Структура будівельних матеріалів
КОРОТКИЙ КУРС ЛЕКЦІЙ
Матеріалознавство, як наука про будівельні матеріали, покликана не тільки викладати теоретичні та практичні відомості про кожний матеріал з його специфікою якісних характеристик, але повинна розкрити сутність явищ, процесів і закономірностей, характерних при певних умовах для всіх матеріалів, взятих в їх сукупності.
Застосування та отримання матеріалів було відомо в найглибшій стародавності (кам'яний, золотий, бронзовий, залізний століття). Матеріали застосовувалися при необхідності без особливого їх вивчення.
Наука про будівельні матеріали на сучасному етапі свого розвитку включає не тільки суму знань про кожний матеріал, але і комплекс загальних положень, принципів, законів і понять про матеріали. Цьому розвитку істотно сприяла теорія штучних будівельних конгломератів (ІСК), розроблена проф. І. А. Рибьевим. Теорія ІБК увібрала в себе поняття про оптимальні структурах, загальні закономірності зміни властивостей і структур, загальний метод проектування оптимальних складів і структур. Виявилося, що при певних умовах всі матеріали підкоряються загальним законам. Разом з розвитком науки модернізується виробництво будівельних матеріалів, поліпшується їх якість, розширюється їх номенклатура.
КЛАСИФІКАЦІЯ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ
Всі будівельні матеріали діляться на дві великі групи ─ природні або природні ііскусственние.
Природні отримують безпосередньо з надр землі або шляхом переробки лісових масивів в «ділової ліс».
Штучні будівельні матеріали і вироби виробляють в основному з природних сировинних матеріалів, рідше з побічних продуктів промисловості і відрізняються вони від природних ─ будовою і хімічним складом.
Штучні будівельні матеріали класифікуються по головному ознакою їх затвердіння:
1. Матеріали, затвердіння яких відбувається при звичайних невисоких температурах (безобжіговиє матеріали) (кристалізація з розчинів);
2. Матеріали, затвердіння яких відбувається в автоклавах, т. Е. При підвищених температурі і тиску;
3. Матеріали, затвердіння яких відбувається при охолодженні вогненно-рідких розплавів (обпалювальні матеріали).
У конгломератах безвипалювального типу цементуючу частина представляють неорганічні, органічні, полімерні в'яжучі речовини.
У конгломератах обжигового типу виділяють розплави керамічні, скломаси, шлакові, кам'яне лиття.
До в'язких речовин безвипалювальних конгломератів з групи неорганічних відносять цементи, гіпсові, магнезіальні, вапняні і ін.
З групи органічних в'яжучих ─бітуми, дьогті, емульсії, пасти.
Група полімерних в'яжучих представлена термопластичними і термореактивними речовинами.
Структура - просторове розташування частинок різних розмірів, взаємопов'язані між собою пори і мікротріщини мають певний розмір і розташування.
Розрізняють мікро і макроструктуру.
Мікроструктура - взаєморозташування і взаємодія різних або однакових за розміром атомів, іонів і молекул, з сукупності яких складається речовина.
Основна форма розташування мікрочастинок в просторі -крісталліческая решітка
Тверді речовини, що не володіють кристалічною структурою відносяться до аморфним - тіла з безладним розташуванням атомів і молекул. Ізотропні.
Кристалічний і аморфний будова можуть бути притаманні однією речовиною (алмаз і графіт).
Залежно від характеру зв'язку контактують частинок, однорідні мікро структури діляться на коагуляційні, конденсаційні і кристалізаційні.
Коагуляційні - структури, в утворенні яких беруть участь порівняно слабкі сили молекул взаємодії між частинками.
Ван-дер-ваальсово сили, що діють через прошарку рідкого середовища.
Конденсаційні - структури, що виникли при безпосередній взаємодії часток або під впливом хімічних сполук.
Кристалізаційні - шляхом викрісталізовиванія твердої фази з розплаву (розчину, з наступним зрощенням окремих кристалів в їх міцний агрегат).
Макроструктура - утворена під впливом цементуючою здатності в'яжучого речовини. Завдяки чому, полізерністие частки заповнювача різної форми скріплюються між собою в загальний моноліт.
Відрізняються такі види макроструктур.
Якщо частинки розділені прошарками в'язкої речовини різної, значить товщина - порфировая.
Розрізняють оптимальні, неоптимальні і раціональні структури.
рівномірний розподіл за обсягом заповнювача, в'яжучого, нор. і інших елементів.
наявність безперервної просторової матриці з в'язкої речовини.
мінімальним значенням відношення маси в'яжучого до маси заповнювача.
найбільшою щільністю упаковки твердих частинок.
Неоптимальна - структура, яка не задовольняє хоча б 1 з вищевказаних умов оптимальності.
Раціональні - оптимальна структура при якій матеріал в повній мірі відповідає заданим показниками якості і реальними параметрами виробництва.
Класифікація гірських порід
Відомо більше 1000 гірських видів порід, але всі вони за походженням діляться на 3 групи. Така класифікація враховує умови їх утворення, що визначає будову і властивості породи.
Магматичні (вивержені) первинні породи, при охолодженні магми. Магма - високотемпературний, силікатний розплав, який в залежності від режиму охолодження може утворити: щільні кристалічні породи, якщо охолодження відбувалося повільно і під великим тиском в глибині земної кори (глибинні / інтрузивні). При швидкому охолодженні на поверхні землі образуютсяаморфние / стеклообразниє породи (еффузівние / ізлівшіеся).
Осадові (вторинні) в результаті вивітрювання магматичних пород.Механіческіе (уламкові), хімічного походження (гіпс), органогенного походження (крейда, нафта).
Метаморфічні (видозмінені) порода, яка під впливом тектонічного руху пішла під землю в високих температурах видозмінилася і вийшла назад.
На частку магматичних порід 95%