В описании своей продукции производители обычно рекламируют те свойства строительных материалов, которые выгодно их отличают перед остальными, или используют характеристики, которые дают преимущества в их использовании. Для того, что бы вы могли более свободно ориентироваться в терминологии свойств строительных материалов мы решили более подробно раскрыть описание основных характеристик, которые используют производители для своей продукции.

Основными свойствами строительных смесей и материалов являются их физические, химические, технологические и механические свойства.

Свойства любого строительного материала напрямую зависят от его состава, поэтому в начале перечисляется состав и используются термины о его строении. Для правильного понимания свойств строительных материалов нужно знать их химический, минеральный и фазовый составы.

Химический состав показывает, характеризует процентное содержание в материале химических элементов или оксидов, позволяет судить о некоторых свойствах материалов — механической прочности, огнестойкости, биостойкости и т.д.

Минеральный состав показывает, какие минералы и в каком количестве содержатся в каменном материале или в вяжущем веществе. Например, искусственный минерал трехкальциевый силикат (3СаО.SiO2) содержится в портландцементе в количестве 45…..60 %, причем при большем его содержании твердение цемента ускоряется и повышается прочность цементного камня.

Фазовый состав указывает на содержание в материале фаз, т.е. частей, однородных по химическому составу и физическим свойствам и отделенных друг от друга поверхностям раздела. Например, основными фазами клинкера портландцемента является алит, белит, целит и алюмоферитная фаза. В пористом материале выделяют твердые вещества, образующие стенки пор, и сами поры, заполненные воздухом, водой. Если вода замерзает, то образовавшийся в порах лед изменяет теплотехнические, механические и другие свойства материала, вызывает в нем большие внутренние напряжение следствии увеличения объема замерзающей в порах воды. Фазовый состав материала и фазовые переходы воды в нем оказывают влияние на все свойства и поведение материала при эксплуатации. Материалы, представленные одной фазой, называют гомогенными, а двумя и более — гетерогенными.

Строение материала характеризует его структурой и текстурой.

Структура — внутреннее строение материла, обусловленное формой, размерами, взаимными расположениями составляющих его частиц, пор, капилляров, взаимными расположением составляющих его частиц, пор, капилляров, поверхностей раздела фаз, микротрещин и других структурных элементов. В зависимости от структуры различают материалы изотропные — обладающие одинаковыми свойствами во всех направлениях (затвердевшие бетоны и строительные растворы, керамические материалы), или анизотропные, свойства которых различны в разных направлениях (железобетон, древесина, волокнистые материалы).

Текстура — строение, обусловленное относительным расположением и распределением составных частей материала в занимаемом им пространстве. Текстура бывает слоистая, массивная, полосчатая, пористая и др.

В большинстве своем строительные материалы имеют пористую текстуру. Их подразделяют на мелкопористые, размеры пор, которых определяются сотыми и тысячными долями миллиметра до 1…2 мм. Мелкопористыми материалами являются затвердевшие строительные растворы и бетоны, керамика, ряд камней, а крупнопористыми пено — и газобетоны, газостекло, пороплатсы и др. Крупные поры (до сантиметра) называют пустотами, к ним относят и пространства между кусками и зернами рыхлых материалов.

Различают макро- и микроструктуру материала. Макроструктура — структура, видимая невооруженным глазом или при небольшом увеличении; она бывает конгломератная (характерна для бетонов), ячеистая (газо- и пенобетоны, ячеистые пластмассы), волокнистая (древесина, стеклопластики), мелкопористая (ряд керамических материалов), слоистая (текстолит, бумопласт), рыхлозернистая (порошкообразные и зернистые материалы).

Микроструктура — структура , видимая в оптический или электронный микроскоп. Применительно, например, к строительному цементному раствору по микроструктуре можно судить о минеральном составе, количестве расположении основных фаз в цементном камне, поровом строении, размере, расположении и количестве микропор, особенностям контактного слоя между заполнителем цементным камнем.

По физическому состоянию все вещества подразделяются на твердые, жидкие, газообразные и плазму. В штукатурных и малярных работах используют материалы, которые находятся в твердом или жидком состоянии.

Твердым телом называется всякое тело, имеющее определенную форму. Так, к твердым телам относят металлы, камни, лед, воск, битум, стекло и др. Твердые тела могут находится в кристаллическом (гранит, металлы, лед) и аморфном (воск, стекло, эбонит) состояниях.

Кристаллические тела имеют упорядоченное взаимное расположение образующих их частиц — атомов и молекул, а аморфное хаотичное их расположение. Кристаллические вещества обладают характерными свойствами переходить из твердого состояния в жидкое при определенной, постоянной для данного вещества, температуре. Эта температура называется температурой плавления, равна температуре отвердения (каждое расплавленное вещество при охлаждении вновь отвердевает). Аморфные вещества не имеют четко выраженной температуры плавления и отвердевания, при нагревании они постепенно размягчаются и переходят в жидкое состояние.

Твердые материалы, используемые в штукатурных и молярных работах, бывают сыпучими и кумовыми.

Жидкость агрегатное состояние вещества, сочетающее в себе черты твердого состояния (сохранение объема, определенная прочность на разрыв) и газообразного (изменчивость формы).

В процессе работы штукатуры и маляры имеют дело не только с твердыми и жидкими веществами, но и с так называемыми коллоидно-дисперсными системами и растворами, различными смесями составами.

Дисперсные системы — образования из двух или большего числа фаз (тел) с сильно развитой поверхностью раздела между ними. В дисперсных системах одна из фаз — дисперсная фаза — распределена в виде мелких частиц (кристалликов, капель, пузырьков) в другой фазе — дисперсионной среде — газе, жидкости или твердом теле. Дисперсность — характеристика размеров твердых частиц и капель жидкости (чем меньше частицы, тем больше дисперсность). На практике в качестве дисперсных систем, размер частиц которых более 0,1 мкм, используют суспензии, эмульсии, коллоиды. Грубодисперсные системы (суспензии, эмульсии, порошки, пена) неустойчивы; чрезмерное измельчение порошков ведет к их слипанию (коагуляции).

Суспензия — система, в которой частицы твердой дисперсной фазы взвешены в жидкой дисперсионной среде. К таким системам относятся готовые к применению краски, являющиеся суспензиями пигментов и наполнителей в связующих веществах и растворителях, шпаклевки, подмазочные пасты.

Суспензия — система, в которой частицы твердой дисперсной фазы взвешены в жидкой дисперсионной среде. К таким системах относятся готовые к применению краски, являющиеся суспензиями пигментов и наполнителей в связующих веществах и растворителях, шпатлевки.

Эмульсии — система, состоящая из двух не растворяющихся друг в друге жидкостей, одна из которых (дисперсная фаза) распределена в другой (дисперсной среде).

В суспензиях и эмульсиях частицы дисперсной фазы стремятся к седиментации, т.е. к осаждению. В дополнение к этому они могут коагулировать, сцепляться под действием молекулярных сил.

Коллоиды — промежуточных системы между истинными растворами и грубодисперсными системами. Жидкие коллоиды — золи, твердые студенистые — гели. Гелеобразование — одно из важнейших свойств коллоидных систем. Гели образуются в результате действия молекулярных сил сцепления между коллоидными частицами. Образование гелей имеет значение для объяснения процессов твердения и свойств цементного камня и полимерных материалов. Ячеистая структура геля удерживает значительное количество жидкостей дисперсионной среды. Под действием механических усилий многие гели способны переходить в золи, т.е. разжижаться, это явление называется тикстропией и проявляется оно при вибрировании бетонных, растворных и других смесей.

Коллоиды способны к набуханию, при этом они увеличиваются в объеме. Животные клеи, белок, крахмал, мыло — коллоиды, которые при длительном соприкосновении с водой образуют коллоидные растворы (золи). В отличие от грубодисперсных систем коллоидные растворы стойки к седиментации, обладают свечением в проходящем свете и передвижением частиц к электродам при пропускании электротока.

Истинный раствор — молекулярно — дисперсная гомогенная (однородная) система переменного состава из двух и более компонентов. Раствор называется истинным потому, что вещества действительно и самопроизвольно растворяются в подходящем растворителе с образованием гомогенной системы. Истинные растворы устойчивы в течение длительного времени. С истинным раствором маляр имеет дело всякий раз, когда растворяет в воде кристаллы медного купороса, квасцов, каустическую соду, кислоту, спирт.

Важнейшее практическое значение имеют явления, происходящие на поверхности раздела фаз для всех дисперсных и особенно коллоидных систем. К таки явлениям относится адсорбция — поглощение и концентрирование вещества на поверхности радела фаз. Адсорбирующиеся вещества называются поверхностно — активными (ПАВ), они понижают поверхностное натяжение, имеют большое значение в технологии строительных материалов. ПАВ способствуют получению устойчивых эмульсий и суспензий (адсорбционный слой обволакивает частицы дисперсной фазы и не дает им слипаться); за счет эффекта адсорбционного понижения прочности ускоряют измельчение порошков, пластифицируют растворные и бетонные смеси, гидрофобизуют поверхности и пр.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Строительные материалы обладают комплексом физических свойств, числовые показатели которых определяют в лаборатории с помощью специальных приборов и стандартных методов.

К физическим относятся свойства, выражающие способность материалов реагировать на воздействия физических факторов — гравитации, теплоты, воды, звука, электрического тока, излучения и др. Строительные материалы бывают твердые и жидкие. Каждый материал имеет объем и обладает определенной массой.

Масса — совокупность материальных частиц (молекул, атомов, ионов), содержащихся в данном теле или веществе. Масса тела занимает часть пространства, т.е. имеет определенный объем; она постоянна для данного вещества и не зависит от ускорения свободного падения, от скорости его движения и положения в пространстве. Различные тела одинакового объема имеют неодинаковую массу, т.е. обладают разной плотностью.

Важнейшими параметрами физического состояния материалов являются плотность и пористость, а для дисперсных, например порошкообразных материалов, — дельная поверхность, т.е. поверхность, отнесенная к единице объема или массы материала. Плотность характеризуется отношением массы материала к его объему, длине, площади.

Плотность. Истинная плотность р -масса единицы объема однородного материала в абсолютно плотном состоянии, т.е. без учета пор и пустот. Определяется отношением массы m (кг) материала к его объему Va (м3) в абсолютно плотном состоянии р= m/ Va (кг/м3). Истинная плотность каждого вещества — постоянная физическая характеристика, которая не может быть изменена без изменения его химического состава или молекулярной структуры. Плотность, близкой к теоретической, обладают металлы, жидкости, стекло, полимеры.

Плотность твердых и жидких материалов сравнивают с плотностью воды. Наибольшая плотность воды при температуре 4 С равна 1 г/см3, так как масса 1 см3 воды равна 1 г. В основном истинная плотность вещества зависит от его химического состава. Так, у неорганических материалов (природных и искусственных камней), состоящих в основном из оксида кремния, алюминия и кальция, истинная плотность находится в пределах 2,4….3,1 г /см3, у органических материалов, состоящих в основном из углерода, кислорода и водорода, составляет 0,8….1,4 г /см3, у древесины 1,55 г /см3. Истинная плотность металла весьма различна (г /см3): алюминия — 2,7, стали — 7,85, свинца — 11,3.

Средняя плотность рm — масса единицы объема материала в естественном состоянии, т.е. с порами и пустотами. Определяется отношением массы m (кг) материала к его объему V (м3) в естественном состоянии: рm = m/ V (кг/м3).

Средняя плотность (далее мы будем называть ее просто плотностью) — важная физическая характеристика материала, меняющаяся в зависимости от его структуры и влажности. Так, путем изменения структуры можно получить тяжелый бетон плотностью 2400 кг/м3 и особо легкий — плотность менее 500 кг/м3. Средняя плотность оказывает существенное влияние на механическую прочность, водопоглощение, теплопроводность и другие свойства материалов. У плотных материалов числовое значения истинной и средней плотности одинаковы, у других материалов средняя плотность меньше истинной. Плотность строительных материалов колеблется в очень широких пределах: 15 (пористая пластмасса) до 7850 кг/м3 (сталь).

Для сыпучих материалов определяют насыпную плотность. Насыпная плотность рн — масса единицы объема рыхло насыпных зернистых материалов (песка, цемента, гравия, щебня): рн=m|V. Например, истинная плотность гранита — 2700 кг/м3, его средняя плотность — 2670 кг/м3, а насыпная плотность гранитного щебня — 1300 кг/м3.

Пористость — степень заполнения объема материала порами. В большинстве своем материалы содержат поры — малые ячейки, заполненные воздухом или водой. Пористость вычисляют по формуле (%): П=(( р- рm) / р)*100 и выражают в долях объема материала, принимаемого за 1, или в процентах от объема. Пористость строительных материалов колеблется в широких пределах: от 0 (сталь, стекло) до 98% (мипора).

Отличают открытую и закрытую пористость. Изменяя соотношение объемов открытых и закрытых пор, их размеров, в технологии материалов достигают получение материалов с заданными свойствами. Например, при уменьшении пористости достигается повышение прочности материалов.

При получение теплоизоляционных материалов стремятся увеличить пористость и создать им мелкопористую структуру. Если в общем объеме увеличить долю закрытых пор, то это благоприятно скажется на морозостойкости материалов. Для улучшения звукопоглощающих свойств стремятся создать в материале систему разветвленных и сообщающихся пор. Следовательно, от пористости материалов зависит их средняя плотность, прочность, водонасыщаемость, теплопроводность, морозостойкость, звукопоглощаемость и другие свойства.

Сыпучие и рыхлые материалы (песок, молотый мел, пигменты, цемент, шлак) кроме пор имеют пустоты — воздушные полости между отдельными частицами материала.

Пустотность отношение суммарного объема пустот в рыхлом материале ко всему объему, занимаемому этим объемом. Для численного выражения пустотности необходимо знать плотность и насыпную плотность материала. Пустотность Ппуст вычисляют по той же формуле, что и пористость, и выражают в процентах.

Коэффициент плотности Кпл — степень заполнения объема материала твердым веществом; вычисляют его по формуле Кпл = рm/р. В сумме Кпл+П=1 (или 100%), т.е. сухой материал состоит из твердого каркаса и воздушных пор.

При транспортировке, хранении и в конструкциях материалы могут, подвергается действию воды. Влажные материалы менее прочны, более тяжелы и теплопроводны, чем сухие. Цемент, гипсовые вяжущие, пигменты, клей, и другие материалы портятся от атмосферной влаг, а влажная древесина легко поддается гниению. Свойства, связанные с воздействием на материал воды, называют гидрофизическими.

Гигроскопичность — свойство происто-капиллярного материала поглощать влагу из воздуха. Степень поглощения зависит от температуры и относительной влажности воздуха. С увеличением относительной влажности воздуха и снижением температуры воздуха гигроскопичность повышается. Гигроскопичность характеризуется отношением массы поглощенной материалом влаги при относительной влажности воздуха 100% и температуре +20 С к массе сухого материала.

Гигроскопичность отрицательно сказывается на качестве строительные материалы. Так, цемент при хранении под влиянием влаги воздуха комкуется и снижает свою прочность. Весьма гигроскопична древесина, от влаги воздуха она разбухает, коробится. Чтобы уменьшить гигроскопичность деревянных конструкций и предохранить их от разбухания, древесину покрывают маслеными красками и лаками, пропитывают полимерами, которые препятствуют проникновению влаги в материал.

Капиллярное всасывание — свойство пористо-капиллярных материалов поднимать воду по капиллярам. Оно вызывается силами поверхностного натяжения, возникающими на границе раздела твердой и жидких фаз. Капиллярное всасывание характеризуют высотой поднятия уровня воды в капиллярных материалах и количеством поглощенной воды и интенсивность всасывания. Когда фундамент находится во влажном грунте, грунтовые воды могут подыматся по капиллярам и увлажнять низ стены здания. Во избежание сырости в помещении устраивают слой гидроизоляции, отделяющий фундамент от стены. С увеличением капиллярного всасывания снижается прочность, стойкость к химической коррозии и морозостойкость строительных материалов.

Водопоглощение — свойство материала при непосредственном соприкосновении с водой впитывать и удерживать ее в своих порах. Водопоглощение выражают степенью заполнения объема материала водой (водопоглощение по объему Wo ) или отношением количества поглощенной воды к массе сухого материала (водопоглощение по массе Wm). Вычисляют водопоглощение по формуле (%):

Wm=((m2-m1)|m1)*100; Wo=((m2-m1)|V)*100,

Где m1 и m2 — масса материала соответственно в сухом и насыщенном водой состоянии, г; V- объем материала в сухом состоянии, см3. Разделив Wo на Wm, получим зависемость:

Wo =Wm pm.

Водопоглощение различных материалов находится в широких диапазонах (% по массе): гранита 0,02…1; плотность тяжелого бетона 2….5; керамического кирпича 8….25; асбестоцементных прессованных плоских листов — не более 18; теплоизоляционных материалов 100 и более.

У высокопористых материалов водопоглощение по массе может превышать пористость, но водопоглощение по объему всегда меньше пористости, так как вода не проникает в очень мелкие поры, а в очень крупных не удерживается. Водопоглощение плотных материалов равно нулю (стекло, сталь, битум) Водопоглощение отрицательно сказывается на других свойствах материалов: понижается прочность и морозостойкость, материал набухает, возрастает его теплопроводность и увеличивается плотность.

Влажность — отношение массы воды, находящейся в данный момент в материале, к массе (реже к объему) материала в сухом состоянии. Вычисляется по тем же формулам, что и водопоглощение, и выражается в процентах. При этом массу материала берут в естественном влажном, а не в насыщенном водой состоянии.

При транспортировании, хранении и применении материалов имеют дело не с водопоглащением, а с их влажностью. Влажность меняется от 0% (для абсолютно сухих материалов) до значения полного водопоглощения и зависит от пористости, гигроскопичности и других свойств материала, а также от окружающей среды — относительной влажности и температуры воздуха, контакта материала с водой и т.д. Для многих строительных материалов влажность нормирована. Например, влажность молотого мела — 2 %, комового — 12%, стеновых материалов — 5….7, воздушно-сухой древесины 12….18 %.

Поскольку свойства сухих и влажных материалов весьма различны, необходимо учитывать как влажность материла, так и его способность к поглощению воды. Во всех случаях — при транспортировании, хранении и применении — строительных материалов предохраняют от увлажнения.

Водостойкость — свойство материала сохранять прочность при насыщении его водой. Критерием водостойкости строительных материалов служит коэффициент размягчения Кр= RB/RC — отношение прочности при сжатии материала, насыщенного водой RB, к прочности сухого материала RC. Он изменяется от 0 (для глины) до 1 (стекло, металлы). Материалы, у которых коэффициент размягчения более 0,75, называют водостойкими.

Влагоотдача — свойства материала терять находящуюся в его порах воду. Числовой характеристикой влагоотдачи является количество воды (в %), испарившейся из образца в течении 1 суток при температуре 20 С и относительной влажности воздуха 60 %. Влагоотдачу учитывают, например, при уходе за твердеющим бетоном, при сушке оштукатуренных известковым раствором стене и перегородок. В первом случае желательна замедленная, а во втором — быстрая влагоотдача.

Водопроницаемость — свойство материала пропускать через себя воду под давлением. Степень водопроницаемости в основном зависит от строения пористости материала. Чем больше в материале открытых пор и пустот, тем больше его водопроницаемость. Водопроницаемость характеризуется коэффициентом фильтрации (м/ч) — количеством воды (в м3), проходящей через материал площадью 1 м2, толщиной 1м за 1 ч при разности гидростатического давления на границах стенки 9,81 Па. Чем ниже коэффициент фильтрации, тем выше марка материала по водонепроницаемости. Водонепроницаемыми являются плотные материалы (гранит, металлы, стекло) и материалы с мелкими замкнутыми порами (пенопласты, экструдированный полистирол).

Для гидроизоляционных материалов важна оценка не водопроницаемости, а их водонепроницаемости, которая характеризуется или временем, по истечении которого появляется просачивание воды под определенным давлением через образец материала (мастика, гидроизол), или максимальным давлением воды, при котором она еще не проходит через образец материала за время испытания (специальные строительные растворы).

Воздухо-, газо- и паропроницаемость — свойства материала пропускать через свою толщу соответственно воздух, газ и пар. Они зависят главным образом от строения материалов, дефектов его структуры и влажности. Количественно воздухо — и газопроницаемость характеризуются коэффициентом воздухо — и газопроницаемости, которые равны количеству воздуха (газа) (м3), проходящего в течение 1 ч через 1 м2 материала толщиной в 1 м при разности давлений на поверхность в 9,81 Па. Воздухо — и газопроницаемость выше, если в материале больше сообщающихся пор; наличие воды в порах понижает эти свойства материала.

Паропроницаемость возникает при различном содержании и упругости пара по обе стороны поверхности, что зависит от температуры водяных паров и характеризуется коэффициентом паропроницаемости, который равен количеству водяного пара (в г), проникающего в течение 1 ч через 1 м2 материала толщиной 1м при разности давлений пара на поверхностях 133,3 Па.

Стендовые и отделочные материалы должны обладать определенной проницаемостью, должны «дышать». Достаточные воздухо — газо и паропроницаемость стеновых материалов поддерживают оптимальный для человека воздушно-влажностный режим в помещениях и предотвращают разрушение стен при действии мороза и последующем оттаивании. Во влажных помещениях стены и покрытия защищают с внутренней стороны от проникновения водяного пара. Паронепроницаемые материалы располагают с той стороны ограждения, с которой содержание пара в воздухе больше. Материалы, насыщенные водой, практически газонепроницаемы.

Лакокрасочные покрытия либо уменьшают, либо сохраняют паропроницаемость строительных материалов. Чем меньше паропроницаемость лакокрасочной пленки, тем выше ее антикоррозионные свойства.

Морозостойкость — свойство материалов в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное число циклов попеременного замораживания и оттаивания без видемых признаков разрушения и без значительного снижения прочности и массы. Морозостойкость — одно из основных свойств, характеризующих долговечность строительных материалов в конструкциях и сооружениях. При смене времен года некоторые материалы, подвергаются периодическому замораживанию и оттаиванию в обычных атмосферных условиях, разрушаются. Это объясняется тем, что вода, находящиеся в порах материала, при замерзании увеличивается в объеме примерно на 9…10 %; только очень прочные материалы способны выдерживать это давление льда (200 МПа)на стенки пор.

Высокой морозостойкостью обладают плотные материалы, которые имеют малую пористость и закрытые поры. Материалы пористые с открытыми порами и соответственно с большим водопоглащением часто оказываются не морозостойкими. Материалы, у которых после установленных для них стандартных испытаний, состоящих из попеременного многократного замораживания (при температуре не выше -17С) и оттаивания (в воде), не появляются трещины, расслаивание, выкрашивание и которые теряют не более 25% прочности и 5 % массы, считаются морозостойкими.

По морозостойкости, т.е по числу выдерживаемых циклов замораживания и оттаивания, материалы подразделяются на марки: Мрз10;15;25;35;50;100;150;200;300;400 и 500. Так, марка по морозостойкости штукатурного раствора Мрз 50 означает, что раствор выдерживает не менее 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания без потерь прочности и массы.

Важно понять, что для пористых материалов особенно опасно совместное действие воды и знакопеременных температур. Морозостойкость зависит от состава и структуры материала, она снижается с уменьшением коэффициента размягчения и увеличением открытой прочности.

Критерий морозостойкости материала — коэффициент морозостойкости Кмрз=Rмрз/Rнас — отношение предела прочности при сжатии материала после испытания к пределу прочности при сжатии водонасыщенных образцов, не подвергнутых испытанию, в эквивалентном возрасте. Для морозостойких материалов Кмрз должен быть более 0,75. Принято также считать, что если коэффициент размягчения к Кразм камня не ниже о,95 то каменный материал морозостоек.

Свойства материалов, связаны с изменением температуры, относят к теплофизическим. Они важны для теплоизоляционных и жаростойких материалов, для материалов ограждающих конструкции и изделий, твердеющих при тепловой обработке.

Теплоемкость — свойства материала поглощать при нагревании и отдавать при охлаждении определенное количество теплоты. Теплоемкость — мера энергии, необходимой для повышения температуры материала.

Теплоемкость, отнесенную к единице массы, называют удельной теплоемкостью С (Дж/ (кг*С)). Удельная теплоемкость равна количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 кг материала на 1 С. У органических материалов она обычно выше, чем у неорганических (кДж/(кг*С)): древесина — 2,38….2,72; сталь — 0,46, вода — 4,187. Наибольшую теплоемкость имеет вода, поэтому и с повышение влажности материалов их теплоемкость возрастает.

Теплопроводность — свойство материала передавать через свою толщу тепловой поток, возникающий вследствие разности температур на противоположных поверхностях. Это свойство имеет важное значение для строительных материалов, применяемых при устройстве ограждающих конструкций (стен, перекрытий, покрытий) и материалов, предназначенных для теплоизоляции. Теплопроводность зависит от его строения, химического состава, пористости и характера пор, от влажности и температуры, при которой происходит передача теплоты.

Теплопроводность характеризируется коэффициентом теплопроводности, показывающим, какое количество теплоты (Дж) способен пропустить материал через 1 м2 поверхности при толщине материала 1 м и разности температур на противоположных поверхностях 1 С в течении 1 ч . Коэффициент теплопроводности (Вт/м*С): воздуха — 0,023, древесины вдоль волокон — 0,35 и поперек волокон — 0,175, воды — 0,59, керамического кирпича -0,82, льда — 2,3. Следовательно, воздушные поры в материале резко снижаются его теплопроводность, а увлажнение — сильно увеличивает, так как коэффициент теплопроводности воды в 25 раз выше, чем у воздуха.

При замерзании воды в порах материала еще больше увеличивается теплопроводность, так как лед примерно в 4 раза теплопроводнее воды и в сто раз теплопроводнее воздуха. Чем меньше пор, т.е. чем плотнее материал, тем он теплопроводнее. При повышение температуры теплопроводность большинства материалов возрастает и лишь у немногих (особенно у металлов) уменьшается.

Тепловое расширение — свойство материалов расширятся при нагревании и сжиматься при охлаждении, оно характеризуется линейным изменением размеров, и объема материалов важен температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР), показывающий, на какую долю первоначальной длины расширяется материал при повышении температуры на 1 С. Так, для стали ТКЛР составляет (11…11,9)*10-6, для бетона — (10…14)*10-6, для древесины вдоль волокон — (3..5)*10-6. В конструкциях, объединяющих несколько материалов, необходимо учитывать ТКЛР каждого; например, в железобетоне хорошо сочетаются столь и бетон, так как ТКЛР этих материалов почти одинаков. В результате значительного различия ТКЛР в композиционных материалах возникают напряжения, которые могут привести не только к появлению микротрещин и короблению, но и к разрушению материалов.

Огнестойкость — свойство материалов выдерживать без разрушения воздействие высоких температур, пламени и воды в условиях пожара. Материалы в этих условиях либо сгорают, либо растрескиваются, сильно деформируются, либо разрушаются от потери прочности. По огнестойкости различают несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Несгораемые материалы под действием огня или высокой температуры не горят и не обугливаются. Это кирпич, бетон и др. Между тем, некоторые несгораемые материалы — мрамор, стекло, асбестоцемент — при резком нагревании разрушаются, а стальные конструкции — сильно деформируются и теряют прочность.

Сгораемые материалы под действием огня или высокой температуры горят и продолжают гореть после удаления источника огня. Это древесина, обои, битумы, полимеры, бумага и др.

Для повышения огнестойкости материалы пропитывают или обрабатывают огнезащитными составами — антипиренами. При нагревании они выделяют газы, не поддерживающие горения, или образуют на материале пористой защитой слой, замедляющий его нагрев.

Огнестойкие материалы нельзя отождествлять с огнестойкостью конструкции здания и сооружения, так как конструкции, выполненные, например, из сгораемых материалов, но обработанные антипиренами или защищенные от огня штукатуркой или облицовкой из несгораемых материалов, по своей огнестойкости относятся к трудносгораемым.

Для повышения огнестойкости материалов применяют различные огнезащитные покрытия, в том числе краски. Связующими в таких красках служат жидкое стекло, известь, перхлорвиниловые и карбамидные смолы, фосфорброморганические полимеры. Силикатные и другие огнезащитные краски одновременно защищают материалы от огня и выполняют функции отделочного покрытия.

Огнеупорность — свойство материла выдерживать длительное воздействие высокой температуры (от 1580 С и выше), не деформируясь и размягчаясь. Огнеупорные материалы, применяемые для внутренней футеровки промышленных печей, — динас, шамот, ромомагнезит, корунд — не деформируются и не размягчаются при температуре 1580 С и выше. Тугоплавкие материалы (тугоплавкий печной кирпич) выдерживают без расплавления температуру 1350…1580 С, а легкоплавкие (кирпич керамический строительный) — до 1350 С.

Акустические свойства материалов связаны с взаимодействием материалов и звука; прежде всего, это — звукопроводность и звукопоглощение.

Звукопроводность — свойство материала проводить через свою толщину звук; она зависит от строения и массы материала. Тяжелые материалы (кирпич), а также пористые и волокнистые плохо проводят звук. Звукопроницаемость — отрицательное свойство, так как в большинстве случаев к строительным материалам предъявляются требования изоляции помещений от внешних шумов. Звукоизоляция — ослабление звука при его проникновении через ограждающие конструкции — это свойство материла, обратной звукопроницаемости.

Звукопоглощение — свойство материала поглощать и отражать падающий на него звук. Оно зависит от пористости материала его толщины, состояния поверхности, а также от частоты звукового тона, измеряемого количеством колебаний в секунду. За единицу звукопоглощения принимают поглощение звука 1 м2 открытого окна; при открытом огне звук поглощается полностью. Звукопоглощение всех строительных материалов меньше единицы. Звукопоглощение материала оценивается коэффициентом звукопоглощения, т.е. отношение энергии, поглощенной материалом, к общему количеству попадающей энергии в единицу времени.

Звукопоглощение зависит от характера поверхности материала. Материалы с гладкой поверхностью хорошо отражают падающий на них звук, поэтому в помещениях в помещениях с гладкими стенами создается постоянный шум. Материалы с развитой открытой пористостью хорошо поглощают и не отражают падающий на них звук. Специальная акустическая штукатурка с мелкими открытыми порами хорошо поглощает звук и заглушает его. Известно, что ковры, дорожки, мягкая мебель заглушают звук. В принципе те строительные материалы, которые плохо пропускают через себя звук, хорошо его поглощают и не отражают, являются акустическими материалами. Уменьшение шума в результате использования таких материалов сохраняет здоровье людей, создает для них определенные удобства и способствует производительности труда.

Электропроводность — свойство материалов проводить электрический ток. Электропроводными являются металлы, материалы в влажном состоянии — бетон, цемент камень, строительный раствор, древесина.

Радиационная стойкость — свойство материала сохранять свою структуру и физико-механические характеристики после воздействия ионизирующих излучений. Радиация по своему уровню может быть столь высокой, что может вызвать глубокие изменения структуры материала. Например, минералы кристаллической структуры становятся аморфными, что сопровождается объемными изменениями и возникновением внутренних напряжений. Все это заканчивается разрушением материала и птерей его защитных свойств. Для защиты от радиоактивных излучений применяют особо тяжелые (рm= 3000….5000 кг/м3) и гидратные бетоны, имеющие повышенное содержание химически связанной воды, создающей хорошую защиту от нейтронного потока.

ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Для правильной и полной оценки материалов при их изготовлении, выборе и эксплуатации в конструкциях необходимо знать и учитывать их химические и физико-химические свойства.

Химические свойства выражают степень активности материала к химическому взаимодействию с реагентами внешней среды и способность сохранять постоянными состав и структуру материала в условиях инертной окружающей среды. Некоторые материалы склонны к самопроизвольным внутренним химическим изменениям в обычной среде. Ряд материалов проявляют активность при взаимодействии с кислотами, водой, щелочами, растворами, агрессивными газами и т.д. Химические превращения протекают также при технологических процессах производства и применения материалов.

Химическая стойкость — свойство материалов противостоять разрушающему действию химических реагентов — кислот, щелочей, растворенных в воде солей и газов. Она зависит от состава и структуры материалов. Так, мрамор, известняки, цементный камень в строительных растворах и бетонах, в химическом составе который преобладает оксид кальция (СаО), легко разрушаются кислотами, но стойки к действию щелочей. Силикатные материалы, содержащие в основном диоксид кремния (SiO2), стойки к действию кислот, но взаимодействуют при повышенной и нормальной температуре со щелочами.

Медленное или быстрое изменение структуры материала под влиянием внешней агрессивной среды называют коррозией. Она бывает химическая, электрическая, биологическая.

Коррозионная стойкость — свойство материала сопротивляется коррозионному воздействию среды. Распространенной и благоприятной средой для развития химической коррозии является вода (пресная и морская). Агрессивность воды зависит от степени ее минерализации, жесткости, щелочности или кислотности. На развитие коррозионных процессов влияют растворенные в воде соли (сульфаты, хлориды и др.) и газы. Химически агрессивной средой являются также воздух, содержащий пары оксидов азота, хлора, сероводорода и т.д.

Особым видом коррозии является биокоррозия — разрушение материалов под действием живых организмов — грибков, насекомых, растений, бактерий и микроорганизмов.

К коррозии относят также «старение» пластмасс — изменение их химического состава и структуры под действием ультрафиолетовых лучей солнца и искусственных источников света, кислорода, воздуха и повышенных температур. Коррозия опасна не столько изменениями химического состава, сколько структуры и физикомеханических свойств материалов.

Кислото- и щелочестойкость — свойство материала не разрушатся под действием кислот и щелочей.

Кислоты весьма агрессивны к металлам, штукатурке, бетону, ряду осадочных горных пород, силикатному кирпичу. Кроме минеральных агрессивны также органические кислоты — уксусная, масляная, молочная. Агрессивны к бетону и другим материалам растворы сахара, патока, фруктовые соки и т.д. Кислотостойкими материалами являются некоторые природные камни — диабаз, базальт, андезит, гранит, но и они разрушаются плавиковой кислотой. Кислотостойки плотная керамика, стекло и большинство материалов из пластмасс.

Из щелочей весьма агрессивны концентрированные растворы едкого кали и каустической соды. Щелочестойкими должны быть пигменты, применяемые для цветной штукатурки и различных окрасок по бетону, цементным и известковым штукатуркам, содержащим известь — сильную щелочь. Нещелочестойкие пигменты в растворах и окрасках быстро обесцвечиваются.

Газостойкость — свойство материла не вступать во взаимодействие с газами окружающей среды. Строительные материалы должны быть стойкими к сероводороду, углекислоте и другим газам. Пигменты, в состав которых входят свинец и медь, чернеют под влиянием сероводорода. Между тем взаимодействие гидрата оксида кальция, находящегося в бетоне, штукатурки, силикатном кирпиче, с углекислым газом воздух способствует увеличению прочности этих материалов.

Важно отметить, что большинство строительных материалов не обладает химической и коррозионной стойкостью. Так, почти все цементы, бетоны и строительные растворы плохо сопротивляются действию кислот; битумы сравнительно быстро разрушаются под действием концентрированных растворов щелочей; древесина не стойка к воздействию тех и других. Многие соли, особенно образующиеся в воде щелочную и кислую среду, достаточно агрессивны. Растворы солей разрушают материалы также из-за кристаллизации в их порах.

Из физико-химических свойств важны в первую очередь дисперсность, гидрофильность и гидрофобность.

Дисперсность — тонкость помола — характеристика размеров твердых частиц и капель жидкости. Ряд строительных материалов — цемент, гипсовые вяжущие, молотая известь, пигменты эмульсии- находятся в дисперсном (тонкоизмельченном) состоянии. Такое состояние характеризуется большой суммарной поверхностью частиц.

Для дисперсных (порошкообразных) материалов важным параметром состояния является удельная поверхность, относительная к единице объема (см2/см3; см-1) или массы (см2/г) материала. С увеличением удельной поверхности материалов возрастают их внутренняя энергия и химическая активность. Например, цемент обычного помола при удельной поверхности примерно 3000 см2/г химически связывается за двое суток твердения 10…13% воды, а очень тонкого помола при удельной плотоности примерно 5000 см2/г — 16..18%. Такой цемент быстрее твердеет, обладает высокой прочностью, называется быстротвердеющим.

Гидрофильность (любовь к воде) — свойство материала хорошо смачиваться водой. Если капля воды растекается по поверхности материала, т.е. когда вода, смачивает материал, он является гидрофильным. Это бетон, строительный раствор, камни, керамика, древесина, металлы. Гидрофильность характерна для неорганических материалов, имеющих полярное строение молекул.

Гидрофобность (боязнь воды) — свойство материала не смачиваться водой. Вода на поверхности гидрофобных материалов не растекается, а собирается в виде капель.

Гидрофобность характерна для органических материалов, имеющих неполярное строение молекул. Примерами гидрофобных материалов и веществ являются битумы, полимеры, масла, парафин, кремнийорганические вещества. Для придания гидрофобности гидрофильным материалам их поверхность обрабатывают гидрофобными веществами. Бумага, картон — материалы гидрофильные, после пропитки или обработки их поверхности маслом они становятся гидрофобными, вода их не смачивает, капли воды скатываются с их поверхности.

Для гидрофобизации некоторых строительных материалов применяют кремнийорганические жидкости. В технологии строительных материалов примером использования принципа гидрофобизации являются создание гидрофобного цемента, он долго хранится без комкования и потери прочности от соприкосновения с влагой воздуха.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Свойства, выражающие способность материала к восприятию определенных технологических операций с целью изменения формы, размеров, характера поверхности, плотности, называют технологическими.

Из бетонной или растворной смеси нетрудно отформовать изделие заданной формы и требуемых размеров. Во время изготовления изделие можно уплотнить вибрированием, трамбованием или другим технологическими приемами, оштукатурить и загладить его поверхность. Классическим примером технологического материала является древесина — ее не трудно тесать, строгать, сверлить, распиливать, полировать, окрашивать, лакировать, соединять на гвоздях, шурупах, винтах, нагелях и врубках. Весьма технологичны металлы, их обрабатывают в холодном, нагретом и расплавленном состоянии. Из глины можно отформовать изделия любой формы, а после сушки и обжига получить не размокший в воде керамический каменный материал, весьма прочный и долговечный.

Удобоукладываемость — важнейшее технологическое свойство строительного раствора укладываться тонким слоем на пористое основание и не расслаиваться при транспортировании, перекачивание насосами, транспортировании. В свою очередь удобоукладываемость зависит от подвижности (растекаемости) и водоудерживающей способности растворной смеси.

К технологическим свойствам готовых к употреблению лакокрасочных материалов относят степень перетертости красок (чем тоньше растерта краска, тем легче ее наносить на поверхность), время и степень высыхания материала, условная вязкость, розлив, адгезия покрытия с поверхностью, способность покрытий шлифоваться и полироваться.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Механические свойства материалов имеют решающее значение для строительных материалов (конструкций), работающих под действие нагрузок. Внешние нагрузки вызывают либо разрушение, либо деформацию материалов. Сопротивление материалов изменять под нагрузкой форму и размеры характеризуется деформативными свойствами: упругости, пластичности, хрупкости, модуля упругости, ползучести. Сопротивление материалов механическому разрушению характеризуется их прочностными свойствами: прочностью, твердостью, истераемостью, сопротивлением удару, износом.

Прочность — свойство материала сопротивляться внутренним напряжениям, возникающих в результате внешних нагрузок. Нагрузки вызывают в материале напряжения сжатия, растяжения, изгиба. Мерой прочности материалов является предел прочности — наибольшее напряжение, соответствующее нарастающей нагрузке, при которой образец материала разрушается.

Предел прочности при сжатии или при растяжении (Па) равен отношению разрушающей силы (Н) к площади поперечного сечения (м2) образца, подвергающегося испытанию. Предел прочности вычисляется по формуле Rсж=F/S; Rpac=F/S, где F-разрушающая нагрузка, Н; S-площадь поперечного сечения образца, м2.

Предел прочности при изгибе образца прямоугольного сечения и одной сосредоточенной нагрузке в его середине вычисляют по формуле Rизг =3FL/(2bh2), где F — разрушающая нагрузка, H; L — расстояние между опорами , м; b и h — ширина и высота поперечного сечения образца, м.

Различные материалы обладают неодинаковым пределом прочности при сжатии: от 0,5 (торфяные плиты) до 100 МПа и более (высокопрочная сталь). Часто одни и те же материалы имеют неодинаковый предел прочности и в зависимости от этого их делят на марки и сорта. Так, марки строительных растворов соответствуют пределу прочности (кг/см2) от 4 до 300, обычного бетона — от 100 до 600 известняка — от 100 до 1500, керамического кирпича — от 75 до 300.

При определении предала прочности при сжатии испытывают стандартные образцы на гидравлическом прессе до их разрушения.

При испытании материалов на растяжение используют образцы в виде восьмерки, призмы, стержня. Образцы испытывают до разрушения на разрывных машинах.

Многие материалы (природные камни, кирпич, бетон, раствор) имеющие высокий предел прочности при сжатии, не способны выдерживать значительные растягивающие и изгибающие напряжения.

Поэтому в конструкциях приходится сочетать различные материалы с учетом их свойств (например, в железобетоне сталь воспринимает растягивающие усилия, а бетон — сжимающие). Сталь и пластмасса хорошо сопротивляются не только сжатию, но и растяжению и изгибу. Древесина хорошо сопротивляется сжатию (как бетон), примерно в два раза лучше — изгибу и в четыре раза — растяжению.

Прочность материала зависит от структуры, пористости, влажности, дефектов строения, длительности и характера приложения нагрузки, среды, температуры, состояния поверхности и других факторов.

Динамической, или ударной, прочностью называют свойства материала сопротивляться разрушению при ударе. Ее характеризуют количеством работы, затраченной на разрушение стандартного образца, отнесенной к еденице объема (Дж/см2). Ударная прочность важна для материалов полов, лестниц, дорожных покрытий, фундаментов машин, бункеров и т.п.

При испытаниях в материалах могут развиваться процессы хрупкого разрушения (природные и искусственные камни, стекло, чугун) или пластичного (полимерные материалы, битум, ряд металлов). Пластическому разрушению свойственно постепенное утоньшение одного из сечений испытываемого образца.

Наряду с определением прочности материалов разрушением контрольных образцов широко применяют не разрушающие методы, позволяющие без разрушения испытывать на прочность не только отдельные образцы, но и конструкции в комплексе, определяя при этом степень их однородности. Одним из не разрушающих физических методов испытания является импульсный ультразвуковой, при котором оценка свойств производится по замеренной скорости прохождения продольных ультразвуковых волн с использованием коррекционной связи между скоростью распространения упругих волн в материале и его механическими свойствами.

Твердость — свойство материала сопротивляться местной пластической деформации, возникающей при внедрение в него более твердого тела. Твердость ряда строительных материалов (металла, древесины, бетона, строительных растворов …..) определяют, вдавливая в них закаленный стальной шарик, алмазную пирамиду или конус. В результате испытания вычисляют число твердости, равное отношению силы вдавливания к площади поверхности отпечатка. Твердость минералов и однородных горных пород оценивают по шкале Мооса, содержащей десять минералов, из которых каждый последующий оставляет царапину на всех предыдущих.

Минералы шкалы расположены в порядке возрастания твердости от 1 (тальк — легко царапается ногтем) до 10 (алмаз легко царапает стекло).

Прочность по твердости самая высокая по сравнению с другими видами прочности, она зависит от химического состава, состояния поверхности, энергии кристаллической решетки. Твердость стали и сплавов пропорциональна прочности их на растяжение. Однако высокая прочность не всегда говорит о высокой твердости материала: мрамор прочен, но сравнительно не тверд, пластмассы прочны, но не тверды; древесина по прочности на сжатие равна бетону, а по твердости уступает ему. Чем выше твердость, тем меньше истираемость материала.

Истираемость — свойство материала уменьшатся в объеме и массе под действием истирающих усилий. Истираемость И вычисляют (г/см2) по формуле И=(m1-m2)/S, где m1 и m2 — масса образца до и после истирания, г; S — площадь истирания, см2. Сопротивление материала истиранию определяют на круге истирания с подсыпанием абразивных порошков — наждака или кварцевого песка. Истираемость зависит от прочности и твердости материала. Хорошо сопротивляются истиранию материалы из каменного литья и шлакоситалы (0,01…0,03), гранит (0,03…0,07), кварцит (0,06…0,12), керамические плитки для полов (0,08). Истираемость важна для оценки эксплуатационных свойства материала полов, ступеней лестниц, дорожных покрытий.

Износ — свойство материала сопротивляется одновременно воздействию истирания и удара. Износ материала зависит от его структуры, состава, твердости, прочности, истираемости. Износ определяют на пробах материалов, которые испытывают во вращающемся барабане со стальными шарами или без них. Чем больше потеря массы пробы испытанного материала (в процентах к первоначальной массе пробы), тем меньше сопротивление его износу. Износ важен для материалов полов, ступеней, лестниц, дорог, лакокрасочных покрытий.

Упругость — свойство материала изменять под влиянием нагрузки свою форму и восстанавливать ее после удаления этой нагрузки. Упругую деформацию называют обратимой или исчезающей. Наибольшее напряжение, при котором действует лишь упругая деформация, называют пределом упругости. В области упругих деформаций действителен закон Гука — деформация материала пропорциональна действующему напряжению. Упругим являются резина, различные герметизирующие и уплотняющие прокладки, лакокрасочные пленки, сталь, древесина и другие материалы.

Пластичность — свойство материла под действием нагрузки изменять форму и размеры без разрушения и образования трещин и сохранять измененную форму после снятия нагрузки. При этом в материале сохраняется некоторая остаточная деформация, называемая пластической, она не исчезает после снятия нагрузки, т.е. является необратимой. Примерами пластичных материалов служат глиняное тесто, бетонные и растворные смеси, подмазочная паста, свинец, некоторые пластмассы. Пластичные материалы легко формуются, хорошо расстилаются по поверхности. Свойства материала пластически деформироваться при постоянной нагрузки, несколько повышают предел упругости, называют текучестью. Непрерывное возрастание деформаций под действием постоянных нагрузки, называют ползучестью. Она характерна почти для всех строительных материалов.

Хрупкость — свойство материала разрушатся под воздействием нагрузки внезапно, без предварительного заметного изменения формы и размеров. Хрупкому материалу в отличии от пластичного нельзя придать при прессовании желаемую форму, так как материал под нагрузкой дробится и рассыпается. Хрупки камень, чугун, стекло и др. При понижении температуры многие материалы становятся хрупкими. Так ведут себя битумы, некоторые полимеры, металлы. Хрупкое разрушение происходит при возрастающей нагрузке в результате появления и быстрого развития одной или нескольких трещин.

Структурная прочность, вязкость, тиксотропия. Строительные растворные смеси, мастики, пасты, цементное тесто в отличии от жидкостей при небольших нагрузках ведут себя как твердые тела. С повышением нагрузки, по достижении определенных напряжений, называемые предельными напряжениями сдвига, характеризующими структурную прочность, материал начинает течь, как жидкость. Это происходит в результате нарушения внутренних связей между частицами материала, т.е . разрушается его структура.

Когда пластично-вязкий материал начинает течь, напряжения в нем в основном зависят от скорости деформации. Коэффициент пропорциональности, связывающий напряжения и скорость деформации материала, называют вязкостью n (Па*с). Разрушенную механическую структуру пластично-вязкие смеси со временем восстанавливают, а при повторных воздействиях она вновь разрушается. В этом основа тиксотропии — при многократных сотрясениях пластично-вязкие материалы теряют структурную прочность и превращаются в вязкую жидкость. Эффект тиксотропии используют при виброуплотнении бетонных и растворных смесей, при нанесении мастичных и окрасочных составов кистью или шпателем.

Вот несколько неоспоримых плюсов деревянного бревенчатого дома:

Во-первых, и это самое важное, дерево — экологически-чистый материал. Известно, что многие современные строительные материалы могут вызвать аллергическую реакцию, особенно у детей. Исключение составляет лишь дерево, которое не только не оказывает отрицательного воздействия на организм человека или животного, а наоборот! Дерево способствует общему укреплению, оздоровлению организма, уничтожает бактерии, приносит в дом чудесный бодрящий аромат, причем у каждого сорта древесины он свой, особенный. Известно также, что теплый солнечный цвет натурального дерева положительно влияет на наше психологическое состояние, успокаивая нервную систему и способствуя полноценному отдыху.

Во-вторых, дерево — единственный «дышащий» материал. Строение древесины уникально: внутри нее на клеточном уровне уже происходит постоянный воздухообмен. Благодаря этому свойству в деревянных бревенчатых домах влажность воздуха всегда оптимальна и постоянно поддерживается кислородный баланс.

В-третьих, стена деревянного бревенчатого дома обладает теплоизоляционными свойствами, которые в несколько раз превышают показатели кирпичных или бетонных стен при одинаковой толщине. Такие стены накапливают тепло и равномерно распределяют его по всему помещению. В Вашем доме будет тепло даже в самый лютый мороз! К тому же, такая низкая теплопроводность (близкая к нулю) и теплоотдача позволяют протопить деревянный бревенчатый дом в несколько раз быстрее кирпичного.

В-четвертых, дерево долговечно. Да-да, не удивляйтесь! Дерево — один из самых долговечных строительных материалов. А с появлением новых совершенных технологий Ваш деревянный бревенчатый дом может содержаться в полно порядке и 100, и 200 лет! Построив дом для себя, Вы сделаете прекрасный подарок своим детям и внукам и даже правнукам.

Ну и, наконец, деревянный бревенчатый дом из сруба — что может быть красивее и эстетичнее? Именно дерево позволяет создать неповторимый индивидуальный облик Вашего дома, органично вписывая его в окружающий ландшафт.

Вы спросите, а как же легкая воспламеняемость? Мы ответим вам, что в наше время это не проблема. На сегодняшний день существует масса пропиточных огнеупорных средств, которые не позволяют стенам воспламениться даже при сильном пожаре. Что же касается жучков в деревянном доме — то этот вопрос тоже легко решаем. Других недостатков деревянные дома просто не имеют.

Для строительства деревянного дома могут быть использованы бревна простые или оцилиндрованные, брус из массива или клееный, каркасно-щитовые конструкции. Остановимся на каждом из этих материалов более подробно в порядке их удорожания.

Если хозяин будущего дома стремится максимально сэкономить на материалах, то самым приемлемым вариантом для него будет постройка их простого круглого бревна. При этом следует учесть, что процесс рубки бревенчатого сруба сложный и трудоемкий. Кроме того, в течение года с момента постройки отделку дома начинать будет преждевременно из-за его усадки. Швы между венцами придется через какое-то время дополнительно конопатить. Здание из обычного бревна выглядит несколько допотопно, поэтому потребует дополнительной обшивки как изнутри, так и снаружи.

Если в качестве материала для дома владелец выбирает брус из массива, то строительство его будет менее трудоемким и растянутым во времени. Но в процессе эксплуатации, как и в первом варианте, хозяевам придется приложить дополнительные усилия по изоляции швов и отделке стен.

Оцилиндрованное бревно имеет ряд преимуществ. Этот материал превосходит предыдущие по своим технологическим характеристикам и удобству работы с ним. Дом из оцилиндрованного бревна дает меньшую усадку, но, к сожалению, полностью эту проблему устранить нельзя. Со временем в бревнах появляются трещины, которые провоцируют потери тепла. Возникает необходимость отделки внутренних стен для сохранения тепла, а это ведет дополнительным финансовым расходам на строительство дома.

Каркасно-щитовой способ строительства домов заимствован у канадцев. Технология требует превосходного качества и деталей будущего строения, и его монтажа. В этом варианте профессионализм производителей материалов и монтажников имеет решающее значение в благополучном результате.

Клееный профилированный брус считается современным материалом для строительства дома. Данная технология возведения деревянного дома разработана недавно и пришла к нам с Запада. Предположительно, постройка из клееного бруса должна прослужить не одну сотню лет, поскольку прочность конструкции сравнима с кирпичным зданием. В изготовлении клееного бруса используется уникальный клеевой состав немецких, швейцарских и шведских производителей. Древесина сушится особым способом, и качество ее соответствует самым высоким требованиям. Клееный брус за счет клеевых прослоек приобретает чрезвычайную прочность, он не подвержен образованию трещин, клеевые слои служат теплоизоляцией. В результате теплоизоляционные характеристики клееного бруса на 30% выше, по сравнению с теми же показателями для бревна такого же сечения.
Дом из клееного бруса, в отличие от бревенчатого сруба, не нуждается в дополнительной теплоизоляции, поскольку профиль бруса имеет пазы, обеспечивающие максимально плотное примыкание.

Дополнительным преимуществом такого вида строений является их устойчивость к возгоранию по сравнению с другими деревянными зданиями, которая достигается за счет отсутствия в брусе щелей и трещин. Древесина обрабатывается химическими средствами защиты от огня, влаги и микроорганизмов. Дом из клееного бруса возводится в короткие сроки, а его строительство возможно в любое время года. Стены построенного дома выглядят эстетично и современно, они не дают усадки и не нуждаются в дополнительной отделке. Поскольку дом из клееного бруса легче кирпичного здания, то фундамент для него не потребует значительного заглубления. Популярность данной технологии в России растет с каждым годом, поскольку она объединяет традиции и новейшие разработки в области строительства.

Время на полную усадку составляет от 1 года до 3 лет. Дом из бруса естественной влажности требует как наружной обшивки — она выполняется, как правило, из пластика, так и внутренних отделочных работ — чаще всего используется гипсокартон. Это значительно увеличивает окончательную стоимость строительства. Подобная отделка дома практически сводит на нет все экологические преимущества деревянного строительства.

Строганный лафет. Этот материал целесообразно использовать в том случае, если хозяин хочет оставить деревянные стены открытыми, но в то же время предпочитает прямые стены, а не округлые, как при строительстве дома из бревна. Поверхность стен дома в результате получается гладкой, и дом выглядит достаточно привлекательно. Однако недостатком подобного материала является то, что при эксплуатации дома из строганного лафета нередко возникает выкручивание древесины, которое приводит к появлению трещин, иногда достигающих 10 см. А происходит это потому, что технология изготовления лафета предполагает снятие верхнего, наиболее прочного слоя древесины.

Оцилиндрованное бревно. Этот материал набирает в последнее время все большую популярность. В процессе калибровки бревнам придается одинаковый диаметр, поверхность их обрабатывается в заводских условиях, что облегчает строительство и положительным образом сказывается на внешнем виде строения. Однако и здесь хозяин дома может достаточно скоро столкнуться с проблемой образования трещин. Это связано не только с тем, что наиболее прочный слой древесины, как и в предыдущем случае, удаляется. Принудительная сушка, которой подвергается оцилиндрованное бревно, не препятствует набору материалом влаги при эксплуатации, а так как древесина не приобрела необходимой эластичности, как это происходит при естественной сушке, на поверхности оцилиндрованного бревна появляются трещины.

Остроганное бревно (ручная рубка). Обработка бревен вручную позволяет избежать практически всех вышеописанных недостатков. Однако технология ручной обработки бревен, а также рубки сруба, отличается значительной сложностью и требует наличия высокой квалификации тех, кто ее выполняет. Сруб требует достаточно длительного времени на усадку, однако высушенное в естественных условиях бревно впоследствии не дает трещин. Такой дом не нуждается в отделочных работах, и все полезные свойства древесины полностью сохраняются.

Благодаря высокой точности производственного оборудования соблюдается идеальная подгонка деталей сруба, а также абсолютно гладкая поверхность стен. Идеальная подгонка предотвратит появление зазоров при усадке и улучшит теплоизоляционные свойства деревянного дома из бруса, а гладкая поверхность стен позволит сэкономить на шлифовке.

Срубы домов из профилированного бруса просты в монтаже и поэтому быстровозводимы. Укладывать профилированный брус гораздо проще, чем обычные круглые бревна. Благодаря специальным замкам соединения углы конструкции не смещаются. Дополнительная фиксация брусьев осуществляется нагелями, винтами и стягиванием специальными стяжными шпильками. В итоге деревянный дом из профилированного бруса строится гораздо быстрее и с меньшим усилием по сравнению с обыкновенным непрофилированным брусом.

К достоинствам профилированного бруса относятся следующие факторы:

брус не содержит клея и другой химии, благодаря чему экологичен и сохраняет все свойства древесины, т.е регулирует влажность в доме, очищает воздух и создает благоприятный микроклимат;
имеет отличные теплоизоляционные свойства;
простота и быстрота сборки;

Клееный брус

срубы клееный брусДеревянные дома из клееного бруса имеют ряд преимуществ, но в то же время и недостатков. Этой технологии уже более тридцати лет и появилась она благодаря такой технологии, как склеивание под высоким давлением сухих досок (ламели).

Положительные стороны дома из клееного бруса:

минимальная влажность;
незначительная, по сравнению с оцилиндрованным бревном и цельным брусом, усадка (порядка 3%). Объясняется тем, что усадка ламелей происходит по разным направлениям. Малая усадка дает преимущество при, например, эркерном или витражном остеклении;
если максимальная длина цельного бруса около шести метров, то клееный брус достигает 12-ти метров. Это расширяет возможности проектирования деревянных домов и позволяет создавать интересные архитектурные формы;

Отрицательные стороны дома из клееного бруса:

из-за использования клея деревянный дом менее экологичен;
проходимость воздуха значительно меньше, чем у цельного бруса;
высокая цена;

Прежде чем бревно попадает на строительную площадку, оно проходит несколько этапов обработки.
Этапы производства оцилиндрованного бревна следующие:

сортировка поступившей древесины по диаметру;
обработка на станке для получения определенного равномерного профиля;
пропил продольного компенсационного паза;
пропил продольного нижнего паза (бывает полукруглой или лунной формы и трапецевидной);
торцевание на станке и изготовление заготовок нужной длины;
в заключение бревно обрабатывают специальными пропитками методом окунания , так называемыми транспортными антисептиками. Это нужно для защиты древесины от агрессивной внешней среды. Необработанное бревно может довольно скоро посинеть. Наша компания использует такие транспортные антисептики как «NEOMID 460″ или «Экосепт 460″. В случае если бревно все же посинело используют так называемые отбеливатели, например, «NEOMID 500″. Хорошо себя так же зарекомендовал и отбеливатель фирмы «Сенеж».

К преимуществам домов из оцилиндрованного бревна нужно так же отнести вполне существенную экономию средств. Экономический эффект достигается за счет экономии на внешней и внутренней отделке стен. Ведь все, что необходимо — это отшлифовать их и покрасить.

Если приоритетом являются большие площади, холлы, гостиные, бильярдные и основной принцип – желание поразить масштабом гостей и родственников – выбирайте клееный брус. Только этот материал позволит удовлетворить амбиции вашего архитектора. Если вы хотите, чтобы дом «дышал», но денег не так много и вас не сильно волнуют вопросы прочности и долговечности – выбирайте оцилиндрованное бревно или профилированный брус. Если денег совсем мало, но домик в деревне необходим позарез – каркасный дом, заполненный различными искусственными утеплителями – ваш удел.

Дом из сосны имеет оптимальное соотношение цены и качества. Сосна обладает прекрасной экологией. Все любят гулять в сосновом бору и дышать прекрасным воздухом. Основной недостаток сосны – посинение. Посинение возникает, как правило, у летней древесины при неправильном хранении. Лиственница – более прочное, но и более «холодное» дерево. Теплопроводность ее на 20% выше, чем у сосны, значит, стены дома придется делать толще. Оптимально использовать лиственницу на нижние венцы. Кедр (кедровая сосна) – мягкое и красивое дерево. К сожалению, очень дорогое. Тут уж сами смотрите по доходам. Чем севернее растет лес, тем более прочная древесина. Чем меньше расстояние между годовыми кольцами – тем лучше. В деревянном доме хорошо спится. Этому есть и научное объяснение.

Древесина является природным кондиционером, поскольку внутри ее происходит постоянный воздухообмен. Бревенчатые стены способствуют удалению из помещения антропотоксинов (веществ, получаемых в результате жизнедеятельности человека). Даже небольшое их количество ухудшает самочувствие, снижает работоспособность и умственную деятельность. Далее. Относительная влажность воздуха находится в пределах 50%, что является оптимальным для человека. Нахождение в деревянном доме не только улучшает сон, нормализует артериальное давление, снимает стрессы, но и стимулирует память и повышает интеллект. Это относится только к домам, сделанным из массива естественной сушки. Не будет происходить кондиционирование воздуха, если в стенах дома лежит, к примеру, минвата или любой другой искусственный утеплитель. Или если вы обили стены вагонкой и покрыли ее тремя слоя лака.

Дерево – уникальный органический материал, придуманный природой. Человек, к сожалению, так устроен, что матушку-природу все время пытается исправить. То груши на яблонях выращивает, то бревна в сушилку загоняет. Нет, цель-то понятна. Необходимо сократить сроки строительства, уменьшить проблемы с усадкой здания. Но за все в этом мире приходится платить. Во время искусственной сушки, например, происходит процесс кристаллизации смолы, поры древесины закупориваются и она прекращает «дышать». Клееный брус – прекрасный материал для больших помещений. Но если вы решите строить из него дом, необходимо крепко подумать. Дерево в клееном брусе является одним из материалов.

Второй, как вы, наверное, догадались – клей. Будет ли работать этот материал как природный кондиционер – можете ответить на этот вопрос сами. К тому же это самый дорогой материал на рынке. Что касается оцилидрованного бревна – используйте его, только если вы хотите сэкономить на строительстве. В оцилиндровочный станок идет лес, как правило, от 18 до 26 см. Зачастую идет лес неспелый и с «подсочкой». Основной минус – вы получаете на выходе одинаковые карандаши, а не эксклюзив, как при ручной рубке.

Не буду говорить о снятии прочного верхнего слоя – эта тема уже избита. На Западе давно поняли, что самые престижные и дорогие дома только из массива и только ручного изготовления. Там принято жить в единении с природой и главный параметр жилья для европейцев – экология. Для наших же соотечественников необходимо, чтобы дом был выше, чем у соседа, вот и строят в коттеджных поселках дома из оцилиндровки, клееного бруса, профилированного бруса, щитовые, каркасные и практически нет рубленных плотниками. Насчет пожароопасности деревянного дома. Во время пожара основную опасность представляют не стены, а отделка.

Люди, как правило, гибнут от продуктов горения искусственных материалов: ковролина, линолеума, виниловых обоев и прочих достижений цивилизации. Стены же во время пожара обугливаются и процесс горения резко замедляется. Кирпичные дома горят ничуть не хуже деревянных. И напоследок расскажем, какими антисептиками дом обрабатывать. Их на рынке великое множество. Можно лишь посоветовать использовать экологически чистые. Например, на основе березового дегтя. Да, дом черный получится. Зато очень стильно. Представьте – черный дом с красными окнами.

— Округленные бревна для стен домов из сосны или другой породы дерева, 30% влажности. Заметьте, при выборе материала для строительства деревянного дома обязательно нужно убедиться в том, что дерево сухое.
— Лунное углубление и шары
— Представленные бары влажность 30% и смешанные профили
— Готовый дизайн дома с четырьмя сторонами
— Окна и углубления дверных проемов
— Соответствующее оборудование
— Склеенные слоистые бары
— Готовые измерения к примеру:

Высота: 135, 175, 200 и тд.

Ширина:120, 160, 200, 240 и тд.

Влажность: 10-14%

материаля для строительства

Деревянные стандартные панели

— Специальное покрытие любого цвета
— Материалы для крыши, бревна, изготовленные по нужным размерам
— Древесина, используемая для пола, крыши и потолка.
— Доска, для того чтобы собрать потолок из древесины с естественной влажностью
— Блокпост (придает имитацию) Для низкого уровня шума
— Естественный полимер, волокна целлюлозы, сделанные из джута волокон лыка. Достоинство этого современного материала — это равномерная изоляция
Компенсатор, для сушки деревянных построек.

Двери и арки (все материалы для строительства деревянного дома должны быть упакованы в полиэтилен

Это самые основные материалы для строительства деревянного дома. Выбор зависит только от вас. Вы можете выбрать для себя любой понравившийся материал.

Кора состоит из наружной кожицы, пробкового слоя и внутреннего слоя — луба. Камбий -состоит из живых клеток. Деление клеток камбия начинается весною, а заканчивается осенью. Поэтому древесина ствола состоит из годичных колец. Заболонь — живая часть древесины участвующая в физиологических процессах. Ядро — мертвая часть древесины или спелая древесина. Движение влаги по этой части прекращено. У хвойных пород стенки клеток ядра пропитаны смолою. Сердцевина — рыхлая первичная ткань, которая имеет малую прочность и легко загнивает. У всех деревьев в раннем возрасте древесина состоит только из заболони и лишь спустя определенное время, происходит отмирание центральной части древесины. При этом у одних деревьев происходит интенсивное потемнение центральной части — образуется ядро. Такие породы называются ядровыми. Породы с однородной окраской древесины называются безъядровыми. К ядровым породам относятся — лиственница, сосна, кедр. К безъядровым — ель и пихта.

Так какая же часть древесины самая ценная? Ответ — ядро! Ядро — спелая древесина. Движения влаги по клеткам ядра нет — поэтому древесина ядровой части ствола обладает большей прочностью и стойкостью к загниванию, чем заболонная часть древесины. Большое внимание необходимо уделять и лесу, из которого будет изготовлен сруб Вашего дома. Условно лес можно разделить на 3 категории: пиловочник, строевой лес и подтоварник. Строевой лес — лес большой высоты с маленькой конусностью и небольшим количеством сучьев. Строевое дерево, как правило, имеет высоту не менее 24 метров, растет на песчаных почвах и окружен ельником, ельник заглушает нижние сучки сосны и заставляет сосну тянуться вверх. Строевой лес используется при изготовлении срубов домов и бань. СНиП II-25-80 пункт 2.4 гласит: «Величину сбега круглых лесоматериалов при расчете элементов конструкций следует принимать равной 0,8 см на 1 м длины, а для лиственницы — 1 см на 1 м длины». Я считаю, чтобы получить красивый сруб, необходимо использовать лес, сбег которого не превышает 0,5 — 0,6 см. на 1 метр. Пиловочник — лес средней высоты до 24 метров, конусность у такого леса большая, большое количествои сучьев, такой лес используется для изготовления пил. материала. Пиловочник использовать для изготовления сруба не рекомендуется. Плотники такой лес называют «морковками». Подтоварник — лес высотой до 15 — 18 метров с небольшой конусностью и максимальным диаметром 11 — 20 см, из такого леса, его еще называют тонкомером, изготавливают профилированный брус, оцилиндрованное бревно, качественную вагонку и половую рейку, погонаж.

В зависимости от качества древесины круглый лесоматериал делится на 4 сорта. (ГОСТ 9463-72) В строительстве применяется лес 2 и 3 сорта. К положительным свойствам древесины относятся: Небольшая плотность при высокой механической прочности.  Высокая удельная прочность, близкая к значению удельной прочности стали и выше у. п. бетона, кирпичной кладке Высокая жесткость, опять же сопоставимая показателю жесткости малоуглеродистой стали. Как я говорил выше — низкий К теплопроводности. Низкий К — линейного расширения, т.е.даже в конструкциях большой протяженности можно не делать температурных швов. Стойкость к вибрациям. Радиопрозрачность. Высокая долговечность при соблюдении мер защиты от поражения биологическими вредителями и пожарной опасности.

Плотность пород древесины.
Порода древесины Плотность
Пихта сибирская 0,39
Ель 0,45
Кедр 0,49
Сосна 0,52
Лиственница 0,66

Во-первых, разница заключается не только в диаметре бревен (другими словами – теплоизоляционные характеристики сруба), но и в долговечности постройки, которая зависит от естественного защитного слоя, который присущ любому дереву.

Вы наверно представляете себе, как изготавливается оцилиндрованное бревно. У любого бревна имеется комель и макушка. Разумеется, макушка гораздо тоньше, чем комель. Поэтому, для того, чтобы получить идеально ровное по всей длине бревно, лезвия станка устанавливаются на уровне макушки, и затем, они направляются в сторону комля, срезая все неровности на своем пути. Вследствие чего, бревно значительно теряет в своем диаметре. И что наиболее критично — с нижней части бревна снимается весь защитный слой. Этот фактор, несомненно, является причиной раннего гниения древесины и построенных из неё срубов. Если задуматься над разницей снятого слоя, то получается, что у макушки срезается практически только кора — около 1.5 см, а у комля – 5 см и более. В общем, из бревна сделали оцилиндрованную доску, которая долго не простоит под атмосферными осадками.

Конечно, такие срубы выглядят «как с картинки», но они не так долговечны, как, например, рубленные дома. А если Вы хотите сделать оцилиндрованное бревно, хотя-бы, 25-26 см в диаметре? Представьте, какой толщины должен быть комель у этого дерева. Скорей всего, кроме трухи и мягкой сердцевины там ничего не останется. Тем более что материал такого диаметра стоит очень дорого.

А вот сруб ручной рубки изготавливается из бревна диаметром 28-32 см, и даже более. По желанию Заказчика, можно поставить хоть 45-ти сантиметровые бревна. И это будет выглядеть эстетично. Мало кто знает, что стены, возведенные из такого бревна, имеют очень полезное свойство — низкая теплопроводность. Это влияет как на тепловой баланс внутри помещения, так и дает прямую возможность строить стены тоньше, чем, например, кирпичные. Исследования показали, что бревенчатая стена, толщиной около 28 см, приравнивается по показателям теплопроводности, к кирпичной стене, толщиной 1,4 — 1,5 метров. Преимуществом также является то, что деревянные стены, подвергаясь многократным резким перепадам температуры, не разрушаются.

Так же, не забывайте, что деревянный дом — это экологически чистое строение. Внутри него всегда будет оптимальная влажность, которая создаст комфорт для проживания.

Безусловно, оцилиндрованное бревно немного дешевле, чем ручной сруб. Поэтому многие и выбирают именно его. Но мы рекомендуем обратить внимание на тот момент, что без защитного слоя, древесина портится с невероятной скоростью. Помимо того, что она быстро набирается влаги, сыреет и гниет, ее еще и кушают различные жучки и осы – что в последствии приводит к не очень презентабельному виду Вашего дома или бани.

Вывод простой и очевидный: срубы из оцилиндрованного бревна подкупают привлекательной стоимостью и своим видом – все бревнышки единого размера, диаметра, а дом такой чистенький и беленький.

Но если вы задумались о недостатках, но хотите отличный деревянный дом, то можно сделать его из калиброванного бревна, обработать рубанком или под скобель. Это немного дороже, но красота и долговечность такого сруба побьёт все рекорды.

Выбор естественно за Вами, но помните, что ни одна компания, строящая срубы из оцилиндрованного бревна, не скажет о недостатках этих сооружений.

Мы имеем достаточный опыт в деревянном домостроении и знаем, что лучше сруба из остроганных под рубанок бревен, диаметром 28-32 см, просто не бывает!