Основныe строительные материалы
в промышленном и гражданском строительстве: цемент, бетон, кирпич, камень, дерево, известь, песок, чёрные металлы, стекло, кровельные материалы, пластик и другие.
Источник производства строительных материалов
= природные ресурсы страны:
- в природном состоянии (камень, песок, древесина)
- в виде сырья, перерабатываемого на предприятиях промышленности строительных материалов (полистирол, керамзит).
Классификация строительных материалов
- природные каменные материалы,
- вяжущие материалы,
- строительные растворы,
- бетоны и бетонные изделия,
- железобетонные изделия,
- лесные материалы,
- металлы,
- синтетические материалы и т.
д.
Свойства строительных материалов
Физико-механические свойства:
1. Параметры физического состояния материалов:
- плотность
- пористость материала
- степень измельчения порошков
2. Свойства, определяющие
отношение материалов к различным физическим процессам:
- гидрофизические (водопоглощение, влажность, водопроницаемость, водостойкость, морозостойкость),
- теплофизические (теплопроводность, теплоемкость, температурное расширение )
Строительные материалы и их свойства
В строительстве при возведении зданий и сооружений применяются различные строительные материалы и изделия из них. Основными строительными материалами в промышленном и гражданском строительстве являются цемент, бетон, кирпич, камень, дерево, известь, песок, чёрные металлы, стекло, кровельные материалы, пластик и другие.
Источником производства строительных материалов служат природные ресурсы страны, которые в качестве строительных материалов могут использоваться в природном состоянии (камень, песок, древесина) или в виде сырья, перерабатываемого на предприятиях промышленности строительных материалов (полистирол, керамзит).
При изучении строительных материалов их можно классифицировать на такие виды: природные каменные материалы, вяжущие материалы, строительные растворы, бетоны и бетонные изделия, железобетонные изделия, искусственные каменные материалы, лесные материалы, металлы, синтетические материалы и т. д.
Физико-механические свойства составляют, во-первых, параметры физического состояния материалов и, во-вторых, свойства, определяющие отношение материалов к различным физическим процессам. К первым относят плотность и пористость материала, степень измельчения порошков, ко вторым — гидрофизические свойства (водопоглощение, влажность, водопроницаемость, водостойкость, морозостойкость), теплофизические (теплопроводность, теплоемкость, температурное расширение) и некоторые другие.

- Какие основные строительные материалы вы знаете?
- Откуда происходят строительные материалы?
- Какие свойства материала определяют его физическогое состояние?
- Какие свойства материала определяют его отношение к различным физическим процессам?
Строительные материалы и выбор крепежа
Многообразные материалы, используемые в современном строительстве, можно объединить в несколько принципиально отличающихся групп.
Бетон
Бетон – это материал, используемый в конструкциях, которые демонстрируют надежность и устойчивость к атмосферным влияниям. Существуют две разновидности бетона: легкий и тяжелый. В обоих типах бетона связующим элементом является цемент. Легкий бетон отличается от тяжелого, в первую очередь, применением легких заполнителей, таких, например, как пемза, керамзит, туф и т.д. В тяжелых бетонах заполнителем служит щебень. Понятно, что тяжелые заполнители обеспечивают бетону более высокую прочность при сжатии, чем легкие.
Бетон может быть различной прочности, что определяется требованиями, предъявляемыми к объекту строительства. Показатели прочности бетона могут иметь значения от К20 (марка 250 в российской классификации) до К60 (марка 800 в российской классификации). Буква ”К” означает прочность на сжатие, а число – предельное усилие на сжатие в кг/см2. Чем выше марка бетона, тем в более ответственных конструкциях он может быть использован:
Марка бетона | Применимость |
К20-К25 | Частные дома |
К30-К40 |
Промышленные здания и сооружения (блоки и конструкции, залитые на месте) |
К50 |
Ответственные строительные элементы (балки или колонны) |
К50-К60 |
Особо ответственные элементы (мосты, водонапорные башни, высокие мачты) |
Строительные материалы для кладки
Кирпичная кладка – это сложный материал, представляющий собой соединение кирпичей посредством строительного раствора.
1. Полнотелые блоки с плотной структурой
Эти строительные материалы отлично подходят для установки креплений, так как они по большей части характеризуются отсутствием пустот и имеют высокую прочность на сжатие (кирпичи с долей пустот до 15% могут считаться полнотелыми).
- Полнотелый красный или керамический кирпич;
- Полнотелый силикатный кирпич.
2. Пустотелые блоки с плотной структурой (кирпичи с отверстиями и пустотелые)
В основном эти блоки произведены из того же материала, что и полнотелые кирпичи, но они имеют пустоты. При воздействии высоких нагрузок на эти строительные материалы необходимо использовать специальные крепления, например, такие, которые перекрывают или заполняют пустоты.
- Кирпичи с продольными пустотами и кирпичи с вертикальными пустотами называют еще щелевыми или сотовыми.
- Силикатные кирпичи с отверстиями, пустотелые силикатные блоки.
3. Полнотелые строительные материалы с пористой структурой
Такие строительные материалы обычно имеют низкую прочность на сжатие и пористую структуру. При работе с ними целесообразно использовать специальные крепления с большой распорной площадью или с анкеровкой формы.
Газобетон – легкий материал, который хорошо обрабатывается. Поэтому его производят в виде больших блоков или балок, что заметно ускоряет строительство. Газобетон используют обычно в промышленном строительстве для возведения стен с возможностью их дальнейшего переноса и иногда при строительстве частных домов. К газобетону можно крепить не очень тяжелые предметы, т.к. сам по себе этот материал недостаточно крепкий.

- Газобетон
- Полнотелый блок из легкого бетона
- Полнотелый блок из керамзитбетона
4. Пустотелые строительные материалы с пористой структурой (пустотелые кирпичи)
Такие материалы обычно имеют низкую прочность на сжатие, пустоты и поры. При выборе креплений в таких строительных материалах следует быть очень внимательным к пригодности и правильности их установки, в этом случае годятся, например, дюбели с длинной распорной зоной или химические анкеры с креплением формой.
- Легкие кирпичи с вертикальными пустотами
- Пустотелые блоки из легкого бетона, например, на основе пемзы или керамзита
Панели и плиты
Третья большая группа представлена тонкостенными строительными материалами, которые, как правило, имеют низкую прочность. Это гипсокартонные и гипсоволокнистые плиты, гипсоплиты, древесностружечные и древесноволокнистые плиты, фанера и т.д. Это надежный строительный материал, используемый для облицовки стен и потолков, а также внутренних перегородок. Кроме того, он применяется и в качестве ветрозащитного элемента.
В этом случае крепления должны выбираться с анкеровкой формой, т.е. они должны фиксироваться непосредственно на обратной стороне плиты или в полости. Крепления, подходящие для этих целей, обычно называются креплениями для пустотелых материалов. Панели и плиты обычно имеют низкую прочность на сжатие и высокую пористость. Для достижения оптимального результата следует использовать крепёж специального назначения, например, полимерные или металлические дюбели, устанавливаемые снаружи через отверстие.
- Гипсокартонные плиты
Природный камень
Природный камень используется в основном для облицовки, например, для фасадов и полов зданий. Характеристики материала могут меняться в зависимости от типа камня.
Специализированный крепеж для разных материалов
Для работы с каждой группой материалов предназначен специализированный крепеж. Также следует принимать во внимание ограничения по применению.
Материал | Специализированный крепеж | Ограничения |
Бетон | Все типы распорных и химических анкеров | Расстояния между точками крепления и краевые расстояния |
Кирпич полнотелый | Все типы распорных анкеров (с ограничением по диаметру крепления) | Расстояния между точками крепления и краем, размеры крепления |
Кирпич пустотелый | Нейлоновые дюбели с широкой зоной расширения и инжекционная масса, используемая с сетчатой гильзой или рукавом | Расстояния между точками крепления и краем, размеры крепления |
Природный камень | Распорные и химические анкеры | Расстояния между точками крепления и краем |
Газобетон | Нейлоновые дюбели с широкой зоной расширения и дюбели, специально предназначенные для данного материала, инжекционные химические массы | Строгие ограничения по допустимым нагрузкам |
Керамзитобетон | Нейлоновые дюбели с широкой зоной расширения, инжекционные химические массы | Строгие ограничения по допустимым нагрузкам |
Гипсокартонный лист | Специальные крепления для листовых материалов | Строгие ограничения по допустимым нагрузкам |
Расстояния между точками крепления и краевые расстояния регламентируются для большинства материалов с целью избежать возникновения трещин и сколов. Эти величины разнятся в зависимости от типа крепежных элементов, данные представлены в таблице.
Анкеры | Тип | hmin | scr | ccr |
Клиновой анкер | S-KA | 2,0 х hef | 3,0 х hef | 1,5 х hef |
Забивной анкер | LA… | 1,5 х hef | 4,0 х hef | 3,0 х hef |
Латунный анкер |
MSA |
hef + 25 мм | 50 мм | 50 мм |
Анкер PFG |
LB. |
1,5 х hef | 4,0 х hef | 3,0 х hef |
Химический анкер | ITN | 1,7 х hnom | 3,0 х hef | 1,5 х hef |
Фасадный дюбель с шурупом | KAT | 2,0 х hef | 2,0 х hef | 1,0 х hef |
Дюбель-гвоздь | PDG | hef + 50 мм | 2,0 х hef | 1,0 х hef |
Нейлоновый дюбель | PND | hnom + 10 мм | 1,0 х hnom | 1,0 х hnom |
Сверление основания
Многие крепежные изделия в строительстве для установки требуют сверления материала основы. Природа и свойства материала определяют способ его сверления. Можно выделить четыре способа сверления:
- Сверление вращением.
- Сверление вращением с большим числом легких ударов с использованием ударной дрели.
- Сверление вращением с меньшим количеством ударов. Для последнего способа используется электропневматический перфоратор.
- Сверление алмазными сверлами или коронками, которое используется главным образом для получения отверстий больших диаметров или в армированном бетоне.
Коронка, установленная на сверле.
Рекомендации по способам сверления для различных оснований.
Материал | Способ сверления (обоснование) |
Полнотелый строительный материал с плотной структурой | Сверление с большим количеством легких ударов или перфорирование |
Пустотелые кирпичи, строительный материал с низкой прочностью и газобетон |
Только чистое сверление, т.![]() |
Понравился материал?
Строительные материалы будущего
Вице-президент Material ConneXion Эндрю Дент (Andrew Dent), который также является специалистом в области материаловедения, отмечает последние несколько лет постоянно растущий интерес к новым материалам на фоне полемики по поводу перехода на новые экологические стандарты в строительстве. «Экологичность материалов перестает быть просто маркетинговым ходом, становясь нормой. Производители быстро сообразили, насколько важно говорить о чистоте и безопасности своей продукции, хотя бы потому, что часто это закреплено на законодательно уровне. Экологически чистые материалы становятся все больше доступными и разнообразными. Все это понимают», говорит Дент. «Для этого сегмента продукции выход на рынок был успешным. Я могу судить об этом по многочисленным представителям строительных компаний, которые обращаются к нам. Экологичность теперь стала обычным показателем любого материала».
Дент считает, что по мере того, как в строительстве стали все больше внимания уделять вопросам экологической безопасности, появляются новые производители перспективных строительных материалов, которые стремятся пойти еще дальше, и тем самым выделится среди других игроков на рынке. «Прямо сейчас появляется множество разработок на основе натурального сырья. Мы говорим о том, что может быть выращено, получено каким-либо способом от природы и затем переработано в сырье с измененными свойствами».
Дент отмечает, что к ним в компанию часто обращаются архитекторы и дизайнеры, которые стремятся придать уникальность своим проектам за счет применения материалов растительного происхождения либо продуктов переработки.Одним из примеров может служить так называемый «биокирпич», который производит итальянская Biomattone. В состав этого кирпича входит пеньковое волокно и натуральная известь в роли связующего. MyCo Board – конструкционный листовой материал, производимый Ecovative из Грин-Айленда (США), по мнению Дента, является еще одним ярчайшим примером. Материал в буквальном смысле выращивается из мицелия грибов на отходах сельскохозяйственного производства. В результате получают доску со свойствами сравнимыми с ДВП средней плотности.
«Прямо сейчас появляется множество разработок на основе натурального сырья».
– Andrew Dent, Material ConneXion
«Продукция вторичной переработки также пользуется спросом», считает Дент. И приводит в пример древесноподобную плиту от компании Fiber Pattana Co. Ltd из Таиланда, материалом для которой служит картонная тара от напитков.
Применение древесины в строительстве может расшириться благодаря лабораторным испытаниям, которые начинают приносить плоды. Исследователи из Королевского технологического института (Швеция) разработали технологию промышленного производства прозрачной древесины. Им удалось очистить древесную целлюлозу от лигнина путем простой химической обработки. В результате материал обесцвечивается. Затем подложка из целлюлозы пропитывается прозрачным полимером, делая древесину также оптически прозрачной без ухудшения прочностных характеристик. Отметим, что этот материал может применяться не только в строительстве. Так, например, Ларс Берглунд (Lars Berglund) из Королевского технологического института считает, что помимо окон прозрачная древесина хорошо бы смотрелась на панелях солнечных батарей.
По мнению Дента, сегодня речь идет не только о прозрачности древесины. «Производители строительных материалов научились изменять структуру целлюлозы в древесине, чтобы придать ей новые свойства. Можно, например, получить древесину в виде монтажной пены или добавлять модифицированную целлюлозу в другие материалы, чтобы улучшить их прочностные характеристики. Мы знаем, что многие предприятия деревообрабатывающей промышленности выпускают такую продукцию».
Новое применение для металлов
Спрос на сверхчистые с точки зрения экологии материалы сейчас растет. Но преградой для их популяризации может стать высокая цена, считает Дент. Вместе с тем, он также видит новые возможности в сегменте традиционных материалов, которые используются в строительстве уже долгое время. «Если бы пять лет назад меня спросили, что я думаю о будущем металлов, то я бы ответил, что мы не сможем сделать их еще лучше. Удивительно, но они находят новые способы. Компьютерное моделирование дает проектировщикам возможность расширить свое представление о доступных для металла формах».
Обычные стальные конструкции останутся в архитектуре, но здесь также имеются новые наработки, касающиеся конструкционных материалов. «Для нас на данный момент очень интересными видятся различные сочетания материалов», говорит вице-президент Американского института стальных конструкций Чарли Картер (Charlie Carter), инженер-строитель по специальности. «В этом отношении сталь всегда была впереди. Я считаю весьма перспективным деревянные кросс-ламельные панели (CLT), которые сейчас активно продвигает деревообрабатывающая промышленность. Сами по себе CLT-панели хороши, но вставьте эти панели в стальной каркас, залейте их поверх бетоном, и вы получите продукт, который может легко конкурировать с плоскими бетонными плитами». Картер признает, что новая технология изготовления металлоконструкций требует дальнейшего изучения и отработки, но уже сейчас результаты очень многообещающие. «Предположу, что в будущем в жилищном строительстве перейдут с панельных плит на вот такие CLT-панели, облаченные в металлический каркас».
Бетон без цемента. Возможно ли?
Всем хорошо известно, насколько вредит окружающей среде производство цемента. В борьбе за сокращение выбросов парниковых газов предприятиями цементной промышленности постоянно ведутся исследования, разрабатываются специальные продукты. Здесь проблема не в отсутствии вдохновения у разработчиков, а скорее в необходимости привести большинство цементных смесей в соответствие современным нормам и стандартам.
Несмотря на возникшие трудности, отраслевые ассоциации активно работают над поиском новых решений. «Разработка и внедрение технологии производства портландцемента с добавкой известняка, которая появилась сравнительно недавно, для нас является одним из самых больших изменений», говорит Пол Теннис (Paul Tennis), курирующий направление стандартизации и технологий в Ассоциации предприятий цементной промышленности. «Этот материал давно используется в Европе. И в Канаде он появился раньше, чем в США. В нашей стране никто не хочет быть первопроходцем, но как только кто-нибудь решится, а остальные увидят преимущества, то этот материал станет обычным». Согласно маркировке Ассоциации портландцемент с добавкой известняка относится к цементам класса 1L и может содержать до 15% известняка. «Выбросы двуокиси углерода в производстве цемента этой марки сокращаются на 10%. Может казаться несущественным, но если взять вместе все цементные заводы, то вы увидите эффект», говорит Теннис.
У цементов марки 1L есть свои ограничения, но перспектива уменьшить выбросы парниковых газов стоит того, чтобы внести изменения в существующие стандарты. «Ключевым фактором остается цена. Но если взглянуть шире, учесть популярность движений в защиту окружающей среды, то здесь тоже есть своя цена и влияние на общество. Разработчики всегда пытаются найти баланс между этими факторами. Мы заинтересовались известняком и другими новыми материалами во многом из-за соображений экологической безопасности и имиджа, который мы создаем себе в обществе. Цена вопроса может быть чуть выше, но выгоды в плане экологии перевешивают».
Конечно, для написания новых спецификаций на присадки к бетону понадобится время, но фактор окружающей среды определенно вызывает интерес к перспективным материалам. Исследователи одного из филиалов в Университете Британской Колумбии (University of British Columbia ) изучают возможность добавления в бетон частично вместо цемента переработанное стекло с мусорных свалок. Используя стирол-бутадиеновый полимер собственной разработки, ученым удалось успешно заместить существенную часть портландцемента в бетоне порошковым стеклом. «В порошке из стекла есть оксид кремния, а в цементе – щелочь», объясняет доцент Университета Британской Колумбии Шахрия Алам (Shahria Alam). «Они вступают в реакцию, образуя химическое соединение, которое расширяется и может вызвать растрескивание бетона. Но у нас получилось улучшить формулу смеси с помощью этого жидкостного полимера». Выяснилось, что полимер-стабилизатор блокирует щелочную реакцию в бетоне, в котором может содержаться до 25% стекла. Бетон с добавлением стекла все еще остается экспериментальной разработкой, но результаты испытаний обнадеживают. Так считает коллега Алама по проекту Анант Парги (Anant Parghi). «Нам еще предстоит детальное исследование, но уже сейчас свыше 60% контрольных образцов отвечают требованиям по прочности». Однако исследователи считают, что для написания стандартов потребуется время.
Учимся подражать миру природы
Профессор Эд Кавазанджан (Ed Kavazanjian) в своей лаборатории в Университете штата Аризона (Arizona State University) ищет геоинженерные решения в природе. Будучи директором Центра изучения природных геоинженерных технологий (Center for Bio-mediated and Bio-inspired Geotechnics) он также является куратором проекта с грантом в размере 18.5 млн. долларов, который выделил Национальный фонд содействия развитию науки США на изучение возможности адаптации природных процессов в строительстве. «Превращаем песок в песчаник – мы занимаемся здесь алхимией», говорит он. Сфера наших интересов обширна. Мы ищем буквально везде, начиная с того, как геотехнические системы могут быть похожи на корни деревьев, и заканчивая тем, как кроты своим рытьем нор могут научить нас забивать сваи фундаментов».
«Мы исходим из понимания того, что за 3.4 млрд. лет проб и ошибок природа нашла очень эффективные способы работы с материалами, которые были ей доступны на Земле. Мы хотим знать, как у природы это вышло, и затем применить полученный опыт в инженерных целях».
«Превращаем песок в песчаник – мы занимаемся здесь алхимией».
–Ed Kavazanjian, Arizona State University
Центр занимается исследованиями в самых различных областях. В настоящее время профессор работает над строительством фундаментов. Недавние лабораторные исследования седиментации карбонатных пород дало хорошие результаты. Ученым удалось получить из рыхлого песка прочный камневидный материал, добавив в него уреазу – энзим, из-за которого у человека в почках образуются камни. В университетской лаборатории нашли способ вызвать такую реакцию с помощью энзима, полученного из материалов растительного происхождения. Центр сотрудничает со многими научно-исследовательскими учреждениями в США. Так, например, в рамках партнерства ученые из Калифорнийского университета в Дейвисе (University of California, Davis) используют в решении этой задачи микроорганизмы. Химическая реакция может быть полезной для укрепления нестабильных грунтов, на которых в будущем будут возводиться фундаменты зданий, а также позволит уменьшить негативные последствия от разжижения грунтов при сейсмических явлениях.
По словам профессора, из разработок Центра первой в промышленном масштабе станет технология преобразования песка в песчаник. «Благодаря седиментации карбонатных пород мы могли бы получать из песка биокирпич. Сегодня для укрепления грунтов мы используем бетонные смеси на основе портландцемента, которые закачиваются глубоко вниз. А ведь мы могли бы просто погрузить перфорированные трубы и укрепить грунты с помощью биохимических реакций».
«Я говорил об этом раньше, но повторюсь: я действительно называю алхимией то, чем мы все здесь занимаемся. Вместо того чтобы превращать свинец в золото, я намерен превратить песок в песчаник. Песок, который быстро схватывается и через который можно пробить отверстие или канал, был бы очень эффективным решением в геотехнических целях».
Строительные материалы, виды строительных материалов
Основные критерии выбора стройматериалов
Несмотря на тысячи позиций строительных материалов, предлагаемых на современном рынке, и имеющих характерные отличия, существуют основные критерии выбора изделий. При их приобретении в первую очередь оцениваются следующие технико-эксплуатационные характеристики:
- продолжительность эксплуатационного периода;
- простота монтажа и пригодность к ремонту;
- эксплуатационные особенности;
- устойчивость к механическим, химическим и природным воздействиям (ветровым нагрузкам, влаге, воде, пару, грызунам, насекомым, температурным перепадам, химическим средствам и т.д.).
- экологическая безопасность для окружающей среды;
- качество изделий;
- стоимость.
Существует ряд особых критериев в зависимости от месторасположения строительного участка:
- климатические условия в регионе;
- глубина прохождения подземных вод;
- структура грунта, рельефные особенности, сейсмическая активность;
- диапазон температур;
- преобладающие ветра;
- годовые осадки;
- наличие вблизи объекта автомагистралей, железнодорожных путей и аэродромов.
Покупать строительный материал рекомендуется исключительно известных производителей, хорошо зарекомендовавших себя на строительном рынке, которые способны гарантировать высокое качество собственной продукции. Предпочтение необходимо отдавать проверенным брендам с наличием соответствующих лицензий на изготовление продукции.
Многие потребители из-за ограничений в бюджете стараются подобрать наиболее дешевые материалы для возведения построек или выполнения ремонтных работ в готовых сооружениях. Практика показывает, что некоторые недорогие изделия не уступают по качеству дорогостоящим аналогам, иногда даже отличаются продолжительным сроком службы.
На стройматериалах экономить не рекомендуется. Именно от их качества будет зависеть период эксплуатации сооружения, уют возведенного жилища или производительность труда на промышленных и коммерческих предприятиях.
История строительных материалов
Выберите свой город
Москва
Санкт-Петербург
Абинск
Адлер
Азов
Альметьевск
Анапа
Ангарск
Армавир
Архангельск
Астрахань
Барнаул
Батайск
Белгород
Белореченск
Братск
Брянск
Будённовск
Великий Новгород
Владимир
Владивосток
Владикавказ
Волгоград
Волгодонск
Вологда
Воронеж
Георгиевск
Екатеринбург
Калуга
Краснодар
Липецк
Нижний Новгород
Новороссийск
Новочеркасск
Ростов-на-Дону
Рязань
Саратов
Симферополь
Смоленск
Тверь
Энгельс
Выбрать
Строительные материалы можно разделить на две категории – основные, используемые для возведения зданий, и специального назначения, применяемые для теплоизоляции, гидроизоляции и прочее.

Строительные материалы
Для строительства домов и ремонтных работ используется большое количество строительных материалов, как природного происхождения, так и созданных искусственно. Строительные материалы можно разделить на две категории — основные, используемые для возведения зданий, и специального назначения, применяемые для теплоизоляции, гидроизоляции и прочее.
Основные строительные материалы подразделяются на:
— природные каменные строительные материалы;
— вяжущие строительные материалы;
— лесные строительные материалы.
К природным каменным строительным материалам относятся рваный камень (бут), грубоколотый камень, дробленый камень (щебень, песок), сортированный камень (гравий, булыжник). Для облицовочных работ используются такие природные камни, как гранит, мрамор, ракушечник и другие.
Известь, глина, цемент, гипс относятся к вяжущим строительным материалам и служат для приготовления строительных растворов, а также являются основой для производства искусственных строительных материалов.
С помощью строительных растворов закрепляют каменные кладки, они применяются при проведении ремонтных и отделочных работах. Основная их задача — укрепить постройки и обеспечить хорошее сцепление между отдельными элементами здания.
Из смеси вяжущих строительных материалов, воды и различных добавок изготавливают безобжиговые искусственные каменные материалы — силикатный кирпич и силикатные стеновые блоки, которые широко применяются при возведении зданий. Искусственные обжиговые строительные материалы создаются путем обжига высушенной отформованной глиняной массы с различными добавками. К ним относятся: кирпич строительный, кирпич керамический, черепица глиняная, керамическая черепица, фасадная керамическая плитка, керамическая плитка для полов, керамические трубы. В строительстве широко применяются гипсовые и гипсобетонные изделия — гипсоволокнистые и гипсокартонные листы, используемые для внутренней отделки, возведения перегородок и монтажа подвесных потолков, пазогребневые гипсовые блоки применяемые для малоэтажного строительства. К асбестоцементным изделиям относятся асбестоцементные водопроводные и газовые трубы, облицовочные плиты. Полимерные материалы представлены в строительстве большим разнообразием полимерных труб, а также пластиковыми панелями, которые служат хорошим облицовочным материалом.
Строительные свойства древесины известны с древних времен. Благодаря своей экологичности, она до сих пор остается любимым строительным материалом. Наибольшей популярностью пользуются строительные материалы из лиственницы, сосны, дуба, липы, кедра. К лесоматериалам относятся круглый лес, пиломатериалы и плитные строительные материалы. Круглый лес — это бревна длиной от 3 метров. Пиломатериалы получаются в результате распиливания круглого леса. К ним можно отнести доски, клееный брус, разнообразные столярные изделия — «вагонку», плинтус, рейку и тому подобное. Плитными строительными материалами являются фанера и древесно-стружечные плиты.
К стройматериалам специального назначения относятся такие строительные материалы, как опилки, стружка, строительный войлок, минеральная вата, стекловата, пеностекло.
В строительстве также используются металлические изделия (строительные конструкции и сооружения, крепеж), изделия из стекла (листовое стекло, армированное стекло, витринное стекло), краски, олифа, пигменты, кровельные материалы, отделочные материалы.
Разобраться во всем разнообразии строительных материалов нелегко, но наша фирма готова придти к вам на помощь и проконсультировать по всем вопросам, связанным со строительными материалами.
Мы поможем решить ваш квартирный вопрос и найти по самым подходящим ценам именно те строительные материалы, которые вам пригодятся при строительстве дома и ремонте квартиры в Москве.
Строительные материалы: виды, свойства, сферы применения
В процессе возведения и эксплуатации здания строительные конструкции подвергаются технологическому, физическому, механическому воздействию, то есть долговечность и устойчивость строения напрямую зависит от грамотности выбора используемых материалов. Широкий ассортимент строительных материалов состоит из двух категорий: в первую входят вещества общего назначения (бетон, лесоматериалы, кирпич, цемент), востребованные для возведения большинства элементов зданий, во вторую – материалы специального назначения (акустические, теплоизоляционные, гидроизоляционные и пр. ).
Требования, влияющие на область использования
При выборе строительных материалов необходимо обратить внимание на 4 группы их свойств, влияющих на сферу применения. Физические свойства определяют плотность – относительную, истинную, среднюю, насыпную. От механических характеристик зависят пределы прочности при сдвиге, растяжении, сжатии, изгибе, а также пластичность, твердость и жесткость. Химические свойства выявляют устойчивость материалов к агрессивному воздействию внешней среды. Технологические свойства заключаются в теплоустойчивости, скорости плавления, высыхания, затвердевания.
Теплоизоляционные материалы
Теплоизоляционные материалы характеризуются малой теплопроводностью, это позволяет использовать их для тепловой защиты помещений, защиты от нагревания и технической изоляции. Данные материалы бывают неорганическими (минеральная вата, стекловата, пеностекло), растительными (целлюлозная вата, ДСП, ДВП), пробковыми, полимерными (пенопласт, пенополиуретан, пенополистирол), отражающими. Важные характеристики теплоизоляционных материалов: коэффициент теплопроводности, пористость, плотность, влажность, паропроницаемость, водопоглощение, биостойкость, водостойкость, прочность, теплоемкость, морозостойкость.
Пиломатериалы
В строительстве востребованы лиственницы, ели, сосны и их пиломатериалы. Чаще всего используется сосна, так как она характеризуется оптимальным процентом смол, которые способны предотвратить загнивание даже в условиях повышенной влажности. Ель больше пригодна для несущих конструкций, так как в ней меньше смолистых веществ. Кроме бревен, востребованы и брусья, а также обрезные материалы и полуфабрикаты, например, доски, облицовочные и половые рейки. Погонажные изделия – это наличники, поручни, подоконники, плинтусы.
Древесину принято подразделять на типы в зависимости от уровня ее влажности: абсолютно сухая, комнатно-сухая, воздушно-сухая, влажная и естественно-влажная. На основе приведенной классификации определяется назначение пиломатериалов в строительстве.
Облицовочные материалы
Для наружной облицовки — это композитные панели, фасадный керамогранит, сайдинг, фасадные кассеты, плиты, штукатурные смеси, металлокассеты и др. Облицовочные материалы, чаще всего, выполняют декоративные и защитные функции. Для внутренней облицовки используются природные и искусственные материалы, украшающие холлы, лестницы, вестибюли, залы, стации, помещения, отличающиеся повышенной влажностью.
Отделочные материалы
Материалы, предназначенные для внутренней и наружной отделки, используются с целью усиления декоративных и эксплуатационных качеств строений, защиты конструкций от внешних воздействий. К ним можно отнести бетоны и отделочные растворы, керамику, древесные изделия, каменные материалы (искусственные и природные), металл, бумагу, пластмассу, стекло. В отдельную группу выделены материалы, предназначенные для обработки полов.
Лакокрасочные материалы
Лакокрасочными называют материалы, наносимые в порошкообразном или жидком состоянии на очищенную поверхность с целью образования плотно прилегающей пленки. Данные вещества используются для защиты деревянных и металлических изделий от разрушения под действием внешней среды. Ассортимент лакокрасочных материалов включает в себя лаки, грунтовки, эмали, шпаклевки, краски. В качестве основных их компонентов можно выделить наполнители, растворители, пленкообразующие пигменты, пластификаторы, добавки и сиккативы.
5 наиболее часто используемых строительных материалов | 2020
Без категории 2 июля 2020 г.
В строительной отрасли используются различные строительные материалы для различных аспектов строительства дома. Архитекторы консультируются с инженерами-строителями по поводу несущей способности материалов, с которыми они проектируют, и наиболее распространенными материалами являются бетон, сталь, дерево, кладка и камень.Каждый из них имеет разную прочность, вес и долговечность, что делает их подходящими для различных целей. Существуют национальные стандарты и методы испытаний, которые регулируют использование строительных материалов в строительной отрасли, так что на них можно положиться при обеспечении структурной целостности. Архитекторы также выбирают материалы исходя из стоимости и эстетики.
Строительные материалы обычно делятся на две категории: природные и искусственные. Такие материалы, как камень и дерево, являются натуральными, а бетон, кладка и сталь — искусственными.Но оба должны быть подготовлены или обработаны, прежде чем они будут использоваться в строительстве. Вот список строительных материалов, которые обычно используются в строительстве.
1. Сталь
Сталь — это металлический сплав железа и углерода, а часто и другого легирующего материала в его составе, чтобы сделать его более прочным и устойчивым к разрушению, чем железо. Нержавеющие стали устойчивы к коррозии и окислению из-за дополнительного хрома в их составе. Поскольку он настолько прочен по сравнению с его весом и размерами, инженеры-строители используют его в качестве структурного каркаса высоких современных зданий и крупных промышленных объектов. Некоторые из его качеств включают:
- Сталь имеет высокие отношения прочности к массе и прочности.
- Дорогой по сравнению с другими металлами. Инженеры-конструкторы могут проконсультироваться по выбору наиболее экономичных размеров для использования в доме, чтобы выдержать фактическую нагрузку на здание. Сталь
- требует меньше времени на установку, чем бетон.
- Может быть установлен в любой среде.
- Сталь может быть подвержена коррозии при неправильной установке или обслуживании
Хром, золото и серебро обычно используются для отделки или украшения, поскольку им не хватает прочности на разрыв, как у стали.
2. Бетон
Бетон — это композитный материал, состоящий из мелкого и крупного заполнителя (например, гравия, щебня, переработанного бетона и геосинтетических заполнителей), связанных жидким вяжущим, например цементом, который со временем затвердевает или затвердевает. Портландцемент является наиболее распространенным типом цемента и представляет собой мелкодисперсный порошок, получаемый путем нагревания известняка и глиняных материалов в печи с добавлением гипса. Таким образом, бетон с портландцементом состоит из минерального заполнителя, связанного с портландцементом и водой.После смешивания цемент затвердевает или затвердевает, превращаясь в подобный камню материал, который мы считаем бетоном.
Бетонные атрибуты:
- Прочность зависит от смеси. Поставщики бетонной промышленности обычно предоставляют материалы, из которых изготовлен бетон, и проверяют бетонную смесь на ее прочность.
- Бетон можно заливать в форму, чтобы принимать практически любую форму и затвердевать в материал, похожий на камень.
- Для отверждения требуется не менее семи дней, поэтому инженеры и архитекторы должны учитывать это время отверждения при составлении графиков строительства бетонных конструкций.
- Универсальность, стоимость и прочность делают его идеальным материалом для фундамента дома. Бетонный фундамент дома является обычным делом, поскольку он может нести большую нагрузку и противостоять силам окружающей среды.
- Для повышения прочности бетона на растяжение инженеры часто планируют армировать его стальными стержнями или стержнями (арматурой).
3. Дерево
Среди самых старых или, возможно, самых старых строительных материалов, древесина использовалась в течение тысяч лет и обладает свойствами, которые делают ее идеальным строительным материалом — даже во времена инженерных и синтетических материалов.
Для использования в строительстве деревянные детали строгаются на станке и разрезаются на стандартные размеры, такие как 2 x 4 дюйма (фактическое 1,5 x 3,5 дюйма) и 2 x 6 дюймов (фактическое 1,5 x 5,5 дюйма), чтобы их размеры могут быть точно включены в планы строительства — это известно как размерная древесина. Древесину больших размеров обычно называют древесиной или балками, и ее часто используют для создания каркасов больших конструкций, таких как мосты и многоэтажные здания.
Некоторые породы деревьев лучше подходят для некоторых целей и для использования в одном климате, чем другие. Строительные инженеры и архитекторы могут определить, какая древесина идеально подходит для строительного проекта.
- Легкодоступный и экономичный природный ресурс.
- Древесина относительно легкая и ее легко стандартизировать по размеру.
- Он обеспечивает хорошую изоляцию, поэтому многие архитекторы и инженеры любят использовать его для домов и жилых домов.
- Древесина обладает высокой прочностью на разрыв — сохраняет прочность при изгибе — и очень прочна при вертикальном сжатии.
- Из-за своего легкого веса и необходимости обработки давлением, чтобы вступить в контакт с окружающей почвой, древесина является менее популярным выбором для фундаментов или стен подвала. (Однако постоянный деревянный фундамент, известный как PWFs, набирает популярность среди строителей благодаря теплому и уютному жилому помещению в деревянном подвале, которое они предлагают.) Чаще всего дома с деревянным каркасом обычно имеют железобетонные или опорные и балочные фундаменты.
Выбор строительных материалов — один из бесчисленных аспектов строительного проекта. Узнайте больше о свойствах древесных материалов, используемых в строительстве. Онлайн-курс MT Copeland по древесным материалам , преподаваемый профессиональным строителем и мастером Джорданом Смитом.
4. Камень
Самый долговечный строительный материал из доступных — это тот, который использовался здесь тысячи лет: камень. Фактически, самые древние из сохранившихся в мире зданий построены из камня.У него много преимуществ, хотя инженеры и архитекторы должны учитывать некоторые особенности при планировании здания с использованием камня.
- Сухие каменные стены из плотной скалы использовались уже тысячи лет.
Позже для их скрепления использовались разные формы строительного раствора.
- Поскольку он очень плотный, с камнем может быть трудно работать из-за его веса и сложности его перемещения.
- Stone не является эффективным изолятором, так как его сложно поддерживать в тепле.
- Различные типы камней лучше всего подходят для разных целей. Например, сланец огнестойкий. Гранит — один из самых твердых камней и один из самых прочных доступных продуктов; инки использовали известняк или гранит, чтобы построить свои невероятно прочные здания.
5. Кирпич / кладка
При каменном строительстве используются отдельные элементы (например, кирпичи) для создания конструкций, которые обычно соединяются каким-либо строительным раствором. Исторически глиняные кирпичи формировались в форме и обжигались в печи.Самая прочная и часто используемая кладка — это бетонный блок, который можно армировать сталью. Стекло, кирпич и камень можно использовать в кладке.
- Кладка прочная и огнестойкая. №
- Этот метод строительства способен выдерживать нагрузки сжатия, что делает его хорошим материалом для несущих стен.
- Каменная кладка, армированная бетоном или в сочетании с железобетоном, может поддерживать многоэтажные здания и может быть экономичным выбором.
- Несмотря на то, что это эффективный метод для использования во многих типах строительства, прочная кладка может зависеть от качества раствора и изготовления.
MT Copeland предлагает онлайн-классы на основе видео, которые дают вам фундамент в области строительства с использованием реальных приложений. Классы включают профессионально подготовленные видеоролики, преподаваемые практикующими мастерами, и дополнительные загрузки, такие как викторины, чертежи и другие материалы, которые помогут вам овладеть навыками.
Оставайтесь на связи!
Присоединяйтесь к нашему списку рассылки, чтобы получать последние новости и ранний доступ к нашим занятиям. Ваша информация не будет передана.
Строительные материалы — Типы и использование в строительстве
Прочие виды строительства Строительные материалыКак мы уже говорили ранее, в любом строительном проекте используется очень много строительных материалов.Здесь мы рассмотрим каждый материал и его использование в строительном проекте.
1. Природные материалыМатериалы, используемые в строительстве, можно разделить на два основных источника: первый — натуральный, а второй — синтетический.
Под натуральными строительными материалами понимаются необработанные или минимально обработанные материалы, такие как древесина или стекло. С другой стороны, синтетические строительные материалы — это те материалы, которые производятся и подвергаются множеству человеческих манипуляций.Некоторые примеры — пластмассы и краски на нефтяной основе.
Помимо древесины, глины, камня и волокнистых материалов три наиболее часто используемых материала при строительстве домов. Строители обычно комбинируют эти три элемента, помимо палаток и шкуры, для создания домов, которые могут выдерживать местные погодные условия.
Как правило, камень используется в качестве основного строительного компонента, а грязь используется для заполнения промежутка между ними. В современном строительстве камень служит естественным аналогом пустотелых блоков или кирпичей, а грязь — альтернативой цементу.Кроме того, грязь действует как естественная изоляция конструкции.
Примером конструкции, построенной из натуральных строительных материалов, является плетень и мазня, в которых в качестве строительных компонентов используются влажная почва, песок, глина, солома и навоз.
2. Ткань Палатки были очень популярны в старину как тень и жилище кочевников. Мы часто видим исторические свидетельства коренных американцев, живущих в конических или круглых шатрах из дерна, сделанных из ткани. Использование ткани в строительстве было долгим перерывом, прежде чем оно было возрождено как часть современной строительной техники. С развитием растяжимой архитектуры и синтетических тканей современные навесы в больших зданиях теперь устанавливаются с помощью гибких тканей, поддерживаемых системами стальных тросов.
Как мы упоминали ранее, грязь и глина — это природные строительные материалы, которые используются и сегодня. Количество грязи или глины, используемых в строительстве, создает разные стили зданий, поэтому, если вы хотите гибкости в своем дизайне, следует использовать грязь и глину.
Решающим фактором при выборе количества каждого материала является качество почвы.Из большего количества глины можно построить дома в стиле сырца. С другой стороны, при строительстве дерна можно использовать меньшее количество глинистой почвы.
Помимо почвы, количество песка / гравия и соломы / травы может влиять на глиняную структуру, которую вы создаете. Утрамбованная земля, используемая для создания стен, раньше делалась путем ручного уплотнения глины между досками. Но в наше время механический пневматический компрессор используется для обработки глины для создания более нетронутой утрамбованной земли.
Одна из причин, почему мид и глина все еще используются сегодня, — это его правильная тепловая масса.Сооружения из глинистой почвы обычно прохладные летом и теплые в холодное время года. Глина, как известно, удерживает тепло или холод, действуя как естественная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Дома из глины, дерна и сырца очень распространены на юго-западе, а также в западной и северной частях Европы. Несмотря на то, что в большинстве стран влажная погода круглый год, эти стили домов на удивление остаются пригодными для жилья даже спустя сотни лет. По этой причине некоторые современные экологически чистые здания адаптируются к стилям дерна.
4. Камень Использование камня восходит к древним временам. Фактически, вся египетская цивилизация, в частности пирамиды, была сделана из камня. Это один из самых долговечных доступных материалов, поэтому даже если в наши дни вы не увидите каменных домов в стиле пещер, камни все еще используются в качестве компонентов или других строительных материалов. Тот факт, что он также легко доступен, делает его менее дорогим материалом для приобретения.
Но есть много видов горных пород, и каждый из них отличается своими свойствами.Поэтому, прежде чем использовать камни в своем здании, вы должны убедиться, что получаете камень хорошего качества.
Как правило, камень является очень плотным материалом, что делает его хорошим защитным материалом. Его вес и плотность энергии считаются его самыми большими недостатками, поскольку бывает трудно сохранять камни в тепле.
Раньше для скрепления камней использовался строительный раствор, тогда как в нашу эпоху обычно использовали цемент.
В Соединенных Штатах скальные образования не являются обычным явлением, но есть усыпанные гранитом возвышенности национального парка Дартмур в Европе в Великобритании. Из рыхлого гранита строили круглые хижины, которые использовались до раннего бронзового века. Сегодня можно увидеть только остатки 5000 гранитных домов. Кровля с использованием шифера в наши дни более распространена в Великобритании.
Солома или трава — еще один древний строительный материал, так как он легко доступен и легко добывается. Ему даже не нужен специальный инструмент для сбора и транспортировки. Однако его наиболее значительным преимуществом является хорошая изоляционная способность.
Африканские племена жили в домах, полностью сделанных из травы. В Европе и некоторых странах Азии когда-то были распространены соломенные крыши, пока индустриализация не привела к появлению более качественных кровельных материалов, которые могут быть пригодны даже в сезон дождей.
Хотя в Нидерландах возрождают соломенные крыши, они по-прежнему не используются ни в одном строительном или архитектурном проекте в Соединенных Штатах.
6.
Коренные американцы использовали для создания щеточных конструкций для отдыха и жизни.Эти конструкции полностью построены из частей растений, таких как листья, ветки, ветки и кора.
В наши дни не так много щеточных домов из-за проблем с долговечностью. Но вы можете себе представить, что это похоже на хижину бобра.
7. ЛедянойВозможно, вы слышали о ледяных отелях в северном регионе, где немногие туристы, которые могут туда поехать, слишком очарованы ими. Что ж, в прошлом лед действительно использовался для изготовления иглу, и не было других средств, чтобы удерживать их вместе.Постоянная температура ниже нуля — единственное, что нужно иглу, чтобы ледяные глыбы оставались нетронутыми.
8. Древесина Древесина или пиломатериалы по-прежнему широко используются сегодня, особенно в Соединенных Штатах. Оба являются продуктом больших деревьев, у которых ствол обычно разбивается на части. В свое время древесина использовалась почти необработанной в качестве бревен, а затем связывалась или надрезалась на месте. Но с тех пор, как начали играть архитектура и новые строительные технологии, древесину разрезали и прессовали в деревянные доски или доски, и теперь ее используют для изготовления полов, потолков и краснодеревщиков.
Древесина остается обычным материалом и используется при строительстве зданий в любом климате. Он гибкий и может гнуться, сохраняя при этом свою прочность.
Качество и долговечность древесины зависят от породы, из которой она произведена. Некоторые виды более сильнодействующие, чем другие, но, конечно, и более дорогие. Это также означает, что некоторые виды идеально подходят для определенных применений в строительстве. Например, дуб и клен подходят для полов и шкафов, а сосна и тик — для стен.
В наши дни в современных западных домах по-прежнему используется дерево, так как оно быстрее возводится. Тоже классика. Некоторые люди обставляют свои деревянные дома современной мебелью, чтобы пространство выглядело более элегантно и современно.
Кирпичи производятся из материала, обожженного в печи. Обычно для изготовления кирпичей используется глина или сланец. Некоторые используют грязь, когда средств не хватает, но качество, конечно, не очень хорошее.
Глиняные кирпичи производятся путем формования глины или ее экструзии на фильере.Они все еще широко используются в наши дни, поскольку американцы учатся сочетать дерево и кирпич, делая свои дома огнестойкими. Кроме того, глиняные кирпичи дешевле деревянных.
В конце 20 века глиняным блокам пришла альтернатива — шлакоблоки. Он сделан из бетона и, очевидно, более прочен. В последнее время появился недорогой вариант кирпича. Пескобетонный блок теперь входит в число вариантов, но обычно он слабее глины.
10. Бетон Большинство коммерческих и промышленных сооружений в настоящее время строятся из бетона.Это модно благодаря своей прочности и долговечности. Это композитный материал, производимый обычно из заполнителя и цемента.
Портленд — наиболее широко используемый в наши дни бетон. Для его смеси используются минеральные наполнители, такие как песок и гравий, портландцемент и вода, которые позже гидратируются и затвердевают. Конечный продукт? Строительный материал под камень.
Однако бетон имеет низкую прочность на разрыв. Обычно его усиливают арматурой из стальных стержней или арматуры. Отсюда и железобетонные конструкции.
Пузырьки воздуха обычно ослабляют бетон. Вот почему заливке бетона в строительстве следует уделять особое внимание. Вибраторы используются для устранения пузырьков, образующихся в процессе заливки.
11. МеталлМеталл — один из важнейших материалов при строительстве современных зданий, таких как небоскребы. Также обычно используется в качестве настенного покрытия.
В строительстве используются разные металлы. Сталь, основным компонентом которой является железо, является наиболее распространенным металлом, используемым в строительстве из-за ее долговечности, прочности и гибкости. Однако он может быть ослаблен коррозией.
В качестве альтернативы иногда используется алюминиевый сплав. Он дороже стали, но когда вам нужно построить дом у берега, будет выгоднее использовать алюминий.
Другие металлы, используемые в качестве строительных материалов, включают латунь, титан, серебро, хром и золото. В строительстве можно использовать титан и латунь, а в декоративных деталях — особые металлы.
12. СтеклоВ наши дни в коммерческих зданиях преобладают стеклянные стены или навесные стены.Это может быть дешевле, чем бетон для возведения стен, но он никогда не сможет превзойти бетон по прочности. Конечно, эти современные стекла обработаны для придания толщины и прочности, и за ними легче ухаживать. Эстетика, которую они привносят, также делает их популярным выбором при строительстве отелей и небоскребов.
Раньше прозрачное стекло использовалось только в окнах. Через некоторое время они пропускают больше света, сохраняя ненастную погоду на улице.
Керамика также является обычным строительным материалом в эту эпоху.Они используются в качестве плитки для полов, светильников, столешниц, стен и потолков.
Керамику изготавливали путем обжига глиняной посуды в печах. Однако в этом поколении, поскольку керамика используется во все большем количестве строительных применений, теперь она производится с использованием большего количества технических процессов для повышения ее прочности.
14. ПластикПластик обычно используется в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, сантехнике и электричестве в виде пластиковых труб, покрывающих провода и металлические трубы. Обычно он изготавливается из синтетических или полусинтетических органических материалов, из которых можно формовать или экструдировать предметы, пленки или волокна.
Пластмассы, используемые в качестве строительных материалов, различаются по термостойкости, упругости и твердости. Вот почему в наши дни пластмассы находят свое место в большинстве строительных проектов, в зависимости от области применения, для которой они могут понадобиться.
Пенопласт обычно использовался в качестве изолятора в строительстве. В некоторых домах его используют между деревянными или цементными стенами или поверх потолка, чтобы поддерживать тепло или прохладу внутри конструкции.
Однако в наши дни использование полиуретана в строительстве ограничено.
16. Цементные композитыЦементные композиты нашли новое применение в трехмерном строительстве, чем в предыдущие годы; они использовались только в качестве связующих для древесины или волокон.
Цементные композиты изготавливаются из гидратированного цементного теста. Тем не менее, как они связывают древесину, может быть непросто, так как соотношение совместимости древесины и цемента должно быть определено в первую очередь для создания правильной смеси цементного теста.
Для определения совместимости древесины и цемента используются различные методы.Это включает в себя измерение гидратации цемента и дерева, определение их прочности, морфологии и межфазной связи.
Современные строительные материалыСтроительная промышленность в наше время превратилась в многомиллиардную отрасль. Строительные проекты выполняются направо и налево, и с ростом занятости в различных отраслях до 2026 года ожидается, что будет строиться больше.
Вслед за этим растет и развивается промышленность по заготовке строительных материалов.Чтобы соответствовать стандартам современных зданий, изобретаются новые виды строительных материалов.
Поскольку экологические проблемы вызывают озабоченность во всем мире, использование природных строительных материалов, таких как дерево, ограничено. Если нет, то они идут с особыми условиями промышленности, сажающей деревья для сбора урожая.
Это побудило промышленность разработать современные альтернативы, в которых производство и использование этих новых материалов не наносит вреда окружающей среде. Например, для 3D-печати в качестве сырья используются строительные отходы.
Строительные изделия — это быстровозводимые конструкции, используемые в строительстве. Они уже изготовлены и собраны на складах, поэтому команде проекта нужно только разместить их в здании. Они могут включать стены, шкафы, окна и двери.
Самым значительным преимуществом использования строительных материалов может стать ускорение и облегчение работы проектной группы при минимизации отходов на строительной площадке.
Заключительные словаВыбор строительных материалов во многом влияет на успех строительного проекта.Они могут улучшить или разрушить ваш проект, поэтому проектировщикам необходимо проанализировать, какие материалы лучше всего подойдут для проекта, на этапе планирования.
Конечно, выбор правильного поставщика играет жизненно важную роль в приобретении подходящих строительных материалов. Так что ищите лучших поставщиков и тесно сотрудничайте с ними, чтобы ваши материалы были доставлены в нужное время.
Также важно хорошо управлять своим строительным бизнесом и строительными материалами, и вы можете отслеживать графики поставок с помощью программного обеспечения для управления проектами, такого как Pro Crew Schedule .
6 новых материалов, изменяющих коммерческое строительство
Когда цемент трескается, это гораздо большая проблема, чем люди думают. Эстетика — это одно, но в конечном итоге вода попадет в трещину и начнет истирать оставшийся бетон и стальные конструкции, встроенные для дополнительной прочности. В холодной среде эта проблема усугубляется действием замораживания-оттаивания: вода в трещине расширяется при замерзании, раздвигая каждую сторону немного дальше друг от друга, только для того, чтобы снова оттаять и оседать дальше в трещину.
Но что, если бетон может самовосстанавливаться? Или асфальт, или даже металл? Мир может сэкономить неисчислимые миллиарды долларов только на ремонте и ремонте, не говоря уже о сокращении вреда для окружающей среды.
По мере развития исследований и разработок в области материаловедения появляются новые способы строительства зданий. Некоторые неизбежно найдут свое место в небольших нишах, другие могут оказаться широко применимыми, но несомненно то, что здания следующего десятилетия будут более прочными, более экологичными и более рентабельными, чем здания прошлого. один.
Вот 6 новых материалов, которые могут изменить коммерческое строительство к лучшему:
1. Массовая древесинаЛюди строили из дерева с тех пор, как впервые вышли из пещер, но в наше время такие материалы, как цемент и сталь, почти вытеснили их для высоких зданий. Для этого есть веская причина: дерево обычно слабее других материалов и уязвимо для огня.
Тем не менее, после федерального исследования более совершенных технологий деревянного строительства, старая собака строительной индустрии находит новые уловки.Массивная древесина, в которой массивная древесина обшита панелями и ламинирована для повышения прочности и других полезных свойств, помогает высоким деревянным зданиям снова появляться в городах по всей Америке.
Категория массовых пиломатериалов включает несколько видов клееной древесины, в первую очередь поперечно-клееную древесину и клееную древесину. Клееный брус состоит из нескольких склеенных между собой кусков пиломатериалов, которые используются для создания прочных балок. Поперечно-клееный брус состоит из кусков пиломатериалов, уложенных в чередующихся направлениях, из которых получаются большие панели, способные выдерживать большой вес.
Оба вида древесины удивительно огнестойки. The Atlantic сообщает, что внешние слои при горении создают обугливание, которое помогает изолировать остальную часть дерева. В ходе испытаний на огнестойкость они продемонстрировали способность сохранять свою структурную целостность.
Древесина массивных пород способствует улавливанию углерода по мере роста деревьев и его последующему улавливанию в зданиях. Согласно одному исследованию, опубликованному в журнале Journal of Sustainable Forestry , при использовании устойчивых методов ведения лесного хозяйства от 14 до 31 процента глобальных выбросов можно предотвратить, заменив материалы, используемые в зданиях и мостах, на дерево.
Также интересны недавние разработки в области самовосстанавливающегося цемента. Как мы упоминали выше, даже небольшая трещина в бетонной конструкции может перерасти в гораздо большую и более дорогую проблему. Согласно CityLab, материаловеды недавно нашли новый способ использования живых спор, чтобы помочь бетону зашить при появлении трещин!
Решение состоит из небольших водопроницаемых капсул, которые можно смешивать с влажным бетоном.После схватывания и высыхания бетона споры пребывают в приостановленном состоянии — точно так же, как пакеты с сухими дрожжами. Однако, когда в бетоне открывается трещина и заполняется водой, они начинают расти и производить кальцит, кристаллическую форму карбоната кальция, содержащуюся в мраморе и известняке. Кальцит заполняет трещины в бетоне и затвердевает, предотвращая расширение трещины.
Самовосстанавливающийся бетон может помочь зданиям, туннелям, мостам и другим конструкциям прослужить дольше без значительного ремонта или замены. Деньги, которые можно было бы сэкономить в долгосрочной перспективе, трудно подсчитать, как и сокращение выбросов углерода. При этом затраты сейчас значительно выше, чем на обычный бетон, и если они не снизятся, это может быть вариантом только для проектов, которые должны длиться долгое время.
Качество воздуха в помещении (IAQ) становится все более важной проблемой для коммерческой недвижимости, поскольку мы лучше понимаем, как искусственная среда влияет на здоровье тех, кто в ней живет и работает.Нет недостатка в способах улучшения качества воздуха в помещении, но большинство из них требует активного использования энергии для фильтрации воздуха. Такой подход приводит к увеличению выбросов углерода и других загрязнителей в воздух в долгосрочной перспективе.
Кармен Трюделл, доцент архитектурной школы Калифорнийского политехнического университета в Сан-Луис-Обиспо и основательница кафедры ландшафта и архитектуры, изобрела пассивную систему, которая использует кирпичи снаружи здания для фильтрации более тяжелых частиц в воздухе, так как он входит в пространство. Бетонные блоки направляют воздух во внутреннюю циклонную фильтрующую секцию, которая отделяет тяжелые элементы и сбрасывает их в бункер у основания стены. Затем чистый воздух втягивается в здание механически или пассивно, и для обслуживания можно просто периодически снимать и опорожнять бункер.
В ходе испытаний система удалила около трети мелких твердых частиц и 100 процентов крупных частиц. Более того, система Труделл недорогая по сравнению с альтернативными вариантами, и она предполагает использовать их в развивающихся странах.
4. Жгуты В Японии, где землетрясения являются печальным явлением жизни, лаборатория Komatsu Seiten Fabric покрыла свой головной офис термопластичным композитом из углеродного волокна, который она называет CABKOMA Strand Rod. Композит покрыт неорганическими и синтетическими волокнами и отделкой из термопластической смолы, с использованием прочности на разрыв для создания самой легкой в мире системы сейсмического усиления.
Стержни в пять раз легче, чем металлическая проволока той же прочности, что создает удивительно привлекательный узор.Кроме того, они довольно эффективны — здание соответствует требованиям к характеристикам сейсмостойкости.
Найдут ли стальные стержни свой путь в (или на самом деле) в здания по всему миру? Это еще предстоит выяснить. На веб-сайте компании не приводится подробная информация о стоимости, которая часто является решающим фактором.
5. Керамика для пассивного охлаждения
Кондиционирование воздуха — это энергоемкий процесс, на который приходится огромная часть глобальных выбросов углерода.Пассивные методы охлаждения использовались веками, но большинство из них неэффективны, когда на улице очень жарко, и многие из них вступают в конфликт с искусственным охлаждением, а не поддерживают его. Однако недавно студенты из студии Digital Matter Intelligent Constructions Института продвинутой архитектуры Каталонии придумали фасад из глиняного композита и гидрогеля, который охлаждает здания так же, как наша кожа охлаждает наши тела.
Наши тела потеют, чтобы нас охладить. Когда наша кожа мокрая, тепло передается воде, и самые горячие частицы воды испаряются, унося тепло с собой.Этот материал действует точно так же. Вода собирается в каплях гидрогеля, заключенных в глиняный композит. По мере того, как здание нагревается, тепло передается воде, а затем теряется на испарение. Этот эффект происходит намного быстрее, когда жарче, а это означает, что система также реагирует на температурные условия.
Студенты, ответственные за проект, обнаружили, что он может снизить температуру до 6,4 градусов по Цельсию в течение 20 минут. В идеальных условиях это может привести к сокращению использования кондиционеров на 28 процентов, что приведет к значительной экономии и сокращению выбросов углерода.
6. Мусор Пластиковые бутылки можно использовать в различных целях. Да, хлам. Архитекторы и строители, стоящие на переднем крае экологического движения, используют переработанные материалы, такие как металлолом, картон и даже пластиковые бутылки, для создания новых зданий с меньшим углеродным следом.
Вторичный картон, например, используется для создания высококачественной целлюлозной изоляции, которая превосходит изоляцию, изготовленную с использованием традиционных технологий. В UltraCell Insulation используется мокрый способ, в отличие от старых сухих процессов, которые приводят к загрязнению и образованию пыли.
Пластиковые бутылки из-под газировки и воды всегда перерабатывались, но обычно их можно использовать для создания новых бутылок только несколько раз, прежде чем их нужно будет утилизировать. В последние несколько десятилетий пластиковые бутылки все чаще находят новый, более продолжительный срок службы в виде ковров из ПЭТ (полиэтилентерефталата). ПЭТ в бутылках идеально подходит для изготовления мягких волокнистых ковров, а когда он подходит к концу в качестве ковра, его можно снова использовать в автомобильных деталях, набивке и изоляции.
На Губернаторском острове Нью-Йорка недавно был проведен конкурс, чтобы увидеть, как дизайн может использоваться для решения экологических проблем. В результате получилось увлекательное сочетание искусства и экологичного дизайна. Команда Эзопа из пяти человек выложила пять тонн глины для сушки, в результате чего образовались большие органические трещины. Затем они были заполнены расплавленными алюминиевыми банками из местного центра переработки, чтобы создать панели павильонов, которые будут прочными, легкими и естественно привлекательными.
По мере того, как федеральное правительство отходит от лидерства по вопросам окружающей среды, штаты, частные предприятия и потребители начинают вмешиваться, чтобы восполнить пробел. Ожидайте, что в строительстве будет использоваться все больше новых материалов, поскольку они станут финансово устойчивыми.
Экологичное здание: Самый популярный новый материал — дерево
Архитекторы, строители и защитники устойчивого развития все недовольны новым строительным материалом, который, по их словам, может существенно сократить выбросы парниковых газов (ПГ) в строительном секторе, сократить количество отходов, загрязнение и затраты, связанные со строительством, а также создать более физически, психологически и эстетически здоровая искусственная среда.
Этот материал известен как дерево.
Деревья использовались для строительства сооружений с доисторических времен, но особенно после таких бедствий, как Великий чикагский пожар 1871 года, древесина стала рассматриваться как небезопасная и нестабильная по сравнению с двумя материалами, которые с тех пор стали основными продуктами строительной индустрии во всем мире: бетон и стали.
Однако новый способ использования дерева снова привлек внимание к этому материалу. Шумиха сосредоточена на конструкционной древесине или, как ее чаще называют, «массивной древесине» (сокращение от «массивная древесина»). Короче говоря, он заключается в склеивании кусков мягкой древесины — обычно хвойных, таких как сосна, ель или пихта, но также иногда и лиственных пород, таких как береза, ясень и бук — вместе для образования более крупных кусков.
Да, самая популярная вещь в архитектуре этого века — «дерево, но как Лего.”
Массивная древесина — это общий термин, который охватывает изделия различных размеров и функций, такие как клееный брус (клееный брус), клееный брус (LVL), брус, клееный гвоздями (NLT), и брус, клееный дюбелями (DLT). Но наиболее распространенная и наиболее известная форма массивной древесины, открывшая самые новые архитектурные возможности, — это поперечно-клееная древесина (CLT).
Для создания CLT обрезанные и высушенные в печи пиломатериалы наклеиваются друг на друга слоями, крест-накрест, при этом волокна каждого слоя обращены к волокнам соседнего слоя.Складывая доски вместе таким образом, можно получить большие плиты, толщиной до фута и размером от 18 футов в длину на 98 футов в ширину, хотя в среднем это примерно 10 на 40 (на данный момент размер равен плиты ограничены в меньшей степени производственными ограничениями, чем ограничениями транспортировки.)
Деревянные плиты такого размера могут соответствовать характеристикам бетона и стали или превосходить их. CLT можно использовать для изготовления полов, стен, потолков — целых зданий. Самое высокое массивное деревянное сооружение в мире высотой 18 этажей и более 280 футов было недавно построено в Норвегии; для Чикаго предлагается 80-этажная деревянная башня.
Я разговаривал со множеством людей, которые чрезвычайно воодушевлены массовым лесом, как из-за его архитектурных качеств, так и из-за его потенциала по обезуглероживанию строительного сектора, и некоторые из них высказали важные предостережения. Мы вскоре рассмотрим все преимущества и недостатки. Но сначала давайте кратко рассмотрим историю массового производства древесины и ее нынешнее положение.
Haut, самое высокое деревянное жилое здание в Нидерландах. ArupМассовая древесина (наконец) приходит в Америку
CLT был впервые разработан в начале 1990-х годов в Австрии, где лесоводство хвойных пород является чрезвычайно распространенным. Ее поддержал исследователь Герхард Шикхофер, который все еще активен и в прошлом году получил престижную награду в области лесоводства за свою работу по стандартизации и обеспечению общественной поддержки нового материала.
В Австрии и в Европе в целом, где он распространился в 2000-х годах, CLT был разработан для использования в жилищном строительстве. Европейцам не нравится хрупкая конструкция деревянного каркаса, используемая для строительства многих домов в США; они предпочитают более прочные материалы, такие как бетон или кирпич. CLT был призван сделать жилищное строительство более устойчивым.
Но в США CLT (пока) не может конкурировать с конструкцией с палкой-рамой, которая является дешевой и широко распространенной. Только когда у североамериканских архитекторов появилась идея использовать CLT в больших зданиях вместо бетона и стали, он начал появляться в Северной Америке в 2010-х годах.
В 2015 году CLT был включен в Международный строительный кодекс (IBC), который в юрисдикциях США принят по умолчанию. Принят ряд новых изменений, которые позволят создавать массовые деревянные конструкции высотой до 18 этажей, и ожидается, что они будут формализованы в новейшем кодексе IBC в 2021 году.
Некоторые юрисдикции в США агрессивно поддерживают массовую заготовку древесины, включая Вашингтон и Орегон (которые заблаговременно приняли новые изменения в IBC; Орегон включил CLT в качестве «альтернативного метода для всего штата» в 2018 году).
Тихоокеанский Северо-Запад по понятным причинам взволнован возможным переходом на деревянные строительные материалы, так как здесь есть густые леса и простаивающие лесопилки.
«Заготовка древесины на [северо-западном тихоокеанском регионе] значительно снизилась в результате слабого внутреннего спроса во время жилищного кризиса, который имел разрушительные последствия для лесной промышленности», — говорится в недавнем исследовании выбросов CLT в течение жизненного цикла.«В штате Вашингтон объем производства пиломатериалов снизился на 17% в период с 2014 по 2016 год, и по сравнению с 10 годами назад лесопилки (крупнейший сектор по потреблению древесины) производили на треть меньше досок».
В масштабах страны леса настолько переполнены, что Департамент лесного хозяйства выделяет 9 миллионов долларов в виде грантов на новые идеи по использованию древесины. Многие местные сообщества приветствовали бы новый спрос.
В то время как CLT продолжает бурно развиваться в Европе и ускоряется в Канаде, в США ему по-прежнему препятствуют анахроничные и чрезмерно предписывающие строительные нормы, ограниченное внутреннее предложение и консервативное мышление строительного сектора.
Что касается поставок, известная вашингтонская лесопилка Vaagen Brothers уже выделила вторую компанию, специализирующуюся на CLT; другие предприятия, как ожидается, последуют этому примеру. Компания под названием Katerra недавно открыла крупнейший в Северной Америке завод по производству CLT в Спокане, штат Вашингтон, и законодатели штата готовы отметить это событие. Это может помочь в массовом производстве древесины в регионе.
На данный момент существует ряд ярких разовых проектов CLT в США: инновационный центр Catalyst в Спокане, офисное здание T3 в Миннеаполисе, кондоминиумы Carbon 12 в Портленде, штат Орегон, начальная школа Франклина в Западной Вирджинии и более. Но поскольку они единичные, они требуют много дополнительной работы по тестированию, проектированию и получению разрешений. И не хватает как подходящих материалов, так и знакомых с ними подрядчиков и строителей. «Это еще не развитая отрасль», — говорит архитектор Майкл Грин, чье основополагающее выступление на TED Talk 2013 года о массовом производстве древесины помогло поднять интерес в США. (Примечание: Катерра недавно приобрела Michael Green Architecture.)
Тем не менее, растущий энтузиазм строителей и защитников, похоже, ослабляет сопротивление.Почему они так настроены?
Преимущества массового бруса
1. Хорошо работает в условиях пожара
Особенно в США люди ассоциируют дерево в зданиях с конструкцией стержневого каркаса, 2X4 и фанеру, которые являются легковоспламеняющимися AF. Ничего не помогает и то, что в последнее время в средствах массовой информации пестрят изображениями горящих домов и жилых кварталов в Калифорнии. О массовых лесах это первый вопрос: а как насчет огня?
Дело в том, что большие, твердые, сжатые куски дерева на самом деле довольно трудно поджечь. (Поднесите спичку к большому бревну некоторое время.) В случае пожара внешний слой массивной древесины будет иметь тенденцию обугливаться предсказуемым образом, что эффективно самозатухает и защищает внутреннюю часть, позволяя ей сохранять структурную целостность в течение длительного времени. несколько часов даже при сильном огне.
Отчеты об испытаниях CLT на огнестойкость поступают от Лесной службы США, Совета по международным кодексам и Фонда исследований противопожарной защиты. (Лесная служба также провела обширные взрывные испытания CLT, которые она успешно прошла, открыв двери для его использования на военных объектах.Суть в том, что все строительные материалы должны соответствовать нормам, а CLT — нормам пожарной безопасности.
Интересное замечание: большинство людей не осознают, что «сталь ужасна в огне», — говорит Грин. «Как только он достигает подходящей температуры, это становится очень непредсказуемым, и дело сделано. Ваше здание должно быть снесено ». Когда Грин действительно использует сталь, он часто окружает ее CLT, чтобы защитить ее в случае пожара.
2. Снижает выбросы углерода
Примерно 11 процентов мировых выбросов парниковых газов приходится на строительные материалы и строительство; еще 28 процентов приходится на строительные работы, которые в основном связаны с использованием энергии.По мере того как в ближайшие годы энергия станет чище, материалы и конструкции будут представлять все большую долю углеродного воздействия на здания. Именно на это и направлена масса древесины.
Определение воздействия массивной древесины на выбросы углерода в течение всего жизненного цикла — непростая задача. Необходимо подсчитать не менее трех углеродных эффектов.
Во-первых, некоторые выбросы парниковых газов производятся цепочкой поставок, начиная с лесного хозяйства. При лесозаготовках нарушается и высвобождается почвенный углерод, образуются растительные и древесные отходы, которые в конечном итоге гниют и выделяют углерод, а выбросы производятся транспортными средствами и механизмами, необходимыми для распиловки древесины, транспортировки ее на лесопилку и обработки.Примечательно, что в большинстве традиционных анализов жизненного цикла поставки древесины считаются углеродно-нейтральными, если предполагается, что они поступают из устойчиво управляемых лесов; как мы увидим позже, это не всегда надежное предположение.
Во-вторых, некоторое количество углерода содержится в самой древесине, где он удерживается в зданиях, которые могут прослужить от 50 до сотен лет. Хотя точное количество будет зависеть от породы деревьев, методов ведения лесного хозяйства, транспортных расходов и ряда других факторов, Грин говорит, что хорошее практическое правило (подтвержденное этим исследованием) заключается в том, что один кубический метр древесины CLT связывает примерно одну тонну (1 . 1 тонна США) СО2.
(Опять же, как мы увидим позже, это зависит от некоторых предположений о лесном хозяйстве.)
Это имеет значение. ShutterstockВ-третьих, что наиболее важно, замена бетона и стали массивной древесиной позволяет избежать включения углерода в эти материалы, что является существенным. На производство цемента и бетона приходится около 8 процентов глобальных выбросов парниковых газов, больше, чем любая другая страна, кроме США и Китая.На долю мировой черной металлургии приходится еще 5 процентов. Примерно полтонны CO2 выбрасывается для производства тонны бетона; 2 тонны CO2 выбрасываются при производстве тонны стали. Все эти воплощенные выбросы избегаются при замене CLT.
Точное соотношение этих трех углеродных эффектов будет зависеть от индивидуальных случаев, но исследования показывают, что для всех, кроме наиболее плохо управляемых лесов, общим воздействием использования CLT вместо бетона и стали будет сокращение парниковых газов. В исследовании 2014 года, опубликованном в Journal of Sustainable Forestry, был глубоко рассмотрен вопрос о влиянии углерода на крупномасштабную замену древесных продуктов на альтернативные продукты и сделан вывод: «В глобальном масштабе можно устойчиво заготавливать как достаточное количество дополнительной древесины, так и потребность в достаточной инфраструктуре зданий и мостов. будут построены так, чтобы сократить годовые выбросы CO2 на 14–31% и потребление FF на 12–19%, если часть этой инфраструктуры будет сделана из дерева ». По его словам, наибольшее сокращение выбросов CO2 произошло за счет «отказа от избыточной энергии [ископаемого топлива], используемой для изготовления стальных и бетонных конструкций.”
Совсем недавно группа из Вашингтонского университета попыталась провести полный комплексный анализ жизненного цикла, сравнивая «гибридное, среднеэтажное коммерческое здание из кросс-клееной древесины (CLT)» с «железобетонным зданием с аналогичными функциями. характеристики. » Подсчитав все факторы, они пришли к выводу, что здание CLT представляет собой «снижение потенциала глобального потепления на 26,5%».
Это, вероятно, неплохая оценка на основе практического опыта, хотя, опять же, эта цифра может быть увеличена в любом направлении за счет лучших или худших методов ведения лесного хозяйства, транспорта, фрезерования, строительства и утилизации.
3. Позволяет строить здания быстрее, с меньшими затратами на рабочую силу и меньшими отходами
Вместо того, чтобы заказывать материалы в массовых количествах, разрезать по размеру на месте и собирать, как при традиционном строительстве, большая часть труда и изготовления зданий CLT выполняется на заводе, часто с использованием станков с числовым программным управлением (ЧПУ). для точных разрезов.
Если архитекторы и дизайнеры предоставят подробные планы, фабрика может изготовить, например.g., стена CLT в точном соответствии со спецификациями, с дверными и оконными проемами в нужных местах и с местом для водопровода и электричества. Это практически исключает отходы материала — нет вырезов в дверях и окнах, которые можно было бы выбрасывать, потому что древесина никогда не закладывалась в них. При производстве с компьютерным управлением древесина укладывается только там, где это необходимо.
Поскольку эти сборные элементы могут быть собраны по несколько за раз, последовательно, с относительно небольшими трудозатратами, они могут быть доставлены на строительную площадку точно в срок, что позволяет избежать массового инвентаризации на месте и минимизировать затраты на месте. срыв.Строительные проекты можно втиснуть в тесные и своеобразные городские пространства.
Даже высокие башни можно построить за несколько недель с низкими затратами на рабочую силу. По данным производителей пиломатериалов из хвойных пород, «массивные деревянные здания строятся примерно на 25% быстрее, чем бетонные, и требуют на 90% меньше строительных перевозок».
Заводское производство «создаст высокий уровень повторяемости, который приведет к сокращению отходов и потраченных впустую затрат» обычного строительства, говорит Грин, что в конечном итоге сделает что-то вроде набора деталей для дома невероятно дешевым.
Действительно, в статье для National Geographic журналист Сол Элбейн пишет о Джоне Кляйне, архитекторе из Массачусетского технологического института, который считает, что «его фирма могла бы предложить многолюдным городам 2020-х годов линейку стандартизированных, настраиваемых квартир средней этажности и офисных зданий. , в основном сделанных из модульной массивной древесины, которую разработчики могли заказать в спецификациях, как диваны IKEA ».
Прямо сейчас, говорит Кляйн, «каждое здание — это прототип», спроектированный и построенный один раз. Массовая древесина поможет это изменить.
4.Это фантастика при землетрясениях
Эффективность массивной древесины при землетрясениях была многократно проверена (и проверена и проверена) и оказалась на удивление хорошей.
В то время как бетон просто трескается при землетрясениях, что означает, что бетонные здания необходимо сносить и заменять, деревянные здания можно ремонтировать после землетрясений.
Массивная древесина также легче и может быть построена на городских землях, например коричневые поля, не подходящие для тяжелого бетонного строительства.
5. Это эстетически и даже духовно привлекательно
Древесина часто остается открытой в массовых деревянных зданиях — ее не нужно оборачивать или укреплять, чтобы соответствовать нормам — и нет ничего лучше, чем большие участки открытой древесины. Это привлекательно на первичном уровне, связь с природой. По словам Грин, дерево — это «отпечаток пальца природы в зданиях», который оказывает глубокое успокаивающее действие.
Архитектор Сьюзан Джонс из Atelierjones LLC руководила строительством одной из первых односемейных резиденций CLT — ее дома в Сиэтле, построенного пять лет в соответствии с суперэффективными стандартами пассивных домов. (Об этом было рассказано в журнале Dwell Magazine.) «Нам нравится там жить», — говорит она. Интерьер полностью обшит деревом, а «акустика невероятно богатая, есть прекрасный тон, в воздухе все еще чувствуется легкий запах сосны, а то, как он улавливает свет, просто волшебно». Джонс говорит, что, учитывая все обстоятельства, строительство ее дома с использованием CLT увеличило общие затраты примерно на 8 процентов.
(См. Также этот очень крутой дом CLT в Атланте, который можно арендовать через Airbnb.)
Массивная древесина также является хорошим естественным изолятором: «Хвойная древесина в целом имеет примерно одну треть теплоизоляционной способности сопоставимой толщины стекловолоконной изоляции, но примерно в 10 раз больше, чем у бетона и кирпичной кладки, и в 400 раз больше, чем цельная сталь. ” Это делает его особенно подходящим для окон и дверей.
6. Это может помочь заплатить за хорошее управление лесным хозяйством на государственной земле
Леса на Западе превратились в пороховые бочки отчасти из-за изменения климата, а отчасти из-за многих лет плохого управления.Они заполнены деревьями мертвыми или ослабленными от нашествия сосновых жуков. Десятилетия чрезмерно усердной противопожарной защиты заставили их задыхаться от густых деревьев небольшого диаметра. В последнее время, когда вокруг все это возжигание, «так много топлива, что интенсивность огня стирает все с лица земли», — говорит Хилари Франц, уполномоченный по делам общественных земель в штате Вашингтон. Земля постоянно покрывается шрамами.
Леса на государственных землях остро нуждаются в прореживании, но средств всегда не хватает. Это натолкнуло Франца на мысль: использовать слабые и маленькие деревья, для которых нет другого рынка, для массового производства древесины.(Подойдут бревна с верхушкой всего 4,5 дюйма.) Достаточно большой рынок массивной древесины создаст финансирование для прореживания этих деревьев. В качестве бонуса Франц хочет использовать массивную древесину для строительства недорогого доступного жилья на государственной земле.
7. Он может создать рабочие места в неблагополучных сельских районах
Хвойные (в основном сосновые, еловые или пихтовые) леса в США в основном встречаются на северо-западе и юго-востоке, и общины, которые живут и работают в них, испытывают трудности, особенно после жилищного кризиса и большой рецессии.
Новый спрос на хвойную древесину может помочь открыть некоторые из закрытых заводов и возродить некоторые из этих сообществ, согласовав их интересы с программой национального возрождения в стиле Green New Deal.
8. Другого выбора нет
В своем выступлении на TED Грин отмечает, что миллиарды людей во всем мире не имеют дома — полмиллиона в Северной Америке — и в грядущем столетии им нужно будет поселиться в основном в городах. Если все это городское жилье будет построено из бетона и стали, климат будет омрачен.
«В течение следующих 20 лет будет построено более половины новых зданий, ожидаемых к 2060 году», — сообщает Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП). «Что еще более тревожно, две трети этих дополнений, как ожидается, произойдут в странах, которые в настоящее время не имеют обязательных строительных норм в области энергетики».
Необходимо найти более устойчивую альтернативу. И древесина — единственный материал, который достаточно распространен и возобновляем, чтобы выполнять эту работу. Нам нужно выяснить, как заставить его работать.«У нас нет выбора, — сказал мне Грин. «Это единственный вариант».
«Улыбка», общественный павильон из CLT, спроектированный и построенный в Лондоне в 2016 году архитектором Элисон Брукс. Архитекторы Элисон БруксОговорки о массовой древесине
Из всего, что я читал и среди всех, с кем я говорил о массовых лесах, я не встречал ничего, кроме энтузиазма по поводу их архитектурных свойств. Единственным исключением может быть коалиция Build With Strength, которая выступила против массового включения древесины в IBC, охарактеризовав ее как хрупкую, легковоспламеняющуюся и экологически неустойчивую.Но Build With Strength, кхм, спонсируется бетонной промышленностью.
В целом, архитекторы и строители в восторге от массового производства древесины, равно как и лесозаготовительные предприятия и сообщества, политики лесных штатов, ястребы, занимающиеся вопросами климата, обеспокоенные воздействием строительства на углерод, а городские власти ищут способы ускорить декарбонизацию (и PR).
Не все шло гладко — несколько панелей CLT треснули и рухнули во время строительства здания Университета штата Орегон в марте 2018 года; планы строительства деревянной башни в Портленде, штат Орегон, провалились, но попутный ветер, стоящий за массивной древесиной, очень силен.Материал, который можно выращивать в изобилии, создает рабочие места в сельской местности, сокращает строительные отходы и затраты на рабочую силу, а также замедляет рост бетона и стали, кажется беспроигрышным вариантом.
Существующие добросовестные оговорки касаются цепочки поставок, и они бывают двух форм.
Во-первых, защита и правильное управление лесами — огромная часть борьбы с изменением климата и сохранения пригодного для жизни мира. Нетронутые лесные экосистемы обеспечивают не только связывание углерода, но и экосистемные услуги, среду обитания диких животных, отдых и красоту.
Сплошная вырубка в Орегоне. Shutterstock Экологи опасаются, что леса Северной Америки недостаточно защищены, чтобы выдержать резкий скачок спроса. Совет по защите природных ресурсов представил ужасающий отчет о (систематически заниженном) количестве парниковых газов, выбрасываемых в результате сплошных рубок в бореальных лесах Канады, поскольку нетронутые экосистемы заменяются управляемыми лесными монокультурами. (Подробнее о повреждении бореальной зоны в этом отчете.В Oregon Wild есть аналогичный отчет об устаревших правилах лесного хозяйства этого штата, которые являются одними из самых слабых в стране.
Существует два конкурирующих стандарта сертификации заготавливаемой древесины: Инициатива устойчивого лесного хозяйства (SFI), спонсируемая отраслью, и Лесной попечительский совет (FSC), независимый орган, созданный защитниками окружающей среды. Неудивительно, что стандарты FSC значительно строже в отношении сплошных рубок, использования пестицидов и многого другого. Хотя у SFI есть защитники и недавно были проведены реформы, на экологов это не произвело впечатления, и несколько архитекторов и строителей, с которыми я разговаривал, решительно предпочли использовать древесину FSC.(Джонс сказала, что предлагает это клиентам, но это добавляет 10-процентную надбавку, поэтому они не всегда идут на это.)
Во-вторых, некоторые защитники окружающей среды обеспокоены тем, что преимущества древесины как строительного материала в отношении секвестрации переоцениваются.
Международный институт устойчивого развития опубликовал в прошлом году отчет, в котором рассматриваются пробелы и недостатки в анализе жизненного цикла применительно к строительным материалам, в частности к дереву. Они обнаружили, что «существующие LCA дают сильно различающиеся результаты даже для аналогичных зданий», что существуют широкие региональные различия в характеристиках зданий, и, что особенно важно, что LCA имеет тенденцию преувеличивать важность «воплощенного углерода» в древесине, игнорируя или недооценка выбросов в других частях жизненного цикла.
В частности, говорится в сообщении, наиболее неопределенные части большинства LCA связаны с углеродом, секвестрированным в древесине , и углеродом, высвобождающимся в конце срока службы — двумя вопросами, имеющими центральное значение для массового производства древесины.
Многочисленные экологические группы, возглавляемые Sierra Club, подписали в 2018 году открытое письмо официальным лицам штата Калифорния, призывая к осторожности в отношении массовой древесины. Примечательно, что они не возражали открыто. Они утверждали, что благодаря нынешним методам ведения лесного хозяйства польза для климата преувеличена. «CLT не может быть экологически безопасным, если он не исходит из экологически безопасного лесного хозяйства», — сказали они.
В письме приводится краткий перечень принципов, которыми следует руководствоваться в экологически безопасном лесном хозяйстве, в том числе: «Необходимо прекратить вырубку оставшихся в мире спелых и девственных лесов, а также непроходимых / неосвоенных и других нетронутых лесных ландшафтов». И: «Посадки деревьев не должны создаваться за счет естественных лесов».
Хотя это и не идеально, они пришли к выводу, что «FSC-сертификация частных лесных угодий может способствовать прогрессу в правильном направлении.”
«Нет никаких сомнений в том, что [FSC] является золотым стандартом, — говорит Джонс, — но все это лучше, чем ничего не делать».
Массовая древесина должна сочетаться с устойчивым лесным хозяйством
Что мы должны сделать из всего этого?
Есть много способов уменьшить воздействие строительного сектора на окружающую среду и климат, некоторые из которых, возможно, более важны, по крайней мере, на данный момент, чем воплощенный углерод материалов. К ним относятся плотные городские засыпки и мультимодальные перевозки, более устойчивые цепочки поставок и методы строительства, электрификация систем отопления и охлаждения, а также более высокие характеристики зданий (эффективное тепло, свет и циркуляция воздуха).
Но, тем не менее, математика ясна: это будет катастрофа, если мы попытаемся приспособить растущее, урбанизирующееся население 21 века зданиями из бетона и стали, точно так же, как это будет катастрофой, если мы попытаемся сделать это с помощью генерируемой энергии. из ископаемого топлива.
Массовая древесина представляется единственной жизнеспособной альтернативой. И это круто! Это сокращает отходы и затраты, открывает возможность массового производства недорогого жилья на заводе и пробуждает интерес и творческий потенциал строительного сообщества.»Это так весело!» Джонс говорит.
T3 Bayside в Торонто — по завершении строительства в 2021 году, самая высокая офисная башня из дерева в Северной Америке.
Как бы круто это ни было, было бы катастрофой, если бы переход на массовую древесину привел к дальнейшей потере зрелых лесов и усилению вырубки. Воздействие неустойчивого лесного хозяйства может свести на нет остальные выгоды.
На мой взгляд, моральные, экономические и стратегические аргументы указывают в одном направлении: массовая древесина стоит прославлять и поддерживать, но она всегда и везде должна идти рука об руку с новым акцентом на экологически безопасное лесное хозяйство.По крайней мере, все, кто выступает за массовую древесину или участвует в ней, должны добиваться того, чтобы стандарты сертификации FSC стали нормативным пределом, а не добровольным потолком.
Дров достаточно; По оценкам Грина, 20 лесам Северной Америки требуется около 13 минут, чтобы в совокупности вырастить достаточно древесины для 20-этажного здания. Но если мы хотим, чтобы леса сделали для нас больше, чтобы обеспечить все наши квартиры, офисы и дома, мы должны заботиться о них, чтобы они могли делать то же самое для будущих поколений.
Дополнительная литература
Некоторые подробные ресурсы для людей, которые хотят заняться массовым лесом:
- Отраслевая группа Think Wood имеет руководство по CLT, которое охватывает «производство, конструктивное проектирование, соединения, пожарные и экологические характеристики, а также подъем и перемещение элементов CLT». Он также предлагает множество страниц по конкретным темам, связанным с таймером массы, например, CLT.
- Фирма Fast + Epp, занимающаяся проектированием строительных конструкций, имеет «Руководство разработчика по массивной древесине», «краткий обзор различных типов массивной древесины, примеры недавних массовых деревянных башен, маркетинговые возможности, а также преимущества и риски строительства.” В журнале «
- Canadian Architect» есть чрезвычайно подробный учебник по массивной древесине с точки зрения строительной инженерии. У
- Central City Association of Los Angeles есть красивый технический документ, обобщающий массовый таймер.
- Utility Dive есть интервью с архитектором Эндрю Цэем Джейкобсом, которое он называет «массовой древесиной 101».
Несколько хорошо сделанных и доступных для СМИ знакомств с массовой древесиной:
И не пропустите выступление Майкла Грина на TED Talk.
различных строительных материалов, используемых в строительных работах | Атул Джайсвал | Советы и хитрости в строительстве
Строительные материалы — это материалы, которые используются в строительных работах. Здесь я собираюсь обсудить самые важные строительные материалы, которые используются в строительстве.
Различные строительные материалы, используемые в строительстве: —
- Бетон
- Цемент
- Речной песок
- Кирпичи
- Сталь
- Дерево
- Стекло
- Керамика
- Пластмассы
Первый и самый важный строительный материал конкретно.Это композитный строительный материал, состоящий из комбинации заполнителя (композита) и связующего, такого как цемент. Чтобы получить бетонную конструкцию практически любого размера, поскольку бетон имеет довольно низкую прочность на разрыв, его обычно укрепляют с помощью стальных стержней или стержней (называемых арматурой). Этот железобетон в дальнейшем будет называться железобетонным. Бетон стал преобладающим строительным материалом в эту современную эпоху из-за его долговечности, формуемости и простоты транспортировки.
Второе место в списке строительных материалов занимает цемент.Это мелкий минеральный порошок, полученный с помощью очень точных процедур. Смешанный с водой, этот порошок превращается в клей, связывающий все смешанные с ним материалы. Поскольку состав и крупность порошка могут изменяться, цемент имеет разные свойства в зависимости от его собственного состава. Это экономичный высококачественный строительный материал, который используется в строительных работах по всему миру.
Цемент получают путем измельчения смеси известняка и глины, которую затем нагревают до температуры 1450 ° C. В результате получается гранулированное вещество, известное как «клинкер», представляющее собой комбинацию кальция, силиката, оксида алюминия и оксида железа.
Третий в списке стройматериалов — песок. Это может также относиться к некоторому текстурному классу почвы или типу почвы; то есть грунт, содержащий более 85% частиц размером с песок из массы. Состав песка варьируется в зависимости от местных источников породы и условий, однако наиболее частым компонентом песка является кремнезем (диоксид кремния или SiO2), обычно в виде кварца.Следующим по распространенности видом песка является карбонат кальция, например арагонит, который за последние полмиллиарда десятилетий в значительной степени вырабатывался различными формами жизни, такими как кораллы и моллюски. В бетоне широко используется песок.
Четвертое место в списке строительных материалов занимает кирпич. Это блок, сделанный из материала, обожженного в печи, обычно глины или сланца, но также может быть и менее качественный песок и т. Д. Глиняные кирпичи в основном формируются в процессе формования (метод мягкой глины) или в промышленном производстве. часто путем выдавливания глины через фильеру с последующей обрезкой проволоки до нужного размера (процесс получения твердого раствора).Кирпич широко используется в Индии в качестве строительного материала. Вероятно, это было связано с тем простым фактом, что в постоянно переполненных городах он был гораздо более огнестойким, чем древесина, и его было довольно дешево производить.
Пятое место в списке строительных материалов занимает сталь. Первое и самое важное использование стали в качестве армирующего материала в бетоне для конструкций RCC или в бетонном конструктивном каркасе для больших зданий, таких как небоскребы, или в качестве покрытия внешней поверхности. Сталь — это металлический сплав, основным компонентом которого является железо, который обычно используется для металлических конструкционных строительных материалов.Он мощный, гибкий и при правильном обращении прослужит очень долго.
Металлические фигуры занимают заметное место в сборных конструкциях, используемых в большинстве космополитических городов. Для создания сплава требуется много человеческого труда, особенно в больших количествах, необходимых для строительства.
Шестое место в списке строительных материалов занимает дерево. Это продукт деревьев, а иногда и других волокнистых культур, используемых в строительных целях при прессовании или распиливании древесины и древесины, таких как доски, доски и аналогичные материалы.Это обычный строительный материал, который используется при строительстве практически любых конструкций во многих климатических условиях. Древесина может быть довольно гибкой в кучах, сохранять прочность при изгибе и невероятно прочна при вертикальном сжатии. У разных пород древесины, даже одной породы, есть много разных качеств. Это означает, что определенные виды лучше подходят для различных целей, чем другие.
Исторически древесина использовалась для строительства огромных сооружений в необработанном виде в виде бревен. Деревья были обрезаны только до желаемой длины, иногда очищались от коры, а затем нарезались или крепились ремнями. В прежние времена и в некоторых регионах мира многие загородные дома или общины владели частными лесными участками, на которых ваша семья или сообщество могли выращивать и собирать деревья для строительства. Эти участки, как правило, похожи на задний двор. Это сделало постройки более быстрыми в установке и более единообразными. Таким образом был создан современный дом в западном стиле.
Седьмое место в списке строительных материалов занимает стекло.Они используются с момента изобретения стекла для закрытия крошечных отверстий в здании. Они давали людям возможность одновременно пропускать свет в камеры, сохраняя при этом ненастную погоду на улице. Стекло обычно создается из смеси песка и силикатов, и оно чрезвычайно хрупкое. Современные стеклянные «навесные стены» могут быть использованы для всего фасада здания. Стекло также можно использовать для перекрытия широкой конструкции крыши в «космическом каркасе».
Восьмое место в списке строительных материалов занимает керамика.Это такие вещи, как плитка, арматура и т. Д. Керамика в основном используется в качестве арматуры или покрытия в зданиях. Керамический пол, стены, столешницы, ровные потолки. Многие страны используют керамическую черепицу для защиты многих зданий. Раньше керамика была только специализированным видом обжига глиняной посуды в печах, но теперь она превратилась в более технические области.
Последним в списке строительных материалов идут пластмассы. Термин «пластмассы» охватывает множество синтетических или полусинтетических органических продуктов конденсации или полимеризации, которые можно формовать или экструдировать в предметы, пленки или волокна.Их название происходит от того факта, что в полужидком состоянии они пластичны или обладают свойством пластичности. Пластмассы сильно различаются по термостойкости, твердости и упругости. Они используются для производства водопроводных и канализационных труб и многих других продуктов, используемых при строительстве домов.
Какие строительные материалы используются в строительстве?
Что касается структурного дизайна, то в строительстве используются несколько различных материалов.Обычные материалы включают сталь, бетон, кирпич и дерево. Эти материалы имеют разную прочность, вес, стоимость и долговечность. Используемый материал будет зависеть от строящейся конструкции. Услуги по проектированию конструкций помогут своим клиентам выбрать правильный материал в зависимости от того, для чего будет использоваться здание, и размера этой конструкции.
Использование строительных материалов Некоторые материалы могут быть использованы для создания конструкций, но перед использованием материалы подлежат контролю качества. Материалы, используемые в строительстве, должны соответствовать действующим стандартам.Инженер-строитель рассмотрит спецификации проекта, включая строительные материалы. Они изучат стандарты и соблюдают стандарты при строительстве конструкции.
Строительные материалы можно разделить на две основные категории. К ним относятся натуральные строительные материалы, такие как дерево или камень. Другие материалы созданы руками человека, например, сталь или бетон. Прежде чем материалы можно будет использовать для строительства здания, они должны пройти обработку или подготовку. Вот список материалов и то, что вы можете ожидать при их использовании.
БетонПроизводим бетон из замеса цемента. Такие ингредиенты, как камень, песок и вода, используются для создания бетона. Свойства бетона будут зависеть от соотношений материалов, используемых в смеси этого бетона. Поставщик бетона проверит бетон перед его использованием.
Когда бетон заливается, он превращается в материал, напоминающий камень. Когда вы заливаете бетон, для достижения полной прочности потребуется до 7 дней.В течение этого времени за бетоном следят, чтобы убедиться, что он прочный и правильно затвердевает. Строительные компании используют бетон, потому что он прочный и прочный. Например, если вы создаете фундамент, бетон — отличный выбор. Бетон выдерживает нагрузку на конструкцию благодаря своей прочности. Для повышения прочности бетонных стержней часто добавляют стальную арматуру. Это укрепляет бетон и используется в мостах, многоэтажных зданиях, дорогах, туннелях и других объектах.
Сталь — один из самых прочных материалов, используемых в строительстве. Он обладает высокой способностью к сжатию и растяжению. Это потому, что он имеет высокое отношение прочности к весу. Он идеально подходит для крупных промышленных объектов или несущего каркаса высотных зданий. Вы можете получить конструкционную сталь различной формы, например, двутавровые балки, уголки и С-образные профили. Эти детали соединены между собой высокопрочными болтами. Металлоконструкции прочные и долговечные.
Инженер-строитель часто использует сталь, даже если она относительно дорога по сравнению с другими строительными материалами. Инженер выберет формы и размеры в зависимости от нагрузок, которые будет принимать здание. Это гарантирует, что конструкция не будет чрезмерной. Сталь требует меньше времени для установки по сравнению с другими материалами, такими как. Сталь можно устанавливать в различных средах, и это одна из основных причин ее привлекательности.
Еще один материал, используемый в строительстве — дерево.Он использовался многие тысячи лет. При правильном уходе он может прослужить сотни лет. Использование древесины экономически целесообразно, поскольку это природный ресурс. Он легко доступен, легок и прост в обработке. Обеспечивает отличную изоляцию от холода. Его часто используют для жилых домов при строительстве домов.
Деревянные детали, используемые при строительстве деревянных конструкций, представляют собой строганные станки и строганы в двух разных размерах.Мы знаем, что это обычные 2 * 8, 2 x 6, 2 x 4 и другие размеры, которые вы найдете на своей обычной складской базе пиломатериалов. Эти большие размеры используются при строительстве рам. Их используют для строительства многоэтажного дома или моста. Еще одна форма слов, которую мы используем в строительстве, — это искусственная древесина. Это дерево, которое было склеено, деформирует какой композитный материал. Мы используем это специфические строительные приложения. Несколько примеров инженерной древесины включают ДВП, фанеру и слоистую древесину.
Дерево легкое, поэтому в качестве строительного материала оно не подходит для выдерживания тяжелых грузов. Это не идеальный вариант для длительного использования. Обычно его не используют для стены подвала или фундамента. Причина в том, что его нужно обрабатывать давлением, потому что он будет контактировать с влагой и почвой. Этот процесс довольно дорогостоящий. Когда мы строим каркасный дом, стены и фундамент подвала выполняются из железобетона.
Кладка Когда мы используем кладку для возведения конструкции, мы используем строительный раствор, чтобы связать элементы вместе.Бетонный блок — один из самых распространенных материалов, используемых в кладке. В некоторых случаях для усиления вертикальной конструкции используется сталь. Кладка достаточно прочная и выдерживает сжатие и нагрузки. Это делает его идеальным для возведения несущей стены. Некоторые другие материалы для кладки включают стеклоблоки, камень и кирпич. Кладка огнестойкая и очень прочная. Он чувствителен к качеству изготовления и используемому строительному раствору.
Во многих новых многоэтажных домах используется кладка.Это потому, что кладка идеально подходит для несущей стены. В конструкции обычно бетонный пол, поддерживаемый каменной кладкой и железобетонными стенами. Способ использования кладки зависит от нагрузки на стену и количества этажей. Каменная кладка не позволяет использовать большие отверстия в стенах, поэтому обычно там используется бетон или сталь. Это экономичный выбор, если размеры проема или рамы разумные, а длина стеновых сегментов не такая уж короткая.
Многоэтажные здания можно строить, используя несущие стены из кирпича, которые накладываются друг на друга. Первый этаж из кладки аккумулирует вес перекрытий над ним. Первая нижняя стенка должна быть прочнее верхних опорных стен. Пустоты в нижней части кирпичной стены будут армированы стальными прутьями, а также бетонным раствором. Больше стальных стержней закроют пространство между заполненным раствором, и это приведет к более прочной кирпичной стене. Это несущая кирпичная стена, которая не простирается до фундамента, потому что требуются отверстия, затем используются стальные передаточные балки или большие бетонные балки для поддержки стены над любым проемом.
Это основные материалы, которые используются в строительстве. используются и другие материалы, в том числе стекло, керамика, углеродное волокно, алюминий и другие материалы. Все зависит от проекта. Инженер-строитель может помочь вам найти лучший материал для вашей работы. Если вам нужна помощь в определенных аспектах вашего проекта, поговорите с проектной компанией MEP, поскольку они могут вам помочь.