Естественные грунтовые и скальные строительные материалы получают путем добычи горных пород в карьерах и других горных выработках с последующей их механической обработкой или без нее. Природные каменные материалы классифицируют по способу изготовления на пиленые, колотые, дробленые, молотые и др.


В зависимости от обработки получают грубообработанные каменные материалы (бутовый камень, щебень, гравий, песок), штучные правильной формы или профилированные детали (стеновые блоки, облицовочные плиты, камни, карнизы, угловые плиты и т. п.). Широко применяются в строительстве и стройиндустрии обломочные породы.

Грубообработанные каменные материалы, крупнообломочные породы применяют как крупные заполнители в бетонах, как материал для кладки подпорных стен и других сооружений.
Гальку и гравий применяют в дорожном строительстве, их употребляют как заполнитель в бетонах, используют для изготовления различных фильтров и песчано-гравийных подушек под фундаменты.

Пески применяют как мелкий заполнитель в бетонах и растворах, для изготовления силикатного кирпича, стекла, как подстилающий слой на дорогах, искусственные основания под фундаменты сооружений и т. п.

Глины применяют как материал для изготовления красного кирпича, керамических изделий, для сооружения противофильтационных устройств в плотинах.

Вяжущими называют вещества, которые предназначены для связывания в единый монолит (камневидное состояние) зернистых материалов (растворы, бетоны) и штучных изделий (каменная кладка).

Вяжущие вещества делятся на две большие группы: неорганические (минеральные) и органические.

Минеральные вяжущие вещества — материалы, обычно находящиеся в порошкообразном состоянии и способные при растворении водой создавать пластично-вязкую массу, затвердевающую со временем и образующую прочное камневидное тело.
Минеральные вяжущие материалы по свойствам и составу подразделяются на воздушные вяжущие и гидравлические вяжущие.

Воздушные вяжущие способны твердеть и длительно сохранять свою прочность на воздухе.
Гидравлические вяжущие способны твердеть и длительное время сохранять свою прочность как на воздухе, так и в воде.

К воздушным вяжущим относятся гипс и воздушная известь, магнезиальные вяжущие. Строительный гипс состоит из полуводного гипса (Са304+0,5Н2О), получаемого в результате обжига и последующего помола при температуре 110 — 180°С природного гипсового камня (СаЗО4+2Н2О).
Схватывание и твердение гипсовых вяжущих обусловлено переходом полугидрата в кристаллический гипс (Са504 + 0,5Н20 + 1,5Н20 = Са504 + 2Н20).

Реакция гидратации и кристаллизации двугидрата протекает быстро (4 — 30 мин). Используется строительный гипс для изготовления сухой штукатурки, перегородочных плит, панелей, при штукатурных и архитектурно-отделочных работах.

Воздушная известь — продукт обжига известняков, мела и доломитов, содержащих не более 6 — 8% глинистых примесей при температуре 1000 — 1200°С (Са3СО <->СаО+СО2|). В результате обжига получают негашеную известь («кипелку»), которая при взаимодействии с водой гасится и получается гашеная известь -пушонка при соотношении по массе извести и воды 1: 0,6 — 0,8; при соотношении 1:2-3 получается известковое тесто CaO + Н 0 = Са(ОН)2. Воздушная строительная известь применятся для2приготовления известковых растворов, силикатного кирпича шлакобетонных блоков и т. д.

Растворимое стекло — магнезиальное вяжущее — это раствор щелочных силикатов, характеризуемых формулой Ма20-пЗЮ2 или К2ОпЗЮ2. Преимущественное применение имеет натриевое стекло, которое получают в стеклоплавильных печах обжигом смеси кварцевого песка с содой или сульфатом натрия при 1300 — 1400°С. Полученный расплав, твердея, образует силикат-глыбу. Растворимое стекло получают растворением силикат-глыбы в воде при повышенной температуре и давлении 0,6 — 0,8 МПа. Растворимое стекло обладает способностью медленно твердеть на воздухе. Растворимое стекло применяется для укрепления (силикатизации) песчаных и лессовых грунтов.
К гидравлическим вяжущим относятся: гидравлическая известь, портландцемент, специальные цементы.

Гидравлическая известь начинает твердеть на воздухе, а продолжает в воде. Гидравлическую известь получают в результате обжига при 1 = 900 — 1100°С и последующего помола мергелистых известняков, содержащих от 6 до 20% глинистых примесей.

Применяется гидравлическая известь для приготовления строительных растворов, предназначенных для сухой среды и бетонов низких марок.

Портландцемент получают путем тонкого измельчения цементного клинкера, который является продуктом обжига (до спекания при I = 1450 — 1500°С) специальной сырьевой смеси, содержащей 75 — 78% СаСО3 и 22 — 25% глинистых примесей.

Марка портландцемента — это показатель (в кг/см2) предельного сопротивления на сжатие цементного кубика в возрасте 8 суток. Существуют следующие марки цемента: 400, 500, 550, 300. Портландцемент применяется для приготовления цементных растворов, бетонов и железобетонов.

Специальные минеральные и органические добавки при изготовлении портландцемента придают ему особые свойства: повышенную водостойкость, водонепроницаемость, морозостойкость и т. п.

K органическим вяжущим относится ряд веществ, обладающих связующей способностью и состоящих из высокомолекулярных органических соединений.

Высокомолекулярные соединения подразделяют на две группы: первая — битумы и дегти, вторая — синтетические полимеры.

Характерными особенностями органических вяжущих являются гидрофобность, пластичность, химическая стойкость, способность к склеиванию сыпучих и пропитыванию рулонных материалов, изменяющие их свойства.

На основе битума изготавливают асфальтобетон, содержащий 25 — 30% битума и 75 — 70% песчано-гравийных заполнителей. Дегти используют как антисептик для пропитывания мате¬риалов в целях защиты их от загнивания.

В строительстве широко применяют рулонные материалы: пергамин, рубероид, толь.
Искусственные каменные материалы — бетон, железобетон, асбестоцемент, керамические и силикатные материалы. Бетон представляет собой затвердевшее вяжущее вещество, с крупными и мелкими заполнителями.

Бетоны можно классифицировать по виду вяжущего вещества на цементные — на основе гидравлических вяжущих, силикатные — на основе известковых вяжущих, гипсовые — на основе гипсоангидритовых вяжущих, асфальтобетон — на основе органических вяжущих,

В строительстве наиболее широко применяются цементные бетоны. Цементное тесто (10 — 15%) заполняет промежутки между заполнителями (85 — 90%), затвердевает и связывает их, образуя бетон.

Бетон хорошо работает на сжатие и плохо воспринимает растягивающие нагрузки. Для устранения этого недостатка в бетон вводится металлическая арматура, таким образом получают железобетон. Железобетон может быть монолитным или сборным. Монолитный железобетон укладывается на строительной площадке, а сборный предполагает изготовление железобетонных конструкций в заводских условиях и последующий их монтаж на строительной площадке. Сборно-монолитный железобетон сочетает сборные элементы с монолитным железобетоном.

Асбестоцементные материалы изготавливают на базе асбеста (10 — 20%), портландцемента (80 — 90%) и воды. Применяют асбестоцемент для изготовления шифера, водопроводных и канализационных труб, стеновых панелей.

Основным керамическим материалом в строительстве является глиняный (красный) кирпич. Его получают путем формования глинистого раствора с добавками, сушки и обжига при температуре 900- 1000°С. Размеры одинарного кирпича 250×120x65 мм, масса 3,2 — 3,6 кг. Кирпич применяют в основном для кладки стен сооружений.

Для гончарного дренажа применяют специальные керамические трубы.

Силикатный кирпич изготавливают путем формования известково-песчаной смеси в прессах при давлении 15-20 МПа и последующем твердении в автоклавах под давлением 0,8 МПа и температуре 175 — 180°С. Размеры модульного силикатного кирпича 250×120x88 мм.

Металлы нашли широкое применение в строительном производстве благодаря таким свойствам, как высокая прочность, пластичность, свариваемость и т. д. Наибольшее распространение получили черные металлы — чугун и сталь.

Чугун — это железоуглеродистый сплав с содержанием углерода более 2%. Применяется для изготовления плит, полов, тюбингов и т. п.

Сталь — железоуглеродистый сплав с содержанием углерода менее 2%, получаемый путем мартеновской, конвертерной и электроплавильной обработки чугуна. В сталь добавляют легирующие добавки, изменяющие ее свойства.

Сталь применяется в строительстве инженерных сооружений для создания несущих конструкций, затворов, рельсов, труб, шпунтов и т. д. Стальные изделия получают литьем, прокатом, сваркой и резанием. Стальной прокат выпускают в виде сортовой и листовой стали, труб и специальных прокатных профилей.

Древесина находит широкое применение в строительстве благодаря положительным свойствам: значительной прочности, теплопроводности, морозоустойчивости, легкой обрабатываемости. К недостаткам древ древесины относят: легкую возгораемость, подверженность загниванию, растрескивание и т. п. B строительстве применяют как хвойные породы (сосну, eль, лиственницу, пихту, кедр), так и лиственные (дуб граб березу, липу, осину, ольху и т.п )

Древесину применяют в виде круглого леса, пиломатериало, струганых изделий (шпунтовые доски, плинтусы, наличники, паркет, щепа, фанера и т, д.) и в виде древесностружечных и волокнистых плит. Для повышения устойчивости против загнивания и разрушения древесину обрабатывают антисептиками на основе минеральных масел (креозотовое, каменноугольное, сланцевое, антраценовое) или водорастворимыми (фтористый натрий, медный купорос, хлористый цинк, борная кислота).

Об основных свойства строительных материалов вы можете узнать в одноименной статье.