КРАТКИЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ дисциплины «Строительные материалы и изделия» Для специальности 08.02.02 «Строительство и экспл

Самарский колледж строительства и предпринимательства

(филиал)

федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения высшего образования

«Национальный исследовательский

Московский государственный строительный университет»

КРАТКИЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

дисциплины

«Строительные материалы и изделия»

Для специальности 08.02.02

«Строительство и эксплуатация инженерных сооружений»

Самара 2019г.

Одобрено Предметно-цикловой комиссией

Протокол №__ от «___»20__г

Председатель ПЦК

_____________

Рассмотрено

на заседание Методического

совета колледжа

протокол №__от «__»___20__г

Руководитель центра УМО

и ККОП______Перегоедова Л.П.

Утверждено

Зам.директора на УВР

________Панова О.В.

Автор: преподаватель высшей квалификационной категории Румянцева Л.С.

Рецензент: Доктор технических наук, Доцент

Государственного технического

Университета,

факультета «Управление транспортными системами»

Ганичев А.И.

Раздел 1. Основные свойства строительных материалов

Основные свойства строительного материалов.

Стандартизация строительных материалов и изделий. Современные достижения в производстве и применении строительных материалов.

Физические свойства дорожно-строительных материалов

Понятия «свойства материалов», «физические свойства» дорожно-строительных материалов и их значение. Истинная плотность, средняя плотность, насыпанная плотность. Пористость и пустотность. Влажность (природная) по массе и объему. Водопоглащение по массе и объему. Водостойкость, коэффициент размягчения. Морозостойкость и коэффициент морозостойкости.

Физические свойства характеризуются особенностью его физического состояния или отношение к размеянным физическим процессам.

Механические свойства дорожно-строительных материалов.

Понятие «механические свойтсва» дорожно-строительных материалов и их значение. Прочность и напряжение. Предел прочности при сжатии, изгибе и растяжении. Дробимость при сжатии. Истираемость. Упругость, модуль упругости. Хрупкость. Пластичность.

Механические свойства характеризуют способность материалов сопротивляться различным силовым воздействиям.

Современные методы испытания строительных материалов (разрушающие и неразрушающие).

Взаимосвязь между физическими и механическими свойствами. Гидрофизические свойтсва: водопоглощение, гигроскопичность, влажность, водостойкость, водонепрооницаемость, морозостойкость.

Теплофизические свойства: огнестойкость, огнеупорность, теплопроводность, теплоёмкость, их определение, вычисление, примеры проявления этих свойств в конкретных условиях эксплуатации строительных конструкций зданий и сооружений.

Химические, технологические и эксплуатационные свойства дорожно-строительных материалов. Понятие «химические свойства» дорожно-строительных материалов и их значение. Коррозионная стойкость. Атмосферостойкость. Растворимость. Твердение. Прилипаемость. Цементирующая способность. Понятие «технологические свойства» и их значение. Вязкость. Дробимость. Удобоукладываемость. Уплотняемость. Нерасслаиваемость. Понятие «эксплуатационные свойства» и их значение. Износостойкость, долговечность. Пути повышения технологических и эксплуатационных свойств дорожно-строительных материалов.

Раздел 2. Древесные строительные материалы (5 часов)

Широкое применение лесных материалов в строительстве объясняется главным образом наличием у них ряда положительных свойств. Они обладают высокой прочностью, малой средней плотностью, легкостью обработки, высокой морозостойкостью и стойкостью к действиям растворов солей, щелочей, органических кислот.

Основные свойства древесины классифицируются на физические и механические. Физические свойства древесины характеризуются цветом, блеском, текстурой, плотностью, гигроскопичностью и др. Механические свойства древесины характеризуются прочностными и деформативными показателями при различном ее напряженном состоянии (прочность при сжатии, растяжении, изгибе, скалывании, модуль упругости и сдвига, ползучесть, усадка и др.).

Физические свойства древесины. Рассмотрим те физические свойства древесины, которые имеют наибольшую значимость для строительной индустрии.

Влажность древесины оказывает значительное влияние на ее свойства. Древесина содержит свободную (в полостях клеток) и связанную (в оболочках клеток) влагу.

Полная (при удалении всей связной влаги) усушка составляет в тангенциальном направлении для древесины различных пород 6…10 %, а в радиальном направлении 3…5 %, вдоль волокон 0,1…0,3 %, полная объемная усушка примерно 12…15 %. Вследствие разницы значений радиальной и тангенциальной усушки при высыхании (или увлажнении) наблюдается коробление древесины.

Объемная масса, или средняя плотность, древесины зависит от ее влажности и объема пор. Плотность древесного вещества (удельная масса) у всех пород одинакова (так как одинаков их химический состав) и примерно равна 1,5. Плотность древесины из-за наличия в ней полостей меньше плотности древесного вещества и колеблется в значительных пределах в зависимости от породы, условий роста, положения образца древесины в стволе и т.д.

Механические свойства древесины. При использовании древесины в качестве конструкционного материала и создании композиционных материалов возникает необходимость учитывать способность древесины сопротивляться действию усилий, т.е. ее механические свойства. К механическим свойствам древесины относятся ее прочность и деформативность, а также связанные с механическими воздействиями некоторые ее эксплуатационные свойства.

Прочность древесины характеризует ее способность сопротивляться разрушению под действием механических нагрузок. Показателем этого механического свойства служит предел прочности – максимальная величина напряжений, которые выдерживает материал без разрушения. Предел прочности устанавливают при испытаниях образцов древесины на сжатие, растяжение, изгиб, сдвиг и (очень редко) при кручении. Древесина относится к анизотропным материалам, поэтому определение показателей прочности проводят по разным структурным направлениям – вдоль и поперек волокон (по радиальному и тангенциальному направлениям).

Деформативностью древесины называют ее способность изменять свои размеры и форму при воздействии усилий. Показателем деформативности древесины служат модули упругости, коэффициенты поперечной деформативности, модули сдвига, длительные модули упругости, ползучесть, усадка и др.

К числу эксплуатационных и технологических свойств, проявляющихся при воздействии усилий, можно отнести: твердость, ударную вязкость, износостойкость, способность удерживать крепления и др. По своим механическим свойствам древесина относится к анизотропным материалам. Она имеет существенное различие в показателях прочностных и деформативных свойств по разным структурным направлениям. Наибольшую прочность и жесткость древесина имеет вдоль волокон, наименьшую – в поперечном направлении.

Показатели механических свойств древесины зависят от ее влажности. При увлажнении древесины до предела насыщения клеточных стенок показатели всех механических свойств резко уменьшаются. При дальнейшем повышении влажности древесины (свыше 30%) показатели механических свойств практически не изменяются.

При расчёте конструкций из древесины, работающих на сжатие, изгиб, растяжение или в условиях сложного напряженного состояния, числовые величины показателей механических свойств древесины берут из нормативно-справочной литературы с учетом переходных коэффициентов к расчетным сопротивлениям древесины в зависимости от породы.

Влажность древесины определяется количеством содержащейся в ней воды, выраженной в процентах от массы сухой древесины. В растущем дереве влаги находится 35-120% по отношению к массе абсолютно сухой древесины. Влага необходима для растущего дерева, но в срубленной древесине влага нежелательна, так как она влечет за собой ряд отрицательных явлений. В древесине бывает капиллярная, гигроскопическая и химически связанная вода.

Капиллярная влага заполняет полости клеток, сосудов и межклеточные пространства. При испарении этой воды объем, и форма древесины не меняется.

Гигроскопическая влага пропитывает стенки клеток древесины. Эта влага испаряется медленнее, чем капиллярная. При испарении гигроскопической воды древесина меняет размеры (усушка) и форму (коробление, растрескивание).

Химически связанную воду, которой в древесине содержится до 1%, невозможно удалить без разрушения структуры древесины.

В практике различают следующие степени влажности древесины: мокрую, которая долгое время пробыла в воде (влажность более 100%), свежесрубленную (50-100%), воздушно-сухую, долгое время пролежавшую на воздухе (15-20%), комнатно-сухую (8-12%).

Защита древесины от разрушения.

Для предохранения древесины от повреждения грибами и насекомыми применяют следующие мероприятия: высушивание древесины до влажности ниже 20% (минимальная влажность, при которой не развиваются грибы), изоляция древесины от влаги толем, пергамином и другими просмоленными материалами, устройство хорошей вентиляции, обработка древесины антисептиками.

Антисептики-вещества, способные предупредить или приостановить развитие микроорганизмов, вызывающих гниение древесины. Антисептики должны быть ядовитыми против грибков и насекомых, не оказывать вредного влияния на древесину и металлы, глубоко проникать в древесину и не вымываться из нее водой, не оказывать вредного влияния на людей и домашних животных, не быть огнеопасными и не повышать горючесть древесины, не издавать неприятного запаха и не быть дорогими. Антисептики бывают водорастворимые и масляные.

Пороки древесины.

Различные недостатки древесины, которые снижают ее технические свойства и ограничивают практическое использование, называются пороками древесины. Ввиду того что пороки оказывают большое влияние на механические свойства древесины, образцы для испытания готовят из древесины, не имеющей пороков.

Влияние пороков на степень пригодности древесины для строительных целей зависит от их места расположения, размеров поражения, разновидности порока, характера и назначения древесины, так как один и тот же порок для одних сортаментов недопустим, а для других не имеет существенного значения.

В зависимости от убывающей встречаемости пороки делятся на следующие группы: сучки, трещины и деформации, пороки формы ствола, пороки строения древесины, повреждения древесины насекомыми и грибами.

Защита древесины от возгорания.

Древесина относится к нестойким материалам против возгорания. Для огнезащитного покрытия древесины применяют следующие способы: деревянные части покрывают штукатуркой или малотеплопроводными несгораемыми материалами, например, асбестоцементными листами;

Древесину окрашивают жидкими огнезащитными составами, образующими на ее поверхности несгораемую пленку;

Деревянные изделия пропитывают огнезащитными составами, носящими общее название антипиренов.

Наибольшее применение для обработки древесины от возгорания имеют силикатные краски, в состав которых входит: жидкое стекло, красители (мумия, сурик и другие краски), молотый мел и тальк.

Сортамент лесных материалов и изделий.

Круглый лес в зависимости от диаметра в верхнем торце подразделяется на бревна, подтоварник и жерди. Бревна представляют собой отрезки ствола дерева длинной от 4 м и более, имеющие в торце от 14 см и более.

Подтоварник – тонкий кругляк длиной от 3 до 9 м, диаметром в верхнем отрубе 8-14 см. Жерди готовят из хвойного леса диаметром от 3 до 7 см и длиной 3-9 см. Колья для снеговых щитов готовят из различных пород. Диаметр кольев берется до 6 см в верхнем отрубе, а длина 2,5 м.

Пиломатериалы (пластины, доски, брусья, шпалы и др.) получают при распиловке круглого леса.

Брусья представляют собой бревна, обработанные с двух или четырех сторон. Если у бруса обработаны две стороны, то брус называется двухкантным, а если обработка произведена с четырех сторон, то четырехкантным. По чистоте обработки брусья бывают тупокантные и отрокантные.

Если круглые бревна распилить по диаметру, то каждую половину называют пластиной, а при распиловке на четыре части каждую часть называют четвертиной.

Доски получаются при продольно распиливании бревна. Ширина доски превышает толщину в 3 раза и более. Доски бывают обрезными и необрезными. Горбыль – неполная пластина, получается при распиловке параллельно оси ствола. Бруски получаются при продольном распиливании бревен. В брусках толщина составляет 1/3 ширины.

Шпалы готовят из круглого леса с обработкой на два или четыре канта. Длина шпал – 2,5-2,7 м для широкой колеи и 1,8; 1,5 и 1,35 м для узкой колеи.

Раздел 3. Природные каменные материалы (4 часа)

1) Природные каменные материалы.

2) Каменные материалы, применяемые в естественном виде.

3) Каменные материалы, получаемые в результате механической переработки горных пород.

4) Искусственные каменные материалы.

5) Штучные изделия из горной породы.

Природные каменные материалы

Общие сведения о природных каменных материалах. Разновидности природных каменных материалов. Классификация горных пород. Месторождения природных каменных материалов, применяемых в дорожном и аэродромном строительстве, техническая характеристика.

Классификация каменных материалов

Для строительных работ используют каменные материалы либо природного происхождения, либо получаемые при дроблении горных пород, искусственных материалов и отходов промышленности.

Каменные материалы получают из плотных горных пород ( в том числе попутно добываемых вскрышных и некондиционных отходов горных предприятий) и природных пористых горных пород вулканического ( пемз, шлаков, туфов, крупнопористых базальтов, андезито-базальтов и андезитов) или осадочного происхождения (пористых известняков, известняков-ракушечников, алевролитов, спонголитов, опок и других пород).

В зависимости от крупности зерен каменные материалы делятся на крупные с зернами размером свыше 5 мм ( щебень и гравий) и мелкие с зернами размером до 5 мм ( песок).

Исходным сырьём для производства щебня является природный камень, попутно добываемые породы, отходы обогащения горно-обогатительных предприятий угольной,

металлургической, химической промышленности, гравий, а также шлаки, получаемые из отходов металлургического, химического производства, тепловых электростанций и других предприятий.

Обломочные горные породы залегают в виде рыхлых скоплений обломков скальных горных пород. К природным обломочным горным породам относятся валунный камень, гравий и песок. Для улучшения физико-механических характеристик обломочные горные породы подвергают дроблению и измельчению с последующим грохочением. Исходную горную породу заготавливают преимущественно взрывным способом. Затем на комплексных передвижных или стационарных механизированных установках горную массу дробят, а получаемый щебень сортируют и при необходимости обогащают.

По плотности каменные материал подразделяют на плотные с истинной плотностью свыше 2,0г/см³ и пористые с истинной плотностью до 2,0г/см³.

По характеру формы зерен каменные материалы подразделяют на материалы, имеющие угловатую и округлую форму. К первым относятся материалы, получаемые путем дробления горных пород или искусственных материалов, такие, как щебень, дробленый песок. Ко вторым – гравий и природный песок.

Каменные материалы, применяемые в естественном виде.

Гравий. Добыча гравия. Технология схема разработки рыхлых горных пород. Деление на фракции. Требования ГОСТ 8267-93(2003), технические характеристики гравия. Виды песка. Технические характеристики, требования ГОСТ 8736-95.

Сертификация рыхлых каменных материалов ( гравия, песка).

Применение песка (гравелистого, укрупненного и средней крупности) для строительства аэродромов по СНиП 2.03.01-84. Смеси гравийно-песчаные для строительных работ. Смеси песчано-гравийные( крупнозернистые, среднезернистые и мелкозернистые) для строительства аэродромов по СНиП 2.03.01-84. Валунный камень (валун), булыжный камень и их применение в строительстве.

Гравий из горных пород - неорганический зернистый сыпучий материал с зернами крупностью свыше 5 мм, получаемый рассевом природных гравийно-песчаных смесей.

Щебень. Технические требования к щебеню по ГОСТ 8267-93(2003).

Щебень из гравия, характеристика, качество щебня из гравия, разделение его на фракции, зерновой состав.

Технические требования к щебню из гравия по ГОСТ 8267-93(2003), применение.

Щебень для строительных работ и попутно добываемых пород и отходов горно-обогатительных предприятий по ГОСТ 8267-93(2003), применение.

Дробленый песок. Технические требования по ГОСТ 8736-95,примение.

Смеси щебеночно – зернами гравийно – песчаные для покрытий и оснований, автомобильных дорог и

аэродромов по ГОСТ 25607-94(2002).

Щебень из горных пород – неорганический зернистый материал с крупностью свыше 5мм, получаемый дроблением горных пород, гравия и валунов, попутно добываемых вскрышных и вмещающих пород или некондиционных отходов горных предприятий по переработке руд (черных, цветных и редких металлов металлургической промышленности) и неметаллических ископаемых других отраслей промышленности с последующим рассевом продуктов дробления.

Щебень и гравий выпускают в виде следующих основных фракций: 5(3)-10,10-20, 20-40, 40-80 м и смеси фракций 5(3) – 20мм.

По согласованию изготовителя с потребителем выпускают щебень и гравий в виде фракций 10-15,15-20,80(70) – 120, 120 – 150 мм, а также смеси фракций 5(3) – 15, 5(3) – 40, 20 – 80(70) мм.

Полные остатки на контрольных ситах при рассеве щебня и гравия фракций 5(3) – 10, 10-20, 20-40, 40 – 80(70) мм и смеси фракций 5(3) – 20 и 5 – 15мм должны соответствовать значениям, приведенным табл.

Диаметр отверстий контрольных сит, мм	d	0,5(d+D)	D	1,25D
Полные остатки на ситах,	От 90 до 100	От 30 до 80	До 10	До 0,5

Для щебня и гравия фракций 80(70) – 120 мм и 120-150 мм, а также для смесей фракций 5(3) – 40 мм и 20-80 мм полные остатки на контрольных ситах с отверстиями диаметром d,D,1,25D должны удовлетворять значениям, приведенным в табл., а соотношение фракций в смесях устанавливают по согласованию изготовителя с потребителем в соответствии с нормативным документами на применение этих смесей для строительных работ.

Полные остатки на контрольных ситах при рассеве щебня и гравия фракций 10-15 мм и 15-20 мм должны быть:

От 85% до 100% на сите с отверстиями диаметром d;

До 15% - на сите с отверстиями диаметром D;

До 0,75% - на сите с отверстиями диаметром 1,25D/

Щебень из гравия должен содержать дробленые зерна в количестве не менее 80% по массе. Допускается по согласованию изготовителя с потреблением содержание дробленых зерен не менее 60%.

Форму зерен щебня и гравия характеризуют содержанием зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы. Щебень в зависимости от содержания зерен пластинчатой и игловатой формы подразделяют на четыре группы, приведенные в табл. 2

Гравий не должен содержать зерен пластичной и игловатой формы более 35% по массе.

Группа щебня	Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы,% по массе
1	До 15 включительно
2	Свыше 15 до 25
3	Свыше 25 до 35
4	Свыше 35 до 50

Прочность щебня и гравия характеризуют маркой, определяемой по дробимости щебня (гравия) при сжатии (раздавливании) в цилиндре.

Прочность щебня и гравия, предназначенного для строительства автомобильных дорог, характеризуют маркой по истираемости в полочном барабане.

Марки по дробимости щебня из оадочных и метаморфических пород должны соответствовать требованиям, приведенным в табл.3, а марка по дробимости из изверженных пород – в табл.4.

Таблица. 3

Марка по дробимости щебня из осадочных и метаморфических пород	Потеря при испытании щебня,%
	В сухом состоянии	В насыщенном водой состоянии
1200	До 11 включительно	До 11 включительно
1000	Свыше 11 до 13	Свыше 11 до 13
800	Свыше 13 до 15	Свыше 13 до 15
600	Свыше 15 до 19	Свыше 15 до 20
400	Свыше 19 до 24	Свыше 20 до 23
300	Свыше 24 до 28	Свыше 28 до 38
200	Свыше 28 до 35	Свыше 38 до 54

Таблица.4

Марка по дробимости щебня из изверженных пород	Потеря массы при испытании,%
Марка по дробимости щебня из изверженных пород	Из интурузивных пород	Из эффузивных пород
1400	До 12 включительно	До 9 включительно
1200	Свыше 12 до 16	Свыше 9 до 11
1000	Свыше 16 до 20	Свыше 11 до 13
800	Свыше 20 до 25	Свыше 13 до 15
600	Свыше 25 до 34	Свыше 15 до 20

Марки по дробимости щебня из гравия и гравия должны соответствовать требованиям, приведенным в табл.5

Марка по дробимости из гравия и гравия	Потеря массы при испытании,%
Марка по дробимости из гравия и гравия	Щебня из гравия	гравия
1000	До 10 включительно	До 8 включительно
800	Свыше 10 до 14	Свыше 8 до 12
600	Свыше 14 до 18	Свыше 12 до 16
400	Свыше 18 до 26	Свыше 16 до 24

Марки по истераемости щебня и гравия должны соответствовать требованиям, приведенным в табл.6.

Марка по истираемости щебня и гравия	Потеря массы при испытании,%
Марка по истираемости щебня и гравия	щебня	гравия
И1	До 25 включительно	До 20 включительно
И2	Свыше 25 до 35	Свыше 20 до 30
И3	Свыше 35 до до 45	Свыше 30 до 40
И4	Свыше 45 до 60	Свыше 40 до 50

Морозостойкость щебня и гравия характеризуют числом циклов замораживания и оттаивания, при котором в процентах по массе щебня и гравия не превышают установленных значений.

Допускается оценивать морозостойкость щебня и гравия по числу циклов насыщения в растворе сернокислого натрия и высушивания. При несовпадении марок морозостойкость оценивают по результатам испытания замораживанием и оттаиванием.

Щебень и гравий по морозостойкости подразделяют на следующие марки: F15; F25;F50;F100;F150;F200;F300;F400.

Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из активных и высокоактивных шлаков не нормируется, а из слабо - и неактивных шлаков не должно превышать 3% по массе.

Щебень и гравий должны быть стойкими к воздействию окружающей среды. Щебень и гравий, предназначенные для применения в качестве заполнителей для бетонов, должны обладать стойкостью к химическому воздействию щелочей цемента.

Стойкость щебня и гравия определяют по минералого-петрографическому составу исходной горной породы и содержанию вредных компонентов и примесей, снижающих долговечность бетона и вызывающих коррозию арматуры железобетонных изделие и конструкций.

Щебень и гравий не должны содержать посторонних засоряющих примесей.

Содержание в щебне из шлаков черной и цветной металлургии и фосфорных шлаков,предназначенных для строительства конструктивных слоев дорожных одежд, металлических примесей, подлежащих ручной сортировке, не должно превышать 5% по массе.

Правила приемки

Щебень и гравий должны быть приняты техническим контролем предприятия – изготовителя.

Приемку и поставку щебня и гравия производят партиями.

Партией считают количество щебня(гравия) одной фракции (смеси фракций), установленное в договоре на поставку и одновременно отгружаемое одному потребителю в одном железнодорожном составе или одном судне. При отгрузке автомобильным транспортом партией считаю количество щебня (гравия) одной фракции (смеси фракций), отгружаемое одному потребителю в течении суток.

Для проверки соответствия качества щебня (гравия) требованиям настоящего стандарта проводят приемочный контроль и периодические испытания.

При приёмочном контроел определяют:

-зерновой состав;

-содержание пылевидных и глинистых частиц;

-содержание глины в комках;

-содержание зерен слабых пород.

Результат приёмочного контроля и переодических испытаний приводят в документе о качестве, в котором указывают:

-наименование предприятия-изготовителя и его адрес;

-номер и дату выдачи документов;

-Наименование и адрес потребителя;

-Номер партии и количество щебня (гравий);

-номер вагона или номер судна и номер накладных;

-зерновой состав щебня;

-содержание зерна пластинчатой и игловатой формы;

Искусственные каменные материалы

Щебень шлаковый, доменный сталеплавельный для дорожного строительства. Технические требования по ГОСТ 3344-83(2002) к щебню, применение.

Щебень и песок аглопоритоые ГОСТ 9757-90 (2002), техническая характеристика, применение.

Щебень перлитовый вспученные, технические требования по ГОСТ 10832-91 (2004), применение.

Штучные изделия из горной породы.

Переработка горной породы на штучные изделия, их получения, типы и марки, техннические требования, применение в строительстве.

Раздел 4. Минеральные вяжущие вещества (10 часов)

1. Классификация минеральных вяжущих.

2. Воздушные вяжущие материалы

3. Гидравлические вяжущие материалы

4. Цемент

5. Разновидности цементов

Классификация минеральных вяжущих и области их применения

Минеральные (неорганические) вяжущие материалы представляют собой порошкообразные вещества, которые при перемешивания с водой образуют пластичную смесь, постепенно твердеющую и образующую камневидное тело. Они подразделяют на гидравлические и воздушные. Воздушные вяжущие ( гипсовые и магнезиальные вяжущие, воздушная известь, жидкое стекло) твердеют только на воздухе и поэтому самостоятельно в дорожном строительстве не применяются.

Гидравлические вяжущие материалы твердеют как на воздухе, так и в воде. К ним относятся портландцемент и его разновидности, шлакопортландцемент и другие виды цементов, гидравлическая известь, романцемент и ряд вяжущих на основе отходов промышленности.

Воздушные вяжущие материалы

Известь строительная воздушная, сырьё для производства, краткие сведения о получении. Технические требования к воздушной извести по ГОСТ 9179-77 ( 1989). Применение.

Гипсовые вяжущие материалы. Сырье для производства, краткие сведения о получении. Технические требования по ГОСТ 125-79 (2002). Применение.

Магнезиальные вяжущие материалы, получение, виды, применение. Растворимое стекло, состав, применение.

Строительная известь в зависимости от способности твердь во влажных условиях делится на воздушную и гидравлическую.

Воздушная известь подразделяется на:

1) негашеную: комовую, молотую (кипелку);

2) гашеную (гидратную)-пушонку.

Воздушная негашеная известь по содержанию активных оксидов кальция и магния. (CaO, MgO)

Подразделяется на кальцевую (до 5% MgO) и доломитовую (20-40% MgO).

По фракционному составу известь подразделяют на комовую, в том числе дробленую, и порошкообразную.

Порошкообразную известь, получаемую размолов или гашением ( гидратацией) комовой извести, подразделяют на известь без добавок и с добавками.

Строительную негашеную известь по времени гашения подразделяют на быстрогасящуюся – не более 8 мин, среднегасящуюся – не более 25 мин, медленногасящуюся – не более 25 мин.

По качеству воздушная негашеная известь подразделяется на три сорта: 1,2,3, гашеная – на два сорта: 1,2.

Воздушная известь применяется в штукатурных растворах либо самостоятельно, либо в смеси с цементом. Известковые растворы должны эксплуатироваться в воздушно-сухих условиях. В некоторых случаях известь может применяться в кладочных растворах.

Широкое применение воздушная известь нашла в производстве различных плотных и ячеистых автоклавных материалов в виде силикатного кирпича и силикатного бетона. Воздушную известь используют также в производстве местных вяжущих материалов и для получения дешёвых красочных составов.

В дорожном строительстве известь применяется для укрепления грунтов в качестве самостоятельного вяжущего и как активная добавка при укреплении грунтов другими вяжущими материалами – цементами, битумами, местным минеральными вяжущими.

Для укрепления грунтов применяется строительная известь 1 и 2 сорта, воздушная ( гашеная и не гашеная) и гидравлическая в соответствии с ГОСТ 9179-77.

Строительная известь

Сырьём для производства извести служат карбонатные породы: известняк, мел, доломитизированный известняк, доломит, мергелистый известняк. По механической прочности сырьё характеризуется пределом прочности при сжатии,МПа:

- твёрдые породы – более 60;

-породы средней твёрдости-30-60;

-мягкие породы - 10-30;

-очень мягкие – менее 10.

Твёрдые породы используются во фракционированном виде.

По химическому составу и сорту получаемой извести карбонатные породы делятся на классы

Таблица

Состав извести	Классы карбонатных пород ( ОСТ 21-27-76)
Состав извести	А	Б	В	Г	Д	Е	Ж
Углекислый кальций CaCO3,%, не менее	92	86	77	72
Углекислый магний MgCO3,%, не более	5	6	20	20
Глинистые примеси SiO2 +Al2Oₐ+Fe2Oₐ,%,не более	3	8	8	8
Сорт получаемой извести ( ГОСТ 9179-77)	Воздушно кальцевая	Воздушно кальцевая	Воздушно магнезиальная	Воздушно магнезиальная	Воздушно доломитовая	Воздушно доломитовая	^гидра- ^{влическая}
Сорт получаемой извести ( ГОСТ 9179-77)	1;2	2;3	1;2	2;3	1;2	2;3	-

Воздушную известь получают путём обжига сырья до полного удаления диоксида углерода, в результате чего получают продукт, состоящий преимущественно из CaO и MgO. Обжиг производят в шахтных печах, реже во вращающихся, или в установках для обжига во взвешенном состоянии ( кипящим слое). Обжиг твёрдых пород ведут в шахтных или вращающихся печах, мягкие породы обжигают преимущественно во вращающихся печах.

Температура обжига составляет обычно 1000-1200. В результате получают комовую негашеную известь.

При более высоких температурах обжига образуется крупные кристаллы оксидов кальция и магния, происходит уплотнение продуктов обжига. Такая известь в обычных условиях медленно или совсем не реагирует с водой ( пережог). Наличие пережога вредно влияет на качество извести.

При недостаточно высоких температурах обжига или в тех случаях, когда часть кусков сырья имела крупные размеры, возможно сохранение извести неразложившегося углекислого кальция, который является балластом и ухудшает ее свойства ( так называемый недожог).

Комовая негашеная известь, выходящая из печи - полупродукт, который для превращения в вяжущее измельчают: механически – размолом в мельницах ( молотая известь), или химическим путём – гашением водой ( гашеная известь). Для регулирования сроков схватывания и улучшения качества извести в нее в процессе измельчения или после помола могут вводиться тонкомолотые минеральные добавки: шлаки, золы, трепелы, туфы и др.

Гашение извести заключается в том, что вода поглощается порами извести и химически взаимодействия с оксидами кальция и магния.

При этом выделяется большое количество тепла и часть воды испаряется, а известь вследствие изменения объём распадается на тонкий порошок.

В зависимости от количества воды, взятой для гашения, можно получить гидратную известь-пушонку, известковое тесто и известковое молоко.

Для получения извести-пушонки теоретически достаточно 32,13% от массы негашеной извести. Практически воды берут в 2-3 раза больше ( 60-80%), так как при гашении часть ее испаряется.

При гашении извести в тесте расход воды увеличивается до 2-3 ч ( по массе) на 1 ч извести; при ещё большем количестве воды получают известковое молоко.

Требование к строительной извести

Воздушная известь должна соответствовать требованиям, приведённым в таблице.

Таблица

Наименование показателя	Норма для извести, % по массе
	Негашеной						Гидратной
	кальциевой			Магнезиальной и доломовитой			Гидратной
	Сорт
	1	2	3	1	2	3		1	2
Активные CaO+MgO,не менее: Без добавок С добавками	90 65	80 55	70 -	85 60	75 50	65 -		67 50	60 40
Активный MgO, не более:	5	5	5	20(40)	20(40)	20(40)		-	-
CO2, не более: Без добавок С добавками Непогасившиеся зерна, не более	3 4 7	5 6 11	7 - 14	5 6 10	8 9 15	11 - 20		3 2 -	5 4 2

· В скобках содержание MgO для доломитовой извести.

Сроки схватывания воздушной извести не регламентируются и составляются обычно 5-30 мин. Регулирование сроков схватывания достигается введением гипса. При большом количестве воды затворения известь в короткие сроки не схватывается.

Влажность гидратной извести не должна быть более 5%.

Требования к химическому составу гидравлической извести приведены в таблице.

Таблица

Химический состав	Норма для извести, % по массе
Химический состав	слабогидравлической	Сильногидравлической
Активные CaO+MgO; Не более Не менее	65 40	40 5
Активный MgO, не более	6	6
Co2, не более	6	5

Предел прочности образцов гидравлической извести через 28 сут комбинированного хранения (7 сут_- на влажном воздухе, ( 21 сут – в воде) должен быть не менее значений, приведённых ниже, МПа (кгс/см2).

Гипсовые вяжущие вещества

Гипсовыми вяжущими веществами называют порошковидные материалы, для получения которых используют сырьё, содержащее сернокислый кальций. Чаще это природный гипс CaSO4-2H2O и ангидрит CaSO4-5H2O, реже – некоторые побочные продукты химической промышленности.

Сырьем для производства гипсовых вяжущих служат природный гипсовый камень и природный ангидрид , а также отходы химической промышленности, содержащие двуводный или безводный сернокислый кальций или смеси ( фосфогипс, борогипс и др.).

Природный двуводный гипс - горная порода осадочного происхождения, сложенная в основном из крупных или мелких кристаллов сернокислого кальция CaSO4 2H2O.

По ГОСТ 4013-82 гипсовый камень для производства гипсовых вяжущих веществ должен содержать не менее 95 % двуводного гипса в сырье 1 сорта, не менее 90 % - в сырье 2 и не менее 80 и 70 % - Соответственно в сырье 3 и 4 сортов. В гипсовых породах лучших месторождений обычно содержится до 2 – 5 % примесей, но часто их количество достигает 10-15 % и более.

Природный ангидрит – горная порода осадочного происхождения, состоящая преимущественно из безводного сернокислого кальция CaSO4.

Фосфогипс – отход, образующийся при переработке природных апатитов и фосфоритовых пород в удобрения, борогипс и фторогипс – при производстве борной кислоты и фтористых удобрений.

Тенологический процесс производства гипсовых вяжущих из природного сырья включает его подготовку ( дробление, помол гипсового камня ) и последуюшую термообработку.

Для первичного дробления используют молотковые и щековые дробилки. Тонкое измельчение осуществляют в шахтных и шаровых мельницах.

Производство строительного гипса марок Г – 2- Г – 7, состоящего из β-полугидрита, осуществляется путём обжига сырья при нормальном атмосферном давлении при температуре 120-180 °С в гипсоварочных котлах или в сушильных барабанах.

Гипсоварочный котёл – тепловой агрегат с внешним обогревом, обеспечивающий заданный температурой режим и непрерывное перемешивание заранее измельченного материала. Продолжительность дегидратации (варки) гипса составляет от 50 мин до 2,5 ч.

В сушильном барабане гипс находиться в прямом контакте с теплоносителем и обжигается в виде кускового материала ( щебня). Таким способом можно получать как низкообжиговые, так и высокообжиговые гипсовые вяжущие. После обжига в сушильном барабане производиться охлаждение и помол гипса.

Гипсовое вяжущее α-модификации (марок Г-10 – Г-25) – высокопрочный гипс – получают в герметичных аппаратах под давлением в среде насыщенного пара. Обычно дегидратацию осуществляют в автоклаве под давлением 0,13-0,3 Мпа, а сушку – в другом аппарате ( например, в сушильном барабане) при температуре 140-160 °С. Иногда обезвоживание и сушку проводят в одном аппарате (например, демпфере).

Низкообжиговые гипсовые вяжущие быстро схватываются и твердеют: набор прочности происходит в течении нескольких часов.

В зависимости от предела прочности при сжатии гипсовых вяжущих делятся на марки. В зависимости от сроков схватывания различают быстротвердеющие, нормальнотвердеющий и медленнотвердеющий виды низкообжиговых гипсовых вяжущих. В зависимости от степени помола различают гипсовые вяжущие грубого, среднего и тонкого помола.

Гипсовые вяжущие применяют для производства гипсовой сухой штукатурки, перегородочных плит и панелей, архитектурных, звукопоглощающих и других изделий, а также для внутренних частей зданий.

Высокообжиговые гипсовые вяжущие вещества применяют для устройства бесшовных полов и подготовки для линолеума, приготовления штукатурных и кладочных растворов, бетонов, искусственного мрамора.

Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие вещества используют для изготовления санитарнотехнических кабин, панелей основания пола, вентиляционных блоков, изделий для малоэтажных жилых домов и зданий.

Требования к гипсовым вяжущим и изделиям на их основе

Свойства низкообжиговых гипсовых вяжущих во многом одинаковы. Главное различие состоит в прочности, что в основном связано с их разной водопотребностью. Для получения теста нормальной густоты гипс β-модификации ( строительный гипс) требует 50-70% воды, а α-модификации ( высокопрочный гипс) – 30-45%, в то время как по уравнению гидратации полугидрита и двугидрат необходимо всего 18.6% воды по массе вяжущего вещества. Вследствие значительного количества химически несвязанной воды затвердевший гипс имеет большую пористость – 30-50 %. При использовании гипса α- модификации пористость ниже.

Стандартом на гипсовые вяжущие, получаемые путем термической обработки гипсового сырья до полугидрита сульфата кальция ( ГОСТ 125-79), установлено 12 марок по пределу прочности при сжатии ( Мпа): Г-2, Г-ₐ, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25.

Минимальный предел прочности каждой марки гипсового вяжущего должен соответствовать значениям, приведённым в таблице.

таблица

Марка гипсового вяжущего	Предел прочности образцов-балочек размерами 40×60×160мм В возрасте 2 ч, Мпа (кгс/см2), не менее
	При сжатии		При изгибе
Г-3		2(20)		1,2(12)
Г-2		3(30)		1,8(18)
Г-4		4(40)		2,0(20)_
Г-5		5(50)		2,5(25)
Г-6		6(60)		3,0(30)
Г-7		7(70)		3,5(35)
Г-10		10(100)		4,5(45)
Г-13		13(130)		5,5(55)
Г-16		16(160)		6,0(60)
Г-19		19(190)		6,5(65)
Г-22		22(220)		7,0(70)
Г-25		25(250)		8,0(80)

По тонкости помола, опрделяемой остатком при просеивании пробы на сите с отверстиями размером 0,2 мм (%), гипсовые вяжущие делятся на три группы таблица.

таблица

Группа	1	2	3
Помол	грубый	Средний	Тонкий
Остаток на сите 0,2 мм, %, не более	23	14	2

В зависимости от сроков схватывания различают виды гипсовых вяжущих, приведённые в таблице

таблица

Виды гипсового вяжущего	Индекс сроков твердения	Сроки схватывания, мин
Виды гипсового вяжущего	Индекс сроков твердения	Начало, не ранее	Конец, не позднее
Быстротвердеющий	А	2	15
Нормальнотвердеющий	Б	6	30
Медленнотвердеющий	В	20	Не нормируется

В зависимости от назначения гипсовые изделия классифицируются на плиты и панели для перегородок, листы для обшивки стен, перегородок и перекрытий, плиты и фасонные изделия для теплозвукозащитных декоративных облицовок, наливные полы, блоки и панели ограждающих конструкций.

Магнезиальные вяжущие вещества, растворимое (жидкое) стекло и кислотоупорный цемент.

Каустический магнезиат получают при умеренном обжиге магнезиата при температуре 700-800°С.

Он состоит в основном из оксида магния.

Каустический доломит изготовляют обжигом природного доломита при 650-750 °С, т. е. ниже температуры диссоциации углекислого кальция. В каустическом доломите присутствуют как оксид магния, являющийся активной частью вяжущего, так и карбонат кальция, который, не обладая вяжущими свойствами, снижает активность по сравнению с каустическим магнезитом.

При затворении магнезиальных вяжущих водой процесс гидратации оксида магния идет очень медленно, а затвердевший камень имеет небольшую прочность. Поэтому каустический магнезит и доломит затворяют не водой, а водными растворами хлористых и сернокислых солей. В указанных растворах повышается растворимость оксида магния и резко ускоряется процесс твердения.

Наиболее распространённым затворителем для магнезиальных вяжущих является раствор хлористого магния.

Недостатком изделий на магнезиальных вяжущих, получаемых с применением в качестве затворителя раствора хлористого магния, является их повышенная гигроскопичность.

Магнезиальные вяжущие можно применять только при твердении на воздухе при его относительной влажности не более 60%.

Растворимое стекло представляет собой натриевый или калиевый силикат. Растворимое стекло получают из смеси кварцевого песка с содой, сульфатом натрия или поташом в стекловаренных печах при температуре 1300-1400°С. Образовавшийся расплав при быстром охлаждении распадается на стекловатые полупрозрачные куски, называемые силикат-глыбой.

В строительстве растворимое стекло применяют в жидком виде и часто называют жидким стеклом. Растворение силикат-глыбы производят водяным паром в автоклаве. Раствор жидкого стекла, поступающего на строительство, содержит 50...70 % воды и имеет плотность 1,-.1,5 т/м3.

Твердение жидкого стекла происходит на воздухе за счёт высыхания, а также под влиянием углекислоты воздуха.

Чаще всего применяют кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент, в котором наполнителем является чистый тонкомолотый кварцевый песок.

Основное достоинство и принципиальное отличие кислотоупорного цемента от других неорганических вяжущих веществ — его способность сопротивляться действию большинства минеральных и органических кислот (кроме фтористоводородной, кремнефтористоводородной и фосфорной).

Схватываются кислотоупорные цементы в пределах 0,3...8 ч. Предел прочности при растяжении через 28 сут, как без последующего кипячения в серной кислоте, так и с ним, должен быть не менее 2,0 МПа, а кислотостойкость — не менее 93 % (потери при растворении цементного порошка в кислоте – не более 7%). На кислотоупорном цементе можно получить бетоны с прочностью при сжатии 30...40 МПа и более.

Кислотоупорный цемент применяют для приготовления кислотоупорных замазок, растворов и бетонов. Кислотоупорный цемент непригоден для конструкций, подверженных длительному воздействию воды, пара и щелочей, а также в условиях низких температур (ниже -20 °С).

Гидравлические вяжущие материала

Гидравлическая изесть, виды, сорта. Технические требования по ГОСТ 9197-77 (1989) Применение.

Романцемент, получение, состав, применение.

Гидравлическая известь — продукт умеренного обжига мергелистых известняков, содержащих от 6 до 20% глинистых примесей. При обжиге (температура = 900—1100° С) после разложения углекислого кальция (СаСОз) часть образующегося оксида кальция (СаО )соединяется с окислами — А1203, Si02, Fe203, содержащимся в минералах глины, образуя силикаты, алюминаты и ферриты кальция по реакциям.

Эти соединения кальция придают способность гидравлической извести твердеть как на воздухе, так и в воде.

Гидравлическая известь вследствие большого содержания в её составе свободного оксида кальция при действии на него воды подвергается гашению. Чем больше в гидравлической извести свободных оксида кальция и магния, тем меньше её способность к гидравлическому твердению. В зависимости от содержания активных CaO и MgO в пересчёте на сухое вещество гидравлическая известь подразделяется на слабогидравлическую ( содержание свободных CaO+MgO не менее 40% и не более 65%) и сильногидравлическую ( содержание свободных CaO+MgO не менее 5% и не более 40%). Процесс получения гидравлической извести состоит из добычи сырья, его обжига и помола или гашения.

Сжатие – для сильногидравлической через 28 сут – не менее 5,0Мпа, для слабогидравлической – не менее 1,7 Мпа.

Используют гидравлическую известь при приготовлении растворов для каменной кладки и штукатурки, а также при приготовлении низкомарочных бетонов. Растворы и бетоны, изготовленные на гидравлической извести, некоторое время должны твердеть на воздухе.

Цементы

Портландцементы, сырьё для получения, химический состав. Технология производства портландцемента. Схема производства цемента по мокрому и сухому способам с обжигом во вращающихся печах. Клинкерные минералы. Краткие сведения о теории твердения портландцемента. Добавки для цементов, их классификация, виды, назначения ГОСТ 14640-91.

Портландцемент для бетона дорожных и аэродромных покрытий в соответствии с требованиями ГОСТ 10178-85.

Портландцемент и его разновидности являются основным вяжущим материалом в современном строительстве. Портландцемент представляет собой порошкообразное гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, состоящее главным образом из силикатов кальция. Получают портландцемент тонким измельчением клинкера с гипсом (3-7%), допускается введение в смесь активных минеральных добавок (10-15%). Клинкер – продукт обжига (до полного спекания) искуственной сырьевой смечи, состоящей приблезительно из 75% карбоната кальция (обычно известняка) и 25 % глины. Основные свойства портландцемента обуславливаются составом клинкера.

Сырьё для получения портландцемента. В качестве сырья иногда используют природные горные породы-мергали. В них содержатся необходимые для производства портландцементов количества карбонатных (75-78%) и глинистых (25-22%). В большинстве случаев необходимое сочетание пород получается искусственным путём. В этом случае в качестве карбонатных пород используются известняки, мел, известковые ракушечники; в качестве глинистых-глины, глинистые сланцы, лёссы, доменные шлаки; кроме того, в состав смеси вводятся различные корректирующие добавки, например гипс.

Гипс необходим для регулирования сроков схватывания. С увеличением количества гипса увеличиваются (замедляются) сроки схватывания. Однако максимальное количество вводимого гипса регламентируется химическим составом портландцемента.

Производство портландцемента. Производство портландцемента состоит из следующих процессов: добычи сырья и доставки его на завод; подготовки сырья и смеси; обжига смеси-получения клинкера; измельчения клинкера с добавками-получения цемента.

Сырьевую смесь приготавливают сухим и мокрым способом. В соответствии с этим различают и способы производства цемента-сухой и мокрый. При мокром способе сырьевую смесь приготавливают в виде водной суспензии (шлама), при сухом способе смешивание измельчённых исходных компонентов ведут в сухом виде. Преимуществами сухого способа производства являются снижение расхода теплоты на обжиг в 1,5-2 раза и более высокая прозводительность.

Промежуточное положение занимает комбинированный способ производства, при котором для обжига используют печи, работающие на гранулах ( шахтные, с конвейерными кальцинаторами, спекательные решётки).

Обжиг сырьевой смеси обычно осуществляется во вращяющихся печах. Вращающаяся печь представляет собой стальной цилиндр до 200 м и более, диаметром до 507 м, футерованный изнутри огнеупорными материалами. Печь располагается горизонтально на роликах под углом 3-4˚ к горизонту и медленно вращается вокруг оси. Благодаря этому сырьевая смесь, загруженная в верхнюю часть печи, посте по защите бетона коррозии.пенно перемещается к нижнему концу, где происходит горение топлива ( природного газа, мазута, угольной пыли). Поток раскалённых газов, образующихся при горении топлива, движется навстречу сырьевой смеси и обжигает её.

Сырьевая смесь, перемещаясь внутри печи, постепенно нагревается и проходит последовательно несколько характерных участков, отличающихся преобладающими в них процессами. В зоне сушки сырьевая смесь встречается с горячими газами и подсушиваетс при повышении температуры до 150-250°С.

Разновидности цементов

Пуццолановый портландцемент по ГОСТ 22266-94 (2006) и шлакопортландцемент по ГОСТ10178-85 (2002), применение.

Глиноземистый цемент и цементы на его основе, состав, применение (по ГОСТ 969-91, ГОСТ11052-74).

Коррозия (разрушение) цементного камня и её вид. Мероприятия по защите бетона от коррозии.

Дорожный портландцемент

Дорожный портландцемент, применяемый для бетонных покрытий автомобильных дорог, должен обладать рядом специфических свойств: высокими прочностью, сопротивлением износу, морозостойкостью, деформативной способностью и стойкостью при действии агрессивных сред. Требования к нему по ГОСТ 10178-85.

Дорожный портландцемент изготавливается из клинкера нормированного минералогического состава, как правило, без применения каких-либо активных минеральных добавок или наполнителей.

Глиноземистый цемент

Глиноземистый цемент представляет собой быстродействующий гидравлический вяжущий материал, который получают путем тонкого измельчения обожженной до спекания или сплавления богатой глиноземом сырьевой смеси. В качестве исходных материалов для получения глиноземного цемента используют известняк, известь или породы, с высоким содержанием глинозема (Al2O3). Химический состав такого цемента включает Al2O3 (минимум 35%), CaO (минимум 36%), SiO2 (2 - 4%) и Fe2О3 (10 - 14%). Внешние параметры глиноземистого цемента - это тонкий порошок серо-зеленого, коричневого или черного цвета.

Наиболее благоприятными для твердения глиноземистого цемента являются влажные условия и нормальная температура (20±5)°С. Нарастание прочности цемента в условиях температуры выше 25°С уменьшается. Возможны даже падение достигнутой прочности и разрушение бетона в результате перекристаллизации двухкальциевого гидроалюмината в трехкальциевый. Это называют болезнью глиноземистого цемента. Поэтому пропаривание изделий на глиноземистом цементе не допускается. При температуре ниже нормальной и близкой к нулю твердение глиноземистого цемента происходит удовлетворительно, что объясняется его высокой экзотермией. В течение 1...3 сут твердения глиноземистый цемент выделяет в 1,5...2 раза больше тепла, чем портландцемент. Большое тепловыделение ограничивает применение глиноземистого цемента в массивных конструкциях, так как разогрев бетона внутри массива и охлаждение его снаружи вызывают растягивающие напряжения в наружных слоях и образование трещин.

Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 008, которого должно быть не более 10% массы пробы.

Бетоны на глиноземистом цементе водо-, воздухо- и морозостойки, а также стойки в условиях пресных и сульфатных вод, однако разрушаются в щелочных водах. Высокая воздухостойкость глиноземистого цемента объясняется уплотнением и кристаллизацией продуктов гидратации цемента и их незначительной деформативной способностью при изменении влажности воздуха. Бетоны на глиноземистом цементе обладают значительной плотностью, что и определяет их высокую морозостойкость. Повышению плотности способствует гель гидрата оксида алюминия, образующийся при гидратации однокальциевого алюмината, который имеет плотное строение.

Применение глиноземистого цемента существенно ограничивается его стоимостью (он в 3...4 раза дороже портландцемента), хотя по своим физико-химическим свойствам (скорости твердения, стойкости в различных средах) он превосходит все другие вяжущие вещества, в том числе и портландцемент. Применяют глиноземистый цемент в тех случаях, когда наиболее рационально используются его специфические свойства, например при срочных восстановительных работах (ремонт плотин, дорог, мостов, при срочном возведении фундаментов). Химическая стойкость глиноземистого цемента делает целесообразным его использование для тампонирования нефтяных и газовых скважин, на предприятиях пищевой промышленности, на травильных и красильных предприятиях, для футеровки шахтных колодцев и туннелей. Глиноземистый цемент по сравнению с другими вяжущими обладает стойкостью против действия высоких температур (1200... 1400°С и выше), что позволяет использовать его для изготовления жаростойких бетонов, применяемых в качестве футеровки тепловых аппаратов.

Пуццолановый цемент

Пуццолановым цементом называется гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и во влажных условиях, получаемое путем совместного помола цементного клинкера с активной минеральной добавкой или тщательным смешением в сухом виде тех же раздельно измельченных материалов.

Пуццолановый цемент твердеет медленнее, чем цемент. При стандартных испытаниях в трамбованных образцах из раствора жесткой консистенции впервые сроки он обладает меньшей прочностью, чем цемент, из которого он изготовлен. Однако в дальнейшем пуццолановый цемент догоняет и даже перегоняет его порочности, причем чем активнее добавка, тем в более короткий срок это происходит.

Пуццолановые портландцементы применяются в подводных и подземных сооружениях.

Шлакопортландцемент является вяжущим гидравлическим веществом, который получают посредством измельчения цементного клинкера, определенного количества гипса и шлака гранулированного. Как правило используется доменный шлак, являющийся вторичным продуктом металлургического производства. Основными видами сырья, применяющимися в производстве этого шлакопортландцемента, являются стандартный клинкер и доменные шлаки, так же обладающие вяжущим гидравлическим свойством. Клинкер служит активизатором шлаков в составе шлакоцемента. Содержание доменного гранулированного шлака в этом цементе в соответствии с требованиями ГОСТ 10178-85 должно соответствовать не менее20% и неболее 80 % от массы цемента.

По сравнению с обычным цементом шлакопортландцемент имеет более низкую стоимость, выделяет меньше теплоты при затвердении (что позволяет использовать его при возведении массивных сооружений из бетона), меньшую степень объемной деформации. Шлакоцемент жаростоек и устойчив к воздействию сульфатных и пресных вод.

Коррозия (разрушение) цементного камня

Цементный камень в бетонах или растворах может разрушаться под действием агрессивной сред, создаваемой различными жидкостями и газами.

Коррозия подразделяется на три вида.

Коррозия 1 вида разрушение цементного камня в результате растворения и вымывания некоторых его составных частей. Наиболее растворимой является гидроксид кальция, образующийся при гидролизе трехкальциевого силиката. Растворимость Са(ОН)2 невелика (1,3 г СаО на 1 л при 15°С), но из цементного камня в бетоне под воздействием проточных мягких вод количество растворенного и вымытого Са(ОН)2 непрерывно растет, цементный камень становится пористым и теряет прочность.

Коррозия 2 вида разрушение цементного камня водой, содержащей соли, способные вступать в обменные реакции с составляющими цементного камня. При этом образуются продукты, которые либо легкорастворимы, либо выделяются в воде аморфной массы, не обладающей связующими свойствами. В результате таких преобразований увеличивается пористость цементного камня и, следовательно, снижается его прочность.

Коррозия 3 вида возникает в результате воздействия водных растворов солей.

Раздел 5. Строительные растворы (4 часа)

Строительный раствор – это затвердевшая смесь вяжущих, заполнителей(мелких), воды и добавок. До затвердевания он называется растворной смесью. Строительные растворы предназначаются для заполнения швов в крупнопанельных и крупноблочных зданиях, для связывания камней при каменной кладке, для отделки поверхностей – штукатурки, для придания поверхностям специальных свойств(водонепроницаемости, кислото-стойкости и т.д.).

Строительные растворы разделяются: 1) по плотности на тяжелые с массой в сухом состоянии более 1.500 кг/и3 и легкие – менее 1500 кг/м. 2) по виду вяжущего на простые – с одним вяжущим ( цемент, известь, гипс и др.) и смешанные (сложные), состоящие из нескольких вяжущих (цементно-известковые, цементно-глиняные); воздушные ( на воздушных вяжущих), предназначенные для работы в сухих условиях. На гидравлических вяжущих веществах готовят и водонепроницаемые растворы, предназначенные для придания элементам сооружения повышенной водонепроницаемости. 3) По прочности на сжатие растворы делятся на марки: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300. Марка раствора определяется испытанием на сжатие образцов – кубиков 70,7х70,7х70,7 мм или половинок балочек ( после испытаний балочек на изгиб) размером 4х4х16 см в возрасте 28 сут после твердения при температуре (20±3)°С.

Вяжущие – все виды цементов, известь, гипс и др. Они должны удовлетворять требованиям соответствующих ГОСТов. Для растворов низких марок (4 и 10) целесообразно использовать известь и местные вяжущие вещества (известково-шлаковые, известково-пуццолановые и др.). Выбор вяжущего следует производить в соответствии с действующими стандартами. Наибольшее применение имеют растворы на цементно-известковом вяжущем. В этом случае известь выполняет две функции: вяжущего и пластификатора. Мелкие заполнители (пески) бывают природные и искусственные.

Природные (кварцевые, полевошпатовые и др.) используются значительно чаще и применяют их в растворах для каменной кладки, для замоноличивания, для отделки. Искусственные (продукт дробления горных пород – гранитов, мраморов, известняков, туфов, шлаков и т.п.) используются в штукатурных работах.

Свойства растворной смеси: подвижность и водоудерживающая способность.

Свойства растворов: прочность, морозостойкость. Зависимость свойств от качества вяжущих, заполнителей, наличия и вида добавок.

Кладочные растворы. Подбор состава раствора по таблицам. Растворы для монтажа сборных железобетонных конструкций.

Отделочные растворы: штукатурные и декоративные. Растворы для зимних работ.

Специальные растворы: гидроизоляционные, инъекционные, тампонажные и др. (состав, особенности приготовления, свойств и применения).

Приготовление и транспортирование растворных смесей. Производственный контроль качества растворных смесей.

Техника безопасности и производственная санитария при работе со строительными растворами.

Раздел 6. Бетоны (16 часов)

Определение «цементобетонная смесь» и «цементобетон»

Классификация бетонов и общие технические требования предъявляемые к ним по ГОСТ 25192-82(2003).

Проектные классы для аэродромных покрытий по СНиП 2.02.01-84.Требования к материалам для цементобетонов.

Дорожный цементобетон и его особенности. Факторы влияющие на прочность и долговечность. Виды бетонов. Их получение, состав, марки, применение.
Требования к керамзитобетону, мелкозернистому (песчаному) бетону и шлакобетон жестких покрытий аэродромов по СНиП 2.03 01 84.

Бетонами называются искусственные каменные материалы, получаемые при затвердевании тщательно перемешанной и уплотненной смеси из вяжущего вещества, мелкого и крупного заполнителей, затворителя (воды), взятых в определенных количествах. До затвердевания эта смесь называется бетонной. В строительстве широко используются бетоны, приготовленные на цементах и других минеральных вяжущих веществах. В качестве заполнителей используются преимущественно местные горные породы, отходы производства (шлак и т.п.), искусственные заполнители (керамзит, аглопорит, шунгизит и т.п.).

Классификации бетонов

Согласно ГОСТ 25192-82, бетоны классифицируются по следующим признакам:

— основному назначению;

— виду вяжущего;

— виду заполнителей;

— структуре.

В зависимости от основного назначения бетоны подразделяются на:

— конструкционные;

— специальные (жаростойкие, химически стойкие, декоративные, радиационно-защитные, теплоизоляционные и др.).

По виду вяжущего бетоны могут быть на основе:

— цементных вяжущих;

— известковых вяжущих;

— шлаковых вяжущих;

— гипсовых вяжущих;

— специальных вяжущих.

По виду заполнителей бетоны могут быть на:

— плотных заполнителях;

— пористых заполнителях;

— специальных заполнителях.

По структуре бетоны могут быть:

— плотной структуры;

— полированной структуры;

— ячеистой структуры;

— крупнопористой структуры.

В конструкциях транспортных сооружений применяются тяжелый и мелкозернистый бетоны. Тяжелый бетон — это бетон плотной структуры на цементном вяжущем, плотных крупных и мелких заполнителях.

Требования к бетонам

Требования к бетонам устанавливаются по показателям, характеризующим прочность, среднюю плотность. стойкость к различным воздействиям, упругопластические, теплофизические, защитные, декоративные и другие свойства бетонов, а также в зависимости от применяемых материалов для их приготовления и по отдельным технологическим параметрам, обеспечивающим требуемое качество конструкций и изделий.

Требования к материалам для приготовления бетона (вяжущим, добавкам, заполнителям), его составу и технологическим параметрам должны устанавливаться исходя из основных характеристик качества бетона, в зависимости от назначения конструкций и условий их работы.

По показателям прочности бетона устанавливаются их гарантированные значения — классы (СНиП 2.03.01-84*, ГОСТ 26633-91).

Класс бетона по прочности определяется прочностью базовых образцов бетона в установленном

проектом возрасте, определяемой в соответствии с действующими государственными стандартами.

Для бетонов установлены следующие классы: '

— по прочности при сжатии: B3,5; B5; B7,5; B10; B12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В50; В55; В60; В65; В70; В75; B80; кроме этого, допускается применение бетонов промежуточных классов В22,5 и В27,5;

— по прочности на растяжение при изгибе: 0,4; 0,8;1,2;1,6; 2,0; ;2,4; 2,8;3.2;3.6; ;

— по прочности на осевое растяжение:

Марка бетоно по морозостойкости определяется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания в воде либо в растворе солей, которое выдерживают контрольные образцы, изготовленные и испытанные на морозостойкость согласно требованиям действующих государственных стандартов.

Предусмотрены следующие марки по морозостойкости: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500, F600, F800, F1000. Для бетона дорожных, мостовых конструкций, а также других транспортных сооружений морозостойкость бетона определяется при замораживании и оттаивании бетона в растворе хлористого натрия.

Марка бетонов по водонепроницаемости определяется максимальной величиной давления воды (0,1МПа), при котором не наблюдается ее просачивания через контрольные образцы. Установлены следующие марки по водонепроницаемости: W2, W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18, W20.

Марка бетона по средней плотности назначается для легких бетонов и определяется фактическим значением показателя массы в единице объема (кг/м') образцов, изготовленных и испытанных согласно требованиям действующих государственных стандартов.

Класс бетона по проч- ности	Средняя прочность бе- тона (R,,)*, кгс/см	Ближайшая марка бетона по прочности	Отклонение ближайшей марки бето- на от средней прочности класса, %
	Сжатие
В3,5	45,8	М50	+9,2
В5	65,5	М75	+14,2
В7,5	98,2	М100	+1,8
В10	131,0	М150	+14,5
В12,5	163,7	М150	-8,4
В15	196,5	М200	+1,8
В20	261,9	М250	-4,5
В22,5	294,5	М300	+1,9
В25	327,4	М350	+6,9
В27,5	359,9	М350	-2,7
В30	392,9	М400	+1,8
В35	458,4	М450	-1,8
В40	523,9	М550	+5,0
В45	589,4	М600	+1,8
В50	654,8	М700	+6,9
В55	720,3	М700	-2,8
В60	785,6	М800	+1,8
В65	851,5	М900	+5,7
В70	917,0	М900	-1,8
В75	932,5	М1000	+1,8
В80	1048,0	М1000	-4,9
	Растяжение при изгибе
0,4	5,2	Р 5	-3,8
0,8	10,5	Р 10	-4,8
1,2	15,7	Р 15	-4,5
	20,9	Р 20	-4,3
2,0	26,2	Р 25	-4,6
2,4	31,4	Р 30	-4,5
2,8	36,7	Р 35	-4,6
3,2	41,9	Р 40	-4,5
3,6	47,2	Р 45	-4,7
4,0	52,4	Р 50	-4,6
4,4	57.6	Р 60	+4,2
4,8	62,9	Р 65	+3,3
5,2	68,1	Р 70	+2,8
5,6	73.4	Р 75	+2,2
6,0	78.6	Р 80	+1,8
6,4	83.6	Р 85	+1,2
6,8	89.1	Р 90	+1,0
7,2	94.3	Р 90	-4,6
8,0	104.3	Р 100	-4,6

Технические требования к бетону должны быть обеспечены изготовителем конструкции в проектном возрасте, назначаемым в зависимости от условий твердения бетона, способов возведения и сроков фактического загружения конструкций. Если проектный возраст не указан, то технические требования к бетону должны быть обеспечены в возрасте 28 суток.

Для бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений применяются тяжелый и мелкозернистый бетоны по ГОСТ 26633-91, минимальные проектные требования к которому установлены соответствующими нормативными документами. Проектными требованиями являются: класс прочности при сжатии и (или) на растяжение при изгибе, марка по морозостойкости и марка по водонепроницаемости. В том случае, если бетон сооружения или конструкции в процессе эксплуатации находится под воздействием агрессивных сред, должен применяться бетон и защитные покрытия, обладающие стойкостью к такому воздействию, в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11-85.

Минимальные проектные требования к бетону, предназначенному для покрытий и оснований автомобильных дорог.

Кате- гория дороги	Назначение бетона	Минимальные проектные классы (марки) бетона		Минимальные проектные марки бето- на по морозостойкости для районов со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца, С
Кате- гория дороги	Назначение бетона	по прочности на растяжение при изгибе	по проч- ности при сжатии	от О до — 5	от — 5 до — 15	ниже — 15
I, I I	Однослойное или верхний слой двух-	В_tb 4.0(P_tb50)	B30	100	150	200
	слойного покрытия
	Нижний слой двухслойного покрытия	В_tb З,2 (P ь40)	B22,5	50	50	100
Ш	Однослойное или верхний слой двух-	В_tb 3,6 (P,ь45)	B27,5	100	150	200
	слойного покрытия
	Нижний слой двухслойного покрытия	В_tb 2,8 (Pь35)	B20	50	50	100
IV	Однослойное или верхний слой двух-	В_tb 3,2 (1,,40)	B25	100	150	200
	слойного покрытия
	Нижний слой двухслойного покрытия	В_tb 2,4 (P,,30)	B15	50	50	100
1-V	Основание	В_tb 1,2 (P, 15)	B5	25	50	50

Для строительства жестких аэродромных покрытий применяется тяжелый бетон по ГОСТ 26633-91. Допускается применять мелкозернистый бетон, отвечающий требованиям ГОСТ 26633-91, при этом его класс прочности при сжатии при использовании в однослойном или верхнем слое двухслойного покрытия должен быть не ниже ВЗО.

Классы бетона по прочности при сжатии и на растяжение при изгибе принимаются в соответствии со СНиП 32-04-97 не ниже значений, приведенных в таблице.

Аэродромное покрытие	Минимальный класс бетона по прочности
Аэродромное покрытие	на растяжение при изгибе	при сжатии
Однослойное и верхний слой двухслойного покрытия из бетона, армобетона, железобетона (с ненапрягаемой арматурой)	B_th4,0	Не формируется
Нижний слой двухслойного покрытия и подшовные плиты	B_th2.8	Не формируется
Сборное из предварительно напряженных железобетонных плит, армированных: — проволочной арматурой или арматурными канатами — стержневой арматурой	B_th4,0 B_th3,6	B30 B25

Марку бетона по морозостойкости для однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий аэродромов следует назначать в зависимости от района строительства — F200, F150, F100, F50.

Для нижнего слоя двухслойных аэродромных покрытий марку бетона по морозостойкости следует принимать при среднемесячной температуре наиболее холодного месяца:

От 0 до — 5'С........................Не ниже F50

От — 5 до — 15'С....................Не ниже F75

Ниже — 15'С.........................Не ниже F100

Материалы для бетона

Цемент

В качестве вяжущих материалов для бетонов применяются портландцементы и шлакопортландцементы по ГОСТ 10178-85, сульфатостойкие и пуццолановые цементы по ГОСТ 22266-94 и другие цементы по стандартам и техническим условиям в соответствии с областями их применения для конструкций конкретных видов.

Вид и марку цемента следует выбирать в соответствии с назначением конструкций и условиями

их эксплуатации, требуемого класса бетона по прочности, марок по морозостойкости и водонепроницаемости, величины отпускной или передаточной прочности бетона для сборных конструкций на основании требований стандартов, технических условий или проектной документации на эти конструкции с учетом требований ГОСТ 30515-97, а также воздействия вредных примесей в заполнителях на бетон.

Применение пуццолановых цементов для производства сборных железобетонных конструкций без технико-экономического обоснования не допускается.

Для производства сборных конструкций, подвергаемых тепловой обработке, следует применять цементы I и II групп эффективности при пропаривании по ГОСТ10178-85. Применение цементов IIl группы допускается при согласовании со специализированными научно-исследовательскими институтами, технико-экономическом обосновании и согласии потребителя.

Для бетона дорожных и аэродромных покрытий, мостовых конструкций, дымовых и вентиляционных труб, железобетонных напорных и безнапорных труб, железобетонных шпал, стоек опор, свай для вечномерзлых грунтов должен применяться портландцемент на основе клинкера нормированного минералогического состава по ГОСТ 10178-85.

Для бетона дорожных оснований допускается применение шлакопортландцемента.

В бетоне для мостовых конструкций должен использоваться цемент с содержанием щелочных оксидов не более 0,6% в пересчете на Na₂О. Использование цемента с более высоким содержанием щелочных оксидов возможно только после проведения проверки заполнителей на потенциальную реакционную способность по отношению к щелочам. Это же следует отнести и к цементу для дорожных покрытий (OCT 218.2.001-2002).

Заполнители.

В качестве крупных заполнителей для тяжелых бетонов используют щебень и гравий из плотных горных пород по ГОСТ 8267-93, а также щебень из шлаков ТЭЦ по ГОСТ 26644-85. Применение гравия не допускается для бетонов: — конструкций мостов и водопропускных труб, эксплуатируемых в районах со средней температурой наиболее холодной пятидневки ниже — 40 С;

—транспортных сооружений с маркой по морозостойкости F200 и выше;

— транспортных железобетонных конструкций, рассчитываемых на выносливость. В качестве мелких заполнителей для бетонов применяют природный песок и песок из отсевов дробления и их смеси, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8736-93, а также золошлаковые смеси по ГОСТ 25592-91.

Для всех видов бетона марка по прочности щебня из изверженных пород должна быть не ниже 800, щебня из метаморфических пород — не ниже 600, осадочных пород — не ниже 300, гравия и щебня яз гравия — не ниже Др16.

При этом марка по прочности щебня из природного камня должна быть не ниже:

300 — для бетона класса В15 и ниже;

400 — для бетона класса В20;

600 — для бетона класса В22,5;

800 — для бетона классов В25; В30;

1000 — для бетона класса В40;

1200 — для бетона класса В45 и выше.

Допускается применять щебень из осадочных карбонатных пород марки 400 для бетона класса В22,5, если содержание в нем зерен слабых пород не превышает 5%.

Марки гравия и щебня из гравия должны быть не ниже:

Др16 — для бетона класса В22,5 и ниже;Др12 — для бетона класса В25;

Др8 — для бетона класса В30 и выше.

Мелкий заполнитель для бетона выбирают по зерновому составу, содержанию пыливидных и глинистых частиц, петрографическому составу, радиационно-гигиенической характеристики.При подборе состава бетона учитывается плотность, водопоглащение (для песков из отсевов дробления), пустотность, а также прочность исходной горной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии (для песков из отсевов дробления).

Мелкие заполнители должы иметь среднюю плотность зерен от 2000 до 2800 кг/м³

В качестве мелкого заполнителя применяется природный песок или самостоятельно, или в смеси с песком из отсевов дробления, удовлетворяющим требованиям ГОСТ 26633-91 и ГОСТ 8736-93. Преимущественно следует отводить пескам I класса по ГОСТ 8736-93.

Химические добавки.

Для регулирования и улучшения свойств и бетонной смеси и бетона, снижения расхода цемента и энергетических затрат следует применять химические добавки, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 24211-2003.

Основной эффект действия добавки определяют при ее оптимальной дозировке, как правило, путем сопоставления показателей качества бетонных смесей и бетонов с добавкой и контрольного состава (без добавки).

Вода.

Вода для затворения бетонной смеси и приготовления растворов химических добавок должна соответствовать требованиям

ГОСТ 23732-79.

Содержание в воде органических поверхностно-активных веществ, сахаров или фенолов не должно быть более 10 мг/л каждого.

Вода не должна содержать пленки нефтепродуктов, жиров, масел.

В воде, применяемой для затворения бетонных смесей и поливки бетона, не должно быть окрашивающих примесей, если к бетону предъявляют требования технической эстетики.

Бетонные смеси

Бетонная смесь — это рационально подобранная смесь вяжущего (цемента), заполнителей, воды и необходимых добавок до ее затвердевания и превращения в камневидное тело. Бетонные смеси должны обеспечивать получение бетонов с заданными показателями по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости (при необходимости) и другими нормируемыми показателями качества бетона.

Классификация и общие технические требования к бетонным смесям изложены в ГОСТ 7473-94.

По степени готовности бетонные смеси подразделяют на:

— бетонные смеси, готовые к употреблению (БСГ);

— бетонные смеси сухие (БСС).

В зависимости от показателя удобоукладываемости бетонные смеси подразделяют на три группы:

сверхжесткие (СЖ), жесткие (Ж) и подвижные (П). Группы подразделяют на марки по удобоукладываемости.

ые смеси характеризуются следующими показателями качества:

— удобоукладываемостью;

— средней плотностью;

— объемом вовлеченного воздуха;

— расслаиваемостью (при необходимости)

Удобоукладываемость бетонной смеси оценивают показателями подвижности или жесткости.

Подвижность бетонной смеси оценивают по осадке (ОК) или расплыву (РК) конуса, отформованного из бетонной смеси.

Рановидности бетона для дорожного строительства.

Высокопрочные бетоны

К высокопрочным дорожным бетонам относят бетоны, имеющие прочность на растяжении при изгибе свыше 6МПа. Применение высокопрочных бетонов позволяет уменьшить толщину бетонных покрытий и, соответственно, материалоемкость, стоимость, затраты трудовых и топливно-энергитических ресурсов, повысить темп строительства. Наиболее эфективны высокопрочные бетоны в конструкциях аэродромных покрытий и покрытий промышленных дорог, особенно если их позволяет заменить двухслойные покрытия однослойными.

Высокопрочные бетоны могут приготавливаться на стандартных, используемых в массовом строительстве заполнителях, портландцементе марки 500, с применением пластифицирующих и воздухововлекающих добавок, добавок микрокремнозема.

Получение высокопрочных бетонов в этих условиях основанно на приготовлении бетонных смесей с низким (не более 0.35) водоцементным отношением.

Мелкозернистые (песчаные) бетоны.

Мелкозернистый (песчаный) бетон отличается от обычного отсутствием крупного заполнителя, что придает его структуре большую однородность. Он обладает высокой деформативностью, морозостойкостью и выносливостью.

Экономическая целесообразность применения мелкозернистого бетона вместо обычного тяжелого определяется технико-экономическим сравнением вариантовсучетом стоимости идальности транспортирования заполнителей. Наиболее эфективно их использование в тех районах, где купный заполнитель (щебень) являетсяпривозным идорогостоющим, а природные кварциво-полевошпатовые пески необходимого качества – местным материалом.

Мелкозернистые бетоны по сравнению с обычными характеризуются более высоким содержанием цемента (в среднем на 10%), в 2.5-3 раза большим содержанием песка и примерно на 5% меньшей средней плотностью.

Обязательными условиями, обеспечивающие необходимые качество дорожного мелкозернистого (песчанного) бетона, являются: введение в смесь добавок поверхностно активных веществ, приготовление цементно-песчанных смесей в смесителях принудительного действия и их уплотнение бетоноотделочными машинами на рельсовом ходу.

В качестве заполнителя для мелкозернистого (песчаного) бетона применяются природные пески, удовлетворяющие требовониям действующих стандартов и характеризующиеся:

Для покрытий – модулем крупности не менее 2.5 и полным остатком на сите №063 не мение 50% (крупные пески).

Для оснований – модулем крупности не менее 2 и полным остатком на сите №063 не менее 30% (крупные и среднии пески).

При соответствующем технико-экономическом обоснованием допускается использование в мелкозернистых бетонах для покрытий средних песков, а для оснований – мелких. В качестве укрепляющей добавки к природным пескам для песчанного бетона и могут применяться дробленые пески размером частиц 1.25-5 мм марки 800 и выше для покрытий и не ниже 400 для оснований.

Тощий бетон.

В дорожном строительстве под термином «тощий бетон» понимают получившие некоторое распростронение низкопрочные бетоны из жестких бетонных смесей, уплотняемые катками. По своему составу эти бетоны отличаются от обычных дорожных бетонов, уплотняемых с помощью вибрации, существенно меньшим расходом воды и цемента.

Тощие бетоны предназначены для устройства оснований под асфальтобетонные покрытия. Преимущество их состоит в том, что асфальтобетонное покрытие на таком основании имеет повышенную трещиностойкость. В то же время эти бетоны характеризуются низкой однородностью свойств и плохим качеством поверхности, что не позволяет их использовать для устройства покрытий.

Применяются бетоны классов В5, В7.5, В10, В12.5.Расход цемента в таких бетонах обычно находится в пределах 75-150 кг/м³.

Бетоны из литых смесей.

Появление высокоэффективных добавок-водопонизителей (суперпластификаторов) сделало целесообразным применение в дорожном строительстве бетонов из литых смесей (марок П4-П5)

Использование литых самоуплотняющихся смесей вместо обычно применяющихся в дорожном строительстве малоподвижных смесей, укладываемых средством малой механизации, позволяет снизить затраты топливно-энергетических ресурсов, в несколько раз уменьшить трудовые затраты и получить значительный экономический эффкект при улучшении условий труда.

Бетон из литых смесей применяется в качестве оснований под асфальтобетонные покрытия. Они эффективны также при строительстве бетонных покрытий в местах, бетонируемых средствами малой механизации (съезды переезды, площадки отдыха, остановочные пункты и т.д.).

Малощебеночные бетоны.

К малощебеночным дорожным бетонам относят бетоны с увеличенным относительным содержанием песка в смеси заполнителей и соответственно более высоким по сравнению с обычным бетоном коэффициентом раздвижки щебня. Если в обычных бетонах коэффициент раздвижки не привышает 1.7-1.9 (в зависимости от крупности песка), то для малощебеночных бетонов покрытий он может приближаться к 3. При этом содержание щебня в таком бетоне находится в пределах 800-1100 кг/м³.

По своей структуре, составу и свойствам малощебеночные бетоны занимают промежуточное положение между обычными мелкозернистыми бетонами.

Транспортивные бетонные смеси. Укладка и уплотнение
Твердение бетона. Уход за бетоном. Контроль качества бетонных смесей и бетонов в производственных условиях.
Техника безопасности при бетонных работах.

Особенности производства бетонных работ при высоких положительных температурах.

При высоких положительных температурах принимаются специальные меры к предотвращению преждевременной потери подвижноти бетонной смесью, по защите бетона от потерь воды затворения и ограничению саморазогрева бетонных кострукций.

Для увеличения сохраняемости удобоукладываемости бетонной смеси используют химические добавки, обладающие замедляющим действием. Подобным действием обладает ряд пластифицирующих и водоредуцирующих добавок, вводимых в определенных дозировках, например ЛСТ, ЛПМ. Имеются и специальные добавки-замедлители. Для повышения сохраняемости удобоукладываемости важное значение имеют свойства цемента (сроки схватвания, наличие признаков ложного схватывания) и обеспечение возможно более низкой температуры бетонной смеси. Снижение начальной температуры бетонной смеси достигается, как правило, путем уменьшения температуры ее компонентов. Склады щебня и песка в этих цепях защищают от прямого попадания солнечных лучей (крытые склады), щебень в штабелях увлажняют поливом. В особых случиях температуру бетонной смеси снижают путем добавления дробленного льда.

При бетонировании в условиях повышенных температур особенно важное значение имеет уход за бетоном. Свежеуложенный бетон содержит больше воды, чем необходимо для гидротации цемента, но в производственных условиях значительное количество этой воды будет потеряно, если не принять мер предосторожности. Потери влаги в свежеуложенном бетоне приводят к образованию трещини особенно неблагоприятно сказываются на морозостойкости и долговечности бетона. Влагу в бетоне можно сохранить несколькими способами: задержкой распалубки, поливкой или устройством запруд, применением влагоудерживающих покровов или с помощью нанесения пленкообразующих веществ. В жаркую, сухуюпогоду деревянные формы быстро высыхают, поэтому их следует сохранять влажными с помощью полива.

Во время ухода поверхности бетона следует предохранять от высыхания и в промежутках между полевыми. Попеременное увлажнение и высыхание свежеуложенного бетона приводит к образованию волосяных трещин и к растрескиванию поверхности.

Для укрытия поверхности бетона применяется водонепроницаемая пленка. В швах полотнища пленки должны перекрывать друг друга, швы должны быть проклеены.

Для ухода за плоскими поверхностями, такими как покрытия дорог и аэродромов, используют защитные пленкообразующие составы.

Бетонировать дорожные покрытия и основания при максимальной суточной температуре воздуха свыше 30^оС и относительной влажности воздуха менее 50% следует, как правило, в вечерние и ночные часы (СНиП 3.06.03-85). И выше допускается использовать цементы, марка которых привышает марочную прочность бетона менее чем в 1.5 раза при условии применения пластифицированных портландцементов или введения пластифицирующих добавок.

Не допускается использование пуццоланового портландцемента, шлакопортландцемента ниже М400 и глиноземнистого цемента для бетонирования надземных конструкций, за исключением случаев, предусмотренных проектом. Цементы не должны обладать ложным схватыванием, иметь температуру выше 50^оС, нормальная густота тементного теста не должна превышать 27%.

Температура бетонной смеси при бетоннировании конструкций с модулем поверхности более3 не должна привышать 30-35^оС, а для массивных конструкций с модулем поверхности менее 3-20^оС.

Особенности производства бетонных работ при понижении температуры.

В зимнее время следует применять цементы, обеспечивающие повышенное тепловыделение твердеющего бетона за счет протекания процессов гидратации цемента (быстотвердеющие цементы).

Для массивных конструкций может использоваться способ термоса, при котором свежеуложенная бетонная смесь (как правило, подогретая) тщательно изолируется тепловлагозащитными покровами с таким расчетом, чтобы внутреннего тепловыделения бетона было достаточно для поддерживания положительной температуры твердения.

Тонкие конструкции, а также конструкции, возводимые при сильных морозах, следует бетонировать с подачей теплоты извне. Обогрев бетона часто производят с помощью хорошо изолированного электрического греющего провода или кабеля, греющей сетки устанавливаемых в в опалобку перед бетонированием. Греющие провод, кабель или сетка нагреваются от проходящего через них электрического тока и передают тепло бетону, а окружающая их изоляция предотвращает перегрев бетона в слое, непосредственно к ним прилегающим. Возможен наружный обогрев бетона греющей опалубкой, в которой предусмотрены электронагревательные устройства. Существует также электропрогрев,осуществляемый пропусканием через бетон переменного электрического тока, для этого в опалубку закладывают стальные пластины – электроды. Обогрев бетона может, кроме этого, осуществляться паром, пропускаемым между двойной опалубкой или по трубам , находящихся внутри бетонаили или установленным в опалубке.

Другой прием бетонирования с подачей теплоты извне – обогрев воздуха, окружающего бетон (способ тепляка). Для этого устанавливается временное сооружение – брезентовый или фанерный тепляк, в котором устанавливаются калориферы, специальные газовые горелки, временные печи. При этом бетон в тепляке должен быть защищен от потерь воды затворения.

Раздел 7. Металлические материалы и изделия (8 часов)

Металлические материалы. Черные и цветные маталлы. Сталь, свойства, классификация. Арматура, марки, их применение в дорожном строительстве. Вид и класс арматуры по СНиП 2.03.01-84. Основный сортамент стальных профилей. Защита метеллов от коррозии. Легкие алюминевые конструкций.

Чугуны и стали

Металлы, применяемые в строительсте, подразделяются на две группы: черные и цветные. Черные металлы представляют собой сплав железа с углеродом. В зависимости от содержания углерода черные метеллы делятся на чугуны и стали. На долю черных метеллов в настоящее время приходиться около 95% производимой в мире метеллоконструкции. Все нежелезные металлы и сплавы на их основе называются цветными.

Из метеллов наибольшее применение в строительной индустрии находятся чугуны и стали.

Чугуны называют железоуглеродисты сплавы с содержаием углерода более 2%,в состав которых входят также кремний, марганец, сера и фосфор. Различают белые, серые и ковкие чугуны. Белыми чугунами называют железоуглеродистые сплавы,в которых весь углерод химически свяан с железом в виде цеминита Fe3C. белые чугуны имеют высокую твердость и хрупкость, вследствии чего в чистом виде их мало используют в технике,а применяют чаще в качестве сырья для переделки в сталь (переделанный чугун) и для получения ковких чугунов. Серыми называют чугуны, в которых углерод частично или полностью находится в состоянии грифита. эти чугуны широко применяют для изготовления различных изделий, поэтому их называют еще литейными. Ковкими нызавают чугуны, получаемые тнрмической обработкойотливок из белого чугуна. Ковкие чугуны отличаются от серых большей пластичностью. По своим механическим свойствам ковкие чугуны занимают промежуточное положение между сталями и серым чгунами. В доменных печах выплавляют также специальные чугуны, так называемые ферросплавы. Они представляют собой сплавы железа с марганцем – ферромарганец, с кремнием – ферросилиций и др. Феросплавы применяют при получении стали как раскислители или как легирующие добавки.

Сталями называют железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода до 2%. По химическому составу стали делят на углеродистые и легированные. В состав углеродистых сталей кроме железа и углерода входят кремний, марганец, фосфор, сера (не более 1%). В составлегированных сталей для направленного улучшения их свойств вводят легирующие элементы, например никель, хром, вольфрам, ванадий и др. по применению в промышленности стали подразделяют на конструтивные, имеющие в своем составе до 0,65% углерода, и интументальные – для изготовления инструмента. Стали по химическоу составу подразделяются на углродистые и легированные.

Углеродистые стали. В зависимости от областей применения их делят на конструкционные высокого качества, обыкновенного качества и инструментальные. Стали, применяемые в строительной индустрии, классифицируют по качству, назначению и по способу выплавки.

По качеству и назначению сталь классифицируют на: углеродистую обыкновенного качества; углеродистую консткционную; углеродистую горячекатаую для мостостроения; углеродистую толстолистовую и широкополосную термически обработанную; рельсовую; низколегированную констукционную.

По способу обработки строительные стали классифицируют на три группы: горячего проката, холодной вытяжки (стальная арматура для железобетонных изделий); комбинированной обработки.

Наиболее широко применяют сталь углеродистую обыкновенного качества. Из нее изготовляют фасонные гнутые профили. В зависимости от химического состава и механических свойств углеродистую сталь обыкновенного качества классифицируют на две группы и одну подгруппу: группа А – поставляется по механическим характеристикам; группа Б – поставляется по химическому составу; подгруппа В – поставляется по механическим характеристикам с дополнительными требованиями по химическому составу.

Легированые стали. В состав легированых сталей специально вводят один или несколько элементов улучшающих их физико-механические свойства. Легированные стали классифицируют по назначению, химическому составу и структуре. По назначению они делятся на три основные группы: конструкционные, инструментальные и стали с особыми физико-механическими свойствами. По химическому составу арки легированой стали устанавливают в соответствии с ГОСТами. Для маркировки принята буквенно-цифровая система, например: С – f кремний, Г - марганец, Х - хром, Н - никель и т.д. Легированные стали отличаютс высокой пластичностью и повышенной прочностью, что позволяет снизить массу металлических констркций!

Цветные металлы и их сплавы

В строительной индустрии цветные металлы в чистом виде применяются редко. Значительно шире, чем другие металлы, используют цинк,свинец, медьи алюминий. Цинк применяется для изготовления листового материала, используемого при устройстве кровель, вентиляционных коробов, водосточных труб, подоконных сливов, футеровки кислостойких резервуаров, для особых видов гидроизоляции и др. медь и алюминий применяют в электротехнических работах. В основном в строительстве применяют сплавы цветныных металлов,отличающиеся легкостью и большой коррозинной стойкостью!

Алюминевые сплавы. Вседстивие высокой стойости к атмосферным воздействиям алюминевые изделия в виде листов, труб, проволки, стержней широко применяются в строительстве. Однако в технике чаще пользуются более твкрдыми и прочными, чем чистый алюминий, алюминиевым сплавами. Эти сплавы подразделяются на: литейные – для изготовления фасонных отливок; обрабатываемые давлением – для получения прокатных профилей, а также для изготовления деталей койкой и штамповкой.

Дюралюмины – элюминиевые сплавы, обрабатываеме давлением, наиболее широко применяемые в технике. Основными добавками являются медь (3,5…5%), магний (0,4…,0,8%), кремний(до 0,8%) и марганец(p,4…0,8%). При высоких температурах они растворяютс в алюмишри,образуя твердый раствор, вследствии чего при тмпературе 450…500С˚. С дюралюмин представляет собой однофазный сплав. Дюралюмины являются хорошимиконструкционными материалами. В строительстве используются в виде уголков, швеллеров, двутавров, трут круглого и прямоугольного сечений, при изготовлении оконных и дверных блоков, стеновых панелей, панелей покрытий, перегородок и пр.

Сплавы наоснове меди. В чистом виде медь в строительной индустрии применяют только при выполнении электротехнических работ. Чаще для строительных целей используют сплавы меди – бронзу и латунь. Латунь представляет собой сплав меди с цинком, а бронза – сплав меди с оловом или каким-либо другим метеллом, (алюмиием,свинцом или марганцем). Однако наибольшее распространение в строительстве находят оловянистые бронзы. Бронзы и латуни имеют достаточно высокие прочность, твердость и коррозионную стойкость. Сплавы на основе меди применяют в санитарной технике в виде арматуры, кранов, венилей и др.

Твердые метеллические сплавы. Их изготовляют из порошков карбида, вольфрама, титана и кобальта. Применяют для изготовления режущих частей станков по обработке древесины, металла буровых инструментов и т.п.

Раздел 8. Железобетонные конструкции (4 часа)

1. Общие сведения о железобетоне. 2. Номенклатура сборных железобетонных изделий и конструкций. 3. Изготовление ж/б изделий. 4. Способы армирования.

Железобетон представляет собой строительный материал, в котором сочетается совместная работа бетона и арматурной стали.

Взаимодействие столь различных материалов весьма эффективно: бетон при твердении прочно сцепляется со стальной арматурой и надежно защищает ее от коррозии, так как в процессе гидратации цемента образуется щелочная среда; монолитность бетона и арматуры обеспечивается также относительной близостью величин их коэффициентов линейного расширения (для бетона от 7,5•10 до 12 "КГ6, для стальной арматуры 12.10”6).

Железобетон используется в виде сборных и монолитных конструкций. Сборные конструкции изготовляются на специальных заводах железобетонных конструкций в многократно используемых формах и средствами транспорта доставляются к месту строительства, где из них возводят здания и сооружения. Конструкции из монолитного железобетона изготовляются непосредственно на месте, в качестве форм используются различного вида опалубки. В этом случае к месту строительства подвозятся раздельно бетон и арматура. Монолитный железобетон в основном применяют в гидротехническом строительстве.

Железобетонные и бетонные изделия для дорожного и аэродромного строительства. Общие технические требования к изделиям из железобетона и бетона. Изделия из искусственных сооружений. Изделия для зданий дорожной и аэродромной служб. Дорожные покрытия на напрягающих цементах. Пути повышения эффективности изготовления железобетонных и бетонных изделий и улучшение их качества.

Из сборного железобетона изготовляют все части здания: фундамент, стены подвала, наружные и внутренние стены, элементы каркаса, перегородки, междуэтажные перекрытия, лестничные площадки и марши, кровлю и другие элементы. В промышленном строительстве разработаны проекты производственных зданий различного назначения, возводимых из унифицированных элементов. Широко используют сборный железобетон в дорожном (мосты, путепроводы, опоры контактной сети), гидротехническом строительстве (элементы плотин, облицовка каналов), при возведении выставочных павильонов, рынков, спортивных сооружений.

Плиты для покрытий аэродромов, автомобильных дорог и городских проездов изготавливают, как правило, из железобетона. Так как условия эксплуатации этих плит практически одинаковы (они подвергаются, кроме внешней нагрузки, воздействию циклического увлажнения и высушивания, нагревания и охлаждения, замораживания и оттаивания, химических антигололедных реагентов), требования к бетону для этих плит также идентичны. Все требования направлены на обеспечение высокой долговечности бетона и, следовательно, срока службы сборных плит.

Для строительства сборных аэродромных покрытий используются железобетонные предварительно напряженные плиты типа ПАГ (плита аэродромная гладкая). Эти плиты нашли также применение при строительстве сборных дорожных покрытий, особенно в нефтепромысловых районах Западной Сибири.

Плиты укладывают на выровненные щебеночные, бетонные, стабилизированные и песчаные снования с дифференциацией толщин плит в зависимости от физико-механических показателей основания и условий эксплуатации тротуаров, приведенных в проекте строительства.

Бортовые камни выпускают в соответствии с ГОСТ 6665-91. Камни делят на типы: БР - прямые рядовые; БУ – прямые с уширением; БУП – прямые с прерывистым уширением; БЛ – прямые с лотком; БВ – въездные; БК – криволинейные;

Сборные элементы проезжей части, кроме плит покрытия, включают бетонные блоки и армированные плиты для внутренних и внешних краевых полос, железобетонные плиты для внутренних краевых полос, бетонные блоки прикромочного водоотводного лотка и лотка для сброса воды с проезжей части.

Тротуарные плиты предназначены для сборных покрытий тротуаров пешеходных и садово-парковых дорожек, посадочных площадок на линиях общественного транспорта, стоянок и т.д.

Плиты из бетонов классов В22,5 и В25 используют для устройства покрытий садово–парковых и пешеходных дорожек, тротуаров во внутриквартальных проездах, а плиты из бетона классов В30 и В35 – для покрытий тротуаров на магистралях.

Сборные элементы ограждений включают стальные и железобетонные брусья, опорные и сигнальные столбики. Железобетонное ограждение включает бетонные брусья для начальных, средних и концевых участков. Специальные варианты сборных бетонных элементов ограждений предназначены для установки местах повышенной опасности – у опор путепроводов, на подходах к мостам.

Железобетонные брусья, а также опорные и сигнальные столбики изготавливают из бетона класса В30 и арматуры класса А – I и А – П.

Сборные элементы креплений откосов предназначены для защиты откосов земляного полотна от размыва. Они включают бетонные плиты, железобетонные плиты, в том числе и вариант из предварительного железобетона, гибкое железобетонное покрытие и решетчатое крепление.

Основы технологии изготовления сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций.

Основные технологические схемы.

При стендовом способе изделия изготавливают в неперемещаемых формах, устанавливаемых на бетонных площадках с ровной поверхностью, либо в матрицах, представляющих отпечаток поверхности изделия сложной конфигурации. Изделия подвергают тепловой обработке непосредственно в форме.

В последнее время освоено производство предварительно напряженных пустотных плит на линейных стендах с агрегатом для непрерывного безопалубочного формования изделий с последующим их разрезанием. Для выпуска изделий широкой номенклатуры предпочтительнее использовать короткие стенды или силовые формы.

Процесс изготовления, включая твердение, происходит на одном посту. Технологическое оборудование (бетоноукладчики, агрегаты для натяжения арматуры и др.) перемещается вдоль стенда. В ряде случаев формы оборудуются навесными вибраторами, кантователями и другими приспособлениями.

Термообработка производится: в формах с паровыми рубашками, под брезентом или пластмассовыми пленками; под колпаками; электропрогревом, контактным высокотемпературным масляным прогревом.

Кассетный способ применяют для изготовления главным образом крупноразмерных плоских панелей типа внутренних стен, перекрытий и т.п. Установка состоит из вертикальных отсеков, разделенных металлическими стенками. Для уплотнения бетонной смеси подвижностью 10 – 15 см часть этих стенок оборудована вибраторами, а другие стенки для тепловой обработки снабжены паровыми рубашками. При изготовлении и изделий в кассетах получают гладкие поверхности, прилегающие к металлу, а также относительно высокую точность изделий по габаритам, однако при этом необходим повышенный расход цемента.

Роторные и роторно – конвейерные линии разработаны и освоены на ряде заводов для производства изделий узкой номенклатуры простой конструкции (блоков стен и подвалов, дорожных плит и других изделий).

При изготовлении изделий в формах, перемещаемых по отдельным постам, различают конвейерный способ с максимальным расчленением отдельных технологических операций и поточно – агрегатный, при котором выполнение нескольких операций совмещается на одном посту. Конвейерный способ обеспечивает высокую механизацию и производительность труда.

Арматурные работы

Стальная арматура в производстве сборного железобетона применяется в виде различных арматурных изделий: сеток, каркасов, отдельных линейных элементов (стержней, канатов, проволоки), соединительных элементов (стальных закладных деталей), монтажно – транспортных элементов (строповочных петлей). При изготовлении арматурных изделий осуществляется ряд технологических процессов: правка и резка заготовок, сварка, штамповка, гибка, натяжение, металлизация и др. В качестве материалов для изготовления арматурных изделий применяют стали различных марок в виде стержней (А), проволоки (В), канатов (К), листового, полосового или профильного проката и стальных труб. Стержневая арматура подразделяется на классы, которые обозначаются римскими цифрами от I и выше, в возрастания их прочностных свойств: А-I, А-II, А-III и т.д.

В качестве ненапрягаемой арматуры преимущественно применяют стержневую арматуру классов Ат-IIIс, А-III; Ат-IVс и проволоку Вр-I, В-I. Для напрягаемой арматуры используют преимущественно арматуру классов Ат-V, Ат-VI, А-V, А- VI, высокопрочную проволоку классов В-II, Вр-II и арматурные канаты К-7, К-19.

Для изготовления арматурных каркасов используют контактную и контактно-рельефную сварку, автоматическую сварку под слоем флюса, полуавтоматическую в СО2, ванную и с многослойными швами в инвентарных формах, а также ручную дуговую сварку плавящимися электродами. Изготовление арматурных каркасов может производиться и без сварки с помощью вязальной проволоки.

Натяжение арматуры применяется при изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Электротермическое натяжение арматуры осуществляют путем нагрева арматуры электрическим током до получения необходимого удлинения арматуры и последующего естественного охлаждения ее в стесненных условиях, что достигается образованием концевых анкеров на длине меньшей, чем длина между опорными поверхностями упоров, установленных на форме.

Нагрев ведут до строго ограниченной температуры, которая составляет в зависимости от класса арматуры 350-600 и контролируется по абсолютному удлинению арматуры и приборами с точностью не менее 20. Усилие натяжения строго контролируют.

Электротермомеханическое натяжение применяется в основном при непрерывном армировании конструкций проволочной и канатной арматурой. С использованием электротермомеханического натяжения работают универсальная установка ДН-7, арматурно-намоточная машина 6281 и некоторые другие.

Способы арормования

В настоящее время используются следующие способы: вибрирование, прессование, ударно-импульсное уплотнение, центрифугирование, вакуумирование и их различные комбинации.

Для получения длинномерных изделий - фундаментальных блоков, ферм и других подобных им железобетонных конструкций, особенно при малых сериях изделий, применяют глубинные вибраторы. В производстве панелей в кассетных установках, длинномерных изделий в передвижных виброформах, возбуждающие изгибающие колебания стенок форм. Для формования изделий сложной конфигурации рекомендуются виброштампы в сочетании с виброплощадками или навесными вибраторами.

В последние годы получили распространение безвибрационные способы формования железобетонных изделий: экструзией и роликовое прессование.

Способы и оборудование для тепловой обработки

Установки для тепловой обработки. Камеры периодического действия являются основными тепловыми установками, применяемыми в промышленности сборного железобетона. В ямных камерах обрабатывается свыше 70 конструкций и изделий.

Камеры непрерывного действия. Преобладающую часть их составляют щелевые камеры. Снижение потерь теплоэнергии при пропаривании в щелевых камерах обеспечивают путем теплоизоляции ограждений камер и надежного уплотнения их торцов. При этом, в отличие от ямных камер, теплозащитный слой в камерах непрерывного действия должен устанавливаться на наружной поверхности ограждений.

Энергосберегающие методы ускорения твердения. Прогорев в продуктах сгорания природного газа наиболее целесообразен для ускоренного твердения изделий из легких бетонов. Расход энергии при этом на 20-25 ниже, чем при пропаривании.

Предварительный пароразогрев заключается в подаче пара в приготавливаемую бетонную смесь, которая одновременно перемешивается, нагревается и доувлажняется до требуемого водосодержания образующимся конденсатом. Наиболее целесообразная температура разогрева 55-60 Возможен разогрев смеси за счет предварительного пароразогрева заполнителей.

Использование солнечной энергии в процессе ускоренного твердения бетона экономически обоснованно в географических районах южнее 50 северной широты в полигонных условиях. Наиболее прост и эффективен способ прогрева изделий в специальных термоформах, оснащенных светопрозрачными и теплоаккумулирующими покрытиями, а также в специальных формах с теплоаккумулирующими элементами.

Контроль и управление качеством при производстве сборных бетонных и

железобетонных изделий и конструкций

При входном контроле проверяется наличие сопроводительных документов (паспортов или сертификатов), по которым устанавливается возможность применения материалов, полуфабрикатов и комплектующих деталей. Кроме того, проводят необходимые испытания материалов, используемых для приготовления бетона (цемента, заполнителей, добавок), и стали для изготовления арматурных и закладных изделий.

При операционном контроле во время выполнения или после завершения определенной технологической операции определяют соответствие технологических параметров производства проектной и технологической документации. Для каждой технологической линии завода железобетонных изделий разрабатывают схему операционного контроля и технологические карты производственного процесса (технологические правила), регламентирующие содержание, последовательность и способы выполнения операций на всех стадиях изготовления изделий.

Приемочный контроль качества готовых изделий осуществляют на основании данных входного и операционного контроля, а также периодических и приемосдаточных испытаний. Периодические испытания проводят для проверки: прочности, жесткости и трещиностойкости изделий; прочности бетона, его марок по морозостойкости и водонепроницаемости: теплопроводности, истираемости, водопоглощения, влажности бетона.

Раздел 9. Исскуственные каменные материалы и изделия на основе минеральных вяжущих веществ (3 часа)

1. Силикатные изделия. Понятие о физико-химических процессах при автоклавном твердении силикатных изделий.

2. Асбестоцементные изделия и изделия на основе магнезиальных вяжущих веществ. Сырье, основы производства, свойства асбестоцемента. Асбестоцементные листы, трубы, панели. Транспортирование и хранение асбестоцементных изделий. Материалы и изделия на основе магнезиальных вяжущих веществ.

3. Гипсовые и гипсобетонные изделия. Сырье, основы производства, свойства, применение. Использование отходов промышленности в производстве гипсобетонных материалов.

Силикатный строительный кирпич изготавливают из смеси кварцевого песка (92-94%), молотый негашеной извести (8-6%) и воды (8-10% от сухой массы смеси). Смесь закладывают в гасительные силосы на 6-12 часов или во вращающие барабаны под давлением пара до 15 кгс/см2 на 30-50 минут, где происходит полное гашение извести.

После гашения смесь вновь перемешивают и формуют на прессе под давлением 150-200 кгс/см2.

Силикатный кирпич имеет светло-серый цвет, размеры одинарного кирпича 250х120х65 мм, полуторного – 250х120х103 мм. Его выпускают трех марок: 150, 100, 75.Объеиная масса кирпича равна 1700 – 1900 кг/м3. Водопоглощение должно быть в пределах 8-16%. А морозостойкость – выдерживать не менее 15 циклов замораживания – оттаивания с допускаемым снижением прочности при сжатии не более 25 кгс/см2.

Применяют силикатный кирпич только для кладки наружных стен и внутренних перегородок.

Нельзя его использовать для кладки фундаментов и цоколей, так как он менее водостоек, чем глиняный; непригоден он также для кладки печей, так как при длительном воздействии высокой температуры происходит дегидрация гидросиликата кальция и гидрация окиси кальция, которая связывает зерна песка и кирпич разрушается.

Асбоцементные изделия приготовляют из смеси цемента (88-91%) и асбеста (9-12%), считая на сухое вещество.

Асбестом называют тонковолокнистые минералы, обладающие способностью расщепляться на тонкие и гибкие волокна толщиной до 0,005 мм.

Для производства асбоцементных изделий используют чаще всего хризотил асбест (водный силикат магния). Его волокна более прочны и эластичны, слабее связаны между собой, легче распушиваются (расщепляются), чем другие виды асбеста (крокидалит, амозит и др.) Хризотиласбест обладает высокой прочностью при растяжении вдоль распущенного волокна, доходящей до 6000-8000 кгс/см2.

Поэтому асбоцементные изделия обладают высокой прочностью так как волокна асбеста выполняют роль арматуры.

Из асбоцемента готовят следующие основные изделия: волнистые асбоцементные листы толщиной 5,5 мм используемые как кровельный материал. Объемная масса равна примерно 1,6 г/см3, предел прочности при изгибе - не менее 160 кгс/см2. Кровля из асбоцементных листов и плиток долговечна, морозостойка, несгораема, не требует окраски и редко нуждается в ремонте. Недостатком является некоторая хрупкость, что необходимо учитывать при эксплуатации. Плоские асбоцементные листы или плиты выпускают длинной 600-1600 мм, шириной 300-1200 мм, толщиной 4-10 мм; напорные водопроводные трубы ВТ с внутренним диаметром от 50 до 500 мм; трубы безнапорные – для канализации и прокладки кабелей с внутренним диаметром от 50 до 600 мм.

Свойство низкообжиговых гипсовых вяжущих во многом одинаковы. Главное различие состоит в прочности, что в основном связано с их разной водопотребностью. Для получения теста нормальной густоты гипс β-модификации (строительный гипс) требует 50-70% воды, а α-модификации (высокопрочный гипс) – 30-45%, в то время как по уравнению гидратации полугидрата в двугидрат необходимо всего 18,6% воды по массе вяжущего вещества. Вследствие значительного количества химически несвязанной воды затвердевший гипс имеет большую пористость – 30-50%. При использовании гипса α-модификации пористость ниже.

Стандартом на гипсовые вяжущие, получаемые путем термической обработки гипсового сырья до полугидрата сульфата кальция (ГОСТ 125-79), установленно 12 марок по пределу прочности при сжатии (Мпа): Г-2, Г-3, Г-4, Г-5,Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25.

По тонкости помола, определяемой остатком при просеивании пробы на сите с отверстиями размером 0,2 мм (%), гипсовые вяжущие делятся на три группы:

Группа	I	II	III
Помол	грубый	средний	Тонкий
Остаток на сите 0,2 мм, %, не более	23	14	2

В зависимости от сроков схватывания различают виды гипсовых вяжущих:

Вид гипсового вяжущего	Индекс сроков твердения	Сроки схватывания, мин
Вид гипсового вяжущего	Индекс сроков твердения	Начало, не ранее	Конец, не позднее
Быстротвердеющий	А	2	15
Нормальнотвердеющий	Б	6	30
Медленнотвердеющий	В	20	Не нормируется

В зависимости от назначения гипсовые изделия классифицируют на плиты и панели для перегородок, листы для обшивки стен, перегородок и перекрытий, плиты и фасонные изделия для теплозвукозащитных и декоративных облицовок, наливные полы. Блоки и панели ограждающих конструкций.

Раздел 10. Строительная керамика и стеклянные материалы (2 часа)

1.Общие сведения о керамических строительных материалов и изделиях: классификация, сырьевые материалы их свойства, основы технологии изготовления.

2.Стекло и изделия из стекла.

Сырьё и основы производства стеклоизделий. Свойства стекла. Листовое стекло.

Керамическими называются искусственные каменные материалы и изделия, получаемые из глин и их смесей с минеральными добавками путем их формования, сушки, обжига. Сырьем для керамических материалов служат различные глины. Наиболее важными свойствами глин являются пластичность, воздушная усадка (дообжиговые свойства), огнеупорность, спекание и огневая усадка (обжиговые свойства).

Пластичность глин – способность глиняного теста изменять форму без разрыва и нарушения сплошности под действием внешних усилий и сохранять приданную форму после прекращения их действия. Пластичными свойствами каждая глина обладает в определенном диапазоне влажности. Пластичность зависит от вида и количества глинообразующих минералов в глине.

Наибольшей пластичностью обладают монтмориллонитовые глины. Повышение дисперсности глин увеличивает их пластичность, а запесоченность, наоборот, снижает её. Пластичность глин может быть повышена добавлениями пластичных добавок или отмучиванием песчаных частиц. Снижают пластичность введением непластичных добавок.

Воздушная усадка – уменьшение объема образца при его сушке. При затворении глин водой происходит набухание, т.е. увеличение объема. Удаление из глин воды сопровождается воздушной усадкой в результате действия капиллярных сил. Величина относительной воздушной усадки может быть 2…10 % и более. Наибольшей усадкой обладают монтмориллонитовые глины, наименьшей – каолинитовые.

Огнеупорность – способность глин, не расплавляясь, выдерживать действие высоких температур. По огнеупорности глины делят на три класса: огнеупорные – с огнеупорностью выше 1580 °С, тугоплавкие – 1580…1350, легкоплавкие – ниже 1350 °С. Способность глин при обжиге уплотняться с образованием камнеподобного материала называется спекаемостью. В процессе спекания масса уплотняется, вследствие чего происходит огневая усадка, которая у глин колеблется от 2 до 8 %.

Технология производства керамических изделий состоит из следующих операций: добычи исходных сырьевых материалов, подготовки глиняных масс к формированию, формирования изделий (сырца), их сушки и обжига.

Добывают глину в карьерах при разработке экскаватором открытым способом. Вид доставки глины на керамических предприятиях зависит от расстояния от карьера до завода. Доставку осуществляют автосамосвалами и железнодорожным транспортом; при небольшой удаленности карьера глину транспортируют вагонетками и ленточными конвейерами.

Подготовка к формированию глин включает операции по разрушению природной структуры глины, по измельчению или удалению крупных частиц, например гравия или щебня, по смешиванию глины с водой и отощающими добавками, снижающими линейные и объемные деформации отформованных изделий в процессе их сушки и обжига.

Формование керамических изделий осуществляют полусухим или пластическим способом.

Сушку отформованных изделий (сырца) осуществляют в сушильных камерах периодического действия или тоннельных сушилках непрерывного действия. Сушат изделия до влажности 8…12 %. Завершающей стадией производства керамических материалов и изделий является обжиг по специальным режимам.

После обжига изделия охлаждают. Процесс охлаждения весьма ответствен; нельзя допускать резкой смены температуры, влекущей за собой образование трещин. В начальной стадии температуру снижают медленно и лишь после достижения 650 °С процесс охлаждения можно ускорить. После охлаждения изделий производится их сортировка, приемка ОТК и укладка в ящики или на поддоны.

Стеновые керамические материалы.

К стеновым керамическим материалам относятся: кирпич обыкновенный, кирпич утолщенный, кирпич модульных размеров, камни, стеновые блоки и панели. К этим материалам предъявляются требования в отношении прочности, средней плотности, теплопроводимости, морозо- и водостойкие.

Керамический кирпич . ГОСТ 530 – 80 предусматривает выпуск обыкновенного кирпича размером 250х120х65 мм и модульного кирпича размером 250х120х88 мм. По пределу прочности при сжатии и изгибе, МПа, кирпич делят на восемь марок.

В качестве сырья для изготовления кирпича применяют легкоплавкие глины, имеющие в своем составе до 75 % кремнезема, и суглинки с отощающими добавками или без них. Производство керамического кирпича осуществляется двумя способами – пластическим и полусухим. Кирпич должен быть нормально обожжен.

Недожженный кирпич (алого цвета) имеет недостаточную прочность и долговечность, а пережженный (железняк) – повышенную массу, прочность и сравнительно высокую теплопроводность и часто искаженную форму. Кирпич керамический должен соответствовать требованиям ГОСТ 530-80 по внешнему виду, прочности, плотности, морозостойкости и водопоглащению.

Кирпич керамический применяется для кладки внутренних и наружных стен, столбов, сводов и других частей зданий, изготовления стеновых блоков и панелей, а также для кладки печей и дымовых труб лишь в тех зонах, где температура не превышает температуры обжига кирпича.

Облицовочные керамические материалы

Облицовочные керамические материалы применяют для наружной и внутренней отделки зданий различного назначения. При наружной отделке отделывают фасады зданий. Керамические изделия для облицовки фасадов подразделяют на кирпич и камни лицевые, мелкие плитки, крупногабаритные плиты, ковровую керамику и фасонные детали для устройства карнизов, сливов, поясков, сандриков, тяг и т.д. Фасадные керамические изделия укладывают одновременно с кладкой стен.

К санитарно – техническим изделиям из керамики относятся керамические трубы канализационные и дренажные, санитарные приборы (умывальники, унитазы, смывные бачки и др.).

Прочие керамические изделия

Кровельная черепица. Этот вид изделий является одним из древних кровельных искусственных материалов, недорогой, долговечный, огнестойкий, имеет красивый внешний вид. Недостатком кровельной черепицы является ее относительно большая масса, низкая индустриальность и трудоемкость применения. По назначению и jo черепицу классифицируют на рядовую – для покрытия скатов крыш; коньковую – для покрытия коньков и ребер; разже-лобочную – для покрытия разжелобов; концевую (половинки, косяки) – для завершения рядов и специального назначения. По форме (профилю) черепицу подразделяют на штампованную, пазовую ленточную, плоскую ленточную и др. Для производства черепицы применяют жирные и пластичные глины. Технология производства черепицы практически не отличается от технологии изготовления обыкновенного керамического кирпича. Черепица должна иметь правильную геометрическую форму, гладкую поверхность и ровные края. Морозостойкость ее не менее 25 циклов. К ней также предъявляются требования по водонепроницаемости и прочности при изгибе. Черепицу применяют для устройства кровель зданий различного назначения.

Кирпич для дорожных покрытий (клинкер). Для мощения дорог и улиц, а также для устройства полов в промышленных зданиях, для облицовки набережных, футеровки резервуаров в химических производствах часто применяют клинкер. Сырьем для его производства являются высокопластичные тугоплавкие глины. Технология получения клинкера аналогична технологии получения обыкновенного глиняного кирпича с тем лишь отличие, что обжиг клинкера производится до полного спекания глины. По пределу прочности дорожный кирпич подразделяется на три марки: 1000, 700 и 400. Он обладает высокой морозостойкостью – до 100 циклов попеременного замораживания и оттаивания, водопоглощение составляет 2…6 % в зависимости от его марки. Дорожный кирпич имеет размеры 220х110х65 или 220х110х75 м. Конструкции покрытий из клинкера долговечны и прочны.

Керамзит представляет собой ячеистый материал в виде гравия, щебня или песка. Сырьем для его производства служат легкоплавкие глины, содержащие от 6 до 12 % оксидов железа, от 2 до 3 % щелочных оксидов и до 3 % органических примесей. Формуют керамзит в дырчатых вальцах, барабанных грануляторах, а также в ленточных прессах, оборудованных перфорированной плитой. Полученный полуфабрикат керамзитового гравия обжигают во вращающихся печах. После обжига керамзит сортируют по фракциям и направляют в бункера-силосы.

Классифицируют керамзитовый гравий по средней плотности, по размерам зерен и по прочности при сжатии. Так насыпная плотность керамзитового гравия (марка) 250…1000 кг/м, размер 5…40мм, предел прочности при сжатии 0,6…4,0 МПа.

Аглопорит, как и керамзит, применяют в основном в качестве заполнителя.

Свойства стекла

Стекло – аморфный прозрачный материал, получаемый переохлаждением расплавленной стекломассы, состоящей из силикатных материалов (кварцевого песка, известняка, соды и других компонентов).

Стекло обладает комплексом разнообразных, не присущих другим видам строительных материалов, свойств. Плотность стекла в зависимости от свойств стекломассы изменяется в пределах 2,2…8 г/см. Прочность стекла при сжатии достигает 700…1000 МПа, при растяжении значительно ниже – 30…80 МПа. Светопропускная способность стекла может составлять 97 % и понижаться с увеличением его толщины. Стекло имеет низкую теплопроводность 0,069..Л, 34 Вт/(м» °С) и высокие звукоизоляционные свойства. Характерными свойствами стекла являются оптические свойства. Основным недостатком стекла является его хрупкость.

Листовое стекло. Изделия из стекла

Наибольшее применение в строительстве получили следующие виды архитектурно-строительного стекла: строительное листовое стекло, конструктивно – строительные изделия (стеклоблоки, стеклопрофилит, стеклопакеты, стеклянные трубы), облицовочные материалы (коврово – мозаичные плитки, цветные плитки «марблит» ) и другие материалы и изделия.

Листовое стекло. В зависимости от области применения строительное листовое стекло имеет следующие разновидности: оконное, армированное, увеолевое, закаленное и др.

Оконное стекло представляет собой бесцветное неполированное стекло, изготовляемое способом вытягивания, проката и другими. Выпускают оконное стекло в виде листов размерами от 250х250 до 1600^2200 мм при толщине 1…6 мм.

Армированное стекло получают методом непрерывного проката с одновременной запрессовкой внутри листа металлической сетки из никелированной проволоки диаметром 0,45…0,5 мм. Сетка выполняется в виде квадратных или шестигранных ячеек. Армированное стекло способно сохранять форму при разрешении. Применяют его для остекления фонарей верхнего света, устройства перегородок, ограждений балконов, дверей и пр.

Увеолевое стекло обладает способностью пропускать ультрафиолетовые лучи до 25%. Листы выпускают размерами от 250х250 до 600х1200 мм, с толщиной 1,5…2 мм. Применяют увеолевое стекло для остекления оконных приемов в лечебных и детских учреждениях, для остекления оранжерей, теплиц и других специальных учреждений.

Закаленное стекло изготовляют путем специальной термической обработки высококачественного листового стекла с целью придания ему повышенной прочности и термостойкости. Выпускают его форматом 600х1200 мм, толщиной листа 4…6,5 мм. Закаленное стекло используют для остекления дверей, перегородок, лифтовых шахт и других конструкций культурно-бытовых и административных зданий.

Конструктивно - строительные изделия. Стеклоблоки представляют собой полые, пропускающие свет изделия, получаемые из двух отпрессованных из стекломассы половинок и соединенных между собой сваркой. При сварке в блоке образуется разреженная среда, значительно повышающая теплоизоляционные свойства стеклоблоков. По форме блоки выпускают квадратными (194х194х98, 294х294х98 мм и др.), прямоугольными (194х200х60, 194х209х98 мм и др.) и угловыми (194х209х98 мм и др.), цветными или прозрачными, с гладкой или фактурной поверхностью.

Стеклоблоки применяют для устройства наружных и внутренних ограждений в гражданских и промышленных зданиях, а также в промышленных цехах с агрессивными средами.

Профильное строительное стекло (стеклопрофилит) изготовляют непрерывным прокатом в виде бесконечной ленты, имеющие форму коробчатого или швеллерного сечения. Стеклодетали коробчатого сечения производят длиной 4800, шириной 244…294, высотой 50 и толщиной 5,5 мм; швеллерного сечения – длиной 6000, шириной 244…527, высотой полки 35…50 и толщиной 5,5 мм. Применяют для устройства светопрозрачных ограждающих конструкций (стен, перегородок), плоских кровель в общественных, промышленных и сельскохозяйственных зданиях.

Стеклопакеты представляют собой два или несколько листов стекла, герметично соединенных между собой по периметру. Между стеклами имеется полость, заполненная сухим воздухом. Расстояние между стеклами может быть 15…20 мм. Длина и ширина стеклопакетов соответствуют размерам оконных проемов здания. Стеклопакеты применяют для остекления оконных проемов с металлическими или пластмассовыми переплетами в общественных и промышленных зданиях.

Стеклянные трубы изготовляют различного размера – от капилляров до толстостенных труб диаметром более 150 мм. Стеклянные трубы используют в вакуумных, безнапорных и напорных (до 0,6 МПа) сетях, а также для транспортирования агрессивных жидкостей.

Облицовочные материалы. Облицовочное стекло «мар-блит» представляет собой плиты размером 2100х1400 мм и толщиной 6…12 мм из непрозрачного стекла с полированной цветной поверхностью. Для лучшего сцепления с отделываемой поверхностью тыльную сторону плит выполняют рифленой. Облицовочное стекло применяют для наружной и внутренней отделки помещений общественных и промышленных зданий.

Коврово-мозаичные плитки изготавливают из цветной стекломассы методом проката. Плитки размером 20*20 и 25х25 мм наклеивают лицевой стороной на крафт-бумагу. Ковровую мозаику наносят на бетонные поверхности при изготовлении изделий в заводских условиях. Применяют для наружной и внутренней отделки стен и других конструкций жилых, общественных и промышленных зданий.

Раздел 11. Органические вяжущие вещества и материалы на их основе (2 часа)

Классификация органических вяжущих

1. Битумы нефтяные дорожные вязкие

2. Битумы жидкие

3. Битумные эмульсии

4. Полимерно-битумные смеси

Органические вяжущие материалы – природные или полученные в результате переработки природных материалов вещества, состоящие из смеси высокомолекулярных соединений.

Они могут находиться в жидком, вязкопластическом или твердом состоянии.

Органические вяжущие материалы применяются для строительства дорожных и аэродромных покрытий и оснований, изготовления кровельных и гидроизоляционных материалов, защиты различных материалов от коррозии.

Классификация органических вяжущих материалов традиционно осуществляется о следующим признакам:

1. По химическому составу:

- битумы;

- дегти.

При этом к битумам относят вещества, состоящие в основном из углеводородов нефтяного, ароматического и метанового рядов и их кислородных, сернистых и азотистых производных.

Дегти – это вещества, состоящие в основном из смеси ароматических углеводородов и их кислородных, азотистых и сернистых производных.

2. По происхождению:

А. Битумы подразделяются на:

- природные: находящиеся в природе в чистом виде;

- нефтяные.

Нефтяные битумы, т.е. полученные в результате переработки нефти в зависимости от технологии их получения могут быть разделены на следующие основные виды:

- остаточные, получаемые после атмосферно-вакуумной перегонки сырой нефти и отбора из нее светлых нефтепродуктов;

- окисленные, получаемые окислением остатков перегонки нефти;

- компаундированные, получаемые путем смешения остатков перегонки нефти с экстрактами от отчистки масляных фракций.

В настоящее время разнообразии технологий получения нефтяных битумов возрастает и могут использоваться сочетания трех вышеперечисленных технологий.

Б. Дегти, в зависимости от исходного сырья и технологии его переработки, разделяются на:

- каменноугольные, получаемые из продуктов сухой (деструктивной) перегонки каменного угля;

- торфяные, получаемые при сухой перегонка торфа;

- древесные, получаемые при сухой перегонке древесины.

3. По вязкости и строительно-техническим свойствам битумы обычно делят на три группы:

- твердые битумы, наиболее близкие по свойствам к упругому телу при температуре 20 - 50°С;

- вязкие битумы, обладающие при температуре 20 - 50°С вязкими и частично пластичными свойствами;

- жидкие битумы, частично обладающие при температуре 20-50°С текучими свойствами. По мере испарения летучих углеводородов их вязкость в период эксплуатации возрастает.

4. По фазовому составу битумы и дегти могут быть использованы в виде эмульсий – дисперсных систем, состоящих из диспергированного в водной среде вяжущего материала. Устойчивость эмульсий во времени обеспечивается за счет введения эмульгаторов.

По виду модификатора композиции на основе битума подразделяются на:

- полимерно-битумные вяжущие, получаемые смешением битумов с добавками полимеров;

- резинобитумные вяжущие, получаемые смешением битумов с резиной в измельченном или частично растворенном виде.

Помимо данных двух композиций может применяться целый ряд других видов битумных композиций.

Требования к вязким дорожным битумам

Наименование показателя	Норма для битума марки										Метод испытания
Наименование показателя	БНД 200/300	БНД 130/200	БНД 90/130	БНД 60/90	БНД 40/60	БН 200/300		БН 130/200	БН 90/130	БН 60/90	Метод испытания
Глубина проникания иглы, 0,1 мм, при температуре:25°С 0°С, не менее	201-300 45	31-200 35	91-130 28	61-90 20	40-60 13	201-300 24		131-200 18	91-130 15	60-90 10	По ГОСТ 11501-78
Температура размягчения по кольцу и шару, °С, не ниже	35	40	43	47	51	33		38	41	45	ПО ГОСТ 11506-73
Растяжимость, см, не менее, при температуре: 25°С 0°С	- 20	70 6,0	65 4,0	55 3,5	45 -	- -		80 -	80 -	70 -	По ГОСТ 11505-75
Температура хрупкости, °С, не выше	-20	-18	-17	-15	-12	-4		-12	-10	-6	По ГОСТ 11507-78 с дополнением к п.3.2
Температура вспышки, °С, не ниже	220	220	230	230	230	220		230	240	240	По ГОСТ 4333-87
Изменение температуры размягчения после прогрева, °С, не более	7	6	5	5	5	8		7	6	6	По ГОСТ 18180-72, ГОСТ 11506-73 с дополнением к п.3.3
Индекс пенетрации	От -1,0 до +1,0						От -1,5 до +1,0				По приложению 2 ГОСТ 22245-90

Требования к жидким дорожным битумам

Свойства жидких дорожных битумов нормированы ГОСТ 11955-82.

Жидкие битумы подразделяются на два класса в зависимости от скорости формирования структуры:

- густеющие со средней скоростью, получаемые разжижением вязких дорожных битумов жидкими нефтепродуктами (СГ) и предназначенные для строительства капитальных и облегченных дорожных покрытий, а также для устройства их оснований во всех дорожно-климатических зонах страны;

- медленногустеющие, получаемые разжижением вязких дорожных битумов жидкими нефтепродуктами (МГ), и получаемые их остаточных или частично окисленных нефтепродуктов или их смесей (МГО), предназначенные для приготовления холодных асфальтобетонных смесей, а так же для строительства дорожных покрытий облегченного типа и оснований во II-V дорожно-климатических зонах и других целей.

Разделение жидких битумов на марки осуществляется по величине их условной вязкости, определяемой как время истечения из вискозиметра (ГОСТ 11503-74).

В зависимости от класса и вязкости установлены следущющие марки жидких битумов:

СГ 40/70; СГ 70/130; СГ 130/200;

МГ 40/70; МГ 70/130; МГ 130/200;

МГО 40/70; МГО 70/130; МГО 130/200.

При получении разжиженных жидких битумов применяют вязкие дорожные битумы по ГОСТ 22245-90 с глубиной проникания иглы не более 90*0,1 мм.

Наименование показателя	Норма для битума марки
	СГ 40/70	СГ 70/130	СГ 130/200	МГ 40/70	МГ 70/130	МГ 130/200	МГО 40/70	МГО 70/130	МГО 130/200
	ОКП 02 5611 0202	ОКП 02 5611 0203	ОКП 02 5611 0204	ОКП 02 5611 2302	ОКП 02 5611 0303	ОКП 02 5611 0304	ОКП 02 5611 0403	ОКП 02 5611 0401	ОКП 02 5611 0402
Условная вязкость по вискозиметру с отверстием 5 мм при температуре 60°С,с	40-70	71-130	131-200	40-70	71-130	131-200	40-70	71-130	131-200
Количество испарившегося разжижителя, %, не менее	10	8	7	8	7	5	-	-	-
Температура размягчения остатка после определения количества испарившегося разжижителя, °С, не ниже	37	39	39	28	29	30	-	-	-
Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, °С, не ниже	45	50	60	100	110	110	120	160	180
Испытание на сцепление с мрамором или с песком	Выдерживает в соответствии с контрольным образцом №2

Виды укрепления обочины	В зимний период	В осенне-весенние периоды
Виды укрепления обочины	На прямых участках и на кривых в плане радиусом более 600м при высоте насыпи больше высоты снежного покрова	На прямых участках и на кривых в плане радиусом более 200м
Слой щебня или гравия	0,2 – 0,4	0,1 – 0,3

Влияние ширины и типа укрепления обочин на скорость движения до определенной степени соизмеримо с влиянием ширины укрепленной поверхности дороги. Однако расчетных формул оценки этого влияния не разработано. Установлено, что наибольшее влияние оказывает вид и состояние полосы обочины шириной от кромки проезжей части до 1,5м.

Битумные эмульсии применяют в качестве вяжущего или пленкообразующего материала при строительстве и ремонте автомобильных дорог. Они представляют собой жидкость темно-коричневого цвета, получаемую путем диспергирования битума в воде с добавлением эмульгатора – поверхностно-активного вещества (ПАВ).

Битумные эмульсии относят к эмульсиям прямого типа, в которых массовая доля битума (30-70%) в виде мельчайших капелек распределена в непрерывной дисперсной среде – воде. В эмульсиях обратного типа вода диспергирована в вяжущем (битуме или дегте), массовая доля которого 70-80%.

По химической природе поверхностно-активного вещества, применяемого в качестве эмульгатора, битумные и битумно-полимерные эмульсии подразделяют на виды:

анионные – ЭБА, ЭБПА;

катионные – ЭБК, ЭБПК.

По устойчивости при перемешивании с минеральными материалами эмульсии подразделяют на классы:

1. Быстрораспадающиеся (анионные – ЭБА-1, ЭБПА-1; катионные – ЭБК-1, ЭБПК-1);

2. Среднераспадающиеся (анионные – ЭБА-2, ЭБПА-2; катионные – ЭБК-2, ЭБПК-2);

3. Медленнораспадающиеся (анионные – ЭБА-3, ЭБПА-3; катионные – ЭБК-3, ЭБПК-3).

Рекомендуемые области применения битумных дорожных эмульсий

Класс эмульсии	Вид работ
ЭБА-1; ЭБПА-1	Уход за свежеуложенными цементобетоном и цементогрузом Подгрунтовка Укрепление поверхности откосов земляного полотна Устройство поверхностей обработки
ЭБА-2; ЭБПА-2	Уход за свежеуложенным цементобетонном и цементогрунтом Приготовление черного щебня и щебеночных пористых смесей из карбонатных пород Устройство слоев дорожных одежд способом пропитки
ЭБА-3; ЭБПА-3	Приготовление эмульсионно-минеральных смесей плотного состава, в том числе грунтовых, с обязательным введением в смесь 1-2% извести или 2-3% цемента Закрепление подвижных песков Обеспыливание Укрепление грунтов верхней части земляного полотна
ЭБК-1; ЭБПК-1	Устройство поверхностной обработки Подгрунтовка
ЭБК-2; ЭБПК-2	Устройство слоев дорожных одежд способом пропитки Приготовление черного щебня и пористых щебеночных смесей Устройство поверхностной обработки Подгрунтовка Ямочный ремонт
ЭБК-3; ЭБПК-3	Устройство тонкослойных шероховатых слоев износа Приготовление плотных эмульсионно-минеральных смесей, в том числе грунтовых

Технические требования

Технические требования включают определение следующих показателей:

• смешиваемость с минеральными материалами;

• массовую долю битума с эмульгатором;

• условную вязкость эмульсии при температуре 20°С;

• сцепление пленки вяжущего со щебнем (за исключением эмульсии класса ЭБК-3 и ЭБПК-3);

• однородность по размеру частиц битума;

• устойчивость при хранении;

• устойчивость при транспортировании;

• величину изменения глубины проникания иглы, температуру размягчения и растяжимости битума, выделенного из эмульсии.

Полимеры, используемые для приготовления битумно-полимерных эмульсий, должны соответствовать требованиям, установленным в нормативной документации.

Транспортируют ПАВ в металлических железнодорожных цистернах и бочках. Емкости, в которых перевозят и хранят ПАВ, имеющие вязкую или мазеобразную консистенцию, должны иметь устройства для разогрева (паровые или водяные регистры, змеевики, топки и т.п.). Перекачку ПАВ целесообразно производить битумными насосами по трубопроводам, снабженным тепловыми рубашками. Загрязнение и обводнение ПАВ при транспортировании и хранении не допускается, поэтому емкости должны очищаться от ранее находившихся в них продуктов, пропариваться и промываться соляровым маслом.

Запрещается хранить ПАВ в ямах, дегте- и битумохранилищах.

После заливки ПАВ в емкости они должны плотно закрываться, чтобы исключить возможность попадания атмосферных осадков, пыли и других цвеществ.

Дозировать ПАВ можно объемным или весовым методами с точностью не менее ± 3%.

Сильные неорганические кислоты и другие химические продукты, вызывающие коррозию железа, транспортируются и хранятся в гуммированном, эмалированной, пластмассовой или стеклянной таре.

Требования безопасности

Битумные эмульсии не являются пожаро- и взрывоопасными материалами. В случае попадания эмульсии на лицо или руки следует быстро смыть ее холодной водой, остатки битума снять керосином или соляркой, а места, на которые попала эмульсия, промыть теплой водой с мылом.

Требования безопасности при работе с исходными материалами установлены соответствующими нормативно-техническими документами на данные материалы, а при работе с битумами – в п.1.2.3 ГОСТ 22245-90.

Помещение, в котором производится работа с битумом, должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией.

При загорании небольших количеств битума его следует тушить песком, кошмой или пенным огнетушителем. Развившиеся пожары битума следует тушить пенной струей.

Эффективными мерами защиты природной среды являются герметизация оборудования и предотвращение разливов битума. Отходы производства битума (газы окисления) обезвреживают сжиганием в печи дожига.

Полимерно-битумные вяжущие

Под полимерно-битумным вяжущими (ПБВ) принято понимать вяжущие, полученные совмещением битумов и полимеров. Исследования в этой области были начаты в нашей стране более 30 лет назад.

Широкое практическое применение нашли ПБВ на основе полимеров типа СБС (стиролбутадиен-стирол), выпускаемые в соответствии с ГОСТ Р 52056-2003.

Отличительной особенностью ПБВ по сравнению с обычными битумами является повышение показателей, связанных с устойчивостью к воздействию температур (температуры хрупкости, температуры размягчения).

Помимо этого существенно улучшается показатель растяжимости при температуре 0°С, что способствует повышению трещиностойкости материала при отрицательных температурах. Кроме того, ПБВ обладает эластичностью, что также принципиально важно, исходя из необходимости улучшения трещиностойкости асфальтобетона.

Требования к ПБВ на основе блоксополимеров типа СБС приведены в табл.

Наименование показателя		Норма для вяжущего марки											Метод испытания
		ПБВ 300	ПБВ 200		ПБВ 130			ПБВ 90		ПБВ 60		ПБВ 40
Глубина проникания иглы, 0,1 мм, не менее, при температуре: 25°С 0°С		300 90	200 70		130 50			90 40		60 32		40 25	По ГОСТ 11501-78
Температура размягчения по кольцу и шару °С, не ниже		45	47		49			51		54		56	По ГОСТ 11506-73
Растяжимость, см, не менее, при температуре: 25°С 0°С		30 25	30 25		30 20			30 15		25 11		15 8	По ГОСТ 11505-75
Температура хрупкости, °С, не выше		-40	-35		-30			-25		-20		-15	По ГОСТ 11507-78
Эластичность , %, не менее, при температуре: 25°С 0°С		85 75	85 75		85 75			85 75		80 70		80 70	П.6.2 ГОСТ Р 52056-2003
Изменение температуры размягчения после прогрева, °С, не более	7			7			6		6	5		5	По ГОСТ 18180-72, ГОСТ 11506-73 с доп. По п. 3.3
Температура вспышки, °С, не ниже	220			220		220		220			230	230	По ГОСТ 4333-87
Сцепление с мрамором или песком	Выдерживает по контрольному образцу №2												ГОСТ 11508-74 (метод А)
Однородность	Однородно												П.6.1. ГОСТ Р 52056-2003

Следует отметить, что и ранее, и в настоящее время ведутся работы по исследованию эффективности применения различных полимеров в составе ПБВ. К настоящему времени не удалось подобрать композиции, разные или близкие по техническому составу к ПБВ на основе СБС.

Строительные материалы на основе органических веществ.

1. Кровельные и гидроизоляционные материалы.

2. Техника безопасности и производственная санитария при изготовлении и применении на основе органических вяжущих.

3. Правила упаковки и хранения.

Мастики. Битумные покровные материалы приклеиваются к основанию и друг к другу горячими и холодными битумными мастиками, а дегтевые – горячими дегтевыми мастиками. Приклеплять рулонные материалы гвоздями не рекомендуется.

Горячие битумные мастики изготовляют из смеси битума и наполнителей. В качестве наполнителей для увеличении теплостойкости мастики применяют минеральные порошки, например, из талька, трепела, известняка. Тонкость помола их должна быть такой же, как минерального порошка для асфальтобетона. Мастики перед употреблением нагревают обычно до 180 ̊С, а наносят при температуре не ниже 160 ̊С.

Холодные битумные мастики состоят из битума, наполнителей, легкого растворителя и применяются без нагрева.

Горячие дегтевые мастики состоят из каменноугольного пека или смеси пека с дегтем и такими же наполнителями, как и битумные мастики. Перед употреблением мастики нагревают примерно да 140-150̊ С, а наносят при температуре не ниже 130̊ С.

Рулонные материалы применяют как кровельный и гидроизоляционный материал.

Для ответственных гидроизоляционный работ применяются следующие материалы.

Гидроизол - беспокровный рулонный материал, изготовленный пропиткой асбестовой бумаги нефтяными окисленными битумами с размерами по ширине полотна 95см, длиной в рулоне – 20 м. Гидроизол выпускается двух марок Ги-1 и Ги-2 с показателями соответственно: водонепроницаемость под давлением столба воды 5 см не менее 30-20 сут; водонасыщение через 24 ч не более 10 и 13% по массе; прочность на разрыв полоски 50 мм – не менее 30 кгс для обеих марок.

Гидроизол применяется для устройства гидроизоляционного слоя в подземных и других сооружениях, для противокоррозионного покрытия металлических трубопроводов с использованием битумных приклеивающих мастик.

Изол – безосновный гидроизоляционный и кровельный материал, изготовленный на основе резины и битума с различными наполнителями.

Резино-битумное вяжущее получается в результате девулканизации изношенной резины (автопокрышки). Наибольшее распространение получил изол, изготовдяемый из резино-битумного вяжущего, распушенного асбеста в качестве наполнителя, пластификатора и антисептика.

Изготовляется изол в трёх видах: как рулонный материал, в виде плиток и в виде гидроизоляционной мастики. Полотно изола имеет ширину 80 и 100 см, толщину 2 мм, площадь рулона 10 м². Во избежании слипания полотно с внутренней стороны посыпается тальком или мелом.

Изол выпускается с показателями: прочность на разрыв – не менее 4 кгс; водопоглощение за 1 сут – не более 1% по массе; при температуре до 150 ̊С не должно быть демормации материала, а при – 15 ̊ С при изгибе не должно появляться трещин.

Применяется изол там же, где и гидроизол.

Полимерные материалы в виде пленок, пластин, листов являются наиболее совершенными по своим свойствам для гидро-, паро- и гидроизоляции строительных сооружений (мостов, труб, каналов и т. п.)

Рулонные материалы подразделяют на основные и безосновные. Основные материалы получают путем обработки основы (картона, стеклоткани) битумами, дегтями и их смесями. Безосновные материалы в виде полотнищ заданной толщины получают из смесей,состоящих из связующего, наполнителей и добавок. В зависимости от назначения основные рулонные материалы делят на покровные и беспокровные. К покровным рулонным материалам относят рубероид и толь, к беспокровным – пергамин, толь, кожу.

Рубероид – рулонный кровельный и гидроизоляционный материал, изготавливаемый из специального картона, пропитанного с обеих сторон вначале легкоплавким, а затем тугоплавким битумом с последующей посыпкой поверзности смесью песка с минеральным порошком, тальком, слюдой. Рубероид выпускают рулонами шириной 65 – 105 см, общей площадью 20 м², массой 17-30 кг. В зависимости от свойств, назначения (кровельный –К, покладочный - П), вида посыпки (крупнозернистый - К, чешуйчатой – Ч, мелкоминеральной - М) и массы 1 м³ основы (массы в граммах кровельного картона)рубероид делят на марки на ГОСТ 10923 – 82 (табл. 12.3).

Пергамин - кровельный и гидроизоляционный материал, который изготовляют из кровельного картона, пропитанного легкоплавким битумом, без покровного слоя и без присыпки. Пергамин выпускают рулонами шириной 65 – 105 см, площадью 20 м² и массой рулона 5 -19 кг. Пергамин применяют как подкладочный материал для нижних слоев многослойных кровельных покрытий.

Толь – рулонный материал, который изготовляют пропиткой и покрытием кровельного картона дегтями с посыпкой песком (ТКП-400) или крупнозернистой посыпкой (ТКК-400). Толь выпускают рулонами шириной 65 – 105 см, общей площадью 20 м², массой 11 - 15 кг.

Раздел 12. Полимерные строительные материалы и изделия (1 час)

1.Классификация, основные свойства полимерных материалов. Составные части пластмасс. Адгезионные обмазки, инъекционные составы, мастики, полимерные растворы и бетоны, оклеечные стеклопластики, бетонполимеры.

2. Полимерные композитные композиции для ремонта и усиления мостовых и других конструкции и сооружений.

3. Исходные материалы, понятие об основах технологии применения и областях использования в транспортном строительстве полимерных материалов. Преимущества полимерных растворов, полимербетонов перед цементными растворами и бетонами.

4. Правила транспортирования и хранения полимерных материалов. Техника безопасности и производственной санитарии при работе с полимерными материалами.

Пластическими массами называют материалы, в состав которых входят столообразные органические вещества с высокой молекулярной массой, наполнители, пластификаторы, отвердители, стимуляторы и др. Пластмассы способны под влиянием нагревания и давления принимать нужную форму и затем устойчиво ее сохранять. Основным компонентом всех пластмасс является связующее вещество, от которого главным образом и зависят свойства пластмасс. По количеству компонентов, входящих в пластические массы, их можно подразделить на простые и сложные.

Простой называется пластмасса, состоящая из чистого полимера (органическое стекло). В большинстве случаев применяют сложные пластмассы, состоящие из полимера, наполнителя и других компонентов. Наполнители (порошкообразные, волокнистые или листовые) повышают прочность и теплостойкость пластмасс и снижают ее стоимость. Пластификаторы повышают пластичность и эластичность. Стабилизаторы способствуют сохранению свойств пластмасс в течение длительного времени.

Развитие современной промышленности строительных материалов на основе пластмасс базируется на применении синтетических смол, т.е. смол классов А и Б, получаемых методами полимеризации и поликонденсации. Полимерные смолы по разному ведут себя при нагревании. Термопластичные полимеры (полиэтиленовые, полистирольные и поливинилхлоридные смолы и др.) при нагревании становятся пластичными, после охлаждения они затвердевают. При повторном нагревании они снова размягчаются и становятся пластичными; такую операцию можно повторять неоднократно.

Термореактивные полимеры (фенолформальдегидные, мочевиноформальдегидные, эпоксидные смолы и др.) после первого нагрева отвердевают и при повторном нагреве не размягчаются. Это твердые нерастворимые полимеры.

Изделия на основе полимеров отличаются высокой прочностью наряду с малой массой. Главный недостаток пластмасс – их горючесть.

Для строительных конструкций на основе полимеров применяют стеклопластики, органическое стекло, винилпласт листовой, сотопласты и др.

Стеклопластики – это пластмассы, состоящие из синтетического полимерного связующего и наполнителя, армирующего материала – стеклянного волокна. Основными видами стеклопластиков являются стекловолокнистый анизотропный материал СВАМ и стеклотекстолит.

Стеклотекстолит – непрозрачный листовой слоистый материал, получаемый горячим прессованием полотнищ стеклоткани, пропитанной синтетической смолой (фенолформальдегидной). Стеклотекстолиты вырабатывают нескольких марок, различающихся толщиной листа, видом ткани, характером и количеством полимера. СВАМ – слоистый стеклопластик, полученный горячим прессованием пакета листов стеклошпона. Стеклошпон – тонкие полотнища однонаправленных стеклянных нитей, склеенных полимером. Склеивание стеклянных нитей производят в момент их получения – при вытягивании из расплавленной массы. СВАМ характеризуется высокой прочностью и анизотропностью. Стеклопластик применяют для устройства светопрозрачных ограждений и перегородок, а также в качестве наружных слоев панелей цехов с агрессивной средой и кровельного материала.

Органическое стекло – высокопрочный, светоустойчивый материал, получаемый на основе органических полимеров (полиакрилов, полистирола, поликарбонатов и др.) В промышленности под органическим стеклом понимают листовой материал, имеющий размеры, мм: длину 100-1350, ширину 100-1250 и толщину 2-23. Органическое стекло применяют для устройства светопрозрачных ограждений и перегородок, световых фонарей куполов, ограждений теплиц, декоративной отделки зданий и тд.

Сотопласт – материал, имеющий вид пчелиных сот; обладает высоким коэффициентом конструктивного качества. Изготовляют его из ткани, крафтбумаги и изоляционнопропиточной бумаги. Эти исходные материалы пропитывают термореактивными полимерами и формуют методом горячего прессования. Физико-механические свойства сотопластов зависят от материала – основы, вида и количества полимера и размера ячеек. Применяют сотопласты в качестве заполнителя при изготовлении дверных полотен, трехслойных панелей, теплозвукоизоляционных изделий. Для улучшения теплотехнических показателей рекомендуется заполнять ячейки сотопластов измельченной мипорой.

Жесткие пенопласты – пенопласты, газонаполненные пенистые пластмассы с системой изолированных, не сообщающихся между собой ячеек, разделенных тонкими стенками. Жесткие пенопласты малопроницаемы для звуковых колебаний. В настоящее время в строительстве широко применяют пенопласты, получаемые на основе термопластичных и термореактивных полимеров: полистирольные марок ПС-1, ПС-4 и ПС-Б; поливинилхлоридные ПВ-1 и пенополиуретановые ПУ-10 Применяют жесткие пенопласты в слоистых конструкциях как теплозвукоизоляционный слой.

Раздел 13. Теплоизоляционные и акустические материалы (1 час)

Назначение и свойства теплоизоляционных материалов. Органические и полимерные теплоизоляционные материалы. Неорганические теплоизоляционные материалы и изделия. Акустические материалы и изделия.

Правила транспортирования и складирования теплоизоляционных и акустических материалов.

Требования техники безопасности и производственной санитарии при работе с теплоизоляционными материалами и изделиями.

Теплоизоляционными называют материалы, предназначенные для защиты от потерь теплоты конструкций зданий различного назначения, а также различными тепловыми агригатами. Эти материалы имеют высокую пористость, небольшую среднюю плотность и низкий коэффициент теплопроводимости. По химическому составу теплоизоляционные материалы подразделяют на минеральные и органические, по внешнему виду – на сыпучие, рулонные и штучные. К теплоизоляционным материалам предъявляются требования по средней плотности, теплопроводимости, био- и огнестойкости, стойкости к действию воды и др.

В строительстве применяют такие теплоизоляционные материалы, как фибролит, ксилолит, арболит, керамзит, минеральную вату и др.

Минеральные теплоизоляционные материалы. Из них наиболее распространены минеральная вата, стеклянная вата, ячеистое стекло, материалы на основе асбеста, вермикулит и перлит, керамзит и др.

Минеральная вата состоит из отдельных из отдельных волокон, которые получают раздувом струй расплавов горных пород или металлургических шлаков. Ее выпускают марок 75, 100 и 125 с коэффициентом теплопроводимости 0,044…0,105 Вт/(м С).Она огнестойкая, биостойка и обладает малой гигроскопичностью. Применяется для изготовления минерального войлока и минеральных матов, которые используют для теплоизоляции ограждающих конструкций и трубопроводов.

Теплоизоляционные материалы на основе асбеста применяют для изготовления сыпучих (порошкообразные), штучных (плиты, скорлупы и сегменты) рулонных материалов. Они являются хорошими защитными материалами для поверхностей с высокой температурой нагрева, например котлов, автоклавов, трубопроводов, теплосетей горячего водоснабжения и др.

Вспученные теплоизоляционные материалы. Природный вермикулит представляет собой сложный алюмосиликат магния. В спученный вермикулит – сыпучий материал, получаемый путём кратковременного обжига и измельчения природного вермикулита. Из вспученного вермикулита в смеси с вяжущими веществами изготовляют плиты и скорлупы.

Перлит представляет собой кермеземистую горную породу вулканического происхождения. При обжиге (700… 1200 С̊) перлит вспучивается, значительно увеличиваясь в объёме. Как вермикулит, так и перлит обжигают в шахтных или вращающихся печах. Оба эти материала имеют малую среднюю плотность и низкий коэффициент теплопроводимости. Вспученные перлит и вермикулит применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций, требопроводов (скорлупами), котлов, технологического оборудования и т.д.

Звукоизоляционными, или акустическими, называют материалы, которые применяют для уменьшения или поглощения различного рода шумов. В зависимости от структуры звукоизоляционные материалы подразделяются на зернистые, волокнистые и ячеистые.

Зернистые материалы. К ним относятся керамзитовый гравий, вспученный перлит, вермикулит, гранулированная минеральная вата, пробковая крошка и др.

Волокнистые материалы. Их изготовляют на основе минеральной ваты. Они могут быть изготовлены с жестким, полугибким и гибким скелетом. Интересными и разнообразными фактурами обладают минераловатые звукопоглощающие плиты с жёстким скелетом, изготовляемые на основе крахмального связующего.

Ячеистые материалы. К ним относятся поропласты и ячеистые бетоны, изготовленные с сообщающими порами (губчатая структура). Среди поропластов наиболее высокими акустическими свойствами обладают пенополиуретаны, которые могут быть в жестком и гибком исполнении. Эти материалы имеют пористую поверхность, выпускаются любых цветов. Однако горючесть поропластов ограничивает их приминение.

По природе используемого сырья звукопоглащающие материалы подразделяют на органические, смешанные (композиционные) и минеральные. Органические материалы

Могут быть получены на основе поропластов, древесного и другого растительного волокна, пробковой крошки, а минеральные – на основе керамики, стекла идругих легких минеральных заполнителей с минеральными вяжущими. Наиболее распространены смешанные материалы. Они подразделяются на два вида: 1) с минеральным заполнителем и органическим связающим; 2)на основе органических заполнителей с минеральными вяжущими. Природа применяемого заполнителя и связующего пределяет огнестойкость материала, его стойкость во времени и другие свойства.

Звукоизоляционные материалы и изделия используют в качестве сплошных облицовок поверхностей помещений или в виде штучных поглотителей. Наиболее распространены сплошные звукопоглащающие облицовки потолков и верхних частей стен помещений. Во многих случаях более удобно и целесообразно использовать локальные облицовки и штучные поглоители, располагая их в непосредственной близости от источника шума.

Раздел 14. Лакокрасочные материалы (2 часа)

Основные компоненты лакокрасочных материалов. Классификация и свойства связующих веществ пигментов и наполнителей в лаках и красках. Лаки, олифы, клеи. Классификация и свойства пигментов. Масляные, летуче-смольные и водно-дисперсионные краски для защиты мостовых конструкций. Вспомогательные материалы. Правила транспортирования и хранения лакокрасочных материалов. Требования техники безопасности и производственной санитарии при работе с лакокрасочными материалами. Лакокрасочными называют материалы, наносимые в жидком виде на отделываемую поверхность, которые при высыхании образуют пленку, хорошо сцепляющуюся с окрашиваемой поверхностью. К лакокрасочным материалам относят пигменты, связующие вещества, растворители и красочные составы- масляные, клеевые, эмалевые, известковые, силикатные, синтетические и цементные красители, лаки и политуры. Пигментами называют цветные порошкообразные вещества, нерастворимые в воде и органических растворителях, однако способные равномерно смешиваться с ними, образуя красочные составы. О качестве пигментов судят по красящей способности, тонкости полмола, укрывистости (расходу пигмента на 1м окрашиваемой поверхности), свето- и огнестойкости, стойкости к агрессивной среде и атмосферостойкости. По цвету пигменты классифицируют на белые, желтые, синие, зеленые, красные, черные и коричневые. Белые пигменты. К белым пигментам относятся цинковые, свинцовые и титановые белила, а также известь и мел. Белые пигменты делят на естественные и искусственные. Они широко применяются для приготовления красочных составов и для внутренней и наружной отделки. Среди природных материалов наиболее распространенным пигментом является мел. Его применяют для приготовления водных, казеиновых и клеевых красок, побелочных составов. Для малярных работ применяют просеянный и отмученный мел. Свинцовые белила. Они представляют собой основной карбонат свинца 2РЬСО3РЬ (ОН)2. В промышленности свинцовые белила получают из уксусно- кислого свинца, пропуская через него углекислый газ. Свинцовые белила долговечны, поэтому их применяют в основном для наружной отделки. Для внутренней отделки их применять запрещено, так как они достаточно ядовиты. Потребителям они отпускаются в виде масляной краски. Цинковые белила. Цинковые белила представляют собой оксид цинка ZnO, получают из цинковых руд или металлического цинка, для чего при высокой температуре приводят в парообразное состояния и окисляют кислородом. Атмосферостойкость цинковых белил не высока, вследствие чего их применяют для внутренней отделки. Титановые белила. Они представляют собой диоксид титана ТЮг. Получают из их титановых руд методом разложения серной кислотой. Обладают высокой атмосферостойкостью, не ядовиты и применяются для наружной, так и внутренней отделки. Желтые пигменты. К ним относятся охра, свинцовые крона, желтый светопропиточный пигмент. Охру получают из глины. Синие пигменты. К синим пигментам относят железную лазурь. Применяют ее для подцветки белых колеров с целью устранения желтого оттенка. Зленые пигменты. В строительной индустрии наиболее распространены зелень свинцовая хромовая, представляющая собой механическую смесь желтого крона с наполнителями и лазурью, оксид хрома. Эти пигменты отличаются высокой укрывистостью, красящей способностью, а также антикоррозийными свойствами. Черные пигменты. К ним относятся сажи, перекись марганца и графит. В строительстве применяют их как в чистом виде, так и в смеси с белыми пигментами для получения серых красок. Отличаются стойкостью к действию высоких температур и кислот. Красные пигменты. В их состав входят естественная и искусственная мумия, а так же сурик свинцовый. Мумия природная применяется как масляная и клеевая краска по металлу, дереву и штукатурке. Искусственную мумию нельзя применять только для окраски металлических поверхностей. Коричневые пигменты. При производстве малярных работ в качестве коричневых пигментов применяют железный сурик и умбру. Умбра- это глина, окрашенная окислами железа и марганца. Она имеет коричневый цвет с зеленоватым оттенком. Жженая умбра имеет красно- коричневый цвет. Применяют в клеевых и масляных красочных составах. Сурик железный представляет собой измельченные железные руды, состоит в основном из оксида железа, имеет коричневый цвет, атмосферостоек и долговечен. Применяется для окраски кровель из листовой стали, для окраски труб и столярных изделий. Связующие вещества и растворители. Для связывания частиц пигмента между собой и с окрашиваемой поверхностью применяются связующие вещества, которые подразделяют на олифы, лаки, водно- клеевые и водо- эмульсионные. Олифы. Их подразделяют на натуральные, полунатуральные и искусственные. Олифы натуральные получают нагревание до 200 С высыхающих растительных масел. В строительстве их используют редко вследствие высокой стоимости. Их применяют только для окраски металлических кровель в зданиях 1 класса, для грунтовки металлических конструкций, для окраски металлических и деревянных переплетов в зданиях 1 и 2 классов. Искусственные олифы применяют для внутренней окраски металлических и деревянных конструкций неответственных объектов. Их запрещается использовать для окраски наружных поверхностей, а так же полов и изделий бытового назначения. Клеи. Для получения водно-клеевых составов в качестве связующего вещества применяют животные, растительные и полимерные клеи. Растворители. Они представляют собой жидкости, применяемые для доведения малярных составов до рабочей консистенции. В зависимости от назначения существуют три вида растворителей для лаков и красок- для масленых, глифталевых, пентафталевых и битумных, нитроцеллюлозных, эпоксидных и перхлорвиниловых. В качестве растворителей применяют скипидар, сольвент каменноугольный, технический, уайтспирит и др. Лаки. Масляные лаки представляют собой растворы природных и искусственных смол в высыхающих растительных маслах, содержащих сиккативы и растворители. В зависимости от вида смолы, используемой для производства лака, различают глифталевые, полихлорвиниловые, нинтроцеллюлозные, полиэфирные, полиуретановые и др. Красочные составы.

Красочные составы- смесь пигментов, наполнителей и связующих, переработанных на краскотерочных машинах. Их делят на масляные, эмалевые и водоразбавленные краски. Масляные краски. Масляные краски приготавливают из смеси олифы, пигментов и наполнителей. Выпускают их в виде густотертых красок, которые при использовании разводят до нормальной малярной консистенции, и в виде готовых к употреблению красок. Применяют для внутренней и наружной окраски деревянных, металлических и других изделий. Эмалевые краски. В отличе от масляных красок их изготавливают на специальных лаках с применением эпоксидных и карбамидных полимеров. Их применяют там же, где и масляные краски. К эмалевым краскам относятся нитроэмали, отличающиеся высоким качеством. Водно-известковые краски. В состав этих красок входит известковое тесто, поваренная соль, пигменты, вода. Помимо краски на основе извести применяют краски на основе жидкого калийного стекла и цемнта. Используют их для окраски кирпичных, оштукатуренных и бетонных наружных поверхностей. Водно-клеевые краски. В этих красках в качестве связующего применяют коллоидный раствор клея, чаще всего малярного или казеинового. Используют их для внутренней отделки оштукатуренных поверхностей жилых и общественных помещений. Их наносят на предварительно сгрунтованные поверхности. Латексные (эмульсионные) краски. Эмульсионные краски- это супсензии пигментов, приготовляемые перетиранием пигментов на водных эмульсиях различных пленкообразователей. Применение эмульсионных красок позволяет заменить часть или весь растворитель в красках водой. В качестве эмульгаторов для приготовления эмульсионных красок используют калиевые, натриевые и аммонивые мыла, а так же гидрофобные эмульгаторы металлических мыл магния, цинка и др. Латексные краски хорошо окрашивают поверхности и защищают материал. Они значительно дешевле масляных.

Контрольные вопросы

1. Физические свойства: истинная плотность, средняя плотность, пористость.

2. Гидрофизические свойства: гигроскопичность, влажность, водопоглащение, водостойкость.

3. Морозостойкость

4. Теплофизические свойства: теплопроводимость, теплоемкость, огнестойкость, огнеупорность.

5. Механические свойства : прочность и ее характеристики.

6. Упругость, пластичность, хрупкость.

7. Сопротивление удару, твердость, истираемость.

8. Специальные свойства: коррозийная стойкость, растворимость, адгезия, токсичность, радиационная стойкость.

9. Общие сведенья о строительных материалах. Классификация строительных материалов.

10. Понятие о стандартизации строительных материалов. Индустриализация строительства.

11. Физические и механические свойства древесины.

12. Пороки древесины.

13. Виды лесоматериалов, изделий из древесины.

14. Горные породы и их классификация.

15. Добыча и обработка природных каменных материалов. Свойства.

16. Металлы. Определение – «Сталь», «Чугун», Технологический процесс получения металлических строительных конструкций

17. Классификация чугунов. Маркировка.

18. Классификация сталей.

19. Маркировка стали. Расшифровать Вст2кп, Вст3кп2, 14Г2АФ, 15ХСНД.

20. Цветные металлы и сплавы, применение.

21. Неорганические вяжущие. Классификация.

22. Воздушная известь. Сырье. Свойства. Применение.

23. Гипсовые вяжущие вещества: свойства, сырье, применение.

24. Магнезиальные вяжущие вещества: свойства, сырье, применение.

25. Растворимое жидкое стекло.

26. Портландцемент: сырье, свойство, применение.

27. Разновидности портландцемента.

28. Определение: «бетон», «бетонная смесь», «строительный раствор», «растворная смесь».

29. Классификация бетонов.

30. Классификация растворов.

31. Требования к крупному заполнителю.

32. Требования к мелкому заполнителю.

33. Требования к воде и цементу для бетонов

34. Свойства бетонной смеси.

35. Свойства растворной смеси: подвижность, водоудерживающая способность, связность.

36. Короззия цементного камня.

37. Цель проектирования состава бетона, виды составов, их выражение.

38. Технологический процесс приготовления бетонной смеси и транспортирование её.

39. Приготовление и доставка сухих бетонных и растворимых смесей.

40. Укладка бетонной смеси. Твердение бетона. Уход за бетоном.

41. Железобетон. Классификация.

42. Способы изготовления ж.б.и.

43. Битумные вяжущие вещества, их свойства.

44. Битумные кровельные материалы.

45. Силикатный кирпич: сырье, технические требования, производство, применение.

46. Керамические материалы, сырье производство.

47. Виды керамических материалов и изделий.

48. Дегтевые вяжущие материалы и виды материалов на их основе.

49. Стекло: его свойство, сырье, производство.

50. Теплоизоляционные материалы, их классификация, свойства.

51. Полимерные строительные материалы, определение, составляющие пластмасс.

52. Свойства пластмасс, применение в строительстве.

53. Конструкционные материалы из пластмасс.

54. Рулонные отделочные материалы.

55. Материалы для покрытия полов и облицовки стен.

56. Акустические материалы.

57. Органические теплоизоляционные материалы.

58. Неорганические теплоизоляционные материалы.

59. Лакокрасочные материалы. Пигменты и материалы-наполнители.

60. Красочные составы.

61. Определение истинной плотности.

62. Определение средней плотности (пористости)

63. Определение насыпной плотности.

64. Определение водопоглащения.

65. Оценка морозостойкости.

66. Определение предела прочности.

67. Определение водостойкости материала.

68. Определение равновесной влажности древесины.

69. Определение марки кирпича (оценка соответствия кирпича ГОСТу).

70. Испытание воздушной извести (скорость гашения).

71. Определения сорта извести.

72. Испытание гипсового вяжущего (нормальная густота)

73. Определения сроков схватывания гипсового вяжущего.

74. Определение прочности гипсового вяжущего.

75. Определения марки (активности) портландцемента. Нормальная густота.

76. Испытание песка для бетона.

77. Испытание крупного заполнителя для бетона.

78. Определение марки строительного битума (испытание на вязкость).

79. Испытание на растяжимость строительного битума.

80. Определение температуры размягчения строительного битума.

81. Определения сроков схватывания цементного теста.

82. Определение зернового состава щебня.

83. Определение дробимости щебня.

Самарский колледж строительства и предпринимательства (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский

Одобрено

Раздел 1. Основные свойства строительных материалов

Полная (при удалении всей связной влаги) усушка составляет в тангенциальном направлении для древесины различных пород 6…10 %, а в радиальном направлении 3…5 %, вдоль волокон…

При расчёте конструкций из древесины, работающих на сжатие, изгиб, растяжение или в условиях сложного напряженного состояния, числовые величины показателей механических свойств древесины берут из нормативно-справочной…

Влияние пороков на степень пригодности древесины для строительных целей зависит от их места расположения, размеров поражения, разновидности порока, характера и назначения древесины, так как один…

Шпалы готовят из круглого леса с обработкой на два или четыре канта

СНиП 2.03.01-84. Валунный камень (валун), булыжный камень и их применение в строительстве

Свыше 15 до 25 3

Свыше 18 до 26 Свыше 16 до 24

Номер партии и количество щебня (гравий); -номер вагона или номер судна и номер накладных; -зерновой состав щебня; -содержание зерна пластинчатой и игловатой формы;

Воздушная известь применяется в штукатурных растворах либо самостоятельно, либо в смеси с цементом

Гашение извести заключается в том, что вода поглощается порами извести и химически взаимодействия с оксидами кальция и магния

Предел прочности образцов гидравлической извести через 28 сут комбинированного хранения (7 сут_- на влажном воздухе, ( 21 сут – в воде) должен быть не менее…

Свойства низкообжиговых гипсовых вяжущих во многом одинаковы

Каустический магнезиат получают при умеренном обжиге магнезиата при температуре 700-800°С

В зависимости от содержания активных

В зоне сушки сырьевая смесь встречается с горячими газами и подсушиваетс при повышении температуры до 150-250°С

Глиноземистый цемент по сравнению с другими вяжущими обладает стойкостью против действия высоких температур (1200

По прочности на сжатие растворы делятся на марки: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300

По в иду з аполнителей б етоны м огут б ыть н а: — п лотных з аполнителях; — п ористых з аполнителях; — с…

Класс б етона п о проч- ности

п роектный в озраст н е у казан, т о т ехнические т ребования к б етону д олжны б ыть обеспечены в в озрасте…

Для б етонных и ж елезобетонных к онструкций т ранспортных с ооружений п рименяются т яжелый и мелкозернистый б етоны п о

Нижний с лой д вухслойного п окрытия и подшовные плиты

В к ачестве м елких з аполнителей д ля б етонов п рименяют п риродный п есок и п есок и з отсевов дробления и…

СЖ), ж есткие ( Ж) и п одвижные (

Тощий бетон.

К малощебеночным дорожным бетонам относят бетоны с увеличенным относительным содержанием песка в смеси заполнителей и соответственно более высоким по сравнению с обычным бетоном коэффициентом раздвижки…

Температура бетонной смеси при бетоннировании конструкций с модулем поверхности более3 не должна привышать 30-35 о

Сталями называют железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода до 2%

Бронзы и латуни имеют достаточно высокие прочность, твердость и коррозионную стойкость

Бортовые камни выпускают в соответствии с

При изготовлении изделий в формах, перемещаемых по отдельным постам, различают конвейерный способ с максимальным расчленением отдельных технологических операций и поточно – агрегатный, при котором выполнение…

Камеры непрерывного действия.

Водопоглощение должно быть в пределах 8-16%

Раздел 10. Строительная керамика и стеклянные материалы (2 часа) 1

В качестве сырья для изготовления кирпича применяют легкоплавкие глины, имеющие в своем составе до 75 % кремнезема, и суглинки с отощающими добавками или без них

Стекло обладает комплексом разнообразных, не присущих другим видам строительных материалов, свойств

Облицовочное стекло применяют для наружной и внутренней отделки помещений общественных и промышленных зданий

С текучими свойствами. По мере испарения летучих углеводородов их вязкость в период эксплуатации возрастает

II - V дорожно-климатических зонах и других целей

Битумные эмульсии применяют в качестве вяжущего или пленкообразующего материала при строительстве и ремонте автомобильных дорог

Транспортируют ПАВ в металлических железнодорожных цистернах и бочках

Растяжимость, см, не менее, при температуре: 25°С 0°С 30 25 30 25 30 20 30 15 25 11 15 8

Изготовляется изол в трёх видах: как рулонный материал, в виде плиток и в виде гидроизоляционной мастики

Развитие современной промышленности строительных материалов на основе пластмасс базируется на применении синтетических смол, т

Теплоизоляционными называют материалы, предназначенные для защиты от потерь теплоты конструкций зданий различного назначения, а также различными тепловыми агригатами

Раздел 14. Лакокрасочные материалы (2 часа)

Умбра- это глина, окрашенная окислами железа и марганца

Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.

18.11.2021

КРАТКИЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ дисциплины «Строительные материалы и изделия» Для специальности 08.02.02 «Строительство и эксплуатация инженерных сооружений»

Одобрено

Раздел 1. Основные свойства строительных материалов

Шпалы готовят из круглого леса с обработкой на два или четыре канта

СНиП 2.03.01-84. Валунный камень (валун), булыжный камень и их применение в строительстве

Свыше 15 до 25 3

Свыше 18 до 26 Свыше 16 до 24

Номер партии и количество щебня (гравий); -номер вагона или номер судна и номер накладных; -зерновой состав щебня; -содержание зерна пластинчатой и игловатой формы;

Воздушная известь применяется в штукатурных растворах либо самостоятельно, либо в смеси с цементом

Гашение извести заключается в том, что вода поглощается порами извести и химически взаимодействия с оксидами кальция и магния

Предел прочности образцов гидравлической извести через 28 сут комбинированного хранения (7 сут_- на влажном воздухе, ( 21 сут – в воде) должен быть не менее…

Свойства низкообжиговых гипсовых вяжущих во многом одинаковы

Каустический магнезиат получают при умеренном обжиге магнезиата при температуре 700-800°С

В зависимости от содержания активных

В зоне сушки сырьевая смесь встречается с горячими газами и подсушиваетс при повышении температуры до 150-250°С

Глиноземистый цемент по сравнению с другими вяжущими обладает стойкостью против действия высоких температур (1200

По прочности на сжатие растворы делятся на марки: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300

По в иду з аполнителей б етоны м огут б ыть н а: — п лотных з аполнителях; — п ористых з аполнителях; — с…

Класс б етона п о проч- ности

п роектный в озраст н е у казан, т о т ехнические т ребования к б етону д олжны б ыть обеспечены в в озрасте…

Для б етонных и ж елезобетонных к онструкций т ранспортных с ооружений п рименяются т яжелый и мелкозернистый б етоны п о

Нижний с лой д вухслойного п окрытия и подшовные плиты

В к ачестве м елких з аполнителей д ля б етонов п рименяют п риродный п есок и п есок и з отсевов дробления и…

СЖ), ж есткие ( Ж) и п одвижные (

Тощий бетон.

Температура бетонной смеси при бетоннировании конструкций с модулем поверхности более3 не должна привышать 30-35 о

Сталями называют железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода до 2%

Бронзы и латуни имеют достаточно высокие прочность, твердость и коррозионную стойкость

Бортовые камни выпускают в соответствии с

Камеры непрерывного действия.

Водопоглощение должно быть в пределах 8-16%

Раздел 10. Строительная керамика и стеклянные материалы (2 часа) 1

В качестве сырья для изготовления кирпича применяют легкоплавкие глины, имеющие в своем составе до 75 % кремнезема, и суглинки с отощающими добавками или без них

Стекло обладает комплексом разнообразных, не присущих другим видам строительных материалов, свойств

Облицовочное стекло применяют для наружной и внутренней отделки помещений общественных и промышленных зданий

С текучими свойствами. По мере испарения летучих углеводородов их вязкость в период эксплуатации возрастает

II - V дорожно-климатических зонах и других целей

Битумные эмульсии применяют в качестве вяжущего или пленкообразующего материала при строительстве и ремонте автомобильных дорог

Транспортируют ПАВ в металлических железнодорожных цистернах и бочках

Растяжимость, см, не менее, при температуре: 25°С 0°С 30 25 30 25 30 20 30 15 25 11 15 8

Изготовляется изол в трёх видах: как рулонный материал, в виде плиток и в виде гидроизоляционной мастики

Развитие современной промышленности строительных материалов на основе пластмасс базируется на применении синтетических смол, т

Раздел 14. Лакокрасочные материалы (2 часа)

Умбра- это глина, окрашенная окислами железа и марганца