Строительные материалы и изделия

Г. Т. Широкий
М. Г. Бортницкая
А. И. Сидорова

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 
И ИЗДЕЛИЯ

Допущено Министерством образования Республики Беларусь  
в качестве учебного пособия для учащихся учреждений  
образования, реализующих образовательные программы  
среднего специального образования по специальности  
«Промышленное и гражданское строительство»

Минск
РИПО
2022

УДК 691(075.32)
ББК 38.3я723
Ш64
А в т о р ы:
профессор кафедры «Строительные материалы  
и технология строительства» Белорусского национального технического  
университета кандидат технических наук, доцент Г. Т. Широкий;  
старшие преподаватели этой же кафедры М. Г. Бортницкая, А. И. Сидорова.

Р е ц е н з е н т ы:
методическая комиссия общепрофессиональных и специальных предметов  
УО «Минский государственный профессионально-технический колледж 
строителей имени В. Г. Каменского» (В. М. Печень);
профессор кафедры технологии стекла и керамики  
УО «Белорусский государственный технологический университет»  
доктор технических наук, профессор И. А. Левицкий.

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее 
части не может быть осуществлено без разрешения издательства.
Выпуск издания осуществлен при финансовой поддержке Министерства образования Республики Беларусь.

Широкий, Г. Т.
Ш64
Строительные материалы и изделия : учеб. пособие / Г. Т. Широкий, 

М. Г. Бортницкая, А. И. Сидорова. – Минск : РИПО, 2022. – 403 с., 
[14] л. ил. : ил. 

ISBN 978-985-895-048-4.

В учебном пособии рассмотрены основные строительные материалы и изделия, 
используемые в промышленном и гражданском строительстве, сырье для их производства, основные качественные характеристики, методы испытания и контроля. 
Материал отражает современные представления и уровень развития науки и техники в определенных направлениях строительного материаловедения. Все технические 
характеристики и определения приведены в соответствии с нормативными документами Республики Беларусь, европейскими и международными стандартами. Фотографии изделий, материалов представлены на цветных вклейках.
Предназначено для учащихся учреждений среднего специального образования, 
получающих специальность «Промышленное и гражданское строительство». Может 
быть полезно работникам строительной сферы, дизайнерам интерьера, менеджерам 
строительных компаний.

УДК 691(075.32)
ББК 38.3я723

ISBN 978-985-895-048-4 
 
© Широкий Г. Т., Бортницкая М. Г.,

 
                           Сидорова А. И., 2022

 © Оформление. Республиканский институт
профессионального образования, 2022

ОТ АВТОРОВ

Строительные материалы, изделия и конструкции являются 
материальной основой строительства. Затраты на них достигают 50 % общей стоимости строительно-монтажных работ. Для 
того чтобы правильно использовать разнообразные строительные 
материалы, надо знать их свойства и назначение. Изучением состава, свойств, внутреннего строения строительных материалов, 
технологий их изготовления и областей применения занимается 
специальная наука – строительное материаловедение. 
XXI век характеризуется бурным развитием промышленности строительных материалов. Механические способы переработки сырья все более вытесняются физико-химическими методами, создаются новые материалы с задаваемыми свойствами: 
гипсовые радонозащитные плиты, биостойкие теплоизоляционные льняные плиты, микроцемент и др. 
Для обеспечения потребностей населения в жилье в Республике Беларусь реализуется программа жилищного строительства, под которую требуется соответствующая материально- 
техническая база. В этой связи увеличивается выпуск цемента, 
кирпича, стеновых блоков, линолеума и других материалов. Особое внимание обращается на монолитное и монолитно-каркасное 
домостроение. В связи с интенсивным развитием индивидуального строительства взят курс на увеличение выпуска газосиликатных блоков как наиболее экономичного стенового материала.
В строительстве и отделке зданий широкое применение находят сухие смеси, защитно-отделочные и клеевые композиции, 
эффективные полимерные, металлополимерные, керамические и 
стеклянные материалы.

1. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА  
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Материал (лат. materia – вещество) определяется чаще всего 
как разновидность вещества (совокупности веществ) или промежуточный продукт переработки веществ, которые уже преобразованы или могут быть преобразованы в продукты труда определенной формы и содержания с целью их дальнейшего практического 
применения или преобразования в изделия. Строительными называют материалы (как природного, так и искусственного происхождения), композиции или изделия из них, имеющие сложный 
состав, заранее заданную структуру, внешнюю форму и применяемые непосредственно в строительных целях – для изготовления 
строительных конструкций, возведения зданий и сооружений и 
выполнения защитно-отделочных покрытий. 
Изделие – это единица продукции, имеющая законченную 
геометрическую форму, которая представляется как элемент 
строительной конструкции, изготовленный из материала или вещества вне места его применения и поставляемый для использования в готовом виде. 
Сырье (сырой материал) – это тоже предмет труда, подвергшийся ранее обработке с целью дальнейшего превращения в материал более совершенной формы или изделие.

1.1. Состав и структура материалов

Строительные материалы могут быть природного происхождения и искусственно изготовленные. Природные материалы (горные породы (гранит, мрамор, мел), древесина и др.) добывают 

1.1. Состав и структура материалов

в местах их естественного происхождения и используют в строительстве, применяя преимущественно механическую переработку – дробление, обогащение, распиловку. Состав и свойства полученных таким образом материалов практически не отличаются 
от свойств и состава исходного сырья. 
Искусственно изготовленные материалы и изделия тоже, как 
правило, получают из природного минерального (глина, известняк) или органического (древесина, углеводороды) сырья, промышленных отходов (шлаки, зола) с использованием достаточно 
сложных технологических приемов. В результате искусственно 
полученные материалы и изделия приобретают новые свойства, 
состав и структуру, существенно отличающиеся от характеристических показателей исходного сырья (минеральные и органические вяжущие, керамические и стеклянные материалы, металлы, 
полимеры и др.).
Все строительные материалы и изделия имеют определенную 
структуру и отличаются способами производства, показателями 
качества или свойствами и их численными значениями, условиями и особенностями применения и т. д.

Под структурой строительных материалов понимают совокупность устойчивых связей, обеспечивающих их целостность 
или внутреннее строение, обусловленное формой, размерами, 
взаимным расположением составляющих их частиц, пор, капилляров, микротрещин. Структура материала может в значительной степени влиять на его свойства и качественные показатели 
в целом.
Различают макроструктуру, микроструктуру материала и 
внутреннее строение на молекулярно-ионном уровне (наноструктуру). Макроструктура материала видима невооруженным глазом 
(визуально) или при небольшом увеличении (до шести раз). При 
этом различают структуру поверхностного и внутреннего слоев. 
Микроструктура – это строение, видимое под микроскопом. 
В зависимости от порядка расположения атомов и молекул 
материалы могут иметь строго упорядоченное строение (кристаллическое) и неупорядоченное, хаотическое (аморфное). Кристаллическая структура образуется при очень медленном охлаждении 
расплавов, когда атомы (ионы) имеют возможность перемещаться в пространстве и занимать наиболее устойчивое положение. 
Линии, условно проведенные в таких структурах через центры 
атомов в трех направлениях, являются прямыми и образуют так 

1. Строение и свойства строительных материалов

называемую кристаллическую решетку. Кристаллическими материалами являются, например, металл, гранит, мрамор. 

Аморфная (бесформенная) структура образуется при быстром 
охлаждении расплавов, когда при переходе в твердое состояние 
молекулы не успевают образовать кристаллическую решетку, а 
остаются вблизи тех положений, которые занимали в расплаве. 
Поэтому аморфными называют материалы, в которых атомы, молекулы или ионы расположены беспорядочно (хаотически). 
Различие между аморфными и кристаллическими материалами еще в том, что кристаллические материалы при нагревании 
имеют определенную температуру плавления, которая равна температуре отвердевания. Аморфные материалы при нагревании 
размягчаются и постепенно переходят в жидкое состояние. Кроме того, прочность аморфных материалов в большинстве случаев ниже кристаллических. Поэтому иногда для получения более 
высокой прочности аморфного материала специально проводят 
его кристаллизацию. 
Аморфные вещества могут быть прозрачны, так как не имеют 
границ между кристаллами, рассеивающих световые волны. Поэтому аморфные вещества иногда называют еще стекловидными, 
а их структуру – стеклообразной, как частный случай аморфной.
Свойства строительных материалов формируются в процессе 
изготовления и в значительной степени определяются их составом и строением. Состав – это качественная и количественная 
характеристика вещества, материала, изделия. Различают химический, минеральный (минералогический), фазовый, вещественный и другие составы. 
Химический состав указывает на процентное содержание в материале химических элементов или оксидов и позволяет судить о 
его химической стойкости, прочности, огнестойкости, биостойкости и других свойствах. В зависимости от химического состава все материалы делятся на органические (древесина, битум, 
пластмассы), минеральные (бетон, цемент, кирпич, природный 
камень и др.) и металлы (сталь, чугун, алюминий). К органическим относят соединения углерода с другими элементами (преимущественно водородом, кислородом и азотом). В строительной 
практике находят применение и органоминеральные материалы, 
например кремнийорганические полимеры (силиконы, полиорганосилоксаны), в молекулах которых имеется связь между атомами кремния и углерода. 

1.2. Свойства материалов

Минеральный состав показывает, какие минералы и в каком 
количестве содержатся в каменном материале, вяжущем веществе и других композиционных составах. Например, известняк, 
мел состоят из одного минерала – кальцита, а мергель – из нескольких минералов. Зная минеральный состав, можно предопределить как физические, химические свойства, так и более 
специфические характеристики, такие как пластичность, огнеупорность, вязкость, способность к кристаллизации, скорость 
твердения, коррозионная стойкость. 
Фазовый состав указывает на содержание в материале фаз, т. е. 

частей, однородных по химическому составу и физическим свойствам и отделенных друг от друга поверхностями раздела. Если 
структуру составляют несколько фаз, то между ними заметна линия, или граница раздела. Материалы, представленные одной фазой, называются гомогенными, а двумя и более – гетерогенными.
Композиционные материалы характеризуются вещественным 
составом, поскольку они состоят из нескольких веществ, каждое 
из которых может иметь свой достаточно сложный химический 
и минеральный состав. Например, портландцемент, кроме минералов клинкера, содержит добавку гипса (СaSO4 · 2H2O – для 
регулирования сроков схватывания) и другие компоненты. Содержание таких компонентов и есть вещественный состав.

1.2. Свойства материалов

Под свойствами материалов понимают их способность реагировать определенным образом на отдельные или совокупные 
внешние и внутренние воздействия – механические, химические, 
биологические и др. Свойства характеризуют общность или различие одних материалов по отношению к другим и проявляются в 
процессе переработки, применения, эксплуатации, испытания или 
сравнения. Например, действие на материал отрицательных температур характеризует его морозостойкость, огня – огнестойкость, 
сопротивление воздействию нагрузок – прочность, упругость и др. 
Различают физические, механические, химические, технологические, эксплуатационные, специальные и другие свойства 
(см. рисунок). Все они взаимосвязаны между собой. Например, 
от структурно-физических свойств зависят механические, технологические, акустические, от механических – эксплуатационные, 
от технологических – механические, эстетические и т. д.

1. Строение и свойства строительных материалов

Свойства  
строительных 
материалов

Структурнофизические
Эксплуатационные
Гидрофизические

Теплофизические

Эстетические

Химические

Технологические

Механические

Рис. Классификация основных свойств строительных материалов

По совокупности свойств строительных материалов судят 
об их качестве, а уровень качества определяется (оценивается) 
количественной характеристикой, т. е. численными значениями 
этих свойств в соответствии с назначением материала. Численные значения свойств строительных материалов получают при 
лабораторных или натурных испытаниях и выражают физическими величинами в соответствии с действующими нормативными документами и согласно Международной системе единиц 
SI (в русской транскрипции СИ). 
На все строительные материалы и изделия, выпускаемые различными производителями, имеются технические нормативные 
правовые акты (ТНПА), которые регламентируют их технические 
характеристики, технологические процессы, правила эксплуатации, перевозки, хранения, утилизации, а также требования к терминологии, символике, упаковке и маркировке. В нашей стране 
действуют национальные стандарты Республики Беларусь (СТБ), 
строительные нормы (СНБ), межгосударственные стандарты 
стран СНГ (ГОСТ, ГОСТ EN), международные (ISO и СТБ ISO), 
европейские (EN и СТБ ЕН), российские (ГОСТ Р) стандарты 
и нормативные правовые документы организаций (СТО). Большинство стандартов на строительные материалы и изделия – это 
технические требования и методы испытания, призванные способствовать повышению качества выпускаемой продукции и ее 
безопасности. 
Свойства строительных материалов формируются в процессе 
изготовления и в значительной степени определяются их составом и строением. Знание состава сырья и материалов позволяет 
прогнозировать свойства изделий при изготовлении и получать 
их с заданными качественными характеристиками. 

1.2. Свойства материалов

Структурно-физические свойства строительных материалов 
определяются параметрами их физического состояния и структуры. Они характеризуют вещество и структуру материала как 
физического тела, а также способность реагировать на внешние 
воздействия, не вызывающие изменения их химического состава 
и структуры.
Плотность – величина, определяемая отношением массы 

материала (вещества) к занимаемому им объему, т. е. масса единицы объема материала: 

ρ
,
m
V


где m – масса, кг (г); V – объем, м3 (см3). 
Размерность плотности – кг/м3 или г/см3, т/м3, кг/л. 
Плотность строительных материалов часто сравнивают с 

плотностью воды, равной 1,0 г/см3 при температуре 4 оС. Плотностью, близкой к теоретической (максимальной), обладают металлы, жидкости, стекло, некоторые полимеры и пластмассы. 
Однако большинство строительных материалов имеют в большей 
или меньшей степени пористое строение, т. е. помимо твердого вещества в их составе находятся ячейки (поры), заполненные 
воздухом или водой. Плотность таких материалов ниже плотности твердого вещества. Поэтому различают истинную, среднюю 
и насыпную (для сыпучих или зернистых материалов) плотность, 
а также плотность зерен сыпучих материалов (чаще всего крупных заполнителей для бетона). 
Истинная плотность, или плотность вещества (абсолютная 
плотность), – масса единицы объема материала в абсолютно 
плотном состоянии: 

ρи
А
.
m
V


Это значит, что при измерении объема в него не входят поры, 
пустоты, трещины и другие полости, присущие материалу в естественном состоянии. Следовательно, истинная плотность – это 
характеристика не материала, а вещества, из которого состоит 
материал. Для определения истинной плотности материал предварительно измельчают в тонкий порошок (до тонкости 0,25 мм), 
чтобы при определении объема исключить поры. Масса порошка 
измеряется взвешиванием, а объем в абсолютно плотном состо

1. Строение и свойства строительных материалов

янии (VА) – в пикнометре или приборе Ле Шателье по объему 
вытесненной жидкости.
Истинная плотность материала – характеристика постоянная 
(физическая константа), которая не может быть изменена без изменения его химического состава или молекулярной структуры. Для 
большинства строительных материалов значение истинной плотности более 1 г/см3. Например, истинная плотность природных 
и искусственных каменных материалов составляет 2,2…...3,3 г/см3, 
органических (дерево, битум, пластмассы) – 0,8...…1,6 г/см3, черных металлов – более 7,0 г/см3. Для жидкостей и материалов, 
полученных из расплавленных масс (металл, стекло, некоторые 
горные породы: гранит, базальт и др.), истинная плотность практически соответствует их плотности в естественном состоянии, 
так как объем внутренних пор у них незначителен.
Для строительных материалов истинная плотность имеет 
вспомогательное значение. Ее используют при вычислении показателей плотности и пористости материалов, в расчетах состава 
бетона и т. п.

Средняя плотность (плотность материала, кажущаяся плотность) – масса единицы объема материала в естественном состоянии (объем материала измеряется вместе с имеющимися в нем 
порами и пустотами):

ρс
Е
.
m
V


При определении средней плотности объем материала устанавливают по внешним размерам образца или по объему вытесненной им жидкости, если испытываемый образец имеет неправильную форму.
Средняя плотность материалов не является величиной постоянной и в зависимости от их вида и структуры может изменяться в достаточно широких пределах – от 10 кг/м3 (для отдельных видов пенопластов, мипоры и др.) до 7850 кг/м3 (сталь) 
и более. Численное значение средней плотности для одного и 
того же вида материала может быть тоже различным в зависимости от количества пор и пустот в нем, т. е., изменяя структуру 
и пористость, можно получать материалы требуемой плотности. 
Например, с изменением пористости плотность ячеистых бетонов может изменяться в пределах 350…...1200 кг/м3, керамического 
кирпича – 1200…...1900 кг/м3.