Багров Н.М., Г.А. Трофимов, В.А. Андреев В.В. Основы отраслевых технологий

Подождите немного. Документ загружается.

191

тания, долговечность, стойкость в различных эксплуатационных условиях. Гипс добавляется для ре-

гулирования сроков схватывания цемента.

Согласно ГОСТу, прочность цемента характеризуется пределом прочности при сжатии и из-

гибе через 28 суток после смешивания с водой. Важным свойством является скорость схватывания

(начала затвердевания). У обычных цементов схватывание начинается не ранее 45 минут после за-

творения и заканчивается не позднее 12 часов.

Плас тифици рованный портландцемент получается путем введения поверхностно-

активных добавок, повышающих пластичность цементов и удобоукладываемость смеси.

Быстротвердеющий портландц емент – отличается повышенной твердостью через 3

суток твердения, обычно применяется при укладке на морозе, для изготовления сборных конструкций

с повышенной прочностью.

Пуццолановый цемент – марки М400 и МЗ00 получается введением активных минераль-

ных добавок – застывшей вулканической лавы, туфа, пемзы, золы ТЭЦ и др. веществ. Он отличается

более высокими гидравлическими свойствами и применяется для гидротехнического строительства,

подземных и подводных сооружений.

Шл аковый портландцем ент изготавливают совместным помолом клинкера, доменных

шлаков и гипса, более водостоек. Его недостаток – более низкая морозостойкость.

Белый портл андцемент получают из белых каолиновых глин и чистых известняков или

мела. На его основе приготавливают различные цветные цементы, используемые на отделочных ра-

ботах.

Бетоны. Бетон – искусственный каменный материал, получаемый в результате формиро-

вания и твердения рационально подобранной смеси вяжущего материала, воды и заполнителей –

песка, щебня или гравия. Смесь этих материалов до затвердевания называют бетонной смесью.

Песок и щебень образуют каменную основу бетона, а цемент их связывает и заполняет пус-

тоты.

Бетоны классифицируются:

по виду вяжущего – на цементные, гипсовые, известковые бетоны, полимербетоны;

192

по прочности – пределом прочности на сжатие и определяются соответствующим классом;

по плотности – особо тяжелый (2500 кг/м

), тяжелый – (от 2500), облегченный (от 1800) и

легкий (от 500 кг/м

и ниже).

Кроме перечисленных факторов бетон может классифицироваться по долговечности,

виду заполнителя, по назначению.

Приготовление бетонной смеси состоит из двух операций – дозировки исходных продуктов и их

перемешивания. Бетонную смесь в бетоносмесителях приготавливают или непосредственно на объ-

екте, или на бетонных заводах, откуда она транспортируется спецтранспортом к месту укладки.

Приготовленная бетонная смесь укладывается в опалубку (форму) и начинается ее уплотне-

ние. В зависимости от удобоукладываемости смеси используют различные способы уплотнения –

вибрирование, виброштамповку, вакуумирование и др. Наиболее распространенным является виб-

рирование. Укладка и уплотнение бетонной смеси являются важнейшими процессами, обеспечи-

вающими качественное заполнение смесью всех промежутков между арматурой и опалубкой. При

вибрировании жесткая бетонная смесь как бы превращается в тяжелую жидкость и заполняет все

части опалубки, а воздух, содержащийся в бетонной смеси, поднимается вверх и уходит. Уход за

бетонной смесью состоит в обеспечении водного режима – периодического увлажнения, укрытия те-

плозащитными щитами, увлажненной мешковиной, покрытия пленкообразующими составами и т.д.

Твердение бетонной смеси состоит не в высыхании влаги, а в протекании ряда сложных химиче-

ских и физических процессов, в которых каждый из минералов при затворении водой реагирует с

ней и дает различные химические новообразования.

Кроме обычных бетонов могут применяться различные специальные бетоны, что достигается

использованием различных добавок. Например, теплоизоляционные газобетоны получают добав-

лением алюминиевой пудры, которая при реакции с кальцием выделяет водород и образует поры.

Пенобетоны получаются при смешении бетона с пенообразующими добавками.

Железобетон. Железобетон представляет собой строительный материал, в котором соедине-

ны в единое целое совместно работающие затвердевший бетон и стальная арматура. В основе совме-

стной работы бетона и стальной арматуры лежит сочетание и совместное использование свойств этих

193

материалов: при изгибе конструкции бетон хорошо сопротивляется сжатию, а арматура обладает зна-

чительной прочностью на растяжение (рис. 6.6). Арматура – это различного профиля прокат, стальные

стержни, проволока, канаты, сетка и т.д. (рис. 6.6), закладываемые в бетон для получения железобетон-

ных конструкций.

стержень горячекатаные стержни канат

Рис. 6.6. Схема действия приложенных сил

в железобетонной конструкции (а) и виды арматуры,

используемой при производстве стройматериалов

Бетон при твердении прочно сцепляется со стальной арматурой, и оба материала деформи-

руются совместно. Плотный бетон защищает арматуру от коррозии и предохраняет ее от непосред-

ственного действия огня. В комплекс железобетонных работ входит заготовка и установка опалубки

арматура

194

(формы), установка в ней арматуры, приготовление и укладка смеси, уплотнение смеси, уход за

твердеющим бетоном.

Строительные растворы. Строительным раствором называют затвердевшую или свеже-

приготовленную смесь вяжущего материала, мелкого заполнителя и воды. В качестве заполнителя

применяют песок. По виду вяжущего материала растворы подразделяют на цементные, гипсовые, из-

вестковые и смешанные, по назначению – на кладочные (для кладки стен), отделочные или штукатурные

и специальные (акустические, рентгенозащитные и т.д.).

Марка раствора определяется испытанием на сжатие образцов, изготовленных из раствора в

виде кубиков со стороной 7,07 см, твердеющих в расчетный срок согласно стандарту. Марки раство-

ров приняты следующие: 1; 4; 10; 25; 50; 75; 100; 200; 300. Низкие марки растворов применяют для

штукатурных и кладочных растворов в малоэтажном строительстве, в многоэтажном строительстве

кладку осуществляют на растворах марок 25, 50, 75 и 100. Для особенно ответственных конструкций

применяют более высокие марки растворов. Кладочные растворы различают по виду вяжущего ма-

териала и по применению.

Для кладки стен используют цементно-известковые и цементно-глинистые растворы.

Прочность, монолитность и долговечность каменной кладки в значительной мере зависят от качества

примененного раствора. Марки, вид и составы растворов для различных видов каменных и монтаж-

ных работ устанавливаются с учетом требований прочности, характера конструкций и условий их

эксплуатации. В современном гражданском и промышленном строительстве чаще всего применяют

строительные растворы марок 25; 50; 75 и 100. Для каменной кладки наружных стен зданий исполь-

зуют преимущественно смешанные цементно-известковые и цементно-глиняные растворы с мини-

мальными марками от 25 до 50 в зависимости от вида используемого материала и требуемой степе-

ни долговечности конструкций.

Отделочные растворы подразделяются на штукатурные и декоративные. Их приготавли-

вают на цементной, цементно-известковой, известковой и на известково-гипсовой основе.

195

6.2.7. Асбестоцементные изделия. Асбестоцементные материалы – это искусственные ка-

менные материалы, представляющие собой затвердевшую смесь портландцемента и асбеста. Ас-

бест (греч. asbestos – неугасимый, неослабевающий) – минерал волокнистого строения, обладаю-

щий способностью расщепляться на гибкие и тонкие волокна, имеющие высокую прочность при рас-

тяжении (выше прочности стали). При смешивании с цементом асбест выполняет роль арматуры,

значительно увеличивая его прочность и упругость.

Асбестоцементные изделия отличаются высокой прочностью, морозостойкостью и малой во-

допроницаемостью. Они теплостойки и сравнительно легко обрабатываются резанием. Под влияни-

ем влаги они не коррозируют, со временем их прочность несколько увеличивается. Недостаток асбе-

стоцементных изделий – малое сопротивление удару и коробление.

Асбест и цемент применяют для изготовления асбестоцементных кровельных и обшивочных

профилированных листов, асбестоцементных кровельных плит, навесных стеновых панелей, труб и

фасонных частей к ним.

Профилированные волнистые листы, известные как шифер, имеют форму прямоугольника с

шестью волнами, направление гребней которых совпадает с направлением большой стороны прямо-

угольника, и применяются для покрытия кровель.

6.2.8. Органические вяжущие материалы и изделия на их основе. Органические вяжущие

материалы применяют в строительстве преимущественно для гидроизоляции. Они представляют со-

бой сложные смеси высокомолекулярных соединений углеводородов и их неметаллических произ-

водных и подразделяются на битумные и дегтевые.

Наиболее распространены в строительстве нефтяные битумы, получаемые при пере-

работке нефти и ее смолистых остатков. Нефтяные битумы водонепроницаемы, стойки против дей-

ствия кислот, щелочей, агрессивных жидкостей и газов, прочно сцепляются с деревом, металлом,

каменными материалами. К основным недостаткам следует отнести горючесть, хрупкость при пони-

жении температуры и старение. Из твердых и полутвердых нефтяных битумов изготавливают ас-

196

фальтовые дорожные мастики и бетоны, также применяют при изготовлении кровельных и гидроизо-

ляционных рулонных материалов, жидкие битумы используют для дорожных покрытий.

Дегтевые вяжущие получают из бурого угля, торфа и древесины посредством их сухой пере-

гонки. К дегтевым материалам относится пек – твердое вещество, получаемое путем отгонки масляни-

стых фракций из дегтя. Дегтевые вяжущие применяют при приготовлении асфальтовых растворов, для

производства кровельного материала (толь), идущего на покрытие кровель временных сооружений, и

приготовления приклеивающих мастик.

Асфальтовый раствор – смесь органических вяжущих веществ (битумного или дегтевого)

и песка. Он используется для гидроизоляции, покрытия асфальтовых полов в промышленных здани-

ях, для подготовки поверхности под полы в жилых и гражданских зданиях, а также для дорожных по-

крытий.

Асфальтовый бетон представляет собой материал, состоящий из смеси органического вя-

жущего, песка и крупного заполнителя (щебня или гравия). Асфальтобетоны применяют, главным

образом, для дорожных покрытий, а также для устройства полов в промышленных цехах.

Рулонные кровельные материалы. В строительстве широко применяют рулонные битумные

и дегтевые материалы. Они подразделяются на кровельные – рубероид, пергамин, толь и гидроизоля-

ционные – изол, бризол, гидроизол, стеклоизол и др.

Рулонные кровельные материалы изготовляют из специального картона путем его пропитки

органическими вяжущими веществами. Наибольшее применение нашли рубероид, пергамин и толь.

Рубероид представляет собой рулонный материал, изготовленный из пропитанного кро-

вельным нефтяным битумом картона. Чтобы под воздействием солнца битум не стекал с руберои-

да, его с двух сторон по слою битума присыпают тонким слоем талька или слюды. Рубероид выпус-

кают двух видов: подкладочный с мелкозернистой минеральной посыпкой – для нижних слоев рулон-

ных кровель и кровельный с крупнозернистой минеральной посыпкой – для верхнего слоя рулонных

кровель.

197

Пергам ин отличается от рубероида тем, что не имеет минеральной посыпки по слою биту-

ма. Применяют для нижних слоев рубероидных кровель, а также в качестве гидроизоляции –при по-

крытии деревянных домов вагонкой, и пароизоляции.

Толь представляет собой рулонный материал, изготовленный из пропитанного дегтевыми

вяжущими картона. Одна или обе его поверхности, как и у рубероида, могут быть посыпаны круп-

нозернистой слюдой или песком. Применяют для покрытия верхнего слоя рулонных кровель из дег-

тевых материалов, а также в качестве гидроизоляционного слоя.

6.2.9. Стекло и изделия из стекла. Стеклом называют прозрачный материал, который полу-

чают из переохлажденных жидких минеральных расплавов кремнезема, сульфата натрия и других

компонентов. Для повышения прочности и химической стойкости в состав расплавов вводят оксид

алюминия, для повышения термостойкости – оксид бора. Стекло характеризуется высокой прочно-

стью на сжатие (600 – 1200 МПа), но малой прочностью при ударе и изгибе – является хрупким ма-

териалом. Оно обладает высокой светопрозрачностью (до 90%), но не пропускает ультрафиолетовые

лучи, низкой теплопроводностью и высокой химической стойкостью. Стекло и изделия из него приме-

няют для остекления помещений, в качестве конструкционного, декоративно-отделочного материала,

а также тепло- и звукоизоляционного материала. Стеклоизделия в виде пустотелых блоков, облицо-

вочных плиток и архитектурных деталей обладают высокими художественно-декоративными качест-

вами. Из стекла можно получать изделия любой формы, фактуры и цвета. В качестве красителей ис-

пользуются оксиды меди, хрома, железа, кобальта и других металлов.

Качество материалов из стекла зависит от химического состава, а также от наличия дефек-

тов, которые могут образоваться в процессе его производства – пузыри, инородные включения, ца-

рапины и т.д. Дефекты понижают прочность, термостойкость, прозрачность стекла и ухудшают его

внешний вид.

Рассмотрим основные виды применяемых стекломатериалов.

Оконное стекло – прозрачные листы стекла толщиной 2–6 мм, с максимальным размером

листа 1,6х2,2 м и светопроницаемостью 85–90%. Оно хорошо пропускает лучи видимой части спектра

198

и практически не пропускает ультрафиолетовые лучи. Оконное стекло предназначено для остекле-

ния окон, внутренних дверей, фонарей

промышленных зданий, а также для изготовления стеклопа-

кетов и остекления наружных дверей и витрин.

Витринное стекло отличается большей толщиной

(6,5 мм и выше) и большими размерами (до 4,5 х 3,5 м). Его применяют для остекления витрин и све-

товых проемов общественных зданий, перегородок, для изготовления стеклопакетов, а также для

зеркал, мебели и т.д.

Закаленное стекло имеет в 3–5 раз более высокую, чем обычное стекло, механическую

прочность и термостойкость, что достигается его соответствующей термообработкой (нагрев до 700–

900º и резкое равномерное охлаждение). Закаленное стекло применяется для остекления витрин и

светопроемов общественных зданий, сплошных стеклянных дверей, перегородок и других ограж-

дающих конструкций, требующих повышенной стойкости к ударным воздействиям.

Армированное стекло – листовое стекло, в толщу которого впрессована металлическая про-

волочная сетка. Как и закаленное стекло, это стекло безопасно, так как при разрушении его осколки

удерживаются сеткой. Применяют армированное стекло для заполнения световых проемов и дверей

(при повышенных требованиях к безопасности и огнестойкости остекления), фонарей верхнего света,

для ограждения балконов, лоджий, лестниц, лифтовых шахт, устройства перегородок и светопро-

зрачных кровель.

Трехслойное стекло – триплекс (от лат. triplex–тройной) состоит из двух стеклянных лис-

тов, склеенных между собой полимерной пленкой. При ударе такое стекло только растрескивается и

не разлетается на осколки. Оно используется для остекления транспортных средств.

Кроме перечисленных, широко применяемых стекол на практике используются имеющие

рельефный рисунок узорчатые стекла (применяют для остекления дверей), обработанные пескост-

Фонарь (греч. Phanarion – светоч, факел) промышленного здания – часть покрытия здания в виде надстройки над крышей,

предназначенная для его естественного освещения и воздухообмена.

199

руйкой матовые стекла (применяют для светорассеивающего остекления), пропускающие ультра-

фиолетовые лучи увиолевые стекла, солнцезащитные и др. виды стекол.

Большое применение находят в строительстве различные виды облицовочных стекол, вклю-

чая листовые и плиточные материалы из цветного и окрашенного стекла, ковровую мозаику, зеркала,

акустические материалы из пеностекла и стекловолокна, стеклоткани и неткановолокнистые мате-

риалы.

Особую группу номенклатуры строительного стекла составляют конструкционные материалы

– стеклопакеты, стеклоблоки и др.

Стеклопакеты – изделия, состоящие из двух или трех листовых стекол, соединенных с за-

зором 15–20 мм так, чтобы между ними образовывались либо герметичные полости, либо полости,

соединенные с внешней средой осушительными устройствами (рис. 6.7).

Стекла устанавливают на эластичном клее в рамки из цветного металла или пластмассы, по-

лости между ними заполняются сухим воздухом.

Стеклопакеты отличаются пониженной теплопроводностью, хорошей звукоизолирующей спо-

собностью, не замерзают и не запотевают при температуре наружного воздуха –20°С (и ниже – для

двухкамерных). Применяют стеклопакеты для остекления светопроемов, витрин, блоков наблюдения

(спецпакеты) и т.п.

Стеклоблоки – пустотелые стеклянные изделия, изготавливаемые сваркой двух отпрессо-

ванных полублоков. В процессе герметической сварки в блоке создается разрежение воздуха, повы-

шающее его теплоизоляционные свойства.

200

Рис. 6.7. Стеклопакеты:

1 – стекло; 2 – клей; 3 – пластмассовый или деревянный профиль; 4 – металлический профиль

Обычно блоки имеют форму параллелепипедов (194 х 194 х 98 мм и др.), но могут изготав-

ливаться и другой формы. Блоки изготавливают из бесцветного и цветного (часто – зеленого) стекла,

светопрозрачными, светорассеивающими и светонаправляющими, для чего на внутренней поверх-

ности каждого полублока создается соответствующий рельеф поверхности. Применяют стеклобло-

ки для кладки наружных ограждений, светопрозрачных перегородок, лестничных клеток и т.д.

В последние годы в строительстве и в промышленности широкое распространение получили

стекловолокнистые материалы. Они изготавливаются из стекловолокна – волокна различного

профильного сечения, изготавливаемого из расплавленного стекла диаметром 3–100 мкм. Стеклово-

локнистые материалы отличаются высокой теплостойкостью, хорошими диэлектрическими свойства-

ми, низкой теплопроводностью, высокой механической прочностью, химической стойкостью. Они

применяются в виде жгутов, крученых нитей, нетканых материалов и т.д. для армирования кон-

струкционных и изоляционных материалов (стеклопластиков, стеклотекстолита, стеклобетона, стек-