.Только при условии, что сегодня архитектор будет четко знать, что и из чего мы будем строить минимум через 15—20 лет, и заблаговременно закажет необходимые строительные материалы ученым и технологам промышленности, можно быть уверенным в том, что наша материальная палитра не окажется морально устаревшей и неприемлемой для осуществления творческих замыслов
Важнейший этап творческого участия архитектора в формировании номенклатуры строительных материалов — разработка технического задания-заказа на производство нового или совершенствование известного материала. Современные стандарты предоставляют архитекторам как потребителям продукции промышленности строительных материалов широкие возможности и права контроля над номенклатурой и качеством своей палитры.
Архитектурно-строительные требования к строительным материалам Первая общестроительные — обусловлена назначением материала, технологичностью его применения в строительстве независимо от эксплуатационного режима той конструкции, в которой он будет применен.
Вторая эксплуатационно-технические — определяется почти исключительно режимом эксплуатации зданий и сооружений в целом и конкретных помещений в частности.
Эстетические требования к форме, цвету, рисунку, фактуре Экономические требования, составляемые совместно с экономистами, содержат указания на максимальное значение стоимости, выше которой применение материала в данной конструкции нецелесообразно.
Понятие «материалоемкость»
«Материалоемкость» –свойство эффективных материалов, которые обладают опреде-
ленными признаками.
эксплуатационно-технических и эстетических свойств -простые и сложные. Простые свойства нельзя подразделить на другие. Например, простые свойства «масса», «длина» материалов не могут быть представлены другими более простыми свойствами.
Сложные свойства могут быть разделены на несколько менее сложных или простых свойств. Например, функциональность — сложное свойство, определяемое совокупностью эксплуатационно-технических свойств. Экономичность слагается из технико-экономических характеристик, отражающих затраты на производство, применение и эксплуатацию строительного материала в течение всего расчетного срока службы. К сложным свойствам относятся качество и интегральное качество.
Применение принципов квалиметрии для оценки качества строительных материалов
знакомстве с его методическими основами необходимо учитывать следующие положения: 1) оценка качества строительного материала зависит от того, для какой цели и для каких условий делается эта оценка, поэтому один и тот же материал может иметь несколько различных оценок качества. Прежде чем приступить к оценке качества, необходимо установить все необходимые условия и цель оценки; 2) качество следует рассматривать как иерархическую совокупность свойств материала, расположенных на разных уровнях. Каждое свойство одного уровня зависит от ряда других свойств более низкого уровня; оценка качества материала зависит от принятых показателей его свойств.
Проведение квалиметрического анализа предполагает выполнение нескольких основных этапов, из которых самый ответственный — построение дерева свойств, т. е. изображение всей совокупности свойств материала в виде многоуровневой структуры.
«Рисунок» дерева может изменяться в зависимости от вида материала, цели оценки и других факторов..
Количественная оценка качества сравниваемых строительных материалов (изделий) может быть получена как средняя взвешенная арифметическая из относительных оценок свойств Кi, с учетом их весомости Мi,. мы получим комплексную оценку качества материала, характеризующую его способность удовлетворять всем функциональным и эстетическим требованиям к материалу в соответствии с его назначением. Если же суммируются все без исключения показатели, полученный результат дает наиболее полную оценку интегрального качества материала К∑
К∑ = Ki х Mi
При оценке результатов тот из сравниваемых строительных материалов является лучшим по интегральному качеству, у которого показатель К∑будет иметь большее значение.
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА
К функциональнымм свойствам относят: структурные (средняя и истинная плотность, пористость), гидрофизические (гигроскопичность, водопоглощение, влагоотдача, водо-стойкость, водопроницаемость, влажность), теплофизические (теплопроводность, тепло-емкость, морозостойкость, огнестойкость, огнеупорность), комплексные (долговечность,
надежность, совметимость).
Структурные свойства строительных материалов
Плотностью называют массу единицы объема материала. Различают среднюю, истинную и насыпную плотности.
Средняя плотность — масса единицы объема материала в естественном состоянии, т.е. с порами и пустотами. Среднюю плотность ρ0, кг/м3, г/см3, вычисляют по формуле
где т — масса материала (образца) в сухом состоянии, кг или г; V— объем материала (образца) в естественном состоянии, м3 или см3.
Массу материала определяют путем взвешивания образцов на весах различного типа.
Определение объема зависит от формы образца. Образцы бывают правильной (куб, параллелепипед, цилиндр) и неправильной геометрической формы. В первом случае объем образца определяют путем вычислений по геометрическим размерам. Например, для куба V = abc, где а, Ь, с — размеры сторон куба. Если образец неправильной формы (кусочек кирпича), то объем образца определяют по объему вытесненной жидкости (закон Архимеда).
Средняя плотность для материала не является величиной постоянной. Искусственные материалы можно получить с требуемой средней плотностью. Изменяя структуру, можно получить тяжелый бетон плотностью до 2500 и особо легкий плотностью менее 500 кг/м3.
Истинная плотность, кг/м3, г/см3 — масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии (без пор и пустот). Вычисляют ее по формуле согласно СТБ 4.211—94
где Vа — абсолютный объем материала, м3 или см3.
Истинная плотность — это плотность вещества, из которого состоит материал, поэтому истинная плотность материала является физической постоянной характеристикой.
У плотных материалов числовые значения истинной и средней плотности одинаковы. Например, у стали р0 = ри = 7850 кг/м3. У пористых материалов истинная плотность больше средней. Например, у керамического кирпича ро = 1600...1900 , а ри= 2500 кг/м3.
Плотность материала в большой степени влияет на его долговечность. Средняя плотность материалов непосредственно влияет на эффективность строительства, а также на трудоемкость транспортирования и монтажа. Снижение средней плотности строительных материалов при сохранении необходимых прочности и долговечности — путь к снижению материалоемкости строительства, повышению его технико-экономической эффективности.
Пористость материала П — это степень заполнения объема материала порами. Пористость по значению дополняет плотность до единицы или до 100% и определяется по формуле П=Vп/V , где
Vп — объем, занимаемый порами, V— объем материала в естественном состоянии, т.е. вместе с порами.
Преобразовав эту формулу, получим П = (1-ро /ри)100%, или
Пористость выражают в процентах (ГОСТ 12730.1—78). Пористость строительных материалов колеблется в широком диапазоне: от 0 (сталь, стекло) до 90...95 (пено- и поропласты); у тяжелого бетона — 5.-.15%.
Коэффициент плотности Кпл - степень заполнения материала твердым веществом: Кпл = ро Ipи .
В сумме П + Кпл= 1 или 100%, т.е. высушенный материал состоит из твердого каркаса, обеспечивающего прочность, и воздушных пор.
Поры (от греч. poros — выход, отверстие) в материале — это промежутки, полости между элементами структуры материала, заполненные воздухом или водой. Поры возникают в материалах на различных стадиях их приготовления (у искусственных материалов) и образования (у природных материалов), отсюда и поры бывают искусственные и естественные. Форма, размеры и структура пор различны.
Более крупные поры в изделиях или полости между кусками рыхло насыпанного сыпучего материала (песок, гравий, щебень) называют пустотами.
В зависимости от пористости различают низкопористые (конструкционные материалы— П<30%), среднепористые (П = 30...50%) и высокопористые (теплоизоляционные материалы — П > 50%).
Для рыхлых (сыпучих и волокнистых) материалов (песок, щебень, цемент, минеральная и стекловата), а также для материалов с искусственными пустотами (пустотелые керамические кирпичи и камни, бетонные и железобетонные плиты с технологическими пустотами) отношение объема пустот к общему объему материала называют пустотностью.
Гидрофизические свойства строительных материалов
Гигроскопичность — свойство пористого материала поглощать водяной пар из воздуха
Влажность (W) — это количество воды в материале. Различают абсолютную влажность (г) и относительную (%). Относительную влажность вычисляют по формуле