Проектная работа "ВЫБОР ОСНОВНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗАГОРОДНОГО ДОМА В ГОРОДЕ ИРКУТСКЕ"

XVII Городские интеллектуальные соревнования юных исследователей

«Шаг в Будущее, Юниор»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

НА ТЕМУ:

«ВЫБОР ОСНОВНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗАГОРОДНОГО ДОМА В ГОРОДЕ ИРКУТСКЕ»

Автор: Лимонов Игорь Вадимович

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

г. Иркутска средняя общеобразовательная школа

с углубленным изучением отдельных предметов № 14,

3 класс

Руководитель: Ширибазарова Наталия Юрьевна,

учитель начальных классов,

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

г. Иркутска средняя общеобразовательная школа

с углубленным изучением отдельных предметов № 14

Иркутск, 2023 год

I.ВВЕДЕНИЕ

В последнее время очень многие люди предпочитают жить за городом, в собственном доме или иметь дачный дом. Летом 2022 г. мой папа начал строительство нашего дома на участке недалеко от г. Иркутска. Папа сказал: «Наш дом мы будем строить по каркасной технологии из монолитного железобетона с возведением стен из газобетонных блоков». Я спросил у папы, почему он решил строить именно из этих материалов, на что папа предложил мне изучить какие существуют основные строительные материалы и какие климатические условия в нашем регионе, которые могут повлиять на свойства дома.

Цель работы: выбор основных строительных материалов для строительства загородного дома в г. Иркутске.

Задачи:

1. Изучить историю строительства зданий в г. Иркутске в разные эпохи;

2. Изучить основные климатические и сейсмические условия в

г. Иркутске;

3. Провести наблюдения за погодными условиями;

4. Изучить основные физические свойства материалов;

5. Провести опыты со строительными материалами;

6. Сделать вывод о выборе основного строительного материала.

Методы: изучение литературы и интернет-источников, наблюдение и анализ, систематизация данных, практические опыты.

Актуальность выбранной темы: в связи с удорожанием в настоящее время стоимости квадратного метра жилья в многоквартирных домах в нашем городе все больше людей предпочитают строить для себя жилые дома (в основном за городом) сами. Но не у всех есть строительное образование, а разобраться самостоятельно из какого материала лучше строить – непросто! Моя работа может помочь тем, кто только планирует начать изучать вопрос применения различных материалов.

Историческая справка о материалах, используемых при строительстве домов в г.Иркутске в разные эпохи

Для начала я решил узнать, из чего строили свои дома наши предки.

В 1661 году русский землепроходец Яков Похабов с казаками напротив впадения реки Иркут в Ангару поставил деревянный острог, который положил начало нашему городу Иркутску.

Действительно, не было тогда ни строительных машин, ни подъемных кранов! Только топоры и пилы, да умелые руки! И еще много леса вокруг. Благодаря своей доступности, прочности, лёгкости, удобству обработки дерево стало основным строительным материалом в ту пору. Поэтому самые первые строения будущего города строились именно из дерева. На протяжении всей истории Иркутска деревянных построек всег­да было больше, чем каменных.

Однако, летом 1879 года в Иркутске случился ужасный пожар, который уничтожил две трети городских построек. После этого иркутяне стали задумываться о строительстве домов из более прочного, негорючего материала – из камня. Первое каменное строе­ние — приказная изба было построено на территории Иркутского острога еще в 1701 году, но до наших дней оно не сохранилось. А в 1706 году была заложена и через 4 года закончена строительством Спасская церковь, которая существует до сих пор.

Спасская церковь

Для борьбы с частыми пожарами московское правительство предписывает возводить из кирпича приказные избы, церкви, таможни, пороховые и хлебные амбары, гостиные дворы. После Тобольска и Тюмени Иркутск стал третьим городом, который сумел наладить производство кирпича и приступить к возведению каменных строений. В конце XIX века несколько богатых купцов Иркутска построили на берегу Ангары печи для обжига кирпича. Глину для изделий брали здесь же, чуть ниже по реке. Многие склоны и холмы в районе нижней Лисихи образовались именно из-за того, что спрос на кирпичи с каждым годом увеличивался, соответственно, возрастали объемы добычи глины.

«5 июля 1864 г. иркутским купцом П.О. Катышевцевым запускается вновь отстроенный кирпичеделательный завод за рекой Сарафановкой на расстоянии пяти вёрст от центра города. На этом заводе впервые в Иркутске осваивается машинное производство кирпича. Кирпич вырабатывался на двух установленных станках Клейтона, которые приводились в движение локомобилем в 16 лошадиных сил.»

(http://irkipedia.ru/content/pervye_kirpichedelatelnye_zavody)

Самое известное в Иркутске старинное здание из кирпича – Римско-католический костел (более известный как Польский костел) - было построено в 1884 году.

Польский костел

А в 1897 г. построено здание Иркутского академического драматического театра.

Иркутский академический драматический театр им. Н.П. Охлопкова

Город стал преображаться.

В 1928 году в Иркутск приезжал народный комиссар народного просвещения А.В. Луначарский. В своей книге «Месяц в Сибири» он так пишет об Иркутске: «…Фундаментальные каменные здания высятся целыми улицами, проложены бульвары, насажены скверы. Хмурится довольно величественный генерал-губернаторский дворец. Есть превосходный театр с импонирующим фасадом и изящной большой залой…»

Исторические события, происходившие в Иркутске после революции 1917 года, не остановили развития новых технологий в строительстве.

Дома в Иркутске строятся не только из кирпича, но и бетона.

Для справки: Бетон - один из древнейших строительных материалов. История существования его насчитывает тысячелетия. Еще во II в. до н. э. римляне применяли бетон при строительстве портовых сооружений возле Неаполя и дорог. Главными вяжущими материалами в те времена были гипс, известь и глина. Цемент стал использоваться для приготовления в XIX веке.

В 1936 году в Иркутске был открыт первый железобетонный мост через Ангару. В 1958 году введена в эксплуатацию Иркутская ГЭС, возведенная из бетона. Было построено много заводов, фабрик, других предприятий.

Между тем большая часть города (исключая центр) оставалась деревянной, одно- или двухэтажной. Так было во многих городах страны. Чтобы в короткий срок переселить людей из старых, полуразрушенных деревянных домов, иногда «вросших» в землю, в которых приходилось топить печи, носить воду, в благоустроенные многоэтажные дома, правительством страны было принято решение о создании заводов по производству сборных железобетонных конструкций (панелей), из которых потом с помощью подъемных кранов «собирали» пятиэтажки, как дети строят дома из кубиков. Их еще называют «хрущевками» или «панельками» (крупнопанельные или кирпичные трёх-пятиэтажные дома, массово сооружавшиеся в СССР во время правления Н.С. Хрущёва и получившие в народе его имя). Конечно, эти дома совсем не были похожи на прекрасные здания дворцов и церквей, они не были украшены лепниной, но сотни тысяч людей стали жить в лучших условиях. Такие дома строили с 1959 по 1985 год. По расчетам строителей, «хрущевки» были рассчитаны на срок эксплуатации 50 лет, но подавляющая часть иркутян до сих пор живут в них – с таким запасом прочности оказались конструкции из сборного железобетона! И это являлось несомненным достоинством этого строительного материала!

Однако, есть у «хрущевок» и свои недостатки. Дома были похожи друг на друга, образовывая совершенно безликие улицы. И с экономической точки зрения, их строительство не было таким уж экономичным, как казалось вначале.

«Хрущевки» на ул. Байкальская

Сегодня в строительстве используются разнообразные строительные материалы. Все чаще применяются передовые технологии и новые материалы. Разумеется, современные здания должны быть долговечными и красивыми, уютными и теплыми, пожаробезопасными и экологичными, прочными и оригинальными.

Цемент, раствор, бетон – это один из самых основных и распространенных строительных компонентов, применяющийся во всех сферах строительства, начиная от изготовления монолитных плит, заливки фундамента, укладки кирпича, заканчивая отделочными работами, используется данный материал.

Дерево продолжает оставаться незаменимым материалом.

Нельзя обойти стороной еще один стройматериал – кирпич. Он применяется, при возведении стен и перегородок, в облицовочных целях.

Для строительства промышленных зданий, складов, ангаров используют сэндвич-панели.

Массово используются для строительства индивидуальных и промышленных зданий современные строительные материалы: пескоблоки, пеноблоки, газобетон, керамзитобетон.

II. ИЗУЧЕНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ Г. ИРКУТСКА

2.1. Теоретическая часть

Всем известно, что чем суровее климатические условия, тем теплее и надежнее должен быть дом.

Какие же основные факторы влияют на выбор строительных материалов?

Это прежде всего температурный режим, влажность, солнечное сияние. Также при строительстве в нашей области учитывается сейсмическая активность.

 По климатическим условиям территория Иркутской области выделяется среди других регионов страны. У нас более длинная зима, более высокая разница температур воздуха, значительное коли­чество часов солнечного сияния.

Удаленность Иркутской области от морей и расположение в центре Азии придают климату резко континентальный характер с суровой, продолжительной малоснежной зимой и теплым летом, с обильными осадками. Максималь­ные годовые перепады температур воздуха могут превышать 80 °, а су­точные - 30 °.

На климат Иркутска и Иркутского района оказывают влияние озеро Байкал и Иркутское водохранилище. В прилегающих к ним районах зима заметно мягче, чем на севере Иркутской области, а лето прохладнее. Громадная масса воды и площадь этих водоемов сглаживают резкие среднегодовые и среднесуточные перепады. Влияние Байкала особенно сказывается в переходные периоды. Осенью и в начале зимы, когда водная поверхность Байкала открыта, он долго отдает тепло, а, весной и в начале лета понижает температуру воздуха в г. Иркутске и южных районах области.

2.1.1. Изучение температурного режима г. Иркутске (по временам года)

В холодное время на территории Иркутска преобладает безветренная, ясная и морозная по­года с малым количеством осадков. Средние температуры января, самого холодного месяца года, около -18 °С, но в отдельные дни доходит до - 35-45 °С. Продолжительность зимы - около 120 дней. Незначительный снежный покров и низкие зимние температуры способствуют глубокому промерзанию почвы - до 2-3 метров. 

Весна начинается в конце марта. Снежный покров сходит в ап­реле. Среднесуточная температура переходит к устойчиво положительной лишь к началу мая.  В это же время начинает ото льда очищаться Байкал и Иркутское водохранилище.

Лето короткое, но может быть очень жарким. Средние температуры июля, самого теплого месяца, колеблются в пределах от +15 до +20 °С. Максимальная же температура в Иркутске и Иркутском районе может превышать +35 °С. Первая половина лета, как правило, жаркая и сухая. В конце июля и в августе часто отмечаются затяжные дожди. В это время может выпадать до 85 % годовой суммы осадков.

В теплый период (апрель-сентябрь) на территории Иркутской области можно наблюдать опасные метеорологические явления. Сочетание высокой температуры с низкой относительной влажностью воздуха при усилении скорости ветра приводит к возникновению суховеев, засухи, пыльных бурь, способствующих повышению пожароопасности. 

Осень длится около месяца и характеризуется резкими суточ­ными колебаниями температур и ранними заморозками. В короткий период с середины сентября до середины октября среднесуточная тем­пература опускается ниже нулевой отметки. Увеличивается число яс­ных дней. В октябре появляется снеж­ный покров. К ноябрю начинает замерзать Иркутское водохранилище, Байкал же покрывается льдом только к середине января.

2.1.2 Изучение относительной влажности воздуха и осадков по месяцам года и солнечной активности

Осадки. Среднегодовое количество осадков составляет около 480 мм, из них не менее 339,6 мм - в летний период.  Распределение осадков неравномерно по временам года. Около 60 % их годовой суммы выпадает в летние месяцы, на весну приходится 12-15 %, на осень 20 %, зимой в виде снега выпадает только 10 %. Максимум осадков приходится на июль-август, минимум на февраль-март. Влажность воздуха в Иркутске в зависимости от месяца изменяется в диапазоне от 53% до 82%. При этом минимальная влажность в Иркутске наблюдается в мае, максимальная влажность в Иркутске бывает в декабре.

Солнечное сияние. По количеству солнечных дней Иркутская область не уступает Крыму и Северному Кавказу. Ежегодное количе­ство часов солнечного сияния колеблется от 1700 до 2500 (для сравнения: в Кисловодске - 2007, на Южном бере­гу Крыма -   2300).

В последние годы на территории Иркутской области отмечено увеличение количества опасных гидрометеорологических явлений, которые оказывают неблагоприятное воздействие. Наиболее часто повторяющиеся – это заморозки, сильный ветер, сильные осадки, чрезвычайная пожароопасность, а также грозы, град, туманы. 
Сильные ветры преобладают в летний период. Их скорость может достигать разрушительной силы – от 25 м/сек и более.

Информация с сайтов - https://www.gismeteo.ru/diary/4787/ https://www.meteoblue.com

2.1.3. Изучение сейсмической активности в г. Иркутске

Землетрясение – это одно из самых опасных явлений природы. Происходит разрыв и быстрое смещение больших масс породы или же тектонических плит. Такой сдвиг вызывает резкие колебания, которые приводят к разрушениям, наводнениям, а также пожарам.

Почти 2/3 территории Иркутской области находится на высоте более 500 м. В зоне оз. Байкал и Тункинской впадины продолжается формирование гор, что определяет сейсмоопасность этих территорий области. Прибайкалье является одним из сейсмических районов России. Территория Иркутской области входит в Монголо-Байкальский пояс активного проявления подземных толчков, где каждые три часа фиксируется одно землетрясение. Ежегодно датчики иркутских сейсмических станций регистрируют от 3 до 7 тысяч небольших подземных толчков. Эпицентры большинства землетрясений расположены в котловине Байкала.

Для справки: 12 января 1862 года в Прибайкалье произошло Цаганское землетрясение. Мощность – 7,5, интенсивность сотрясений в баллах – 10. В результате сильных подземных толчков в каменных строениях появились трещины, песок выбил половицы в избах, а также растрескались и повалились трубы. Наиболее разрушительные действия произошли в северо-восточной части дельты Селенги. Люди и скот не могли держаться на ногах, слышался сильный подземный гул. В земле образовались щели, из которых хлынули подземные воды, затопившие окрестности. Иркутск находился в 190 км от эпицентра, но, тем не менее, в городе качались строения, а колокола звонили во всех церквах без помощи звонарей. Подземные толчки хорошо ощущались и в Тунке, Нижнеудинске, Илимске, Киренске и на Александровском заводе Нерчинского округа. Погибло более 1 тысячи голов скота, а также три местных жителя, которых затерло льдами в момент землетрясения.

30 июня 1995 года произошло Тункинское (Еловское) землетрясение, мощность которого составила 5,7, интенсивность сотрясений в баллах – 7. В Иркутске интенсивность сотрясений составила 5-6 баллов. Предметы в домах "плясали", многие жители покинули жилые помещения. В поселке Тунка земля шла волнами, а уровень воды в колодцах сначала поднимался, а затем опускался. Машины, которые стояли возле домов, "ездили" соответственно подземным толчкам.

27 августа 2008 года произошло землетрясение, которое буквально потрясло Иркутскую область. Максимальные сейсмические сотрясения отмечались в поселке Култук. Мощность – 6,3, сотрясение в баллах – 7-8. Избы получили серьезные повреждения, местная школа оказалась разрушенной, в домах практически развалились печи. Стихия принесла многомиллионный ущерб. До Иркутска землетрясение дошло на уровне 6-ти баллов.

На фото -последствия землетрясений в Иркутской области.

6 февраля 2023 года в Турции произошло мощнейшее землетрясение магнитудой 7,5-7.8 баллов, которое унесло жизни 47975 человек. После двух самых сильных толчков последовало еще 24 разной магнитуды. Оно ощущалось в 10 провинциях. Многие города оказались практически разрушены, т.к. большое количество населения Турции проживало в домах, построенных с нарушениями строительных норм, без учета сейсмичности территории.

Одной из основных причин большого числа жертв в Турции специалисты называют низкое качество строительных материалов.

Вот выдержка из сообщений турецких СМИ:

«На основании наших первоначальных исследований мы обнаружили серьезные дефекты материала», — цитирует издание профессора Касыма Мермерташа, преподавателя факультета гражданского строительства Харранского университета.
Еще предстоит провести лабораторные тесты, однако уже сейчас видно, что состав песка и гравия в бетоне не соответствует требованиям, отметил он. Так, размеры кусков гравия в общей массе не должны превышать 3 см, но в ряде случаев были найдены камни «размером с кулак». Использование материала с такими характеристиками значительно снижает прочность бетона, указывает Мермерташ.»
(с сайта https://www.rbc.ru/society/10/02/2023/63e6799c9a79473a86822510)

Землетрясения, которые произошли за последние 50 лет в Иркутске, не были сильными. Они были умеренными. Интенсивность 6-8 баллов. Поскольку плотность населения у нас небольшая, застройка не очень плотная, то серьезных повреждений коммуникаций не было.

Несмотря на уровень развития мировой науки, краткосрочный прогноз времени наступления сильного землетрясения в определенном месте с точностью до часов невозможен. В Иркутской области ведутся научные исследования для прогноза землетрясений. Среднесрочный прогноз позволяет определять возникновение землетрясения с вероятностью 60-70%.

ВЫВОД: При строительстве зданий необходимо учитывать высокую сейсмичность территории нашей области и использовать только качественные строительные материалы, способные выдержать суточные колебания температуры, высокую влажность, длительное воздействие солнечных лучей.

2.2. Практическая часть

2.2.1. Ведение дневника наблюдений за погодой за последние 6 месяцев.

См. приложение на 6 листах

2.2.2. Выводы по результатам наблюдений

Погода в Иркутске за последние 6 месяцев 2022 года по моим наблюдениям:

Вывод 1: Проведенные мною наблюдения соответствуют средним показателям ежегодных наблюдений за погодой:

- значительные колебания температур (ночь-день, зима-лето);

- влажность по месяцам года более 50%.

Вывод 2: При выборе строительных материалов для строительства дома нам необходимо учитывать изменения температуры и влажность, количество осадков, если мы хотим, чтобы дом был теплым, прочным, долговечным.

III. ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

После того как мы изучили климатические особенности нашего региона, мы переходим к изучению материалов и их свойств.

3.1. Теоретическая часть

3.1.1 Древесина

Никакой строительный материал не располагает такими технологическими и декоративными свойствами, как изделия из дерева. Древесина хорошо поддается обработке. Это прочный и лёгкий материал, долгое время сохраняющий тепло и нежный запах. Но, как и всякий материал она имеет положительные и отрицательные свойства.

Для производства пиломатериалов используется древесина хвойных (ель, сосна, лиственница) и лиственных пород (осина, липа, ольха).

Самые популярные материалы для деревянного строительства — сосна и ель. К их преимуществам относят легкость обработки и долговечность, обусловленная высоким содержанием смол.

Из сосновой и еловой древесины изготавливаются практически все конструкционные и отделочные материалы, используемые в деревянном домостроении. Исключение составляют пиломатериалы для бани и террас.

Лиственница содержит гораздо больше смолы, чем сосна и ель, и значительно тверже их. Древесина лиственницы не боится воды, даже соленой. Она не гниет и не портится насекомыми. Из лиственницы изготавливают нижние венцы срубов и материалы для наружной обшивки дома.

Далее можно сказать как о положительных особенностях, так и о минусах строительства из дерева.

Основные преимущества:

- Незначительный вес. Постройки, выполненные из дерева, весят совсем немного. Во всяком случае, если сравнивать их с кирпичными. Дерево позволяет обойтись минимальными трудозатратами на этапе строительства и уменьшить расходы при обустройстве фундамента.

- Тепло и звукоизоляция. Конечно, рассматривать древесину в качестве полноценного теплоизолятора нельзя. В то же время, она обладает неплохими изоляционными свойствами, поэтому и постройки из нее получаются теплыми и способными поглощать посторонние шумы.

- Экологичность и воздухопроницаемость. Чтобы обеспечить наиболее благоприятный микроклимат в жилье, нужно остановиться на бревне или брусе. Эти материалы отличаются экологической чистотой, они легко пропускают воздух, сохраняя нормальную вентиляцию комнат.

Основные недостатки:

Деревянные дома пожароопасны, поэтому их желательно обрабатывать веществами-антипиренами. Еще дома из дерева нужно защищать антисептическими составами, чтобы на древесине точно не появился грибок и не поселились разного рода жучки. Древесина – гигроскопичный материал, в связи с этим и неоднородностью строения могут возникнуть деформации (стены могут покоробиться).

Также следует помнить, что, если древесина изначально была влажной, она даст заметную усадку. После сборки коробки дома нельзя сразу переходить к отделочным работам. Нужно дождаться, когда усадка пройдет полностью. Обычно выжидают не менее года.

3.1.2. Кирпич

Кирпич - искусственный камень правильной формы, используемый в качестве строительного материала, произведённый из минеральных материалов, обладающий свойствами камня, прочностью, водостойкостью, морозостойкостью. Наиболее известны три вида кирпича: керамический кирпич - из обожжённой глины, силикатный, состоящий из песка и извести и гиперпрессованный кирпич. 

Кирпич широко используется не только в частном, но также в промышленном строительстве – это могут быть различного рода административные и промышленные здания и сооружения, многоквартирные и частные жилые дома, а также всевозможные вспомогательные постройки — заборы, беседки, гаражи, погреба, подвалы и др.

Основные преимущества:

Стены из кирпича обладают прочностью и большим сроком службы. Кирпич хорошо держит форму, не подвержен температурным и иного рода воздействиям, а также на его состояние не оказывают влияние микроорганизмы и насекомые.

Основные недостатки:

Цена. Высокие затраты труда. Тяжелый вес (необходим мощный фундамент).

3.1.3. Железобетон

Сегодня железобетонные конструкции широко применяются в строительных работах, без них не обходится ни одно современное строительство. Железобетон – это высокопрочный стройматериал, который производится из бетона, стальных прутьев. Подобная комбинация позволяет воспользоваться основными преимуществами обоих материалов.

Любые сооружения из железобетона отличаются надежностью, высокой огнестойкостью, продолжительным сроком службы. Они не требуют специальной защиты от разрушительного атмосферного воздействия. Со временем прочность бетона только усиливается, а защищенная им арматура вовсе не поддается коррозии. Из такого материала несложно возводить конструкции разнообразных форм.

Бетон считается искусственным камнем. Он прекрасно выдерживает высокие нагрузки на сжатие, но в то же время не переносит растяжение. Металл характеризуется малой стойкостью к сжиманию и значительной устойчивостью к растягиванию. Сочетание стального каркаса и качественного бетона позволяет железобетонным конструкциям выдерживать как растяжение, так и сжатие материала.

Несмотря на то, что железобетон – это достаточно надежный стройматериал, он обладает как достоинствами, так и недостатками.

Основные преимущества железобетонных изделий такие:

1. Долговечность. При правильной нагрузке, надлежащей эксплуатации конструкции служат продолжительный период времени. Причем их несущая способность вовсе не снижается.

2.Огнестойкость. Железобетонные элементы не поддерживают процесс горения.

3.Самоуплотняемость. Под влиянием влаги прочность материала повышается.

4.Технологичность. Можно выпускать элементы различных форм, придавать им любой оттенок с помощью добавок.

Основные недостатки:

1.Высокая тепло- и звукопроводность. По этой причине требуются дополнительные расходы на укладку утеплителя, выполнение шумоизоляции.

2.Существует риск образования трещин. При этом несущая способность конструкции сохраняется лишь до определенного момента.

3.Продолжительное изготовление. Монолитные элементы отвердевают на стройплощадке, соборные – на заводе. В обоих случаях процесс занимает много времени.

4.Плохая воздухопроницаемость. Построенные из железобетона здания требуют установки вентиляционной системы, если в них длительно пребывают люди.

3.1.4. Газобетон

Газобетон (ячеистый бетон) сегодня считается одним из самых популярных строительных материалов, которые используют на рынке загородного жилья.

Для справки: Первый патент на технологию получения бетона, который делал пористым выделяющийся при взаимодействии добавленных в раствор веществ газ, получил в 1889 году чешский изобретатель Гоффман. Но газобетон, который популярен сейчас во всем мире, был изобретен позже — в 1922 году шведским архитектором Акселем Эрикссоном. А шведский бренд Ytong («Итонг») стал родоначальником промышленного производства автоклавного газобетона.

Простым языком газобетон - это вспененный затвердевший бетон, внутри которого образованы воздушные поры, дающие материалу легкость, и высокие теплоизоляционные качества.

У газоблока есть ряд преимуществ и недостатков, которые нужно учесть при выборе стенового материала. 

Основные преимущества: 

1. Легкость. Это параметр позволяет сэкономить на фундаменте, так как масса газобетонного дома будет значительно ниже, чем вес аналогичной постройки из кирпича.  

2. Высокая теплоизоляционность. Дом из газоблока хорошо держит тепло, что позволяет экономить на отоплении в зимнее время и на охлаждении в летнее. По сравнению с полнотелым кирпичом газобетон держит тепло лучше в 4 раза! 

3. Геометрия и удобство в обработке. Газоблок имеет крупный по сравнению с кирпичом размер, что позволяет быстро возводить стены. Точная геометрия дает экономию на растворе, а легкая в обработке структура камня ускоряет процесс строительства. А также точная геометрия уменьшает количество раствора в шве, что снижает вероятность проникновения холодного воздуха в помещение.  

4. Огнестойкость. Газоблоки не горят, не выделяют токсичных веществ при нагревании и способны выдержать воздействие открытого пламени в течение двух часов, не теряя при этом несущих способностей.  

5. Долговечность. Газоблок не подвержен гниению, воздействию грибка, не является пищей и жилищем для грызунов и насекомых. При правильной эксплуатации дом из газобетона прослужит более 60 лет.  

6. Экономия средств в сравнении с кирпичом.

Основные недостатки: 

1. Низкая прочность на изгиб. Это качество является недостатком и делает газоблок хрупким и неустойчивым к неравномерным нагрузкам. 

2. Влагопоглощение. Незащищенный газобетон впитывает до 20% влаги от собственной массы, что снижает его теплоизоляционные свойства, а при морозе может привести к разрушению наружного слоя. По этой причине фасад дома рекомендуется защитить от осадков. При утеплении фасада следует учесть пароизоляционные свойства внешней отделки и не допустить образования конденсата в блоке.  

3. Низкая взломостойкость. Газоблок нельзя использовать для помещений, где хранятся ценности (касса, оружейное помещение, удаленный гараж).  

3.2. Практическая часть

Изучив свойства строительных материалов в теории, мы с папой решили провести некоторые практические опыты, подтверждающие физические свойства строительных материалов.

3.2.1. Опыт на прочность

Цель: определение прочности материалов при ударе

Материалы (образцы):

1.деревянный брус (сосна) 200х200х200 мм,

2.кирпич керамический пустотелый 120х250х65 мм,

3.железобетонный образец 120х120х250 мм,

4.автоклавный газобетонный блок 250х150х150 мм.

Инструмент:

1. Молоток строительный 552 гр;

2. Кувалда строительная 1240 гр.

Описание опыта: по материалам поочередно наносим удар молотком и кувалдой с одинаковым усилием.

Результат представлен в таблице:

Вывод:

Дерево и газобетон хорошо воспринимают ударные нагрузки, т.е. являются, из-за своей структуры, достаточно пластичными материалами. Железобетон из-за кристаллической структуры является сверхпрочным материалом.

Кирпич не прошел испытания т.к. отсутствуют внутренние связи, обеспечивающие его прочность.

3.2.2. Опыт на горючесть

Цель: определение горючести материалов

Материалы (образцы):

1.деревянный брус (сосна) 200х200х200 мм,

2.кирпич керамический пустотелый 120х250х65 мм,

3.железобетонный образец 120х120х250 мм,

4.автоклавный газобетонный блок 250х150х150 мм.

Инструмент:

1.газовая горелка;

2.газовый баллон;

3. часы.

Описание опыта: с соблюдением правил пожарной безопасности образцы материалов поочередно обжигаем газовой горелкой одинаковое количество времени.

Результат:

В результате обжигания образцов в течение 2 минут кирпич, железобетон, газобетон нагревались локально с образованием области перегрева (красный термический круг). На образце из дерева произошло возгорание на 2 секунде проведения опыта, после чего опыт на деревянном брусе был прекращен.

Вывод: Из всех образцов только древесина не является пожароустойчивым материалом.

3.2.3. Опыт на теплопроводность

Цель: определение теплопроводности материалов

Материалы (образцы):

1.деревянный брус (сосна) 200х200х200 мм,

2.кирпич керамический пустотелый 120х250х65 мм,

3.железобетонный образец 120х120х250 мм,

4.автоклавный газобетонный блок 250х150х150 мм.

Инструмент:

1.газовая горелка;

2.газовый баллон;

3. пирометр;

4.часы.

Описание опыта: с соблюдением правил пожарной безопасности образцы материалов поочередно нагреваем с одной стороны 1 мин, после чего измеряем с помощью пирометра температуру образцов в трех точках, после этого нагреваем еще 1 минуту и снова измеряем температуру в трех точках.

Результат представлен в таблице:

Вывод:

При интенсивном нагревании всех образцов (кроме дерева) теплопроводность оказалась небольшая – температура в месте нагрева (фронт) и на противоположном конце образца (тыл) отличается значительно. Так у газобетона через 1 минуту в месте нагрева она составляла +354 градуса, в то время как на противоположном конце блока оставалась неизменной. Несмотря на возгорание образца из дерева, данный материал достаточно хорошо сохраняет тепло в доме.

Измерение температуры газобетонного блока с помощью пирометра

3.2.4. Опыт на водопоглощение (гигроскопичность)

Цель: определение водопоглощения материалов

Материалы (образцы):

1.деревянный брус (сосна) 200х200х200 мм,

2.кирпич керамический пустотелый 120х250х65 мм,

3.железобетонный образец 120х120х250 мм,

4.автоклавный газобетонный блок 250х150х150 мм.

Инструмент:

1.емкость с водой 10 л,

2.весы электронные Vitek;

3. часы.

Описание опыта:

1. Образцы материалов взвешивают в сухом состоянии (естественной влажности, при комнатной температуре).

2. Поочередно погружают на 30 минут в емкость с водой.

3. После нахождения их в воде - образцы взвешивают в мокром состоянии.

4. В связи с тем, что образцы материалов неодинаковы по объему, для корректности результата, папа помог полученные результаты пересчитать в условный 1 кубический метр (м³ ) материала.

Результат занесли в таблицу:

Вывод:

1. 1 м³ дерева за 30 минут впитывает 33 кг воды;

2. 1 м³ пустотелого кирпича за 30 минут впитывает 194 кг воды;

3. 1 м³ железобетона за 30 минут впитывает 10 кг воды;

4. 1 м³ автоклавного газобетона за 30 минут впитывает 100 кг воды.

Монолитный железобетон минимально впитывает воду из окружающей среды, в то время как пустотелый керамический кирпич впитывает больше всех материалов.

3.2.5. Выводы по результатам опытов:

Результаты моих опытов подтвердили известные физические свойства строительных материалов: дерево – горючий материал; кирпич – хрупкий, но тяжелый; газобетон хорошо впитывает влагу (требуется защита от осадков), негорючий; железобетон имеет лучшие характеристики.

IV. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ ПРОДЕЛАННОЙ РАБОТЫ И МОИ ВЫВОДЫ О ВЫБОРЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗАГОРОДНОГО ДОМА В Г. ИРКУТСКЕ.

4.1. Изученные мною исторические факты, свойства строительных материалов, а также проведенные наблюдения за климатом Иркутской области позволяют сделать следующие выводы:

1. С учетом опыта наших предков, дома необходимо строить из прочного, негорючего материала, имеющего низкую теплопроводность.

1. Исходя из наблюдений за погодой и климатическими особенностями, при строительстве необходимо учитывать гигроскопичность материалов, а также прочность (с учетом сейсмической опасности нашей территории) и теплопроводность.

1. Проведя практические опыты по подтверждению свойств строительных материалов, изучив их достоинства и недостатки, стало понятно, что для нас лучшими материалами для строительства загородного дома являются железобетон и газобетон. Другими словами, мы будем строить по каркасной технологии из монолитного железобетона с возведением стен из газобетонных блоков, так как:

- Фундамент и каркас из монолитного железобетона будут прочными, долговечными, непожароопасными, стойкими к влажности устойчивыми к сейсмическим нагрузкам;

- Стены из газобетонных блоков не потребуют мощного фундамента из-за сравнительно небольшого веса блоков, затраты на их укладку будут гораздо меньше, чем если бы стены возводили из кирпича, также непожароопасные и самое главное имеют очень низкую теплопроводность.

Меня эта тема очень заинтересовала и я в будущем хочу стать строителем!

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Иркутск. Три века. Страницы жизни. Составитель Марк Сергеев. Восточно-Сибирское книжное издательство, Иркутск, 1986.

2.Иркутск в почтовых открытках 1890-1917 гг. С.И. Меведев, Издательство «Галарт», Москва, 1995.

3.Иркутский край. Четыре века. История Иркутской губернии (области) XVII-XXI вв. Гл. ред. проф. Л.М. Дамешек. -Иркутск, Востсибкнига, 2012.

4.Экономика Иркутской области: В 4 т. Винокуров М.А., Суходолов А.П.

- Иркутск: Изд-во: БГУПЭ, 1998. Т. 1.

5. Справочник современного строителя/Л.Р. Маилян ( и др.).; под общ. ред. Л.Р. Маиляна – Изд. 2-е – Ростов н/Д: «Феникс», 2005.

6. Строительные материалы: Учебник/Под общ. ред. В.Г. Микульского, Издательство АСВ, Москва, 2000.

7. Кирнев А.Д., Субботин А.И., Евтушенко С.И. Технология возведения зданий и специальных сооружений / Серия «Учебники для высшей школы».- Ростов н/Д: «Феникс», 2005.

Сайты:

1. http://irkipedia.ru (ИркипедияRU)

2. http://cultyura.narod.ru/svoystva.htm

3. http://stroy-server.ru/notes/svoistva-stroitelnykh-materialov

4. https://www.gismeteo.ru/diary/4787/

5. https://www.meteoblue.com