Materiale de constructii

Materialele de construcție sunt materiale naturale sau artificiale folosite în construcții. Drept materie primă pentru fabricarea materialelor de construcție servesc materialele de proveniență minerală (calcar, pietriș, nisip, gips, granit, marmură ș.a.), de proveniență vegetală (lemn, deșeuri agricole etc.), unele produse ale industriei metalurgice, industriei chimice și a industriei de prelucrare a petrolului (bitum, polimeri, gudroane etc.).

Clasificare

După destinație, materialele de construcție se împart în:

materiale de zidărie;

lianți; agregate; materiale hidroizolante; materiale termoizolante; materiale fonoizolante; materiale de finisare.

Materialele de zidărie pot fi:

naturale – obținute din roci dure sau semidure, poroase sau compacte (piatră brută, blocuri de piatră și calcar, granit, gresie ș.a.);

artificiale (cărămidă, olane etc.).

La finisarea clădirilor și edificiilor monumentale se folosesc plăci naturale cu factură pilită, șlefuită, lustruită-netedă, mată-catifelată, netedă cu luciu de oglindă ș.a. Este elaborată tehnologia tăierii plăcilor subțiri de granit (25-30 mm grosime) și de marmură (10 mm grosime). Cu ajutorul mașinilor în flux, înzestrate cu instrumente cu diamant rezistent la uzură, se obțin plăci subțiri și extrasubțiri (3–8 mm). Din granit, diorit, sienit, labradorit, gabro, bazalt, diabaz, andezit, cuarțit ș.a. se fabrică plăci pentru placarea pereților. Drept materiale de construcție se folosesc pe larg elementele prefabricate din beton armat.

Din lianți fac parte varul, cimentul, ipsosul, sticla lichidă, argila, bitumurile, gudroanele, rășinile etc. Varul de construcție se folosește ca liant de bază pentru mortare de tencuială sau ca adaos plastifiant la mortarele de ciment. Ipsosul de construcție este unul dintre cei mai răspândiți lianți aerieni. Cimentul se folosește în cele mai diverse domenii ale construcțiilor. Se deosebesc:

ciment portland;

ciment portland de zgură; ciment portland cu puzolană; cimenturi aluminoase;

expansive; fără trasare; de zgură sulfatică.

Tipuri

Bitumul se întrebuințează la construirea șoselelor, la construcțiile hidrotehnice, la executarea izolației hidrofuge, învelitorilor ș.a.

Gudroanele se folosesc la fabricarea materialelor izolante, plăcilor pentru pardoseli, masticurilor fierbinți și reci.

Agregatele pot fi naturale și artificiale. Din cele naturale fac parte calcarul, nisipul, piatra Ponce, pietrișul, tuful, azbestul ș.a. Agregatele se folosesc ca materiale de zidărie, ca adaos activ la lianți, ca agregat pentru mortare ușoare, ca material de lustruire ș.a. Agregatele artificiale sunt zguri și roci arse (deșeuri industriale).

Materialele hidroizolante se folosesc la acoperirea surafețelor contra acțiunii apei și vaporilor. Se deosebesc materiale în rulouri, masticuri de bitum și de gudron. Materialele în rulouri se împart în materiale cu bază (carton, hârtie, pânză de sticlăîmbibate cu lianți organici – bitum, gudron) și fără bază, obținute din amestecuri de lianți cu umpluturi.. Materialele hidroizolante protectoare sunt ruberoidul, cartonul asfaltat etc.

Materialele termoizolante se întrebuințează pentru protecția construcțiilor contra încălzirii sau pierderilor de căldură. Se deosebesc materiale termoizolante dure (betonuri celulare, perlită, sticlă spongioasă, diatomite ș.a.) și flexibile (vată minerală, pâslă, carton gofrat etc.).

În realizarea unui termosistem se folosește: adeziv, polistiren, plasă de armare, amorsă, tencuială decorativă, etc. Acestea trebuie alese cu mare atenție dat fiind faptul că termoizolarea unei clădiri nu este o operație care să se facă anual ci una care trebuie sa fie de cât mai lungă durată.

Materialele fonoizolante servesc pentru izolarea acustică. În acest scop se folosesc vata minerală, plăcile fibrolemnoase și panourile prefabricate cu înveliș perforat.

Materialele de finisare sunt mortarele, lacurile și vopselele, plăcile și foile de căptușeală etc.

Metalele (oțel, fontă, aluminiu)se folosesc pentru construcțiile portante (poduri, clădiri industriale) și ca armătură.

Materialele de construcție se produc în întreprinderile industriei materialelor de construcție. Materia lor primă se extrage dinzăcăminte nemetalifere carbonatice, argiloase, nisipoase, de gresie, de roci eruptive și metamorfice.

Istoria cimentului

Prima formă de ciment a fost descoperită de către romani. Acestia înlocuind calcarul cu marne și marnocalcare în cuptoarele de obținere a varului și crescând temperatura de ardere, au obținut un material care, fin măcinat și amestecat cu cenușă vulcanică, este considerat primul ciment din istorie („caementum”). Amestecul s-a numit și ciment puzzolanic după

numele localității Pouzzolli de lângă Vezuviu, de unde s-a exploatat prima dată cenușa vulcanică.

Cimentul portland

Cimentul Portland se fabrica prin macinarea clincherului, impreuna cu un adaos bine dozat de ghips si alte eventuale substante sau aditivi, in functie de tipul de ciment Portland ce se urmareste a fi fabricat.

Acest tip de ciment are proprietati excelente, care-l recomanda pentru o gama uluitoare de lucrari. Astfel, el este hidrofil. In amestec cu apa formeaza o pasta care face priza (se intareste), transformandu-se astfel intr-o piatra rezistenta, numita piatra de ciment. Deasemenea, are o buna gelativitate, adica o rezistenta mare la ciclul inghet/dezghet. Comportarea lui la tratamentele termice care se fac elementelor de constructie, in industria prefabricatelor, este foarte buna. In plus, rezistenta la coroziunea cimentului (agresiunea agentilor chimici din mediul inconjurator, de felul CO2, care determina, in prezenta umiditatii, decalcifierea cimentului) este remarcabila.

Exista multe tipuri de ciment Portland, in functie de compozitia mineralogica a chincherului. Dintre acestea, amintim portlandul normal, portlandul alitic, feritic, feritaluminatic sau, pardon, belitic.

In Romania se fabrica mai multe feluri de Portland. Unul dintre ele este celunitar, cu mai multe clase de rezistenta. Apoi ar fi cimentul Portland rezistent la actiunea apelor sulfatice, ce se folosesc la constructiile aflate in ape mineralizate. La constructiile masive din hidrotehnica se folosesc cimenturi Portland cu caldura de hidratare limitata. In amenajarile rutiere sunt utilizate cimenturile Portland rutiere, rezistente la ciclul inghet/dezghet, uzura, umiditate si incovoiere si care, in plus, prezinta contractii reduse.

In functie de culoare se intalnesc cimenturi Portland albe si colorate. Cele dintai se fac din calcar pur, praf de marmura sau argila alba bogata in caolin. Sunt mai scumpe decat celelalte si sunt utilizate, de obicei, in scopuri decorative (sculpturi, banci de parc etc.). Cimenturile Portland colorate se fabrica prin macinarea clincherului in combinatie cu pigmenti minerali. De exemplu, pentru culoare galben-verde se utilizeaza oxid de crom, pentru albastru deschis se foloseste oxid de mangan, pentru maro- oxid de cobalt etc. Aceste cimenturi se intrebuinteaza la finisaje si placi colorate

Cimentul aluminos este un  liant hidraulic cu priza normala si intarire rapida, obtinut prin macinarea fina a produsului rezultat  in urma arderii amestecului de calcar  si bauxita. Bauxita  este un trioxid  de aluminiu hidratat (Al2O3 . nH2O) care contine  impuritati de bioxid de siliciu si  trioxid de fier.

Roci si piatra naturala de constructii

         Cele mai utilizate materiale de constructii folosite inca din antichitate sunt rocile.

         Rocile sunt materiale naturale,alcatuite dintr-un anumit mineral sau

amestecuri minerale.

Dupa modul in care sau format in natura ,rocile se pot clasifica in :

·        Roci magmatice :granit,bazalt ;

·        Roci sedimentare :ghips,dolomit,calcar ;

·        Roci metamorfice :marmura,cuart ;

         Pietrele naturale de constructii se obtin prin prelucrarea unor roci exploatate dindepozite naturale aflate la suprafata scoartei pamantului.Rocile sunt formate din minerale, care sunt substante cu compozitie chimica si structura bine definita.

Rocile magmatice  

          Granitul,cea mai raspandita roca magmatica,se intrebuinteaza ca piatra de constructii pentru fundatii,socluri,pavaje,trepte de scari si ca piatra sparta pentru betoane etc.

Rocile sedimentare

         Travertinul, care este o varietate de calcar cu aspect decorativ deosebit, se utilizeaza la placarea fatadelor cladirilor monumentale,peretilor metrourilor.

         Ghipsul,constituit din sulfat de calciu hidratat , se utilizeaza la fabricarea ipsosului, a cimentului etc.

Rocile metamorfice

         Dintre rocile metamorfice,cel mai des utilizate ca materiale de constructie sunt marmura , cuartul, ardezia.Densitalile si rezistentele mecanice ale rocilor metamorfice  sunt asemanatoare cu cele ale rocilor din care au provenit.

         Marmura s-a format prin metamorfoza calcarelor,la presiuni foarte mari,rezultand roca compactasi frumos cristalizata.

         Cuartitul s-a format prin metamorfoza gresiilor silicioase, rezultand o roca compacta si cu rezistente ,mecanice foarte mari.

         Ardezia provine din metamorfoza argilei si datoritastructurii,se poate desface usor in placi,fiind folosita ca materialpentru invelitor, pentru placarea peretilor .

Liantii

Liantii sunt substante de legatura sub forma de pulberi care au proprietatea de a lega intre ele alte materiale formand impreuna corpuri cu forme si proprietati  bine determinate.

         Liantii nehidraulici, in amestec cu apa,se intaresc numai in prezenta aerului, iar dupa intarire nu rezista la actiunea apei.

          Liantii hidraulici, in amestec cu apa, se intaresc si in mediul umed, iar dupa intarire rezista la actiunea apei.

           Liantii nehidraulici pot fii naturali si artificiali, care sunt mult mai des folositi.Din  aceasta categorie avem ipsosurile care, la randul lor,pot fii de mai multe feluri :

·        Ipsosul de constructii folosit atat in stare pura, cat si in amestec cu varul.Acesta poate fi utilizat la prepararea mortarurilor pentru gleturi,tencuieli interioare rezistente la foc ;

·        Ipsosul de pardoseala, care are avantajul unei prize ceva mai lente si fara variatii de volum.Este utilizat la turnarea pardoselilor monolite.Pentru a-l  proteja de umezire, se imbiba cu ulei de ceara.

Tot in categoria ipsosurilor mai fac parte :ipsosul de modelat ,ipsosul cu rezistenta mecanica mare,ipsosurile ameliorate care au rezistenta la umiditate.

In afara de ipsosuri,un alt liant folosit in constructii este varul pentru constructii.

·        Varul nestins macinat sau in bulgari, utilizat pentru preparareadiferitelor tipuri de mortare;

·        Var stins cu apa sub forma de praf sau pasta de var, utilizat pentruprepararea mortarului de var sau in lucrarile de zugraveala.

       Produsele ceramice sunt obtinute, prin presare ,din materialele argiloase plastice sau amestecuri de pulberi de oxizi,silicati sau alte substante rerefractare ,cu sauf ara lianti, turnate in forme crude sau uscate,si ,apoi,supuse arderii.

Cele mai utilizate materiale ceramice sunt :

Produse ceramicce ceroase.Din aceasta categorie dfac parte caramizile masive,faragoluri sau cu goluri,utilizatela zidaria de rezistenta,la zidaria exterioara a cuptoarelor industriale,la cosurile de fum,si caramizile de pardoseli.Acestea pot fi :

·        Caramizi gaurite,care pot avea gauri orizontale sau verticale,utilizate atat ca materiale de zidarie ,cat si ca izolare termica ;

·        Corpuri cu goluri,utilizate pentru plansee si acoperisuri etc;

·        Invelitori :tigle,solzi,tigle trase,coame, olane pentru acoperisuri etc ;

Produsele ceramice clincherizate se gasesc sub forma de caramizi din clincherde costructii pentru zidarie aparenta,dale de pavaj pentru trotuare si hale industriale,tuburi din bazalt artificial,pavele din clincher din pavaj pentru imbracaminti asfaltice pentru sosele etc.

      

       Asa cum am vazut la proprietatile chimice ale materialelor,refractaritatea este proprietatea unui material de a rezista din punct de vedere fizic,chimic si mecanic la temperaturi inalte , fara a se degrada.

        In acest context,putem defini materialele refractare ca oxizi sau combinatii de oxizi ai unor metale cu proprietatea  de a rezista la temperaturi de minimum 1600°C.

Mase plastice utilizate in constructii si instalatii

       Folosirea polimerilor in costructii este conditionata in principal de comportarea lor la temperatura de exploatarea si de proprietatile fizico-mecanice si electrice ale polimerului respectiv.

         Covoarele din PVC se produc in 2 sortimente,cu sau fara suport  textil :

·        Covoare executate intr-un singur strat omogen ;

·        Covoare executate in 2 straturi.Grosimea covorului este cuprinsa intre 1,5 si 3 mm,iar latimea intre 1 si 1,5 mm.

       Covoarele din cauciuc sintetic sunt  produse din cauciuc sintetic cu sau fara insertii textile, cu grosimi de 3.6 mm si latimi mari(900.1500mm),cu buna rezistenta la uzura si proprietati dielectrice.

       Placile din PVC sunt executate dintr-un amestec de PVC,plastifianti si umplutura.

       Placile din polistiren, albe sau colorate, se intrebuinteaza montate cu adezivi la placarea peretilor,ca inlocuitoare ale placilor de faianta.

Materiale hidroizolante sunt utilizate pentru a impiedica patruderea apei intr-un anumit mediu material,care sar deterioara in contactul cu apa.Principalele materiale care se folosesc in acest scop sunt bitumul,azbestul,sticla etc.

Materiale hidro,termo si fonoizolante

       Materialele termoizolante au scopul atenuarii pierderilor de caldura din cladiri in timpul rece,din conductele de aburi si apa calda,precum si din cuptoarele industriale in timpul functionarii.

         Cele mai utilizate materiale termoizolante sunt :

·        Materialele tip beton,ipsos celular,microporos ;

·        Materiale pe baza de polimeri ;

·        Materiale pe baza de sticla,zgura si roci sticloase ;

·        Materiale din lemn,trestie,paie si turba ;

·        Materiale pe baza de azbest si fibre textile ;

         Materialele fonoizolante se utilizeaza in scopul impiedicarii transmiterii sunetelor daunatoara dintr-o incapere in alta sau din afara in interiorul cladirilor.

   

Lemnul si produsele semifabricate din lemn

     Lemnul este  un material de natura organica vegetala,furnizat de arborii din speciile de rasinoase si foioase.Produsele lemnoase brute includ diferite sortimente de lemn brut de lucru din rassinoase si foioase,cu sectiune transversala rotunda.

     Scandurile au grosimea de maximium 24 mm si latimea mai mare decat dublul latimii,insa cel putin 60 mm.Se folosesc la tipare pentru piese din beton,la cofraje etc.

      Dulapii au grosimea mai mare de 28 de mm insa de cel mult 75 mm

Si latimea mai mare decat dublul grosimii,insa cel putin 100 mm.Se folosesc pentru schele ,poduri,sprijiniri la sapaturi si ca material pentru tamplarie de constructii si mobilier.

       Grinzile au fetele si canturile plane si paralele intre ele,grosimea de cel putzin 100 mm,si latimea mai mare sau egala cu grosimea.

       Sipcile sunt piese cu grosimea de cel putin 40 mm si latimea de cel mult 60 mm,care se folosesc la imprejmuiri.

      Panelele sunt alcatuite dintr-un miez de sipci din lenm moale, acoperite pe ambele fete prin incleiere ,cu foi de furnir de baza sau placaj cu directia fibrelor perpendiculara pe cea a sipcilor.Se fabrica in formate mari,folosindu-se la realizarea usilor, a peretilor despartitori.

Materiale pentru finisaje

      Materialele de vopsitorie sunt construite din substante solide si lichide,intre care obligatoriu una din substante este peliculogena.Ele se aplica intr-un strat sau in mai multe straturi subtiri,sub forma lichid-vascoasa.

         Ca materiale ajutatoare la prepararea materialelor de vopsitorie se folosesc solventii,diluantii,sicativii etc.

          Solventii suntlichinde volatile folosite ca atare sau in amestec,pentru solubilizarea substantelor peliculogene solide,si pot fi : acetona, alcolii, benzenul.

          Diluantii sunt solventi care au rolul de a micsora vascozitatea compozitiei,pentru a fi aplicata mai usor pe suprafetele-support.

           Lacurile  sunt solutii de substante peliculogene in solventii volatili,cu sau fara adaos de plastifianti si coloranti.

           Lacurile pe baza de polimeri au proprietati remarcabile si utilizari multiple. Astfel, lacurile de bachelita se aplica pe lemn si metal.

           Emailurile sunt materiale de vopsitorie sunt aceeasi compozitie ca lacurile,care contin in plus pigmenti si eventual substante de umplutura si in felul acesta sunt sunt suspensii de pigmenti in diferite lacuri.

           Chitul de geamuri se prepara din ulei vegetal sicativ si , dupa caz cu praf de creta , cu sau fara adaos de miniu de plumb sau de fier , ca agent anticorosiv sau din glicerina si miniu de plumb.

            Chiturile pe baza de silicati de sodiu se folosesc sub forma de amestec de silicat de sodiu si cu adaos, dupa caz ,de :miniu de plumb, cazeina , faina de nisip ,de granit etc, ciment sau amestec de calcar , oxid de magneziu , pulbere de zinc etc.

           Chiturile pe baza de bitum sunt masticuri bituminoase sau celochituri cu buna adeziune la beton si sticla folosite la colmatarea rosturilor de dilatare in constructii si fundatii de masini , la chituirea luminatoarelor ,la etansarea racordarilor teraselor si acoperisurilor.

       

Produse din sticla utilizate in constructii

          Sticla folosita in constructii se fabrica dintr-un amestec de nisip cuartos , soda si calcar prin topire in cuptoare speciale la temperaturi de 1400.1450°C. Proprietatile sticlei sunt :transparenta,rezistenta mecanica ,stabilitatea termica, rezistenta la actiunea agentilor atmosferici si a agentilor chimici agresivi si faptul ca poate fi fasonata prin incalzire.

          Acste produse sunt :geamurile turnate si laminate , geamurile riglate , geamurile ornament , geamurile armate , geamurile profilate si geamul dublu termoizolant.

             Cele mai utilizate la ora actuala sunt blocurile de zidarie din sticla avand forme patrate si profilate.