Чтобы стройматериалы были безопасными. Требования к строительным материалам и отдельным частям зданий Строительные материалы и предъявляемые к ним требования

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

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. (Измененная редакция, Изм. № 1).

1. КЛАССИФИКАЦИЯ

1.1. Материалы и изделия подразделяют по следующим основным признакам: виду основного исходного сырья; структуре; форме; возгораемости (горючести); содержанию связующего вещества. 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: содержащие связующее вещество; не содержащие связующее вещество. 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 приложении. 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. 2.2-2.5. (Измененная редакция, Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

Наименование материалов и изделий

Классификационные признаки

Вид исходного сырья

Структура

Форма

Возгораемость (горючесть)

Неорганические

Органические

Волокнистые

Ячеистые

Зернистые

Рыхлые

Плоские

Фасонные

Шнурованные

Несгораемые

Трудносгораемые

Сгораемые

Вата минеральная

Вата стеклянная

Вата керамическая (каолиновая)

Маты

Шнуры

Войлок

Маты вертикально-слоистые

Войлок вертикально-слоистый

Плиты

Плиты вертикально-слоистые

Цилиндры и полуцилиндры

Плиты минераловатные армированные

Вспученный перлит

Изделия перлитобитумные

Изделия перлитокерамические

Изделия перлитоцементные

Изделия перлитогипсовые

Плиты пенополистирольные

Изделия пенополиуретановые

Изделия пенофенолформальдегидные

Плиты из пеностекла

(Измененная редакция, Изм. № 1).

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.

Основные гигиенические требования к строительным материалам

К строительным материалам, применяемым при строительстве спортивных сооружений, предъявляются следующие основные гигиенические требования:

низкая теплопроводность;

низкая звукопроводность;

малая гигроскопичность;

достаточная воздухопроницаемость.

При строительстве спортивных сооружений наиболее широко используются железобетон и кирпич, для отделки и облицовки помещений -- полимерные материалы.

Для полов в спортивных залах применяются деревянные покрытия, в раздевалках, гардеробах, буфетных, массажных комнатах, коридорах -- линолеум, обладающий хорошими теплоизоляционными качествами. В душевых, туалетах, ванных пол покрывается керамической плиткой.

Стены спортивных залов окрашиваются красками и лаками на высоту не менее 1,8 м. Это значительно облегчает влажную уборку. Для окраски стен спортивных сооружений применяют краски преимущественно светлых тонов(кремовый, персиковый, светло-розовый, коралловый, морской волны, серо-жемчужный, небесно-голубой) с матовой поверхностью, не дающие бликов. Нужно избегать коричневого цвета, ярко-красного (возбуждающего), черного (поглощающего слишком много света). Это важно и для профилактики спортивного травматизма. Цветовое оформление спортивного сооружения должно вызывать чувство эстетического удовлетворения, улучшать нервно-психическое состояние спортсмена и повышать его работоспособность.

В целом цветовое оформление спортивного сооружения не должно быть однотонным, нужно использовать цветовые пятна, комбинации холодных и теплых тонов. Например, если стены окрашены холодным цветом (голубым), то пол может быть бежевый. Использование для напольных покрытий синтетических материалов расширило цветовую гамму, так как им можно придать любой цвет.

Выбор конкретных отделочных материалов, применяемых при строительстве спортивных сооружений, строится на основе следующих основных гигиенических требований:

безвредность для здоровья человека;

долговечность;

высокие тепло-, звуко- и гидроизоляционными свойства;

легкая уборка.

Основные требования к освещению спортивных сооружений

Во многих видах спорта тренировочная и спортивная деятельность спортсменов сопровождается значительным напряжением глаз. Их резкое переутомление может возникать у них при недостаточном или нерациональном освещении, что приводит к снижению специальной спортивной работоспособности, являясь, в свою очередь, одной из причин спортивного травматизма.

В спортивных сооружениях применяется естественное и искусственное освещение. Освещение спортивных сооружений должно отвечать следующим основным гигиеническим требованиям, а именно:

достаточным по уровню, равномерным, без блескости;

спектр искусственного освещения должен приближаться к дневному свету;

искусственное освещение должно быть равномерным, немерцающим.

Прямое естественное освещение должны иметь спортивные залы, залы ванн бассейнов, крытые катки, кабинеты врача, служебные помещения

Вентиляции спортивных сооружений

Для своевременного удаления избытка тепла, влаги и вредных газообразных загрязнителей воздуха, образующихся в результате деятельности спортсменов и зрителей, спортивные сооружения оборудуются специальными системами вентиляции, естественной и искусственной.

В соответствии с гигиеническими требованиями в спортивных залах воздушный куб равен 30 м3, объем вентиляции -- 90 м3 на человека в час. Иначе говоря, требуется такая мощность вентиляционных систем, которая бы могла обеспечить не менее чем трех-кратный обмен воздуха в них за час. Например, в спортивных залах, в залах крытых бассейнов для воздухообмена предусматривается подача не менее 80 м3 наружного воздуха в час на одного занимающегося и 20 м3 -- на одно зрительное место.

В спортивных помещениях естественная вентиляция осуществляется за счет фильтрации воздуха, возникающей вследствие различий величин температуры наружного воздуха и температуры воздуха внутри помещений. Наряду с естественной в залах предусматривается искусственная система вентиляции (такая система вентиляции, при которой воздух перемещается как внутрь спортивного помещения, так и из него при помощи различных вентиляторов). Для удаления загрязненного воздуха оборудуется сеть вытяжных каналов. Они выводятся в общий коллектор на потолочном перекрытии спортивных сооружений, и уже из него воздух удаляется при помощи мощного вентилятора. С гигиенической точки зрения в спортивном зале целесообразнее располагать приточные и вытяжные отверстия искусственной вентиляции на противоположных торцовых стенах.

К основным требованиям, предъявляемым к материалам относятся:

1. Достаточная прочность на сжатие, растяжение, изгиб и т. д.

2. Деформативность (упругость, пластичность, ползучесть и др.)- обеспечение минимальной деформативности конструкций.

3. Сопротивление динамическим воздействиям.

4. Стойкость к воздействию высоких и низких температур.

5. Твердость и истираемость

6. Стойкость к воздействию химически активных сред

7. Стойкость к воздействию климатических факторов (температуры, среды, солнечного излучения и т. д.

8. Стойкость к радиоактивным и другим излучениям.

9. Способность к поверхностному упрочнению и соединению с другими материалами

10. Способность к созданию композитов

11. Другие свойства (проницаемость, теплоемкость, теплопроводность)

12. Технологичность при изготовлении, как материалов так и конструкций

13. Ремонтопригодность и взаимозаменяемость конструкций и их элементов

14. Возможность повторного использования и утилизация

15. Экологическая безопасность для человека и животных.

Самое широкое применения находят материалы силикатные, их объем составляет 80% от общего объема материалов применяемых в строительстве.

Свойства строительных материалов

Свойства, характеризующие особенности физического состояния материалов. Свойство- характеристика материала, проявляющаяся в процессе его переработки, применения или эксплуатации. Бывает простое и сложное свойство.

Простое - длина, вес, пористость и др.

Сложное - такое свойство, которое может быть подразделено на 2 и более простых. Например - долговечность, надежность, эстетическое, функциональное.

Качество материалов- это совокупность всех его свойств в зависимости от назначения, области применения и других требований.

Общие свойства строительных материалов делятся на 3 группы:

Физические

Эстетические

Экономические.

Классификация основных свойств

Свойство характеризующее физическое состояние материала (плотность, пористость, пустотность).

Гидрофизические свойство материалов характеризующее отношение к действию воды (гигроскопичность, водостойкость, водопроницаемость, набухание, морозостойкость).

Теплофизические свойства материалов характеризующее отношение к действию тепла (теплопроводность, теплоемкость, огнестойкость, огнеупорность).

Свойство, характеризующее стойкость материала к воздействию биологических факторов и химических реагентов – химическая стойкость к щелочам, кислотам.

Механические свойства (физические показатели).

6.Свойства комплексного воздействия- долговечность, надежность,

совместимость, длительная прочность, теплостойкость и др.

7. Санитарно-гигиенические свойства- загрезняемость, легкость очистки и

Физические свойства

Физические свойства- характеризуют структуру массы. Вес – это сила с которой строительные материалы притягиваются землей. Вес единицы объема в естественном состоянии называется массой.

Истинная плотность - это отношение массы к объему в абсолютно плотном состоянии (для металлов, стекла и т. Д.)

Р=M/V измеряется кг/см3; т/м3

2. Средняя плотность- это отношение массы материала к его объему в естественном состоянии

Насыпная плотность - для сыпучих материалов. Их объем измеряется с учетом пор и пустот

Пористость – свойство материала характеризующее степень заполнения его объема порами. Определяется как отношение объема пор ко всему объему материала: П= Vпор / Vох 100%, выражается в %.

Пористость гранита - 0,1-6,9

Стекла - 0% Древесины- 50-75%

Кирпича- 30-40% Бетона 10-30%

Пенопласта-80-92%.

Отношение пустот к общему объему называется пустотностью.

Пустотный кирпич имеет - 20-50% пустот.