Тема: Основные свойства строительных материалов

 

Строительный материал – продукция природного происхождения или изготовленная в условиях промышленного производства, предназначенная для изготовления в процессе строительства, реконструкции, капитального ремонта зданий и сооружений, строительных конструкций этих зданий и сооружений, выполнения защитных и отделочных покрытий зданий и сооружений, а также для изготовления в условиях промышленного производства строительных изделий и строительных конструкций.

Строительное изделие – это изготовленная из строительных материалов в условиях промышленного производства продукция, предназначенная для применения в качестве элемента строительных конструкций, зданий и сооружений.

Строительная конструкция – это изготовленная из строительных материалов или изделий в условиях промышленного производства часть зданий или сооружений, выполняющая определенные несущие, ограждающие или эстетические функции.

Номенклатура – перечень названий основных видов готовой продукции.

Сырье, сырьевые материалы – исходные вещества или их смеси (сырьевая смесь) из двух или большего числа компонентов, которые перерабатываются для получения строительных материалов и изделий.

Строительные материалы могут быть:

Конструкционные

– природные каменные материалы;

– искусственные каменные материалы (бетон, раствор, керамика, стекло);

– металлы (сталь, чугун, алюминий, сплавы);

– пластмассы;

– древесные материалы;

– композиционные материалы (асбестоце-мент, бетонополимеры, стеклопластики).

Специального назначения

– вяжущие вещества;

– теплоизоляционные;

– акустические;

– гидроизоляционные;

– отделочные;

– материалы для пола и дорожные;

– огнеупорные;

– для защиты от радиации

Свойства строительных материалов зависят от их состава и структуры

Составы:

– химический (химические элементы);

– минералогический (минералы);

– фазовый (агрегатный);

– вещественный (компоненты – вещества)

Макроструктура (видимая невооруженным глазом):

– плотная;

– конгломератная;

– ячеистая;

– мелкопористая;

– волокнистая;

– слоистая;

– рыхло-зернистая.

Микроструктура (видимая под оптическим микроско-пом)

– кристаллическая;

– аморфная.

Внутреннее строение (определяется рентгено- структурным анализом, электронной микроскопией):

– атомы;

– молекулы

Физические свойства

Физические свойства материала характеризуются особенностью его физического состояния или отношением к различным физическим процессам. К основным физическим свойствам относятся: плотность, пористость, водопоглощение, влажность, гигроскопичность, влагоотдача, водопроницаемость, теплопроводность, теплоемкость, огнестойкость, огнеупорность, паро- и газопроницаемость, звукопроницаемости.

 

Насыпная плотность – отношение массы зернистых материалов или материалов в виде порошка ко всему занимаемому ими объему, включая и пространство между ними.

Пористость материала – степень заполнения объема материала порами. По значению пористость дополняет среднюю плотность до единицы или до 100 %:

Водопоглощение – это способность материала впитывать и удерживать в себе воду. Определяют водопоглощение путем насыщения водой образца, предварительно высушенного до постоянной массы. Количество поглощенной образцом воды, отнесенное к его массе в сухом состоянии, называют водопоглощением по массе, а отнесенное к его объему — водопоглощением по объему.

Гигроскопичность – способность строительных материалов поглощать водяные пары из окружающего воздуха. Степень водопоглощения зависит от температуры и влажности воздуха, вида, количества и размера пор, а также от природы вещества.

Поглощение водяных паров из воздуха вызывается также адсорбцией, обусловленной большой внутренней поверхностью пористого материала. При уменьшении влажности и повышении температуры воздуха этот процесс носит, обратимый характер. Повышенная гигроскопичность некоторых пористых материалов ухудшает их физико-механические свойства. Поэтому материалы с повышенной гигроскопичностью не рекомендуется применять в ограждающих конструкциях зданий и сооружений.

Водопроницаемость – способность материалов пропускать воду под давлением. Водопроницаемость характеризуется количеством воды, проходящей в течение 1 ч под постоянным давлением через 1 см испытуемого материала. Особо плотные материалы (стекло, сталь, полиэтилен и др.), а также достаточно плотные (например, специальный бетон) практически водонепроницаемы, большинство же композиционных материалов водопроницаемы.

Морозостойкость — способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное и попеременное замораживание и оттаивание без выраженных признаков разрушения и потери прочности. При этом последовательному замораживанию, оттаиванию и просмотру подвергают образцы столько раз, сколько указано в технических требованиях, предъявляемых к данному материалу. Морозостойкими считают такие образцы материала, которые после установленных для них циклов замораживания и оттаивания не имеют выкрошиваний, трещин, расслаивания и не теряют по массе более 5 %.

 

Теплотехнические свойства

Строительные материалы, используемые для ограждающих конструкций, должны быть не только прочными и долговечными, но и обладать надлежащими теплотехническими свойствами, например теплопроводностью, теплоемкостью, огнестойкостью, огнеупорностью, термической стойкостью.

 

Теплопроводность – способность материала передавать теплоту через свою толщу при наличии разности температур по обе стороны материала. Теплопроводность зависит от вида материала, пористости, характера пор, его влажности и плотности, а также от средней температуры, при которой происходит передача теплоты.

Огнестойкость – способность материалов выдерживать без разрушений одновременное действие высоких температур и воды. Пределом огнестойкости конструкции называется время (в часах) от начала огневого испытания до появления одного из следующих признаков: сквозных трещин, обрушения, повышения температуры на необогреваемой поверхности более чем на 140 °С в среднем или на 180 °С в любой точке по сравнению с температурой до испытания.

Огнеупорность – способность материала противостоять длительному воздействию высоких температур, не деформируясь и не расплавляясь. По степени огнеупорности материалы подразделяются на огнеупорные (например, шамотные изделия) — выдерживающие действие температур от 1580 °С и выше, тугоплавкие (например, гжельский кирпич), выдерживающие температуру 1360...1580 °С, легкоплавкие (обыкновенный керамический кирпич), выдерживающие температуру ниже 1350 °С.

Термическая стойкость материала характеризуется максимальной величиной длительно действующей температуры, при которой конструкционные свойства материала сохраняются.

Механические свойства.

Деформация – изменение формы и размеров тела под действием внешних сил

Упругость – свойство материала восстанавливать после снятия нагрузки первоначальные форму и размеры. Такие деформации называют обратимыми.

Пластичность – свойство материала при нагружении в зна-чительных пределах изменять форму без образования трещин и сохранять эту форму после снятия нагрузки. Такие деформации называют необратимыми.

Хрупкость – свойство материала мгновенно разрушаться под действием внешних сил без предварительной деформации.

Прочностью материала называют его свойство сопротивляться разрушению в результате воздействия внешних сил, вызывающих в материале предельное (критическое) напряженно-деформированное состояние. Строительные материалы, подвергаясь нагрузкам в конструкциях, испытывают различные напряжения – сжатие, растяжение, изгиб, кручение, срез и др. Иногда они испытывают и сложное напряженное состояние (плоское или объемное).

Твердость – способность материалов сопротивляться проникновению в него другого более твердого материала. Это свойство, например, у природных каменных материалов определяют по методу нанесения черты одним материалом на другом.

Истираемость – свойство материала уменьшаться в объеме и массе под действием истирающих усилий

 

Радиационная стойкость оценивается половиной слоя половинного ослабления излучения

 

Кислото и щелочестойкость (химическая стойкость) - свойства материалов, характеризующие способность противостоять разрушающему действию кислот и щелочей. Определяются по потере массы и прочности материала ( %) при обработке растворами кислот или щелочей.

 

На производство и применение строительных материалов влияют технологические свойства, которые характеризуют способность материалов подвергаться обработке и переработке (шлифоваться и полироваться, изменять форму, плавиться, уплотняться и т.д.).

Эксплуатационные свойства – прежде всего, долговечность – свойство сохранять работоспособность изделия и конструкции до предельного состояния с необходимыми перерывами на ремонт. Долговечность измеряют предельным сроком службы без потерь эксплуатационных качеств в конкретных климатических условиях и режимах эксплуатации.

Санитарно-гигиенические требования к материалам

При производстве и эксплуатации строительных материалов могут выделяться вредные вещества. Их допустимое количество оценивается по предельно допустимой концентрации (ПДК) в воздухе рабочей зоны, в жилом помещении – в мг/м3. Например, ПДК в рабочей зоне: фенола – 0, 3, формальдегида – 0, 5, углекислого газа – 300 мг/м3.

Лабораторная работа №2

Тема: Содержание подготовительных строительных работ

Перед началом строительства необходимо выполнить комплекс работ по подготовке строительной площадки. Состав работ может быть различен и зависит от местных условий, расположения на рельефе и в городской застройке, времени года и вида строительства (новое, расширение, реконструкция).

Подготовительные работы разделяются на внеплощадочные и внутриплощадочные. Внеплощадочные: строительство подъездных дорог; инженерные сети и сооружения; вскрышные работы на карьерах, отвалах, резервах; создание строительной инфраструктуры (производственных предприятий, баз механизации, складов и т.д.). Внутриплощадочные: устройство геодезической разбивочной основы; расчистка территории; предварительная вертикальная планировка; водопонижение и водоотвод; перенос транзитных коммуникаций и устройство основных внутриплощадочных инженерных сетей; монтаж инвентарных зданий и технологических сооружений; мероприятия по охране окружающей среды; ограждение и освещение строительной площадки. Проектные решения по подготовительным работам разрабатываются в ПОС и ППР. Внутриплощадочные работы выполняются генподрядной строительной организацией после получения разрешения на строительство.

Геодезическая разбивочная основа создаётся на площадке в виде развитой сети закреплённых знаками пунктов, определяющих положение объекта на местности. Она должна обеспечивать исходными данными последующие построения и измерения на всех этапах строительства. В состав основы входит: создание опорной геодезической сети, разбивка зданий и сооружений на местности, закрепление осей.

 

Опорная геодезическая основа создаётся в виде:

 

а) строительной сетки (с размерами сторон 50…400м, в зависимости от плотности застройки), продольных и поперечных осей, определяющих положение на местности зданий и сооружений и их габариты. Создаётся для строительства крупных промышленных предприятий, жилых микрорайонов, групп зданий и сооружений.

б) красных линий, продольных и поперечных осей, определяющих положение на местности зданий и сооружений. Создаётся для отдельных строительных объектов.

в) сетей триангуляции или трилатерации (измерение сторон треугольников с помощью дальномеров), с привязанными к ним основными осями сооружений. Применяется при строительстве крупных линейных сооружений (мостов, плотин и др.).

 

г) полигонометрических или теодолитных ходов вдоль трассы и осей сооружений. Создаётся при строительстве дорог, трубопроводов и других подобных сооружений.

Геодезическую разбивочную основу создают в виде замкнутых полигонов или отдельных нивелирных ходов так, чтобы отметки были получены не менее чем от двух реперов геодезической сети. Пункты основы совмещают с пунктами, определяющими положение объекта в плане. Точность построения геодезической разбивочной основы принимают, руководствуясь величинами допустимых средних квадратических погрешностей угловых, линейных и высотных измерений, например:

- угловые измерения 5…3011;

- линейные измерения 1/2000…1/50 000;

- высотное обоснование (отметки) 2…5мм.

 

Основа выполняется плановая и высотная в абсолютных единицах измерений. При необходимости вводится условная система координат и высот. Знаки геодезической разбивочной основы наносятся на стройгенплан.

Для подрядчика геодезическая основа сдаётся заказчиком не менее чем за 10 дней до начала строительства. Подрядчику передаются:

- пункты строительной сетки, красных линий, триангуляции, теодолитных и нивелирных ходов в виде каталогов или ведомостей;

-оси, определяющие положение и габариты зданий в плане, закреплённые створными знаками (не менее 4-хна ось), для линейных осей не реже, чем через 500м;

-реперы – не менее 2-ху каждого здания или сооружения, или через 500м вдоль осей линейных сооружений.

Положение знаков должно проверятся не реже двух раз в год.

В состав работ по расчистке территории строительной площадки включаются:

-расчистка площадки от ненужных деревьев, кустарника, раскорчёвка пней;

-снятие плодородного слоя почвы;

-снос или разборка ненужных строений;

-отсоединение и перенос инженерных сетей, попадающих в пятно застройки;

-предварительная вертикальная планировка площадки.

Расчистка территории от ненужных деревьев производится в соответствии с проектом, на основании лесорубочного билета, выдаваемого органами природопользования и охраны окружающей среды. Валка деревьев осуществляется вручную электрическими или механическими пилами или механизированным способом при помощи тракторов с трелевочно-корчевальными лебёдками, бульдозеров с высоко поднятыми отвалами. При необходимости, кусторезом предварительно срезается кустарник и подлесок. Кусторез имеет раму с отвалами и ножи, которые срезают стволы диаметром не более 20см на уровне земли. Оставшиеся после валки деревьев пни выкорчёвываются корчевателями, бульдозерами или тракторами с лебёдками. Если корневая система очень развита, то корни разрушаются взрывами небольшой мощности.

Законодательство требует бережного отношения к природе, поэтому ценные деревья и кустарники, мешающие производству работ, выкапывают и переносят в новое место (по проекту).

Со строительной площадки должны быть убраны валуны. Мелкие валуны, если помещаются в ковш, загружаются в транспортные средства экскаватором, более крупные перемещаются бульдозерами за пределы зоны работ. Валуны могут быть раздроблены на месте взрывным способом с помощью накладных или шпуровых зарядов.

Плодородный слой почвы (толщина 20…50см) подлежит снятию и последующему использованию при рекультивации земель строительной площадки. Грунт срезается бульдозерами или автогрейдерами и перемещается в специально выделенное под складирование место. В случае наличия загрязнения и невозможности проведения биологической и химической очистки (городская застройка или реконструкция промышленных предприятий) грунт утилизируется. При работе с плодородным слоем следует предохранять его от смешивания с нижележащим слоем, загрязнения, размыва и выветривания. Зимой снимать плодородный слой не рекомендуется.

Снос зданий и сооружений, попадающих в зону застройки, выполняется путём обрушения или членением на части с последующей разборкой. Каркасные деревянные и металлические строения разбирают, отбраковывая элементы для вторичного использования. Сборные железобетонные объекты разбирают по схеме сноса, обратной схеме монтажа. При разборке каждый элемент должен освобождаться от связей, предварительно раскрепляться и занимать устойчивое положение. Сборные элементы, не поддающиеся демонтажу, расчленяются, как монолитные.

Монолитные железобетонные и металлические строения разбирают по специально разработанной схеме сноса, обеспечивающей устойчивость строения. Членение на блоки разборки начинают со вскрытия арматуры, блок закрепляют, после чего режут арматуру и обламывают блок. Металлические элементы срезают после раскрепления. Наибольшая масса блока разборки или металлического элемента не должна превышать половины грузоподъёмности крана при наибольшем вылете стрелы.

Снос зданий и сооружений, в том числе каменных, осуществляют обрушением экскаваторами с различным навесным оборудованием – шар-молотами, клин-бабами, отбойными молотками, обратной лопатой, гидравлическими ножницами. Вертикальные части строений для предотвращения разброса обломков по площади обрушают внутрь пятна застройки. Обломки сдвигают в сторону бульдозерами или загружают в транспортные средства.

 

Отсоединение и перенос с площадки существующих инженерных сетей является важным элементом подготовки строительной площадки. На подготавливаемой строительной площадке могут быть расположены не только локальные, но и магистральные сети электроснабжения, водопровода, канализации, газопровода, теплосети, связи. В этих случаях до начала строительства все сети должны быть вынесены с пятна застройки и проложены за пределами площадки, чтобы обеспечить их бесперебойное функционирование.

После выполнения ранее рассмотренных работ осуществляется предварительная вертикальная планировка. Особенно важно выполнить эту работу при строительстве на пересечённой местности, при неблагоприятных грунтовых условиях и развитой сети транспортных коммуникаций.

 

Водоотвод и водопонижение.

 

Водоотвод – удаление поверхностных вод с территории строительной площадки. Поверхностные воды образуются из атмосферных осадков (дождевые и талые воды). Территория строительной площадки должна быть защищена и от поверхностных вод, поступающих с более высоких участков рельефа и от вод скапливающихся непосредственно на самой площадке. Для удаления воды её перехватывают и уводят за пределы строительной площадки.

Для перехвата вод устраивают нагорные и водоотводные канавы или обваловывание вдоль границ строительной площадки в повышенной её части.

Поверхностные воды, скапливающиеся на площадке, удаляются приданием соответствующих уклонов при предварительной вертикальной планировке или устройством накопительных бассейнов (зумпфов) с последующей откачкой насосами.

Поверхностные воды удаляются в систему ливневой канализации или в пониженные участки рельефа местности.

Водопонижение – снижение уровня горизонта грунтовых вод. Осуществляется при помощи отсечных дренажей или водопонизительных скважин, с установкой в них насосов и отводом воды.

Строительное водопонижение выполняется только при наличии проектного обоснования и технологического решения. Для водопонижения строительной площадки используются следующие технологии: устройство водопонизительных скважин (открытых и вакуумных), оборудованных насосами; бурение самоизливающихся и водопоглощающих скважин; устройство сквозных фильтров; устройство иглофильтровальных систем.

Подготовка и обустройство строительной площадки включают:

-сооружение временных дорог и подъездов с максимальным использованием существующей дорожной сети;

-прокладку временных коммуникаций (водоснабжение, электроснабжение, теплоснабжение, связь);

 

-устройство площадок для стоянки и ремонта строительных машин;

-ограждение и освещение строительной площадки;

-установку временных бытовых производственных помещений;

-производственное благоустройство строительной площадки (выполнение решений по охране труда, производственной санитарии и технике безопасности, заложенных ППР).

 

Лабораторная работа №3

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться: