«ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА При оценке качества строительных материалов должны в полной мере учитываться их свойства. Сществует...»

ОСНОВНЫЕ

ПОКАЗАТЕЛИ

КАЧЕСТВА

При оценке качества строительных материалов должны в полной мере

учитываться их свойства. Сществует система показателей качества, в которую

входят: показатели назначения, надежности и долговечности, эргономические

показатели и т.д.

Показатели назначения. Эти показатели характеризуют полезный эффект от использования продукции по назначению и определяют область ее

применения. В общем виде к показателям целевого назначения относят прочностные (прочность на сжатие и растяжение, жесткость, трещиностойкость, ударную прочность, сейсмостойкость), а также теплофизические показатели и стойкость к внешним воздействиям (морозостойкость, влагостойкость, стойкость к воздействию солнечной радиации, термостойкость, огнестойкость, теплопроводность, водонепроницаемость, показатели звукоизоляции, светопропускания и др.).

Необходимая для оценки качества номенклатура показателей назначения регламентируется системой стандартов предусматривает следующие показатели назначения для каменных стеновых материалов: пределы прочности при сжатии и изгибе, водопоглощение, отпускную влажность, морозостойкость, линейную усадку. Учитывая, что материалы предназначены для работы в ограждающей стеновой конструкции и должны обладать большим термическим сопротивлением, в стандарт включен один из важнейших показателей - теплопроводность стенового материала При оценке уровня качества продукции показатели назначения часто применяют совместно с показателями других видов. Наиболее тесно к показателям назначения примыкают показатели надежности и долговечности.

Также к этой группе относятся показатели конструктивности характеризуют степень технического совершенства и прогрессивность материала, изделия или конструкции. Для строительных изделий показателями конструктивности служат геометрическая форма и размеры, нормируемые допуски. Применительно к материалам в качестве показателей конструктивности используют характеристики состава и структуры. Например, для цемента используют характеристику по содержанию основных минералов клинкера; бетонные смеси характеризуют видом и соотношением исходных материалов и т. д.

Показатели надежности и долговечности. Эти показатели характеризуют свойства надежности и долговечности материалов, изделий или строительных объектов. Применительно к процессу изготовления продукции заслуживает внимания - также надежность технологического оборудования, используемого при производстве изделий и технологии в целом.

Показатели надежности характеризуют степень выполнения продукцией своих функций в течение заданного срока службы в определенных условиях внешней среды с сохранением своих свойств при условии соблюдения правил эксплуатации. Свойство надежности закладывается на стадии разработки продукции, обеспечивается на стадии ее производства и поддерживается на стадии эксплуатации.

Проблема надежности строительных конструкций и систем становится все более важной в связи с повышением этажности сооружений, увеличением числа сборных элементов и количества стыков, стремлением выполнить конструкции как можно более легкими и тонким.

Надежность - сложное свойство изделия, которое в общем случае складывается из частных свойств: долговечности, безотказности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Безотказностью называют свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки. В основном безотказность рассматривают применительно к режиму работы объекта, но иногда приходится оценивать безотказность при его хранении и транспортировании) К показателям безотказности относят вероятность безотказной работы, среднюю наработку до отказа, наработку до отказа, интенсивность отказов и др.

Наработка до отказа - это продолжительность или объем работы объекта от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа. Ее измеряют в единицах времени (при непрерывном режиме работы изделия) либо в циклах, когда изделие работает с интервалами. Наработку до отказа используют для характеристики безотказности единичного изделия. Для оценки безотказности группы (партии) изделий следует применять показатели, отражающие изменение свойств продукции с учетом их статистической изменчивости. Такими показателями являются средняя наработка до отказа, гамма-процентная наработка до отказа и интенсивность отказов и др.

Средняя наработка до отказа отражает математическое ожидание наработки до первого отказа. Гамма-процентная наработка до отказа характеризует наработку, в течение которой отказ объекта не возникает с вероятностью у, выраженной в процентах. Для количественного выражения безотказности неремонтируемых изделий используют показатель интенсивности отказов. Интенсивность отказов представляет собой вероятность отказа невосстанавливаемого изделия в единицу времени. В простейшем случае интенсивность отказов обратно пропорциональна наработке на отказ.

Вероятность безотказной работы характеризует вероятность того, что в пределах заданной наработки отказа объекта не возникнет. К моменту времени i, считая от начала эксплуатации объекта, вероятность его безотказной работы определяют по формуле P(t)=1-F(t), где F(t) - функция распределения наработки до отказа, и выражают некоторым числом от нуля до единицы либо в процентах Под долговечностью подразумевается свойство объекта сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами на ремонт. Предельное состояние определяется разрушением объекта, требованиями безопасности или экономическими соображениями.

Для оценки долговечности строительных изделий применяют показатели, позволяющие прогнозировать срок службы изделий. В первую очередь это срок, характеризующий календарную продолжительность эксплуатации изделия до перехода в предельное состояние. Различают также назначенный срок службы, отражающий календарную продолжительность эксплуатации изделия, при достижении которой применение его по назначению должно быть прекращено, и средний срок службы, т. е. математическое ожидание срока службы.

Ремонтопригодность - свойство изделия, характеризующее его приспособленность к восстановлению работоспособного состояния в результате предупреждения, выявления и устранения отказов. Показателями ремонтопригодности служат среднее время восстановления работоспособного состояния, выражающее математическое ожидание времени восстановления, а также вероятность восстановления, т.е. вероятность того, что время восстановления работоспособного состояния объекта не превысит заданного. Ремонтопригодность относится только к восстанавливаемым изделиям, системам и элементам.

Сохраняемость характеризует свойства объекта сохранять заданные значения безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после срока хранения и транспортирования, установленного технической документацией. Сохраняемость количественно оценивают временем хранения и транспортирования до возникновения неисправности. Можно выражать сохраняемость и снижением показателя надежности при последующей эксплуатации изделия.

Строительная практика показывает, что изделия могут утратить надежность не только в период эксплуатации, но и при хранении или транспортировке. Поэтому сохраняемость часто представляют в виде двух составляющих: одна из них проявляется в период хранения, а другая - во время применения объекта после хранения.

Показатели технологичности. В данную группу входят показатели, характеризующие эффективность конструкторско-технологических решений, которые должны быть направлены на достижение высокой производительности труда при минимальных затратах материалов, топлива и энергии на изготовление и ремонт продукции Технологичность продукции характеризуется степенью использования типовых технологических процессов, наиболее рациональных исходных материалов и изделий централизованного производства, наилучшие обеспечением потребителя запасными частями и материалами, что приводит к увеличению производительности труда при изготовлении продукции и к снижению затрат на производство и эксплуатацию продукции. К основным показателям технологичности промышленной продукции относят коэффициент сборности (блочности) изделия и коэффициент использования рациональных материалов, а также удельные показатели трудоемкости производства, материало- и энергоемкости продукции.

Коэффициент сборности (блочности) изделия характеризует простоту монтажа изделия и представляет собой долю конструктивных элементов, входящих в специфицируемые блоки, в общем числе элементов всего изделия) Применительно к строительным изделиям (системам) коэффициент сборности выражает долю сборных элементов в общем числе составных частей изделия (системы):

(2.1) K сб N сб N где Nсб - число сборных элементов в изделии; N - общее число элементов.

Чем больше значение коэффициента сборности, тем выше технологичность продукции.

Коэффициент использования рациональных материалов определяют в тех случаях, когда в конструкции изделия целесообразно по техникоэкономическим соображениям использовать те или иные эффективные материалы (алюминиевые сплавы, полимерные строительные материалы и т.д.).

Коэффициент использования материала:

(2.2) K им М эм М и где Ми - общая масса изделия; Мэм - суммарная масса эффективного материала в изделии.

Для легких эффективных материалов вследствие их малой плотности коэффициент использования будет иметь заниженное значение, поэтому для таких материалов в выражение надо вводить не массы, а объемы. С повышением коэффициента использования рациональных материалов уровень качества продукции возрастает.

Технологичность продукции удобно характеризовать показателями трудо- и материалоемкости. Трудоемкость производства продукции определяется количеством времени, затраченного на изготовление единицы продукции, и выражается для промышленных изделий в нормо-часах.

Удельная трудемкость определяется как отношение общей трудоемкости производства Т к основному параметру продукции В:

–  –  –

При определении удельной трудоемкости и удельной материалоемкости за основной параметр принимают показатели назначения продукции (прочность, плотность и т.д.). Техническая политика на предприятии должна быть направлена на уменьшение удельной трудоемкости, материалоемкости и энергоемкости продукции; уровень качества при этом возрастает.

Эргономические показатели. Эргономические показатели качества используют при определении соответствия изделия требованиям эргономики. Эргономика изучает взаимодействие в системе «человек - среда - изделие». Показатели эти охватывают всю область факторов, влияющих на работающего человека и эксплуатируемое изделие. Например, при изучении рабочего места следует учитывать не только рабочую позу Человека и его движения, дыхание, мышление, но и размеры сиденья, параметры инструментов, средства передачи информации и т. д.

Эргономические показатели подразделяют на гигиенические, антропометрические, физиологические и психологические.

Уровень эргономических показателей определяется экспертами - эргономистами по разработанной специальной шкале оценок в баллах.

Гигиенические показатели характеризуют соответствие изделия санитарно-гигиеническим нормам и рекомендациям. Эти показатели используются для оценки соответствия изделия гигиеническим условиям жизнедеятельности и работоспособности человека при взаимодействии его с изделием. В группу гигиенических показателей входят освещенность, температурный режим, влажность и давление, напряженность магнитного и электрического поля, уровни запыленности, излучения, токсичности, шума и вибрации, перегрузки (ускорений).

Влияние гигиенических показателей определяют путем измерения и оценки интенсивности отдельных факторов и сравнения полученных данных с нормативными. Например, при оценке уровня вибрации необходимо сопоставлять существующий уровень вибрации технологического оборудования (виброплощадок, глубинных, поверхностных и навесных вибраторов) с предельно допустимым по нормам. Степень вредности вибрации оценивается по предельным значениям виброскорости и амплитуды колебаний в зависимости от частоты.

Антропометрические показатели характеризуют изделия, входящие в непосредственную связь с человеком элементы органов управления, производственную мебель, одежду и обувь. В группу антропометрических показателей входят, показатели соответствия конструкции изделия размерам и форме тела человека и его отдельных частей, входящих в контакт с изделием; показатель соответствия конструкции изделия распределению массы человека.

Физиологические и психофизиологические показатели характеризуют соответствие изделия физиологическим свойствам человека и особенностям функционирования его органов чувств.

Сюда входят следующие показатели:

соответствие конструкции изделия скоростным и силовым возможностям человека; соответствие размера, формы, яркости, контраста, цвета изделия и пространственного положения объекта наблюдения зрительным психофизиологическим возможностям человека; соответствие конструкции изделия, содержащего источник информации, слуховым психофизиологическим возможностям человека; соответствие изделия и его элементов относительным возможностям человека.

Психологические показатели характеризуют соответствие изделия психологическим особенностям человека» находящим отражение в инженернопсихологических требованиях, требованиях психологии труда и общей психологии. В группу психологических входят показатели соответствия изделия возможностям восприятия и переработки информации и соответствия изделия закрепленным и вновь формируемым навыкам человека (с учетом легкости и быстроты их формирования) при пользовании изделием.

При оценке качества продукции с использованием эргономических показателей необходимо в промышленных изделиях выделять элементы, влияющие на работоспособность, производительность и утомляемость человека.

Показатели стандартизации и унификации. Сюда относят показатели, характеризующие степень насыщенности изделия стандартизованными и унифицированными деталями При разработке новых изделий необходимо стремиться не только к сокращению количества оригинальных составных частей, но и к уменьшению числа стандартизованных и унифицированных деталей, так как при прочих равных условиях качество изделия тем выше, чем меньше оно содержит составных частей.. Для единообразия в подсчетах показателей стандартизации и унификации составные части изделия принято разделять на стандартизованные, унифицированные и оригинальные. Стандартизованными считаются части изделия, выпускаемые по государственным, республиканским или отраслевым стандартам. К унифицированным относятся части изделия, выпускаемые по стандартам предприятия, а также получаемые им в готовом виде как комплектующие составные части (из находящихся в серийном производстве).

Оригинальными называются составные части, разработанные специально для данного изделия.

Важнейшими показателями стандартизации и унификации являются коэффициенты применяемости и коэффициенты повторяемости.

Коэффициент применяемости характеризует степень насыщенности изделия стандартизованными и унифицированными составными частями. Различают коэффициент применяемости по типоразмерам и коэффициент применяемости по составным частям изделия.

Например, коэффициент применяемости по типоразмерам:

N об N o (2.5) K пр 100 N об где Nоб - общее число типоразмеров составных частей изделия, Nоб=Nст+Nу+Nо;

Nст, Nу и Nо - число типоразмеров стандартизированных, унифицированных и оригинальных составных частей.

Кроме того, можно определять коэффициенты применяемости только по стандартизированным или только по унифицированным составным частям. Чем больше значения коэффициентов применяемости, тем выше при прочих равных условиях уровень качества продукции.

Коэффициент повторяемости характеризует степень унификации составных частей в изделии и может быть выражен в двух видах - безразмерным числом или в %:

K п N об.шт / N об, (2.6)

где N об.шт - число составных частей в изделии.

Степень применяемости стандартных составных частей может быть выражена и с помощью стоимостного коэффициента, равного отношению стоимости стандартизованных составных частей к стоимости изделия в целом. Стоимостной коэффициент может быть отнесен и к группе экономических показателей.

Экономические показатели отражают затраты на разработку, изготовление и эксплуатацию продукции, а также экономическую эффективность эксплуатации. С помощью экономических показателей оценивают ремонтопригодность продукции, ее технологичность, уровень стандартизации и унификации, патентную чистоту. Экономические показатели учитывают также при составлении интегральных показателей качества продукции.

Эстетические показатели качества изделий. Эстетические показатели характеризуют информационную выразительность, рациональность формы, целостность композиции, совершенство производственного исполнения и стабильность товарного вида изделия .

Показатели информационной выразительности характеризуют степень отражения в форме изделия сложившихся в обществе эстетических представлений и культурных норм, которые проявляются:

В своеобразии элементов формы, выделяющих данное изделие среди других аналогичных изделий (оригинальность формы);

В преемственности признаков формы, характеризующих устойчивость средств и приемов художественной выразительности, свойственных определяемому периоду времени (стилевое соответствие);

В признаках внешнего вида изделия, выявляющих временно установившиеся эстетические вкусы и предпочтения (соответствие моде).

Показатели рациональности формы характеризуют соответствие формы объективным условиям изготовления и эксплуатации изделия, а также адекватность отражения в ней функционально-конструктивной сущности изделия.

Рациональность формы это:

Соответствие формы изделия его назначению, конструктивному решению, особенностям технологии изготовления и применяемым материалам (показатель функционально-конструктивной обусловленности);

Учтенность в форме изделия способов и особенностей действий человека с изделием (показатель эргономической обусловленности).

Показатели целостности композиции характеризуют гармоничность единства частей и целого изделия, органичность взаимосвязи элементов формы изделия и его согласованность с другими изделиями. Целостность композиции предопределяет эффективность использования технических и художественных средств при создании единого композиционного решения.

Показатели совершенства изготовления элементов формы и поверхностей характеризуются:

Чистотой выполнения поверхностей контуров (показатель чистоты контуров);

Тщательностью нанесения покрытий и отделки поверхностей (показатель тщательности покрытий и отделки);

Четкостью изображения фирменных знаков, указателей, надписей, рисунков, символов, информационных материалов и т.п. (показатель четкости исполнения знаков и сопроводительной документации).

Показатели стабильности товарного вида таковы: устойчивость к повреждениям элементов внешнего вида изделия; сохраняемость цвета и др.

Оценку значений эстетических показателей качества изделий осуществляют экспертным методом комиссией, состоящей из квалифицированных специалистов в области художественного конструирования и дизайна. Экспертная комиссия оценивает выбранные эстетические показатели в баллах и определяет коэффициент весомости каждого показателя.

На основе полученных значений единичных показателей и коэффициентов их весомости вычисляют обобщенный показатель эстетичности по формуле:

n mi K i (2.7) i 1

–  –  –

Полученный результат свидетельствует о том, что эстетический уровень качества оцениваемого изделия не отвечает современным требованиям.

Патентно-правовые показатели. Патентно-правовые показатели - это в первую очередь показатели патентной защиты и патентной чистоты. Для расчета значений патентно-правовых показателей в зависимости от сложности изделия все его составные части делятся на группы с учетом их весомости.

Используют два показателя патентной защиты изделия: патентная защита в стране и за рубежом.

Показатель патентной защиты изделия внутри страны рассчитывается так:

S –  –  –

где S - количество групп значимости;

mi - коэффициент весомости составных частей изделия, защищенных патентами или авторскими свидетельствами страны;

N i - количество составных частей изделия, защищенных патентами или авторскими свидетельствами страны;

N - общее количество составных частей изделия.

–  –  –

где - коэффициент, зависящий от количества стан, в которых получены патенты для экспорта изделий;

mi/ - коэффициент весомости составных частей изделия, защищенных зарубежными патентами;

N i/ - количество составных частей изделия, защищенных патентами за рубежом.

Общий показатель патентной защиты изделия Pп.з., представляет собой сумму

–  –  –

где m j - индивидуальный коэффициент весомости особо важных составных частей;

n - количество особо важных составных частей в изделии;

mi - коэффициент весомости частей, защищенных патентами России или в станах предполагаемого экспорта;

N i - количество составных частей основной и вспомогательной групп, защищенных патентами;

N ов - общее количество учитываемых составных частей изделия в основной и вспомогательной группе;

S - число групп значимости.

–  –  –

где m j - коэффициент весомости особо важных составных частей изделия;

mi - коэффициент весомости для частей основной и вспомогательной групп;

n - количество особо важных составных частей, обладающих патентной чистотой;

N о.в. - общее количество учитываемых составных частей изделий в i -ой группе;

N iн.п.ч. - количество составных частей изделия в группе, подпадающих под действие патентов, выданных в стране предполагаемой реализации;

S - число групп значимости.

Экологические показатели. Актуальной проблемой сегодня стало опасное для людей воздействие на природу в процессе их жизнедеятельности. Материальными носителями опасных и вредных факторов для природы и человека становятся различные объекты, используемые в трудовых процессах. К таким объектам относятся: средства труда (машины, оборудование и другие технические изделия); предметы и продукты труда; технологии, природноклиматические условия и т.д.

Экологические показатели характеризуют уровень вредного воздействия на окружающую среду в процессе эксплуатации изделия. При обосновании необходимости учета экологических показателей для оценки качества изделия проводится анализ его работы с целью выявления возможных вредных химических, механических, световых, звуковых, биологических, радиационных и других воздействий на окружающую природную среду. При выявлении таких воздействий на природу соответствующие экологические показатели включают в номенклатуру показателей, принимаемых в перечень для оценки уровня качества изделия.

Экологические показатели техники можно разделить на три основные группы:

показатели, связанные с использованием материальных ресурсов природы, показатели, связанные с использованием природных энергетических ресурсов;

показатели, связанные с загрязнением окружающей среды.

К первой группе показателей можно отнести: ресурсоемкость изготовления продукции, показатели потребления невосполнимых материальных ресурсов при эксплуатации, при ремонтах и утилизации продукции после ее физического износа.

Ко второй группе можно отнести показатели расходования природных энергоносителей на всех стадиях и этапах жизненного цикла изделий.

Третья группа показателей включает параметры различных видов загрязнений окружающей среды и ущерба от этих загрязнений на различных стадиях жизненного цикла изделий - от производства и эксплуатации до ликвидации отработавших изделий.

При определении экологических показателей качества новой техники находят относительные значения фактических значений, например, концентрации вредных веществ или уровней вредных (механических, физических и других) воздействий на природную среду к их предельно допустимым значениям.

При этом должны соблюдаться следующие условия:

–  –  –

где С1, С2, С3 - концентрации соответствующих вредных веществ;

ПДК1, ПДК2, ПДКn - предельно допустимые концентрации соответствующих вредных веществ.

При оценке уровня качества технических изделий с учетом экологических показателей исходят из требований и конкретных норм по охране окружающей природной среды.

Промышленное изделие, эксплуатация которого приводит к нарушению установленных экологических требований и норм по охране природы, не может быть отнесено к продукции, превосходящей мировой уровень или соответствующей ему, независимо от того, соответствуют ли другие показатели качества такой оценке.

Показатели безопасности. Данная группа показателей качества продукции характеризует безопасность обслуживающего персонала, пассажиров - для транспортных средств, а также окружающих людей в процессе эксплуатации, хранения и утилизация технических изделий.

Безопасность - это такое состояние условий труда, при котором с определенной вероятностью исключена опасность, т.е. возможность повреждения (травмы, увечья) или ухудшения (профессиональные заболевания) здоровья человека.

В качестве показателей безопасности могут быть приняты:

Вероятность безопасной работы человека в течение определенного времени;

Коэффициент безопасности;

Качественным показателем безопасности может быть наличие средств индивидуальной защиты человека, ремней безопасности и т.п.

Оценку уровня качества изделия производят с учетом показателей безопасности и их норм.

При оценке безопасности первоначально определяют Хст - степень вредности (опасности) неблагоприятного фактора и (или) тяжести работ с техническим изделием. Степень вредности Хст оценивают в баллах в соответствии с нормами.

Однако многие вредные и опасные факторы воздействуют на человека при его работе не всегда.

В этом случае установленные показатели степени вредности факторов, корректируются по формуле:

(2.15) Х факт Х стТ где Хст - степень вредности (опасности) фактора, Т - отношение времени действия данного фактора к продолжительности рабочей смены.

Если время действия какого-либо отрицательного фактора составляет более 90% продолжительности рабочей смены, то его Т=1.

В ряде случаев степень безопасности технических изделий оценивают по коэффициентам безопасности Кб.

Коэффициент безопасности Kб определяется отношением количества показателей (требований) безопасности Nб соответствующих нормативнотехнической документации по безопасности труда с оцениваемым изделием, к общему количеству номенклатуры показателей безопасности Nо относящихся к данному изделию: с английского языка Львов Издательство ЛОБФ «Медицина и право» УДК 61: 340 ББК 67.300.321 О-92 Подготовка пособия осуществлена при финансовой поддержке Междуна...» существовали дав но. Правда, подтвердить или опровергнуть эти подозрения очень тяжело. КНДР явл...»

«Мухин Сергей Иванович МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЕМОДИНАМИКИ Специальность 05.13.18 математическое моделирование, численные методы и комплексы программ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук Москва 2008 Диссертац...»

«Nataliya D. Pankratova (Ed.) System Analysis and Information Technologies 14-th International Conference SAIT 2012 Kyiv, Ukraine, April 24, 2012 Proceedings Institute for Applied System Analysis of National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute” UDC (100)(06) ББК 22.18я43+72я43 С40 Volume...»

« черчения Н.П. ГОРБАЧЕВА НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ Ортогональные проекции Рекомендова...»

Функциональные свойства и надежность строительных материалов определяются главным образом их физико-химическими свойствами, к которым относятся плотность, объемная масса, пористость, отношение к действию низких температур, водопоглощение, морозостойкость, стойкость к действию агрессивных сред и др. Определение этих показателей и способы их расчета излагаются в теоретических основах товароведения. Здесь дается характеристика специфических для строительных материалов свойств и их показателей.

Морозостойкость представляет собой способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без видимых признаков разрушения и без значительного понижения прочности. Некоторые строительные материалы (стеновые, кровельные), соприкасающиеся с водой и наружным воздухом, в процессе эксплуатации постепенно разрушаются вследствие того, что материал насыщается водой, которая при замерзании увеличивает объем (приблизительно на 9%), что приводит к разрушению пор.

Морозостойкость материалов зависит от прочности и плотности. Плотные материалы с малым водопоглощением морозостойки. Испытания на морозостойкость проводят в холодильных камерах при температуре ниже - 17°С. Количество циклов может достигать от 10 до 200. Морозостойкими считаются те материалы, в которых после указанного числа циклов не наблюдается трещин, расслаивания, понижение прочности не более 15%, потеря массы не более 5%. По числу выдерживаемых циклов замораживания строительные материалы подразделяются на марки МРЗ (F): 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200.

Теплопроводность представляет собой свойство материала передавать тепло. Теплопроводность зависит от вида материала, характера пор, величины пористости, влажности.

У пористых материалов тепло проходит через поры, заполненные воздухом, теплопроводность которых очень мала. Поэтому по величине пористости судят о теплопроводности материала - чем больше пористость, тем ниже теплопроводность.

Способность материала выдерживать высокие температуры без разрушения называют огнестойкостью. По огнестойкости материалы подразделяют на три группы: несгораемые (кирпич, асбоцементные материалы), трудно сгораемые (войлок, пропитанный глиняным раствором) и сгораемые (дерево, толь).

Свойство материала противостоять, не деформируясь, длительному воздействию высоких температур называют огнеупорностью. Этот показатель важен для материалов, используемых при изготовлении печей, труб.

Прочность - свойство материала сопротивляться разрушениям под действием напряжений, возникающих от нагрузок и других факторов. Чаще всего строительные материалы испытывают напряжения сжатия или растяжения. Природные камни, кирпич хорошо сопротивляются сжатию, но хуже растяжению (в 10-15 раз). Древесина, сталь хорошо работают как при сжатии, так и при растяжении.

Прочность обычно характеризуют показателем разрушающего напряжения и рассчитывают делением нагрузки на площадь поперечного сечения образца. Разрушающее напряжение при сжатии для цемента, асбоцементных изделий, кирпича носят условные название "марка". Кирпич глиняный обыкновенный может быть марок от 75 до 300, портландцемент от 300 до 800. Марки нормируются ГОСТами.

Для многих строительных материалов важным показателем является стойкость к действию агрессивных сред. Этот показатель также называют химической (или коррозионной) стойкостью. Особо важным это свойство является для материалов фундаментов, подвальных помещений, канализационных труб, санитарно-технического оборудования. Наиболее стойкими являются керамические материалы, стекло, специальный кирпич. Силикатный кирпич, например, неустойчив к действию растворенной в воде угольной кислоты, поэтому его не используют для фундаментов.

Для материалов органического происхождения (прежде всего древесина) важным свойством является биостойкость - способность противостоять разрушающему действию растительных и животных организмов (грибов, мхов, лишайников). Повышают биостойкость путем обработки антисептиками.

Комплексным показателем качества строительных материалов является долговечность, характеризуемая сроком службы.

Срок службы - время, в течение которого материал или изделие в процессе эксплуатации сохраняют свои свойства на уровне, обеспечивающим его функции. Срок службы обуславливается прочностью, морозостойкостью, износостойкостью, стойкостью к агрессивным средам, биостойкостью. На величину срока службы влияет происходящие под действием атмосферы и других факторов старение материала. Это особенно важно для полимерных материалов, цементов и др.

Безвредность характеризуется способностью материала не выделять в окружающую среду вещества в количествах, вредных для здоровья человека. В связи с этим тщательной санитарно-химической и токсикологической проверке подвергают полимерные материалы (линолеум, облицовочные плитки и т. д.). К этим группам свойств относится электризуемость, также характерная в основном для полимерных материалов. Электризуемость оказывает вредное воздействие на организм человека, увеличивает загрязняемость. Для снятия электризуемости используют антистатики.

Эстетические свойства часто являются решающими при выборе отделочных материалов, особенно для внутренней отделки помещений, таких как обои, плитка, линолеум и т. д. Эти свойства определяются цветом, рисунком, фактурой, блеском, формой, текстурой. Высокими эстетическими свойствами обладают древесина, стекло, керамика, полимерные материалы.

Среди факторов, определяющих потребительские свойства строительных материалов, основное значение имеют:

Исходное сырье, его состав и структура;

Способ производства (повышение пористости, снижение объемной массы кирпича при обжиге);

Нанесение защитно-декоративных покрытий (влияют на защитные свойства - механическую прочность, износостойкость, химическую и водостойкость, твердость, повышение эстетических свойств (глазурование керамических плиток).

Важным аспектом является не только производство строительных материалов высокого качества, но и сохранение качества при хранении и транспортировании. Особенно важно соблюдение правил упаковки, транспортирования для хрупких строительных материалов (стекла, керамики). Для минеральных вяжущих веществ кроме этих правил важно соблюдать правильный режим хранения. При повышении влажности, попадании влаги эти материалы могут полностью утратить свои потребительские свойства.

Классификации:

1. Архитектурно-строительные классификации готовых к применению материалов и изделий по назначению.

1.1. Конструкционные материалы и изделия:

1.1.1. Материалы и изделия для несущих конструкций (камень, сталь, древесина);

1.1.2. Материалы и изделия для ограждающих конструкций

1.1.3. Тепло и звукоизоляционные конструкционные материалы (легкие, пористые);

1.1.4. Кровельные материалы (шифер, черепица, оцинкованное железо, мягкая черепица);

1.1.5. Гидро - и пароизоляционные материалы (разного вида обмазки);

1.1.6. Герметизирующие материалы и изделия;

1.1.7. Материалы и изделия для светопрозрачных ограждений (окон и дверей);

1.1.8. Материалы и изделия для инженерно технического оборудования зданий (система отопления, система кондиционирования, система света и т.п.);

1.1.9. Материалы и изделия специального назначения (жаростойкость и огнеупорность)

1.2. Конструкционно-отделочные материалы:

1.2.1. Материалы и изделия для лицевых слоёв ограждающих конструкций типа «сэндвич» (облицовка);

1.2.2. Материалы и изделия для ограждений, балконов и лоджий

1.2.3. Материалы и изделия для покрытия полов и лестниц (прочность, огнеупорность, эстетичность);

1.2.4. Материалы и изделия для сборно-разборных, мобильных и стационарных перегородок;

1.2.5. Материалы и изделия для подвесных потолков (лёгкость конструкции, стальные подвесы);

1.2.6. Материалы и изделия для стационарного оборудования и мебели (стекло, дерево, металл, пластик);

1.2.7. Материал для дорожных покрытий;

1.3. Отделочные материалы:

1.3.1. Для наружной отделки зданий и сооружений (краски для фасадных работ, полимерцементные покрытия, листовые материалы);

1.3.2. Внутренняя отделка (керамика, керамогранит, обои);

1.3.3. Защитные покрытия (антикоррозийные, морилки);

2. Классификация по происхождению . Материалы делятся на минеральные и органические. Кроме того, они делятся на естественные и искусственные.

3. Классификация искусственных материалов на основе формирования структуры, свойств и методов исследования (классификация по технологии) на:

3.1. Безобжиговые - затвердевание которых происходит при сравнительно невысоких температурах под влиянием химических и физико-химических превращений вяжущего вещества;

Современные дозирующие устройства производят взвешивание по массе каждого твердого компонента бетонной смеси и взвешивание по объему жидкости. Все дозирующие устройства могут работать в автоматическом режиме, с высокой точностью взвешивания компонентов.

3.2 Обжиговые (затвердевание которых происходит при остывании жидких расплавов, выполняющих функцию вяжущего вещества);

Структурных классификаций по материалам множество, например классификация по макро и микро структурам, классификация на гомогенные и гетерогенные, классификация архитектурно-строительных требований, классификация по свойствам строительных материалов и изделий и другие.

Свойства бывают простые и сложные. Простое свойство – свойство, которое нельзя подразделить на другие (длина, масса и т.д.). Сложное свойство – свойство материала или изделия, которое может быть разделено на 2 и большее количество менее сложных и простых свойств (функциональность).

Интегральные качества – наиболее сложные свойства материала или изделия, определяемые совокупностью его качества и экономичности.

Комплексные свойства. К ним относятся долговечность, надёжность, совместимость, сопротивление коррозии и т.д.

4. С экологической позиции , строительные материалы, конструкции и изделия из этих материалов должны отвечать следующим требованиям:

4.1. Монотеплопроводимость (обеспечение достаточного термического сопротивления);

4.2. Иметь хорошую воздухопроницаемость и пористость;

4.3. Быть не гигроскопичными и малозвукопроводимыми;

4.4. Обеспечение прочности, огнестойкости, долговечности зданий и сооружений;

4.5. Не выделять летучие и пахучие вещества, способные прямо или косвенно влиять на здоровье человека;

4.6. Быть легко дезинфицируемыми;

4.7. Иметь окраску и фактуру соответствующую физиологическим и эстетическим требованиям человека;

5. Свойства строительных материалов и изделий по их природе классифицируются на 6 основных групп: физические, химические, физико-химические, механические, технологические и эксплуатационные и 2 добавочные группы: биологические и эстетические.

5.1. Физические свойства характеризуют физическое состояние материала и подразделяются на несколько подгрупп, гравитационные, тепловые, гидравлические, акустические, электрические, проявляющиеся при взаимодействии с рентгеновским, ядерным, ультрафиолетовым и другими излучениями.

Первая группа , характеризующая особенности физического состояния материала. К этой группе относятся:

5.1.1 Плотность - это масса материала в единице объема, кг/м 3 , г/см 3 , т/м 3 . Существуют несколько видов плотностей.

Истинная плотность масса материала в единице объема без пор и пустот.

Средняя плотность масса материала в естественном состоянии с порами и пустотами.

Насыпная плотность – это плотность сыпучих материалов в насыпном состоянии.

Относительная плотность - выражает отношение плотности материала к плотности стандартного вещества при определенных физических условиях. В качестве стандартного вещества удобно принять воду при 3,98 о С, именно при этой температуре плотность воды равна 1 г/см 3 .

5.1.2 Пустотность (пористость) – это степень заполнения материала порами или пустотами.

П = (1 – ρ о / ρ) 100 (1)

где ρ о – средняя плотность материала, г/см 3 ;

ρ – истинная плотность материала, г/см 3 ;

Вторая группа , характеризующая способность материала проявлять свои свойства при взаимодействии с водной средой.

5.1.3 Водопоглощение – это способность материала впитывать и удерживать воду. Водопоглощение определяют по разности масс образца насыщенного водой и в абсолютно сухом состоянии.

Различают водопоглощение по массе, т.е. отношение массы поглощенной воды к массе сухого образца:

W m = ((m в – m c) / m c) 100 (2)

где m в – масса образца в увлажненном состоянии, гр.

m c – масса образца в сухом состоянии, гр.

и водопоглощение по объему W o:

W o = ((m в – m c) / V) 100 (3)

где V – объем образца, см 3

W o = W m d (4)

Впитывание воды в поры происходит под влиянием капиллярных сил и сил смачивания. Для полного насыщения водой образец медленно опускают в воду или кипятят.

5.1.4 Водонасыщение – это увлажнение материала под давлением. Характеризуется коэффициентом насыщения:

К н = W o / П (5)

где W o – водопоглощение по объему;

П – пористость;

Коэффициент насыщения характеризует степень заполнения пор в материале водой. По коэффициенту насыщения косвенно можно определить морозостойкость материала, если К н < 0,8, то материал считается морозостойким.

5.1.5 Водопроницаемость – это способность материала пропускать воду под давлением. Характеризуется коэффициентом фильтрации

К ф = V в а / (6)

где V в – количество воды, м 3 , проходящей через стенку площадью S =

1 м 2 , толщиной а = 1 м за время t = 1ч, при разности гидростатического давления на границах стенки p 1 – p 2 = 1 м водяного столба.

5.1.6 Водостойкость – это способность материала сохранять свои свойства при увлажнении. Водостойкость оценивают коэффициентом размягчения равного отношению предела прочности при сжатии насыщенного водой образца к пределу прочности при сжатии сухого образца:

К разм = R сж.нас. / R сж.сух. (7)

где R сж.нас – предел прочности при сжатии насыщенного водой образца, МПа

R сж.сух – предел прочности при сжатии сухого образца, МПа

Если коэффициент размягчения меньше 0,8 материал не водостоек.

5.1.7 Водонепроницаемость – это способность материала препятствовать фильтрации воды под давлением. Степень водонепроницаемости повышается при уменьшении количества крупных пор и особенно сквозных.

5.1.8 Морозостойкость – это способность материала выдерживать требуемое количество циклов попеременного замораживания и оттаивания. При этом снижение прочности материала должно быть не более 15% и потеря по массе не более чем 5%.

Морозостойкость материала тем выше, чем меньше крупных открытых пор и чем больше прочность на растяжение.

Существуют следующие марки по морозостойкости F 10,15,25,50,100,150,200…500.

5.1.9 Влажностные деформации – пористые неорганические и органические материалы при изменении влажности изменяют свой объем и размеры.

Усадка (усушка) это уменьшение объема и размеров материала при его высыхании. Она выражается уменьшением толщины слоев воды, окружающих частицы материала, и действием внутренних капиллярных сил.

Третья группа , характеризующая способность материала проявлять свои свойства при взаимодействии с тепловой средой.

5.1.10 Теплопроводность – способность материала передавать тепло через толщу от более нагретой поверхности к менее нагретой.

Закон передачи тепла теплопроводностью впервые был сформулирован Фурье. Согласно этому Закону количество тепла Q (Дж) проходящее через стену прямопропорционально теплопроводности материала, градиенту температур (t 1 – t 2), площади стены (S) и времени Z, в течении которого проходит тепловой поток, обратно пропорционально толщине стены:

Q = λ (S (t 1 – t 2) Z) / a, (Дж) (8)

λ = (Q а) / (S (t 1 – t 2) Z), Вт/ (м о С) (9)

5.1.11 Теплоемкость – свойство материала поглощать тепло. Теплоемкость характеризуется коэффициентом удельной теплоемкости, т.е. количеством теплоты, поглощаемой 1 килограммом материала при его нагревании на 1 градус. Измеряется коэффициент удельной теплоемкости в Дж/кг о С(К). Чем больше удельная теплоемкость материала, тем выше при всех прочих равных условиях теплоустойчивость здания. Для каменных материалов коэффициент удельной теплоемкости находится в пределах 0,75 – 0,92 кДж/кг о С, для древесины (сосны) 2,3 – 2,7 кДж/кг о С, для тяжелого бетона 0,8 – 0,9 кДж/кг о С, для стали 0,48 кДж/кг о С, воды 4,19 кДж/кг о С.

5.1.12 Термическая стойкость – это способность материала не растрескиваться при резких и многократных изменениях температуры. Термическая стойкость тем выше, чем меньше коэффициент теплового расширения и чем однороднее материал.

5.1.13 Огнестойкость – это способность материала противостоять кратковременному действию высоких температур в условиях пожара (до 1000 о С) при сохранении конструкцией несущей способности и устойчивости (бетон, железобетон, керамика, жароупорные стали).

5.1.14 Огнеупорность – способность материала противостоять, не расплавляясь действию высоких температур (свыше 1580 о С) длительное время.

5.2 . Химические свойства материалов характеризуют их способность сопротивляться действию химически агрессивной среды.

Кислотостойкость, щелочестойкость, растворимость, карбонизация, гидратация и др.

5.2.1 Кислотостойкость – способность материала сопротивляться воздействию кислот.

5.2.2 Щелочестойкость – способность материала сопротивляться воздействию щелочи.

5.2.3 Растворимость – способность материала растворяться в воде или растворах солей, кислот и щелочей. Растворимость характеризуется скоростью потери в массе образца к площади растворения:

Р = ((m 1 – m 2) / F) 100 (10)

где m 1 – первоначальная масса образца, гр;

m 2 – масса образца после процесса растворения, гр;

F – площадь растворения, см 2 ;

5.2.4 Токсичность – это способность материала при химическом взаимодействии выделять токсичные вещества опасные для здоровья человека и животных.

5.2.5 Гидратация – это свойство материала присоединять воду в процессе химического взаимодействия. Дегидратация это обратный процесс.

5.2.6 Карбонизация – это способность материала присоединять углекислый газ в процессе химического взаимодействия. Процесс обратный карбонизации называется декарбонизация.

5.2.7 Атмосферостойкость – это свойство материала длительное время противостоять воздействию атмосферных факторов, воды, кислорода воздуха, сернистых и других газов, переменному увлажнению и высыханию, нагреванию и охлаждению.

5.2.8 Коррозионная стойкость – это способность материала противостоять процессу химического или электрохимического разрушения. Например, для защиты от коррозии металлов применяют анодное или катодное покрытия, плакирование и т.д.

5.2.9 Экзотермия – это свойство материала вступать в химическую реакцию с выделением тепла. Характерно для процесса гашения извести:

СаО + Н 2 О = Са (ОН) 2 + (11)

5.2.10 Эндотермия это свойство материала вступать в химическую реакцию с поглощением тепла.

5.2.11 Горючесть – это способность материала воспламеняться и подвергаться процессу горения.

5.2.12 Гнилостойкость – это способность материала противостоять процессу гниения. Так, например, для древесины процесс гниения связан с образованием спор и грибов.

5.3. Физико-химические свойства материалов - сорбция, адсорбция, хемосорбция, адгезия, когезия и др.

5.3.1 Адгезия – это свойство одного материала прилипать к поверхности другого материала. Она характеризуется прочностью сцепления при отрыве одного материала от другого.

5.3.2 Кристаллизация – способность строительного материала принимать кристаллическую структуру.

5.3.3 Гигроскопичность – это свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из воздуха.

5.3.4 Сорбция – это процесс поглощения одного вещества (сорбтива) другим веществом (сорбентом), независимо от механизма поглощения.

В зависимости от механизма сорбции различают адсорбцию, абсорбцию и хемосорбцию.

- адсорбция , это изменение концентрации вещества на границе раздела фаз. Этот процесс проходит на любых межфазовых поверхностях, и адсорбироваться могут любые вещества. Адсорбция уменьшается с повышением температуры.

- абсорбция, это процесс поглощения одного вещества другим во всем объеме сорбента. Например, растворение газов в жидкостях.

- хемосорбция , это процесс поглощения одного вещества другим сопровождающийся химическими реакциями. Типичный пример хемосорбции поглощение металлом кислорода или влаги с образованием оксидов и гидрооксидов.

5.4. Механические свойства. Это способность материалов сопротивляться деформации и разрушению под действием внешних сил, прочность при сжатии, растяжении, ударе, изгибе и т.д. Твёрдость, упругость, хрупкость, пластичность, истираемость, деформативность и др.

5.4.1 Прочность – способность материалов в определенных условиях и пределах, не разрушаясь, сопротивляться внутренним напряжениям и деформациям, возникающим под влиянием механических, тепловых и других воздействий.

Существует предельное состояние материала по прочности, которое называется предел прочности. В зависимости от прилагаемой нагрузки и условий приложения существует предел прочности на сжатие, на растяжение, на изгиб, на кручение, на скалывание. Предел прочности соответствует максимальному напряжению в момент разрушения материала. Прочность обусловлена силами сцепления, т.е. это результат взаимодействия частиц материала на атомно-молекулярном уровне. Эти силы зависят от физической природы материала и его физико-химической организации структуры, т.е. от химико-минералогического состава.

Например:

1. Сталь прочнее мрамора или гранита, что является следствием различия в химическом составе.

2. Алмаз прочнее графита или угля, что является следствием только разной компоновки кристаллической решетки.

Значительно снижают прочность, поры и микродефекты, которые являются концентраторами напряжения.

Существует две группы методов определения прочности материалов.

Первая группа – разрушающие методы определения прочности материалов. Методика определения прочности материалов по первой группе предусматривает изготовление образцов правильной геометрической формы из материала, в частности кубиков, призм, цилиндров стандартных размеров, и доведения их до разрушения на силовых установках (прессах). В результате определяется разрушающее усилие, с помощью которого определяется прочность материала. Формула определения прочности на сжатие следующая:

R сж = F раз / S обр (12)

где F раз - разрушающее усилие, в кг (Н);

S обр – площадь образца, см 2 (мм 2);

Предел прочности на сжатие определяется на кубах размером 15х15х15 см, 10х10х10см, 20х20х20 см; призмах 10х10х40 см, 15х15х60 см; цилиндрах.

Предел прочности на изгиб определяется на балочках размером 4х4х16см, 2х2х30см и т.д., призмах.

R и = (3P l) / 2b h 2 (13)

где Р – разрушающее усилие, кН(кг),

l – расстояние между опорами, см,

b, h – сечение образца балочки, см,

Предел прочности на разрыв определяется на призмах, цилиндрах.

Предел прочности на кручение определяется на призмах и цилиндрах.

5.4.2 Твердость – это способность материала сопротивляться проникновению в него другого материала. Твердость определяется твердомером (по Роквеллу, Бринелю).

В поверхность тела вдавливается специальный образец пирамида (шарики или призмы в основном из металла (стали)). Затем по величине отпечатков судят о твердости. Твердость хрупких материалов определяют по условной десятибалльной шкале. В качестве эталона принята твердость следующих десяти минералов:

Тальк; 2. Гипс, 3. Кальцит, 4. Флюрит, 5. Акатит, 6. Ортоклаз, 7. Кварц, 8. Топаз, 9. Корунд, 10. Алмаз.

Твердость имеет большее значение для технологии материалов, которые применяются в конструкциях с сильно сосредоточенными нагрузками.

5.4.3 Истираемость – это постепенное разрушение поверхностного

слоя материала за счет сил трения материала о поверхность движущегося тела.

Физическая сущность истирания состоит в отрыве более прочных частиц из общей массы материала. Как и прочность, истирание зависит от величины кристаллов между собой.

Истираемость определяют по величине потерь массы образца, отнесенной к единице площади соприкосновения образца с кругом истирания, после 1000 оборотов круга:

И = (m – m 1) / F, г/см 2 (14)

Истираемость имеет большое значение для полов, лестниц, бункеров и т.п.

5.4.4 Упругость – свойство материала восстанавливать первоначальную форму и размеры после снятия напряжения.

Значение «упругости» для строительных материалов заключается в том, что в прочностных расчетах учитывают не саму прочность, т.е. не то напряжение, при котором материал разрушается, а предел упругости, т.е. то напряжение, при котором начинается сильно проявляться необратимые пластические деформации.

5.4.5 Пластичность – способность материала необратимо изменять форму и размеры под нагрузкой без появления трещин. Физическая природа пластичности связана с дислокациями. К пластичным материалам относятся битумы, дерево, мягкие классы сталей, мастики и др.

→ Строительное материаловедение

Оценка качества материалов

Оценка качества материалов

Качество материалов оценивают совокупностью числовых показателей технических свойств, которые были получены при испытаниях соответствующих образцов. Существуют стандарты, устанавливающие для большинства материалов и изделий обязательные методы испытаний.

На продукцию, имеющую межотраслевое значение, разрабатываются Государственные стандарты (ГОСТы) Российской Федерации. Они содержат требования к безопасности этой продукции для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества, а также пожарной безопасности. Кроме того, в них приводятся основные показатели и методы контроля качественных характеристик материала. Нередко в ГОСТе сообщается классификация материала по одному или нескольким признакам. Указываются конкретные числовые значения свойств с маркировкой выпускаемой продукции, правила приемки и хранения материала, допуски и посадки изделий.

Кроме государственных имеются стандарты отраслевые, разрабатываемые министерствами на свою продукцию, - материалы или сырье сравнительно ограниченного ассортимента и применения. Существуют стандарты на строительные материалы, выпускаемые отдельными предприятиями. Они обязательны для данного предприятия (фирмы) при доставке продукции по договору. Имеются стандарты научно-технических, инженерных обществ и других общественных объединений. Стандарты (ГОСТы) периодически обновляются на основе последних достижений науки, техники и технологии. Они имеют силу закона, т. е. их категорически запрещено нарушать. Они не являются объектом авторского права (ст. 6 Закона о стандартизации).

Большинство строительных материалов, применяемых для несущих конструкций и работающих под влиянием статических или динамических нагрузок, маркируют с учетом их реальных прочностных показателей. Для теплоизоляционных, гидроизоляционных, акустических и некоторых других материалов принимают с целью маркировки не прочностные, а другие физические свойства - теплопроводность, водонепроницаемость, морозостойкость, среднюю плотность и т. п.

При окончательном выборе материала для строительного объекта большую роль играет экономический показатель. При одинаковом качестве стремятся выбрать материал самый дешевый и доступный по его запасам в регионе строительства, особенно, если он местный, но с учетом, конечно, транспортных расходов, а также вероятной эксплуатационной стойкости (долговечности) в конструкциях.

Удовлетворение всех необходимых технических требований, отмеченных ранее, является обязательным условием выхода строительного материала хорошего качества. Однако этого условия недостаточно для выхода материала высшего качества. Тогда потребуется чтобы те же числовые показатели свойств были равны экстремальным значениям их при оптимальных структурах. Высшее качество выпускаемой продукции служит первым и основным критерием прогрессивных технологий в строительном материаловедении.

Основные понятия, признаки классификаций, классификация по назначению Все строительные материалы и строительные конструкции можно классифицировать на группы по различным признакам: виду продукции (штучные, рулонные, мастичные и т. д.) применяемому основному сырью (керамические, полимерные и т. д.) способам производства (прессованные, вальцево- каландровые, экструзионные и т. п.) назначению (конструкционные, конструкционно- отделочные, декоративно - отделочные.) конкретным областям применения кровельные, тепло-изоляционные и т. д.) (стеновые,

происхождению природные (естественные) и искусственные. химическому составу (органические, неорганические) по степени готовности к применению (сырьевые - известь, цемент, гипс, необработанная древесина и т. д. , материалы-полуфабрикаты -ДВП и ДСП, фанера, брусья, металлические профили-материалы, готовые к применению -стеклоблоки, кирпичи, керамические облицовочные плитки и т. д.) Деление СМ на группы может производиться не только по общим, (изотропные но и и по отдельным анизотропные; частным признакам особо тяжелые, облегченные, легкие, особо легкие, по плотности, по огнестойкости, по морозостойкости.)

К группе ИЗДЕЛИЯ относятся столярные (оконные и дверные блоки, паркет), скобяные (замки, ручки и т. д.), электромеханические (осветительная арматура, розетки, выключатели и т. д.), санитарно-технические, трубы и фитинги. К ИЗДЕЛИЯМ так же относятся детали СК: бетонные и ж/б стеновые и фундаментные блоки; балки, колонны, плиты перекрытий и др. продукция комбинатов ЖБИ и предприятий стройиндустрии; Более сложные элементы СК (фермы, рамы, арки, оболочки, лестничные марши) часто относятся к группе КОНСТРУКЦИЯ.

Названия структурных зданий определяют и наименования классификационных групп СМ и СИ: стеновые, кровельные, тепло-, звукоизоляционные, акустические. Строительные материалы и изделия: 1. Конструкционные: Конструкционны для ограждающих конструкций тепло-звукоизоляционные кровельные гидро -и пароизоляционныее герметизирующие для светопрозрачных ограждений для инженерно-технического оборудованияя специального назначения(жаростойкие, огнеупорные)

Конструкционно-отделочные: для лицевых слоев ограждающих конструкций типа сэндвич. для ограждений балконов и лоджий для полов и лестниц для перегородок для подвесных (акустических)потолков для стационарного оборудования и мебели для дорожных покрытий Отделочные: для наружной отделки зданий и сооружений для внутренней отделки для специальных декоративных защитных покрытий (антикоррозионных, огнезащитных)

Архитектурно-строительные требования к СМ Основные продукции архитектурно-строительные промышленности СМ и требования СИ к условно классифицируются на 3 группы: функциональные: (общестроительные, эксплуатационные, санитарно- гигиенические) эстетические экономические

Первая подгруппа функциональных архитектурностроительных требований общестроительных обусловлена видом и назначением М или СИ, удобством транспортирования и хранения, технологичностью применения независимо от эксплуатационного режима той конструкции, в которой он будет применен. Вторая подгруппа функциональных требований относится к качественным характеристикам материалов и СИ, почти исключительно эксплуатационным отдельных помещений промышленная Требования режимом и продукция этой эксплуатационными. определяемым зданий, конструкций, будет уложена подгруппы сооружений, где «в данная дело» . называются

В последнее время, особенно в связи с широким внедрением в строительство синтетических и полимерных СМ и СИ, особую значимость приобрели санитарногигиенические требования. Эстетические требования к форме, цвету, рисунку и фактуре поверхности СМ и СИ выделены в особую группу. Помимо объективных факторов эти требования не свободны от общего художественного замысла проекта и даже от субъективного мнения автора-архитектора. Не менее важна группа экономических требований, определяющих технико-экономическую эффективность и целесообразность разработки, производства и применения того или иного СМ и СИ. Обязательные параметры экономических требований заказчика – лимитная цена (по смете) и долговечность.

Эксплуатационно-технические свойства СМ Физические структурные (плотность, пористость, объемная масса) свойства СМ отрицательной влагоотдача, по отношению к действию температуры водопроницаемость, воды и (водопоглощение, влажность, водостойкость, морозостойкость) свойства характеризующие отношение СМ к действию тепла (огнестойкость, теплопроводность, огнеупорность) Механические прочность, твердость, истираемость Химические Коррозионная стойкость

Большинство современных СМ представляют собой капиллярно-пористые тела. Поэтому важнейшим показателем, влияющим на многие свойства СМ является пористость – степень заполнения объема материала порами – промежутками, полостями между элементами структуры. Поры могут содержать газ (воздух) или жидкость. Различают микро(0, 001 -0, 01 мм) и макропоры (0, 1 -1, 2 мм), открытые или закрытые. Пористость определяется по формуле П=Vпор/Vo*100% По пористости СМ подразделяются на низкопористые – П 50%(пенопласты - П=99%.

Истинной плотностью материала называется отношение массы материала в абсолютно плотном состоянии к объему в абсолютно плотном состоянии (плотность вещества) Средней плотностью материала или просто плотностью называется отношение массы материала в естественном состоянии (с пустотами, порами, полостями) к объему в естественном состоянии. Плотности СМ: Бетоны =1800 -2600 кг/м 3 Стали =7850 кг/м 3 Кирпич =1400 -1900 кг/м 3 Стекло =2400 -2600 кг/м 3

Гигроскопичностью СМ называется способность его впитывать воду и водяные пары из воздуха. Водопоглощение СМ по объему определяется по формуле *100%, где - масса образцов в сухом состоянии - масса образца в увлажненном состоянии, V – объем образца. Водопоглощение СМ по массе определяется по формуле *100%,

У некоторых высокопористых СМ водопоглощение по массе может быть больше 100%. Объемное водопоглощение всегда меньше 100%. =150% древесина, 12% кирпич, 3% тяжелый бетон, 0, 5% гранит, сталь и стекло воду не поглощают. Влагоотдача – свойство материала выделять воду при наличии соответствующих условий в окружающей среде (понижение влажности, нагрев, движение воздуха). Влагоотдачу выражают скоростью высыхания СМ в процентах массы (или объема образца), теряемых в сутки при относительной влажности воздуха 60% и температуре 20 С 0.

Влажность W – содержание влаги в материале, отнесенная к массе СМ во влажном состоянии в % (значительно меньше, чем его полное водопоглощение) Водопроницаемость – способность СМ пропускать воду под давлением. Величина водопроницаемости характеризуется количеством воды, прошедшим в течение часа через 1 см 2 площади давлении, испытуемого величина соответствующим тесно связана Материалы материала особо ГОСТом. с которого Степень характером плотные при постоянном определяется водопроницаемости строения материала. водоне-проницаемы (сталь,

Водостойкость – характеризуется отношением предела прочности при сжатии материала, насыщенного водой к пределу прочности при сжатии СМ в сухом состоянии коэффициентом Кр. Кр = 1 для металлов и стекла. Если Кр

Теплопроводность - это способность СМ передавать через свою толщину тепловой поток, возникающий при разности температур на поверхностях. Это свойство проходящей в оценивается течение 1 количеством часа (t) через теплоты, стену из испытуемого СМ толщиной 1 м (a), площадью 1 м 2 (A) при разности температур С 0 Огнестойкость – это способность СМ сохранять физические свойства при воздействии огня и высоких температур, развивающихся в условиях пожара

По отношению к воздействию высоких температур СМ: несгораемые – не воспламеняются, не тлеют, не обугливаются (бетон, кирпич, металл, камни). трудносгораемые – обугливаются, тлеют, с трудом воспламеняются, с удалением источника огня их горение и тление прекращаются (асфальтобетон, фибролит). сгораемые – горят или тлеют после удаления источника огня (древесина, рубероид и т. д.). Огнеупорность – свойство СМ противостоять, не деформируясь, длительному воздействию высоких температур. Хладостойкость вязкость и – другие отрицательных t. С 0. свойство СМ, сохранять эксплуатационные пластичность, характеристики при

Акустические свойства – звукоизолирующая способность характеризует снижения уровня воздействий звуковой волны при их прохождении через ограждающие конструкции здания, звукопоглощающая способность. Оптические свойства – светопроницаемость – способность пропускать прямой и рассеянный свет, прозрачность (для окон и других световых ограждений)– способность пропускать прямой и рассеянный свет, не изменяя направления его распространения.

Механические свойства Связаны с возможностью СМ сопротивляться различным силовым воздействиям. Прочность – способность СМ сопротивляться разрушению или необратимому изменению формы под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или другими факторами. Прочность СМ оценивается пределом прочности R, (H/м 2) – напряжением, соответствующим нагрузке, при котором фиксируется начало разрушения. Наиболее распространены нагрузки: - сжатие - растяжение - изгиб и удар.

Предел прочности при сжатии (растяжении) R= P/A, где P – нагрузка, при которой фиксируются первые признаки разрушения, A – площадь поперечного сечения образца. Предел прочности при изгибе R=M/W, где M – изгибающий момент, при котором фиксируются первые признаки разрушения. W – момент сопротивления сечения образца. Прочность суммарной СМ работе при ударе нескольких часто оценивается сбрасываний груза по на образец СМ, затраченной на его разрушение (до появления первой трещины) и отнесенной к единице V материала.

Твердость – способность СМ сопротивляться внутренним напряжениям, возникающим при проникновении в него другого, более твердого тела. В зависимости от вида СМ применяют различные методы оценки твердости. Для металлов, материалов на основе полимеров, древесины – вдавливание в образец шариков, конусов или пирамид. Для природных каменных СМ – царапают минералами входящими в шкалу твердости Мооса (самые твердый – алмаз Т 10, кварц Т 7, тальк Т 1). Твердость СМ зависит от его плотности. Это свойство не всегда находится в прямой зависимости от прочности (стали различной твердость). прочности могут иметь одинаковую

Истираемость – способность СМ уменьшаться в объеме и массе, вследствие разрушения поверхности слоя под давлением истирающих усилий. где А – площадь материала, к которой прикладываются истирающие воздействия, m и m 1 – масса до и после истирания. Истираемость в большей мере зависит от плотности СМ. Эта характеристика очень важна для СМ, применяемых для полов, тротуаров и дорог. Очень стойкие к истирающим воздействиям ПКМ - базальт, гранит и т. д.

Деформативные свойства Упругость – способность СМ деформироваться под влиянием нагрузки и самопроизвольно восстанавливать первоначальную форму и размеры после прекращения воздействия внешней среды. Пластичность – способность СМ изменять форму, размеры под воздействием внешних сил не разрушаясь. После прекращения силы, СМ не может самопроизвольно восстановить форму и размеры. Остаточная деформация называется пластической. Способность механических значительной хрупкостью. твердого материала воздействиях пластической без разрушаться при сколько-нибудь деформации называется

Коррозионная стойкость Разрушение СМ под воздействием агрессивных веществ называется коррозией. Различают химическую, физическую (без изменения химического состава), физико -химическую и электрохимическую коррозию (из-за возникновения электрического тока на границе фаз СМ). Коррозионная стойкость – способность СМ сопротивляться разрушительному действию агрессивных веществ. При оценке разность коррозионной масс агрессивной образцов среды и стойкости до и СМ после соответствующие прочностных и упругих характеристик. определяют воздействия изменения

Степень разрушения СМ определяется при водопоглощении под вакуумом. О ходе разрушения структуры СМ судят на основании изменения объема воды, поглощаемой материалом. По разности массы сухих и насыщенных образцов рассчитывают прирост V внутренних пор, доступных воздействию агрессивной среды. Эту величину принимают за критерий коррозоустойчивости СМ. Комплексные свойства СМ – долговечность – надежность – совместимость

Долговечность – способность СМ и СИ сохранять требуемые свойства до предельного состояния, заданного условиями эксплуатации. Долговечность материала зависит от состава, структуры и качества материала, а также от совокупности воздействующих на него в период эксплуатационных факторов: режима и уровня нагрузок, температуры, влажности, агрессивности среды. Долговечность количественно измеряется временем (в годах) от начала эксплуатации в заданном режиме до момента достижения предельного состояния. Надежность – одно из основных комплексных свойств СМ, определяющее его способность выполнять свои функции в течении заданного времени и при данных условиях эксплуатации, сохраняя при этом в определенных пределах установленные характеристики.

Зависит от: условий производства, условий транспортирования, хранения, условий применения, условий эксплуатации. Основное значение надежности состоит в исключении «отказов» внезапного ухудшения свойств М ниже уровня браковочного показателя. Совместимость – способность разнородных материалов или компонентов образовывать композитных прочное и материалов, надежное СИ, СК неразъемное соединение и стабильно выполнять при этом необходимые функции в течение заданного времени

Эстетические свойства СМ К эстетическим свойствам СМ относятся форма, цвет, фактура, рисунок (природный рисунок - текстура). Форма материалов, воспринимается непосредственно интерьера лицевая визуально влияет здания. В на в поверхность процессе своеобразие современной которых эксплуатации, фасада архитектуре или форма облицовочных материалов лаконична. Это, как правило, квадрат или прямоугольник. Цвет – зрительное ощущение, возникающее в результате воздействия на сетчатку глаза электромагнитных колебаний, отраженных от лицевой поверхности СМ в результате действия света. Основные характеристики цвета – цветовая тональность, светлота и насыщенность.

Цветовая тональность – показывает к какому участку видимого спектра относится цвет материала, количественно цветовые тона измеряются длинами волн. Светлота – характеризуется относительной яркостью поверхности отражения, СМ, который определяемой коэффициентом представляет соответственно отношение отраженного светового потока к падающему. Насыщенность цвета – степень отличия хроматического цвета от ахроматического той же светлоты. Фактура – видимое строение лицевой поверхности СМ, характеризуемое степенью рельефа и блеска. Рисунок – различные по форме, размерам, расположению, цвету линии, полосы, пятна и другие элементы на лицевой поверхности материала.

Оценка качества строительных материалов Вероятность принятия эффективного, качественного решения при выборе наиболее целесообразных СМ в процессе проектирования объекта повышается по мере увеличения числа рассматриваемых вариантов и оценки не только отдельных свойств СМ и СИ, а всей совокупности этих свойств, определяющих качество продукции. Многочисленные методы оценки качества строительных объектов (СК, СМ и т. д.) можно классифицировать: - по степени универсальности - по полноте учета свойств: а) полные, учитываются все свойства с максимально высокой точностью б) упрощенные, учитывают только основные свойства.

-по решаемым задачам: а) на методы позволяющие ранжировать по качеству и одновременно оценивать во сколько раз один материал лучше другого; б) методы, позволяющие произвести только ранжировку. - по характеру исполнения оценки: а) экспертная (с привлечением экспертов) б) неэкспертная (при наличии достаточной информации по всем объектам, и по всем их свойствам). Комплексную количественную оценку качества рассматривают как двухступенчатый процесс: 1) оценка простых свойств 2) оценка сложных свойств. СМ

В настоящее время количественная оценка и аттестация качества СМ, как правило, ограничивается оценкой отдельных свойств. Все ГОСТы, ТУ регламентируют число показателей некоторых важнейших свойств. Стандартизация и унификация СМ Стандартизацией называется процесс установления и применения стандартов – комплекса нормативнотехнических требований, норм и правил на продукцию массового применения, утвержденных в качестве обязательных для предприятий и организацийизготовителей и потребителей указанной продукцию. В ГОСТах приведены требования к свойствам СМ, методам их испытаний, правилам приемки, транспортирования и хранения. ГОСТы обязательны для применения на всей

ТУ или временные ТУ – ВТУ – содержат комплекс требований к показателям качества, методам испытаний, правилам приемки к определенным видам материалов, которые не стандартизированы или ограниченно применяются. ТУ действуют в пределах ведомства, министерства. Кроме ГОСТов и ТУ в строительстве действуют СНи. Пы. С 1 июля 2003 года в России вступил в действие закон о техническом регулировании. Согласно этому закону ГОСТы могут упраздняться, а государство будет обеспечивать лишь безопасность окружающей технических среды продукции для посредством регламентов. принятия Стандарты предлагать сами предприятия. потребления и системы качества будут

К методам стандартизации относятся унификация и типизация. Под унификацией понимают приведение различных видов СМ, СИ, СК к технически и экономически рациональному минимуму типоразмеров, марок, форм, свойств и т. п. предполагает разработку типовых СМ, СИ, СК Типизация на основе общих технических характеристик. Требования к типизации определяют выпуск СМ, размеры которых увязываются с модулем – М (ЕМС). В качестве модуля в России принят размер 100 мм. Используются укрупненные модули (3 М, 6 М, 12 М, 15 М, 30 М, 60 М) и дробные (1/2 М, 1/5 М, 1/10 М, 1/20 М, 1/50 М, 1/100 М). Модуль применяется для координации размеров СМ, СИ, СК, частей зданий и зданий в целом.