Строительные материалы и изделия. Лабораторный практикум

B.H. OcnoBMH JI.B. lllyiDIKOB 
CTPO HTEJibHbiE 
MATEPHAJibl 
H H3,l];EJIM5l 

Jia6opaTOpHbiM rrpaKTllKYM 

Pe~eoMeniJoeano 
y'lpe:HCiJenueM ot5pa3oeanust 

<<Pecnyt5JLu~eanc~euu uncmumym 

npocpeccuona.JLbnozo o6pa3oeanust>> 
e ~ea'lecmee noco6ust iJJLst y'law,uxcst 
y'lpe:HCiJenuu, o6ecne'luea10w,ux no.JLy'lenue 
cpeiJnezo cneu,ua.JLbnozo ot5pa3oeanust 
no cneu,ua.JLbnocmu <<IlpoMbttu.JLennoe 

u zpa:HCiJanc~eoe cmpoume.JLbcmeo'> 

MLIIHCK 
«8biW31i1Wafl WKOila" 
2008 

УДК 691(075.32)
ББК 38я723
 О-75

Р е ц е н з е н т ы: цикловая комиссия конструктивных дисциплин Могилевского архитектурно-строительного колледжа; доцент кафедры «Промышленное и гражданское строительство» Белорусско-Российского университета 
кандидат технических наук И.Л. Опанасюк

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее части не может быть осуществлено без разрешения издательства.

Основин, В. Н.
О-75   Строительные материалы и изделия. Лабораторный 
практикум : пособие / В. Н. Основин, Л. В. Шуляков. – 
Минск : Выш. шк., 2008. – 192 с. : ил.
ISBN 978-985-06-1549-7.

Изложена методика определения удельной эффективной активности естественных радионуклидов, испытаний природных каменных и 
керамических материалов и изделий, материалов из древесины, минеральных вяжущих веществ. Рассмотрены подбор составов и испытание бетонов и строительных растворов, а также битумных вяжущих 
веществ и строительных материалов и изделий на основе полимеров.
Для учащихся средних специальных учебных заведений строительных специальностей. Будет полезно работникам лабораторий 
строительных организаций и предприятий стройиндустрии.

УДК 691(075.32)
 
ББК 38я723

ISBN 978-985-06-1549-7 
© Основин В.Н., Шуляков Л.В., 2008
 
© Издательство «Вышэйшая школа», 2008

Учебное издание

Основин Виктор Николаевич, Шуляков Леонид Васильевич
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
Лабораторный практикум

Пособие
Редактор Е.В. Малышева. Художественный редактор Т.В. Шабунько.
Техничес кий редактор М.В. Бригер. Корректор О.И. Голденкова.
Компьютерная верстка М.В. Бригер.

Подписано в печать 06.03.2008. Формат 84×108/32. Бумага офсетная.
Гарнитура «Times New Roman». Печать офсетная. Усл. печ. л. 10,08. Уч.-изд. л. 10,31.
Тираж 900 экз. Заказ 730.
Республиканское унитарное предприятие «Издательство “Вышэйшая школа”». 
ЛИ № 02330/0131768 от 06.03.2006. 220048, Минск, проспект Победителей, 11.
http://vshph.com
Республиканское унитарное предприятие «Типография “Победа”». 
ЛП № 02330/0056832 от 30.04.2004. 222310, Молодечно, ул. Тавлая, 11.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Важными мерами по дальнейшему совершенствованию 
промышленного и гражданского строительства являются улучшение качества работ, максимальное сокращение сроков и снижение стоимости строительства, с чем тесно связано рациональное использование строительных материалов. Чем шире 
их ассортимент, выше качество и ниже стоимость, тем успешнее осуществляется строительство промышленных и многих 
других инженерных зданий и сооружений, возводимых в городах или в сельской местности.
Эффективность использования строительных материалов 
зависит в основном от того, насколько их качество соответствует условиям работы инженерных сооружений. Правильный выбор материалов, хорошо организованный текущий контроль позволяют обеспечивать рациональное использование 
материалов и высокое качество зданий и сооружений. Работы 
по контролю качества материалов и изделий, параметров технологического процесса на производстве выполняют строительные лаборатории и отделы технического контроля. В связи 
с этим будущий специалист должен овладеть методами оценки 
качества сырья и особенностей готовой заводской продукции, 
направляемой на строительство, правилами ее приемки, хранения, транспортировки, экономного расходования и т.п. Он должен также приобрести практические навыки, особенно в отношении проверки качества материалов, изготовления образцов 
для их испытания, подбора рационального состава многокомпонентных (композиционных) материалов.
Качество конструкций, например из монолитного и сборного железобетона – наиболее распространенного строительного 
материала, во многом зависит от составляющих компонентов, 
технологических особенностей бетонной смеси и арматуры. 
Поэтому в данном пособии рассмотрены не только технические требования к материалам, но и особенности их структуры,
обусловленные составом сырья и технологий его переработки, 
сырье для их производства, основные строительно-технические 
свойства материалов, методы контроля, испытаний и приемки.
Учитывая высокую стоимость традиционных материалов 
при строительстве зданий и сооружений, необходимо использо

вать местные строительные материалы (песок, гравий, кирпич 
и др.), что сокращает транспортные расходы, составляющие 
значительную часть стоимости материалов. Большое значение 
для их удешевления имеет утилизация отходов промышленности. В этой связи освоение методики испытаний строительных 
материалов и определения их качественных показателей имеет 
важнейшее значение в деле подготовки техника-строителя.
При составлении лабораторного практикума использовались рекомендованная учебной программой, а также научная и 
специальная литература, действующие ГОСТы, СНиПы, СТБ, 
СНБ и ТУ.
Авторы выражают искреннюю благодарность рецензентам – доценту кафедры «Промышленное и гражданское строительство» Белорусско-Российского университета, кандидату 
технических наук И.Л. Опанасюку и преподавателю Могилевского архитектурно-строительного колледжа Л.М. Филиппенковой, замечания и рекомендации которых способствовали 
улучшению рукописи пособия.
Все отзывы и пожелания просьба направлять по адресу: 
220048, Минск, проспект Победителей, 11, издательство «Вышэйшая школа».
Авторы

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОИТЕЛЬНЫХ 
МАТЕРИАЛАХ И ИЗДЕЛИЯХ

При строительстве любых зданий и сооружений независимо от их назначения должны быть учтены четыре обязательных условия: целесообразность, долговечность, эстетическая 
выразительность и экономичность. Соблюдение этих условий 
возможно только в том случае, если специалист, принима ющий участие в проектировании, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений, будет глубоко знать основы строительного дела.
Строительные материалы и изделия – это природные и 
искусственные материалы и изделия, используемые при строительстве, ремонте и реконструкции зданий и инженерных 
сооружений. Различия в назначении и условиях эксплуатации 
зданий и сооружений определяют разнообразные требования, 
предъявляемые к строительным материалам, и их обширную 
номенклатуру.
Для того чтобы здания и сооружения имели оптимальные 
технические и экономические показатели и были долговечны, 
техники-строители должны хорошо знать номенклатуру строительных материалов и оптимальные условия их применения 
исходя из важнейших свойств материалов и их качественных 
показателей.

1.1. Состав и строение материалов

Свойства строительных материалов всецело обусловлены 
их составом, внутренним строением и физико-химическим состоянием.
Для правильного понимания свойств строительных материалов необходимо знать их химический, минералогический 
и фазовый состав.
Химический состав характеризует процентное содержание 
в материале химических элементов или оксидов, позволяет су

дить о некоторых свойствах материалов – механической прочности, огнестойкости, биостойкости и т.д. 
Минералогический состав показывает, какие минералы и 
в каком количестве содержатся в каменном материале или в 
вяжущем веществе. Например, искусственный минерал трехкальциевый силикат 3СаО ⋅ SiO2 содержится в портландцементе в количестве 45...60%, причем при большем его содержании ускоряется твердение цемента и повышается прочность 
цементного камня.
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. 
В пористом материале выделяют твердые вещества, образующие стенки пор, и сами поры, заполненные воздухом, водой. 
Если вода замерзает, то образовавшийся в порах лед изменяет 
теплотехнические, механические и другие свойства материала, 
вызывает в нем большие внутренние напряжения вследствие 
увеличения объема замерзшей в порах воды. Фазовый состав 
материала и фазовые переходы воды в нем оказывают влияние 
на все свойства и поведение материала при эксплуатации. Материалы, представленные одной фазой, называют гомогенными, а двумя и более – гетерогенными.
Строение материала характеризуют его структурой и текстурой.
Структура – внутреннее строение материала, обусловленное формой, размерами, взаимным расположением составляющих его частиц, пор, капилляров, поверхностей раздела фаз, 
микротрещин и других структурных элементов. В зависимости от структуры различают материалы изотропные, т.е. обладающие одинаковыми свойствами во всех направлениях (затвердевшие бетоны и строительные растворы, керамические 
материалы), и анизотропные, свойства которых различны в 
разных направлениях (железобетон, древесина, волокнистые 
материалы).
Текстура – строение, обусловленное относительным расположением и распределением составных частей материала в 
занимаемом им пространстве. Текстура бывает слоистой, массивной, полосчатой, пористой и др.
Большинство строительных материалов имеет пористую 
текстуру. Их подразделяют на мелкопористые, размеры пор которых определяются сотыми и тысячными долями миллимет

ра, и крупнопористые с размерами пор от десятых долей миллиметра до 1...2 мм. Мелкопористыми материалами являются 
затвердевшие строительные растворы и бетоны, керамика, ряд 
камней, а крупнопористыми – пено- и газобетоны, газостекло, 
поропласты и др. Крупные поры (до 1 см) называют пустотами, к ним относят и пространства между кусками и зернами 
рыхлых материалов.
Различают макро- и микроструктуру материала. 
Макроструктура – это структура, видимая невооруженным 
глазом или при небольшом увеличении. Она бывает конгломератной (характерна для бетонов), ячеистой (газо- и пенобетоны, 
ячеистые пластмассы), волокнистой (древесина, стеклопластики), мелкопористой (ряд керамических материалов), слоистой 
(текстолит, бумопласт), рыхлозернистой (порошкообразные и 
зернистые материалы).
Микроструктура – это структура, видимая в оптический 
или электронный микроскоп. Применительно, например, к 
строительному цементному раствору по микроструктуре можно судить о количестве и расположении основных фаз в цементном камне, о поровом строении, размере, расположении 
и количестве микропор, особенностях контактного слоя между 
заполнителем и цементным камнем.
По физическому состоянию строительные материалы подразделяют на твердые и жидкие. 
Твердым называют всякое вещество, имеющее определенную форму. Так, к твердым веществам относят металлы, камни, 
лед, воск, битум, стекло и др. Твердые вещества могут находиться в кристаллическом (гранит, металлы, лед) и аморфном 
(воск, стекло, эбонит) состояниях. Кристаллические вещества 
имеют упорядоченное взаимное расположение образующих их 
частиц – атомов и молекул, а аморфные – хаотическое их расположение. Кристаллические вещества обладают характерным 
свойством – переходить из твердого состояния в жидкое при 
определенной, постоянной для данного вещества, температуре. Эта температура, называемая температурой плавления, равна температуре отвердевания (каждое расплавленное вещество 
при охлаждении вновь отвердевает). Аморфные вещества не 
имеют четко выраженной температуры плавления и отвердевания, поэтому при нагревании они постепенно размягчаются и 
переходят в жидкое состояние.

Жидкое состояние – это агрегатное состояние вещества, 
сочетающее черты твердого состояния (сохранение объема, 
определенная прочность на разрыв) и газообразного (изменчивость формы).
Наряду с твердыми и жидкими веществами рабочие строительных профессий имеют дело с так называемыми дисперсными системами и растворами, различными смесями, составами.
Дисперсные системы – образования из двух или большего числа фаз (тел) с сильно развитой поверхностью раздела 
между ними. В дисперсных системах одна из фаз (дисперсная) 
распределена в виде мелких частиц (кристалликов, капель, пузырьков) в другой фазе (дисперсионной среде) – газе, жидкости или твердом теле. Дисперсность – характеристика размеров твердых частиц и капель жидкости (чем мельче частицы, 
тем больше дисперсность). На практике в качестве дисперсных 
систем, размер частиц которых более 0,1 мкм, используют суспензии, эмульсии, коллоиды. 
Суспензия – система, в которой частицы твердой дисперсной фазы взвешены в жидкой дисперсионной среде. К таким 
системам относятся готовые к применению краски, являющиеся суспензиями пигментов и наполнителей в связующих веществах и растворителях, шпатлевки, подмазочные пасты.
Эмульсия – система, состоящая из двух не растворяющихся друг в друге жидкостей, одна из которых (дисперсная фаза) 
распределена в другой (дисперсионной среде).
В суспензиях и эмульсиях частицы дисперсной фазы стремятся к седиментации, т.е. осаждению. Кроме того, они могут 
слипаться (коагулировать), сцепляться под действием молекулярных сил.
Коллоиды – промежуточные системы между истинными растворами и дисперсными системами. Жидкие коллоиды – золи, 
твердые студенистые – гели. Гелеобразование – одно из важнейших свойств коллоидных систем. Гели образуются в результате действия молекулярных сил сцепления между коллоидными 
частицами. Образование гелей имеет значение для объяснения 
процессов твердения и свойств цементного камня и полимерных 
материалов. Ячеистая структура геля удерживает значительное 
количество жидкой дисперсионной среды. Под действием механических усилий многие гели способны переходить в золи, 
т.е. разжижаться. Это явление называется тиксотропией и про исходит при вибрировании бетонных, растворных и других сме

сей. Коллоиды способны к набуханию. При этом они увеличиваются в объеме. Животные клеи, белок, крахмал, мыло – коллоиды, которые при длительном соприкосновении с водой образуют коллоидные растворы (золи). В отличие от дисперсных 
систем коллоидные растворы стойки к седиментации, обладают 
свечением в проходящем свете и характеризуются передвижением частиц к электродам при пропускании электротока.
Истинный раствор – молекулярно-дисперсная гомогенная (однородная) система переменного состава из двух и более 
компонентов, которые самопроизвольно растворяются в подходящем растворителе с образованием гомогенной системы. 
Истинные растворы устойчивы в течение длительного времени. Например, маляр имеет дело с истинным раствором всякий раз, когда растворяет в воде кристаллы медного купороса, 
квасцов, каустическую соду, кислоту, спирт.
Важнейшее практическое значение имеют явления, происходящие на поверхности раздела фаз во всех дисперсных и 
особенно в коллоидных системах. К таким явлениям относится 
адсорбция – поглощение и концентрирование вещества на поверхности раздела фаз. Адсорбирующиеся вещества называются поверхностно-активными (ПАВ), они понижают поверхностное натяжение, имеют большое значение в технологии 
строительных материалов, способствуют получению устойчивых эмульсий и суспензий (адсорбционный слой обволакивает 
частицы дисперсной фазы и не дает им слипаться). За счет эффекта адсорбционного понижения прочности ПАВ ускоряют 
измельчение порошков, пластифицируют растворные и бетонные смеси и т.д.

1.2. Стандартизация и унификация
материалов и изделий

Основные требования к качеству материалов, изделий и 
готовых конструкций массового применения в Республике 
Беларусь регламентируются государственной системой стандартизации.
Стандарт – документ, устанавливающий комплекс норм, 
правил и требований к объекту стандартизации. Стандарт разрабатывают и утверждают компетентные органы, после утверждения он приобретает силу закона. Стандарты устанавливаются на все виды массовой и серийной строительной продукции. 

Процесс установления и применения стандартов называется 
стандартизацией. Она базируется на достижениях науки и 
техники, практическом опыте и определяет основу не только 
настоящего, но и будущего развития. Стандартизация способствует улучшению качества продукции, повышению уровня 
унификации и взаимозаменяемости строительных материалов 
и изделий, развитию автоматизации производственных процессов, росту эффективности эксплуатации и ремонта изделий.
Развитие государственной стандартизации началось в 20-х 
годах прошлого столетия. Первый, тогда еще общесоюзный, 
стандарт (ОСТ-1) был принят в 1926 г. В послевоенные годы 
была создана Международная система стандартизации, объединившая более 70 стран. В настоящее время в нашей стране действуют стандарты трех категорий: государственные
(ГОСТы) – на всей территории республики и для всех областей 
народного хозяйства; отраслевые (ОСТы) – для предприятий 
и организаций данной отрасли (например, промышленности 
строительных материалов), а также технические условия (ТУ), 
действующие для отдельных предприятий.
Кроме ГОСТов, ОСТов и ТУ строители пользуются также 
строительными нормами и правилами (СНиПы). Это свод нормативных документов по проектированию, строительству и 
строительным материалам, обязательных для всех организаций 
и предприятий. Государственные стандарты разрабатываются 
преимущественно на строительные материалы и изделия массового изготовления, а СНиПы устанавливают требования для 
всей строительной продукции. Оба комплекса нормативных 
документов по строительству (ГОСТы и СНиПы) дополняют 
друг друга. Начиная с 1997 г. в Беларуси создается национальный комплекс технического нормирования и стандартизации в 
строительстве. Республика Беларусь начала разрабатывать свои 
стандарты (СТБ) и строительные нормы (СНБ). В этих нормативных документах даются определение и назначение материала или изделия, его важнейшие свойства, деление на марки и 
сорта, методы испытаний (установление свойств и их показателей), правила приемки, транспортировки и хранения. В обозначении ГОСТа (СТБ) даны два числа: первое обозначает порядковый номер материала, а второе (после тире) – год утверждения 
стандарта. Например, в СТБ 1160–99 «Кирпич и камни керамические» число 1160 обозначает порядковый номер стандарта на 
керамический кирпич, а 99 – год утверждения СТБ (1999).