Материалы для строительства

Надежность строительных материалов

Надежность строительных материалов характеризуется постоянством эксплуатационных свойств материалов в процессе их жизненного цикла. Надежность складывается из долговечности, безотказности, ремонтопригодности, а также сохранности. Как правило эти свойства связаны между собой.

Долговечность – это свойство материалов и изделий находиться в работоспособном состоянии до пре­дельного состояния с необходимыми перерывами на ремонт. Предельное состояние определяется моментом разрушения изделия, требованиями к его безопасности или экономическими соображения­ми. Долговечность строительных материалов изме­ряется сроком службы без потери эксплуа­тационных качеств в конкретных климатических условиях. Например, для железобетонных конструкций нормами пре­дусмотрены три степени долговечности. Одна соответствует сроку службы, как правило это не менее 100 лет, вторая, не менее 50 лет и третья, не менее 20 лет. Она определяется совокупностью физических, механических и химических свойств материалов. Также необходимо оценивать долговечность применительно к конкретным условиям эксплуатации.

Безотказность — это свойство изделия сохранять работоспособность в определенных условиях эксплуатации в течение определенного времени без вынужденных перерывов на ремонт.

Ремонтопригодность – это свойство изделия, характеризующее его способность к восстановлению исправного состояния с сохранением заданных технических характеристик в результате предупреждения, выявления и устранения поломок.

Сохранность – это свойство изделия сохранять заложенные эксплуатационные показатели в течение и после срока хранения и транспортиро­вания. Сохранность оценивается временем хранения и транспортирования.

В следующей статье я расскажу о фильтрах для воды.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Пример HTML-страницы

Самовосстанавливающийся бетон

Если дословно перевести английский вариант «self healing concrete», то он звучит- как «самоисцеляющийся бетон», что, согласитесь, намекает на фантастику. Изобретатель Хенк Джонкерс из Делфтского технического университета еще в 2015 году показал инновационный метод для восстановления трещин в бетоне при помощи… бактерий. Принцип технологии прост: в бетон добавляли капсулы с особыми бактериями и питательными веществами для них, которые активировались, как только попадала вода. Треснувший бетон с влагой отстраивался, заполнялся известняком, который продуцировали бактерии. Кроме этой био-технологии, есть другая альтернатива от корейских исследователей, где в бетон добавляются капсулы определенного полимера. Он также под действием влаги и солнца, начинает реагировать — разбухать и заполнять трещину.

Бетон очень надежный и давний строительный материал, однако он теряет свои свойства при трещинах, так что над его современным апгрейдом трудятся многие специалисты материаловедения во всем мире.

Есть свежие данные, что американские ученые из Вустерского политехнического института (WPI) также разработали биобетон, куда вмешали фермент, который реагирует с CO2, выделяя кристаллы карбоната кальция — по характеристикам похожи на бетон. И таким образом заполняются все трещины, укрепляя бетот. Миллиметровые трещины восстанавливаются за сутки.

Другая разработка ученых из Университета Колорадо основана на фотосинтезе бактерий. В состав биобетона входит смесь из цианобактерий — фотосинтезирующие бактерии, желатина и песка. Они реагируют на воду и увеличиваются в размере, заполняя полости.

Будущее управления строительством

Скачайте полную версию исследования

17.Конопляная арматура

Источник фото: https://www.dezeen.com/

Исследователи из Политехнического института Ренсселера в США изобрели альтернативу стальной арматуре из конопли, которая, по их утверждению, позволяет избежать проблемы коррозии и сократить выбросы углерода при строительстве.

Арматура из конопли может использоваться для поддержки бетонных конструкций так же, как сегодня используется стальная и другая арматура, но с меньшим воздействием на окружающую среду благодаря как составу материала, так и сроку службы.

В настоящее время ржавчина стальной арматуры — основная проблема, которая приводит к  преждевременному разрушению таких конструкций, как мосты, дороги, дамбы и здания. Инновационная арматура с коноплей обеспечит долговечность и защиту от коррозии в 3 раза. И более того, в отличие от армирования стекловолокном в конструкциях, особо подвергаемым коррозии, конопляная арматура не требует столько энергозатрат на производство и эксплуатацию, что делает ее экологически безопаснее.

Этот список — небольшая часть тех разработок, которые уже применяются в строительной отрасли, ежегодно каждая из технологий  улучшается, или на смену одного решения приходят другие. Строительство — та сфера, где технологичность материалов и инновационные цифровые решения могут перевернуть методы ведения проектов и создавать по-настоящему футуристические объекты.

И если инновационные строительные материалы вы пока не используете на своих объектах, то оцифровать ваш бизнес вы можете прямо сейчас, попробовав бесплатно PlanRadar в течение 30 дней, чтобы убедиться, что ведение и контроль вашего проекта стало проще и эффективнее.

Прозрачное дерево

О создании новейшего экологического материала  прозрачного дерева сообщалось еще в 2016 году, но только в 2020 ученый, который с командой из Университета штата Мэриленд в Колледж-Парке изобрел способ делать древесину прозрачной, заявил, что испытания завершены и получен устойчивый результат. Прозрачное дерево минимум  в 5 раз прочнее и легче стекла, а также термоэффективнее. Именно эти характеристики  делают его намного интереснее пластика.  Среди других преимуществ: сырье возобновляемое и экологичное: дерево бальса растет быстро, за 5 лет получается уже взрослое дерево, затраты на производство намного ниже, чем для производства стекла, где присутствует ощутимый углеродный след из-за расходов на отопление и электричество.

Прозрачное дерево довольно гибкое, так как в нем есть натуральная целлюлоза.

Чтобы добиться прозрачности, древесину бальсы вымачивают в спецрастворе, а затем в структуру добавляется эпоксидная смола. Прозрачная древесина, или древесное стекло можно применять вместо традиционных стеклопакетов,  либо другим элементам в строительных конструкциях,где необходима прозрачность, но и прочность, а также экологичность и энергосбережение.

Стоимость материалов

Чтобы понять какой материал лучше использовать для строительства дома, можно рассчитать его стоимость. Так, как квадратура дома может быть абсолютно разной, для сравнения сделаем расчёт материала на 1 кв. метр.

Таблица стоимости материалов на 1 кв. м.

Материал	Цена
Кирпич	Около 25000 рублей
Блок	Около 14000 рублей
Керамоблок	Около 18000 рублей
Дерево	Около 43000 рублей
Каркас	Около 25000 рублей

Стоит учесть, что суммы очень приблизительны, так как цена зависит от вида материала, производителя, региона, качества и т.д. Рассчитывая выбор строй материала для стен в учёт берутся все материалы для строительства. Цена утеплителя, если он нужен, отделки и работы мастера. Так стоимость кирпичного дома под отделку будет состоять около 4 млн. рублей.

Что нужно учитывать при выборе материала для стен дома

Строительные материалы для устройства стен

Стены – это основа всех основ в постройке дома. Чтобы не ошибиться в выборе материала для их возведения, нужно знать все тонкости. Критерии, которые необходимо учесть, выбирая материал для стен:

1. Ценовой фактор. Если хотите сэкономить на фундаменте, выбираем облегчённые материалы.
2. Теплоизоляция. Если климатические условия вынуждают к постройке именно тёплого дома, то нужно учесть затраты на утепление. Если выбран материал с плохими теплоизолирующими свойствами, то утепления не избежать.
3. Трудовые затраты. Возведение стен занимает много времени, если оно ограничено, то выбираем большие блоки. Если выбрать, к примеру мелкий кирпич, то стены будут возводиться очень долго.
4. Отделка. В зависимости от выбранного материала выбираются материалы для отделки, это приносит дополнительные затраты и в бюджете, и во времени. При желании можно выбрать такой материал для стен, который не нуждается в отделке.

Исходя из этих критериев можно выбрать нужные материалы и рассчитать все затраты, как по времени, так и по финансам.

Строительство деревянных домов

Для постройки деревянного дома, как правило, используют брёвна и брус. Выбор в сторону этого материала имеет как положительные стороны, так и отрицательные факторы. При хорошем уходе, дом из дерева простоит хоть сто лет. Поговорим подробнее об этом стройматериале.

Дом из бруса

Загородный дом из деревянного бруса. Не такое уж и дешёвое удовольствие, как хотелось бы. Брус сам по себе дорогостоящий материал, стены дома из него будут и прочными и красивыми на вид. Можно заказать несколько видов бруса:

• Строганый;
• Нестроганый;
• Профилированный;
• Клееный;
• Утеплённый.

Размеры могут быть разными, в зависимости от желания застройщика. При постройке стен из бруса, дом не нуждается во внутренней обработке штукатуркой, что может значительно сэкономить средства на постройку.

Дом из бревна

Бревно – натуральный материал с высоким спросом. Дома из него экологически чистые, эстетичны и долговечны. Существует два вида бревна:

• Оцилиндрованное – получается в следствии производственной обработки материала;
• Рубленое бревно – продукт, полученный в следствии ручной работы.

Оба вида не нуждаются в дополнительной отделке. Рубленое бревно стоит дороже и обладает большей прочностью.

Основные характеристики дерева

Дерево, как и все остальные стройматериалы имеет свои индивидуальные свойства и особенности. В основном эти показатели зависят от породы выбранного дерева. Ни один строительный материал не обладает такими же высокими технологическими свойствами как дерево.

Качество древесины определяют по таким критериям:

• Текстура;
• Цвет;
• Запах;
• Твёрдость;
• Прочность.

Достоинства и недостатки дерева

При выборе дерева, чтобы построить дом, следует учесть, что у него, как и у других материалов есть свои достоинства и недостатки.

Плюсы дерева, как стройматериала:

Минусы дерева для строительства дома:

• Высокая воспламеняемость;
• Нуждается в дополнительной обработке от паразитов;
• Подвергается усадке;
• Некоторые виды бруса склонны к появлению трещин.

SensiTiles — акриловая декоративная плитка

Новые материалы в строительстве — не обязательно с инновационными физическими качествами по прочности и безопасности. Это также материалы с технологиями, служащие для эффектного декора и реализации самых экстравагантных архитектурных или дизайнерских задумок. Новый вид отделочного строительного материала — чувствительная плитка c акриловым волокном, которая в буквальном смысле реагирует на ваши движения, касания, источник света его изменения. Оптоволокно пропускает свет и реагирует: плитка может мерцать, подсвечиваться, улавливать и рассеивать соседние цвета по своей поверхности. Декорирование таким материалом дает новые возможности в архитектуре и дизайне интерьеров.

Механические свойства материалов

К механическим свойствам мате­риалов относятся: прочность, упругость, пластич­ность, хрупкость, твердость, истира­емость.

Прочность материалов — это способность материалов сопро­тивляться разрушению и деформациям от вну­тренних напряжений, возникающих в результате воздействия внешних сил или других факторов, таких, как неравномерная осадка или нагревание. Она измеряется пределом прочности, напряжением, возникающим в материа­ле от действия нагрузок, вызывающих его разру­шение.

Упругость материалов – это способность материалов под воз­действием нагрузок изменять форму и размеры, при этом восстанавливать их после прекращения действия нагрузок.

Пластичность материалов – это способность материалов изменять свою форму и размеры под воздействи­ем нагрузок и сохранять их после их снятия. Пластичность характеризуется относитель­ным удлинением или сужением.

Твердость материалов – это способность материала оказывать сопротивление проникновению в него более твердого материала.

Истираемость материалов – это способность материалов разрушаться под действием истирающих усилий.

Пример HTML-страницы

Износостойкость материалов – это свойство материала сопротивляться одновременному воздействию истирания и уда­ров.

Хрупкость материалов – это свойство материала внезапно разрушаться под воздействием нагрузки, без предварительного заметного изменения формы и размеров. Хрупкий материал, в отличие от пластичного, нельзя прессовать, так как он под нагрузкой рассыпается. К таким материалам относятся: камни, стекло и чугун.

12.Гидрокерамика (пассивное охлаждение)

Композитный фасадный материал из глины и гидрогеля, который способен охлаждать внутренние помещения зданий до 6 С⁰. . Этот материал, получивший название Hydroceramic, использует способность гидрогеля поглощать воду, в 500 раз превышающую его собственный вес, для создания строительной системы, которая «становится живым существом как часть природы, а не за ее пределами». Его разработали испанские студенты еще в 2014 году и с тех пор этот материал и технология самоохлаждающих систем весьма востребована в строительстве и архитектуре. Особенно в экостроительстве: экономится до 28% от общего потребления энергии традиционными охлаждающими устройствами.

7. Жидкий гранит

Искусственный «жидкий» камень, особая жидкая строительная смесь (70% из мраморной крошки и на 30% из специальных добавок и декоративного наполнителя), которую напыляют на определенную поверхность. Благодаря составу, жидкость застывает красиво и намертво, обеспечивая поверхность прочностью и декоративным видом. Жидкий гранит экологичный материал, поскольку в него входят безопасные смолы и натуральная мраморная крошка и минеральные наполнители. Этот композитный материал активно используется в отделочных работах, для изготовления или покрытия отдельных конструкций или элементов интерьера .

Сваи и балки, построенные с закрытой ячеичной изоляцией

Свайные дома сегодня строят, в основном, с полыми сваями и балками. Между тем это пространство тоже можно использовать для дополнительного утепления фундамента дома, что позволяет достичь более высокого значения R (теплоизоляции).

Утепленный изоляторами свайный фундамент позволяет решить множество проблем. Кроме того, массивные сваи и балки, сделанные из пиломатериала длиной не менее 120 сантиметров, также позволят построить более прочный и стабильный пол, который не просядет, не будет скрипеть и будет не так быстро разрушаться от воздействия неблагоприятных погодных условий.

Сваи и балки с закрытой ячеичной изоляцией является ключом к построению домов повышенной прочности, им не страшны лютый мороз и наводнения. Изоляция с закрытыми ячейками намного превосходит вату из стекловолокна и, в настоящее время, лидирует в промышленности по стоимости изоляции.

Конечно, для российских застройщиков, у которых каждый рубль на счету, дополнительная изоляция свай или каркаса фундамента порой выглядит слишком дорогим удовольствием. Однако в западных странах, где альтернатив электрическому отоплению нет, в то же время электроэнергия стоит намного дороже, чем у нас, эта технология уже стала востребованной.

Таблица сравнение различных материалов для возведения стен

Сравнивая различные стеновые материалы, используемых для возведения стен, можно составить таблицу с описанием характеристики предполагаемого дома.

Материал для стен	Долговечность	Время строительства	Утепление	Необходимость и тип отделки
Кирпич	Более 100 лет	Около 1 года	Есть необходимость	Паронепроницаемая отделка
Керамзито бетонные блоки	Более 100 лет	Не менее 6 месяцев	В зависимости от толщины блока	Паронепроницаемая отделка
Пенобетон	В зависимости от качества блоков	Не менее 6 месяцев	Необходимо	Обязательна
Газобетон	До 100 лет	Около 6 месяцев	Необязательно	Паронепроницаемая
Арболит	Около 50 лет	Не менее полугода	Не нуждается	Нуждается в паронепроницаемой отделке
Полистерол	Не менее 100 лет	Пару месяцев	В зависимости от толщины стен	Необходима наружная отделка
Дерево	До 100 лет, в зависимости от качества материала	От 2 до 6 месяцев	Не нужно	Не нужно
Деревянный каркас	Около 25 лет	1 – 3 месяца	Не нужно	Обязательна
Каркас из металла	Не менее 25 лет	1 – 3 месяца	Не нужно	Обязательно
Сип панели	Не менее 25 лет	От 1 месяца	Не нужно	Необходимо
Железо бетонные панели	До 150 лет	От 1 до 3 месяцев	Нужно	Необходимо
Монолит	До 150 лет	От 1 до 3 месяцев	Нужно	Необходимо

Ультра-белая краска для пассивного охлаждения

То, что белый отражает свет, хорошо известно. Но оказывается, можно создать особую «самую белую в мире» краску, которая будет служить не хуже кондиционера для охлаждения помещений.

В американском исследовательском университете создали белую краску, которая отражает 98,1% солнечного света. Секрет краски — состав, в который примешивают сульфат бария, которые и обеспечивает идеально чистый белый, со светоотражающим эффектом. По результатам испытаний были получены потрясающие показатели: покрытие крыши площадью около 90 кв.м сравнимо с охлаждающей мощностью в 10 кВт. Эта цифра выше, чем типичная мощность домашних кондиционеров

Новая краска может не только охлаждать дома, но и предотвращать перегрев наружных систем электричества.

CABKOMA — углеводородные нити, струнная опора

Для таких сейсмологических территорий, как Япония, очень важны материалы, которые выдержат землетрясения. Поэтому лаборатория Komatsu Seiten Fabric  разработала термопластичный композит из углеродного волокна — CABKOMA Strand Rod. Композит покрыт неорганическими и синтетическими волокнами, с отделкой из термопластической смолы — и это дало  возможность создать самую легкую в мире систему сейсмического армирования. Инновационные нити-струны почти в пять раз легче, чем металлическая проволока той же прочности, и красивы по дизайну. Кроме того, они довольно эффективны — здание соответствует требованиям, предъявляемым к сейсмической арматуре. Конечно, как и все материалы из карбона, материал недешев.

Физические свойства строительных материалов

Эту группу свойств составляют, параметры физического состояния материа­лов, а также свойства, определяющие отно­шение материалов к различным физическим про­цессам. К первым относят плотность и пори­стость материала, степень измельчения порош­ков, ко вторым, гидрофизические свойства, такие как: влагопоглощение, влажность, водопроница­емость, водостойкость, морозостойкость и теплофизические, такие как: теплопроводность, теплоем­кость, температурное расширение.

Водостойкость – это способность материала сох­ранять свою прочность при насыщении водой.

Гигроскопичность – это способность материала поглощать воду из окружающего воздуха.

Влагопоглощение —  это способность материала впитывать и удерживать в своих порах воду.

Влагоотдача – это способность материала отда­вать воду в окружающий воздух.

Огнеупорность – это способность материалов выдерживать длительное воздействие высоких температур, не размягчаясь и не деформируясь.

Теплоемкость – это способность материалов поглощать тепло при нагревании.

Дома из железобетонных панелей

ЖБИ плиты востребованы для возведения коттеджей. Строительство из этого материала имеет ряд особенностей.

Железобетонная панель – это бетонная плита, армирована металлическим каркасом. Благодаря чему является очень выносливой к различной нагрузке. Раньше их в основном использовали для строения многоэтажных домов, на сегодня технологии пошли дальше.

Существует три вида построек из железобетонных панелей:

• Панельно – каркасный дом;
• Каркасный;
• Бескаркасный дом.

Плюсы и минусы железобетонных панелей

На данный момент множество недостатков железобетонных конструкций устранено. Решена проблема со звукоизоляцией, воздухообменом и однообразностью построек. Но все же некоторые минусы остались:

• Необходимость мощного фундамента;
• Небольшой выбор производителя.

Так же есть и свои плюсы:

• Возможность быстрой постройки;
• Нет усадки;
• Неплохая звукоизоляция;
• Пожарная безопасность;
• Доступная цена.

Строительство каркасного дома

Пожалуй, одно из самых бюджетных и быстрых в постройке домов – это каркасное жилище. В двух словах основой такого дома является каркас, заполненный внутри утеплителем и обшитый материалом. Существует несколько видов каркасов для домов:

• Деревянный;
• Металлический;
• Комбинированный каркас.

Деревянный каркас – самый распространённый. Сооружается из разного вида пиломатериалов. Возводится на любом типе фундамента, не требует дорогостоящего основания.

Металлический вид делится на два типа – лёгкий и тяжёлый каркас. Это деление происходит в зависимости от вида используемого металла. Лёгкий каркас ещё называют оцинкованным, он легче чем деревянный и подходит для возведения на слабом грунте. Тяжелый – каркас из чёрного металла, отличается своей тяжестью, требует сварки. Нуждается в хорошем прочном фундаменте.

Также практикуется возведение каркасно – щитовых домов. В этом случае делают стены из щитов. Из них же сооружаются и перегородки в доме.

Достоинства и недостатки каркасных домов

Каркасный дом, также имеет свои достоинства и недостатки:

• Плюсы – небольшие денежные затраты, хорошее тепло сбережение, отсутствие необходимости отделки внутри, простота в перепланировке по необходимости, отсутствие усадки;
• Минусы – меньший срок службы, чем у других домов, не прочные стены, потребность в хорошей вентиляции.

Бетонное полотно Concrete Canvas

Дизайн-решение с использованием Concrete Canvas

Это, по сути, бетонная ткань в рулоне — революционный материал, предлагающий безграничные возможности дизайна в строительной архитектуре и новые вызовы для строительства.

Запатентованное решение Concrete Canvas используется для широкого спектра строительных задач и не только.  Это позволяет строить бетонные конструкции с минимальными затратами на установку и обучением специалистов. Обычно установка в десять раз быстрее: разворачивается подготовленный рулон и просто добавляется вода.

Это вспомогательный материал, который облегчает ряд работ, предшествующих возведению сооружений, либо участвует в подготовке инфраструктурных объектов: каналов, ремонт покрытий, защита поверхностей, склонов, укрепления водоемов и труб.

Сип панели

Дом построенный из СИП панелей

Сип панели выгодный материал для дома. Это листы, состоящие из трёх слоёв, две плиты ОСП плюс утеплитель в виде пенополистирола. ОСП, ориентированно – стружечная плита, изготавливается из качественной древесины. Дерево расщепляют на волокна, выкладывают и прессуют. После чего происходит их обработка пропитками с водоотталкивающими свойствами.

Пенополистерол – хороший утеплитель, не поддерживающий горение. Состоит из хорошо спечённых гранул.

Сэндвичи, как их ещё называют, хороши в том случае, если есть желание сэкономить на фундаменте, сделать лёгкий дом и возвести строение в кратчайшие сроки.

Достоинства и недостатки сип панелей

Достоинств сип панелей не перечесть:

• Скорость строительства;
• Простота в использовании;
• Хорошая теплоизоляция;
• Прочность;
• Экологически чистый материал.

Минусы сип панелей:

• Плохая звукоизоляция;
• Необходимость дополнительной вентиляции;
• Материал привлекателен для грызунов;
• Необходимость отделки.

Строительство дома из кирпича

Кирпич –востребованный материал для строительства стен дома. Здание из него может простоять до 150 лет. Технология кладки уже давно изучена, понятна и отработана. На прилавках строительных баз можно найти несколько видов кирпича. О его разновидностях, достоинствах и недостатках поговорим далее.

Керамический или силикатный

Рассмотрим два вида кирпича, керамический и силикатный:

1. Керамический кирпич. Имеет красный цвет, сделан из глины, очень прочен и экологически чистый. Так же он устойчив к низким температурам и влаге. Его форма прямоугольная, состоит такой кирпич из отверстий, которые могут быть разной формы. От плотности этих отверстий, как раз и зависят термоизоляционные свойства материала.
2. Силикатный кирпич. Белый, сделан из извести, песка и различных добавок. Такой кирпич можно найти как сплошным прямоугольником, так и с отверстиями. Сплошной бывает разных цветов. Стоит учесть, что на прочность материала, выемки никак не влияют.

Рядовой и лицевой

Силикатный и керамический кирпич бывают различными по своему предназначению:

• Рядовой – предназначен для внутренней кладки;
• Лицевой – используют при выполнении облицовочных работ.

Данные виды кирпича имеют отличия не только по назначению, но и по внешнему виду. Рядовой может иметь, надсечки, трещинки, выемки, а лицевой в свою очередь идеально ровный.

Прочность кирпича и его стойкость к морозу

Существуют специальные маркировки, которые указывают покупателю на прочность и морозостойкость кирпича. Прочность материала обозначается буквой М и числом возле неё. Чем оно выше, тем кирпич тяжелее по весу. К примеру, для фундамента берут кирпич плотнее, М 150 и выше, а для стен подойдёт и М 100.

Устойчивость к морозу обозначается буквой F и так же, как и в предыдущем случае цифрой рядом. Чем выше показатели по цифрам, тем морозоустойчивее материал.

Достоинства и недостатки кирпича

Рассмотрим основные достоинства и недостатки кирпича. К достоинствам можно отнести:

• Красивый внешний вид;
• Высокий срок службы;
• Относительно неплохая теплоизоляция;
• Устойчивость к внешним факторам.

Недостатки кирпича:

• Относительно большой вес;
• Большие затраты по времени;
• Необходимость дополнительного теплоизолятора;
• Затраты на хороший фундамент.