Виктор Алексеев - Материаловедение: конспект лекций

В качестве крупного плотного заполнителя при изготовлении тяжелого бетона сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций, деталей зданий и сооружений применяется шлаковый щебень. По прочности щебень из плотных металлургических шлаков подразделяется на следующие марки: ДР 15, ДР 25, ДР 35, ДР 45.

При изготовлении легких бетонов (теплоизоляционного и конструкционного) применяются гравий и песок керамзитовые в качестве заполнителей. Эти материалы являются пористыми искусственными заполнителями.

Песок керамзитовый получают путем дробления керамзитового гравия. В зависимости от плотности гравий каждой фракции подразделяется на марки: 250, 300, 350, 400, 450, 500 и 600. Песок керамзитовый в зависимости от плотности и фракции имеет марки от 500 до 900.

При изготовлении конструкционных и конструкционно—теплоизоляционных легких бетонов в качестве заполнителей применяются щебень (гравий) и песок термолитовые.

Для изготовления конструкционных легких бетонов в качестве заполнителей широко применяются щебень и песок аглопоритовые, которые получают дроблением спеков, образующихся в результате агломерации гранулированной шихты, составленной из природного минерального сырья и промышленных отходов.

При изготовлении теплоизоляционных и конструкционных легких бетонов, кроме вышеперечисленных пористых искусственных заполнителей, используются шунгизитовые гравий и песок. Такой гравий получают при обжиге шунгит—содержащих пород, а песок – путем дробления этого гравия. Шунгизитовый гравий каждой фракции в зависимости от насыпной плотности подразделяют на марки 200, 250, 550, а песок из вышеуказанного гравия – на марки 500–900.

В строительстве с давних пор широко применяются песок и щебень, перлитовые вспученные, получаемые путем измельчения и термической обработки вулканических водосодержа—щих пород. Эти материалы применяются при изготовлении легких бетонов, а песок перлитовый еще используется для теплоизоляционных засыпок, штукатурных растворов, тепло—и звукоизоляционных материалов, изделий. Марки вспученного перлитового песка по насыпной плотности – от 75 до 500, а щебня – от 200 до 500.

Более пятидесяти лет в строительстве используется в качестве теплоизоляционной засыпки при температуре изолируемых поверхностей от —260 °C до +100 °C такой замечательный материал, как вермикулит вспученный. Исходным сырьем для получения вспученного вермикулита путем обжига, являются природные гидратированные слюды. Марки вермикулита по насыпной плотности – 100, 150, 200.

На протяжении многих лет (в XX–XXI вв.) в строительстве повсеместно применяются различные изделия на основе минеральных вяжущих материалов. Самыми распространенными при производстве строительных работ являются гипсовые и гипсобетонные изделия.

Плиты гипсовые часто применяются для устройства перегородок в зданиях с сухим и нормальным режимом помещений. Широко применялись в XX в. и применяются сейчас листы гипсокартонные для отделки и устройства стен и перегородок в зданиях и помещениях с сухим и нормальным влажностным режимом, а также для изготовления декоративных и звукопоглощающих изделий. Для устройства несущих перегородок в зданиях различного назначения используются панели гипсобетонные, изготавливаемые из бетона на гипсовом или гипсосодержащем вяжущем.

Повсеместно в строительстве применяются различные ас—бестоцементные изделия: плоские и профилированные листы, плиты и панели – для стен и покрытий, трубы и фасонные детали.

Изделия из асбоцемента обладают многими ценными свойствами: морозостойкостью, водонепроницаемостью, высокой теплопроводностью, легко полируются и поддаются механической обработке, не поддаются гниению, огнестойки С давних пор в строительстве применялась и применяется черепица (для обустройства кровель) цементно—песчаная, изготавливаемая из смеси портландцемента, песка и глины. Такая черепица имеет следующие размеры: длина 390 мм, ширина 240 мм и толщина 8—10 мм, глубина пазов около 5 мм, а высота шипов для подвески – не менее 10 мм. Для прикрепления к обрешетке крыши в черепице при изготовлении делается одно сквозное отверстие в перекрываемой части.

В городах для устройства сборных покрытий тротуаров, садово—парковых и пешеходных дорожек, посадочных площадок на линиях общественного транспорта широко и повсеместно применяются плиты бетонные тротуарные, изготавливаемые из тяжелых бетонов с различными добавками, обеспечивающими длительную эксплуатацию таких изделий. Плиты бетонные тротуарные выполняются в виде квадрата, прямоугольника, правильного шестиугольника или криволинейных замкнутых фигур.

На основе минеральных вяжущих материалов изготавливаются различные архитектурно—строительные изделия в виде плит облицовочных декоративных с мозаичной, орнаментной поверхностями, предназначенных для наружной и внутренней облицовки элементов зданий и сооружений. Изготавливаются также плиты бетонные фасадные, применяемые для облицовки стен и цоколей каменных зданий и сооружений.

Кроме вышеперечисленных изделий в строительстве (в основном малоэтажном) для несущих и ограждающих конструкций жилых, общественных, промышленных и сельскохозяйственных зданий применяются стеновые бетонные камни. Эти камни изготавливаются в виде полнотелых и пустотелых прямоугольных параллелепипедов, бывают рядовыми и лицевыми. Вторые делаются с окрашенными и неокрашенными лицевыми поверхностями.

Камни бетонные стеновые выпускаются бетонными заводами следующих типов: «СКЦ» – на цементном вяжущем; «СКИ» – на известковом; «СКШ» – на шлаковом; «СКТ» – на гипсовом вяжущем.

Применение сборных бетонных и железобетонных изделий составляет основу капитального строительства во многих отраслях хозяйства страны. В жилищно—гражданском строительстве используется большой ассортимент сборных бетонных и железобетонных изделий: фундаменты железобетонные монолитные, стеновые блоки, железобетонные панели перекрытий, лестничные марши и площадки, панели стен и перегородок, подоконные плиты, ригели, балконы, блоки санитарных узлов, парапеты и другие изделия. Железобетон – это основной строительный материал, в котором объединены вместе бетон (различных видов – легкий, тяжелый и т. д.) и стальная арматура (из специальных сталей марки 35ГС—АП, А – III, А – IV классов), располагаемая в растянутой зоне конструкции и воспринимающая растягивающие напряжения На бетон в таком изделии передаются сжимающие напряжения. Железобетонные конструкции бывают монолитные, бетонируемые на месте строительства (заливные монолитные железобетонные фундаменты, а также несущие стены зданий – с применением специальной опалубки – по новой технологии строительства жилых домов), и сборные, монтируемые на строительной площадке из отдельных элементов (панелей стеновых или блоков в крупнопанельном домостроении).

Для промышленного строительства также используется большая номенклатура сборных бетонных и железобетонных изделий: фундаментные блоки (ФБС–4, ФБС–5 и т. д.), подушки, балки, ригел, сборные бетонные и железобетонные сваи, фермы, арки, подкрановые балки, лестничные марши и площадки и др. В транспортном строительстве широко используются железобетонные шпалы (взамен деревянных), элементы пассажирских и грузовых платформ, водопропускные железобетонные лотки и трубы, а также сборные бетонные и железобетонные пролетные строения мостов.

Много разнообразных сборных бетонных и железобетонных изделий применяется в сельскохозяйственном строительстве: фундаментные блоки (ФБС1, ФБС–2, ФБС–3 и т. д.), фундаментные подушки, заливные монолитные железобетонные фундаменты, фермы, сваи—колонны, балки, панели перекрытий, стен и перегородок, элементы теплиц, парников, силосных сооружений, лотки железобетонные (Л–3, Л–4, Л–5), элементы сборных железобетонных колодцев.

Для систем мелиорации изготавливаются такие сборные бетонные и железобетонные изделия, как трубы для напорных трубопроводов с предварительно напряженной арматурой, трубы безнапорные гладкие, лотки железобетонные (Л–4, Л–5, Л–6), железобетонные кольца и крышки, железобетонные плиты (укладывают в русла открытых оросительных каналов).

В городских системах канализации также применяются трубы железобетонные безнапорные раструбные, трубы безнапорные гладкие, железобетонные кольца и крышки.

Для обустройства ограждения важных промышленных объектов (атомные электростанции, военные заводы и полигоны и т. д.) применяются элементы сборных железобетонных оград. При прокладке воздушных линий электропередач и связи широко используются железобетонные опоры различных форм – круглые, квадратные, прямоугольные, эти же изделия применяются и при электрификации железных дорог.