Учебные материалы кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых» Горного факультета Института горного дела и геологии Донецкого национального технического университета (г. Донецк)

1. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ
Кафедра «Разработка месторождений полезных ископаемых»
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
ПО КУРСУ
«МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»
для студентов направления 0903 «Горное дело»
РАССМОТРЕНО
на заседании кафедры
«Разработка месторождений
полезных ископаемых»
Протокол №10 от 28.08.2004 г.
УТВЕРЖДЕНО
на заседании учебно-издательского
совета ДонНТУ
Протокол №15 от 01.12.2004 г.
Донецк 2004

2. УДК 691(075.32)
Конспект лекций по курсу «Материаловедение» для студентов направ-
ления 0903 «Горное дело»/ Сост. Клочко И.И., Выговский Д.Д. – Донецк:
ДонНТУ, 2004 – 143 с.
Изложены основные сведения о получении, свойствах и применении
строительных материалов, изделий и т.д.
Составители: канд. техн. наук, доц. Клочко И.И.
канд. техн. наук, доц. Выговский Д.Д.
ББК 33.2
ISBN ………….
© …………………………………………………………………., 2004

3. 3
СОДЕРЖАНИЕ
Введение.........................................................................................................5
Тема 1. Основные свойства строительных материалов................................7
1.1.Физические свойства материалов...................................................................7
1.2.Механические свойства материалов ............................................................11
1.3.Химические свойства материалов................................................................14
Тема 2. Строительные материалы из древесины ..........................................15
2.1. Основные сведения .......................................................................................15
2.2. Древесные породы.........................................................................................16
2.3. Физические и механические свойства древесины .....................................17
2.4. Пороки древесины.........................................................................................18
2.5. Повышение долговечности деревянных конструкций ..............................20
2.6. Лесоматериалы и изделия из древесины.....................................................21
Тема 3. Природные каменные материалы .......................................................24
3.1. Горные породы и их классификация ...........................................................24
3.2. Горные породы, применяемые в строительстве .........................................25
3.3. Добыча и обработка природных каменных материалов............................29
3.4. Свойства и виды каменных материалов и изделий....................................30
3.5. Способы защиты каменных материалов от разрушения .........................33
Тема 4. Керамические материалы.....................................................................34
4.1. Основные сведения о керамических материалах и изделиях, их
классификация...............................................................................................34
4.2. Сырье для производства керамических материалов ..................................35
4.3. Производство керамических материалов и изделий..................................37
4.4. Стеновые керамические материалы и изделия...........................................41
4.5. Керамические облицовочные материалы....................................................44
4.6. Керамические материалы и изделия специального назначения ...............47
Тема 5. Металлы в строительстве ..................................................................51
5.1. Металлы и их классификация.......................................................................51
5.2. Основы производства чугуна и стали..........................................................52
5.3. Чугунное литье...............................................................................................56
5.4. Виды и свойства сталей.................................................................................57
5.5. Изделия из стали ............................................................................................61
5.6. Цветные металлы и их сплавы .....................................................................65
5.7. Защита металлов от коррозии и огня...........................................................66
Тема 6. Минеральные вяжущие вещества.......................................................69
6.1. Основные сведения о минеральных вяжущих и их классификация.......69
6.2. Строительная воздушная известь.................................................................69
6.3. Гипсовые вяжущие вещества........................................................................72
6.4. Магнезиальные вяжущие вещества .............................................................74
6.5. Жидкое стекло и кислотоупорный цемент..................................................75
6.6. Гидравлическая известь ................................................................................76

4. 4
6.7. Портландцемент ............................................................................................ 77
6.8. Разновидности портландцемента................................................................. 86
6.9. Портландцементы с активными минеральными добавками..................... 88
6.10. Специальные цементы................................................................................ 91
6.11. Транспортирование и хранение цементов................................................ 94
Тема 7. Бетоны......................................................................................................95
7.1. Общие сведения о бетонах их классификация........................................... 95
7.2. Свойства бетонной смеси............................................................................. 98
7.3. Основные свойства бетона ......................................................................... 100
7.4. Подбор состава бетона................................................................................ 103
7.5. Приготовление, транспортирование и укладка бетонной смеси............ 103
7.6. Специальные виды тяжелых бетонов........................................................ 108
7.7. Легкие бетоны на пористых заполнителях............................................... 110
7.8. Разновидности легких бетонов .................................................................. 110
Тема 8. Сборные железобетонные строительные изделия........................114
8.1. Общие сведения о железобетоне ............................................................... 114
8.2. Виды бетонных и железобетонных изделий ............................................ 115
8.2.1. Изделия для жилья и гражданских зданий .................................... 115
8.2.2. Изделия для промышленных зданий.............................................. 117
8.2.3. Изделия для инженерных сооружений........................................... 118
8.3. Способы производства железобетонных изделий ................................... 120
8.4. Складирование железобетонных изделий ................................................ 121
Тема 9. Строительные растворы....................................................................122
9.1. Виды строительных растворов .................................................................. 122
9.2. Свойства растворных смесей и растворов................................................ 123
9.3. Растворы для каменной кладки и монтажа полносборных зданий ........... 125
9.4. Отделочные растворы................................................................................. 127
9.5 Специальные растворы................................................................................ 128
9.6. Приготовление и транспортировка растворов ......................................... 129
Тема 10. Искусственные каменные материалы и изделия на основе
минеральных вяжущих веществ.....................................................130
10.1. Силикатные материалы и изделия........................................................... 130
10.2. Гипсовые и гипсобетонные материалы и изделия................................. 131
10.3. Асбестоцементные изделия...................................................................... 133
10.4. Изделия на основе магнезиальных вяжущих ......................................... 135
Тема 11. Битумные и дегтевые вяжущие материалы на их основе .........136
11.1. Битумные вяжущие................................................................................... 136
11.2. Дегтевые вяжущие .................................................................................... 137
11.3. Асфальтовые и дегтевые растворы и бетоны......................................... 137
11.4. Рулонные кровельные материалы ........................................................... 138
11.5. Кровельные и гидроизоляционные мастики .......................................... 140
11.6. Гидроизоляционные материалы .............................................................. 141
11.7. Герметизирующие материалы ................................................................. 142
Список использованной литературы.......................................................143

5. 5
ВВЕДЕНИЕ
В основных направлениях экономического и социального развития в
промышленности строительных материалов, конструкций и деталей преду-
смотрено увеличить производство цемента, производство эффективных строи-
тельных материалов, шире использовать материалы попутной добычи, вторич-
ное сырье и отходы других отраслей для производства строительных материа-
лов, последовательно переходить на поставку изделий высокой строительной
готовности, расширить ассортимент и объем поставки высококачественной
продукции для нужд населения, в том числе местных строительных материалов.
Кроме того, необходимо улучшить структуру применяемых строительных ма-
териалов, расширить использование эффективных видов металлопроката, пла-
стмасс, смол, полимеров, прогрессивных изделий из древесины, керамических и
других неметаллических материалов.
Создание и внедрение в производство новых, более современных конст-
рукционных материалов является одним из основных направлений научно-
технического прогресса.
Строительные материалы – это природные и искусственные материалы
и изделия, используемые при строительстве и ремонте зданий и сооружений.
Различия в назначении условиях эксплуатации зданий и сооружений определя-
ют разнообразные требования к строительным материалам и их обширную но-
менклатуру.
Различают строительные материалы общего (цемент, бетон, лесоматериа-
лы) и специального назначение (акустические, теплоизоляционные, огнеупор-
ные материалы).
По степени готовности строительные материалы условно делят на собст-
венно строительные материалы (вяжущие материалы, заполнители) и строи-
тельные изделия – готовые детали и элементы, монтируемые в здании на месте
строительства (железобетонные панели, санитарно-технические кабины, двер-
ные и оконные блоки и т.п.).
Индустриализация и расширение масштабов современного строительства
ведут к повышению доли готовых строительных изделий в общем объеме про-
изводства строительных материалов. Увеличение выпуска строительных мате-
риалов в виде изделий и деталей, отличающихся высокой степенью заводской
готовности, способствует росту производительности труда, снижению стоимо-
сти и ускорению темпов капитального строительства.
Номенклатура строительных материалов обширна и разнообразна. Наря-
ду с традиционными материалами – керамическими, природными, каменными,
стеклом и др. – в современном строительстве широко используют новые строи-
тельные материалы на основе пластмасс.
При строительстве зданий и сооружений необходимо в первую очередь
использовать местные строительные материалы (песок, гравий, известь, кирпич
и др.), что сокращает транспортные расходы, составляющие значительную

6. 6
часть стоимости материала. Большое значение для удешевления строительных
материалов имеет утилизация отходов промышленности.
Стоимость строительных материалов составляет примерно 60% общей
стоимости строительства, что обязывает строителей технически обоснованно и
экономно расходовать и экономно расходовать строительные материалы, бе-
режно относиться к ним при транспортировании и хранении. Кроме того, пра-
вильный выбор материалов в значительной мере определяет качество, долго-
вечность и стоимость возводимых зданий и сооружений.
Требования к строительным материалам и изделиям содержатся в госу-
дарственных стандартах (ГОСТ), технических условиях (ТУ) и других норма-
тивных документах. В стандартах приведены основные сведения о строитель-
ном материале, дано его определение, указаны сырье, области применения,
классификация, деление на сорта и марки, методы испытания, условия хране-
ния и транспортирования. Стандарт имеет силу закона, соблюдение его обяза-
тельно для всех предприятий и организаций страны. ТУ – нормативно-
технический документ, регламентирующий качество продукции.
Официальным документом для строителей являются также Строитель-
ные нормы и правила (СНиП), где содержатся номенклатура и размеры основ-
ных строительных материалов, требования к их качеству, указания по их выбо-
ру и применению в зависимости от условий эксплуатации возводимого здания
или сооружения.

7. 7
Тема 1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ:
ФИЗИЧЕСКИЕ, МЕХАНИЧЕСКИЕ, ХИМИЧЕСКИЕ
1.1. Физические свойства
Эти свойства характеризуют его строение или отношение к физическим
процессам окружающей среды. К ним относят массу, истинную и среднюю
плотность, пористость, водопоглощение и водоотдачу, влажность, гигроско-
пичность, водопроницаемость, морозостойкость, воздухо-, газо- и паропрони-
цаемость, теплопроводность и теплоемкость, огнестойкость и огнеупорность.
Масса – это совокупность материальных частиц (атомов, молекул, ио-
нов), содержащихся в данном теле. Масса обладает определенным объемом,
т.е. занимает часть пространства. Она постоянна для данного вещества и не
зависит от скорости его движения и положения в пространстве. Тела одина-
кового объема, состоящие из различных веществ, имеют неодинаковую мас-
су. Для характеристики различий в массе веществ, имеющих одинаковый
объем, введено понятие плотности. Последняя подразделяется на истинную
и среднюю.
Истинная плотность – отношение массы к объему материала в абсо-
лютно плотном состоянии, т.е. без пор и пустот. Чтобы определить истин-
ную плотность (кг/м3
, г/см3
), необходимо массу материала (образца) m (кг,
г) разделить на абсолютный объем V (м 3
, см3
), занимаемый самим материа-
лом (без пор):
Зачастую истинную плотность материала относят к истинной плотно-
сти воды при 4°С, которая равна 1г/см3
, тогда определяемая истинная плот-
ность становится как бы безразмерной величиной.
Однако большинство материалов имеют поры, поэтому у них средняя
плотность всегда ниже истинной плотности:
Материал Плотность, кг/м3
истинная средняя
Сталь 7850–7900 7800–7850
Гранит 2700–2800 2600–2700
Известняк (плотный) 2400–2600 1800–2400
Песок 2500–2600 1450–1700
Цемент 3000–3100 900–1300
Керамический кирпич 2600–2700 1600–1900
Бетон тяжелый 2600–2900 1800–2500
Сосна 1500–1550 450–600
Пенопласты 1000–1200 20–100
Лишь у плотных материалов (стали, стекла, битума и некоторых дру-
гих) истинная и средняя плотности равны, т.к. объем внутренних пор у них
весьма мал.

8. 8
Средняя плотность – это физическая величина, определяемая отно-
шением массы образца материала ко всему, занимаемому им объему, вклю-
чая имеющиеся в нем поры и пустоты. Среднюю плотность (кг/м3
, г/см3
)
вычисляют по формуле:
Vm= , (1.1)
где m – масса материала в естественном состоянии; V – объем материала в
естественном состоянии.
Средняя плотность не является величиной постоянной – она изменяет-
ся в зависимости от пористости материала. Например, искусственные мате-
риалы можно получит с различной пористостью (тяжелый бетон имеет плот-
ность до 2900 кг/м3
, а легкий – до 1800 кг/м3
). На плотность оказывает влия-
ние влажность материала.
Для сыпучих материалов важной характеристикой является насыпная
плотность – сюда включается не только пористость самого материала, но и
пустоты между зернами или кусками материала.
Пористость материала – это степень заполнения его порами. Пористость
дополняет плотность до 1 или до 100%. Пористость различных материалов:
стекло, металл 0%
тяжелый бетон 5–10%
кирпич 25–35%
газобетон 55–85%
пенопласт 95%,
т.е. она колеблется в значительных пределах.
На свойства материала оказывают влияние также величина пор и их
характер (мелкие или крупные, замкнутые или сообщающиеся).
Плотность и пористость прямо влияют на такие характеристики мате-
риалов как водопоглощение, водопроницаемость, морозостойкость, проч-
ность, теплопроводность и др.
Водопоглощение – способность материала впитывать воду и удержи-
вать ее. Величина водопоглощения определяется разностью массы образца в
насыщенном водой и в абсолютно сухом состоянии. Различают объемное
водопоглощение, когда разность относят к объему образца и массовое водо-
поглощение - при отнесении разности к массе сухого образца. Массовое во-
допоглощение для некоторых материалов:
гранит 0,5–0,8%
тяжелый бетон 2–3%
керамический кирпич 8–20%
пористые теплоизоляционные материалы,
например, торфоплиты >100%
Насыщение материалов водой отрицательно влияет на их основные
свойства: увеличивает плотность и теплопроводность, снижает прочность.

9. 9
Влажность – содержание влаги, отнесенное к массе материала в су-
хом состоянии. Влажность материала зависит как от свойств впитывать вла-
гу самого материала, так и от среды, в которой находится материал.
Влагоотдача – свойство материала отдавать влагу окружающей атмо-
сфере. Определяется по количеству воды (в процентах по массе или объему
стандартного образца), теряемой материалом в сутки при влажности окру-
жающего воздуха 60% и температуре 20 °С. Вода испаряется до тех пор, пока
не установится равновесие между влажностью материала и влажностью ок-
ружающего воздуха.
Гигроскопичность – свойство материалов поглощать определенное
количество воды при повышении влажности окружающего воздуха. Это
свойство характерно, например, для древесины – чтобы избежать этого,
применяют защитные покрытия.
Водопроницаемость – свойство материала пропускать воду под дав-
лением. Характеризуется количеством воды, прошедшей в 1 час через 1 см2
площади испытуемого материала при постоянном давлении. Водонепрони-
цаемыми являются особо плотные материалы (сталь, стекло, битум) и плот-
ные материалы с замкнутыми порами (например, бетон специально подоб-
ранного состава).
Морозостойкость – свойство насыщенного водой материала выдер-
живать многократное попеременное замораживание и оттаивание без при-
знаков разрушения и значительного снижения прочности.
Вода, замерзая, увеличивается в объеме на 9%, при этом, если она за-
полнила полностью поры – лед разрушит стенки пор, но обычно поры запол-
няются не полностью, поэтому разрушение может произойти при много-
кратном замораживании и размораживании.
Плотные материалы, не имеющие пор, или материалы с незначитель-
ной открытой пористостью, водопоглощение которых не превышает 0,5%,
обладают высокой морозостойкостью. Морозостойкость имеет большое зна-
чение для стеновых, фундаментных и кровельных материалов, систематиче-
ски подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию.
Материалы на морозостойкость испытывают в морозильных камерах.
Насыщенные водой образцы охлаждают до температуры – 15-17 °С и, после
чего, их оттаивают при температуре +20 °С. Материал считается морозо-
стойким если после заданного числа циклов потеря в массе образцов в ре-
зультате выкрашивания и расслоения не превышает 5%, а прочность снижа-
ется не более чем на 25%. По числу выдерживаемых циклов замораживания
и оттаивания (степени морозостойкости) материалы подразделяют на марки
Ммрз 10, 15 ,25 , 35, 50, 100, 150, 200 и более.
Если образцы в процессе испытаний не имеют следов разрушения, то
степень морозостойкости устанавливается определением коэффициента мо-
розостойкости:

10. 10
насмрзмрз RRК = , (1.2)
где Rмрз – предел прочности при сжатии материала после испытания на мо-
розостойкость, МПа;
Rнас – предел прочности при сжатии насыщенного водой материала, МПа.
Для морозостойких материалов Кмрз должен быть не менее 0,75.
Паро- и газопроницаемость – свойство материала пропускать через
свою толщу под давлением водяной пар или газы, в том числе воздух. Все
пористые материалы при наличии незамкнутых пор способны пропускать
пар или газ.
Паро- и газопроницаемость характеризуется коэффициентом, который
определяется количеством пара или газа в литрах, проходящего через слой
материала толщиной 1м и площадью в 1 м2
в течение одного часа при разно-
сти парциальных давлений на противоположных стенках 133,3 Па.
Теплопроводность – свойство материала передавать через толщу теп-
лоту при наличии разности температур на поверхностях, ограничивающих
материал. теплопроводность материала оценивается количеством теплоты,
проходящей через стену из испытываемого материала толщиной 1 м, площа-
дью 1 м2
за 1 час при разности температур противоположных поверхностей
стены 1 °С. Теплопроводность измеряется в Вт/(м·К).
Теплопроводность материала зависит от многих факторов: природы
материала, его строения, пористости, влажности, от средней температуры,
при которой происходит передача теплоты. Материал кристаллического
строения обычно более теплопроводен, чем материал аморфного строения.
Если материал имеет слоистое или волокнистое строение, то теплопровод-
ность его зависти от направления потока теплоты по отношению к волокнам,
например, теплопроводность древесины вдоль волокон в два раза больше,
чем поперек волокон.
Мелкопористые материалы менее теплопроводны, чем крупнопористые,
даже если их пористость одинакова. Материалы с замкнутыми порами имеют
меньшую теплопроводность, чем материалы с сообщающимися порами.
Теплопроводность однородного материала зависит от величины его
средней плотности. Так, с уменьшением плотности материала теплопровод-
ность уменьшается и наоборот.
На теплопроводность материала значительное влияние оказывает его
влажность: влажные материалы более теплопроводны, чем сухие, так как те-
плопроводность воды в 25 раз больше теплопроводности воздуха.
При повышении температуры теплопроводность увеличивается.
Теплоемкость – свойство материала поглощать при нагревании опре-
деленное количество теплоты и выделять ее при охлаждении. Показателем
теплоемкости служит удельная теплоемкость, равная количеству теплоты
(Дж), необходимому для нагревания 1 кг материала на 1 °С.

11. 11
Удельная теплоемкость, КДж/(кг·°С) :
– искусственные каменные материалы 0,75–0,92
– древесина 2,4–2,7
– сталь 0,48
– вода 4,187.
Теплоемкость учитывается при расчетах теплоустойчивости стен и пе-
рекрытий отапливаемых зданий, а также при расчете печей.
Огнестойкость – способность материала противостоять действию вы-
соких температур и воды в условиях пожара. По степени огнестойкости ма-
териалы делят на: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.
Несгораемые материалы под действием огня или высокой температуры
не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются (сталь, бетон, кирпич).
Трудносгораемые материалы под действием огня с трудом воспламе-
няются, тлеют или обугливаются, но после удаления источника огня их го-
рение и тление прекращаются (древесно-цементный материал фибролит, ас-
фальтовый бетон, некоторые виды полимерных материалов).
Сгораемые материалы под воздействием огня или высокой температу-
ры воспламеняются и продолжают гореть после удаления источника огня
(дерево, войлок, толь, рубероид).
Огнеупорность – свойство материала выдерживать длительное воз-
действие высокой температуры, не расплавляясь и не деформируясь. По сте-
пени огнеупорности материалы делят на огнеупорные (длительное время
выдерживают температуру свыше 1580 °С), тугоплавкие (1350–1580 °С) и
легкоплавкие, размягчающиеся при температуре ниже 1350 °С (к ним отно-
сят и обыкновенный глиняный кирпич).
1.2. Механические свойства материалов
Они характеризуют способность материала сопротивляться разру-
шающему или деформирующему воздействию внешних сил.
Прочность – свойство материала сопротивляться разрушению под
действием внутренних напряжений, возникающих от внешних нагрузок.
Прочность является основным свойством большинства материалов, исполь-
зуемых в горной промышленности, от ее значения зависит величина нагруз-
ки, которую может воспринять данный элемент при заданном сечении.
Материалы, в зависимости от происхождения и структуры, по-разному
противостоят различным напряжениям. Материалы минерального происхо-
ждения (природные камни, кирпич, бетон и др.) хорошо сопротивляются
сжатию, значительно хуже срезу и еще хуже растяжению. Другие материалы
(металл, древесина) хорошо работают на сжатие, изгиб и растяжение, поэто-
му их используют значительно чаще в конструкциях, работающих на изгиб.
Прочность материала характеризуется пределом прочности (при сжа-
тии, изгибе и растяжении). Предел прочности – напряжение, соответст-

12. 12
вующее нагрузке, при которой происходит разрушение образца материала.
Предел прочности при сжатии и растяжении Rраст, МПа, вычисляют по фор-
муле
( ) FPRR растсж = , (1.3)
где P – разрушающая нагрузка, Н; F – площадь поперечного сечения образ-
ца, мм2
.
Предел прочности при изгибе Rизг:
– при одном сосредоточенном грузе и образце-балке прямоугольного
сечения
2
2
3
hb
lР
Rизг
⋅⋅
⋅⋅
= , (1.4)
– при двух равных грузах, расположенных симметрично оси балки
( )
2
hb
alР
Rизг
⋅
−⋅
= , (1.5)
где l – пролет между опорами, мм; а – расстояние между грузами, мм; b и h –
ширина и высота поперечного сечения балки, мм.
Предел прочности материала определяют опытным путем, испытывая
в лаборатории на гидравлических прессах или разрывных машинах специ-
ально изготовленные образцы. Для испытания материалов на сжатие образ-
цы изготавливают в виде куба или цилиндра, на растяжение - в виде круглых
стержней или полос, а на изгиб - в виде балок. Форма и размеры образцов
должны строго соответствовать требованиям ГОСТа или технических усло-
вий на каждый вид материала.
Пределы прочности некоторых материалов, МПа
сжатие изгиб растяжение
Гранит 150–250 3–5
Тяжелый бетон 10–50 2–8 1–4
Керамический кирпич 7,5–30 1,8–4,4
Сталь 210–600 380–900
Древесина 30–65 70–120 55–150
Стеклопластик 90–150 130–250 60–120
Прочность материалов, применяемых в строительной промышленно-
сти, обычно характеризуют маркой, которая соответствует по величине пре-
делу прочности при сжатии, полученному при испытании образцов задан-
ной формы и размеров. Например, для каменных материалов установлены
следующие марки: 4, 7, 10, 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 300, 400, 500,
600, 800, 1000. Материалы с пределом прочности при сжатии, например, от
20 до 29,9МПа относят к марке 200.

13. 13
Упругость – свойство материала деформироваться под нагрузкой и
принимать после снятия нагрузки первоначальную форму и размеры. Наи-
большее напряжение, при котором материал ее обладает упругостью, назы-
вается пределом упругости. Упругость является в подавляющем большинст-
ве случаев положительным свойством материалов.
Пластичность – способность материала изменять под действием на-
грузки форму и размеры без образования разрывов и трещин и сохранять из-
менившиеся форму и размеры после удаления нагрузки. Это свойство проти-
воположно упругости.
Хрупкость – свойство материала мгновенно разрушаться под действи-
ем внешних сил без предварительной деформации. Хрупкими являются при-
родные камни, керамические материалы, стекло, чугун, бетон и др.
Сопротивление удару – свойство материала сопротивляться разруше-
нию под действием ударных нагрузок. Этого вида нагрузки возникают, на-
пример, в бункерах. Хрупкие материалы обычно плохо сопротивляются
ударным нагрузкам.
Твердость – свойство материала сопротивляться проникновению в не-
го другого материала, более твердого. Твердость материала влияет на трудо-
емкость его обработки.
Существует несколько способов определения твердости материалов.
Твердость древесины, бетона, стали определяют, вдавливая в образцы сталь-
ной шарик (метод определения твердости по Бринелю), алмазную пирамиду
(по Виккерсу) или то и другое (по Роквеллу). О величине твердости судят по
глубине вдавливания шарика, диаметру полученного отпечатка или по вели-
чине отношения нагрузки к площади поверхности полученного сферическо-
го отпечатка.
Твердость природных каменных материалов определяют по шкале
твердости (метод Мооса), в которой десять специально подобранных мине-
ралов расположены в такой последовательности, когда следующий по по-
рядку минерал оставляет черту (царапину), на предыдущем, а сам им не про-
черчивается:
Тальк или мел
Каменная соль или гипс
Кальцит или ангидрид
Плавиковый шпат
Апатит
Ортоклаз (полевой шпат)
Кварц
Топаз
Корунд
Алмаз.
Например, если испытуемый материал чертится апатитом, а сам остав-
ляет черту (царапину) на плавиковом шпате, то его твердость составляет 4,5.

14. 14
Истираемость – свойство материала изменяться в объеме и массе под
воздействием истирающих усилий. От истираемости зависит возможность
применения материала для устройства настилов, футеровки бункеров, ис-
полнительных органов погрузочных машин. Истираемость материалов опре-
деляют в лабораториях на специальных машинах - кругах истирания.
Износом называют разрушение материала при совместном действии
истирания и удара. Подобное воздействие на материал происходит при экс-
плуатации бункеров. На износ материалы испытывают в специальных вра-
щающихся барабанах.
1.3. Химические свойства материалов
Химические свойства характеризуют способность материала к химиче-
ским превращениям под воздействием веществ, с которыми он находится в
соприкосновении. Химические свойства материалов весьма разнообразны,
основные из них - химическая и коррозионная стойкость.
Химическая стойкость – способность материалов противостоять раз-
рушающему влиянию щелочей, кислот, растворенных в воде солей и газов.
Коррозионная стойкость – свойство материалов сопротивляться кор-
розионному воздействию среды.
Многие материалы, применяемые в строительной промышленности, не
обладают этими свойствами. Так, почти все цементы плохо сопротивляются
действию кислот, древесина не стойка к воздействию, как кислот, так и ще-
лочей, практически все изделия из металлов подвержены в той или иной сте-
пени воздействию коррозии. Лучше сопротивляются воздействию кислот и
щелочей материалы из пластмасс или стекловолокна.

15. 15
Тема 2. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ
2.1. Основные сведения
Древесина – это важный материал, широко применяемый в строитель-
ной промышленности, так как он обладает высокой прочностью при не-
большой плотности, малой теплопроводностью, легкостью механической
обработки. Вместе с тем в древесине присутствуют и недостатки: неравно-
значность ряда свойств в различных направлениях, легкая загниваемость и
возгораемость, высокая гигроскопичность, наличие ряда пороков.
Так как древесина в последнее время значительно подорожала, то необ-
ходимо ее экономно и рационально расходовать. Из отходов древесины - опи-
лок, стружек, щепы и горбыля изготавливают арболит, фибролит, древесново-
локнистые и древесностружечные плиты, изделия из древесных пластиков.
Дерево состоит из ствола, кроны и корней, причем ствол - главная и
наиболее ценная часть дерева. От строения ствола зависит качество древеси-
ны как материала. Древесина ствола имеет неоднородное строение в различ-
ных направлениях. При изучении ствола в поперечном разрезе различают
следующие части ствола: кору, камбий, древесину и сердцевину.
Кора имеет наружную часть – кожицу, среднюю часть – пробковый слой
и внутреннюю часть - луб.
Древесина – основная масса ствола. На поперечном разрезе древесины
можно различить годичные кольца прироста, которые светлее к поверхности
ствола и темнее у центра. Каждый годичный слой состоит из двух зон: внут-
ренней светлой – ранней, образовавшейся весной, и наружной темной –
поздней, образовавшейся к концу лета, называемых соответственно ранней и
поздней древесиной. Ранняя древесина более пористая и слабая, чем летняя.
Чем больше в слоях поздней древеси-
ны тем прочнее материал. На попереч-
ных разрезах дуба, бука, клена и др.
пород заметны узкие радиальные ли-
нии, так называемые сердцевинные лу-
чи, направленные от коры к древесине.
В древесине хвойных пород имеются
смоляные ходы, расположенные в про-
дольном и поперечном направлениях, в
них сосредотачивается смола. Светлая
часть древесины называется заболо-
нью, а темная – ядром. Ядро, в отличие
от заболони состоит из мертвых кле-
ток, оно не принимает участия в фи-
зиологических процессах, а обеспечи-
вает прочность дереву. Некоторые по-
Рисунок 2.1 Торцовый разрез ствола
дерева: 1 – кора, 2 – камбий, 3 – забо-
лонь, 4 – ядро, 5 – сердцевина

16. 16
роды деревьев не имеют ядра (береза, осина, ольха, липа) – это заболонные
породы. Остальные, например, – сосна, дуб, лиственница, кедр - ядровые по-
роды.
Камбий расположен однорядным цилиндрическим слоем (в виде коль-
ца на поперечном разрезе), образует с наружной стороны луб, внутри - дре-
весину.
Сердцевина находится в центре ствола и проходит по всей его длине -
это слабая ткань первичного образования, легко поддающаяся гниению.
2.2. Древесные породы
Хвойные породы наиболее часто применяются в строительстве. Чаще
всего применяются: сосна, лиственница, ель, пихта и кедр.
Сосна – имеет розовое или буро-красное ядро и желтовато белую забо-
лонь, обладает повышенными физико-механическими и эксплуатационными
свойствами, хорошо поддается обработке.
Лиственница – древесине ее по внешнему виду напоминает древесину
сосны, но обладает большей плотностью и прочностью. Весьма устойчива
против загнивания в условиях переменной влажности, поэтому ее часто
применяют в гидротехнических, подземных сооружениях и для изготовления
шпал.
Ель – древесина ее мало смолиста, поэтому при использовании в сы-
рых местах она быстро загнивает, поэтому применять ее следует в сухих ус-
ловиях.
Пихта имеет древесину белого цвета, по внешнему виду напоминаю-
щую древесину ели, но отличается отсутствием смоляных ходов. Она еще
менее стойка к загниванию, чем ель.
Кедр имеет прочную и хорошо обрабатываемую древесину, поэтому
его чаще всего применяют в столярном и мебельном производстве.
Лиственные породы используются в значительно реже, чем хвойные.
Из них наиболее часто: дуб, ясень, бук и береза.
Дуб имеет плотную, твердую и очень прочную древесину желтоватого
цвета и красивой текстуры, она хорошо сохраняется на воздухе и под водой.
Ясень имеет тяжелую, вязкую, твердую и прочную древесину по строе-
нию напоминающую древесину дуба, но более светлую.
Бук – у него древесина плотная и прочная с красноватым оттенком.
Применяется в основном для изготовления высококачественных столярных
изделий и мебели.
Береза имеет твердую, прочную и вязкую белую с желтоватым или
красноватым оттенком древесину, но она недолговечна в условиях перемен-
ной влажности и высушивания.

17. 17
2.3. Физические и механические свойства древесины
Древесина – анизотропный материал, обладающий весьма разнообраз-
ными физическими и механическими свойствами.
Цвет и текстура (рисунок) древесины являются характерными для той
или иной породы. Цвет зависит от многих факторов, с увеличением возраста де-
рева интенсивность окраски древесины увеличивается. Потускнение древесины,
появление серой, зеленой, синей окрасок является признаком заболеваний.
Истинная плотность древесины всех пород примерно одинакова –
1,55 г/см3
.
Средняя плотность зависит от породы дерева, условий произраста-
ния, влажности и др. факторов и колеблется в пределах 0,37 - 0,7 г/см3
.
Влажность. По степени влажности различают древесину: мокрую
(сплавную), свежесрубленную (влажностью 35% и более), воздушно-сухую
(влажностью 15–20%), комнатно-сухую (влажностью 8–12%) и абсолютно
сухую, высушенную в лаборатории до постоянной массы при температуре
100–105 °С. Условно стандартной считают влажность 12%, поэтому, показа-
тели полученные при определении прочности и плотности должны быть
приведены к стандартной влажности. Повышенная влажность древесины
приводит к короблению, усушке и растрескиванию деревянных конструкций
и деталей и способствует поражению древесины различными грибками.
Гигроскопичность – в результате изменения влажности окружающей
среды все время меняется влажность древесины. Максимальное количество
влаги в древесине при отсутствии свободной влаги называют точкой насы-
щения волокон или пределом гигроскопичности. Ее величина для разных
пород колеблется в пределах 25–35%.
Величина усушки и разбухания древесины неодинакова в разных на-
правлениях. Линейная усушка вдоль волокон составляет 0,1–0,3%, в ради-
альном направлении - 3 – 6%, а в тангенциальном – 6–12%.
Теплопроводность сухой древесины незначительна – 0,17–0,28
Вт/(м·°С), но с повышением ее влажности, теплопроводность повышается.
Сопротивление древесины механическим воздействиям неодинаково в
различных направлениях, кроме того, оно зависит от породы древесины, ее
влажности, наличия пороков.
Древесина хорошо воспринимает сжатие поперек волокон, при изгибе
и растяжении она хорошо работает вдоль волокон.
С увеличением влажности древесины ее прочность снижается, особен-
но при статическом изгибе и сжатии.
Наличие пороков в древесине (сучки, косослой и др.) также значитель-
но ухудшает ее механические свойства.
При длительном воздействии кислот и щелочей древесина медленно
разрушается. Интенсивность разрушения зависит от концентрации растворов.
В морской воде древесина хуже сохраняется, чем в речной воде.

18. 18
Средние значения механических свойств древесины при влажности 12%:
Пределы прочности (МПа) вдоль волокон при:Породы
дерева
Средняя
плотность,кг/м3
растяжении сжатии изгибе
сосна 500 110 48 85
лиственница 660 125 62 105
ель 450 120 44 80
пихта 370 70 40 70
дуб 700 130 58 106
бук 670 130 56 105
береза 630 125 55 110
2.4. Пороки древесины
Пороками древесины называют как отклонения в древесине, связанные
с нарушением внешней формы ствола дерева, так и различные повреждения
оказывающие влияние на ее технические свойства и др. Пороки древесины
снижают ее сортность и ограничивают области применения. Выделяют сле-
дующие группы пороков: сучки, трещины, неправильности формы ствола и
строения древесины, ненормальная окраска, гниль, повреждения насекомыми.
Сучки – это основания ветвей, заключенные в древесине ствола. Они
нарушают однородность древесины, затрудняют обработку и ухудшают ме-
ханические свойства древесины.
Сучки могут быть сросшиеся (полностью или частично) и несросшиеся
(выпадающие твердые, рыхлые и табачные).
Трещины могут быть как на растущем, так и на срубленном дереве в ре-
зультате неравномерного сжатия древесины при высыхании, резкого колебания
температур в зимнее время и др. причин. Трещины, кроме снижения сортности
Рисунок 2.2. Виды сучков по степени срастания с окружающей древесиной:
а – сросшийся здоровый, б – сросшийся роговой, в - выпадающий

19. 19
и механических свойств, способствуют образованию гнили. Трещины бывают
следующих видов: метик, отлуп, морозобоина и трещины усушки.
Метик – одна или несколько продольных трещин, проходящих через
сердцевину и суживающихся от центра к периферии ствола. Метик бывает
простой – одна или две трещины, расположенные по диаметру, и крестовый
– трещины расположены под углом одна к другой, а также согласный (с тре-
щиной в одной плоскости) и несогласный, когда трещина идет винтообразно.
Отлуп – это кольцевая трещина (полный отлуп) или дугообразная тре-
щина (частичный отлуп).
Морозобоина – наружная продольная трещина, широкая с внешней
стороны ствола и суживающаяся к центру его.
Трещины усушки часто имеют радиальную направленность и резко
снижают сортность древесины.
Отклонения от нормальной формы ствола
− кривизна (односторонняя и разносторонняя);
− сбежимость (резкое уменьшение толщины ствола от комля к вершине);
− закомелистость (резкое утолщение комля);
− косослой (винтообразное расположение волокон в стволе) – сильно
ухудшает механические свойства древесины и способствует ее усушке и ко-
роблению;
− свилеватость – сильно волнистое или спутанное расположение волокон.
Поражение древесины грибами происходит как на растущем дереве,
так и на складе и в деревянных конструкциях. Грибы хорошо развиваются
при повышенной влажности древесины (20–60%), отсутствии вентиляции и
температуре 0–60 °С. При отрицательной температуре грибы не развивают-
ся, но и не погибают – погибают только при температуре свыше 60 °С и при
нахождении древесины под водой.
Некоторые грибы не разрушают древесину, а только окрашивают ее в
синий, красный или пятнистый цвет. Не разрушают древесину и пушистые
налеты плесени на поверхности.
Рисунок 2.3. Виды трещин: а – крестовый метик, б – дугообразный отлуп, в – морозо-
боина, г – трещины усушки

20. 20
Наиболее опасными являются домовый, домовый белый, домовый
пленчатый, шахтный, которые в короткий срок разрушают древесину как
хвойных, так и лиственных пород. Шахтный гриб поражает древесину, нахо-
дящуюся в темных и сырых местах, признак его появления - возникновение
на древесине хвойных пород пленки золотисто-белого оттенка, переходящего
в дальнейшем в бурый цвет, древесина при этом разрыхляется.
Зараженную грибами древесину следует сжигать, следя при этом, что-
бы другая древесина не заразилась.
Повреждения насекомыми могут быть как у растущих, так и у сруб-
ленных деревьев (жуками-короедами, жуками-усачами, мебельными или до-
мовыми точильщиками, шашнем и др.). Червоточины могут быть поверхно-
стными, неглубокими и сквозными, а также некрупными (диаметром не бо-
лее 3 мм) и крупными. Древесину со сквозными червоточинами не разреша-
ется применять в несущих деревянных конструкциях.
2.5. Повышение долговечности деревянных конструкций
Существуют следующие способы защиты древесины: сушка, антисепти-
рование, нанесение на поверхность стойких огнезащитных составов, меры по
предотвращению увлажнения конструкций в процессе эксплуатации.
Сушка может быть естественная и искусственная (горячим воздухом,
газом, паром или токами высокой частоты, а также за счет погружения в на-
гретый петролатум). Искусственная сушка – более быстрая, чем естествен-
ная. При искусственной сушке достигается малая конечная влажность (6–
8%), уничтожаются грибковые заболевания и споры.
Защита от гниения и поражения насекомыми – за счет изоляции от
грунта, камня и бетона, проветривания, защиты от осадков.
Также защищают древесину антисептиками. Антисептики бывают как
водорастворимыми – фтористый натрий, кремнефтористый натрий и аммо-
ний, препараты ББК-3, ХХЦ, ГР-48 и др., так и маслянистыми (они токсич-
ны, с резким запахом, поэтому их применяют для конструкций эксплуати-
руемых на воздухе) – каменноугольное, креозотовое, антраценовое, сланце-
вое масло. Применяют также антисептические пасты из водорастворимого
антисептика с добавлением связующего вещества-битума, экстракта суль-
фитного щелока, глины и др.
Древесину антисептируют различными способами: опрыскиванием, по-
следовательной пропиткой в горячей и холодной ваннах, пропиткой под дав-
лением в автоклавах, обмазкой антисептичными пастами. Глубина пропитки
зависит от ее влажности, способа антисептирования и строения древесины.
От поражения насекомыми древесину защищают химическими инсек-
тицидами: каменноугольным маслом с растворителями, хлорофосом и др. в
виде дустов, суспензий, эмульсий, аэрозолей и в газообразном состоянии.

21. 21
Защита от возгорания – прежде всего отдалением деревянных эле-
ментов от источников нагревания, покрытию древесины штукатуркой, ас-
бестовым картоном и асбоцементными листами. Кроме того, наносят огне-
защитные составы (краски или пасты на основе жидкого стекла), которые
при повышенной температуре сплавляются и образуют плотный стекло-
видный слой предотвращающий доступ кислорода или пропитывают дре-
весину химическими веществами – антипиренами (растворами фосфорно-
кислого аммония, буры, борной кислоты и др.). При нагревании пропи-
танной антипиреном древесины соли разлагаются с образованием химиче-
ских веществ, препятствующих горению.
2.6. Лесоматериалы и изделия из древесины
Лесоматериалы подразделяют на: необработанные (круглые) и обрабо-
танные (пиломатериалы, колотые лесоматериалы, шпон и др.)
Круглые лесоматериалы – очищенные от сучьев отрезки древесных
стволов:
бревна строительные и пиловочные должны иметь диаметр верхнего
торца не менее 14 см и длину 4–6,5 м, должны быть ошкурены и опилены под
прямым углом к продольной оси. По качеству бревна подразделяют на три сорта:
подтоварник – часть ствола дерева с диаметром верхнего торца 8–13
см и длиной 3–9 м;
жерди имеют диаметр верхнего торца 3 см и длину 3–9 м;
рудничные стойки – круглый лесоматериал длиной 0,5–5 м и толщи-
ной в верхнем торце 7–30 см. Отклонения длины стоек допускаются в разме-
ре ±2 см, диаметра ±0,5 см для стоек толщиной до 11 см (включительно) и ±1
см для стоек толщиной 12 см и более.
Пиломатериалы изготавливают путем продольной распиловки пило-
вочных бревен:
пластины или распилы – распиловкой бревна на две половины;
четвертины – распиловкой по двум взаимно перпендикулярным
диаметрам;
горбыль или обапол – срезанная наружная часть бревна. Обапол мо-
жет быть горбыльным, когда пропил имеется только с одной стороны или
дощатым – с пропилом с двух сторон;
доски – пиломатериал, ширина которого более двойной толщины.
Толщина досок 13–100 мм, ширина – 80–250 мм. Доски хвойных пород име-
ют длину до 6,5 м, лиственных – до 5 м с градацией через 0,25 м. Доски бы-
вают необрезные (с неопиленными кромками на всю длину или на половину
доски) и обрезные (пропил должен быть более чем на половину длины дос-
ки). По качеству древесины и обработке доски подразделяют на пять сортов
– отборный, 1, 2, 3 и 4;

22. 22
брусья имеют толщину или ширину 100–250 мм при отношении ши-
рины к толщине менее двух. Брусья, опиленные с двух сторон, называют
двухкантными или шпальным брусом, а пропиленные с четырех сторон –
четырехкантными;
бруски – пиломатериал типа бруса толщиной до 100 мм, длина его та
же что и у досок.
Изделия из древесины:
строганые погонажные изделия - доски для полов, шпунтованные
доски, фальцевые доски; профильные погонажные изделия - плинтусы и гал-
тели, поручни для перил, наличники для оконных и дверных коробок, а так-
же доски подоконников;
изделия для паркетных полов - штучный, наборный и щитовой пар-
кет, а также паркетные доски;
столярные плиты - реечные щиты, оклеенные с одной или двух сто-
рон строганой фанерой или шпоном (для дверей, перегородок, полов и щи-
товой мебели;
строительная фанера - плоский лист, состоящий из трех, пяти и более
слоев шпона. Шпон получают на лущильных станках путем срезания слоя дре-
весины (березы, ели, сосны и т.д.) в виде непрерывной широкой ленты с вра-
щающегося предварительно распаренного кряжа и последующего раскраива-
ния на форматные листы. Листы шпона склеивают таким образом, чтобы во-
локна двух смежных слоев были взаимно перпендикулярны, что придает фане-
ре прочность большую, чем у древесины. Фанеру выпускают толщиной до 15
мм. Фанера бывает повышенной, средней и ограниченной водостойкости.
Рисунок 2.4. Пиломатериалы: а – пластины, б – четвертины, в – горбыль, г – доска
необрезная, д – доска полуобрезная, е – доска обрезная, ж – брус четырехкантный, з
– брус чистообрезной

23. 23
Рисунок 2.5. Погонажные изделия: а – шпунтованные доски, б – фальцовые доски,
в – плинтус, г – наличник, д - поручень

24. 24
Тема 3. ПРИРОДНЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
3.1. Горные породы и их классификация
Природными каменными материалами называют строительные мате-
риалы, получаемые из горных пород за счет применения лишь механической
обработки (дробления, раскалывания, распиливания, шлифования, полирова-
ния и др.). В результате такой обработки природные каменные материалы
почти полностью сохраняют физико-механические свойства горной породы,
из которой они были получены.
Горные породы представляют собой природные агрегаты минералов бо-
лее или менее постоянного состава, образующие самостоятельные геологиче-
ские тела, слагающие земную кору. Горные породы, состоящие из одного ми-
нерала, называют простыми, или мономинеральными, а породы из нескольких
минералов называют сложными, или полиминеральными. Минерал (от латин-
ского mineга – руда) – природное тело, приблизительно однородное по химиче-
скому составу и физическим свойствам, образовавшееся в результате различ-
ных физико-химических процессов, происходящих в земной коре. Каждый ми-
нерал характеризуется определенными химическим составом и физико-
механическими свойствами.
Природные каменные материалы начали применять несколько тысяче-
летий назад. Украина располагает богатыми запасами разнообразных при-
родных каменных материалов.
Природные каменные материалы широко применяют в строительстве,
они являются также основным сырьем для получения минеральных вяжущих
веществ и искусственных каменных материалов.
По происхождению горные породы разделяют на три группы: магмати-
ческие (изверженные), осадочные и метаморфические.
Магматические. Глубинные горные породы (граниты, сиениты, диориты
и др.) образовались в результате медленного остывания магмы в толще земной
коры под значительным давлением верхних слоев. В таких условиях горные
породы приобрели равномерную кристаллическую структуру в результате того,
что крупные зерна различных минералов прочно срослись между собой.
Излившиеся горные породы (базальты, андезиты, диабазы и др.) обра-
зовались при быстром остывании магмы на поверхности земли. В таких ус-
ловиях не происходила полная кристаллизация остывающей магмы. В зави-
симости от условий образования излившиеся горные породы имеют мелко-
зернистое, скрытокристаллическое или аморфное строение. Если же из вяз-
кой магмы медленно выделялись газообразные продукты, образовывались
пористая или пемзообразная структуры. Кроме того, к изверженным горным
породам относятся обломочные породы, которые образовались из мельчай-
ших частиц раздробленной лавы, выброшенной на поверхность земли при
извержении вулканов. Эти отложения остались в рыхлом состоянии (вулка-

25. 25
нический пепел, пемза) либо при наличии природных цементирующих ве-
ществ и под давлением вышележащих слоев превратились в плотные цемен-
тированные породы (вулканический туф).
Осадочные горные породы. По характеру образования и составу оса-
дочные горные породы делят на: обломочные (механические отложения –
брекчии, конгломераты, пески и др.), глинистые, хемогенные (доломит, маг-
незит) и органогенные (известняки, мел).
Метаморфические или видоизмененные горные породы. При их об-
разовании происходила перекристаллизация минералов без их плавления,
способствовавшая повышению плотности образовавшихся пород по сравне-
нию с исходными. Как правило, метаморфические горные породы имеют
сланцевое строение, но могут сохранять структуру первичных пород.
3.2. Горные породы, применяемые в строительстве
Условия образования горных пород в значительной мере предопределя-
ют характер их строения. В то же время от строения зависят основные свойст-
ва, следовательно, и область применения горных пород в строительстве.
Глубинные магматические горные породы характеризуются высо-
кой плотностью, морозостойкостью и малым водопоглощением. Основные
виды глубинных горных пород – гранит, диорит, габбро, лабрадорит.
Гранит – плотность в среднем 2700 кг/м3
, пористость всего 0,5–1,5%,
предел прочности при сжатии – 100–250 МПа. Гранит характеризуется высо-
кой морозостойкостью и малым водопоглощением, большим сопротивлени-
ем выветриванию, хорошо обтесывается, шлифуется и полируется, однако
отличается хрупкостью и невысокой огнестойкостью.
Гранит применяют для облицовки зданий и сооружений, из него изго-
товляют бортовые камни, ступени и другие изделия, а также щебень для вы-
сокопрочного бетона. Месторождения гранита имеются во многих районах
Украины и граниты считаются одними из лучших в мире.
Диорит имеет цвет от темно- до черно-зеленого, плотность – 2700–
2900 кг/м3
, предел прочности при сжатии – 150–300 МПа. Диорит характери-
зуется высокой вязкостью, хорошей сопротивляемостью удару и истиранию,
а также стойкостью против выветривания. Он хорошо поддается полировке.
Применяют диорит для дорожных покрытий и облицовок. Диорит добывает-
ся в нескольких районах Украины.
Габбро – темно-серая, черная или темно-зеленая с оттенками порода,
плотностью 2800–3100 кг/м3
, предел прочности при сжатии – 200–350 МПа.
Габбро имеет высокие вязкость и стойкость против выветривания. Изделия
из габбро применяют в дорожном строительстве.
Лабрадорит – разновидность габбро. Особенно ценны те лабрадориты,
которые при полировке дают декоративные поверхности с переливами сине-

26. 26
го, зеленого, золотистого и других цветов. Лабрадорит применяют в качестве
декоративного облицовочного камня. Основные месторождения габбровых
пород находятся на Украине.
Излившиеся магматические горные породы:
Порфиры характеризуются порфировой структурой, т.е. наличием
«вкрапленников» в основной мелкозернистой массе. Цвет порфиров изменя-
ется от красно-бурого до серого с разнообразными оттенками, плотность –
2400–2500 кг/м,3
предел прочности при сжатии – 120–180 МПа. Порфиры
применяют в дорожном строительстве и для изготовления облицовочных
плит. Месторождения порфиров имеются в Крыму.
Диабаз – цвет его темно-серый, часто с зеленоватым оттенком, плот-
ность – 2800–3000 кг/м3
, предел прочности при сжатии – 200–300 МПа. Диа-
баз отличается высокой твердостью, вязкостью и долговечностью. Он явля-
ется хорошим материалом для устройства дорожных покрытий, получения
щебня. Диабазы добываются в Украине.
Базальт по химическому составу так же, как и диабаз – аналог габбро,
он имеет темно-серый цвет, высокие плотность и долговечность. Плотность
базальта доходит до 3300 кг/м3
, предел прочности при сжатии иногда дости-
гает 400 МПа и более. Базальт с трудом поддается обработке, но хорошо по-
лируется. Из него изготовляют разнообразные дорожные материалы. Добы-
вают базальт в Украине, на Кавказе и Дальнем Востоке.
В качестве примера обломочных рыхлых магматических пород
можно назвать вулканический пепел и пемзу, а цементированных пород –
вулканический туф.
Вулканический пепел представляет собой порошкообразные частицы
вулканической лавы, состоящие в основном из аморфного кремнезема. Час-
тицы крупностью до 5 мм называют вулканическим песком. Вулканический
пепел и песок применяют в качестве добавок к цементам.
Пемза – пористая порода светло-серого цвета, по внешнему виду по-
хожая на застывшую пену. Плотность ее 400-600 кг/м3
, предел прочности при
сжатии – 2-4 МПа. Пемза залегает в виде частиц размером от 5 до 30 мм.
Применяют ее как заполнитель для легких бетонов.
Вулканический пепел, пемза и другие пористые вулканические породы
в Украине не встречаются.
Вулканический туф – пористая горная порода, состоящая из вулкани-
ческого пепла, уплотненного и сцементированного. Туфы имеют разнообраз-
ную окраску: розовую, оранжевую, красную, коричневую и др. Они характе-
ризуются значительной пористостью, малой плотностью и теплопроводно-
стью, достаточной прочностью и долговечностью, хорошо обрабатываются.
Эти качества туфов позволяют успешно применять их для облицовки стен
зданий; отходы добычи и обработки туфов после дробления и фракциониро-
вания используют в качестве заполнителей легких бетонов. Залежи вулкани-
ческих туфов имеется в Армении, Грузии и на Дальнем Востоке.

27. 27
Обломочные осадочные горные породы как рыхлые (песок и гра-
вий), так и сцементированные (песчаники, конгломераты, брекчии) находят
широкое применение в строительстве.
Песок представляет собой рыхлую смесь зерен различных пород круп-
ностью 0,14–5 мм. По составу песок может быть кварцевым, полевошпато-
вым, известняковым, пемзовым и др., а по происхождению - горным, овраж-
ным, речным, морским, дюнным и др. Используют песок в качестве заполни-
теля в растворах и бетонах.
Гравий – смесь окатанных обломков горных пород размером от 5 до
150мм служит заполнителем для бетона.
К глинистым осадочным горным породам относят тонкообломочные
отложения, состоящие из мельчайших частиц каолинита, кварца, слюды, по-
левого шпата и др. Применяют их как сырье для керамической и цементной
промышленности.
Песчаники – плотная горная порода, состоящая из зерен кварца, сце-
ментированных различными природными растворами. В зависимости от вида
связующего различают песчаники глинистые, известняковые и кремнистые.
Физико-механические свойства песчаников зависят от вида цементирующего
вещества, крупности и формы сцементированных зерен. Цвет песчаников
желтый, серый и даже бурый. Наибольшими плотностью и прочностью обла-
дают кремнистые песчаники, их плотность 2500–2600 кг/м3
, предел прочно-
сти при сжатии – 150–250 МПа, они отличаются также высокими твердостью
и стойкостью к истиранию.
Из песчаников выполняют бутовые камни, плиты для устройства полов
промышленных зданий и тротуаров, щебень для бетонов и другие изделия.
Песчаник наряду с песком, гравием и глиной имеется во многих районах на-
шей страны.
Конгломерат и брекчия – обломочные горные породы, состоящие из
сцементированных зерен гравия (конгломераты) или природного щебня
(брекчия). Прочность их зависит от прочности входящих в них пород и це-
ментирующих веществ. Эти породы применяют в виде бутового камня и
щебня. Месторождения конгломератов и брекчии имеются в Крыму.
К осадочным хемогенным породам относят доломит, магнезит, гипс,
ангидрит.
Доломит – плотная горная порода. По внешнему виду и физико-
механическим свойствам доломит очень похож на плотный известняк. Из него
изготовляют облицовочные плиты щебень для бетона, огнеупоров и минераль-
ных вяжущих веществ. Месторождения доломита имеются в Донецкой области.
Магнезит применяют для производства вяжущих веществ и огнеупор-
ных материалов.
Гипсовый камень является плотной горной породой, состоящей в ос-
новном из минерала того же названия. Гипсовый камень является сырьем для
производства строительного гипса и гипсовых вяжущих.