Строительство каркасных домов из металлопрофиля

Как построить дом из профильной трубы по технологии каркасного строительства

Каркасное строительство является относительно новым направлением на российском рынке. Быстрое возведение каркаса дома из профильной трубы или деревянных балок делает популярной такую технологию строительства жилья и архитектурных форм небольшого размера.

Профильная труба имеет свои достоинства и особенности применения, а сооружения каркасного типа обладают множеством преимуществ.

Краткая информация о каркасном строительстве

На первых этапах развития металлокаркасное строительство находило применение только при возведении промышленных зданий. На каркасах из профильной трубы или швеллера возводились цеха, склады и ангары.

В процессе эволюции технологий стало возможным использование каркаса из профтрубы для строительства следующих объектов:

• Жилых помещений малой этажности (допускается строительство не более 3 этажей).
• Коттеджей.
• Зданий для коммерческого использования (магазин, кафе, автозаправка, помещение для офиса).
• Зданий общественного назначения.

Кроме того технология металлокаркасного строительства позволяет использовать конструкцию для надстройки этажей, возведения мансарды или флигеля. Популярны металлические каркасы для теплиц, навесов и гаражей. Отлично смотрится беседка, терраса или баня из профтрубы. Читайте также: “Как сделать беседку из профильной трубы – пошаговая инструкция”.

Основные достоинства домов на металлическом каркасе

Технологию возведения домов на основе металлических каркасов используют во всем мире. Наибольшее распространение такая технология получила в США, Японии и Западной Европе. Жилые строения этих стран, возведенные по каркасной технологии, занимают в среднем около 60%, причем такое строительство продолжает расти.

Каркасные дома имеют следующие достоинства:

• Низкая себестоимость. По сравнению со строениями, при возведении которых использовалась традиционная технология, каркасные дома не требуют больших затрат. Однако стоит помнить, что каркас из деревянных балок будет стоить дешевле, чем аналогичная конструкция из профильной трубы. Также стоимость металлических элементов для каркаса зависит от сечения трубы.
• Быстрое возведение. Жилые дома с использованием каркасной технологии возводятся быстрее, чем при традиционном строительстве. Используя в качестве основного материала для каркаса профильную трубу, можно в несколько раз сократить срок возведения жилья.
• Исключение мокрых процессов. Каркас дома из профильной трубы позволяет строить дома круглый год при любой погоде. Исключение составляет только обустройство фундамента. Хотя, можно сделать столбчатый фундамент из пластиковых труб своими руками, что весьма практично.
• Отсутствие усадки. Каркасные дома не требуют времени на усадку ни при проведении строительных процессов, ни во время эксплуатации здания.
• Низкие трудозатраты. Можно возвести каркас дома из профильной трубы своими руками. Для возведения дома по каркасной технологии понадобятся услуги всего нескольких помощников. При этом возможно выполнить основное строительство дома в течение одного месяца. Останется только отделка внутри дома. В тоже время традиционное строительство при таких условиях просто невозможно.

Наряду с множеством положительных характеристик у каркасных строений имеются и недостатки. Основным минусом технологии, по которой возводится дом из проф трубы, можно назвать сложное проектирование. Чтобы правильно рассчитать нагрузку на профильную трубу в определенном месте дома, понадобится помощь профессионала. Только он может точно рассчитать вес, который может выдержать профильная труба.

Также сложно самостоятельно выбрать сечение и толщину материала и высчитать размер профильной трубы. Стоит учесть, что расчет деревянных балок выполняется намного проще.

Еще один недостаток – цена. По сравнению с деревянным каркасом металлический остов стоит гораздо дороже. Дополнительные трудности могут возникнуть при непосредственном выборе трубы. Можно приобрести более толстый материал, с сечением 10*10 см и толщиной стенок 0,8 см, затратив при этом большее количество средств, но получив запас по прочности. Можно купить трубу тоньше, например сечением 6*6 см, сэкономив средства, но снизив прочностные характеристики дома. Читайте также: “Как сделать фермы из профильной трубы – виды и способы монтажа”.

Нельзя не сказать о проблемах с теплоизоляцией. Являясь своеобразным мостиком холода, металлический каркас требует более качественного утепления. А это неизбежно приводит к дополнительным затратам.

Технология возведения металлокаркасного дома

Кажущая простота дома на металлическом каркасе – это всего лишь иллюзия. На самом деле конструкция таких строений достаточно сложная. Ее основными элементами можно назвать:

• Основание дома. Можно использовать облегченные типы фундамента, но пренебрегать этой частью нельзя. Основание не требуется для транспортируемых строений, к которым можно отнести парники или теплицы. В этом случае расчет профильной трубы проводится с соответствующими корректировками.
• Металлический каркас. Для возведения этой части здания подходит профильная труба, имеющая квадратное сечение 10*10 см или 6*6 см. Определить нужные габариты трубы можно с помощью калькулятора профильной трубы, взяв размеры строящегося дома.
• Обшивка стен внутри дома. Оптимальным вариантом для внутренней отделки является шпунтованная доска шириной 4-6 см из хвойных деревьев. Материал должен в обязательном порядке пройти обработку антисептическими составами и растворами, препятствующими возгоранию.
• Черновой пол и его отделка. Лаги настилаются из аналогичной профильной трубы, поверх них укладывают черновой пол из досок и застилают любым профильным покрытием.
• Утеплитель. Самым популярным материалом для утепления каркасного дома является экструдированный пенополистирол толщиной 6-10 см. Для дополнительного утепления каркаса из профильной трубы можно использовать полоски пеноизола.
• Отделка внешних частей дома. Для выполнения отделочных работ снаружи строения может использоваться фасадная штукатурка или сайдинг. При достаточном бюджете строительства не исключается возможность отделки дома натуральным деревом.
• Кровля. Каркас крыши их профильной трубы может возводиться как отдельной конструкцией или как одним из элементов каркаса. В зависимости от кровельного материала и угла установки кровельных стропил выполняется расчет параметров трубы. Чем легче кровельный материал и больше угол между стропилами, тем более токая труба может использоваться.

Этапы возведения каркасного дома

Дома из профильной трубы своими руками возводятся в определенной последовательности:

• Фундамент. Для строительства каркасных домов можно использовать капитальное бетонокаркасное основание, а также некапитальное, например, на винтовых сваях. Дома на втором виде основания можно перевозить, так как являются транспортируемыми.
• Монтаж каркаса. На этом этапе допускается использование готовых каркасов фабричного производства. Для сборки таких каркасов не требуется сварка, все элементы соединяются с помощью винтов. Не исключается самостоятельное возведение каркаса из профильной трубы. При этом важно не только следить за взаимным расположением элементов, но и контролировать качество соединений. Именно эти места считаются самым слабым местом при возведении каркасных домов из профильной трубы. Монтажные работы должны выполняться в направлении снизу вверх. При этом первыми устанавливаются стойки и колонны, для соединения которых используют горизонтальные элементы из трубок меньшего сечения. Для укрепления вертикальных элементов используют раскосы.
• Монтаж кровли. Кровельная часть монтируется на самом последнем этапе основного строительства. При этом бригада строителей может быть разделена на две части: одна занимается кровлей, другая переходит к утеплению и отделке.
• После окончания работ по монтажу каркаса можно приступать к внутренней отделке.

По мнению экспертов в области архитектуры металлокаркасные технологии в будущем займут лидирующие позиции. Это означает, что возведение каркасного дома из профильной трубы своими руками, позволяет получить определенные навыки, которые могут пригодиться не только в личных целях, но и в качестве дополнительной специальности.

Особенности использования метало профиля для каркасного строительства: вся суть

Деревянное строительство имеет массу положительных сторон – от относительно низкой стоимости материала, до его натуральности и экологичности.

Однако, так как в настоящее время доверия к деревянным конструкция не так много, как к каменным или цементным, технология каркасного возведения домов продолжила развиваться.

На смену деревянному каркасу пришел каркас из метало профиля.

Каркас дома из метало профиля

Особенности материала

Профиль имеет неоспоримые преимущества по сравнению с деревянными материалами.

1. Отсутствие усадочных процессов. После установки он практически не изменяет своего положения, не деформируется, не выкручивается, как дерево. В результате сохраняется полная целостность каркаса и здания.
2. Материал не гниет и не портится, его не любят бактерии и паразиты, благодаря чему длительное время каркас из стали сохраняет свои первоначальные свойства.
3. Высокая износостойкость. Материал практически не поддается механическим повреждениям, если использовать его правильно. У него гораздо дольше срок эксплуатации, чем у древесины.
4. Быстрый монтаж.
5. Огромное количество архитектурных решений, которые могут применяться при строительстве из оцинкованного стального профиля.
6. Оцинкованный металл хорошо совмещается с другими материалами, которые традиционно применяются при строительстве.

Деревянные дома являются самыми пожароопасными на сегодняшний день, при чем именно из-за использования древесины.

Оцинкованный металл помогает сделать дом более безопасным, так как он не горит. Это один из важнейших плюсов оцинкованного профиля.

Металл не горит и повышает безопасность дома

Единственным минусом профиля для каркасного дома считается его цена, однако она все равно позволяет сэкономить, так как дом получается дешевле, чем из блоков.

Как происходит монтаж

Строительство начинается с укладки фундамента, который может быть одним из нескольких видов. Подробнее почитать о выборе фундамента вы можете в нашей статье.

Когда фундамент готов, делают обвязку. Она делается традиционным способом, и об этом также вы можете прочитать здесь.

Соединение элементов в каркасе

А вот далее начинает собираться каркас из профиля. Чаще всего набор из стали под строительство каркасного дома делается на заводе, и в сопроводительных документах имеется инструкция по сборке.

Сборка осуществляется с помощью простейших инструментов и может быть сделана своими руками при наличии хотя бы небольшого строительного опыта.

Сам материал изготавливается холодным способом из оцинкованной стали. Оцинкованная сталь не подвергается коррозийным процессам, и может выдерживать большие нагрузки. Она подходит для возведения даже 4-этажного дома.

Если при сборке каркаса появилась необходимость обрезки или другого изменения целостности материала, места среза или сгиба обрабатываются дополнительно смазочным материалом от коррозии.

Элементы из оцинкованной стали для дома

Толщина стен при монтаже остается такой же, как и в деревянном здании.

Сталь используется и для создания надежных перекрытий.

Способ сборки и крепления

Чаще всего к месту постройки будущего дома привозят либо отдельный профиль, либо уже собранные в заводских условиях элементы, либо уже готовые полноценные модули.

Для того, чтобы все элементы соединить в одну конструкцию, используют метод резьбовых соединений.

Элементы для винтовых соединений

Такое крепление можно выполнить самостоятельно, так как для этого не требуется наличие каких-то навыков или специального инструмента — подойдет обычный инструмент, который есть в арсенале любого мужчины.

Утепление дома с железным каркасом происходит точно так же, как и деревянных каркасных построек.

Вы можете по своему усмотрению использовать стекловату, минеральную вату, пенопласт или жидкий утеплитель. О технологии утепления можно прочитать здесь.

Надежное угловое соединение в каркаса

Кроме того, в формировании стены используются стандартные пленки и мембраны для изоляции от влаги, однако крепление их к каркасу происходит сложнее, чем в деревянные стойки.

Особенности облицовки

Часто возникает вопрос, имеются ли какие-либо особенности при облицовке здания из металлического каркаса.

Если правильно рассчитать нагрузку на стены и фундамент, каких-либо ограничений при выборе отделочного или облицовочного материала не существует.

Чем выполнить недорогую качественную облицовку — читайте тут.

Подготовка к облицовке

Металлический каркас прочнее деревянного, поэтому для его облицовки может использоваться даже натуральный камень, плитка или облицовочный кирпич, который стараются избегать при деревянном каркасе, чтобы не утяжелять конструкцию.

Внутренняя отделка также происходит традиционным методом – с помощи гипсокартона, которые фиксируется к плитам ОСБ или другим.

На что следует обратить внимание при покупке

При приобретении деталей для стального каркаса здания необходимо тщательно проверить материал. Часто во время погрузки или разгрузки появляются царапины или другие дефекты.

Легкие стальные тонкостенные конструкции

1. Если вы обнаружили дефект в виде нарушения целостности, у вас есть два способа решения вопроса. Вы можете либо обработать места повреждения септиком от коррозии, либо заменить у продавца на новый материал. Если повреждение небольшое, то при обработке он будет служить также качественно.
2. Если вы обнаружили пятна, следует немедленно заменить покупку. Если материал имеет погрешности оцинковки, и в некоторых местах начала проступать ржавчина или металл побурел – лучше сдать этот профиль и обратиться к другому производителю.
3. Если к вам привезли готовые собранные модули, обязательно проверьте качество соединения. Все соединения должны быть затянуты достаточно туго, и в каждом месте соединения должен находиться специальный крепеж.

Таким образом, если вы приобрели качественный материал, ваша постройка будет иметь срок службы не менее 50 лет.

Особенности каркасного дома из металлопрофиля

Немногие люди слышали о таком понятии как каркасный дом из металлопрофиля. Металл для использования в качестве несущей конструкции используется редко. Однако таковое имеет место быть, потому постараемся рассказать вам о данной технологии как можно более подробно.

• 1 Использование металла и его преимущества
• 2 Сравнивая с деревом
• 3 Перечень недостатков металла
• 4 Сборка из ЛСТК

Использование металла и его преимущества

Изделия из металла применяют в роли несущей конструкции достаточно давно, к примеру при строительстве небоскребов или торговых центров. Однако такая методика не оправдывает себя при возведении частных домов – элементы из металла немало весят, занимают много пространства, для их закрепления между собой требуется клепание и сварка, в общем, самостоятельно такой дом не построить.

Однако революционным решением проблемы стало появление легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК). Технология предусматривает использование тонких стальных листов в виде Z-образного профиля со сквозными канавками на поверхности либо перфорацией, призванными сдерживать холод. Подобный подвид ЛСТК также известен как термопрофиль, в случае со строительством частных домов желательно использование только данного материала.

Разумеется, несмотря на уловки производителей, металл — это материал с высокими показателями теплопроводности. Многих и отпугивает данный момент. Решением проблемы может стать использование многослойного пирога теплоизоляции. Утеплитель и точку россы должен определять опытный специалист, имеющий большой опыт в строительстве. Непрофессионализм сулит большими проблемами в будущем при эксплуатации дома.

Вторым настораживающим моментом может считаться возможная коррозия металла. Любому известно, что металл всегда ржавеет, даже сталь. А появление ржавчины сулит проблемами для конструкции из металла, влияет на ее прочность. Вопрос решается с помощью гальванической обработки, благодаря которой конструкция из металла получает защитную оболочку в двадцать микромикрон. Правильный монтаж и обустройство защиты от влаги могут продлить жизненный цикл металла до сотни лет.

Сравнивая с деревом

Каркасный дом, построенный из металла, вряд ли когда-либо вытеснит дом с каркасом из дерева. В лучшем случае они будут развиваться параллельно. И это вполне обоснованно – что у каркаса из металла, что у деревянного есть свои плюсы и минусы. В таком плане и стоит изучить строения с металлическим каркасом – какие у них преимущества и недостатки по сравнению с домами, обладающими деревянным каркасом.

У металла высокая теплопроводность и дерево в этом отношении намного лучше. Древесный материал сам является теплоизоляцией и способствует общему утеплению здания. Для металлокаркасного дома теплоизоляция выполняется с помощью утеплителя и обшивки.

В доме из дерева жизнь более комфортная. Дерево создает оптимальный микроклимат в здании. Однако материал может быть поврежден паразитами либо грызунами, влагой или грибком. Разумеется, изобретены способы защиты от подобных напастей, но это повлечет за собой трату денежных средств. Металл не боится подобных воздействий за исключением разве что влаги.

Но у домов с металлической «внутрянкой» есть еще некоторые неочевидные минусы. Современный человек в своем жилище имеет массу электрических приборов, которые несомненно имеют влияние на каркас дома путем его намагничивания, что может сказываться на чувствительных людей.

Малый вес металлического каркаса дает возможность строительства дома на легких фундаментах. Даже если у вас участок с пучинистым грунтом и нет возможности возвести заглубленный фундамент, можно построить довольно большой дом. Металлический и каркасный дом не усыхает и не нужно ждать его усадки во время строительства.

Перечень недостатков металла

Что удивительно, каркас из металла является более опасным во время пожара чем деревянный. Использование металла не спасет ваш дом от выгорания, поскольку пожар распространяется снаружи здания (при поджоге), либо внутри (при неисправности электроники) и на его пути попадется немало вещей и материалов, которые отлично горят (мебель, отделочные материалы, различные вещи).

При пожаре жизненно необходимо чтобы жильцы смогли быстро эвакуироваться и чем больше у них будет времени до обрушения конструкций здания, тем лучше. Металлический каркас сокращает возможное время для эвакуации, ведь от воздействия прямого огня и высоких температур он начнет сворачиваться по спирали, опадать и перекашиваться. А вот деревянный каркас дольше разрушается, брус будет обугливаться, но держать форму.

Еще один недостаток, который обнаруживается практически сразу же когда начинает эксплуатироваться каркасный дом с внутренним металлическим каркасом – сложность установки встроенной мебели и приборов. В металлическом каркасе нет основы, на которую можно закрепить ту же полку или установить шкафчик. Чтобы решить этот вопрос требуется заранее определить места где потребуется усиление с помощью дополнительного профиля.

Несущие способности ЛСТК ограничивают кол-во этажей здания и использование строительных материалов большого веса. Есть ограничения на использование черепицы из керамики, монтажа камина на втором этаже. Имеются сложности комбинирования стального профиля с кирпичом либо цементом.

Еще очень важно обеспечить защиту конструкции каркасного дома из металлопрофиля от промышленного тока и атмосферных разрядов. Профиль из металла является великолепным проводником тока, что может быть опасно для жителей дома. Проблема решаема обустройством системы уравнивания потенциалов, которую должны рассчитывать и устанавливать профессионалы.

Сборка из ЛСТК

Постройка металлических каркасных домов чем-то напоминает сборку конструктора. До проведения всех работ составляется проект дома, в котором учитываются все аспекты строительства вплоть до мест установки мебели и бытовой техники. Кроме чертежа будет желательно выполнить 3Д визуализацию проекта для заказчика, чтобы он наглядно оценил вид своего будущего дома.

Когда будет завершена проектная документация, ее передают на завод, где производится изготовление каждой детали по отдельности, ей присваивается номер, она упаковывается и доставляется на участок строительства. Получившийся профиль имеет крепежные отверстия и места для прокладки коммуникаций. Детали крепежа так же идут вместе с другими деталями.

Если будет использоваться термопрофиль — это несколько усложняет задачу, ведь придется использовать готовые детали и формы, что понадобится учитывать в ходе проектирования. Не стоит укорачивать, как-либо резать, распиливать детали. Каждая из них упакована и промаркирована специальным образом, чтобы впоследствии быть собранной согласно плану на стройплощадке. Данный подход поможет быстро собрать дом.

Строительство каркасных домов из металлопрофиля становится все более популярным еще и из-за возможности распланировать пространство на свой вкус и потребности. Имеющие малый вес фермы дают возможность создания пролетов до четырнадцати метров без опорных элементов.

Необходимо отметить, что большие комнаты потребуют больших затрат энергии на отопление, поэтому рекомендуется обустроить теплоизоляцию. Для этого лучше всего использовать минвату, пенополистирол, не впитывающий влагу, эковату. Снаружи дом можно отделать с помощью блок-хауса, имитации оцилиндрованного бревна, керамогранита, придающего солидный вид зданию.

Как построить каркасный дом из металла своими руками?

Как построить каркасный дом из металла своими руками? Каркасные дома пользуются популярностью в последнее время, а материалы для их строительства разнообразны.

Основными критериями выбора строительных материалов являются достаточная прочность, долговечность, безопасность для жизни человека, водонепроницаемость, теплозащита и высокая огнестойкость. Каркасные дома из бруса — стандартный вариант. Около 85% жителей европейских стран и США проживают в каркасных домах из металлопрофиля. В регионах России из стального каркаса строили производственные помещения, складские ангары и цеха. В настоящее время его чаще всего используют в жилищном строительстве.

Каркасный тип домов из металла

Фундамент таких домов полностью металлический. Из него делают каркас всех этажей, а также крыш и стен. Толщина используемых профилей и их форма различны для каждого случая, поскольку они подвергаются разным внешним нагрузкам.

Эти постройки имеют некоторые отличительные особенности:

• Легкий металлический каркас дома значительно снижает вес конструкции;
• Сокращение сроков строительства: благодаря прямолинейности стального профиля вам не понадобятся спиртовой уровень, специальный угольник, отвес и дрель.
• надежная изоляция защищает от перепадов температур.

При строительстве дома на основе стального каркаса используются различные утеплители, выбор которых зависит от климатических условий. Металл не требует определенной обработки и покраски, не дает усадки, не горит и не гниет, имеет повышенный срок службы.

Его можно полностью перерабатывать, не загрязняя окружающую среду и не защищая леса от вырубки.

Каркасный дом из металла можно возвести в любое время года и в разных климатических регионах.

Технология легкого стального каркаса основана на строительстве небольших объектов. Как правило, каркасные дома возводят одно- или двухэтажными.

В производственных целях эти объекты возводятся на высоту до 6 метров с длиной пролета до 12 метров. Для стропильных ферм длиной 24 м потребуется установка специальных профилей.

Строительство современного каркасного дома из металлических профилей

Современные технологии основаны на использовании легких стальных конструкций из тонкой оцинкованной стали, которые ничем не уступают деревянным строительным конструкциям. Металлические профили изготавливаются в форме C, S и Z, что обеспечивает надежную жесткость каркаса.

Путем перфорации профилей и создания определенных воздушных пространств и использования металлов с разной теплопроводностью решается основная проблема повышенной теплопроводности материала, которая влияет на возникновение мостиков холода и образование определенных конденсатов. Эта технология называется легкой стальной конструкцией. Это обеспечивает возведение качественных домов и позволяет снизить затраты и сократить сроки их возведения.

Преимущества и недостатки металлопрофильных домов

В настоящее время к этому варианту домов относятся некоторые предрассудки. Считается, что каркасный дом из металлических профилей холоднее домов из деревянных балок.

С появлением современных технологий этот миф был полностью разрушен. Профиль для каркаса дома защищен от рассеивания тепла некоторыми утеплителями. Пространство между всеми стойками каркаса заполнено теплоизоляционными материалами, такими как эковата или минеральная вата. Все это позволит максимально и качественно утеплить дом. Распространено мнение, что деревянное основание дома более экологично и более привлекательно, чем металлическое. Но на самом деле древесина натурального происхождения требует дополнительной обработки, чтобы предотвратить гниение и плесень. с различными насекомыми, пропитанные химикатами и пропитками. с различными лаками, красками и другими продуктами. Они значительно ухудшают экологическую чистоту древесины. А применение такого лечения потребует регулярности, а это влечет за собой дополнительные финансовые затраты.

Также считается, что деревянные дома дешевле домов из металлических профилей, потому что дерево дешевле металла. При изготовлении металлического каркаса для дома используется меньше материала, чем при выборе деревянной основы. Вес деревянного предмета намного больше, а фундамент должен быть качественным и самым дорогим, чем каркасный дом из легкого металла.

Монтаж и сборка дома по технологии металлоконструкций намного проще и быстрее. Стальная конструкция может быть электрически опасной и привлекать молнии во время шторма. Однако в домах этого типа все стальные детали оборудованы адекватным и качественным заземлением. Кроме того, специальное покрытие здания внутри и снаружи выполнено из определенных диэлектрических материалов, что позволяет полностью изолировать металлические элементы и детали.

Надежность металлического каркасного дома

Стальные профили, из которых строятся конструкции домов, очень легкие, они обеспечивают определенную прочность, что позволяет использовать квартиры в течение длительного времени. Надежность металлоконструкций обеспечивают специальные профили с ребрами жесткости.

Для производства используется оцинкованная сталь. Цинковое покрытие профилей защищает их от внешней коррозии. Стальной каркас очень устойчив к внешним механическим воздействиям: со временем не садится и не трескается, не боится вредителей, а также безопасен в условиях возгорания.

В сочетании со слоями теплоизоляции из надежных материалов этот каркасный дом позволит вам жить в нем круглый год.

Этапы строительства каркасного дома. Фундамент

Легкая конструкция металлического каркаса и небольшой вес дома позволяют сделать фундамент.

Для таких домов делают неглубокие заглубленные фундаменты. Выполнение фундаментов и вид их возведения во многом зависит от типа основания. Перед закладкой фундамента необходимо изучить все показатели грунта в разное время года.

Фундамент может быть ленточным, столбчатым или на винтовых сваях. Благодаря ленточному фундаменту он узкий и не подвергается высоким нагрузкам со стороны легкого стального каркаса. Он выполнен в виде прочной горизонтальной рамы, которая позволяет распределять нагрузку в случае деформации фундамента, вызванной неустойчивым и слабым грунтом.

Для фундамента столбчатого типа каркас изготавливается из балок, жестко соединенных между собой специальными опорами. Для выполнения работ используется железобетон, силикатный кирпич или монолитные блоки. Фундаменты мелкого заложения значительно сокращают расход строительных материалов и трудозатраты, что приводит к удешевлению фундамента.

Строительство каркаса

Фундамент любого дома — это набор обязательных элементов и деталей, которые во многом влияют на безопасность и надежность дома, а также на продолжительность его использования.

Эти элементы могут включать:

1. горизонтальные рамки;
2. колонны;
3. фермы;
4. вертикальные колонны;
5. сварные балки;
6. прогоны для крепления стеновых панелей к металлическому каркасу.

Для большей жесткости и устойчивости каркасного дома в вертикальном, горизонтальном и продольном направлениях необходимо соблюдать пространственную геометрию. Этого можно добиться за счет правильного взаимодействия основных узлов и деталей.

Для начала необходимо рассчитать проект каркасного дома с помощью компьютерных программ (например, 3d max). И уже на трехмерной модели создаются все необходимые детали и конструктивные элементы, которые затем производятся на производственных предприятиях.

В этих расчетах все конструктивные элементы и компоненты будут иметь высокую степень точности. На каждом из изделий нанесена маркировка, что значительно ускорит процесс установки и сборки.

Для сборки используется специальная отверточная техника. Комплект деталей и элементов конструкции доставляется на строительную площадку в разобранном состоянии и собирается на месте. Отдельные модули дома собираются в технологическом производстве, а затем устанавливаются на строительной площадке в единую конструкцию. Производятся не только каркасные основания, но и готовые стеновые панели. Иногда их производят с облицовкой, оснащают окнами и системами отопления. Это потребует определенных возможностей производственного цеха.

Сборные модульные стены соединяются с пролетами и перекрытиями характерными резьбовыми соединениями. Двутавры используются для каркаса при строительстве дома своими руками. Они устанавливаются на неподвижную опорную раму. Закрепите детали конструкции сваркой.

Строительство крыши

Устройство крыши каждого дома доступно в различных вариантах. Он может быть односкатным, скатным или плоским. Также имеет сложную конфигурацию. Чаще всего при строительстве стальных домов используют односкатную или двускатную крышу. Угол наклона и высота крыши точно определяется еще на этапе проектирования. Необходимые стройматериалы и элементы рассчитываются заранее. Кровля состоит из несущих ферм и стропил, а также многопролетных. Последовательность проведения этих работ при строительстве металлокаркасной кровли аналогична последовательности действий для других видов материалов: поставить специальную стропильную систему, соорудить обрешетку, установить пароизоляцию и гидроизоляцию, смонтировать рубероид.

Несущие стропила изготовлены из специальных оцинкованных профилей. Они крепятся на верхнем поясе опор каркасной стены. На прогонах используются стальные балки квадратного сечения секционного типа. В качестве пароизоляции используется пленка, а поверх нее укладывается специальный теплоизоляционный строительный материал. Он защищен сверху влагонепроницаемой мембраной.

В стоимости кровли использованы классические стандартные материалы: ондулин, профнастил, металлочерепица и другие. Выбор будет зависеть от уклона крыши, сложности всей конструкции и финансовых затрат.

Утепление каркасного дома из металлического профиля своими руками

Дома из специального термопрофиля облицовываются плитами OSB. Также используются плиты из других современных строительных материалов. Для теплоизоляции стен каркасного дома используется минеральная вата или пенополистирол.

Как правило, пространство между всеми стеновыми панелями заполняется ячеистым бетоном или газобетоном. Пенополиуретан также можно использовать в качестве теплоизоляции. Для этого используется особый метод распыления.

Заполненное нами пространство должно образовывать особый плотный слой, надежно и качественно сохраняющий тепло. Необходимо заполнить все полости внутри металлических профилей и все проблемные места. Теплоизоляционный материал должен быть качественным, а при застывании образовывать плотное покрытие.

Поверхность утепленных межкомнатных стен должна быть покрыта строительным пароизоляционным материалом в виде фольги. Снаружи дома стены надежно защищены от ветра. В последние годы для утепления и отделки все чаще используются термоблоки, содержащие изоляционный материал.

Строительные материалы — технические характеристики

Декоративность характеризуется специальными эстетическими свойствами строительных облицовочных материалов различного происхождения, «такими как цвет, блеск, рисунок, фактура и др. Эти свойства сохраняются длительное время в процессе эксплуатации.

Для придания блеска применяют различные методы в зависимости от вида материала: для плотных горных пород (гранит, мрамор, лабрадорит и т.д.) применяют полирование до зеркальной поверхности; на керамические материалы наносят глазурь, на стекло — эмаль и т. д. Эти методы способствуют также повышению водонепроницаемости и долговечности материалов.

Под фактурой понимают характер лицевой поверхности материала, ее внешний вид. Фактура различных деталей выбирается в зависимости от их назначения. Для искусственных строительных материалов (облицовочный керамика, стекло, декоративный бетон и т.п.) фактура может быть гладкой, рифленой, тисненой, узорчатой ​​и тому подобное.

Акустические свойства. Различают такие акустические свойства — звукопоглощение, звукоизоляция, звукопроницаемость.

Звукопоглощение — это способность материала поглощать звуковые волны, падающие на него; оценивается коэффициентом звукопоглощения.

Звукопоглощающие материалы характеризуются большой пористостью с преобладанием соединенных и разветвленных пор и предназначены для снижения шума в помещениях.

Звукоизоляция — это способность материала сопротивляться прохождению звуковой волны. Эта способность характеризуется степенью снижения уровня звукового давления в результате прохождения звука через конструкцию.

Звукопроницаемость — это способность материала пропускать звуковые волны.

Электропроводность характеризует способность материала проводить электрический ток и оценивается удельной электрической проводимостью в Сименс на метр (См / м). Электропроводящими материалами являются металлы, а также некоторые материалы во влажном состоянии (древесина, бетон). Способность металла пропускать электрический ток используют для натяжения арматуры. Большинство строительных материалов имеют электроизоляционные свойства (плотные минеральные материалы: фарфор, стекло, мрамор и т.д.).

Прозрачность — это способность материала пропускать световые лучи, которая обеспечивает сквозную видимость. К прозрачных материалов принадлежит оконное листовое стекло, светопропускная способность которого составляет-84 … 87%, некоторые полимерные материалы: оргстекло, прозрачные стеклопластики, пленки.

Газопроницаемость. Если существует разница давления газов (воздух) у внешней и внутренней поверхностей стены сооружения или давление одинаковый, а температуры газов разные, то происходит перемещение их через поры и трещины материала, то есть наблюдается явление газопроницаемости.

Газопроницаемость оценивается коэффициентом газопроницаемости кг, кг / (м • с • Па), который определяется массой газа, прошедший через 1 МПа площади поверхности слоя материала толщиной 1 м за единицу времени (1 с), когда разница давления газа 1 МПа. Газопроницаемость материала зависит прежде всего от количества и характера пор и влажности.

Радиационная непроницаемость — это способность строительного материала быть защитой от радиоактивных воздействий. Хорошим поглотителем нейтронов и излучения являются материалы, содержащие значительное количество химически связанной воды, и сверхтяжелые материалы (гидратные бетоны, лимонит, магнетит, барит), а также свинец. Такие материалы применяют в строительстве атомных электростанций и других сооружений атомной энергетики.

Атмосферостойкость — это способность материала сопротивляться разрушению под действием атмосферных факторов: нагрева (днем) и охлаждения (ночью) смачивания и сушки; воздействия пыли, газов, содержащихся в атмосфере, и тому подобное.

Повитростийкисть — это составной элемент атмосферостойкости. Во повитростийкистю обычно понимают способность материала выдерживать многократное гигроскопичен увлажнения и высушивания, при которых не наблюдается деформаций, потери прочности, не снижается несущая способность материала.

Биостойкость — это способность материала сопротивляться разрушению под влиянием биологических процессов, которые могут возникать при эксплуатации сооружений. Причиной биологических процессов является жизнедеятельность мха, лишайников (разрушение бетона, некоторых природных каменных материалов), грибов организмов (гниение древесины) и др.

Коррозионная стойкость — это обобщенное понятие устойчивости материала по разрушению или ухудшение качества от совместного действия различных факторов и процессов (атмосферные факторы, химические и электрохимические процессы, биологическое разрушение, загрязнение и т.д.).

Старение характеризуется изменением во времени структуры и качества строительных материалов (металлов, битумов, полимерных материалов и т.п.) под действием различных факторов в процессе эксплуатации. Старение, как правило, сопровождается появлением трещин, повышением хрупкости, потьмянин-ням, выцветанию и другими явлениями, которые снижают качество материала.

Надежность — это обобщенная характеристика материала, состоящего из следующих взаимосвязанных свойств, как долговечность, безотказность, ремонтопригодность и сохранность.

Долговечность — это способность материала служить долгое время в конкретных климатических и производственных условиях в установленном режиме эксплуатации без потери эксплуатационных качеств. Долговечность характеризует свойство материала (изделия) с необходимыми перерывами на ремонт сохранять рабочую способность к предельному состоянию, которое характеризуется степенью разрушения изделия, требованиями безопасности и экономической целесообразности. Долговечность оценивают допустимым сроком службы. Например, нормативными документами для железобетонных изделий установлены три степени долговечности: 1 — не менее 100 лет, 2 — не менее 50 лет, 3 — не менее 20 лет.

Безотказность характеризуется свойством материала или изделия при определенных режимов и условий эксплуатации сохранять работоспособность в течение определенного времени без вынужденных перерывов на ремонт.

Ремонтопригодность — это свойство изделия воспринимать ремонт и наладку, в результате которых восстанавливается и сохраняется его техническая характеристика (качество изделия). Показателями ремонтопригодности является среднее время, трудоемкость и стоимость ремонта.

Сохранность — это способность материала не терять качественных показателей в течение и после срока хранения и транспортировки, установленных технической документацией. Оценивается периодом хранения к неисправности.

Гигиеничность характеризует способность материала воспринимать многократную очистку, мойку рабочей поверхности, не снижая своих качеств. Гигиеническим относятся материалы с плотной, водонепроницаемой, прочной, устойчивой к действию моющих средств и удаление рабочей поверхностью: керамические глазурованные материалы, стеклянные эмалированные плитки, ситаллы и тому подобное.

Транспортабельность — это способность материала или изделия без специальной тары и упаковки переносить скачивания, транспортировки и разгрузки без нарушений структурной целостности, появления трещин, сколов и тому подобное.

К эксплуатационным можно отнести свойства, которые в обобщенном виде характеризуются как химическая стойкость, то есть способность материалов не разрушаться под действием кист лот, щелочей, растворов солей и газов.

Строительные материалы

Н ачиная строить собственный дом, необходимо учитывать четыре обязательных условия: целесооб­разность, долговечность, эстетичность и экономичность. Соблюдение этих условий возможно только в том случае, если архитектор, проектирующий ваш дом, будет досконально знать основы строи­тельного дела. Не маловажную роль при этом играют строительные материалы. Вот о том, какими бывают строительные материалы, мы и поговорим в этой статье.

Под строительными материалами понимаются природные, искусственные материалы и изделия, используе­мые при строительстве зданий и соору­жений. Различия в предназначении и условиях эксплуатации зданий определяют требования к строительным материалам, а также их ассортименту.

Не смотря на большое разнообразие свойств, присущих каждому материалу, для оценки выбирают только те свойства, которые определяют при­годность материала при использовании по пря­мому назначению. Так, например, для бетона важны прочность, плотность, долго­вечность, водонепроницаемость, теплопровод­ность. В тоже время цвет, для конструкционных бетонов, не имеют значения. Что касается отделочных материалов, то цвет является одним из основных свойств, а вот теплопроводность — вторична.

Вот поэтому чтобы оптимально использовать строительные материалы, необходимо знать не только их свойства, но и способы получения, правила хранения, транспортирования, а также условия их работы в конструкциях сооружений.

Классификация строительных мате­риалов

Строительные материалы класси­фицируются по степени готовности, происхожде­нию, назначению и технологическому признаку.

Классификация строительных мате­риалов по степени готовности

Что касается степени готовности, то различают строитель­ные материалы и строительные изделия, а также гото­вые изделия, монтируемые и закре­пляемые на месте их работы. К таким материалам относятся: древесина, металлы, цемент, бетон, кирпич, песок, строительные растворы для каменных кладок и различных штукатурок, лако­красочные материалы, природные камни.

К строительным изделиям относятся сбор­ные железобетонные панели и конструкции, оконные и дверные блоки, санитарно-техниче­ские изделия и кабины. В отличие от изде­лий, строительные материалы перед применени­ем подвергаются обработке, например, смешивают с водой, уплотняют или распиливают.

Классификация строительных мате­риалов по происхождению

Если говорить о происхождении, то строительные материа­лы делятся на природные и искусственные. К природным материалам относится: древесина, природные камни, торф, природ­ные битумы и асфальты. Эти материалы изготавливают из природного сырья с применением несложной обработки без изменения их первоначального строения и химического состава.

К искусствен­ным материалам относятся: кирпич, цемент, желе­зобетон и стекло. Эти строительные материалы получают из природного либо искусственного сырья, побочных продуктов производства с приме­нением специальных технологий. Искусственные материалы значительно отличаются от исходного сырья как по строению, так и по химическому составу.

Большое распространение получила классификация материалов по назначению и технологическому признаку.

Классификация строительных мате­риалов по назначению

По назначению строительные материалы подразделяют на:

Конструкционные материалы — воспринимают и передают нагрузки в строительных конструк­циях;

Теплоизоляционные материалы — сводят до минимума перенос теплоты через строительную конструкцию, обеспечивая необходимый тепловой режим в помещении при минимальных затратах энергии;

Акустические материалы (звукопоглощающие и звуко­изоляционные) — предназначенны для снижения уровня шумово­го давления в помещениях;

Гидроизоляционные и кровельные материалы — применяются для создания водопроницаемых слоев на крышах, подземных сооружениях и других конструкциях, которые необходимо защищать от воздействия воды или водяных паров;

Герметизирующие материалы — служат для заделки стыков в сборных конструкциях;

Отделочные материалы — используются для улучшения внешнего вида строительных конструкций, а также для защиты конструкционных и теплоизоляцион­ных материалов от внешней среды;

Материалы специального назначения, например, огне­упорные или кислотоупорные — применяются при возведении сооружений специального назначения.

Некоторые материалы, такие как цемент, известь и древесина, нельзя отнести к какой-либо одной группе, так как их используют в натуральном виде, а также как сырье для получения других строительных материалов и изделий. Их называют мате­риалы общего назначения.

Классифи­кация строительных материалов по назначению часто затруднительна из-за того, что одни и те же материалы могут относиться к разным группам. Так, бетон применяют как конструкционный материал. Но некоторые его виды, например, особо легкие бетоны, явля­ются теплоизоляционным материалом. А вот тяжелые бетоны, еще являются и материалами специального назначения, так как используется для защиты от радиоактивного излучения.

Классификация мате­риалов по тех­нологическому признаку

По техническому признаку строительные материалы подразделяют, в зависимости от сырья, из которого их получают:

• Природные каменные материалы и изделия — получают из горных пород путем обработки. В результате обработки получаются: стеновые блоки и камни, облицовочные плиты, детали архитектурного назначения, бутовый камень, щебень, гравий и песок;
• Керамические материалы и изделия — получают из глины путем формирования, сушки и обжига. В результате получаются: кирпич, керамические блоки и камни, черепица, трубы, изделия из фаянса и фарфора, облицовочная плитка и керамзит;
• Стекло и изделия из минеральных расплавов — оконное стекло, стеклоблоки, стеклопрофилит, плитки, трубы и каменное литье;
• Неорганические вяжущие вещества — это мине­ральные материалы, как правило в виде порошка, образующие при смешивании с водой пластичное вещество, при застывании приобретающее камневидное состояние. К ним относятся цемент, известь, гипс;
• Бетоны — это искусственные матери­алы, получаемые из смеси вяжущего вещества, воды, мел­кого и крупного заполнителей. Бетон, в совокупности со стальной арматурой называется железобетоном. Он хорошо сопротивляется не только сжатию, но и изгибу, а также растяжению;
• Строительные растворы — это искусственные материалы, состоящие из вяжущего вещества, воды и мелко­го заполнителя. При застывании переходят из тестооб­разного состояния в камневидное;
• искусственные необжиговые каменные материалы — получают на основе неорганиче­ских вяжущих веществ и различных заполнителей. Основными их представителями являются: сили­катный кирпич, гипсовые и гипсобетонные изде­лия, асбестоцементные изделия и конструкции, силикатные бетоны;
• Органические вяжущие вещества и матери­алы на их основе — это битумные и дегтевые вяжу­щие вещества, кровельные и гидроизоляционные материа­лы. К ним относятся: рубероид, пергамин, изол, бризол, гидроизол, толь, приклеивающие мастики, асфальтовые бетоны и растворы;
• Полимерные материалы и изделия — это группа материалов, получаемых на основе синтетиче­ских полимеров (термопластических и терморе­активных смол). К ним относятся: линолеумы, релин, синтетиче­ские ковровые материалы, плитки, древесно­слоистые пластики, стеклопластики, пенопласты, поропласты, сотопласты;
• Древесные материалы и изделия — получа­ются в результате механической обработки древе­сины. К ним относится: круглый лес, пиломатериалы, заготовки для различных столярных изделий, паркет, фане­ра, плинтусы, поручни, дверные и оконные блоки, клееные конструкции;
• Металлические материалы — к ним относится: наиболее широко применяемые в строительстве черные металлы (сталь и чугун), стальной прокат (дву­тавровые балки, швеллеры, уголки), сплавы металлов (как правило алюминиевые).

Физические свойства строительных материалов

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

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

Гигроскопичность – это способность материала поглощать воду из окружающего воздуха.

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

Влагоотдача – это способность материала отда­вать воду в окружающий воздух.

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

Теплоемкость – это способность материалов поглощать тепло при нагревании.

Механические свойства материалов

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

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

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

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

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

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

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

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

Химические свойства строительных материалов

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

Химические свойства определяют степень активности материала к химическому взаимо­действию.

Химическая стойкость – это свойство материа­ла противостоять разрушающему действию химических реагентов, таких как: кислота, щелочь, раство­ренной в воде соли и газов.

Коррозионная стойкость – это свойство матери­ала сопротивляться коррозионному воздействию среды.

Надежность строительных материалов

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

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

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

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

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

В следующей статье я расскажу о фильтрах для воды.

Строительные материалы. Основные понятия

ЧАСТЬ 1.

Физико-механические и механические свойства строительных материалов.
Механические свойства строительных материалов

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, черные металлы, стекло, кровельные материалы, пластик и другие.

В настоящее время строительная индустрия развивается в направлении создания теплосберегающих строительных материалов. Наиболее перспективными энергосберегающими материалами считаются ячеистые бетоны и бетоны на легких заполнителях.

Материалы, которые не требуют дальних перевозок, добываются или вырабатываются вблизи района строительства, называются местными строительными материалами. К таким материалам обычно относятся песок, гравий, щебень, известь и т. д.

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.

Все строительные материалы имеют ряд общих свойств, но качественные показатели этих свойств различны.

Физико-механические и механические свойства строительных материалов

Данную группу свойств 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. Технические требования на строительные материалы приведены в Строительных нормах и правилах (СНиП).

Истинной плотностью, p_u называется масса единицы объема материала, взятого в плотном состоянии. Для определения удельного веса необходимо вес сухого материала разделить на объем, занимаемый его веществом, не считая пор. Вычисляется она по формуле:

p_u=m/V_a

где m — масса материала, V_a — объем материала в плотном состоянии.

Истинная плотность каждого материала — постоянная физическая характеристика, которая не может быть изменена без изменения его химического состава или молекулярной структуры.

Истинная плотность гранита 2,9 г/см 3 , стали – 7,85 г/см 3 , древесины – в среднем 1,6 г/см 3 . Так как большинство строительных материалов являются пористыми, то истинная плотность имеет для их оценки вспомогательное значение. Чаще пользуются другой характеристикой – средней плотностью.

Средней плотностью, p_c называется масса единицы объема материала в естественном состоянии, т. е. вместе с порами и содержащейся в них влагой. Средняя плотность пористого материала, как правило, меньше истинной. Отдельные материалы, такие как сталь, стекло, битум, а также жидкие, имеют практически одинаковые истинную и среднюю плотности. Среднюю плотность вычисляют по формуле:

Средняя плотность ячеистого бетона (пенобетона) находится в пределах от 300 кг/м 3 до 1200 кг/м 3 (ГОСТ 25485 — 89), а полистиролбетона от 150 кг/м 3 до 600 кг/м 3 (ГОСТ Р 51263 — 99). Изделия (блоки) из этих строительных материалов легки в обращении (штабелировании, транспортировке, кладке).

p_c=m/V_e

где m — масса материала, V_e — объем материала.

Среднюю плотность сыпучих материалов — щебня, гравия, песка, цемента и др. — называют насыпной плотностью. В объем входят поры непосредственно в материале и пустоты между зернами.

Эту характеристику необходимо знать при расчетах прочности конструкций с учетом их собственного веса, а также для выбора транспортных средств при перевозках строительных материалов.

Относительная плотность, d – отношение средней плотности материала к плотности стандартного вещества. За стандартное вещество принята вода при температуре 4 о С, имеющая плотность 1000 кг/м 3 .

Пористостью, П называется отношение объема пор к общему объему материала. Пористость вычисляется по формуле

Современные энергосберегающие строительные материалы обладают высокими показателями пористости (до 95%) и, соответственно, низкой теплопроводностью. Это связано с тем, что воздух имеет наименьшую теплопроводность.

П=(1 – p_c/p_u)*100

где p_c, p_u — средняя и истинная плотности материала.

Пористость строительных материалов колеблется в широких пределах, начиная от 0 (сталь, стекло) до 95% (пенобетон).

Для сыпучих материалов определяется пустотность (межзерновая пористость). Истинная, средняя плотности и пористость материалов — взаимосвязанные величины. От них зависят прочность, теплопроводность, морозостойкость и другие свойства материалов. Примерные значения их для наиболее распространенных материалов приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Наименование	Плотность, кг/м 3		Пористость, %	Теплопроводность, Вт / (м * о С)
	истинная	средняя
Гранит	2700	2500	7,4	2,8
Вулканический туф	2700	1400	52	0,5
Керамический кирпич
– обыкновенный	2650	1800	32	0,8
– пустотелый	2650	1300	51	0,55
Тяжелый бетон	2600	2400	10	1,16
Пенобетон	2600	700	85	0,18
Полистиролбетон	2100	400	91	0,1
Сосна	1530	500	67	0,17
Пенополистирол	1050	40	96	0,03

Водопоглощением материала называется его способность впитывать и удерживать в своих порах воду. Оно определяется как разность весов образца материала в насыщенном водой и сухом состояниях и выражается в процентах от веса сухого материала (водопоглощение по массе) или от объема образца (водопоглащение по объему).

Водопоглощение определяют по следующим формулам:

Ячеистые бетоны (пенобетон, газобетон), как и бетоны на легких заполнителях (полистиролбетон, керамзитобетон) обладают невысокими показателями водопоглощения 6 — 8 %.

W_M=(m_в– m_c)/m_c и W_o=(m_в– m_c)/V

где m_в — масса образца, насыщенного водой, m_c — масса образца, высушенного до постоянной массы, V — объем образца.

Между водопоглощением по массе и объему существует следующая зависимость:

W_o=W_M*p_c

Водопоглощение всегда меньше пористости, так как поры не полностью заполняются водой.

В результате насыщения материала водой его свойства существенно изменяются: уменьшается прочность, увеличивается теплопроводность, средняя плотность и т. п.

Влажность материала W определяется содержанием воды в материале в данный момент, поэтому процент влажности ниже, чем полное водопоглощение. Она определяется отношением воды, содержащейся в материале в момент взятия пробы для испытания, к массе сухого материала. Влажность вычисляется по формуле:

W=(m_вл– m_c)/m_c*100

где, m_вл, m_с— масса влажного и сухого материала.

Водопроницаемостью называется способность материала пропускать воду под давлением. Водопроницаемость материала зависит от его пористости и характера пор. С водопроницаемостью сталкиваются при возведении гидротехнических сооружений, резервуаров для воды.

Обратной характеристикой водопроницаемости является водонепроницаемость — способность материала не пропускать воду под давлением. Очень плотные материалы (сталь, битум, стекло) водонепроницаемы.

Морозостойкостью называется способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и без значительного понижения прочности.

Разрушение происходит из-за того, что объем воды при переходе в лед увеличивается на 9%. Давление льда на стенки пор вызывает растягивающие усилия в материале.

Морозостойкость материалов зависит от их плотности и степени заполнения водой.

Образцы испытываемого материала, в зависимости от назначения, должны выдержать от 15 до 50 и более циклов замораживания и оттаивания. При этом испытание считается выдержанным, если на образцах нет видимых повреждений, потеря в весе не превышает 5%, а снижение прочности не превосходит 25%.

Морозостойкость имеет большое значение для стеновых материалов, которые подвергаются попеременному воздействию положительной и отрицательной температуры, и измеряется в циклах замораживания и оттаивания.

Теплопроводностью называется способность материала проводить тепло. Теплопередача происходит в результате перепада температур между поверхностями, ограничивающими материал.

Чем больше пористость и меньше средняя плотность, тем ниже коэффициент теплопроводности. Такой материал имеет большее термическое сопротивление, что очень существенно для наружных ограждающих конструкций (стен и покрытий). Материалы с малым коэффициентом теплопроводности называются теплоизоляционными материалами (минеральная вата, полистирол, пенобетон, полистиролбетон и др.) Они применяются для утепления стен и покрытий. Наиболее теплопроводными материалами являются металлы.

Значительно возрастает теплопроводность материалов с увлажнением. Это объясняется тем, что коэффициент теплопроводности воды составляет 0,58 Вт/(м* о С), а воздуха 0,023 Вт/(м* о С), т.е. превышает его в 25 раз. Коэффициенты теплопроводности отдельных материалов приведены в таблице 1.

Огнестойкостью называется способность материалов сохранять свою прочность под действием высоких температур. Сопротивление воспламенению определяется степенью возгораемости. По степени возгораемости строительные материалы делятся на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Полистиролбетон относится к слабогорючим материалам и имеет группу горючести Г1. Ячеистые бетоны не горючие материалы.

Несгораемые материалы не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются. К ним относятся каменные материалы (бетон, кирпич, гранит) и металлы.

Трудносгораемые воспламеняются с большим трудом, тлеют или обугливаются только при наличии источника огня, например фибролитовые плиты, гипсовые изделия с органическим заполнением в виде камыша или опилок, войлок, смоченный в глиняном растворе, и т. п. При удалении источника огня эти процессы прекращаются.

Сгораемые материалы способны воспламеняться и гореть или тлеть после удаления огня. Такие свойства имеют все незащищенные органические материалы (лесоматериалы, камыш, битумные материалы, войлок и другие).

Огнеупорностью называют свойство материала противостоять длительному воздействию высоких температур, не расплавляясь и не размягчаясь. По степени огнеупорности материалы подразделяют на следующие группы: огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие. Огнеупорные выдерживают температуру 1580 о С и выше, тугоплавкие — 1350 — 1580 о С, легкоплавкие — менее 1350 о С. Огнеупорные материалы используются при сооружении промышленных печей, для обмуровки котлов и тепловых трубопроводов (огнеупорный кирпич, жаростойкий бетон и т. п.).

Механические свойства строительных материалов

К основным механическим свойствам материалов относят прочность, упругость, пластичность, релаксацию, хрупкость, твердость, истираемость и др.

Прочностью называется свойство материала сопротивляться разрушению и деформации от внутренних напряжений под действием внешних сил или других факторов (неравномерная осадка, нагревание и т.д.). Прочность материала характеризуют пределом прочности или напряжением при разрушении образца. При сжатии это напряжение определяется делением разрушающей силы на первоначальную площадь образца.

Различают пределы прочности материалов при сжатии, растяжении, изгибе, срезе и пр. Они определяются испытанием стандартных образцов на испытательных машинах.

Современные энергосберегающие конструкционные материалы, как правило, обладают достаточной прочностью на сжатие для возведения жилых помещений. Так, например, полистиролбетон плотностью 600 кг/м 3 соответствует классу прочности В2. Ячеистый бетон плотностью 700 кг/м 3 соответствует классу В2,5.

Важнейшим свойством бетона является прочность. Лучше всего он сопротивляется сжатию. Поэтому конструкции проектируют таким образом, чтобы бетон воспринимал сжимающие нагрузки. И только в отдельных конструкциях учитывается прочность на растяжение или на растяжение при изгибе.

Прочность при сжатии. Прочность бетона при сжатии характеризуется классом или маркой (которые определяют чаще всего в возрасте 28 суток). В зависимости от времени нагружения конструкций прочность бетона может назначаться и в другом возрасте, например 3; 7; 60; 90; 180 суток.

В целях экономии цемента, полученные значения предела прочности не должны превышать предел прочности, соответствующей классу или марке, более чем на 15%. Класс представляет собой гарантированную прочность бетона в МПа с обеспеченностью 0,95 и имеет следующие значения: B_b1 — B_b60, с шагом значений 0,5. Маркой называется нормируемое значение средней прочности бетона в кгс/см 2 (МПа*10).

При проектировании конструкции чаще всего назначают класс бетона, в отдельных случаях — марку. Соотношения классов и марок для тяжелого бетона по прочности на сжатие приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Класс	Bb, МПа	Марка	Класс	Bb, МПа	Марка
Bb3,5	4,5	Mb50	Bb30	39,2	Mb400
Bb5	6,5	Mb75	Bb35	45,7	Mb450
Bb7,5	9,8	Mb100	Bb40	52,4	Mb500
Bb10	13	Mb150	Bb45	58,9	Mb600
Bb12,5	16,5	Mb150	Bb50	65,4	Mb700
Bb15	19,6	Mb200	Bb55	72	Mb700
Bb20	26,2	Mb250	Bb60	78,6	Mb800
Bb25	32,7	Mb300

На прочность бетона влияет ряд факторов: активность цемента, содержание цемента, отношение воды к цементу по массе (В/Ц), качество заполнителей, качество перемешивания и степень уплотнения, возраст и условия твердения бетона, повторное вибрирование.

Истираемость — способность материалов разрушаться под действием истирающих усилий. Эта характеристика учитывается при назначении материалов для пола, лестничных ступеней и площадок дорог.

Авторы статей «Строительная Лоция» сотрудники МП «ТЕХПРИБОР»
Векслер М.В.
Липилин А.Б.

С использованием материалов

Основы строительного дела.
Е.В. Платонов, Б.Ф. Драченко
ГОССТРОЙИЗДАТ УССР, Киев 1963.