какие русские ученые считаются основоположниками материаловедения

Читать реферат по материаловедению: «Вклад отечественных ученых в развитие материаловедения» Страница 1

ОГЛАВЛЕНИЕ 2ВВЕДЕНИЕ 3РАЗДЕЛ I 51. ДМИТРИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ ЧЕРНОВ 51.1. Краткие биографические данные 51.2. Д. К. Чернов и артиллерийское дело 51.3. Работа Д. К. Чернова над созданием совершенных скрипок и других смычковых инструментов 61.4. Д.К. Чернов и советская металлургия 92. НИКОЛАЙ СЕМЕНОВИЧ КУРНАКОВ 132.1. Краткие биографические данные 132.2. Научно-педагогическая деятельность 142.3. Научно-исследовательская деятельность 162.4. Соляное дело 183. НИКОЛАЙ АНАТОЛЬЕВИЧ МИНКЕВИЧ 213.1. Краткие биографические данные 213.2. Работа на Обуховском заводе 213.3. Научно-педагогическая деятельность 233.4. Работы в области военной промышленности. 263.5. Работы в области авиационной промышленности 284. АНДРЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ БОЧВАР 314.1. Краткие биографические данные 314.2. Педагогическая деятельность 324.3. Научно-исследовательская деятельность 334.4. Андрей Анатольевич Бочвар как личность 36РАЗДЕЛ II 401. РОЛЬ ОТКРЫТИЙ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ УЧЕНЫХ В РАЗВИТИИ ЭКОНОМИКИ РОССИИ 40ЗАКЛЮЧЕНИЕ 43СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 44ПРИЛОЖЕНИЕ №1 46ПРИЛОЖЕНИЕ №2 47

Материаловедение – наука, изучающая связь между строением и свойствами материала и их изменениями от внешних воздействий. Развитие материаловедения – основа прогресса. Материалы – это исходные вещества для производства продукции и вспомогательные вещества для производственных процессов. Вокруг нас повсюду материалы. И их создание – заслуга ученых.

Для современной молодежи важно знать, какой вклад внесли отечественное ученые в развитие науки (а именно материаловедения), как повлияли их открытия на экономику России. Для человека XXI века и гражданина России мало знать только о вкладе гениальных русских ученых М.В. Ломоносова (научно обосновал атомно-молекулярное строение материи, разработал корпускулярную теорию), Д.И. Менделеева (открыл периодический закон химических элементов) и В.И. Вернадского. Помимо них были и другие выдающиеся ученые, исследования и открытия которых стали значимыми для науки и развития страны.

Выбор данной темы обусловливается ее актуальностью.

Цель курсовой работы собрать и проанализировать имеющуюся литературу по данной теме, рассмотреть персональный вклад и судьбу ученых в этой области, проанализировать роль открытий отечественных ученых в развитие экономики России.

Рассмотреть биографические данные ученых; Проанализировать вклад русских ученых в развитие материаловедения; Проанализировать информацию и составить сводную таблицу о достижениях и их значении для страны.

Методы исследования: сбор и анализ литературы и Интернет-ресурсов.

РАЗДЕЛ I 1. ДМИТРИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ ЧЕРНОВ 1.1. Краткие биографические данные

Обуховского сталелитейного завода в Петербурге, в 1880-1884 занимался разведкой месторождений каменной соли в

Источник

Отечественные ученые: вклад в развитие материаловедения

Говорят, что большинство полезных для человечества исследований было сделано на Западе, но, быть может, мы просто не знаем своих «мастадонтов», не гремевших на весь мир, и некоторых из них мы и вспомним сегодня, увидев, что они мало чем уступают сегодняшним самым продуктивным ученым.

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. КРАТКИЙ КУРС

Первое, что изучает в связи строения и свойства материала и его изменения при «искусственном воздействии» на него, это и есть материаловедение. Материаловедение заставляет развиваться, познавать, испытывать, внедрять, улучшать. Тут не правят витиеватые термины и сложные формулы, так как основой здесь является обычный материал, необходимый для изготовления продукции или для каких-нибудь опытов. Материаловедение везде, куда ни кинь взгляд. Современный ученый его создает. Но каждый город России стоит и развивается благодаря ученым прошлого, которые внесли огромный вклад в развитие материаловедения.

Если уж так прозвали выдающегося питерского ученого 19-20 веков Дмитрия Чернова иностранцы, то, значит, он действительно был специалистом в области металлургии, металловедения и термической обработки металлов.

ГЕЙЗЕР КУРНАКОВ. СЕРДЦЕ РОССИЙСКОГО СОЛЯНОГО ДЕЛА

МИНКЕВИЧ. ЗАМОК ДЛЯ ЛАРЦА

Плодотворная деятельность Николая Анатольевича Минкевича в авиационной промышленности помогла советскому авиастроению, особенно в годы его становления, когда необходимо было решать ряд вопросов, связанных с разработкой новой технологии, переоборудованием металлургических и авиационных заводов, окрепнуть и как приступить к массовому выпуску самолетов и моторов? Дальнейшая работа Николая Анатольевича Миневича на Обуховском заводе и его возрастающий практический опыт позволили внести ряд других улучшений технологии термической обработки деталей орудий и снарядов. В это время, так же, как и в последующие годы, на протяжении всего его дальнейшего «пути», практическая работа Николая Анатольевича сочеталась с теоретической и литературной деятельностью. Он работал над обстоятельной и чрезвычайно важной для того времени работой «Условия для прочности металлов». Метод оценки качеств металлов и согласования их со службой металлов в разных изделиях в то время находился в ряду «новых методов механических испытаний». Можно сказать, что именно Минкевич сделал основоположным метод определения прочности металлов способом ударных и повторных испытаний. Работа Н.А. Минкевича имела большое значение в деле распространения этого метода на заводах России.

БОЧВАРСКИЕ ТРУДЫ.
МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ ПО-СОВЕТСКИ

Андрей Бочвар родился в курортный период, 8 августа 1902 года. В 1923 году он закончил Высшее техническое училище имени Баумана и здесь же затем работает преподавателем. С 1930 года его преподавательская деятельность связана с Московским институтом цветных металлов и золота имени Михаила Калинина на кафедре металловедения, где он вращался среди заслуженных деятелей, открывавших с его отцом Анатолием Бочваром, также знаменитым металловедом, эту самую кафедру. Минеральные исследования в 30-40-х принесли Андрею Анатольевичу мировую известность. Однако он также разрабатывал многочисленные теории, как то раскристаллизация металлов эвклептических сплавов или литейных сплавов, а также теория раскристализации структур сплавов металлов при определенных обстоятельствах или теория по разработке прочности металлов: Римские или Дамасские стали, алюминивый цинк и американский титан. Ощутив, что стране не хватает пособий по металловедению, Бовчар написал немало учебников, которыми до сих пор пользуются начинающие специалисты в этой области.

КРАТКИЕ ИТОГИ РАБОТ.
НАСЛЕДИЕ ДЛЯ ПОТОМСТВА

Благодарим за предоставленный материал Татьяну.

Работа:

О выгорании каналов в стальных орудиях
Современный мир поныне пользуется этим трудом, считая его одним из основных в артиллерийском деле. Эта работа причастна к изготовлению советских артиллерийских орудий и снарядов.

Исследовательская работа:

Исследования, относящиеся до структуры литых стальных болванок
Этими исследованиями Чернов во многом способствовал превращению металлургии из ремесла в теоретически обоснованную. Отель «Imperial» выставил эту работу в своем холле, как труд уважаемого клиента. Ученый данным исследованием совершил революцию в области металлургии, дав понять, что ее можно и нужно рассматривать как отдельный вид науки, находя в нем свои определенные законы.

Научное открытие:

Критические температуры Точки Чернова
Шесть столпов современной металлографии основаны на результатах этого исследования. К ним относится правильность установки температуры для отжига, накаливания и отпуска.

Открытие соотношения между химическим составом и рядом физических свойств.

В химических кругах началась развиваться особая и точная химическая диаграмма, там же окрылся новый раздел, посвященный взаимодействию химических и физических законов.

Установление влияния факта образования твердых растворов на понижение электропроводности и ее температурного коэффициента. Повлияло на развитие техники получения реостатных сплавов! В металлургии начался бурный прогресс в области повышения прочности выпускаемой продукции.

Открытие сингулярной точки, графически выражающей связь химического состава и свойства. Ответом стали радушные отзывы металлургических техников, повысившим качество и металлопрочность тяжелой продукции.

Проведение работ по изучению солевых систем в Соликамске.

Изюминка многогранного ученого привела к открытию месторождения калийных солей мирового значения.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник

Материаловедение и термическая обработка сталей. Краткие исторические сведения о развитии материаловедения

Материаловедение – это прикладная наука, изучающая взаимосвязи между составом, строением и свойствами металлов и сплавов в различных условиях. Изучение этой дисциплины позволяет осуществить рациональный выбор материалов для конкретного применения. Металловедение – это постоянно развивающаяся наука, непрерывно обогащающаяся за счет разработки новых сталей и сплавов, стимулирующих прогресс во всех областях науки и техники.

Наука «материаловедение» существует около 200 лет, несмотря на то, что человек начал использовать металлы и сплавы ещё за несколько тысячелетий до нашей эры. Только в 18 веке появились отдельные научные результаты, что позволили говорить о начале осмысленного изучения всех накопленных знаний человечества за все время использования металлов.

Заметную роль в изучении природы металлов сыграли исследования французского ученого Рене Антуана Реомюра (1683-1757), который провел исследование строения зерен в металлах еще в далеком 1722 году. Английский инженер Григнон в 1775 году обратил внимание на то, что при затвердевании железа образуется столбчатая структура. Ему принадлежит известный рисунок дендрита, полученного при медленном затвердевании литого железа.

В России первым, кто начал научно осмысливать проблемы металлургии и литейной отрасли, был М.В. Ломоносов (1711-1765). Им написано учебное руководство «Первые основания металлургии рудных дел», в котором, описывая металлургические процессы, постарался открыть их физико-химическую сущность.

Заметных успехов металловедение достигло в 19 веке, что связано с использованием новых методов исследования структуры металла. Так, в 1831 году П.П. Аносов (1799-1851) провел исследование металла на полированных и протравленных шлифах, где впервые применил микроскоп для исследования стали. Значительный вклад в развитие металловедения внесли работы русского металлурга П. П. Аносова (1799-1851), английских ученых Генри Клифтона Сорби (1826-1908) и Уильяма Робертс-Остена (1843-1902), немецкого металловеда А. Мартенса (1850-1914), французского химика Луи-Жозефа Труста (1825- 1911) и американца Э. Бейна (1891-1974). Каждый ученый, в своё время, рассматривая под микроскопом и фотографируя структуры, установил существование структурных превращений в сталях при их непрерывном охлаждении.

В 1873-1876 г.г Д.У. Гиббс изложил основные законы фазового равновесия, в частности – правило фаз, основываясь на законах термодинамики. Для решения практических задач необходимо знание фазового равновесия в той или иной системе, но его не достаточно для определения состава и относительного количества фаз. Также, обязательно знать структуру сплавов (т. е. атомное строение фаз составляющих сплав) и распределение, размер и форму кристаллов каждой фазы.

Создание научных основ металловедения по праву принадлежит Чернову Д.К. (1839 – 1903), который установил критические температуры фазовых превращений в сталях и их связь с количеством углерода в составе сталей. Этим были заложены основы для важнейшей в металловедении диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов.

Своим открытием аллотропических превращений в стали, Чернов Д.К. заложил фундамент термической обработки стали. Критические точки в стали позволили рационально выбирать температуру ее закалки, отпуска и пластической деформации в производственных условиях.

В своих работах по кристаллизации стали и строению слитка, Д.К. Чернов изложил все основные положения теории литья, что не утратили свое научное и практическое значение и в настоящее время.

Разработка американскими учёными Ф. Тейлором и М. Уайтом быстрорежущей стали (1902 г.) произвела переворот в машиностроении. Резко возросла производительность механической обработки, появились новые быстроходные станки и автоматы.

Немецкий исследователь А. Вильм создал высокопрочный сплав алюминия с медью – дюралюминий (1906 г). Прочность дюралюминия в результате старения, в несколько раз превышала прочность технического алюминия и других алюминиевых сплавов при сохранении достаточного запаса пластичности. Использование дюралюминия в самолётостроении определило прогресс в этой области техники на многие годы.

Немецкий инженер Мауэр и профессор Штраус получили хромоникелевую аустенитную нержавеющую сталь (1912 г), а ученый Бренли изобрел ферритную нержавеющая сталь (1912 г).

ХХ век ознаменовался весьма крупными достижениями в теории и практике материаловедения: созданы высокопрочные материалы для деталей и инструментов; разработаны композиционные материалы; открыты сверхпроводники и полупроводники. Одновременно совершенствовались способы упрочнения деталей термической и химикотермической обработкой. Огромное значение имели работы А.А. Бочарова, Г.В. Курдюмова, В. Д. Садовского и В. А. Каргина для развития отечественного материаловедения.

Источник

Презентация по материаловедению: «Великие ученые, внесшие вклад в дисциплину: «Материаловедение»

Описание презентации по отдельным слайдам:

ВЕЛИКИЕ УЧЕНЫЕ, внесшие вклад в дисциплину: «МАТЕРИАЛОВЕдение» ГБПОУ ПАМТ ИМ. И.И. ЛЕПСЕ 2016г.

СОДЕРЖАНИЕ ЧЕРНОВ ДМИТРИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ…………………….. 3 МЕНДЕЛЕЕВ ДМИТРИЙ ИВАНОВИЧ……………….…..5 КУРНАКОВ НИКОЛАЙ СЕМЕНОВИЧ………………………………7 Ю́ХАН А́ВГУСТ БРИНЕЛЛЬ……. 9 ХЬЮ М. РОКВЕЛЛ……………. 11 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………. ……12

ЧЕРНОВ ДМИТРИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ (1839-1921гг.)

Дми́трий Константи́нович Черно́в (1 ноября 1839 года, Санкт-Петербург — 2 января 1921 года, Ялта) — русский металлург и изобретатель. Приобрёл известность после того, как открыл полиморфические превращения в стали, а также фазовую диаграмму железо-углерод. Это открытие стало началом нау.чной металлографии. Работы Дми́трия Константи́новича Черно́ва: Чернов совершил своё главное открытие в 1866—1868 годах. Он установил, что при изменении температуры сталь меняет свои свойства и проходит полиморфические превращения. Чернов вычислил точки, известные сейчас как Точки Чернова Десять лет спустя, в 1879 году, Чернов опубликовал монографию «Исследования, относящиеся до структуры литых стальных болванок», в которой описал главные кристаллические структуры в стали и их влияние на характеристики болванок. Один из типов стальных кристаллов — дендритные — был назван в его честь Чернов внёс вклад в теорию процесса Сименса-Мартина, используемого при работе мартеновской печи. Он был одним из первых, кто предложил использовать чистый кислород при производстве стали (данная технология получила название конвертерного производства). Помимо этого он изучал возможные пути использования губчатого железа и поучаствовал в разработке стальныхорудийных стволов, бронебойных снарядов, а также развитии зарождавшейся тогда авиации. Дмитрий Чернов был одним из ведущих специалистов по сталеплавильному производству своего времени. Он был почётным председателем Русского металлургического общества, почётным вице-президентом британского Института железа и стали, почётным членом американского Института горных инженеров и многих других русских и иностранных организаций. ЧЕРНОВ ДМИТРИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ (1839-1921гг.)

МЕНДЕЛЕЕВ ДМИТРИЙ ИВАНОВИЧ (1834-1907гг.)

МЕНДЕЛЕЕВ ДМИТРИЙ ИВАНОВИЧ (1834-1907гг.) Дми́трий Ива́нович Менделе́ев (27 января [8 февраля] 1834, Тобольск — 20 января [2 февраля] 1907, Санкт-Петербург) — русский учёный-энциклопедист: химик, физикохимик, физик, метролог, экономист, технолог, геолог,метеоролог, нефтяник, педагог, воздухоплаватель, приборостроитель. Профессор Санкт-Петербургского университета;член-корреспондент по разряду «физический» Императорской Санкт-Петербургской Академии наук. Среди наиболее известных открытий — периодический закон химических элементов, один из фундаментальных законов мироздания, неотъемлемый для всего естествознания. Автор классического труда «Основы химии». Д. И. Менделеев — автор фундаментальных исследований по химии, физике, метрологии, метеорологии, экономике, основополагающих трудов по воздухоплаванию, сельскому хозяйству, химической технологии, народному просвещению и других работ, тесно связанных с потребностями развития производительных сил России. Д. И. Менделеев исследовал (в 1854—1856 годах) явления изоморфизма, раскрывающие отношения между кристаллической формой и химическим составом соединений, а также зависимость свойств элементов от величины их атомных объёмов. Открыл в 1860 году «температуру абсолютного кипения жидкостей», или критическую температуру. Сконструировал в 1859 году пикнометр — прибор для определения плотности жидкости. Создал в 1865—1887 годах гидратную теорию растворов. Развил идеи о существовании соединений переменного состава. Исследуя газы, Менделеев нашёл в 1874 году общее уравнение состояния идеального газа, включающее как частность зависимость состояния газа от температуры, обнаруженную в 1834 году физиком Б. П. Э. Клапейроном (уравнение Клапейрона — Менделеева). В 1877 году Менделеев выдвинул гипотезу происхождения нефти из карбидов тяжёлых металлов, которая, правда, на сегодня большинством учёных не принимается; предложил принцип дробной перегонки при переработке нефти. Выдвинул в 1880 году идею подземной газификации углей. Занимался вопросами химизации сельского хозяйства, пропагандировал использование минеральных удобрений, орошение засушливых земель. Совместно с И. М. Чельцовым принимал в 1890—1892 годах участие в разработке бездымного пороха. Является автором ряда работ по метрологии. Создал точную теорию весов, разработал наилучшие конструкции коромысла и арретира, предложил точнейшие приёмы взвешивания.

Источник

Развитие производства строительных материалов в России, и роль российских учёных в развитии строительного материаловедения

Выполнил: Сабирзянов И.И.

Казанская Государственная архитектурно-строительная академия.

1 Введение.

Материаловедением называют науку, изучающую связь состава, строения и свойств материалов, а также закономерности их изменения при физико-химических, химических механических и других воздействиях. Всякий материал в конструкциях зданий и сооружений воспринимает те или иные нагрузки и подвергается действию окружающей среды.

В России производство строительных материалов возникло в далеком прошлом. Уже в глубокой древности наши предки умели изготавливать глиняный кирпич, воздушную и гидравлическую из весть, широко использовали древесины и природный камень.

Строительные материалы являются основой нашего огромно го строительства — промышленного, жилищного, гидротехнического, транспортного, се и др. К числу важнейших строительных материалов относятся: металл, лесные материалы, цемент, бетон, кирпич, камень, шифер (асбестоцементный), черепица, рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы, теплоизоляционные, стекло и др.

Наши ученые, инженеры и новаторы производства успешно борются за дальнейшее развитие строительных материалов, сознавая, что расширение производства и повышение качества всех основных строительных материалов, особенности металла, кирпича, цемента и бетона, являются од ним из важных условий для матёриального обеспечения построения коммунистического общества.

Огромный вклад в развитие современного строительства внесли и казанские учёные. В.И.Куприянов, доктор технических наук, профессор, член-корреспондент Российской академии архитектуры и строительных наук, заведующий кафедрой архитектуры, ректор Казанской государственной архитектурно-строительной академий; закончил КИСИ в 1963г., факультет Строительно-технологический, затем в КИСИ, аспирант ВНИИСМа, научное направление: плёночно-тканевые материалы для строительных конструкций. Р.З. Рахимов, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники, лауреат государственной премии Татарстана, член-корреспондент Российской академии архитектуры и строительных наук, заведующий кафедрой Строительных материалов КГАСА; закончил КИСИ в 1961г.; ф-т Строительно-технологический; работал в строительной индустрии, затем в КИСИ; научные труды по развитию минерально-производственных комплексов строительных материалов Поволжья.

2. Исторические этапы развития строительного материаловедения.

Наука о материалах имеет глубочайшую историю развития. Истоком ее служат первые истинные познания материалов в древности.

Условно можно выделить три основных по своей продолжительности не равных этапа в ее истории. Возникновение науки и каждый этап ее развития всегда были обусловлены производством, практикой. В свою очередь, развитие производства являлось следствием возрастающих потребностей в материалах у общества.

Первый этап охватывает наиболее длительный период. При необходимости в нем можно выделить более дробные подпериоды, на пример древнейшие и древние времена, средние и поздние века. Имеется достаточно оснований утверждать, что исходным моментом для становления науки о материалах явилось получение керамики путем сознательного изменения структуры глины при ее нагревании и обжиге.

Исследования раскопок показывают, что предки улучшали качество изделий вначале подбором глин, затем с помощью изменения режима нагревания и обжига на открытом огне, а позже — в примитивных специальных печах. Со временем чрезмерную пористость изделий научились уменьшать глазурованием

С течением значительного времени человечество познало само- родные, а затем и рудные металлы, крепость и жесткость которых были известны уже с 8-го тысячелетия до н.э. Холоднокованая самородная медь была вытеснена медью, выплавленной из руд, которые встречались в природе чаще и в больших количествах. В дальнейшем к меди стали добавлять другие металлы, так что в З-м тысячелетии до н.э. научились изготовлять и использовать бронзу как сплав меди с оловом, а также обрабатывать благородные металлы, уже широко известные к тому времени. Масштабы использования металлов возрастали, и человечество вступило из бронзового века в железный, поскольку железные РУДЫ оказались доступнее медных. В 1-м тысячелетии до н.э. преобладало железо, которое научились соединять с углеродом при кузнечной обработке в присутствии древесного угля. Пока точно не установлено, когда началось применение термической обработки стали, но все же известно, что в 9 и 8 вв. до н.э. жители Луристана (территория западного Ирана) использовали ее в быту и технике.

Сознательное создание новых керамических и металлических материалов и изделий было обусловлено определенным прогрессом производства. Возрастала необходимость в более глубоком понимании свойств материалов, особенно прочности, ковкости и других качественных характеристик, а также способов возможного изменения их. К этому времени развились мореплавание, ирригация, постройка пирамид, храмов, укрепление грунтовых дорог и т.д. Пополнились новыми сведениями и фактами теоретические представления о материалах.

Первыми и наиболее правдоподобными суждениями о сущности качества материалов и о слагающих частицах вещества были суждения древнегреческих философов Демокрита (около 460 или 470 до н.э.) и Эпикура (34 1—270 до н.э.). Их учёния об атомизме воз никли под влиянием наблюдений за состоянием и свойствами при родных камней, керамики, бронзы и стали. Примерно к тому же времени относится и философия древнегреческого ученого Аристотеля, который установил 18 качеств у материалов: плавкость—не плавкость, вязкость—хрупкость, горючесть—негорючесть и т.п. Три известных состояния вещества (твердое, жидкое и газообразное) и отношение их к энергии выражалось Аристотелем четырьмя элементами: землей, водой, воздухом и огнем, что с позиций физики являлось определенным достижением. Римский философ Тит Лукреций Кар (99-—55 до н.э.) в дидактической поэме «О природе вещей» излагал свои суждения о природе свойств материалов: «. что, наконец, представляется нам затверделым и плотным, то состоять из на чал крючковатых должно непременно, сцепленных между собой на подобие веток сплетенных. В этом разряде вещей, занимая в нем первое место, будут алмазы стоять, что ударов совсем не боятся, да лее — твердый камень и железа могучего крепость, так же как стойкая медь, что звенит при ударах в засовы. »

Для древнего периода науки весьма характерна нерасчлененность ее по отдельным видам строительных материалов. В значительной мере в ней прослеживается общая взаимосвязь между качеством. материалов и их атомистическим составом, хотя, естественно, до подлинных научных химических знаний о составе и свойствах было еще весьма далеко. Теория строилась в основном на догадках, интуициях, хотя были и удивительные решения, например в 3 в. до н.э. уже умели придавать строительным растворам гидравлические свойства, т.е. способность к их твердению в водной среде с помощью природных добавок. Этим же специалисты занимаются до сих пор.

К первому периоду относится и средневековье с характерной для него алхимией. Именно в этот период Парацельс заменяет четыре элемента Аристотеля тремя своими — солью, серой и ртутью, что можно расценить как интуитивное предсказание роли межатомных связей в формировании свойств веществ. К этому периоду относится и учение Декарта (1596—1650) о том, что природа представляет собой непрерывную совокупность материальных частиц, что движение материального мира вечно и сводится к перемещению мельчайших частиц — атомов. Перемещение атомов или, как их тогда называли, корпускул, составляло основу корпускулярной теории строения вещества, что было значительным достижением в области познания составов, внутренних взаимодействий и свойств веществ. Исследования, связанные с изучением внутреннего строения (структуры) материалов, развивались медленнее, хотя у философов античного периода, как отмечалось выше, были и теории, и некоторые опытные данные. Среди наиболеё выдающихся работ следует назвать публикацию Реомюра (1683—1757) о структуре (в современной терминологии — о микроструктуре) железа и ее изменениях. Опыты завершились получением нового материала — ковкого чугуна. В первых книгах по материаловедению Бирингуччо (1480—1539) и Агриколы (1494—1555) суммировались эмпирические сведения о сущности операций, выполняемых в литейном и кузнечном производствах, о плавлении руд и характере металлургического производства. Следует отметить, что к периоду средневековья относится также учреждение в Москве в 1584 г. «Каменного приказа» о камне, кирпиче и извести в связи с применением их в строительстве, который сыграл положительную роль.

Большой вклад в развитие науки о материалах был внесен гениальными русскими учеными М.В. Ломоносовым и Д.И. Менделеевым.

М.В. Ломоносов (1711—1765) заложил основы передовой русской философии и науки, особенно в области химии, физики, геологии. Он явился основоположником курса физической химии и химической атомистики, обосновывающей атомно-молекулярное строение вещества. В 1752 г. им было написано «Введение в истинную физическую химию». Касаясь распространенной в тот период корпускулярной теории, М.В. Ломоносов отмечал, что корпускулы — это мельчайшие частицы, ввел представление о молекулах и их отличии от атомов, а относительно еще более распространённого тогда учения о флогистоне, выделяющемся, якобы, при прокаливании метал лов и горении веществ, то он не только отверг такое учение о таинственном «веществе огня», но и дал научное объяснение химическим явлениям, протекающим при таких воздействиях огня. Кроме того, МВ. Ломоносов впервые написал книгу на русском языке по металлургии, разработал составы цветных стекол и способ изготовления мозаичных панно из них, высказал гипотезу о происхождении янтаря и др.

Второй этап развития строительного материаловедения условно начался со второй половины 19 в. и закончился в первой половине 20 в. Важнейшим показателем этого этапа явилось массовое производство различных строительных материалов и изделий, непосредственно связанное с интенсификацией строительства промышленных и жилых зданий, общим прогрессом промышленных отраслей, электрификацией, введением новых гидротехнических сооружений и т.п. Характерным является также конкретное изучение составов и качества производимых материалов, изыскание наилучших видов сырья и технологических способов его переработки, методов оценки свойств строительных материалов со стандартизацией необходимых критериев совершенствования практики изготовления продукции на всех стадиях технологии.

В номенклатуре материалов, кроме применявшихся на первом этапе камня немолотого или грубо околотого, меди, бронзы, железа и стали, керамики, стекла, отдельных вяжущих, например гипса, из вести, появились новые цементы, и начался массовый выпуск портландцемента, открытого Е. Челиевым в начале 19 в. В разработке новых для того времени минеральных вяжущих участвовали А.Р. Шуляченко, И.Г. Малюга, А.А. Байков, В.А. Китщ, В.Н. Юнг, Н.Н. Лямкн и другие ученые. Улучшилось качество и из древле известных извести и гипса. Так, И.В. Смирнов предложил использовать в строительстве молотую негашеную известь, в то время как в течение двух тысячелетий известь применялась после ее гашения водой; И.А. Передерий предложил высокопрочный гипс; А.В. Волженский при участии А.В. Ферронской — гипсоцементное пуццолановое вяжущее; П.П. Будников — ангидритовый цемент и др.

Быстро развивалось производство цементных бетонов различно го назначения; сформировалась специальная наука о бетонах — бетоноведение. В 1895 г. И.Г. Малюга издал первый в нашей стране труд «Состав и способы прищтовления цементного раствора (бетона) для получения наибольшей крепости». Он впервые вывел формулу прочности бетона и сформулировал так называемый закон водоцементного отношения. Несколько• раньше французский ученый Фере предложил формулу прочности цементного камня (и бетона). В 1918 г. была установлёна прочность бетона Абрамсом (США), уточненная Н.М. Бёляевьим, что послужило исходной позицией для разработки метода подбора (проектирования) состава плотного и высокопрочного бетона. Появилась и формула прочности Боломея (Швейцария), уточненная, БГ. Скрамтаевым применительно к отечественным исходным компонентам.

Аналогичный процесс обновления и интенсификации производства с одновременным развитием соответствующих наук на этом этапе произошел и в отношении многих других материалов. Так, на пример, на основе извести и портландцемента осуществлялся массовый выпуск разновидностей смешанных цементов и вяжущих веществ. Последующие исследования Н.М. Беляева, И.П. Александрина, Б.Г. Скрамтаева, Н.С. Завриева и других ученых способствовали существенному повышению качества бетона с уточнением ранее полученных зависимостей его прочности (Абрамсом, Боломеем). К этому же времени Н.А. Попов разработал научные основы технологии легких бетонов и строительных растворов, объемы применения которых быстро возрастали, особенно в жилищном строительстве. Были предложены новые разновидности искусственных заполнителей для легких бетонов — керамические, шлаковые и др.

В конце 19 в. формируется технология изготовления железобетона и получает развитие наука о железобетоне. Этот высокопрочный материал был предложен французскими учеными Ламбо и Ковалье, садовником Монье (1850—1870). В России А. Шиллер, а затем в 1881 г. Н.А. Белелюбский провели успешные испытания конструкций из железобетона, а в 1911 г. были изданы первые технические условия и нормы для железобетонных конструкций и сооружений. Особого внимания заслужили безбалочные железобетонные междуэтажные перекрытия, разработанные в Москве А.Ф. Лолей том (1905). В конце ХIХ в., послё успешных исследований, внедрен в строительство предварительно напряженный железобетон. В 1886 г. П. джексон, деринг, Мандель, Фрейсине взяли патент на его применение и развили этот метод. Массовое производство преднапряжённых конструкций началось несколько позже, а в нашей стране — на третьем этапе развития строительного материаловедения. К этому периоду относится внедрение и сборного железобетона. Развивались научные концепции производства многих других строительных материалов. Уровень познания поднялся так, что в цементной, полимерной, стекольной и некоторых других отраслях разрыв во времени между окончанием научной разработки и внедрением ее в производстве становился весьма малым, т.е. наука превращалась в непосредственную производительную силу.

В нашей стране, как и в других развитых странах, создавались отраслевые научные институты — НИИЦемент, НИИЖелезобетон, НИИСтройполимер, НИИАсбестоцемент, НИИКерамика, НИИ- Минерального сырья и др. Периодически собирались национальные и международные конгрессы по проблемам дальнейшего совершенствования технологий и повышения качества традиционных и новых материалов. В них остро нуждалось жилищное, промышленное, гражданское, дорожное, гидротехническое, сельскохозяйственное и другие виды строительства. Развитие практики на этом этапе в строительном материаловедении было в известной мере гипертрофировано по сравнению с теорией. Раскрытие теоретических принципов и общих закономерностей сдерживалось необходимостью быстрейшего решения проблемы интенсификации производства строительных материалов и изделий для удовлетворения острой нужды в них в этот трудный период времени.

Гипертрофирование практики выразилось, в частности, в том, что фундаментальная наука о материалах именовалась как «Строи тельные материалы» с достаточно подробным описанием в них производимых материалов и изделий, но, как правило, вне связи между собой. Под этим названием издавались учебники для студентов высших и средних специальных учебных заведений. Одним из первых массовым тиражом в 1896 г. вышел в свет учебник В.В. Эвальда, переиздававшийся затем 14 раз под названием «Строительные матери алы, их изготовление, свойства и испытания». далее следовали аналогичные учебники «Строительные материалы», подготовленные В.А. Киндом и С.д. Окороковым (1934 г.), Б.Г. Скрамтаевым, Н.А. Поповым и др. (1950 г.), В.А. Воробьевым (1952 г.), А.Г. Комаром (1967 г.), а также другими авторами с неоднократным их переизданием. Несомненно, эта учебно-методическая литература сыграла и продолжает играть свою роль главнейших систематизированных пособий в изучении научной практики производства строительных материалов и изделий, научных основ их качества и широкого применения в строительстве.

Третий этап охватывает период со второй половины ХХ в. до настоящего времени. Он характеризуется, во-первых, процессом дальнейшего расширения производства строительных материалов и углублением соответствующих им специализированных наук и, во-вторых, — интеграцией научных знаний о строительных материалах и изделиях в их сложной совокупности. Расширение производства материалов вызывалось по-прежнему необходимостью восстановления жилищного и промышленного фонда после второй мировой войны. Строительство было переведено на индустриальные способы, в частности, путем заводского изготовления изделий из железобетона, конвейеризации производства сборного бетона и железобетона. Если в 1950 г. в нашей стране было изготовлено 1, 3 млн. м сборного железобетона в виде панелей и блоков, то в

1960 г. — 30, 2 млн, м в 1970 г. — 84, 6 млн. м, в 1980 г. — 122 млн. м в 1985 г. — 151, 0 млн. м из которых почти

30 млн. м — предварительно напряженных сборных железобетонных конструкций. Увеличивались объемы выпуска изделий и конструкций из легких и ячеистых бетонов (в 1985 г. 25 млн. м). Соответственно быстро возрастала мощность цементной промышленности. Если в 1950 г. выпуск цемента составил 10, 2 млн. т, то в 1960 г. 45, 5, в 1970 г. 96, в 1980 г. 125, а в 1985 г. — 131 млн. т. Количество разновидностей цементов составило 30. Высокий уровень развития этой промышленности был также и во многих других странах

Керамическое производство стало высокомеханизированной и автоматизированной отраслью в промышленности строительных материалов. Во второй половине ХХ в. годовая производительность одной технологической линии составляла на заводах до ЗО млн. шт. стандартного кирпича. Были внедрены поточно-конвейерные линии с годовой производительностью до 1 млн. м облицовочных керамических плиток и до 800 тыс, м плиток для полов.

В стекольной промышленности выпуск листового стекла также быстро увеличивался: в 1950 г. — 77, в 1960 г. 147, в 1970 г. — 231, в 1980 г. — 245 млн. м Действовали механизированные линии по изготовлению стеклопрофилита.

Ежегодно нарастал. объем выпуска полимерных материалов повышенной термостойкости, прочности и негорючести, долговечности и стабильности, многих других строительных материалов и изделий. Рост производства сопровождался развитием и специализированных наук, их прогрессом. Существенный вклад в развитие специализированных направлений науки о строительных материалах и изделиях, а также в совершенствование их производства и повышение качества в нашей стране внесли П.П. Будников, П.И. Бо женов, Ю.М. Бутг, И.И. Берней, Ю.М. Баженов, А.В. Волженский, И.Н. Ахвердов, В.А. Воробьев, Г.И.Горчаков, В.Д. Глуховский, И.А. Иванов, Г.И. Книгина, В.Г.Микульский, В.В. Михайлов, В.М. Москвин, Л.М. Перелыгин, И.А. Рьтбьев, П.В. Сахаров, П.Н. Соколов, В.В.Тимашев, А.Я. Тихонов, И.М. Френкель, А.Е. Шейкин, С.В. Шестоперов, М.И. Хигерович, В.М. Хрулев, В.И. Харчевников и др. Большой научный и практический вклад на соВременн9м этапе строительного материаловедения внесли многие зарубежные специалисты.

Процесс специализации наук о строительных материалах продолжался. Возникли стыковые области познания комплексных мате риалов, например полимерцементных, силикатополимерных, шлакокерамических и многих других. Это существенно обогащало практику строительного материаловедения, отрасли. промышленности строительных материалов и изделий.

Третий этап строительного материаловедения характеризовался не только развитием практики, но и теории, систематизацией теоретических знаний о материалах в их сложной совокупности и взаимосвязи. Были установлены общие закономерности в свойствах искусственных и природных материалов оптимальной структуры, общие научные принципы в технологиях различных материалов, общие методы оптимизации их структуры, обобщенные критерии (качественные и количественные) прогрессивных технологий и др.

Первые обобщения в науке о материалах выразились в разработке д.С. Белянкиным (1876—1953) технической петрографии с по лучением огнеупоров, абразивов и некоторых других искусственных камней. Новым импульсом развития материаловедческой науки на третьем этапе стала физико-химическая механика — пограничная наука между физической химией и механикой, разработанная П.А. Ребиндером при участии большой группы ученых (в том числе вузов), отмеченных АН СССР, Н.А. Попова, А.Н. Попона, Г.И. Логгинова, М.П. Воларовича, Н.Н. Иванова, И.А. Рьтбьева, К.Ф. Жигача, д.М. Толстого, Г. Д. Диброва, Б.В. Веденеева, Е.Е. Сигаловой, Л.А. Казаровицкого, Л.П. Орентлихер и др. В этой области науки показаны основы управления технологическими процессами получения различных строительных и конструкционных материалов с заданными свойствами, высокой надежностью и долговечностью. Определены условия эффективного дробления и тон кого измельчения, резания и механической обработки твердых тел с учетом воздействия окружающей среды. Направлённостью к обобщениям и интеграции в науке о материалах отличаются исследования О.П’. Мчедлова-Петросяна, П.И. Боженова, А.В. Нехорошева, П.Г. Комохова, В.И. Соломатова, В.И. Харчевникова и др.

С начала второй половины ХХ в. возникла и получила последующее развитие теория искусственных строительных конгломератов как «важнейший компонент современного строительного материаловедения» Она была разработана И.А. Рьибьевым и его научной школой. В ней изложены: сущность теоретической технологии; научные принципы формирования оптимальных структур, при которых материалы становятся подобными между собой экстремальными значениями структурочувствительных свойств; общие и притом объективные (т.ё. встречающиеся в природе, например у горных по род, древесины) закономерности изменения свойств (закон створа, закон конгруэнции, закон прочности и некоторых других свойств) в математических выражениях; основные аспекты долговечности материалов; теория методов (методология) научного исследования и технического контроля качества и т.п. (см. ниже 1.3).

Третий компонент, присутствующий в науках в виде основ мировоззрения, имеется, естественно, и в данной науке о материалах. Здесь он отличается от других компонентов (практики и теории) не только своей философской направленностью, выражающейся в научноабстрактных законах этой фундаментальной строительной на уки, но и специфическими тенденциями ее развития: углубление дифференцированных знаний о каждом строительном материале и синтез научных знаний о материалах в их сложном и систематизированном единстве. В этом единстве обеих тенденций заключена одна из эффективных внутренних сил поступательного развития строительного материаловедения с разработкой и доказательством новых гипотез и закономерностей, с прогнозированием будущих успехов в практике и теории. [2]

Значение курса “Строительные материалы” в общей подготовке строителей важно потому, что ни одно сооружение нельзя правильно проектировать, построить и эксплуатировать без наличия соответствующих строительных материалов и всестороннего знания их свойств.

Кроме стандартов действует система нормативных документов, объединенная в Строительные НОРМЫ И правила (СНиП). СНиП это свод нормативных документов по проектированию, строительству и строительным материалам, обязательный для всех организаций и предприятий.

Стандартизация на материалы и изделия велась десятилетиями и имеет положительное значение, как, например, для нашей бывшей централизованной системы с недостаточным выбором и дефицитом. Но возможно проводить специальную сертификацию параметров материалов, которые б диктоваться, также и требованиями заказчика и покупателя.

В России производство строительных материалов возникло в далеком прошлом. Уже в глубокой древности наши предки умели изготавливать глиняный кирпич, воздушную и гидравлическую из весть, широко использовали древесины и природный камень.

В царствовании Ивана Грозного для систематизации накопившегося за столетия т опыта. был создан “Приказ каменных дел’, который руководил государственным производством строительных материалов и строительством. главным образом, крепостных сооружений.

В последующие годы это производство развивалось не быстрыми темпами и только подъем наблюдается при Петре 1, который в связи с закладкой новых городов и крепостей поощрял производство строительных материалов.

Отмена крепостного права и начало развития капитализма в Рос сии послужили мощным толчком для роста промышленности и в том числе производства строительных материалов. Со второй поло вины ХIХ в. стали строиться заводы портландцемента, механизированные печи для обжига известняка, заводы для выпуска кирпича, облицовочной плитки, начинает применяться железобетон.

В начале ХХ века Россия становится не только богатой аграрной, но и довольно мощной индустриальной державой. Построены крупные металлургические и машиностроительные предприятия, шахты, железные дороги, порты, мосты и т.п.

Нарастает жилищный бум, только в Москве к 1913 г. ежегодно строилось до З тыс. 5-7 этажных кирпичных, так называемых доходных домов, что требовало весьма развитой строительной базы. Однако эволюционное развитие страны было на подъеме остановлено первой мировой войной, затем революциями и гражданской войной.

Производство строительных материалов резко снизилось, многие цементные заводы и другие предприятия были разрушены.

Война с Германией 1941-1945 гг. привела к опустошительному разрушению западной части страны, после чего длится долгий восстановительный период. Задача стоит не в создании архитектурных шедевров, а в строительстве самого необходимого и в сжатые сроки.

Начиная с 50-годов, в стране постоянно увеличивается выпуск строительных материалов. К 8 годам по производству цемента, металла, сборного железобетона, асбоцемента, листового стекла мы намного опередили другие страны. Однако существовавшая эконо- чическая и политическая система жесткого государственного монополизма стала тормозом и в строительной индустрии.

Большинство предприятий строительной индустрии пока еще не может конкурировать на мировом рынке с зарубежными фирмами в силу изношенности оборудования, устаревшей технологии, низкой культуры производства и качества продукции. Многие современные технологии, оборудование и материалы приходится закупать за границей. Лучшие здания стали возводить с помощью зарубежных фирм вплоть до привлечения иностранных рабочих. Отечественные архитекторы, выигрывая престижные международные конкурсы, приглашаются в другие страны, так как у нас нет возможности реализовать их проекты. Строительный комплекс требует значительной модернизации и вовлечения в общемировую интеграцию.

Тем не менее за прошедшие десятилетия построены новые города, возведены уникальные объекты такие, как гидротехнические сооружения, промышленные предприятия, атомные электростанции, научные, учебные и общественно центры. В последние годы строительный комплекс, в целом, не теряет своих темпов развития. Все это потребовало усилий нашей научно-инженерной общественности. Отечественная наука играла и играет важную роль в развитии строительных материалов. Созданные нашими учеными технологии производства цемента, металла, бетона, керамики, теплоизоляционных материалов, заводского домостроения используют многие страны.

Ниже кратко изложены сведения о достижениях российских ученых, заложивших научные основы в ведущих отраслях производства строительных материалов и получивших международное признание.

Природные каменные материалы. Целенаправленная разведка каменных материалов и испытание их началось в России с 70-х годов прошлого столетия в связи со строительством железных дорог и мостов. Исследования свойств материалов велись под руководством И.А.

Беледюбского (1845-1922) в Петербургском: ком путейском институте и Н.К.Лахтина (1861-1935) в Москве.

Благодаря исследованиям Д.СБелянкина (1876-1953), В.А. Обручева (1863-1956), А.Е. Ферсмана (1 883- 1945), Ф.Ю.Левинсон-Лессин га (1 861-1939) удалось выявить огромные запасы природных камен НЫХ материалов во многих районах страны для удовлетворения нужд строительства и полностью прекратить ввоз гранитов и мрамора из-за границы.

Вяжущие материалы. Основоположником теории и практики промышленного производства портландцемента является профессор Военно-инженерной академии А.Р. Шуляченко (1841-1903), которого называют “отцом русского цементного производства”. Вначале в Рос сии применялись иностранные цементы, но благодаря научным и практическим изысканиям А.Р. Шулзгченко отечественные цементы, достигшие высокого качества, вытеснили иностранные цементы. Разработанная им теория твердения гидравлической извести и цементов не потеряла актуальности в своей основе и до настоящего времени. Дальнейшее развитие этой теории принадлежит А.А. Байкову (1870- 1946), В.А. Кинду (1883-1938), В.Н. Юнгу (1882-1956), П.А. Ребиндеру (1898-1972). Новым видам вяжущих материалов и изделиям из них посвящены работы П.П. Буднякова (1885-1968), А.В. Волженского (1899-1993), П.И.Боженова (1904-1999).

Бетоны. Выдающийся вклад в научную технологию бетона внес профессор Военно-инженерной академии И. Г. Малюга (1853-1933). Результаты его исследований дали зависимость прочности бетона от содержания воды, трамбования при укладке бетонной смеси, крупности песка, щебня и гравия.

Обширные исследования бетонов были проведены Н.М. Беляевым (1890-1944), И.П. Александровым (1888-1953). С 30-х годов предложены новые способы расчета тяжелых бетонов Б.Г. Скрамтаевым (1905-1966) и легких бетонов Н.А. Поповым (1899-1964).

Железобетон. Большая заслуга в развитии железобетона принадлежит Н.А. Белелюбскому (1845-1922), под руководством которого были проведены первые в России испытания железобетонных конструкций и возведен ряд сооружений. В начале этого столетия железобетонные конструкции проектировали и строили С.И. Дружинин (1872-1935), А.Ф. Лолейт (1868-1933) и др.

Современную школу расчета и проектирования железобетонных конструкций создали А.А. Гвоздев (1897-1986), ПЛ. Щетернак (1885-1963), В.И. Мурашев (1904-1959), Н.В. Никитин (1907-1973) (автор Останкинской телевизионной башни в Москве) и др.

Металлы. Возникновение науки о металлах было обусловлено потребностями техники. П.П. Аносов (1799-1851) разработал технологию выплавки высококачественной стали, установил зависимость свойств металлов от их кристаллического строения. Впервые при- менив микроскоп для изучения строения стали, Д.К.Чернов (1839- 1921) научно объяснил нагрев и охлаждение металлов, указал способы управления этими процессами. Н.С. Курнакор (1860-194 1) и А.А. Байков (1 870-1946) разработали современную теорию образования сплавов и методы их физико-химических исследований.

Создателями металлических конструкций и сооружений являются В Г Шухов (1853 1939) Н С Стрелецкий (1885 1967), Л.Д. Проскуряков (1858 — 1926).

Пластмассы. Промышленность полимерных материалов опирается на открытии русских химиков. Огромное значение для развития синтеза сыграли исследования АМ Бутлерова (1828 1886) творца теории строения органических веществ. Им осуществлен синтез изобутилена для производства полиизобутилена применяемого в качестве каучуков а также открыты основные полимерные формы формальдегида, являющегося основой многих пластмасс. Важное значение имели исследования М.Г. Кучерова (1850-19 11) и А.Е. Фаворского (1860 1945) выяснивших механизм изомерных превращений непредельных соединений, В.В. Солонина (1862-1934), впервые осуществившего реакцию сополимеризации, и С.В Лебедева (1874- 1934), много давшего для теории и практики полимеризации этиле новых соединений, пользующихся большим распространением в промышленности пластмасс.

3. Краткие сведения из истории развития производства строительных материалов.

Виды строительных материалов и их технология изменялись в связи с развитием производительных сил и сменой производственных отношений в человеческом обществе.

Простейшие материалы и примитивная технология заменялись более совершенными, ручное изготовление строительных материалов сменялось машинным. Расширялся и видоизменялся ассортимент строительных материалов. Но некоторые виды материалов (например, кирпич, известь, лес, стекло и др.) применяются на протяжении многих эпох.

Для первобытных построек применялись простейшие материалы: глина, лоза, тростник, дерево и природный камень.

При постройке крупных сооружений в рабовладельческом обществе (крепостей, дворцов, храмов, военных дорог и мостов) широко использовались горные породы; их обрабатывали в виде камней и плит правильной формы (Урарту, Хорезм и др.). В тех районах, где природного камня было мало, употребляли высушенный (необожженный) кирпич из глины или речного ила. Для облицовки стен, сложенных из необожженного кирпича-сырца, позднее стали применять обожженные изделия из глины (кирпич и облицовочные плиты). Обжиг глиняных изделий, придающий им прочность и водонепроницаемость, применялся в глубокой древности; это одно из крупнейших изобретений человека. Вначале этот способ применялся для изготовления посуды формовали с помощью каркаса, сплетенного из лозы, а затем, после появления формовочного круга, и без каркаса, а после этого обжигали).

Уже в 7-6 веках до нашей эры получила распространение в качестве материала для кровель глиняная обожженная черепица, а в дальнейшем—терракота (облицовочные плиты) и кирпич—для стен. Вообще же керамические изделия известны не менее 12 тысяч лет.

Для скрепления камней при возведении построек были необходимы вяжущие вещества. Первыми вяжущими веществами, появившимися в древности, были: глина, гипс, известь, а также асфальт. Все они, кроме асфальта, способны твердеть только на воздухе.

Затем для строительства фундаментов, водопроводов, портов и других гидротехнических сооружений, потребовались вяжущие вещества, способные твердеть в воде. Таким простейшим вяжущим применявшимся еще в древности на юге и в центре нашей страны, была смесь извести с толченым (молотым) слабообожженным кирпичом (так называемой цемянкой), а в древнеримском строительстве—кроме того, смесь извести с вулканическим пеплом (пуццоланой).

Вяжущие вещества применялись в древнем строительстве не только для каменной кладки, но и для получения простейшего бетона. Из других строительных материалов в рабовладельческом обществе были известны стекло и краски.

В средние века раздробленность феодальных владений и удорожание рабочей силы заставляли отказываться от использования природного камня, на обработку которого затрачивалось много труда, и применять более дешевые и прогрессивные материалы, большое распространение получило производство кирпича и черепицы.

Развитие капитализма вызвало широкое промышленно железнодорожное и военное строительство материалы высокой прочности — появились строительные и броневые стали, был изобретен в 70-х годах ХIХ века железобетон.

Изобретению железобетона предшествовало создание ряда вяжущих веществ (гидравлическая известь, романцемент), твердеющих в воде и обладающих более высокой прочностью ста рое вяжущее известь.

В начале ХIХ века в России был изобретен и изготовлен цемент хорошего качества.

Начиная с 60-х годов ХIХ века, после усовершенствования технологии и повышения прочности цемента, он становится основным вяжущими для изготовления бетона и железобетона.

В конце ХIХ и в начале ХХ веков получило развитие производство искусственных каменных материалов (силикатного кирпича, асбестоцемента, шлакобетона и др.), а также различных тепло- и гидроизоляционных материалов.

Грандиозное строительство, развернувшееся в нашей стране после Великой Октябрьской социалистической революции, потребовало реконструкции старых и постройки новых заводов строительных материалов. В годы пятилеток были введены в строй сотни заводов строительных материалов, оснащенных новейшим, высокопроизводительным оборудованием. Созданы и применяются в строительстве новые, более экономичные мате риалы (пустотелый кирпич, шлаковые цементы, цементы с активными добавками, легкие бетоны и др.), значительно расширено производство местных материалов, не требующих дальних перевозок и удешевляющих строительство. Производство строительных материалов в СССР по сравнению с дореволюционной Россией возросло во много раз. Так, в 1952 г. было произведено по сравнению с 1913 г. стали в 8, 3 раза больше, цемента в 9, раз и т. д.

Для индустриального и скоростного строительства начали широко применять готовые строительные детали (железобетонные, металлические, деревянные, гипсовые, крупные шлакобетонные блоки), получаемые со специальных заводов. В связи с этим коренным образом меняется характер строительства: здания или сооружения целиком или частично возводятся из готовых деталей путем их сборки кранами. Это намного повышает производительность труда, удешевляет строительство и ускоряет его темпы. Создана новая отрасль промышленности—фабрично-заводское производство сборных жилых домов и стандартных деталей из дерева, гипса, асбестоцемента и других материалов; развернуто производство новых теплоизоляционных материалов—минеральной ваты и древесноволокнистых плит.

ГБ последние годы получило развитие производство новых видов цемента, пустотелой облицовочной керамики, крупных пане лей для перекрытий и стен зданий, а также других высококачественных и эффективных строительных деталей и изделий.

. В стандартах устанавливаются форма, размеры, сорта. технические условия, правила приемки, методы испытания, а иногда и области применения данного материала.

4. Достижения отечественной науки, техники и промышленности.

В результате глубокого изучения истории развитий отечественной науки и техники восстановлен приоритет нашей страны в ряде областей, в том числе и в технологии строительных материалов, остававшийся ранее неизвестным или намеренно замалчивавшийся.

Наши ученые и новаторы производства в области строительных материалов продолжают и развивают работы первого русского химика и технолога—великого ученого М. В. Ломоносова, а также знаменитого русского ученого в области химии и химической технологии Д. И. Менделеева, обогащают науку и технику новыми замечательными достижениям

4.1. Природные каменные материалы.

Широкие разведки каменных строительных материалов и испытание их в России начались с 70-х годов ХIХ века, главным образом в связи с постройкой железных и шоссейных дорог, продолжением строительства Петербурга и других центров. Ведущая роль в исследовании каменных и других материалов принадлежала механической лаборатории, организованной в 1853 г. в Петербурге при Институте инженеров путей сообщения. Это была первая в России лаборатория по испытанию строительных материалов. Ее деятельность приобрела особый размах с 1875 г., когда лабораторию возглавил проф. Н. А. Белелюбский.

Наряду со многими другими ценными работами Н. А. Белелюбского большое значение имели его работы по исследованию морозостойкости каменных материалов. В 1886 г на международной конференции по испытанию материалов был принят его метод испытания морозостойкости, по которому насыщенные водой образцы камней подвергаются многократному попеременному замораживанию и оттаиванию. Этот метод применяется и сейчас во всем мире.

В дальнейшем каменные материалы в России исследовали проф. И. Г. Малюга в Военно-инженерной академии в Петербурге, проф. Н. К. Лахтин в лаборатории Училища живописи, ваяния и зодчества в Москве (теперь лаборатория Московского архитектурного института) и др. Но все же в царской России знание природных богатств страны было крайне недостаточным. В силу этого считалось, например, что в стране нет хороших гранитов, и они зачастую ввозились из-за границы (из Швеции). Мрамор ввозили из Италии.

Только при советской власти разведки полезных ископаемых и исследования каменных материалов получили должное развитие. Благодаря работам Академии наук СССР, трудам академиков Д. С. Белянкина, Ф. Ю. Левинсон-Лессинга, В. А. Обручева, А. Е. Ферсмана и других ученых, а также работам дорожноисследовательских и строительных институтов теперь хорошо известны и используются наши богатейшие месторождения каменных материалов (гранитов, мраморов, известняков и др.). Из отечественных каменных материалов построен мавзолей Ленина и Сталина, ими украшены станции Московского метрополитена, из них возведены многие выдающиеся сооружения последних пятилеток. С самого начала установления советской власти наша страна полностью избавилась от импорта каменных материалов, а добыча и применение отечественных каменных материалов все время расширяются.

Широко применяются в нашем строительстве новые каменные (легкие и малотеплопроводные) материалы — туф, пемза и ракушечник. Хотя ценность этих материалов была известна еще в древности строителям Закавказья и они частично применялись, но полностью изучить свойства указанных материалов и внедрить их в строительство удалось только советским ученым и инженерам. В СССР в настоящее время имеются крупнейшие в мире механизированные разработки артикского туфа, пемзы и известняка-ракушечника. Широко внедряются камнерезные машины для массового изготовления стеновых и облицовочных камней, созданные лауреатом Сталинской премии А. М. Столяровым и др.

4.2. Искусственные каменные материалы (керамические и силикатные).

По производству основного искусственного стенового строи тельного материала — кирпича — Советский Союз уже перед началом Великой Отечественной войны занимал первое место в мире (в 1940 г. в СССР было произведено 7 млрд. кирпичей, а в США — только 5 млрд.). В настоящее время первое место в мире по производству кирпича прочно закреплено за Советским Союзом

Весь длинный путь технического развития кирпично-черепичной промышленности, от ручной формовка и сушки на полянках или под навесом до современного, полностью. механизированного производства, потребовавший за рубежом около столетия, пройден в СССР за 30 лет. Это стало возможным благодаря индустриализации страны и широкому развитию научных исследований.

Отечественными учеными были подробно. изучены глины на шей страны (труды акад. В. И. Вернадского, проф. П. А. Земятченского и др.). Это способствовало созданию сырьевой базы:

для производства кирпича и керамики.

Для роста кирпичной промышленности большое значение имело создание ленточных и других прессов отёчественной конструкции. Это обеспечило массовую механизацию формовки кирпича-сырца.

В последние годы кирпичная промышленность получила отечественные мощные вакуумпрессы, а также высокопроизводительные прессы системы лауреата Сталинской премии т. Мелия и др. для производства кирпича и пустотелой керамики способом полусухого прессования.

Исследования советских ученых и работы наших инженеров позволили перейти к круглогодовому производству кирпича на основе искусственной сушки сырца в специальных сушильных установках. За последние годы на советских кирпичных заводах построено большое количество таких сушилок. Тем самым решен важнейший вопрос о круглогодовом выпуске кирпича на крупных заводах.

Благодаря достижениям мастеров кирпичного производства— лауреатов Сталинской премии ‚гг. Дуванова, Мазова, Мукосова Картавцева и других значительно ускорен срок сушки кирпича сырца и его обжига в печах непрерывного действия.

Промышленность выпускает теперь большое количество эффективного пустотелого и дырчатого кирпича, крупных керамических камней и облицовочных изделий, особенно необходимых для строительства высотных и многоэтажных зданий.

Более дешевый силикатный кирпич (из извести и песка) вы пускается в СССР также в большем количестве, чем в л другой стране мира.

Важнейшие работы об искусственных каменных (силикатных) материалах принадлежат советским ученым: проф.. Н.. Н. Смиркову (изучение петрографии силикатного кирпича) и проф. А В Волженскому (теория гидротермической обработки строительных материалов в автоклавах). Если к тому же отметить ценные практические руководства по производству кирпича, т будет справедливым утверждать, что в теории и практике данной области Советский Союз стоит на первом месте в мире.

Советские специалисты значительно расширили области производства и применения силикатных материалов; ими разработаны способы получения ряда новых строительных материалов. Это облицовочные силикатные плиты, особо легкие материалы—пеносиликат, созданный лауреатом Сталинской премии И. Т. Кудряшевым.

4.3. Вяжущие вещества.

Изобретение так называемого портландцемента, обладающего большей прочностью, чем известь, и способностью твердёть в воде и послужившего поэтому основой для железобётона, формально во всей мировой литературе приписывается английскому каменщику Аспдину, получившему патент в конце 1824 г. Однако это неверно и объясняется незнанием и зама работ русских людей. Простейший цемент изготовлялся в России уже в Х’У веке, а в 1817—1825 гг. в Москве начальник военно-рабочей команды Е. Г. Челиев изготовлял из искусственной смеси извести и глины, сильно обжигая ее и размалывая с добавкой гипса, цемент уже сравнительно высокого качества.

Е. Г. Челиев завершил свои работы опубликованием в 1825 г. книги, содержавшей не только практические данные, но и научное обоснование способа; изготовления цемента. Несомненно, что для производства и применения цемёнта в строительстве и создания книги потребовалось несколько лет. Следовательно, цемент был изготовлен в России до 1824 г., и приоритет его открытия принадлежит нашей стране.

Основоположником теории и практики промышленного производства цемента в России был профессор Военно-инженерной академии А. Р. Шуляченко, являвшийся начальником кафедры химии и технологии строительных материалов с 1864 по 1903 г.

Конференция Военно-инженерной академии в 1903 г. так оценила заслуги проф. Шуляченко:

«Он по справедливости может считаться отцом русского цементного производства, так как благодаря его энергии, практическим указаниям и руководству выделка русских портландцементов достигла такого совершенства, что почти вытеснила из России иностранные цементы, сохранив тем внутри страны не один десяток миллионов рублей, уходивших до того за границу на покупку английских, немецких и шведских фабрикатов» («Инженерный журнал», 1904 г., №1).

На той же конференции Академии отмечалось, что с действительного члена Академии наук УССР П. П. Будникова и др., «Технология стекла> проф. И. И. Китайгородского и др.

Наши ученые, инженеры и новаторы производства успешно борются за дальнейшее развитие советской ‚ строи тельных материалов, сознавая, что расширение производства и повышение качества всех основных строительных материалов, особенности металла, кирпича, цемента и бетона, являются од ним из важных условий для матёриального обеспечения построения коммунистического общества. [1]

5. Строительные материалы в народном хозяйстве и исторические сооружения.

Строительные материалы являются основой нашего огромного строительства — промышленного, жилищного, гидротехнического, транспортного.

К числу важнейших строительных материалов относятся: металл, лесные материалы, цемент, бетон, кирпич, камень, шифер (асбестоцементный), черепица, рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы, теплоизоляционные, стекло и др.

Значение строительных материалов для народного хозяйства видно из того, что расходы на них составляют около 50% стоимости строительства (без стоимости оборудования). Для удешевления строительства чрезвычайно важно дальнейшее снижение стоимости строительных материалов и экономия их.

Более решительное внедрение новых прогрессивных стеновых материалов; увеличение производства шлакобетонных и крупных бетонных блоков; значительное увеличение выпуска новых высококачественных отделочных и облицовочных строительных материалов, деталей и конструкций заводского изготовления из керамики, гипса, бетона и железобетона, способствующих дальнейшей индустриализации строительства, снижающих его стоимость и улучшающих архитектурно строительные и эксплуатационные качества зданий и сооружений.

В начале ХХI века задаются вопросом о будущих строительных материалах. Бурное развитие науки и техники затрудняет прогнозирование: еще четыре десятилетия назад не было широкого применения полимерных строительных материалов, а о современных «истинных» композитах было известно только узкому кругу специалистов. Тем не менее можно предположить, что основными строительными материалами также будут металл, бетон и железобетон, керамика, стекло, древесина, полимеры. Строительные материалы будут создаваться на той же сырьевой основе, но с применением новых рецептур компонентов и технологических приемов, что даст более высокое эксплуатационное качество и соответственно долговечность и надежность. Будет максимальное использование отходов различных производств, отработавших изделий, местного и домашнего мусора. Строительные материалы будут выбираться по экологическим критериям, а их производство будет основываться на безотходных технологиях.

Уже сейчас имеется обилие фирменных названий отделочных, изоляционных и других материалов, которые в принципе отличаются только составом и технологией. Этот поток новых материалов будет увеличиваться, а их эксплуатационные свойства совершенствоваться с учетом суровых климатических условий и экономии энергетических ресурсов России. [3]

Строительными материалами называют разнообразные по составу, структуре, форме, техническим свойствам, исходному сырью и технологии производства вещества, применяемые в жилищно-гражданском, промышленном, сельском, гидротехническом, дорожном и специальных видах строительства.

Строительными изделиями называют отдельные элементы, изготовленные из строительных материалов (например, железо- бетонная панель, состоящая из цемента, песка, щебня и воды, армированная стержнями, сетками, каркасам кирпичный блок, сложенный из кирпича на цементном растворе и др.).

Простейшими строительными материалами, которые начал применять человек, были глина, древесина, тростник, листья, шкуры животных, лед, снег, а также легко добываемые валуны, мягкие камни и др. В горных районах человек пользовался естественными или искусственно выдолбленными в мягких породах пещерами, на болотистых и заливаемых водой местах сооружались жилища на столбах, деревьях и т. д.

Многие строительные материалы, применяемые в настоящее время, известны давно., Например, кирпич-сырец и кирпич обожженный известны в строительстве более 12 тыс. лет. Сооружения из бетона на известковом растворе применялись еще в глубокой древности.

В Южном Туркестане (возле ст. Каахка) при раскопке по селения, возникшего более б тыс. лет тому назад, найдены изделия из керамики, камня, меди.

Для сооружения города Махенджодаро в Индии, построенного 5 тыс. лет тому назад, применялись тесаные камни, гидравлические растворы.

Монументальные памятники, такие как гробницы египетских пирамида Хеопса и другие, сооружены за 2— 4 тыс. лет до я. э. из крупных каменных элементов, плоских

балочных перекрытий, в отдельных конструкциях применены деревянные связи. Внутренняя и наружная отделки осуществлялись

в то время декоративными металлами, изразцами, живописью.

За 2—З тыс. лет до н. э. на территории Украины уже применяли керамику (трипольская культура).

В Индии в г. Дели в 4 в. установлена кованая колонна из чистого железа.

Древнеримские сооружения (грандиозные театры, триумфальные арки, акведуки и др.) возведены из бетонов. Отделку их выполняли из керамики, стекла, гипса. Бетонные своды построек, давностью более 2 тыс. лет, сохранились и поныне.

Одним из величайших сооружений в Риме конца 1 в. до н. э. является Колизей, вмещавший до 50 тыс, зрителей. Он выстроен из бетона, кирпича, природных камней.

В 1—5 вв. до н. э. и позднее в Армении, Грузии, Азербайджане построены выдающиеся сооружения из местных каменных строительных материалов (пещерный город Уплис-Цихе, мавзолей в Нахичевани и др.).

При постройке Великой китайской стены (213 г. до н. э.) были применены бетон на известковом вяжущем, кирпич, камни. В сооружениях Древнего Китая для наклонных кровель использовали солому, бамбук, глиняную черепицу. Для отделки применяли кирпич, глазурованную керамику, фарфор.

Храмы Посейдона и Парфенон в Греции построены в 5 в. до н. э. из мрамора, туфа и искусственных материалов — кирпича, глазурованной керамики, позолоченного металла; для кровли применяли черепицу.

В 6 в. до н. э. в Вавилоне для постройки дорог использовали битум.

Во время раскопок на территории древнего города Ольвии найдены различные строительные художественные керамические изделия, относящиеся к 6 в. до н. э.

В 5—6 вв. и позже у народов Средней Азии при строительстве монументальных сооружений широко применяли декоративную облицовку из цветного кирпича, многоцветных глазурованных плиток.

Техника производства кирпича ‘была известна на Руси до Х столетия н. э. Например, стены Десятинной церкви в Киеве были сложены из обожженного кирпича (плинф) размером 340х270х40 мм. Кирпичи такого же размера встречаются в кладке Преображенского собора в Чернигове, Софийского собора и Золотых ворот в Киеве. Древние полы Софийского собора выполнены из шестигранных цветных керамических плиток Изображения на стенах расписаны фресками (окраска по свежей штукатурке земляными красками), набраны стеклянными смальтами. На территории Десятинной церкви при раскопках найдены мастерские 6 в. В них обнаружены сырье, стеклянная глазурь, стеклянная смальта и тигли (в которых плавили смальту).

В конце ХI в. в Переяславе-Хмельницком были построены из кирпича и камня церкви Михаила и Андрея, а также собор Софии в Новгороде и др.

Высокохудожественные образцы древней керамики найдены в Белгороде, Владимире на Клязьме, Новгороде и других древ них городах Руси.

В середине 7 в. в Москве, Киеве, Пскове, Новгороде и других городах Древней Руси русскими зодчими были созданы выдающиеся инженерные сооружения из древесины. Большой деревянный наплавной мост через р. Днепр в Киеве был по строен в 1115 г.

В 1156 г. князь Юрий Долгорукий воздвиг в Москве укрепления из древесины. В 1367 г. князь Дмитрий Донской выстроил каменные стены вокруг столицы. Во второй половине ХУ в. были выстроены из кирпича в Москве знаменитый Успенский собор, дворец в Угличе и другие архитектурные памятники, новые кирпичные стены и башни Кремля, сохранившиеся до настоящего времени. В 16 в. на Руси было построено большое количество крепостей, различных военных укреплений. В строительстве сооружений этого типа кирпич являлся основным строительным материалом. В 1508 г. вокруг Кремля был устроен глубокий ров, откосы которого облицованы кирпичом и камнем. В конце 15 и начале 16 вв. в общем ансамбле Кремля были возведены новые соборы, Грановитая палата и другие здания.

Крупным достижением русской строительной техники того времени является сооружение каменной колокольни Ивана Великого высотой более 80 м.

В середине 16 в. русскими зодчими Бармой и Посником для сооружения храма Василия Блаженного в Москве были широко использованы обыкновенный и цветной кирпичи, природный камень, черепица, кровельное железо, плоские железо-кирпичные перекрытия.

В тот период уже была известна техника склеивания древесины.

В 16 в. при Иване Грозном столица России Москва значительно расширилась — Китай-город, где находился торговый посад, был обнесен кирпичной стеной.

В 16—17 вв. при строительстве Успенской церкви Киево-Печерской лавры была широко применена декоративная керамика. В ХУII—ХУI1i вв. появляются большие казенные кирпичные заводы в Москве, а затем и в Петербурге.

В 18 начале 19 вв. из среды русского народа выдвинулись замечательные русские зодчие: Баженов, Казаков, Захаров, Воронихин, Ухтомский, Старов и др.

Строительство этого периода знаменуется широким применением в Москве, Петербурге, Киеве и других городах мраморов, гранитов, керамических и стеклянных облицовок и других материалов.

В 18 в. в России известно применение асфальтовых материалов.

После изгнания в 1812 г. наполеоновских войск в России начало быстро развиваться в районе Москвы (Гжель), на Украине и на востоке страны керамическое производство.

Для многочисленных уникальных сооружений, построенных в 17 и начале 19 вв. (Адмиралтейство и Казанский собор в Ленинграде, Большой театр в Москве, Андреевская церковь в Киеве и многие другие), применены высококачественные природные и искусственные материалы. Богатство скульптур Адмиралтейства, гранитная Александрийская колонна в Ленин граде высотой 25, 5 м весом 500 т, монументальная колоннада Казанского собора из гранитных колонн весом каждая более 100 т, необычная красота внутренней отделки русскими само цветами, техника и искусство применения природных и искусственных материалов при сооружении многих зданий свидетель- ствуют о высоком качестве отечественных строительных мате риалов и мастерстве русских зодчих.

Научные основы технологии строительных материалов, теплотехники, горного дела и металлургии в России создал русский ученый М. В. Ломоносов. Идеи Ломоносова были использованы при постройке первых крупнейших в мире доменных печей.

Д. И. Менделеев — создатель периодической системы элементов — издал в 1859 г. труд «Стеклянное производство», который способствовал развитию и совершенствованию стекло делания в России. Массовое применение стекла в строительстве началось с 17 в.

Техническому прогрессу в области производства и приме нения вяжущих материалов способствовало изобретение портландцемента.

В 1824 г. англичанин Аспдин из г. Портланд получил па тент на изготовление вяжущего с гидравлическими свойствами путем обжига глиноизвестняковых смесей до спекания с последующим размолом их в порошок. Такое вяжущее было названо «портландцементом». Однако способ изготовления гидравлического вяжущего был известен в России в начале 19 в. Русский военный техник Егор Челиев в 1825 г. издал в Москве книгу «Полное наставление как приготовлять дешевый и лучший мертель или цемент». В этом труде Е. Челиев обобщил накопленный русскими строителями опыт по получению и приме нению гидравлических вяжущих в России.

В 1853 г. при Петербургском институте инженеров путей сообщения проф. Н. Я. Белелюбским была организована первая в России лаборатория по испытанию материалов.

В последующие годы технология изготовления строительных материалов как в России, так и за рубежом, благодаря развитию смежных отраслей науки и техники, развивается и совершенствуется.

В нашей стране наука о строительных материалах получила большое развитие после Великой Октябрьской социалистической революции и особенно после Великой Отечественной войны.

В послевоенный период, наряду с промышленным строительством, ведется огромное жилищное и культурно-бытовое строительство. За последние годы более 120 млн. человек переселились в новые благоустроенные квартиры.

Главной задачей в области развития промышленности строительных материалов является широкое использование местно го сырья и развитие производства эффективных элементов, обеспечивающих высокую степень сборности, уменьшение веса конструкций, повышение качества, снижение стоимости строительства.

Характеризуя общее направление в технологии изготовления строительных изделий следует отметить, что для создания современных конструкций, отвечающих условиям сборности и полной индустриальности, нужны тонкие несущие конструкции — каркасы, оболочки и легкие материалы, выполняющие роль утеплителей.

Прочные каркасы могут быть выполнены из армированных бетонов, из специальных сталей и алюминиевых сплавов, стеклопластиков, клееной древесины и др. Легкий материал (утеплитель) создают искусственным введением в массу материала воздуха в виде мелких, равномерно распределенных ячеек или прослоек, волокнообразованием, гофрированием и другими способами. Являясь хорошим теплоизолятором, воздух значительно улучшает теплофизические, а, следовательно, и технико-экономические показатели изделия.

В последнее время создано много весьма эффективных пористых искусственных строительных материалов и изделий: крупнопористые бетоны, пеностекло, пеносиликаты, керамзит, термозит, вспученный перлит, поропласты, пеноалюминий, фибролит, стекловолокно, минеральная вата и др.

При современной технологии объемный выход строительного материала нередко во много раз превышает объем затраченного сырья. Так, из одной объемной единицы перлитового камня получают 6—10 объемов вспученного перлитового песка, из единицы объема слюдяного материала — вермикулита — 10—15 объемных единиц вспученного вермикулита, из 1 м камня — базальта — 50—80 м базальтовой ваты и т. д.

Следует отметить одну важную особенность развития промышленности строительных материалов. Полной механизации и автоматизации производства поддаются изделия, изготовляемые из пластичных, рыхлых, расплавленных, текучих масс, а также из пленочных материалов. Поэтому современная технология производства строительных материалов в основном направлена на превращение даже таких, казалось бы, готовых материалов, как природные камни, древесина и другие в бес форменную массу, из которой различными путями можно изготовлять на автоматизированных линиях законченные крупноразмерные элементы любого структурного вида—плотные, ячеистые, волокнистые с последующей комплектацией из них крупногабаритных изделий.

Наряду с производством давно известных материалов (из вести, гипса, портландцемента, обыкновенного кирпича и др.) значительно увеличивается производство высокопрочных 11 быстротвердеющих цементов, вяжущих для специальных строи тельных работ, для декоративной отделки зданий, пустотелого кирпича, легких заполнителей, различных теплоизоляционных материалов.

Широкое развитие находит производство различных пленочных защитных и декоративных материалов из древесины (микрошпон), стекла (пленочное стекло, стеклошпон), синтетических смол (смоляные пленки), металла (фольга), бумаги, дуб- лированной пленкой, и изготовление на их основе индустриальных материалов различного назначения (бакелизированная фанера, стеклопластики, слоистые пластики, гофрированный кар тон и др.).

Особое внимание уделяется развитию производства материалов из минеральных расплавов, автоклавных бетонов, а также материалов специального назначения — антикоррозионных и герметизирующих, антисептиков, антипиренов и других химических средств.

Широко применяются современные способы улавливания пыли на цементных, гипсовых и других заводах, извлечения полезных составляющих газов и сопутствующих пород. Промышленные отходы (шлаки, золы, опилки, изношенная резина и др.) занимают должное место в номенклатуре сырья для производства строительных материалов. Намного повысился удельный вес синтетических материалов, металлов и сплавов с но- выми свойствами.

В создании многих групп материалов особая роль принадлежит утеплительным материалам, тонколистовой нержавеющей стали, тонкому листу из алюминиевых сплавов, клеям, клеящим мастикам, эмульсиям, техническим тканям.

Развитие новых областей техники и создание объектов специального назначения вызвало потребность в новых технологических процессах и новых материалах.

Для создания современных материалов применяют новые индустриальные методы: тонкое и сверхтонкое измельчение в мельницах и ультразвуком, высокое физическое давление, прокат, обработку паром при высоком давлении, полимеризадию, клеяние, электронную технологию, применение поверхностно активных веществ и активных смазок, пленочные покрытия напылением, гидро- и газорезание, штампование взрывом, массовый выброс породы взрывом, применение искусственных алмазов для обработки твердых тел, обработку лучом Лазера и :многие другие. Так, ультразвуковым способом можно получать :экономичные по расходу цемента бетонные смеси, красочные составы с малым расходом олифы, сваривать металлы, разрезать камни, дробить породу. Под высоким давлением изготовляют бетоны, по прочности равные прочности чугуна. В элек- трическом поле эффективно производят окрашивание, улавливание пыли, измельчение, термообработку.

На смену обычным конструкциям пришли крупноразмерные плоские и пространственные элементы, блоки, комнаты и целые квартиры, надувные конструкции из воздухонепроницаемых тканей, водонаполненные кровли, элементы из стекла, материалы из плавленых горных пород и шлаков, конструкции из алюминия, древесных пластиков, стеклопластиков, пластических масс, плосксворачивающиеся стальные и пленочные трубы и др. Для новых конструкций потребовались новые решения горизонтального и вертикального транспорта. На вооружение строителей для транспортирования материалов и изделий вступили в строй мощные цементовозы, панелевозы, вертолеты.

Для широкого развития промышленности строительных материалов в СССР есть неисчерпаемые сырьевые и топливные- ресурсы. Советский Союз обладает богатейшими месторождениями редких по красоте каменных строительных материалов.

Большую ценность для строительства представляют легко поддающиеся распиловке горные породы—туфы Армении ракушечники Черноморья, Крыма, Молдавии, опоки Приднестровья и др. Эти материалы сочетают конструктивные и архитектурные качества и могут применяться в виде крупных элементов.

По запасам древесины наша страна занимает первое место в мире, обладая более чем одной третью мировых лесных ресурсов.

Промышленность пластических масс обеспечена неисчерпаемыми источниками сырья — нефтью, газом. Так, из 1 млрд. м природного газа можно получить более 500 тыс. т различных химических продуктов, из которых на долю пластических масс приходится около 100 тыс. т.

Большая роль будет принадлежать химическим материалам в производстве строительных материалов и в строительстве Развитие строительной индустрии немыслимо сейчас без глубокого понимания процессов образования материала, без умения управлять этими процессами, без умения создать необходимые условия взаимосвязи со средой в период эксплуатации конструкции.

Управлением химической природой изделия, выбором соответствующих для него компонентов, комплектацией конструкции регулированием среды службы, созданием защитных слоев на поверхности можно в значительных пределах улучшить свойства материалов и намного повысить их долговечность.

При этом особая роль принадлежит различным химическим добавкам в малых дозах. Малые дозы поверхностно активных веществ содействуют измельчению цементов, замедляют ИЛИ ускоряют процессы схватывания я твердения, повышают заданные плотность, пористость, формовочную способность, делают материал гидрофобным или гидрофильным, стойким к влияниям различных агрессивных сред.

Наукой открыты возможности направленного создания свойств материалов и управления процессами их структурообразования. Так, из природного газа и нефти получают твердые, эластичные, газонаполненные, жидкие, волокнистые строительные материалы. Из каменных пород, из шлака, пользуясь методами современной науки, изготовляют плотные, ячеистые, волокнистые материалы.

В настоящее время в стране успешно работают сотни научно-исследовательских организаций по изучению новых проблем в строительстве, тысячи заводских и строительных лабораторий, сотни проектных институтов. Разработаны новые методы исследования сырья и материалов — рентгенография, термоанализ, электрономикроскопия, ультразвуковая дефектоскопия, резонансный и другие способы, позволяющие контролировать качество материалов без их разрушения. В Советском Союзе созданы уникальные технологические процессы производства строительных изделий, например, вибропрокат панелей на стане Н. Я. Козлова, изготовление крупногабаритных изделий из силикатных бетонов, автоматизированные установки для сварки металла и др.

Большое внимание уделяется вопросам надежности материалов, бездефектности, экономической эффективности.

В целях повышения качества и художественно-эстетических достоинств строительных материалов Государственный комитет по промышленности строительных материалов ввел с 1 января 1966 г. положение об эталонах на строительные материалы и изделия. Эталоны определяют внешний вид материала, свойства, соответствующие ГОСТам, МРТУ и другим нормативным документам. утверждающимся сроком на 5 лет. Промышленные предприятия должны выпускать продукцию, соответствующую эталонам. Отступления могут быть только в сторону повышения качества. Техническое управление Комитета контролирует не реже 2 раз в год выпуск продукции предприятиями, соответствующей эталонам.

Список литературы

1. «Строительные материалы» (Г.И.Горчаков, Ю.М. Баженов.) Строиздат 1986г.

2. «Строительное материаловедение» (И. А. Рыбьев). Высшая школа 2002г

Источник