материаловедение. Материаловедение, определение, цели и задачи дисциплины
 Скачать 76.98 Kb.
|
|
Фактура материала: классификация, виды фактур и их определение. Фактура – видимое, пластическое строение материала, которое отражает способ его добычи, изготовления или обработки. По степени рельефа выделяют гладкие, шероховатые (высота рельефа до 0,5 см) и рельефные (высота рельефа более 0,5 см) фактуры. По степени блеска различают фактуры блестящие и матовые. При выборе фактуры учитывается комплекс факторов, в т.ч. цвет материала. Фактура более отчетливо воспринимается на светлой поверхности Текстура материала и ее связь с внутренним строением материала. Текстура – это видимое строение материала, рисунок на поверхности, зависящий от структуры материала (кристаллической, волокнистой, зернистой, аморфной и пр.), выявленность внутреннего строения материала на его поверхности (рисунок волокон дерева, пятен и прожилок камня). Рисунок (текстура), как и другие эстетические характеристики, влияет на своеобразие наружной и внутренней отделки зданий и сооружений. У природных и большинства искусственных материалов текстура образуется видимыми на их поверхности различными по форме, размеру, характеру пространственного расположения, цвету отдельными составными элементами: у древесины – годичными слоями, сердцевидными лучами, сосудами, волокнами; у естественного камня – зёрнами, прожилками, порами; у бетона – цементным камнем, мелким или крупным заполнителем. Форма строительных материалов и ее связь с тектоникой здания. При рассмотрении композиционно законченного сооружения и его влияния на эстетическое восприятие принято учитывать две главные особенности: восприятие «формы поверхности» и восприятие «самой формы». В современной архитектуре форма поверхности облицовочных материалов, как правило, лаконична. Квадрат, прямоугольник, реже - круг, овал. Лицевая поверхность или поверхности, олицетворяющие форму материалов, воспринимаются визуально (зрительно) и непосредственно влияют на своеобразие фасадов или интерьера зданий. Эстетика формы подразумевает композицию или какой-либо другой прием, при помощи которого физические качества объекта преобразуются в художественные. В строительстве всегда применялись логически обоснованные строительные материалы и изделия, составляющие конструкцию здания, которые выявляли тектонику сооружения (художественное выражение закономерностей строения, присущих конструктивной системе здания). В современной архитектуре эта тектоничность, закономерность строения, получила еще большее развитие. При этом выявлению эстетики формы способствует сам материал. Правдивость материала всегда являлась существенной частью восприятия архитектуры. «Сила воздействия архитектурного памятника на человека, тектоническая мощь выражения стены – писал И.В.Жолтовский, - в большой степени зависят от умения правдиво подать материал, из которого возведено здание, - чтобы камень максимально играл всей своей сущностью, мрамор был мрамором и дерево – безусловно деревом». Определение, исторические сведения использования древесины в качестве строительных материалов. Древесные материалы получают путем обработки древесины различных пород деревьев, а так же на основе отходов упомянутой обработки. Древесина является одним из самых древних строительных материалов. В разное время на территории различных государств, в том числе России и Беларуси, создавались замечательные сооружения из древесины: мосты, крепостные сооружения, храмы, дворцы. В западной Европе уже начиная с 1 в. н. э. было широко распространено фахверковое строительство. В Норвегии до нашего времени сохранились деревянные церкви, например Андреевская церковь в г. Боргунне. В средней полосе России тоже сохранились сотни памятников русского деревянного зодчества. В д. Стрельниково сохранилась церковь, возведенная в 1628 г. Более 600 лет сохраняются в Кижах деревянные здания, жемчужиной среди них является Кижский погост. В Минске на ул. К. Маркса за костелом сохранилось деревянное здание 1630-х годов. В пинских болотах археологи обнаружили древнейшие селения на деревянных сваях, которым более 6 тыс. лет. Эксплуатационно-технические свойства древесины и эстетические качества материалов из дерева. К положительным эксплуатационно-техническим свойствам уникальной природной структуры древесины относятся сравнительно низкая средняя плотность при прочности, обеспечивающей функциональную надежность разнообразных конструкций жилых, общественных, промышленных зданий. Коэффициент конструктивного качества (отношение предела прочности к средней плотности) у материалов из массивной древесины – 0,8, у стали – 0,5, у керамического кирпича – 0,05. К отрицательным характеристикам древесины относят возможность образования пороков, сравнительно высокая гидроскопичность и водопоглощение, низкая биостойкость, в том числе возможность загнивания. Так при увеличении влажности прочность древесного материала снижается, заметно повышается теплопроводность. При изменении влажности также происходит усадка или набухание древесины. При этом они различны в тангенциальном и радиальном направлениях, высыхание происходит не равномерно. В результате внутренние напряжения в материале могут вызвать коробление или растрескивание. Принимая во внимание различное сопротивление вдоль и поперек волокон материала, древесина хорошо работает на сжатие, изгиб, растяжение вдоль волокон, и хуже поперек волокон. Эстетические характеристики древесины, как и всех материалов, связаны с цветом, блеском, и текстурой, которые зависят не только от породы дерева, а и от климата, в котором оно произрастало, его возраста, времени и условий хранения. Следует отметить, что лиственные породы деревьев обладают более богатыми эстетическими качествами, по сравнению с хвойными. Они имеют более яркую окраску, текстура, благодаря хорошо заметным сосудам и различным по размеру и характеру сердцевинным лучам, разнообразнее. У древесины растущей в южных районах окраска более яркая. Цвет древесины может меняться на менее яркий, приобретать более темный оттенок под влиянием воздуха и света. Наличие и степень блеска связана с плотностью дерева, а также с видом разреза или раскола. Номенклатура строительных материалов из дерева. Материалы и изделия из древесины подразделяют на круглые лесоматериалы, пиломатериалы, фрезерованные, в том числе погонажные изделия, шпон, изделия и полуфабрикаты, термообработанную и модифицированную древесину, древесные пластинки и изделия на базе отходов древесины. Круглые лесоматериалы – очищенные от коры и сучьев отрезки бревен, различаются в зависимости от диаметра (бревна, подтоварник, жерди). Среди пиломатериалов различают пластины, четверти, брусья, бруски, доски (обрезные, полуобрезные), лага, горбыль. Погонажные изделия – доски для полов с пазлом и гребнем. Существует много видов паркетных досок: штучный паркет, мозаичный, щитовой, паркелит, ламинированный паркет. Шпон – тонкие срезы древесины в виде непрерывной широкой ленты, получаемые лущением или строганием. К материалам из уклеенных полуфабрикатов относятся элементы деревянных клееных конструкций, оконные, дверные блоки, щиты, фанера, дсп, двп, мдф. Декоративные качества и технология лицевой отделки материалов из дерева. Цвет, фактура и текстура различных видов дерева. Все природные древесины подразделяются на хвойные и лиственные. Хвойные отличаются лучшими техническими свойствами, а у лиственных более богатые декоративные качества. Цвет древесине придают ей красящие, дубильные и смолистые вещества. Однако у одной и той же породы цвет древесины может изменяться в зависимости от возраста, условий роста, времени после срубки и т. п. Текстура древесины зависит от особенностей строения и направления среза. Хвойные породы как правило имеют более однообразную текстуру по сравнению с лиственными. Сосна – самый распространенный строительный материал. Имеет красивый янтарный цвет с многочисленными тонкими прожилками и выразительной структурой. Ель – по распространенности занимает 2 место, Древесина ели однородно-белая с чуть золотистым или желтоватым оттенком, легче и мягче сосновой. Листвинница считается примадонной деревянной архитектуры. Имеет красивую древесину – от красно-коричневой до бурой, по твердости не уступает дубу. Дуб отличается высокой эстетической привлекательностью. Цвет ядра – от золотисто-каштанового до темно-шоколадного. Наиболее характерной чертой дуба являются частые и широкие сердцевинные лучи, которые видны на всех разрезах ствола. Дуб легко окрашивается и морится до черного цвета. Древесина осины однородно-белого цвета, белее, чем у других лиственных пород. Лицевая поверхность изделий из осины отличается оригинальным серебристым оттенком. Береза является самой распространенной в наших лесах лиственной породой, имеет молочно-белый цвет с легким желтоватым или красноватым оттенком. Области применения строительных материалов из дерева в современной архитектуре. Деревянные материалы применяются в современной архитектуре как конструкционные, но чаще как конструкционно-отделочные и отделочные. Пиломатериалы для производства сборных элементов малоэтажных зданий в больших объемах применяют в Финляндии, Швеции, Норвегии, США, Канаде, а также в странах с ограниченными запасами сырья – Германии, Англии, Франции и даже Японии. Известны примеры изготовления и применения сборных элементов жилых зданий из материалов на основе отходов деревообработки. Существуют несущие клееные конструкции (балки, арки, рамы, фермы, пространственные оболочки, купола и т. п.), так же из древесины производят ограждающие конструкции (стеновые панели, покрытия). Широкое распространение получили ДСП и ДВП. Из древесины изготавливается огромное количество напольных покрытий, декоративных деталей интерьера и т.д. Древесина так же используется при реставрациях и реконструкциях памятников архитектуры. Определение, исторические сведения применения природного камня в архитектуре. Природные каменные материалы получают из различных горных пород путем механической обработки или без нее. Природный камень в качестве строительного материала используется очень давно, первыми сооружениями были кромлехи, дольмены, пирамиды Древнего Египта (песчаник, известняк). Характерная особенность древних сооружений – преобладание массы материала над внутренним пространством. Парфенон (пантелийский камень), Колизей. Из камня возводились целые города (напр. др. город Камбоджа, др. города Крыма, руины города майя). Тадж-Махал выложен из белого мрамора, Нотр Дам де Пари. В современной архитектуре в основном используется как материал для фундамента и других несущих конструкций, так же используется в качестве отделочного и конструкционно-отделочного. Классификация природного камня по происхождению. По генетическому происхождению различают магматические (глубинные, излившиеся), осадочные, метаморфические. Камни вулканического происхождения были образованы в результате воздействия очень высокой температуры либо посредством отвердевания вулканической магмы на земле, или под землей. Как результат, подобные камни, которые состоят из гранитовых и базальтовых пород, очень твердые, плотные и разломить или разрезать их чрезвычайно сложно. Осадочные породы, вроде песчаника или известняка, обрабатываются очень легко. Этот класс камней сформировался из пород, которые отложились под воздействием льда, ветра и воды, и за несколько тысяч лет консолидировались. Эти камни можно отыскать в любом строительном магазине, но из-за того, что с ними приятно и легко работать, стоят они намного дороже. Песчаник и известняк идеально подойдут для большинства дизайнерских проектов — обработка их гораздо проще обработки того же гранита. Метаморф — природный камень, который изменил свой внешний вид и свойства под воздействием давления, жары или химических соединений. К примеру, мрамор — это известняк-метаморф. Определенные разновидности метаморфов, такие, к примеру, как гнейс, идеально подходят для проектов строительства из камня с использованием раствора (хотя таким камням придавать форму достаточно сложно). Плотные разновидности (типа мрамора) применяются в основном для создания монументальных сооружений, а также используются в качестве отделочного материала для прилавка или кухонного стола. Механические свойства строительных материалов и изделий. Эксплуатационно-технические свойства природного камня. Преимущества природного камня: высокая прочность, долговечность, морозостойкость, упругость. Плохо работает на растяжение. Эксплуатационно-технические свойства различаются в зависимости от структуры горной породы. По генетическому происхождению различают магматические (глубинные, излившиеся), осадочные, метаморфические. Глубинные горные породы плотные, прочные, с высокой морозостойкостью и низким водопоглощением. Излившиеся являются аналогами глубинных по строению, но отличаются пониженной атмосферостойкостью. Осадочные отличаются небольшой плотностью и малой теплопроводностью. Метаморфические (мрамор) отличаются высокой плотностью, прочностью при сжатии, малое водопоглощение и небольшая твердость. Долговечность природного камня связана с их твердостью. Различают очень долговечные ( первые признаки разрушения через 500 лет), долговечные (до 500 лет; габбро, сиенит), относительно долговечные (1-ые признаки до 100 лет; мрамор, гипсовый камень). Декоративные свойства природного камня и приемы фактурной обработки камня. По характеру обработки фактуры природного камня можно разделить на 2 основные группы: ударные (точечные, бороздчатые, бугристые, рельефные, скальные) и абразивные (пиленная, шлифованная, полированная). Текстура природного камня во многом определяется способом образования горной породы, например текстура глубинных изверженных пород ограничена соотношением в них полевых шпатов и зерен кварца, гораздо разнообразнее текстура осадочных и метаморфических пород (ракушечник, мрамор, кварцит). По цвету, его насыщенности, светлоте природные камни могут быть самыми разнообразными, например кварцит(бел., роз., вишневый, красный), габбро(серый, черный), диорит(черный, зеленый). Благодаря всему разнообразию своих декоративных и конструктивных качеств, природные каменные материалы являются одними из самых дорогих, поэтому используются в основном в общественных знаниях и при частном строительстве. Области применения природного камня в архитектуре. В архитектурно-строительной практике природные каменные материалы используются как конструкционные (блоки для фундамента, стен), конструкционно-отделочные (плиты для пола, лестниц), отделочные (плиты, профильные изделия для наружной и внутренней облицовки). Блоки из пр. к. для фундаментов и кладки наружных стен применяются, как правило, как местный материал для 2-х, 3-х и 5-этажных жилых, общественных и промышленных зданий. Блоки для кладки стен из песчаника, известняка, туфа различных цветов и оттенков оказывают большое влияние на эстетическую выразительность зданий. Отделочные материалы для наружной и внутренней облицовки отличаются более высокой долговечностью по сравнению с аналогичными материалами не из природного камня. Определение, исторические сведения о применение керамики в архитектуре. Керамические материалы – материалы, получаемые в результате формования и тепловой обработки глин с добавками. Известно, что за 12 тыс. лет до н.э. в Древнем Египте возводились глинобитные сооружения из сырого кирпича (без специальной тепловой обработки, чему способствовал сухой климат) и изготовлялись керамические изделия для облицовки (XXVIII век до н.э.).В Месопотамии, в долине рек Тигра и Евфрата, самую значительную роль в архитектуре играл керамический кирпич. Последний широко использовался при строительстве дворцов, каналов, мостов, культовых сооружений — зиккуратов. В Древней Индии также широко применялись керамические материалы. Археологические раскопки в Пенджабе показали, что за 3 тыс. лет до н.э. строились двух- и трехэтажные здания из керамического кирпича. Еще в Неолите в Древнем Китае изготовлялись керамические изделия. Всемирно известным памятником середины 1-го тысячелетия до н.э. является Великая Китайская стена. Ее начали строить в IV веке до н.э. из керамического кирпича и камня с засыпкой землей. Ведущее место керамические кирпич и черепица заняли при строительстве в эпоху Возрождения. Примерами стены, своды, сферические купола большинства флорентийских и сиенских дворцов. Основные виды керамических материалов. В основу классификации положены назначение, структура обожженного материала и качество исходного сырья. По назначению керамические материалы и изделия разделяют на стеновые (кирпич, камни пустотелые); кровельные (черепица); теплоизоляционные (керамзит, аглопорит); облицовочные (плитки, кирпич, камни); трубы (канализационные, дренажные); санитарно-технические (умывальники, раковины и др.); для полов (плитки); дорожные (клинкер); огнеупорные и кислотоупорные изделия. По структуре образующегося после обжига черепка все керамические строительные материалы делятся на пористые и плотные. Пористые материалы характеризуются водопоглощением 5% и более, плотные — менее 5%. Керамические изделия могут быть глазурованными и неглазурованными. Глазури придают изделиям стойкость к внешним воздействиям, водонепроницаемость и высокие декоративные качества. По качеству сырья керамические материалы и изделия разделяют на грубые, тонкие и огнеупорные. |