 |
Основные свойства строительных материалов
|
|
|
|
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»
В. Н. ЧУБУКОВ
ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Учебник
Гомель 2005
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»
В. Н. ЧУБУКОВ
ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ
МАТЕРИАЛЫ
Учебник
Гомель 2005
УДК 625.7/.8(075.8)
ББК 26.342
Ч-81
Рецензенты: кафедра «Технология бетона и строительные материалы»
УО «Брестский государственный технический универси-
тет» (зав. кафедрой докт. технич. наук, профессор
В.В. Тур);
канд. техн. наук, доцент кафедры ТБ и СМ (УО «БГТУ»)
Т.П. Шалобыта;
кафедра «Обустройство сельских населенных мест»
УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная
академия» (зав. кафедрой докт. техн. наук, профессор
В.И. Кумачев);
канд. техн. наук, доцент кафедры «Обустройство сельских
населенных мест» УО«БГСХА» В.Н. Основин;
доцент кафедры «Обустройство сельских населенных
мест» УО«БГСХА» Л.В. Шуляков
Чубуков, В. Н.
Ч-81 Дорожно-строительные материалы: учебник/В. Н. Чубуков – Гомель:
УО «БелГУТ», 2005. – 400 с.
ISBN 985-468-023-1
Изложены основные свойства, технология изготовления и применения следующих дорожно-строительных материалов: природных, минеральных вяжущих, бетонов, сборного железобетона, строительных растворов, силикатных автоклавного твердения, гипсовых и гипсобетонных, на магнезиальных вяжущих, асбестоцементных, керамических, из силикатных расплавов, лесных, битумных и дегтевых, теплоизоляционных и акустических, полимерных, лакокрасочных и обоев, металлических.
|
|
|
Предназначен для студентов вузов по специальности «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство»; может быть использован студентами других строительных специальностей, а также работниками строительной индустрии.
УДК 625.7/.8 (075.8)
ББК 26.342
© Чубуков В. Н., 2005
ISBN 985-468-023-1 © УО «БелГУТ» 2005
Предисловие
Настоящая книга является частью учебно-методического комплекса, включающего данный учебник и практикум «Дорожно-строительные материалы» для проведения практических и лабораторных занятий.
Учебник написан в соответствии со стандартом специальности 1-37 02 05 «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство» и программой дисциплины «Дорожно-строительные материалы».
Дисциплина «Дорожно-строительные материалы» является специальной. Знания, полученные при ее изучении, необходимы при проектировании, строительстве и эксплуатации железнодорожных путей и инженерных сооружений на железной дороге. Они востребованы при изучении дисциплин: «Основы строительного производства», «Транспортные сооружения на дороге», «Изыскания и проектирование железных дорог», «Содержание и ремонт транспортных сооружений».
Автор приносит благодарность рецензентам учебника: кафедре «Технология бетона и строительные материалы» УО «Брестский государственный технический университет», доктору техн. наук, профессору В.В. Тур, доценту Т.П. Шалобыта; кафедре «Обустройство сельских населенных мест» УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия» доктору техн. наук, профессору В.И. Кумачеву, канд. техн. наук, доценту В.И. Основину, доценту Л.В. Шулякову, замечания которых учтены при подготовке рукописи к печати.
В В Е Д Е Н И Е
Задачей курса является изучение технических свойств материалов и изделий и грамотное применение их в строительстве железных дорог и транспортных объектов, промышленных, жилых и гражданских зданий и сооружений и только для части наиболее распространенных из них рассматривается технология изготовления.
|
|
|
В основу классификации строительных материалов положены технологические принципы, по которым они подразделяются на следующие группы: природные каменные, минеральные вяжущие вещества, бетоны, сборный железобетон, строительные растворы, силикатные автоклавного твердения, гипсовые и гипсобетонные, магнезиальные, асбестоцементные, керамические, из силикатных расплавов, лесные, битумные и дегтевые вяжущие и материалы на их основе, теплоизоляционные и акустические, полимеры и материалы из пластмасс, лакокрасочные и обои, металлические.
Природные каменные материалы получают из горных пород. Это песок, щебень, гравий, камни и блоки, плиты для устройства стен и их облицовки и др.
Минеральные вяжущие вещества получают обжигом минеральных материалов с последующим их измельчением. Это воздушные вяжущие- (гипсовые и ангидритовые, воздушная известь, магнезиальные, растворимые силикаты натрия и калия); гидравлические вяжущие – гидравлическая известь, романцемент, известесодержащие и шлакощелочные, цементы на основе портландцементного, глиноземистого, сульфоалюминатного и сульфоферритного клинкеров; гипсоцементно–пуццолановые и гипсошлакоцементные.
Бетоны изготавливают из минеральных вяжущих веществ (в основном портландцемента), воды и заполнителей. Они подразделяются по средней плотности, назначению, виду вяжущего, заполнителей. Применяют их в основном для конструкций, воспринимающих сжимающие усилия, для изготовления железобетона.
Сборный железобетон – изделия заводского изготовления из бетона и стальной арматуры, где растягивающие усилия воспринимает арматура. В строительстве его применяют для изготовления шпал, конструкций для мостов, фундаментов, стен, перекрытий и др.
Строительные растворы приготавливаются из минеральных вяжущих веществ, песка и воды. Они представляют собой мелкозернистые бетоны. По назначению подразделяются на кладочные, штукатурные облицовочные, для стяжек и специальные.
Силикатные материалы автоклавного твердения получают из сырьевой смеси, в состав которой входит известь, кварцевый песок и вода, затвердевших в среде насыщенного пара при высокой температуре и давлении. К ним относят силикатные бетоны и изделия из них, кирпич и камни силикатные.
|
|
|
Гипсовые и гипсобетонные изделия изготавливают на основе гипсовых и гипсоцементно-пуццолановых вяжущих. Это плиты и панели для перегородок, гипсокартонные и гипсоволокнистые листы и прочие.
Материалы и изделия на основе магнезиальных вяжущих получают из каустических магнезита или доломита и органических заполнителей. К ним относят фибролит и ксилолит. Фибролит служит утеплителем, ксилолит – для устройства полов.
Асбестоцементные изделия изготавливают из портландцемента, асбеста и воды. В строительстве применяются плоские и волнистые листы, трубы и др.
Керамические материалы и изделия изготавливают в основном из обожженной глины. Это кирпич, плитки, трубы и др.
К материалам из силикатных расплавов относят стеклянные, каменное литье, литье из шлаковых расплавов, ситаллы и шлакоситаллы.
Стеклянные материалы получают из кварцевого песка, соды, известняка. К ним относят оконное стекло, стеклопрофилит, пустотелые блоки, трубы и др.
Каменное литье изготавливают в основном из диабаза и базальта. В строительстве используют как футеровочный материал, для изготовления труб.
Из шлаковых расплавов изготавливают камни, плиты для дорог и тротуаров, трубы.
Ситаллы и шлакоситаллы получают введением в стекломассу специальных кристаллизаторов. В строительстве применяют плиты и блоки для полов и мощения улиц, трубы для транспортирования агрессивных жидкостей и др.
Лесные материалы получают после обработки древесины. В строительстве применяют бревна, шпалы, доски, паркет, фанеру, оконные и дверные блоки и др.
Теплоизоляционные материалы и изделия применяют для тепловой защиты помещений, котлов, трубопроводов, холодильных установок. Они подразделяются на минеральные и органические. Это минеральная вата, ячеистый бетон, фибролит, древесноволокнистые плиты, пенополистирол и т. д.
|
|
|
Акустические материалы и изделия предназначены для защиты от шумов. В качестве акустических материалов используются теплоизоляционные и специально изготавливаемые плиты «Акмигран», «Акминит», «Силакпор» и др.
Битумы и дегти получают в основном из нефти и твердых видов топлива. На их основе изготавливают асфальто- и дегтебетоны, кровельные и гидроизоляционные материалы.
Полимеры являются высокомолекулярными соединениями. Они применяются в качестве связующего для изготовления пластмасс. В строительстве применяются линолеум, санитарные изделия, трубы, теплоизоляционные материалы и др.
Лакокрасочные материалы и обои применяются для отделочных работ. Это грунтовки, шпаклевки, краски, эмали, лаки, обои.
Металлические материалы и изделия изготавливают из стали, чугуна и сплавов черных и цветных металлов. В строительстве применяют рельсы, тюбинги, фермы, трубы, арматуру для железобетона и др.
Перечисленные материалы и изделия находят применение в дорожном строительстве, возведении транспортных объектов, различных зданий и сооружений. В качестве примера рассмотрим железнодорожный путь, автомобильную дорогу, мост, тоннель, жилой дом и перечислим основные материалы, применяемые для различных конструктивных элементов.
Железнодорожный путь состоит из верхнего строения, земляного полотна и искусственных сооружений. Верхнее строение состоит из рельсов, шпал, рельсовых скреплений и балластного слоя. Оно размещается на земляном полотне. Земляное полотно сооружается из грунтов и является фундаментом верхнего строения, то есть грунты являются строительным материалом.
Рельсы изготавливают из стали определенного химического состава, могут подвергаться термическому упрочнению закалкой.
Шпалы изготавливаются из дерева и железобетона. На дорогах с высокой грузонапряженностью для тяжелого типа верхнего строения пути, укладываются деревянные шпалы из сосны, ели, пихты, лиственницы, кедра, бука, березы. Для борьбы с гниением шпалы пропитывают маслянистыми антисептиками. Железобетонные шпалы изготавливаются из портландцемента, щебня, песка, арматурной стали. Современные шпалы изготавливают из предварительно напряженного железобетона.
Рельсовые скрепления подразделяются на промежуточные и стыковые. Их выполняют из стали.
На границах рельсовых цепей устраивают изолирующие стыки с изоляцией стеклотканью, пропитанной эпоксидной смолой.
Для устройства балластного слоя применяется щебень, гравий, гравийно-песчаная смесь.
Дорожная одежда автомобильных дорог состоит из покрытия и основания.
|
|
|
Покрытие устраивают из цементного бетона, асфальтобетона, щебня, гравия, булыжного камня; щебеночно-песчаных, гравийно-песчаных, щебеночно-гравийно-песчаных смесей, укрепленных органическими или минеральными вяжущими.
Основание устраивают из щебня, гравия; щебня или гравия, укрепленных органическими и минеральными вяжущими, цементобетона и других материалов.
В железнодорожных и автодорожных мостах пролетные строения выполняются чаще всего из железобетона и стали. Наибольшее распространение получили железобетонные мосты. В настоящее время широко используются сборные конструкции из предварительно напряженного железобетона, применение которого увеличивает надежность и долговечность мостов.
Металлические мосты строятся преимущественно под железную дорогу с большими и средними пролетами. На автомобильных дорогах и в городах металлические мосты получили распространение из-за легкости конструктивных форм и архитектурным достоинствам. Для их строительства применяют углеродистую и низколегированную стали, реже алюминиевые сплавы.
Промежуточные (быки) и концевые (устои) опоры мостов устраивают из сборного и монолитного бетона и железобетона.
На реках с тяжелым ледоходом опоры могут облицовываться природным или литым камнем.
Для гидроизоляции балластного корыта и бортиков применяется битумная мастика, стеклоткань, гидроизол, стеклоизол, битумный лак и др.
Деревянные мосты строят из древесины сосны и лиственницы. Элементы моста изготавливают из бревен и пиломатериалов. Для защиты от гниения древесину обрабатывают антисептиками.
В транспортных железнодорожных и автомобильных тоннелях для внутренних обделок применяют монолитный бетон, сборный железобетон, реже устраивают чугунные обделки.
Сталь в обделках применяется в сочетании с монолитным бетоном, защищающим ее от коррозии.
Водонепроницаемость достигается нагнетанием за обделку цементного раствора (цемент + песок), цементного теста, разогретого битума, битумных эмульсий, торкретированием внутренней поверхности обделки двумя-тремя слоями цементного раствора, армированием торкрет-бетона стальной сеткой, применением безусадочных и расширяющихся цементов.
При строительстве в обводненных породах устраивают наклеечную гидроизоляцию из гидроизола, стеклорубероида, применяют стальные листы.
Жилой дом состоит из фундамента, стен, перегородок, перекрытий, крыши, лестниц, окон, дверей, полов и других конструкций.
Фундамент дома выполняется из бетона, железобетона, бутобетона, бутового камня.
Стены возводятся из керамического и силикатного кирпичей, ячеистого бетона, керамзитобетона, тяжелого бетона и железобетона, теплоизоляционных материалов.
Перекрытия устраиваются из железобетона.
Перегородки выполняются из гипсокартонных листов, гипсобетона, фибролита, ячеистого бетона, кирпича, стеклоблоков, стеклопрофилита.
В чердачных крышах стропила изготавливаются из досок, брусьев и бревен, обрешетка – из брусков, досок, кровля устраивается из асбестоцементных волнистых листов, черепицы, стали, в совмещенных покрытиях чаще всего из мягких кровельных материалов.
Лестницы устраиваются в основном железобетонные.
Оконные блоки изготавливаются из дерева, пластмассы. Остекление выполняется оконным стеклом.
Дверные блоки изготавливаются из дерева, древесноволокнистой плиты, пластмассы.
Полы бывают линолеумные, дощатые, паркетные, из керамической плитки.
Отмостка выполняется из асфальтобетона. И это далеко не полный перечень применяемых материалов и изделий.
При строительстве особое внимание следует обращать на качество применяемых материалов и в первую очередь – для несущих конструкций. Имеется много случаев разрушения зданий и сооружений и их конструктивных элементов. Наглядным примером низкого качества проектирования, строительства, в том числе и качества применяемых материалов, служат разрушения после землетрясения в Армении.
В этой связи освоение методик по контролю за качеством материалов в подготовке инженера путей сообщения-строителя имеет определяющее значение. Этому обучают на лабораторных занятиях.
Республика Беларусь в настоящее время полностью обеспечивает строительные организации качественными строительными материалами собственного производства.
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В строительстве применяются разнообразные природные и искусственные материалы. В процессе эксплуатации они подвергаются воздействию внешней среды – физических, механических, химических факторов, которые могут изменять их технические свойства. Запроектировать и построить долговечное сооружение и здание возможно лишь при условии знания свойств применяемых материалов и грамотного их использования.
Проектные и строительные организации Беларуси в своей работе руководствуются нормативными документами СССР, стран СНГ и Беларуси: межгосударственными нормативными документами: строительными нормами и правилами (СНиП), строительными нормами (СН), межгосударственными стандартами (ГОСТ), отраслевыми стандартами; нормативными документами Республики Беларусь: строительными нормами Республики Беларусь (СНБ), государственными стандартами Республики Беларусь (СТБ), руководящими документами Минстройархитектуры и Республики Беларусь (РДС, РД РБ); отраслевыми документами: техническими условиями (ТУ), ведомственными строительными нормами (ВСН); руководящими документами (РД), технологическими нормами (ТН); рекомендациями, положениями и другими документами.
Важнейшими свойствами, характерными для всех материалов, являются физические, химические, механические, технологические, эксплуатационные, экологические.
В настоящем разделе приведены свойства, характерные для большинства материалов. Отдельные свойства, характерные для определенных групп материалов, приведены в соответствующих разделах.
|
|
|
A) Основные микроэкономические показатели.
A- механические свойства материала из которого будет изготовлен протез
II. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ, ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА. ЖИДКОСТИ И ИХ ВИДЫ.
II. Основные теоретические положения
II. Основные теоретические положения
III. Основные требования к оформлению и выпуску типового санитарного бюллетеня
III. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ,
N Основные разделы современной экологии: общая (теоретическая) экология, биоэкология, геоэкология, экология человека и социальная экология, прикладная экология.
S: Основные внепеченочные проявления хронического гепатита
S: Чтобы стать товаром-деньгами, товар должен обладать свойствами
