Состав и структура строительных материалов.

Свойства строительных материалов зависят от их состава и строения.

Состав. Для прогнозирования свойств строительных материалов прежде всего необходимо знать их химический, минеральный состав и структуру.

Химический состав строительных материалов позволяет судить о прочности, огнестойкости, биостойкости и других свойствах материалов. Химический состав неорганических вяжущих материалов (гипса, извести, цемента и др.) и естественных каменных материалов, как правило, выражают содержанием (в %) в них оксидов. Основные и кислотные оксиды химически связаны и образуют минералы, которые характеризуют многие свойства материала.

Минеральный состав показывает, какие минералы и в каком количестве содержатся в природном каменном материале или минеральном вяжущем. Например, известняк состоит из одного минерала - кальцита, а гранит — из нескольких минералов.
Фазовый состав и фазовые переходы воды, находящиейся в порах материала, влияют на его свойства. В материале выделяют твердые вещества, образующие стенки пор, т. е. " каркас", и поры, наполненные воздухом или водой. Изменение содержания воды и ее состояния меняет свойства материала. Так, вода, замерзая в порах материала и увеличиваясь в объеме, вызывает в материале внутренние напряжения, которые могут привести к его разрушению.

Структура строительного материала характеризует внутреннее строение материала. Не редки случаи, когда материалы одинакового вещественного состава, но разной структуры обладают различными свойствами. Например, скальная порода - известняк и мел имеют одинаковый вещественный состав, но разные свойства вследствие различной структуры.

Структура строительных материалов довольно сложна, поэтому для ее изучения используют разнообразные методы. По методам изучения различают макроструктуру - строение, видимое невооруженным глазом; микроструктуру - строение материала, видимое в микроскоп; ультрамикроструктуру - внутреннее строение вещества, составляющего материала, изучаемого методами электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа.
Макроструктура твердых строительных материалов подразделяется на следующие виды: конгломератную, ячеистую, мелкопористую, волокнистую, слоистую и рыхлозернистую. Искусственные конгломераты -это различного вида бетоны, керамические и другие материалы. Ячеистая структура материала отличается наличием макропор. Она свойственна газо- и пенобетонам, поропластам и др. Мелкопористая структура характерна, например, для керамических материалов, получаемых в результате выгорания введенных органических добавок. Волокнистая структура присуща древесине, изделиям из минеральной ваты, стеклопластикам и др. Слоистая структура характерна для рулонных, листовых и плитных материалов. Рыхлозернистая структура свойственна заполнителям для бетонов, различного вида засыпок для теплозвукоизоляции и др.

Микроструктура строительных материалов может быть кристаллическая и аморфная, которые зачастую являются лишь различными состояниями одного и того же вещества, например кварц и различные формы кремнезема. Кристаллическая форма всегда более устойчива, аморфная форма вещества, как менее устойчивая, может перейти в кристаллическую.

Внутренняя структура материала определяет его механическую прочность, твердость, теплопроводность и другие важные свойства.

Свойства строительных материалов многообразны и могут быть подразделены на физические, механические, химические, технологические и др.