ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Стандартизация и классификация материалов

Стандартизацией называется процесс установления и применения стандартов – комплекса нормативно – технических требований, норм и правил на продукцию массового применения, утверждённых в качестве обязательных для предприятий и организаций – изготовителей и потребителей указанной продукции.

В зависимости от среды действия и уровня утверждения стандарты в РФ подразделяют на различные категории.

В государственных стандартах (ГОСТах) приведены требования к свойствам материалов, методам их испытаний, правилам приёмки, транспортирования и хранения.

Технические условия (ТУ ) содержат комплекс требований к показателям качества, методам испытаний, правилам приёмки к определённым видам материалов, которые не стандартизированы или ограниченно применяются.

Кроме стандартов, в строительстве и производстве материалов действует система нормативных документов – строительные нормы и правила (СНиП) – свод нормативных документов по проектированию, строительству и материалам, обязательных для всех организаций и предприятий.

Для удобства изучения и применения материалы целесообразно разделить на определённые группы по единому классификационному признаку.

При применении строительные материалы разделяют на группы в зависимости от назначения: конструкционные, конструкционно-отделочные и отделочные.

Конструкционные материалы обеспечивают защиту от различных физических воздействий, обеспечивает прочность и долговечность зданий. Эти материалы скрыты в «теле» конструкции (кирпич, теплоизоляционные материалы).

Конструкционно-отделочные материалы также обеспечивают определённую защиту, прочность, но одна или несколько поверхностей, которые называют лицевыми, воспринимаются визуально (лицевой кирпич, линолеум).

Отделочные материалы – основная функция – визуальное восприятие одной или нескольких поверхностей (плитки керамические, обои, фасадные плитки).

Эстетические (архитектурно-художественные) свойства материалов

Эстетические, или архитектурно-художественные, свойства строительных материалов и изделий объединяют две группы комплексных свойств:

первая, характеризующая эстетичность самого материала (изделия), определяется такими его параметрами, как форма, цвет, фактура и рисунок (текстура);
вторая характеризует эстетическую сочетаемость (совместимость) рассматриваемого материала (изделия) с другими, совместно с ним применяемыми на данном объекте, а также его сочетаемость с окружающей (естественной и искусственной) средой вне объекта применения.

Виды материалов Древесные строительные материалы Основы производства Сырьё.Растущее дерево состоит из корня, ствола и кроны. Древесину, используемую в качестве строительного материала, в основном даёт ствол, который составляет до 90% объёма дерева. Представление о макроструктуре получают, рассматривая разрезы ствола дерева по трём направлениям. Основные части ствола дерева: сердцевина, сердцевинные лучи, ядро, заболонь, годичные слои, сосуды или смоляные ходы Сердцевинапредставляет собой рыхлую ткань, состоящую из клеток с тонкими, слабо связанными друг с другом стенками. У всех пород имеются сердцевинные лучи – светлые, часто отличающиеся блеском линии, которые направлены от сердцевины к коре. Ядро –внутренняя часть ствола, образующаяся по мере роста дерева. Когда внутренняя, наиболее старая часть древесины ствола отмирает, клетки уплотняются, движение влаги по этим клеткам прекращается, поэтому древесина ядровой части отличается прочностью и стойкостью к загниванию. Некоторые древесные породы, например берёза, клён, ядра не имеют. Заболоньсостоит из колец более молодой древесины, окружающих ядро. По живым клеткам заболони растущего дерева перемещается влага с растворёнными в ней питательными веществами. Образование годичных слоёв связано с ежегодным приростом древесины. Внутри каждого слоя, соответствующего одному году жизни дерева, различают раннюю (весеннюю) и позднюю (летнюю) зоны. Сосуды или смоляные ходы (в зависимости от породы древесины) представляют собой трубки, каналы различной величины. Древесина может иметь пороки – недостатки её отдельных участков, снижающих качество и ограничивающие возможности использования материала. Пороки механического происхождения, возникающие в древесине в процессе её добычи и обработки, называют дефектами. К характерным порокам относятся: различные сучки , трещины различного расположения и размеров, пороки строения, отклонения от нормальной формы ствола, грибные поражения, повреждения насекомыми; дефекты, образующиеся в процессе обработки; инородные включения; деформации. Выделяют две группы древесных пород, встречающихся в лесах нашей страны: хвойные и лиственные. Среди наиболее распространённых хвойных пород, используемых в России для производства строительных материалов, - сосна, ель, лиственница, пихта, кедр. Сосна –ядровая порода, мягкая и прочная, легко обрабатывается. Ельотличается древесиной, менее смолистой и более легкой, чем у сосны. Ель труднее обрабатывается из-за большого количества твёрдых сучков. Эта порода сравнительно быстро загнивает, но деформации (коробление) древесины не высока. Лиственница имеет древесину плотную, твёрдую и прочную, менее подверженную гниению, она почти не коробится. Древесина пихтыво многом аналогична древесине ели, но у нее нет смоляных ходов. У кедра лёгкая и мягкая древесина, прочностные характеристики которой уступают сосне. Лиственныепороды, в зависимости от расположения сосудов в годичных слоях, бывают кольцесосудистые и рассеянно-сосудистые. Лиственные породы делят на мягкие и твёрдые, причём все кольцесосудистые относят к твёрдым породам, рассеянно-сосудистые могут быть и твёрдые, и мягкие. Самые распространённые лиственные породы – дуб, бук, ясень, берёза, осина, ольха, липа, клён. Дуб отличается плотной, прочной и твёрдой древесиной, которую применяют для строительства гидротехнических сооружений, мостов, изготовления паркета, столярных изделий, фанеры. Бук имеет тяжёлую твёрдую древесину, которая легко раскалывается и склонна к загниванию. Из нее получают фанеру и паркет. У ясеня весьма плотная, гибкая, но менее прочная, чем у дуба, древесина, используемая при столярно-отделочных работах, в производстве мебели. У берёзы плотная заболонная древесина, которая сравнительно легко загнивает при повышенной влажности и отсутствии тока воздуха. Из древесины берёзы производят фанеру, столярные изделия, отделочные материалы. Древесина берёзы предпочтительна в возрасте 40-50 лет, затем ее эксплуатационно-технические характеристики ухудшаются. Осина – заболонная порода, сравнительно лёгкая, мягкая. Склонна к загниванию на корню, используется для производства фанеры, древесных плит. Высушенная и выдержанная древесина осины использовалась для кровли куполов деревянных церквей. При этом лицевая поверхность изделий со временем приобретала оригинальный серебристый оттенок. У ольхи сравнительно мягкая заболонная древесина, склонная к загниванию и червоточине, применяется в основном для сухой среды. Липа – сравнительно мягкая порода, хорошо обрабатывается, мало трескается и коробится, применяется для изготовления фанеры. У клёна плотная древесина, которая сравнительно мало коробится и стойка к загниванию, хорошо подвергается обработке. Основы технологии К основным технологическим операциям при производстве древесных материалов относятся добыча и обработка. Добыча древесины предполагает валку, раскряжевку и окорку деревьев. Раскряжевка – процесс поперечного деления хлыстов – стволов поваленного дерева, опиленных от корневой части и очищенных от сучьев. При этом выделяют деловую и дровяную части ствола. Древесные материалы производят, как правило, на деревообрабатывающих предприятиях путём следующих основных технологических операций: Распиловкаили раскрой бревна. Строгание, лущение – снятие специальными ножами тонких срезов древесины, лущение – резание по спирали. Фрезерование – резание специальными ножами и получение требуемого профиля древесных материалов. Сборка полуфабрикатов (соединение заготовок), полученных после механической обработки, т.е. склеивание. Обработка отходов предусматривает их сортировку, перемешивание со связующим и формование, часто прессование под давлением. Различают отходы мягкие (опилки, стружка, волокна) и кусковые (куски веток, коры, сучьев). Сушка повышает прочность древесины и значительно удлиняет сроки ее эксплуатации. Сушка может быть в естественных и искусственных условиях. Принципиальное значение имеет защитная обработка древесины. Эффективные способы защиты материала – антисептирование и антипирирование. Антисептики – вещества, ядовитые для грибков, являющихся основной причиной загнивания древесины. Поверхностное антисептирование производят путём опрыскивания или промазывания растворами медного купороса, фтористого и кремнефтористого натрия. Масляные антисептики пригодны для обмазок конструкций, находящихся в грунте или в воде. Для этой же цели используют битумные антисептические пасты и силикатные пасты. Антипирены представляют собой огнезащитные составы. Действие антиперенов основано на образовании в результате действия в результате действия температуры на поверхности материала плёнки, преграждающей доступ кислорода. Большинство антиперенов обладает одновременно и антисептическим действием. Формирование эстетических характеристик древесных материалов связано прежде всего с характером отделки их лицевой поверхности. Прозрачная отделка поверхности древесных материалов позволяет сохранить или ещё более проявить текстуру материала. Основные этапы такой отделки включают подготовку поверхности древесины, создание покрытия и его облагораживание. В ходе столярной подготовки поверхности устраняют ряд дефектов – заделывают трещины, высверливают и заделывают сучки, выравнивают и зачищают поверхность и шлифуют. В ходе отделочной подготовки удаляют ворс, обессмоливают, отбеливают, грунтуют, красят. Облагораживание основного отделочного покрытия производят шлифованием или разравниванием (разглаживание томпоном, смоченным растворителем), а также полированием. При непрозрачной отделке учитывают, что цвет и текстура древесины скрываются. Такую отделку применяют, как правило, для материалов и изделий из некоторых хвойных и некоторых лиственных пород. Основные этапы технологии непрозрачной отделки в основном те же, что и при прозрачной отделке, однако процесс отделочной подготовки в данном случае включает операции обессмоливания, подмазывания, грунтования, сплошного и местного шпатлевания поверхности. Отделочное покрытие состоит, как правило, из нескольких слоёв краски. При имитационной отделке материалам из древесины обычных пород, не отличающимся выразительными эстетическими характеристиками, придаётся внешний вид древесины более ценных и редких пород (красное дерево, орех, полисандр, лимонное дерево, ясень и др.) или других материалов. Имитационной отделке подвергают древесностружечные и древесноволокнистые плиты, фанеру. Основные виды имитационной отделки – крашение, нанесение рисунка текстуры ценных пород непосредственно на поверхность древесных материалов и изделий, облицовка древесных материалов текстурированной бумагой. К оригинальным, но трудоёмким видам отделки относится мозаика(орнаментальное или сюжетное изображение, выполненное из однородных или различных по материалу частиц) и резьба. Наиболее распространённые виды мозаики по древесине – инкрустация, интарсия, маркетри, блочная мозаика. При инкрустации на одном уровне с поверхностью изделия врезаются пластинки определённой формы из других материалов (металл, слоновая кость, перламутр). Инкрустация древесиной по древесине называется интарсией. Мозаичный набор из кусочков шпона различных пород древесины называется маркетри. Технология блочной мозаики сводится к склеиванию блоков по заданному рисунку из разноцветных брусочков или пластинок древесины. Затем блоки разрезают поперёк на множество тонких пластинок с одинаковым рисунком и вставляют в соответствующие углубления или наклеивают на поверхность материалов из древесины. Номенклатура Основная номенклатура древесных материалов включают круглые лесоматериалы, пиломатериалы. шпон, фрезерованные, в том числе погонажные изделия, изделия из склеенных полуфабрикатов, из отходов, обои бумажные, древесные пластики. Круглые лесоматериалы – отрезки стволов деревьев. В зависимости от толщины (диаметра) бревна в узкой части (верхнем отрубе). Пиломатериалы получают при продольном раскрое брёвен. Материалы с опиленными кромками называют обрезными, с неопиленными – необрезными. По размерам пиломатериалы общего назначения разделяются на сравнительно тонкие, толщиной до 32 мм и толстые, толщиной 35 мм и более. По длине пиломатериалы делятся на короткие, длиной 0,5 – 0,9 м, средние – 1-1,9 м, длинные - 2-6,5м. Шпон– тонкие срезы древесины заданной толшины (0,35 – 4 мм). К фрезерованным, в том числе погонажным, материалам относятся различные профильные: поручни, плинтусы, наличники, доски для облицовки, паркет штучный. К материалам из склеенных полуфабрикатов (заготовок) относятся прежде всего элементы деревянных клееных конструкций, паркетные доски, паркет щитовой, оконные и дверные блоки, щиты, фанера. Древесные материалы на основе отходов – плиты древесно – стружечные (ДСП), древесно-волокнистые (ДВП). Фибролит – плитный материал, получаемый в результате твердения неорганического вяжущего (цемента0 с наполнителем из древесных стружек. Арболитизготавливают из цемента и древесных опилок. Обоибумажные получают путём нанесения рисунка на обойную бумагу. Древесные пластики – пиломатериалы, например доски, брусья, обработанные при высоком давлении и температуре. Или крупноразмерные листы и плиты, получаемые при горячем прессовании листов шпона, пропитанных полимерным раствором. Свойства К положительным эксплуатационно-техническим свойствам уникальной природной структуры древесины относится сравнительно низкая средняя плотность при прочности, обеспечивающей функциональную надёжность разнообразных конструкций зданий. В ряде случаев необходимо принимать во вниманиеанизотропность свойств древесины – различное сопротивление физико-механическим воздействиям вдоль и поперек волокон. Теплопроводность, прочность при сжатии и растяжении вдоль волокон древесины превышают аналогичные показатели поперёк волокон. К отрицательным характеристикам древесины относят возможность образования пороков, сравнительно высокие гигроскопичность и водопоглощение, низкую биостойкость, в том числе возможность загнивания. Эстетические характеристикимногих материалов связаны с цветом, блеском и текстурой соответствующей породы дерева. Указанные эстетические свойства зависят от комплекса различных факторов, среди которых следует выделить климат и место роста дерева, его возраст, время и условия хранения древесины. Более яркая окраска характерна для древесных пород, которые растут в южных районах. Цвет древесины различных пород определяют на свежих разрезах или расколах, пользуясь атласом цветов. Визуально оценивают текстуру и блеск древесины. При оценке эстетических характеристик конкретных материалов из древесины обращают внимание на возможные пороки и дефекты на лицевой поверхности. Например, на лицевой поверхности штучного паркета не допускается червоточина, засмолки, трещины, заболонные грибковые окраски и др.пороки, а также дефекты обработки – отщепы, сколы, вырывы, выщербины. Среди всех современных древесных материалов с эстетической и экологической точек зрения выделяются прежде всего те, которые получают из натуральной (массивной) древесины. Природные цвет и рисунок древесных пород вызывают ощущение теплоты, комфорта и положительные эмоции, а природные составляющие уникальной структуры древесины оказывают положительное влияние на физическое состояние человека. Кроме того, стадии производства, применения и утилизации древесных материалов экологически безопасны. Строительные материалы из природного камня Основы производства Сырьё. Для производства материалов из природного камня используют горные породы, состоящие из одного природного минерала. Краткая характеристика некоторых горных пород, используемых для производства материалов. Изверженные породы весьма разнообразны по физико-химическим показателям. Если магма застывает на глубине и ее составные части успевают закристаллизоваться, то при этом образуются так называемые глубинные (интрузивные) породы (гранит). Если в результате вулканической деятельности магма вырывается на поверхность, в зону значительно более низких температур, ее компоненты не имеют времени для кристаллизации и, застывая, образуют породы со скрыто- и мелкокристаллическими структурами (эффузивные) (базальты). Осадочные породы сформировались в результате преобразования продуктов разрушения изверженных пород, морских и континентальных осадков в виде отдельных пластов и слоёв на земной поверхности и вблизи нее. Наиболее распространённый вид осадочных пород – песчаник, представляющих собой чаще всего зерна кварца, сцементированные в природе. Используется в качестве облицовки подпорных стенок, цоколей зданий. Среди осадочных пород химического образования наиболее распространен гипсовый камень. Его основное применение – отделка внутренних помещений. Также к осадочным породам относится травертин. Травертин имеет характерную ноздреватую макроструктуру, применяется для внутренней и наружной отделке. Очень редким отделочным (а также поделочным) камнем является полупрозрачный мраморный оникс, запасы которого ограничены. Доломит – разновидность осадочных пород, которую называют известковым доломитом, обладает своеобразной декоративностью, используется как для наружной, так и для внутренней отделки. Известняк – продукт жизнедеятельности животных и растительных организмов. Известняки – ракушечники состоят из раковин моллюсков. Известняки могут быть и химического происхождения – в результате осаждения кальцита из растворов. Представителями таких известняков являются известковые туфы. Видоизмененные (метаморфические) породы образуются в толще земной коры в результате более или менее глубокого преобразования изверженных или осадочных горных пород при действии высоких температур и давления, а также возможных химических реакций. По структуре их различают на массивные, или зернистые (мрамор, кварцит), и сланцеватые (гнейсы, сланцы). Основы технологии Блоки камня, полученные на карьере, поступают на камнеобрабатывающие предприятия для переработки. В зависимости от характера используемого инструмента различают три основных вида обработки: резание, шлифование и скалывание. Каждый из этих видов, в свою очередь, делится на две стадии: придание камню формы и размеров выпускаемого изделия и обработку фактурную. Для этого лицевой поверхности изделия придают заданную степень рельефа. Номенклатура Номенклатура материалов из природного камня включает блоки, камни, плиты, архитектурно-строительные изделия (плоскостные и профильные), в том числе специального назначения: гидротехнических сооружений и мостов, для дорожного строительства. Блоки объёмом менее 0,1 м³ для кладки фундаментов и стен, в зависимости от технологии обработки, выпускают колотые, тёсаные, пилёные. Камни размерами 390х190х188, 490х240х188, 390х190х288 мм аналогичны по назначению блокам. Плиты шириной до1200 мм, длиной не менее ширины и толщиной от5 до 40 мм используют для наружной и внутренней облицовки. Архитектурно-строительные изделия служат для наружной и внутренней облицовки, устройства лестниц, парапетов площадок, ограждений. Балясина– невысокий фигурный столбик – элемент ограждения лестниц, террас, балконов, изготавливают в основном из мрамора. Порталы – профильные изделия для обрамления дверных проёмов, выполняемые из гранита, габбро, лабрадорита. Деталь карниза – профильное изделие в виде декоративного выступа на верхней части наружной облицовки поля стены, защищающего её от стекающей с кровли воды. Деталь пояса – горизонтальный выступающий элемент наружной облицовки, отделяющий цокольную часть от вышележащей стены. Декоративный шар – профильное изделие сферической формы. Используют при оформлении фасадов зданий, фонтанов, набережных, в ландшафтной архитектуре. Изготавливают их обычно из гранита. К материалам специального назначения относят бутовый камень (куски неправильной формы), щебень, брусчатка в форме бруска, плиты для тротуаров. Эстетические характеристики Богатство расцветок природных каменных материалов объясняется тем, что 85% минералов окрашено природой. Так, 40% минералов зелёные, 20% - красные и коричневые, 7% - чёрные, 5% - синие, 3% - фиолетовые и пурпурные. Природные камни разделяют на одноцветные, например песчаник или белый мрамор, и многоцветные – из различно окрашенных породообразующих минералов. Одноцветные и многоцветные природные камни разделяются на ахроматические и хроматические. Для ахроматических природных каменных материалов один из критериев декоративности – светлота. Ахроматические твёрдые природные камни более декоративны, чем ахроматические, но встречаются в природе гораздо реже. Например, из многих видов гранита около 75% относятся к серым и лишь 25% - к красным и красноватым. По характеру обработки фактуры природного камня делят на две основные группы : абразивные (пилёная, грубо- и тонкошлифованная, лощёная, полированная) и ударные («скала», крупно- и мелкобугристая, крупно- и мелкорифлёная, бороздчатая, точёная или кованая). Пилёная фактура характеризуется сравнительно ровной с тонкими штрихами поверхностью и высотой рельефа до 3 мм. Грубошлифованная фактура отличается высотой рельефа 0,2 – 0,5мм, повышенным светорассеянием, имеет следы обрабатывающего инструмента. Тонкошлифованная фактура – гладкая бархатистая. Лощёная фактура представляет собой последнюю грань шлифования и имеет слабый блеск. Полированная фактура получается на конечной стадии абразивной обработки и характеризуется зеркальным блеском. При этом предельно выявляются цветовой тон и текстура камня. Текстура природных каменных материалов связана с неоднородностью их структуры, которая, в свою очередь, определяется условиями образования горной породы. Эстетические характеристики природных каменных материалов позволяют архитектору найти практически любое декоративное решение. Природный камень может быть и фоном, на котором должны выделяться другие архитектурные или скульптурные элементы. В этом случае предпочтительна матовая фактура материала. Эстетические свойства природных каменных материалов связаны также с оценкой их размеров и возможных дефектов внешнего вида. Области применения В архитектурно-строительной практике природные каменные материалы используют как конструкционные (блоки для фундаментов, стен), конструкционно-отделочные (плиты для пола, лестниц), отделочные ( плиты, профильные изделия для наружной и внутренней облицовки). Блоки из природного камня для фундаментов и кладки наружных стен применяются, как правило, как местный материал для двух-, трёх- и пятиэтажных жилых и общественных и промышленных зданий. Блоки для кладки стен из песчаника светло-коричневые, жёлтые, красные; из известняка – серые, светло-серые, желтые, розовые; из туфа – красные, фиолетовые, светло-коричневые, розовые, оранжевые. Эти цвета, причём различных оттенков, оказывают большое влияние на эстетическую выразительность зданий и сооружений. Отделочные материалы из природного камня для наружной и внутренней облицовки отличаются прежде всего более высокой долговечностью по сравнению с другими материалами аналогичного назначения. Обычно восприятие природных каменных материалов в интерьере связывают с ощущением торжественности, чистоты и даже холода (при лощёной и полированной фактурах). С экологической точки зрения горные породы, и прежде всего твёрдые (гранит и др.), требуют предварительных исследований, позволяющих определить количество природных газообразных радионуклидов (радон), большая концентрация которых небезопасна для здоровья человека. Керамические строительные материалы Керамические материалы обладают поликристаллической структурой, их получают в результате формования и тепловой обработки глин с добавками. Основы производства Сырьё. Основным сырьевым компонентом керамических строительных материалов является глина – осадочная горная порода, состоящая из природных водных алюмосиликатов с различными примесями. Глина, замешанная с определённым количеством воды, образует глиняное тесто, обладающее связностью и пластичностью, способное в процессе обжига образовывать прочный искусственный камень. Технология производства керамических материалов связана с характеристиками используемых глин (огнеупорность; содержание AlO и красящих оксидов в прокалённом состоянии, водорастворимых солей, включений размером более 0,5 мм; размер включений; пластичность; температура спекания; содержание свободного кремнезёма; механическая прочность). Основы технологии Основные технологические операции при производстве керамических материалов включают: · подготовка сырья · дозировка · перемешивание · формование · сушка · обжиг В процессе обжига образуется структура керамического материала, определяющая его свойства, в том числе прочность. Возможные дефекты при обжиге необратимы. Например, при отклонении от оптимальной для данного материала температуры обжига может быть пережог, при этом происходят потеря формы, оплавление поверхности. При недожоге ухудшаются основные показатели эксплуатационно-технических свойств. Обработка лицевой поверхности керамических материалов связана с их видом и производится различными технологическими способами, среди которых выделяют: механическую обработку, ангобирование, глазурование, сериографию, шелкографию. Механическая обработка предполагает использование специальных приспособлений, позволяющих получать рельефный рисунок в процессе формования материала или после него. Ангобирование –нанесение механическим способом на лицевую поверхность белых или цветных жидких глиняных масс толщиной 0,25 – 0,4 мм. После обжига образуется матовое покрытие. Глазурование –покрытие различными способами слоем жидкой глазури толщиной 0,15 – 0,3 мм. Глазури, состоящие из кварца, полевогошпата, каолина и других компонентов, образуют после обжига стекловидный слой, отличающийся блеском. Реже применяют глазури, позволяющие получать матовую фактуру – со слабым блеском. Способ сериографиипредполагает изготовление по фотоснимку рисунка сетки-трафарета, с помощью которой красящий состав наносят на материал, затем изделие глазуруют и обжигают. Шелкография – нанесение орнаментированного рельефа глубиной до 1 мм при прессовании материала металлическим штампом с рисунком. Рельефный рисунок может быть получен также при пульверизации глазури на металлический трафарет, который устанавливают на высушенный материал. Номенклатура Среди керамических материалов, выпускаемых промышленностью, - стеновые материалы (кирпичи, камни, блоки), плитки и плиты, черепица, санитарно- технические, архитектурно-художественные изделия, а также материалы специального назначения: трубы, дорожный кирпич, кислото- и огнеупорные, теплоизоляционные, краски. Кирпичи, камни и блоки отличаются размерами: камень больше кирпича по толщине, как правило в 2 раза и более, блоки значительно крупнее камней. Кирпичи и камни разделяют на полнотелые (керамическая масса заполняет весь объём изделия) и пустотелые (с технологическими пустотами, полученными в процессе формования). Блоки выпускают только пустотелые. Плитки(длина и ширина до 150 мм) и плиты (более крупных размеров) используют для фасадов, внутренней облицовки стен, для покрытия полов. Например, для внутренней облицовки стен. Их форма весьма разнообразна: квадратные, прямоугольные, четырёх-, пяти-, шести- и восьмиугольные, фигурные, фасонные (угловые, карнизные, плинтусные). Черепица для кровли производится из легкоплавких глин различных размеров и типов – рядовая, коньковая, разжелобочная, концевая, специальная Санитарно-техническиекерамические изделия (ванны, раковины, унитазы, умывальники) изготавливают из фаянса, полуфарфора и фарфора. Различный рельеф, в том числе рельеф сложного профиля, имеют изделия архитектурно-художественнойкерамики, используемые для внешней и внутренней художественной отделки. Эти изделия бывают одно- и многоцветными. В качестве красителей используют различные цветные глины, хромистый железняк, марганцевую руду. Неглазурованные изделия называют архитектурной терракотой. Способ формования предполагает получение индивидуальных изделий со сравнительно сложным и глубоким рельефом. Керамические трубы применяют для дренажных (мелиоративных) систем и отвода сточных и щелочных вод. Для изготовления дорожного кирпича применяют тугоплавкие глины. Кроме дорожного строительства, его применяют для устройства тротуаров, полов промышленных зданий. Кислотоупорные керамические материалы (кирпич, плитки, трубы и фасонные части к ним) получают из глин, которые не содержат примеси, понижающие химическую стойкость (например, гипс, карбонаты). Огнеупорныекерамические материалы применяют при строительстве промышленных печей, топок и оборудования, работающих при температуре 1580 – 1770 ºС. Большая пористость керамических теплоизоляционных материалов создаётся путём введения в глиняную массу пенообразователей и выгорающих добавок. Специальные теплоизоляционные материалы отличаются высокой прочностью и возможностью применения в условиях температур до 900 ºС. Керамические краски – смеси жаростойких минеральных пигментов с легкоплавкими стеклами (надглазурные краски) или с керамическими массами и глазурями (подглазурные краски). Указанные составы после обжига материала обладают ярким и сочным цветовым тоном, высокой стойкостью к действию света и различных климатических факторов. Свойства Эксплуатационно-технические свойствакерамических материалов непосредственно связаны с характером ихструктуры, образующейся в процессе обжига. Выделяют материалы с пористым и плотным черепком. Большинство керамических материалов имеют пористую структуру (кирпич, черепица, плиты и плитки для облицовки стен). Пористость их обычно более 30%. Номенклатура материалов с плотным черепком ограничена. К ним относятся, например, кислотоупорный кирпич, фарфоровые изделия. Прочность керамических материалов также связана с пористостью их структуры. Так, различают следующие марки кирпича керамического в зависимости от предела прочности при сжатии в кгс/см²: 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300. Но кирпич дорожный – материал с плотным черепком – имеет более высокие марки – 400, 700, 1000. Эстетические свойствакерамических материалов связаны с видом и составом используемого сырья (в первую очередь глину), параметрами различных технологических переделов и могут регулироваться в процессе производства. Большинство месторождений глин содержит оксиды железа в количестве, обеспечивающем керамическим стеновым материалам различные оттенки красного цвета. При наличии в глинах большого количества известковых включений изделия приобретают светло-коричневые и бежевые тона. Добавляя в глиняную массу из светложгущихся глин минеральные красители, можно получать керамические изделия разных цветов и оттенков. Красные тона получаются при наличии оксидов железа, коричневые – марганцевых руд, серые – хромистых. Цвет изделия заметно изменяется при добавлении к светложгущейся глине обычного легкоплавкого суглинка. При обжиге изделия могут приобретать также темно-серый или даже чёрный цвет. Рельефный рисунок получают при обработке лицевой поверхности керамических стеновых материалов в процессе формования специальными валиками, щётками, гребёнками или горизонтальными струнами. Применяют валики с тупыми или острыми выступами щетки из грубой или тонкой проволоки. Для отделки материалов, имитирующей древесную кору, используют горизонтальную струну, срезающую тонкий слой с поверхности глиняного бруса, с помощью стержней разделяют срезанный слой глины на продольные равные волокна, затем гладким валиком прижимают образовавшиеся волокна к брусу. Керамические стеновые материалы отделывают также методом торкретирования сухой минеральной крошки на лицевую поверхность. Минеральная крошка вдавливается в тело глиняного бруса, образуя оригинальные зернистую фактуру и цвет. Для торкретирования можно использовать кварцевый песок, шамот, бой стекла, отходы производства фарфора и фаянса, керамических плиток. Санитарно-технические изделия покрывают прозрачной или глухой (белой или цветной) глазурью. Их эстетические характеристики связывают, в частности, с белизной, вызываемой рассеянным отражённым светом. При оценке внешнего вида керамических материалов фиксируют размеры и возможные дефекты. На лицевой поверхности кирпича и камня лицевого не допускаются отколы. В том числе от известковых включений и другие дефекты, видимые с расстояния 10 м на открытой площадке при дневном освещении. Санитарно-технические изделия не должны иметь отклонений от заданной формы. В зависимости от вида дефектов изделия оценивают с помощью металлических измерительных инструментов, контрольных шаблонов, мерного увеличительного стекла и визуально. Оценка эффективности керамических материалов в архитектуре связывается с положительным опытом их применения в течении многих лет. С эстетической точки зрения важны ощущения чистоты глазурованных изделий, «теплоты» материалов красного цвета различных оттенков, «штучности» керамического кирпича, плиток и плит, оставляющей впечатление «ручной» работы. Следует отметить, что керамические материалы экологически безопасны. Материалы из стеклянных и других минеральных расплавов Определение Материалы из стекла имеют искусственную аморфную структуру, их получают из минерального расплава, содержащего стеклообразующие компоненты (оксиды кремния, бора, алюминия и др.) Переход из жидкого расплава в твёрдое стеклообразное состояние-процесс обратимый. Кроме материалов из стекла, выделяют материалы из каменных и шлаковых расплавов. Основы производства Сырьё. Основные сырьевые компоненты для производства материалов из стекла – кварцевый песок, сода, мел, доломит, известняк. При этом в стекломассу вводятся кислотные, щелочные и щёлочно-земельные оксиды. От их количества непосредственно зависят все основные эксплуатационно-технические свойства стекла. Большое влияние на свойства строительных стекол оказывают вспомогательные компоненты – осветлители, обесцвечиватели, красители, глушители, окислители, восстановители. Осветлители вводят в шихту для освобождения стекломассы от видимых пузырей, т.е. для ее осветления. Этим ускоряется процесс стекловарения. Действие осветлителей заключается в том, что при нагревании они разлагаются с выделением большого количества газообразных продуктов. Улетучиваясь из стекломассы, они способствуют удалению из нее и других газов (пузырей). Обесцвечиватели вводят в стекломассу, чтобы устранить нежелательные сине-зелёные или желто-зелёные оттенки, которые стекломасса приобретает из-за примесей железа в сырьевых материалах Красители служат для окрашивания стекла в тот или иной цвет. Обычно в качестве красителей используют соединения металлов, главным образом оксиды тяжёлых металлов – марганца, кобальта, никеля, хрома, железа. Большинство светопрозрачных стекол варят в окислительной среде. Вместе с тем существует группа стекол (цветные), для варки которых требуется восстановительная среда. Для регулирования этих условий варки в стекломассу вводят окислители и восстановители. Сырьём для производства материалов их минеральных расплавов ( каменных, шлаковых) служат соответственно базальтовые, диабазовые, базальто-доломитовые и другие породы, доменные металлургические шлаки. Основы технологии Основные технологические операции при производстве материалов из стекла – варка и формование. Варка стекла производится в печах различного типа. Листовое светопрозрачное стекло варят в ванных печах непрерывного действия. При этом выделяют пять стадий стекловарения: силикатообразование при температуре 800-900ºС, стеклообразование (1100-1200ºС), осветление (1400-1600 ºС), студка (1100-1200 ºС), формование стекломассы (прессование, прокат, вытягивание), отжиг. В результате отжига снижаются полученные при формовании внутренние температурные напряжения, возникающие вследствие более высокой скорости остывания наружных слоёв стекла по сравнению с внутренними. Наружные слои стремятся к сжатию, а внутренние-более нагретые-препятствуют этому. Отделку лицевой поверхности стекла производят механическим, химическим способами и путём нанесения различных покрытий. Механическаяобработка включает резку, шлифование, гравирование, пескоструйную, ультразвуковую. Химическаяобработка состоит из травления и матирования (обработка поверхности парами фтористого водорода, плавиковой кислотой, матирующими пастами или другими веществами), химического полирования, выщелачивания (для повышения светопроницания и получения «радужного» эффекта). Технологический процесс производства материалов из других минеральных расплавов включает следующие операции: подготовка сырьевых компонентов, плавка шихты в пламенных шахтных, ванных, вращающихся или дуговых электрических печах при 1400-1450 ºС; охлаждение расплава до 1250 ºС для стабилизации структуры и уменьшения усадочных дефектов в готовой продукции; литьё в подогретые постоянные формы из чугуна или жароупорной стали или во временные силикатные формы; медленное (до 1 суток и более) охлаждение; механическая обработка поверхности и кромок. Номенклатура Материалы из стекла и других минеральных расплавов можно разделить на две основные группы: светопрозрачные и непрозрачные (облицовочные, специального назначения: теплоизоляционные, звукопоглощающие, кислотоупорные). Светопрозрачные материалы и изделия. Наиболее распространено в строительстве оконное стекло – бесцветное с гладкими поверхностями. Листы оконного стекла выпускаются, например шириной 250…1600 мм, длиной 250…2200 мм, толщиной 3…6 мм. Масса 1м² стекла 2…5 кг. Витринное стеклопредставляет собой крупногабаритные бесцветные листы, как правило полированные. Один из наименьших размеров 1700х1250 мм, наибольших 2500х6000 мм при толщине 5,5…10 мм. Флоат-стеклотолщиной от 3 до 25 мм и с наибольшим размером 3,2х6 м, получаемое формованием на расплаве металла, не имеет оптических дефектов. Узорчатое, матовое и матово-узорчатое стёкла отличаются оригинальными эстетическими характеристиками. Узорчатое стекло имеет на одной или обеих поверхностях чёткий рельефный рисунок глубиной 0,5…1,5 мм. Узорчатое стекло может быть бесцветным, цветным и армированным. Применяют узорчатое стекло для остекления дверей, перегородок и других ограждений для создания мягкого освещения и защиты от прямого солнечного света. Матовое стекло получают из оконного стекла толщиной 3…6 мм при помощи пескоструйной или химической обработки одной или обеих сторон. Матово-узорчатое стекло изготавливают аналогичной обработкой одной поверхности по трафарету с определённым рисунком. Если на поверхность матированного стекла нанести слой столярного клея и подвергнуть его термообработке, то после снятия клея образуется матово-узорчатое стекло «мороз», имитирующее рисунок замёрзшего стекла. Цветноестекло может быть однослойным, окрашенным в массе и двухслойным из бесцветной стекломассы с цветным накладным слоем толщиной 1 мм. Его применяют для декоративного остекления световых проёмов, устройства перегородок, изготовления витражей. Армированное стекло имеет внутри параллельно поверхности сварную светлую металлическую сетку из термообработанной стальной проволоки диаметром 0,35 – 0,45 мм. Прочность стекла при этом не увеличивается и даже снижается, но такое стекло безопасно – при разрушении от механических и тепловых воздействий осколки удерживаются металлической сеткой. Армированное стекло служит для остекления световых проёмов и дверей (при повышенных требованиях к безопасности и огнестойкости остекления), фонарей верхнего света, для ограждения балконов, лоджий, лестниц, лифтовых шахт, устройства перегородок и светопрозрачных кровель. Закалённоестекло имеет сравнительно высокую механическую прочность и термостойкость. Это достигается обработкой листового стекла толщиной 4,5…6,5 мм – нагреванием до +640 ◦С и последующим резким, но равномерным охлаждением поверхностей потоком воздуха, реже жидкостью. Закалённое стекло используют для остекления витрин и светопроёмов общественных зданий, сплошных стеклянных дверей, перегородок и других ограждающих конструкций, к которым предъявляются требования повышенной стойкости к возможным ударным воздействиям. Среди светопрозрачных изделий выделяют малогабаритные (блоки стеклянные пустотелые) и крупногабаритные (стеклополотна, стеклопакеты, стёкла профильные и гнутые). Блоки стеклянные пустотелые получают сваркой по периметру двух прессованных полублоков, стекломасса которых может быть бесцветной или цветной. Внутренняя поверхность гладкая или с рельефным рисунком. Масса блоков обычно 2,4 и 4,3 кг. Стеклоблоки предназначены для кладки наружных ограждений, перегородок, заполнения светопроёмов в жилищно-гражданском и промышленном строительстве. Стеклополотнапредставляют собой листы закалённого утолщённого стекла для заполнения дверных проёмов в общественных зданиях. Стеклопакетыполучают при соединении по контуру с определённым зазором двух или более листов стекла.Площадь стеклопакета до 5 м², расстояние между стёклами 15…20 мм. Применяют стеклопакеты для заполнения оконных проёмов, витрин Стекло строительное профильное (стеклопрофилит) формуют на прокатных установках из бесцветного или цветного стекла в виде непрерывного профильнопогонажного материала коробчатого или швеллерного сечения с гладкой, рифлёной или узорчатой поверхностями. Максимальная длина стеклопрофилита коробчатого сечения 5 м, швеллерного – 7 м. Размеры сечения могут быть разными, например 250х50 мм, толщина стекла 5,5 мм. Профильное стекло исползуют для светопроницаемых ограждений (самонесущих стен, перегородок, кровель). К светонепрозрачным облицовочным материалам из стекла относятся стемалит, марблит, эмалированные и стекломазаичные плитки, смальта, зеркальные, стеклокристаллические плитки. Стемалит – листы плоского стекла, внутренняя сторона которых окрашена керамической краской. Размер листов стемалита не менее 900х400 мм, толщина 5…7,5 мм. Такое облицовочное стекло выпускают 27 различных цветов и применяют для отделки фасадов, интерьеров общественных и промышленных зданий, ограждений балконов и лоджий. Марблит– материал в виде плоских прямоугольных или квадратных плит с полированной лицевой и рифлёной внутренней поверхностью. Выделяют две разновидности марблита – стеломрамор и декоративный марблит. Марблит служит для наружной и внутренней облицовок зданий различного функционального назначения. Эмалированные плитки часто изготовляют из отходов оконного или витринного стекла, разрезая его по заданным размерам и покрывая с одной стороны слоем эмали, закрепляемой при термообработке. Размеры плиток 100х100 или до 200х200 мм, толщина – 4-6 мм. Смальта –куски глушенного цветного стекла неправильной формы толщиной 10 мм, полученное из стекломассы отливкой или прессованием. Ранее из смальты изготовляли мозаичные панно, декоративные вставки при отделке фасадов и интерьеров. В современной лаконичной архитектуре смальта применяется сравнительно редко. Мозаичные плитки, например, размером 21х21х5 мм, которые получают при прокатке или прессовании стекломассы с разнообразными эстетическими характеристиками, позволяют создавать оригинальную отделку интерьеров. Материалы из стекла и других минеральных расплавов могут быть теплоизоляционными, звукопоглощающими, кислотоупорными. Пеностекло – высокопористый материал (пористость до 94%), получаемый при спекании порошка стеклянного боя с газообразователями. Используется оно в виде плит и блоков в основном для теплоизоляции стен, покрытий, кровель. Из каменных расплавов (базальта, диабаза) изготавливают плиты, плитки, литую брусчатку – материалы, отличающиеся высокой прочностью, долговечностью и большой коррозийной стойкостью в агрессивных средах. Из расплава доменного шлака (после его быстрого охлаждения) получают шлаковую пемзу (термозит), которая служит пористым заполнителем для лёгких бетонов. Свойства Эксплуатационно-технические свойстваматериала зависят от его состава и структуры, которая отличается отсутствием правильной пространственной решетки. Плотностьобычного оконного стекла –2500 кг/м³, армированного – 2600 кг/м³ Пористостьу стеклянных материалов (за исключением теплоизоляционных и звукопоглощающих) отсутствует. Стеклянные светопрозрачные материалы обладают высокой стойкостью к агрессивным веществам. Материалы из стекла относятся к хрупким, у них отсутствуют пластические деформации. Поглощение света определяется коэффициентом поглощения и оптической плотностью, а также связано с толщиной стекла и особенно наличием красящих добавок. В целом оптические свойства стекол зависят от их химического состава. Эстетические характеристикиматериалов из стекла регулируются в достаточно широких пределах. Пропускание, поглощение и отражение света стеклом зависят от длины волны света. Эта зависимость, а также различие оптических характеристик стекла обуславливают возможность разнообразных цветовых эффектов при освещении стекла. Эстетические характеристики материалов из стекла оценивают с помощью измерительных инструментов (микрометры, линейки, угольники, щупы) и визуально – путём сравнения с образцами-эталонами с определённого расстояния. При оценке внешнего вида витражей или стекломозаики учитывают способ их получения. Область применения Конструкционные материалы из стекла (пеностекло, стекловатные для теплоизоляции) используются в ограниченном объёме, а конструкционно-отделочные материалы – практически в каждом здании или сооружении. Архитектурный образ современных зданий и сооружений определяется структурой несущих элементов, выявленных на фасаде, и плоскостями из стекла. Соотношение светопрозрачных и глухих участков фасада, пропорции членения, цвет стекла – это те параметры, которые позволяют создавать навесные стены с разнообразным внешним обликом. Оригинальный внешний вид фасада получают сочетанием светопрозрачных и светонепрозрачных материалов из стекла. Связать воедино вестибюли и фойе с окружающей средой за пределами здания – с улицей, с природой, создать впечатление лёгкости – характерное стремление архитекторов при проектировании ряда общественных зданий, в этом им помогают прозрачные стеклянные стены. Материалы из стекла применяют для выявления пластики фасада вне зависимости от функционального назначения здания, при создании поверхностей из стеклянных материалов, регулирующие тепловые потоки, для придания своеобразного архитектурного облика в зданиях жилого и промышленного назначения, детских садов, школ, широко применяются зеркальные стёкла с высоким отражением в видимой части спектра. Узорчатые, матово-узорчатые, рельефные и цветные листовые стёкла для перегородок, дверных полотен оказывают огромное влияние на эстетику интерьеров различного назначения. Не меньшую значимость имеют цветные художественные витражи, которые могут изготовляться не только традиционным способом, но и по новой технологии в сочетании с современными материалами, в том числе с железобетоном, металлическим профилями. Принципиальное значение имеет и тот факт, что материалы из стекла остаются экологически чистыми на протяжении всего срока их эксплуатации. Металлические материалы Определение, основы производства Металлы тела твёрдые, ковкие и блестящие. Металлы, применяемые для производства строительных материалов, разделяют на две группы: чёрные и цветные. Чёрные металлы представляют собой сплав железа с углеродом – чугун или сталь. К цветным относят алюминий, медь, цинк, олово, никель, титан, магний и др. Сырьё.Основным сырьевым компонентом для получения металлов являются рудные горные породы. Содержание в рудах цветных металлов сравнительно мало. В железных рудах количество металла достигает 70 %. Алюминиевые руды, преимущественно бокситы, содержит 50-60% оксида алюминия (глинозёма). Основы технологии. Основные технологические операции при производстве металлических материалов: обработка сырья, дозировка, плавка, формование. При необходимости изменения эстетических характеристик лицевой поверхности применяют механические и химические способы её отделки, лаки, краски, наносят тонкие металлические или полимерные плёнки. Обработка сырья предполагает дробление, промывку и обогащение железных руд. В процессе плавки получают металлы, после формования – металлические материалы. Металлы для материалов, как правило, представляют собой сплавы – железа с углеродом (чугун, сталь), алюминиевые, медные (бронза – с оловом, латунь – с цинком), магниевые, титановые и др. Номенклатура Строительные материалы из чугуна – опорные части колонн, тюбинги – укрепляющие своды тоннелей, трубы, радиаторы, сантех изделия. Перечень материалов ограничен, т.к чугун обладает существенными недостатками – высокой плотностью и хрупкостью. Весьма редко в современном строительстве используют архитектурно-художественные детали, полученные способ литья из чугуна: детали оград, решёток, кронштейнов, фонарей и др. Наиболее распространены в строительстве материалы из стали. В основном применяют углеродистую сталь обыкновенного качества (выделяют также качественную, высококачественную и особовысококачественные стали с соответствующим уменьшением вредных примесей), а также легированные стали. Номенклатура стальных материалов включает различные профили и листы, оболочки, мембраны, тросы, канаты, черепицу, закладные детали, декоративно-художественные изделия. Профили применяют различного сечения, их вид определяется способом получения. В массовом количестве используют профили, полученные способом проката. Заметно снижается масса ряда металлических конструкций, повышаются их прочность и надёжность при внедрении гнутых профилей, сортамент которых достаточно разнообразен. Сложные стальные профили получают способами непрерывного литья и прессования. Листовую сталь толщиной до 6 мм; тонколистовую кровельную и оцинкованную сталь – толщиной 0,4 – 0,8 мм. Листовую сталь изготавливают с плоской, волнистой и рифлёной поверхностью. Номенклатура материалов из других цветных металловограничено в связи с их высокой стоимостью. Свойства Эксплуатационно-технические свойства металлических материалов определяются их оригинальным строением. Средняя плотность металлических материалов сравнительно высока ( например, стальных около 7860 кг/м³). Пористость ,гигроскопичность, водопоглощениеу металлических материалов отсутствуют. Предел прочностистальных материалов при сжатии, изгибе и растяжении – 300 – 400 МПа, но может достигать 1000 МПа и более. Материалы их алюминиевых сплавов при меньшей средней плотности (около 2800 кг/м³) не уступают стальным по характерным прочностным показателям (предел прочности до 670 МПа). Наряду с высокой прочностью, к положительным свойствам металлических материалов ( кроме чугуна) относитсяпластичность– способность выдерживать большие остаточные деформации без разрушения и при сохранении прочности. Основной недостаток широко применяемых стальных и других металлических материалов – способность к коррозии. Для защиты материалов от коррозии применяют защитные покрытия, электрохимическую защиту и замедлители коррозии ( ингибиторы), изменяющие состав коррозийной среды. В строительной практике для защиты конструкций чаще используют лакокрасочные и др. покрытия поверхности. Некоторые металлы, например алюминий, сами предохраняют себя от коррозии в некоторых средах в результате образовавшихся на их поверхности защитных плёнок при взаимодействии со средой. Эстетические характеристикиметаллических материалов оригинальны и регулируются в широких пределах, причём в ряде случаев цветовая палитра обогащается в процессе эксплуатации. Так, медь и её сплавы окисляясь кислородом воздуха покрываются защитной плёнкой – патиной, которая с течении времени приобретает множество цветовых оттенков. Сам процесс коррозии металла в начальной стадии может использоваться для получения своеобразного цветового оттенка стали. После окисления и приобретения красно-коричневого цвета металл покрывают прозрачным защитным лаком. Цвет стали можно изменять после механической (шлифование или полирование) и термической (при температуре 200 – 300 ºС) обработки поверхности. На ней образуется оранжевая или синеватая плёнка, которая одновременно защищает металл от коррозии. Известны способы изготовления стали золотистого и розового цвета, электролитические процессы окрашивания нержавеющей стали в оранжевый, красный, голубой, синий, зелёный цвета. Часто металлические материалы не нуждаются в отделке поверхности с эстетической точки зрения. Чёрный цвет чугуна, тёмно-серый стали, золотисты и зелёновато-коричневый у бронзы и меди, серебристо-белый у алюминия, как правило, отвечают эстетическим требованиям. Но лакокрасочные и металлические (анодирование – анодное оксидирование и др) покрытия не только меняют цвет лицевой поверхности, но и защищают металл от коррозии. Фактура лицевой поверхности металлов может быть рельефной, шероховатой, гладкой, матовой или блестящей. Области применения Металлические материалы (преимущественно стальные) в современной архитектурно-строительной практике применяются для следующих основных типов конструкций зданий и сооружений: с жесткими металлическими связями; подвесных систем; большепролётных с растянутыми ограждающими поверхностями. Разнообразные каркасы промышленных и гражданских зданий, в том числе каркасы зданий повышенной этажности (более 30 этажей), большепролётные покрытия, мосты и путепроводы, радио- и телевизионные башни – представители конструкций зданий с жёсткими связями. Весьма популярны металлические профили для пространственных конструкций каркасов общественных зданий. Стальные профили являются основными материалами для каркасов зданий повышенной этажности (30 – 40 и более этажей). Формообразующая роль металлических материалов хорошо проявляется в различных пространственных конструкциях мостов и путепроводов. Стальные профили используют для пространственных стержневых систем, жёстко заделанных в основании радио- и телевизионных высотных башен. Подвесные системы включают различные типы висячих мостов, подвесных большепролётных покрытий, консольно-подвесные конструкции, здания с подвешенными этажами. Металлические профили в жёстких функциональном и опорном контурах, гибкие канаты (ванты) образуют соответствующие архитектурно-пространственные формы. Важно отметить, что металлические материалы могут служить средством создания динамичных архитектурных форм – многовариантных трансформирующихся конструкций. Листы из стали и алюминиевых сплавов для кровельных и стеновых ограждений промышленных, жилых и административных зданий, профили для оконных переплётов часто используются в современной архитектурно-строительной практике. В интерьерах промышленных и общественных зданий профилированные и гладкие листы из стали и алюминиевых сплавов используются для стационарных и сборно-разборных перегородок, подвесных потолков, отделки стен. При использовании металлических материалов, как конструкционно-отделочных, так и отделочных, следует учитывать характерное восприятие их физической сущности и оригинальной поверхности, связанное, как правило, с ощущениями прочности, холода, чистоты, в том числе чистоты с экологической точки зрения. Минеральные вяжущие и материалы на их основе Определение Минеральные вяжущие –это тонко измельчённые минеральные порошки, образующие при смешивании с водой пластичную массу, которая с течением времени под влиянием физико-химических процессов переходит в камневидное состояние. Это свойство вяжущих используют для получения искусственных каменных материалов (бетонов и др.). В данном случае механические процессы обработки природного сырья в большей мере заменены химическими – более простыми, производительными и экономически выгодными. Различают две группы минеральных вяжущих: воздушные,которые после перемешивания с водой способны твердеть, сохранять и повышать свою прочность только на воздухе (гипсовые, воздушная известь, магнезиальные), и гидравлические,которые после затворения водой способны твердеть, сохранять и повышать свою прочность не только на воздухе, но и в воде. К гидравлическим вяжущим относятся цементы, гидравлическая известь. Основы производства Сырье.Для получения минеральных вяжущихиспользуют следующие основные горные породы. Природный гипс – светлый, иногда окрашенный примесями в серые или желтоватые цвета минерал. Реже применяют безводный гипс – ангидрит, а также гипсосодержащие отходы химической промышленности. При производстве извести используют горные породы, состоящие в основном из карбоната кальция. Цвет известковых пород зависит от примесей: чистые известняки обычно белого цвета, примеси окрашивают их в желтоватые, бурые, серые и даже чёрные тона. Природные магнезиты и доломиты – основное сырьё для производства магнезиальных вяжущих. Для получения портландцемента – основного гидравлического вяжущего – чаще всего используют известняки, глины и корректирующие добавки (с которыми вводится тот или иной недостающий компонент). Обычно соотношение между известняком и глиной составляет примерно 3:1 (в частях по массе). Производство минеральных вяжущих сводится к двум главным технологическим операциям: помол и обжиг. Обычно стремятся хорошо измельчать сырьё до обжига или продукт после обжига. Тонкость помола минеральных вяжущих влияет на свойства искусственных каменных материалов, приготовленных на их основе. С увеличением тонкости помола увеличивается связывающая, клеящая способность пластичной массы, которая образуется после перемешивания вяжущего с водой. В результате выше плотность и прочность искусственного камня. Важнейшая операция при производстве минеральных вяжущих – обжиг сырьевых минералов. Именно после обжига получается продукт, способный при соединении с водой образовывать пластичную массу, твердеющую с течением времени. Номенклатура К основным видам материалов на основе минеральных вяжущих относят бетон, железобетон, строительные растворы, силикатные (на основе воздушной извести), асбестоцементные, гипсовые и краски. Есть ещё материалы специального назначения, в том числе теплоизоляционные, кровельные, для гидротехнических сооружений, дорог. Бетон –искусственный камень, полученный в результате перемешивания, формования (укладки) и последующего твердения рационально подобранной смеси минерального вяжущего, воды и заполнителя. В основном бетоны классифицируются по средней плотности: особо тяжёлый со средней плотностью выше 2500 кг/м³, содержащий плотные и тяжёлые заполнители (чугунная дробь, стальные опилки и зёрна, барит); тяжёлый,содержащий плотные мелкие и крупные заполнители (песок, щебень или гравий) и имеющий среднюю плотность от 2200 до 2500 кг/м³; лёгкий –от 500 до 1800 кг/м³; особо лёгкийбетон, отличающийся средней плотностью менее 500 кг/м³, имеет ячеистую или крупнопористую структуру. По функциональному назначению выделяют бетоны общего (для несущих и ограждающих конструкций жилых, общественных, промышленных зданий) и специального (теплоизоляционные, дорожные, гидротехнические, декоративные и др.) назначения. Железобетонполучают на строительной площадке или в заводских условиях, соединяя в единое целое бетон и стальную арматуру. Армирование предполагает установку стальной арматуры в тех местах материала (бетона), которые подвержены при эксплуатации растягивающим нагрузкам. Их воспринимает рабочая несущая арматура. Непосредственно на месте строительства возводятся монолитные железобетонные конструкции. Для этого устанавливают опалубку из металла, древесины или других материалов, которые соответствует будущей форме сооружения. Затем ставят арматуру, производят подачу и укладку бетонной смеси. Распалубливание железобетонной конструкции производят после достижения бетоном необходимой прочности. Архитектурные формы зданий и сооружений из монолитного железобетона очень разнообразны и отличаются своеобразной пластикой. В настоящее время изготавливают сборные бетонные и железобетонные материалы для всех основных частей современных зданий и сооружений – фундаментов и каркасов, стен, перегородок, перекрытий, покрытий, лестниц, а также для специальных видов строительства (подземного, дорожного, гидротехнического, мостостроения). Фундаментные блокивыполняют из тяжёлого бетона прямоугольного или трапециевидного сечения Колонны –железобетонные линейные элементы прямоугольного сечения, например, размером 30х30 или40х40 см. Длина колонн в многоэтажных зданиях до 840 см Ригели каркасоввыпускают обычно таврового сечения с полкой по боковым граням для опирания плит перекрытий. Панели наружных стен изготовляют из лёгкого бетона на пористом запонителе или из ячеистого бетона с арматурой из сварных сеток, размером на жилую комнату. Панели внутренних стен производят из тяжёлого или лёгкого бетона сплошными или с дверными проёмами. Рядом преимуществ обладают трёхслойные панели толщиной до 25-30 см. Для строительства промышленных зданий выпускают панели толщиной 16-30 см и других размеров. Плиты и панели перекрытийотличаются сплошным или пустотелым строением, могут быть ребристыми. Фермы и балкиизготавливают обычно из предварительно напряжённого железобетона для зданий с пролётом соответственно 18, 24 и 6,12,18 м. Лестничные маршииз железобетона отличаются ступенчатым профилем, часто имеют плоские концевые участки, образующие лестничные площадки. Плиты для строительства дорог и аэродромов изготовляют на основе тяжёлого предварительно напряжённого бетона. Плиты, блоки, сегменты теплоизоляционныепроизводят в основном из особо лёгких бетонов на различных вяжущих (цементе, извести, гипсе). Строительные растворы пол