Тема 1. Состав и структура строительных материалов СОДЕРЖАНИЕ 1. Химический, минеральный, фазовый и вещественный состав строительных материалов. Макро- и микроструктура строительных материалов. 2. Кристаллическое и аморфное строение строительных материалов. 1. ХИМИЧЕСКИЙ, МИНЕРАЛЬНЫЙ, ФАЗОВЫЙ И ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ. МАКРО- И МИКРОСТРУКТУРА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ. Все строительные материалы имеют состав. Они характеризуются элементным, химическим, минеральным, фазовым и вещественным составом. 1. Элементный состав – выражает содержание химических элементов в материале, % по массе. Например, элементный состав битума: С – 70…80%; H – 10…15%; S – 2…9%; O – 1…5%; N – 0…2%. 2. Химический состав – позволяет судить об огнестойкости, биостойкости, механических свойствах и т.д. материалов. Так, органические материалы (древесина, шерсть, солома и т.д.) не выдерживают высоких температур и горят. Минеральные материалы (песок, щебень, гравий и т.д.), напротив, имеют значительно более высокие температуры применения, а металлы хорошо проводят электрический ток и тепло. В зависимости от химического состава строительные материалы принято делить на: - органические (древесина, битумные материалы, пластмассы); - минеральные (природный камень, бетон, керамика и т.п.); - металлические (сталь, чугун, цветные металлы). 3. Минеральный состав показывает, какие минералы и в каком количестве, % по массе, содержатся в строительном материале. Например, минеральный состав клинкера портландцемента: · Алит – 3СаО·SiO2 (С3S) – 45…60%; · Белит – 2СаО·SiO2 (С2S) – 20…30%; · Трехкальциевый алюминат 3СаО·Al2O3 (С3А) – 4…12%; ·Четырехкальциевый алюмоферрит 4СаО·Al2O3·Fe2O3 (С4АF) – 10…20%. • 4. Фазовый состав материала – это наличие твердого вещества или каркаса, пор, заполненных воздухом или другим газом, и воды. • 5. Вещественный состав выражает содержание веществ, % по массе, входящих в состав материала. Например, вещественный состав портландцемента: клинкер – более 95%; вспомогательные компоненты – до 5%; природный гипс – 3…5% (сверх 100%). СТРОЕНИЕ • Структура (строение) – внутреннее строение материала, обусловленное формой, размерами, взаимным расположением составляющих его частиц, пор, капилляров, поверхностей раздела фаз, микротрещин и других структурных элементов СТРОЕНИЕ • Строение материала изучают на 3-х уровнях: • - Макроструктура материала – строение, видимое невооруженным глазом. • - Микроструктура материала – строение, видимое в оптический микроскоп. • - Внутреннее строение материалов – строение, изучаемое на молекулярно-ионном уровне методами рентгенофазового анализов, рентгеноструктурного и электронной микроскопии. • Макроструктура твердых строительных материалов может быть следующих типов: • - конгломератная (бетоны, строительные растворы); • -ячеистая (ячеистые бетоны, ячеистые пластмассы); • - мелкопористая (керамика); • -волокнистая (древесина, стеклопластики, минеральная вата); • -слоистая (рулонные, листовые и плитные материалы); • -рыхлозернистая (заполнители для бетона, наполнители для цементов, пластмасс и др.); • - макроструктура природных каменных материалов. 2. КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ И АМОРФНОЕ СТРОЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ. • Микроструктура строительных материалов подразделяется на кристаллическую и аморфную. • Аморфные вещества имеют хаотическую структуру, где атомы или молекулы располагаются без определенного порядка. Они не образуют регулярной кристаллической решетки и не имеют определенных позиций для атомов или молекул. • Кристаллические вещества, напротив, имеют упорядоченную структуру. Атомы или молекулы в кристаллических веществах располагаются в определенном повторяющемся шаблоне, называемом кристаллической решеткой. • Контрольные вопросы: • 1. Перечислите состав строительных материалов. • 2. Что такое «Элементный» и «Химический» составы? • 3. Что такое «Минеральный», «Фазовый» и «Вещественный» составы? • 4. Дайте определение понятию «Структура». • 5. Назовите типы макроструктуры твердых строительных материалов. • 6. В чем отличие аморфных и кристаллических веществ?
