Водопоглощение – это способность материала впитывать влагу и удерживать ее.
Водостойкость – характеризуется коэффициентом размягчения.
Водопроницаемостью называют свойство материала пропускать воду под давлением.
Паропроницаемость – это способность слоя материала пропускать водяной пар в результате разности парциального давления водяного пара при одинаковом атмосферном давлении на обеих сторонах слоя строительного материала. Эта способность характеризуется коэффициентом паропроницаемости или сопротивления паропроницаемости µ (см. таблицу 1).
Морозостойкостью называют способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать циклическое попеременное замораживание и оттаивание без значительного снижения прочности. Материалы, выдерживающие более 100 циклов считаются обладающими высокой морозостойкостью, менее 10 циклов – низкой.
Теплопроводность материала определяется в лаборатории и измеряется коэффициентом λ (см. таблицу 1).
Прочностью материала называют его способность сопротивляться разрушению под действием внешних сил. Характеризуется максимальным напряжением, которое он выдерживает перед разрушением. Это напряжение называется пределом прочности. Виды прочности: на сжатие, на растяжение, на изгиб.
Предел прочности при сжатии – это максимальное напряжение, которое выдерживает образец при испытаниях на прессе.
Твердостью материала называется способность сопротивляться проникновению в него инородного тела. При определении твердости однородных каменных материалов используют шкалу Мооса (см. также раздел «Дерево и его имитация»).
Критерии твердости по шкале Мооса:
– легко чертится ногтем (тальк, мел),
– чертится ногтем (каменная соль),
– легко чертится стальным ножом (гипс, кальцит),
– чертится стальным ножом с небольшим нажимом (плавиковый шпат),
– чертится стальным ножом с нажимом, стекла не царапает (апатит),
– слегка царапает стекло (ортоклаз),
– легко царапает стекло (кварц, топаз, корунд, алмаз).
При определении твердости материалов из дерева используют метод Бринелля (см. также раздел «Натуральный камень»), в США – шкалу Janka. Суть этих способов заключается в способности древесины сопротивляться внедрению в нее более твердых тел. Древесные породы делятся на мягкие, твердые и очень твердые.
Упругостью называют способность материала после снятия нагрузки принимать первоначальную форму без остаточных деформаций.
Пластичностью называют способность материала изменять под действием нагрузки свою форму без признаков разрушения и сохранять эту форму после разгрузки.
Хрупкостью называют способность материала разрушатся под действием нагрузки без пластической деформации. У хрупких материалов сопротивление растяжению значительно меньше чем сжатию.
Огнестойкостью материала называют его способность сохранять свои физико-механические свойства под воздействием высоких температур. Выделяют 3 группы:
1) несгораемые материалы, например, металл, бетон, камень;
2) трудносгораемые материалы – материалы, состоящие из сгораемых и несгораемых составляющих, например, асфальтобетон;
3) сгораемые материалы, например, дерево, большинство строительных пластмасс.
Эстетические качества.
К параметрам эстетического воздействия можно отнести цвет, форму, рисунок и фактуру материала. Более подробно эти характеристики будут рассмотрены в соответствующих разделах.
Глава 4. Строительные материалы архитектурного дизайна
4.1. Асбест и асбестосодержащие материалы
Асбест, горный лен – минерал волокнистого сложения, белого, желтого, зеленоватого или серого цветов, не поддается действию жара, почему служит для изготовления несгораемых тканей, бумаги, прокладок, шнуров, для огнеупорных красок и др. Встречается на Урале, в Саксонии, Тироле, Италии, Корсике, Канаде и др. Разновидности: амиант, биссолит, бостонит, тигровый глаз, серпентиновый А и др.
По происхождению асбест представляет собой кристаллы рулонно-трубчатой формы. Визуально напоминают нити. Химический состав – водные силикаты магния, железа, кальция и натрия. В доисторическое время по мере охлаждения ультраосновной породы в трещинах отлагался хризотил-асбест. Поперечно-волокнистое его строение объясняется тем, что в условиях тектонических подвижек по мере расширения трещин зародыши кристаллов, укрепленные на их стенках, вытягивались перпендикулярно трещинам (поперек). Образовывались волокна-перетяжки между стенками трещин.
Асбест обладает высокой термостойкостью: плавится при температуре +1550°С. Его прочность при растяжении вдоль волокон до 30000 кгс/см2, что выше прочности стали. Стоек против щелочей, кислот и других агрессивных жидкостей. Обладает также выдающимися прядильными свойствами, эластичностью, щелочестойкостью, высокими сорбционными, тепло-, звуко– и электроизоляционными свойствами. Благодаря волокнистому строению, прядется, из полученных нитей ткут асбестовые ткани.
Как термоизолятор в быту он незаменим. Из асбеста получают шифер – покрытие для крыш. Легкость монтажа и дешевизна сделали его популярным в индивидуальном строительстве. Однако следует помнить, что работы с шифером опасны, если нарушается целостность листа и образуется асбестовая пыль. В других случаях шифер безвреден, за исключением ситуации, когда он ломается и крошится. Тогда тоже образуется вредоносная пыль.
В настоящее время установлено, что асбест обладает канцерогенным свойством при ингаляционном воздействии (при вдыхании), о чем свидетельствуют эпидемиологические и экспериментальные данные. Опасность для здоровья человека вдыхания асбестовой пыли в профессиональных условиях доказана уже давно и теперь в ряде стран установлены пределы его содержания в воздухе лроизвод-ственных помещений. Длительное вдыхание асбеста приводит, как правило, к возникновению плевральных и бронхиальных мезотелиом или легочных карцином (бронхогенный рак).
АЦЭИД – аббревиатура «доски асбестоцементные электротехнические дугоcтойкие». По своей сути ацэид представляет собой разновидность асбестоцемента. Выпускается в плитах толщиной 6—40 мм. Один из самых современных и удобных материалов на современном строительном рынке, ацэид (в особенности ацэид 400) получил широкое распространение в самых разных областях строительства благодаря своим многочисленным преимуществам: надежность, высокая механическая прочность, стойкость к воздействиям окружающей среды, он не гниет, устойчив к воздействию огня и электричества. Применять ацэид можно даже в условиях высоких температур и в агрессивной среде. Кроме того, ацэид выдерживает воздействия кислотных составляющих среды, значительно уменьшает шум, защищает внутренность здания от радиоактивных и электромагнитных излучений, способен выдерживать значительное давление, возникающее, к примеру, при снеговых нагрузках. Ацэид способен смягчать воздействие на температуру в помещениях таких природных факторов, как дождь, снег и ветер.
Одним из главных преимуществ ацэида является то, что при всех своих достоинствах он обладает конкурентоспособной стоимостью по сравнению с другими материалами, что делает его популярным среди широких слоев населения. Ацэид великолепно монтируется непосредственно на объекте, что облегчает процесс установки и значительно ускоряет его: при этом монтаж конструкций из ацэида не требует высокой квалификации и больших трудозатрат, поэтому стоимость таких монтажных работ невысока.
Ацэид легко поддается ремонту, его можно покрывать краской и наносить другие отделочные материалы с разнообразной фактурой.
4.2. Гипс
Гипс (от греч. gýpsos – мел, известь), минерал, водная сернокислая соль кальция CaSO4—2H2O. Кристаллы пластинчатые, столбчатые (одиночные или сросшиеся в виде двойников, так называемый «ласточкин хвост»), игольчатые и волокнистые. Встречается преимущественно в виде сплошных зернистых (алебастр) и волокнистых (селенит) масс, а также различных кристаллических групп («гипсовые цветы» и пр.). Чистый гипс бесцветен и прозрачен, при наличии примесей имеет серую, желтоватую, розоватую, бурую и другие окраски. Осаждается из водных растворов, богатых сульфатными солями (при усыхании морских лагун и соленых озер).
Гипс широко применяют для получения вяжущих материалов, для изготовления гипсобетона, гипсовых и гипсобетонных изделий, как поделочный (селенит) и облицовочный камень, в производстве красок, эмалей, глазурей; для гипсования почвы, в медицине, оптике.
Гипс служит исходным материалом в растворах, предназначенных для выполнения полых форм со скульптурного оригинала. В этих формах отливают тождественные оригиналу копии из бронзы, фарфора и других материалов, либо из гипса (детали лепного архитектурного декора). Гипс входит в состав ганча и стукко, хорошо поддается тонировке и раскраске.
