ГРАЂЕВИНСКИ МАТЕРИЈАЛИ
ГРАЂЕВИНСКИ МАТЕРИЈАЛИ, материјали који се користе у процесу грађења: у најранијој историји дрво, камен и земља, а током развоја технике минерална везива, керамички материјали, бетон, челик и др.
Дрво. У далекој прошлости уз врло мало обраде грађене су једноставне грађевине од дрвета (колибе, шатори и др.), а с временом, уз већу обраду, почело је да се користи тврдо (храст, буква, цер и др.) и меко дрво (јела, смрча, бор, топола и др.). Помоћу одговарајућих машина производе се дрвена грађа (летве, даске, талпе, гредице, греде и др.), грађевинска галантерија (бродски под, паркет, мозаик-паркет, ламперије, профилисани елементи и др.), фабрички производи на бази дрвета (шпер-плоче, панел-плоче, плоче-иверице, лесонит-плоче и др.) и ламелирано дрво од слепљених танких дасака.
Природни камен. Грађевински камен је од давнина до данас коришћен за
грађење различитих објеката, те поплочавање и насипање. Добија се од
стенских маса (гранит, кречњак, мермер и др.), а према обради дели на
ломљен камен за зидање (камен без икакве обраде, плочаст, дотеран),
обичан ломљен камен (камен неправилне форме који се не може употребити
за зидање) и обрађен камен (коцке, призме, плоче и др.). Комади камена
за зидање повезују се малтерима или се користи техника зидања „у суво".
Агрегат (гранулат) састоји се од неповезаних зрна почев од каменог
брашна и песка до зрна крупноће преко 100 мм,
а дели се на природно невезане стене (дробина, шљунак и песак) и на
дробљен и млевен камен, који се примењује за справљање различитих врста
малтера и бетона, за насипање, израду коловозних конструкција, застора
на железничким пругама и др.
Земља се користи за прављење једноставних грађевина облепљених блатом (плетери), изграђених од ћерпича (ручно или калупом обликован земљани елемент паралелопипедног облика осушен на сунцу), набоја (земља набијена слој по слој у дрвеној оплати) те од врећа напуњених земљом.
Керамички материјали се добијају печењем претходно обликованих глинених производа са порозном масом (пуне опеке, шупље опеке и шупљи блокови за зидање, црепови за кровове, блокови за међуспратне конструкције, дренажне цеви, грађевинска теракота и др.), са полустопљеном масом (клинкер за калдрму, плочице и плоче за подове и за облагање зидова), керамичке цеви и други производи грађевинске керамике.
Минерална везива су материјали који помешани са водом по очвршћавању попримају својства камена. Деле се на ваздушна везива која очвршћавају искључиво на ваздуху и хидрауличка везива која очвршћавају и у води. Гипс је ваздушно везиво чија примена у грађевинарству датира од 1400. п.н.е., а примењује се као штук, моделарски гипс, алабастер, гипс за малтере, за кошуљице и подлоге и др. Креч је ваздушно везиво добијено од кречњачког камена (калцијумкарбоната) печењем којим се добија негашени (живи) креч (калцијум оксид), а његово „гашење" водом претвара га у ваздушно везиво гашени креч (калцијум хидроксид). Хидраулички креч се добија печењем лапоровитих кречњака са глиновитим примесама. Цемент је хидраулично везиво добијено од цементног клинкера (испечене и самлевене мешавине кречњака и глине) уз додатак гипса. Постоје различите врсте цемента: обичан портланд цемент (има их више врста у зависности од додатака које садрже), сулфатно отпорни обични портланд цемент, бели портланд цемент и портланд цемент ниске топлотне хидратације. Постоје цементи специјалне намене: калцијум-алуминатни цемент, експанзивни цемент и др. Класе цемента се дефинишу према чврстоћама и могу бити 32.5, 42.5 и 52.5 уз допунске ознаке N, L и R (обична, ниска и висока почетна чврстоћа).
Угљоводонична везива, од којих су најзначајнији битумени (данас се добијају прерадом нафте) и катрани (произведени сувом дестилацијом каменог угља, мрког угља, дрвета и др.), примењују се за израду хидроизолација, а у комбинацији с одговарајућим агрегатима праве се различите врсте асфалта, асфалтних бетона и ливених асфалта.
Малтери су вештачки камени материјали који настају очвршћавањем смеша ситног агрегата и везивних супстанци креча и/или цемента и воде. При изради малтера користе се и различити додаци са циљем да се остваре одређена својства у свежем стању (пластичност) или у очврслом стању (боја, водонепропустљивост, хемијска отпорност и др.). Ниска чврстоћа кречних малтера и мала трајност због агресивних дејстава подстакла је примену различитих додатака у циљу побољшања својстава малтера још у древном Риму, када је за његово справљање поред креча коришћена и пуцоланска земља вулканског порекла из области Пуцоли близу Напуља. Тако су добијани пуцолански малтери, код којих је пуцоланска земља своја хидраулична везивна својства испољавала у комбинацији с водом и кречом. У природи постоје и други материјали са сличним својствима, али и вештачки пуцолани -- летећи (електрофилтерски) пепео, разни керамички материјали, згура високих пећи и др. Справљање малтера врши се ручно или машински применом мешалица за малтере. У савременим условима малтерске смеше се добијају од фабрички произведених сувих компонената додавањем одговарајуће количине воде, а машински малтери се користе за малтерисање помоћу машинских пумпи.
Бетон je вештачки грађевински материјал добијен очвршћавањем свежег бетона -- хомогенизоване мешавине тачно дозираних количина агрегата, цемента и воде, уз евентуалну примену додатака и адитива. Бетонска мешавина справља се од природно невезаних стена (песак, шљунак, дробина), дробљеног и млевеног камена, разних отпадних материјала и индустријских нуспродуката (згура, електрофилтерски пепео, уситњени отпад од бетона и др.), специјалних агрегата (керамзит, експандирани перлит, експандирани полистирен, влакнасти материјали и др.). У зависности од примењеног агрегата и у функцији остварене укупне порозности бетони могу да буду лаки (800--2.000 кг/м^3^), обични (2.000--2.600 кг/м^3^) и тешки (преко 2.600 кг/м^3^). Додаци бетону су фино уситњени материјали минералног порекла који својим деловањем утичу на одређена својства свежег и/или очврслог бетона (мало инертни или латентно хидраулички пуцолански додаци). Адитиви за бетон су хемијске супстанце које својим физичким, хемијским или комбинованим деловањем утичу на одређена својства свежег и/или очврслог бетона, при чему се они дозирају у односу на масу цемента у бетону: пластификатори (побољшавају уградљивост и обрадивост бетонских смеша), аеранти (увлачивачи ваздуха омогућавају формирање мехурића ваздуха и повећавају отпорност бетона на дејство мраза), заптивачи (повећавају водонепропустљивост очврслог бетона), акцелератори (убрзавају процес очвршћавања), ретардери (успоравају процес очвршћавања), инхибитори корозије (умањују или корозију бетона или корозију челичне арматуре у бетону), антифризи (снижавају тачку смрзавања воде и омогућавају бетонирања на температурама нижим од 0°C). Бетон се производи на основу претходно утврђене рецептуре којом се дефинишу количине компонентних материјала са циљем да бетон задовољи услове конкретне грађевине, пре свега чврстоће при притиску, а у неким случајевима водонепропустљивост, отпорност на дејство мраза, отпорност према хабању и др. Справљање свежег бетона најчешће се врши машинским путем у специјално организованим пунктовима на градилиштима или у посебним фабрикама бетона, а свеж бетон транспортује до места уграђивања, уноси у припремљене оплате или калупе, а затим компактира. До прелаза свежег бетона у очврсли бетон долази услед хидратације цемента која прво обухвата фазу везивања, завршава се брзо и представља период од момента мешања компонената до тренутка када престаје могућност даље обраде бетона. Процес очвршћавања траје од неколико месеци до неколико година, а у пракси се као нормативна вредност чврстоће бетона при притиску усваја вредност која одговара старости бетона од 28 дана. С обзиром на састав мешавина и технологије уграђивања постоје: пумпани бетон -- до места уграђивања транспортује се цевима, односно тзв. бетон-пумпама; млазни бетон (торкрет-бетон) набацује се на површине применом посебних млазница у виду торкрет-топова; једнозрни-каверозни бетон састоји се само од једне фракције агрегата (8/16 мм или 16/32 мм) и карактерише великом порозношћу; микроармирани бетон са челичним или синтетичким влакнима; бетон високе чврстоће са чврстоћом при притиску преко 60 N/мм^2^; самозбијајући бетон код којег се употребом каменог брашна и специфичних адитива искључује потреба компактирања приликом уградње; бетон на бази реактивног праха са врло високом чврстоћом на притисак (200--800 N/мм^2^); штампани бетон са видном површином формираном утискивањем алата-калупа; уваљани бетон-агрегат обогаћен цементом који се уграђује применом механизације за земљане радове; препакт-бетон направљен претходним уграђивањем агрегата и накнадним испуњавањем празних простора између зрна цементним малтером.
Метали. Иако је гвожђе било коришћено пре више од 3.000 година, у градитељству је почело да се примењује тек у првој половини XVIII в. када је произведено ливено гвожђе, које је због кртости имало ограничену примену у грађевинарству, а у другој половини XVIII в. производњом вареног („пудлованог") гвожђа са својствима сличним савременом челику омогућено је конструисање носача великих распона. Челик је легура гвожђа која се добија од гвожђа произведеног у високим пећима. Његова масовна производња почела је у другој половини XIX в. захваљујући новим поступцима Бесемера, Томаса и Сименс-Мартена. Израда елемената од челика обавља се ливењем у калупе и обрадама ваљањем, извлачењем, ковањем и пресовањем*,* као и термичким и термохемијским обрадама основног материјала. У грађевинарству се за носеће конструкције примењују углавном угљенични челици (легирајући елемент је једино угљеник) и легирани челици (поред угљеника садрже манган, хром, молибден, никл, волфрам, алуминијум и др.). Грађевински челици за носеће конструкције су нискоугљенични челици, а постоје још челици за лимове, челичне жице и челична ужад, челици за вијке, навртке и закивке, бетонски челици (арматура за бетонске конструкције), челици за преднапрегнути бетон (жице, шипке и ужад). Алуминијум се примењује у виду легуре за ливење и легуре за обраду притиском или гњечењем, а користе се легуре за ливење силумини (алуминијума и силицијима) и дуралуминијум (за обраду деформацијом -- примењује се у производњи жице, лимова, фолија, профила и сложених облика). Олово се користи за израду лимова, водоводних цеви и др., бакар за израду лимова за покривање кровова и у дилатационим разделницама бетонских конструкција, цинк за лимове као кровни покривач, месинг (легура бакра и цинка) за окове, водоводне цеви и арматуре, бронза (легура бакра и калаја) за окове и украсне елементе.
Синтетичке смоле и пластични материјали. Синтетичке смоле припадају сложеним органским једињењима полимерима који се добијају прерадом угља и природног гаса и основа су за добијање скоро свих врста пластичних материјала који имају врло широку примену у градитељству. Пластични материјали или пластичне масе могу бити хомогени (полимер са додацима: пигменти, катализатори, пластификатори и стабилизатори) и хетерогени који садрже и пуниоце (зрнасте, влакнасте, листасте и др.). Термопластични полимери су полиетилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирен, полиамид и полиакрил, термостабилни полимери су епоксиди, полиестри, полиуретани, фенолалдехиди и силикони, а еластомери су вештачки каучуци добијени полимеризацијом одређених мономера (изпоренски, бутадиенски, бутадиенстиролни, хлоропренски, изобутиленски и др.) и имају изузетна еластична својства. Синтетичке смоле и пластични материјали се користе за израду материјала за термоизолацију и хидроизолацију, звучну заштиту, антикорозиону заштиту, различита облагања, преграђивања, унутрашњу декорацију, покривање кровова и подова, израду цеви, лежишта за конструкције, а служе и за добијање полимер-малтера, полимер-бетона и др. Индустријска производња грађевинских материјала (→ Грађевинска индустрија) у великој мери је покривала потребе домаће грађевинске оперативе.
ЛИТЕРАТУРА: М. Мурављов, Грађевински материјали, Бг 1998; М. Мурављов, Д. Јевтић, Грађевински материјали 2, Бг 1999; М. Мурављов, Основи технологије бетона, Бг 2010.
М. Мурављов