0,15 ккал) (м × ч × °С)при 25 °С;
иметь плотность (объемную массу) не более 500 кг/м 3 ;
обладать стабильными физико-механическими и теплотехническими свойствами;
не выделять токсических веществ и пыли в количествах, превышающих предельно допускаемые концентрации.
2.3. Марку материалов и изделий устанавливают по плотности.
2.4. Предельную температуру применения материалов и изделий устанавливают в стандартах или технических условиях на конкретные виды материалов и изделий с обязательным указанием группы горючести.
2.5. Теплопроводность материалов и изделий, в зависимости от предельной температуры применения, указывают в стандартах или технических условиях на конкретные виды материалов и изделий при температуре 25 °С для материалов и изделий, применяемых при температуре до 200 °С; 125 °С для материалов и изделий, применяемых при температуре до 500 °С; 300 °С для материалов и изделий, применяемых при температуре свыше 500 °С.
Требования, предъявляемые к строительным материалам
Общие сведения и классификация строительных материалов
Строительные материалы и изделия
Основы строительного дела
Строительные материалы - ϶ᴛᴏ природные и искусственные материалы и изделия, используемые при строительстве и ремонте зданий и сооружений. Различные условия эксплуатации и назначение зданий и сооружений и их конструкций определяют разнообразные требования к строительным материалам, а также их широкую номенклатуру. Исторически при возведении зданий и сооружений использовались традиционные природные материалы – камень и дерево, а также керамика. С развитием промышленности появились и получили распространение в строительной отрасли железо, сталь и её сплавы, бетон и железобетон (монолитный или сборный), алюминий и его сплавы и др. В XX веке в строительстве начали применять полимерные материалы (пластмассы) и композиционные материалы или композиты.
Для рационального использования строительных материалов крайне важно знать их свойства, способы получения, правила хранения и транспортирования, условия работы в конструкциях.
Строительные материалы и изделия классифицируют по различным признакам.
Наиболее распространенной является классификация материалов по назначению и технологическому признаку, а также по химическому составу. Основные классификационные группы показаны на рисунке.
По степени готовности различают собственно строительные материалы и строительные изделия. Строительными материалами называют природный камень, древесину, металлы, цемент, бетон, кирпич, песок, строительные растворы и т. д. К строительным изделиям относятся сборные железобетонные конструкции, оконные и дверные блоки, санитарно-технические изделия и др.
По происхождению строительные материалы подразделяют на природные иискусственные .
Природные материалы – древесина, природные каменные материалы, торф, природные битумы и асфальты и др. Их получают из природного сырья в результате несложной обработки без изменения их первоначального строения и химического состава. К искусственным материалам относят кирпич, цемент, железобетон, стекло и др. Эти материалы производят с применением более глубокой специальной технологической переработки природного и искусственного сырья, побочных продуктов промышленности и сельского хозяйства.
Рисунок - Классификация строительных материалов
По назначению, исходя из условий работы в зданиях и сооружениях, строительные материалы делят на следующие группы:
· конструкционные строительные материалы, используемые в несущих конструктивных элементах, воспринимающие и передающие нагрузки;
· теплоизоляционные , предназначенные для обеспечения требуемого теплового режима помещений;
· акустические , ᴛ.ᴇ. звукопоглощающие и звукоизоляционные;
· гидроизоляционные и кровельные , служащие для защиты элементов зданий и сооружений от воздействия воды или водяных паров;
· герметизирующие , для гидроизоляции стыков в сборных конструкциях;
· отделочные , предназначенные для улучшения декоративных качеств, а также защиты конструкций от внешних воздействий;
· специального назначения , к примеру, огнеупорные, кислотоупорные, для защиты от радиоактивного излучения и др.
Некоторые материалы, такие, как древесина, цемент, бетон и др., не бывают однозначно отнесены к какой-либо из перечисленных групп. Подобные материалы называют материалами общего назначения. К примеру, бетон в основном используют как конструкционный материал, однако некоторые виды бетона могут выполнять теплоизоляционные функции или служить материалами специального назначения.
По технологическому признаку различают материалы, получаемые:
Спеканием – керамика, керамзит, цемент;
Плавлением – стекло, металлы, каменное литье;
Омоноличиванием с помощью вяжущих веществ – бетоны, растворы;
Механической обработкой природного сырья – природный камень, изделия из древесины.
Учитывая зависимость отхимического состава природные и искусственные строительные материалы принято делить на следующие группы:
Органические – древесина, битум, пластмассы и др.
Минеральные – природный камень, бетоны, керамика и др.
Металлические – сталь, цветные металлы, различные сплавы.
Важной характеристикой строительных материалов является их пожарная опасность. В соответствии с Федеральным законом РФ № 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" пожарная опасность строительных материалов характеризуется следующими свойствами:
Горючесть;
Воспламеняемость;
Способность распространения пламени по поверхности;
Дымообразующая способность;
Токсичность продуктов горения.
По горючести строительные материалы подразделяются на горючие и негорючие.
Слабогорючие;
Умеренногорючие;
Нормальногорючие;
Сильногорючие.
По воспламеняемости горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы:
Трудновоспламеняемые;
Умеренновоспламеняемые;
Легковоспламеняемые.
По скорости распространения пламени по поверхности горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы:
Нераспространяющие;
Слабораспространяющие;
Умереннораспространяющие;
Сильнораспространяющие.
По дымообразующей способности горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы:
С малой дымообразующей способностью;
С умеренной дымообразующей способностью;
С высокой дымообразующей способностью.
По токсичности продуктов горения горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы:
Малоопасные;
Умеренноопасные;
Высокоопасные;
Чрезвычайно опасные.
зависимости от химического состава строительные материалы принято делить на:
Требования, предъявляемые к строительным материалам, определяются назначением конструкции, а также условиями, в которых она должна работать.
На конструктивные элементы зданий влияют различные эксплуатационные факторы (атмосферные воздействия, статические и динамические нагрузки, биологические воздействия и т.д.), приведенные в таблице.
К материалам предъявляются требования по прочности, способности сопротивляться различным воздействиям (механическим, физическим, химическим и электрохимическим воздействиям внешней среды).
Таблица ___ - Требования к материалам строительных конструкций зданий
| Конструкция | Эксплуатационные факторы | Требования к материалу конструкции |
| Наружные Кровля | Атмосферные влияния, смена температур и влажности, статические и динамические нагрузки, биологические воздействия | Водонепроницаемость, плотность, морозостойкость, химическая стойкость, теплоизолирующие свойства, небольшая собственная масса |
| Стены | Атмосферные влияния, разности температур и влажности снаружи и изнутри, значительные статические и динамические нагрузки | То же, а также хорошие прочностные характеристики |
| Фундамент | То же, а также периодическое увлажнение, замораживание и оттаивание в водонасыщенном состоянии, действие грунтовых вод, нагрузка | Прочность, водо- и морозостойкость, коррозионная стойкость |
| Внутренние Каркас и несущие стены, перегородки | Статические и динамические нагрузки, акустические | Высокая прочность при возможно меньшей собственной массе, низкая звукопроводность |
| Перекрытия | Статические и динамические нагрузки, смена температур и влажности, акустические | Прочность, звуко- и теплоизолирующие свойства, водостойкость |
| Полы | Удары, истирание, статические и динамические нагрузки | Износостойкость, прочность, коррозионная стойкость |
