Архив рубрик: Без рубрики

Объемный вес

В зависимости от величины объемного веса различают бетоны

• тяжелые (2 200—2 400 кг/м3) и легкие (1 200—1 800 кг/м3).
• ячеистые бетоны имеют объемный вес от 300 до 1 000 кг/м3.

В зависимости от величины объемного веса бетоны являются теплопроводными («холодными») или малотеплопроводными («теплыми»). Чем больше объемный вес, тем бетон теплопроводней. т. е. «холодней».

Растворы разделяются по виду заполнителя. При применении тяжелого заполнителя, например песка, раствор получается тяжелым, т. е. «холодным», а при легком заполнителе (котельные или металлургические шлаки, легкие горные породы — трепел, пемза, туф) — легким, т. е. «теплым».

Прочность

Основное требование, предъявляемое к бетону или раствору, — получение им в определенный срок (обычно 28 дней) заданной прочности на сжатие. В зависимости от прочности на сжатие бетоны и растворы разделяются на ряд марок. Марка бетона и раствора обычно назначается в проекте сооружения или конструкции.

Марка бетона

Марка бетона или раствора означает

величину разрушающей нагрузки в килограммах, приходящейся на 1 см2 площади поперечного сечения испытываемого на сжатие стандартного образца (куба), изготовленного из данного бетона или раствора, и выражается в кг/см2. Для характеристики бетонов и растворов принимается прочность на сжатие в возрасте 28 дней.

Строительными нормами и правилами предусматриваются следующие марки:

• тяжелых бетонов — 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200. 300, 400, 500 и 600 кг/см2
• легких бетонов — 10, 15, 25, 35, 50, 75, 100, 150 и 200 кг/см2
• растворов — 0, 2, 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200 кг/см2.

Марка раствора 0 установлена для определения прочности кладки на свежем, еще не окрепшем растворе и на свежеоттаявшем растворе при производстве кладки методом замораживания.
Марки растворов 150 и 200 применяются для гидротехнических и лругих специальных работ.

Бетоны и растворы плохо сопротивляются растягивающим усилиям. Прочность бетонов и растворов на сжатие значительно (в 5—10 раз) превосходит их прочность на растяжение.

На прочность бетонов и растворов оказывают влияние:

• а) активность цемента или другого вяжущего; %
• б) качество заполнителей;
• в) количество воды;
• г) условия приготовления и выдерживания бетона;
• д) возраст.

Чем выше активность вяжущего, тем выше прочность бетона.

Большое значение имеют чистота заполнителей, отсутствие в них посторонних примесей (глины, ила и др.). При применении загрязненных заполнителей прочность бетона уменьшается.

В некоторых случаях примеси вызывают изменение объема затвердевшего бетона (например, глины, набухающие от воды) или образование таких соединений с цементом, которые разрушают бетон (например, сернокислые соединения).

Неправильная форма и шероховатая поверхность заполнителя обеспечивают лучшее сцепление его с цементным тестом и поэтому дают более высокую прочность, чем при заполнителях с круглой формой и окатанной поверхностью зерен.

Качество заполнителей характеризуется также крупностью зерен и соотношением между количествами частиц различной крупности (зерновой состав).

Заполнитель, состоящий из зерен одинакового размера, имеет наибольшую пустотность и наименьшую плотность, а состоящий из зерен заполнителя разного размера — наибольшую плотность.

Увеличение пористости (пустотности) влечет за собой уменьшение объемного веса материала и, наоборот, уменьшение пористости приводит к увеличению объемного веса. Например, 1 м3 песка с зернами диаметром 1 мм весит около 1400 кг, а с зернами от 0,15 до 5 мм —1600 — 1 700 кг.

Раствор из цемента и песка с зернами разных размеров имеет большую плотность и прочность.

Кроме того, для изготовления такого раствора требуется меньше вяжущего, так как пустотность его ниже.

На качество бетона или раствора влияет также прочность заполнителя (в куске). Прочность заполнителей из твердых пород должна превышать требуемую прочность бетона не менее чем на 25—50%. Если в качестве заполнителя применяется материал (кирпичный щебень, шлак и т. п.) с низкой прочностью, то прочность бетона будет зависеть в значительной мере не только от марки цемента, а от прочности этих заполнителей.

Количество воды в бетонной смеси или растворе определяется водоцементным отношением (В/Ц), т. е. отношением веса воды к весу цемента. При этом учитывается только свободная (не поглощенная заполнителями) вода. Доказано, что с увеличением водоцементного отношения выше некоторого минимального предела прочность бетона понижается.

Объяснение этого явления заключается в том, что цемент соединяется с водой, составляющей всего 10—20% его веса.

Но если приготовить бетонную смесь с таким водоцементным отношением (в пределах 0,1— 0,2). то такая смесь будет почти сухой, ее трудно будет! хорошо перемешан, и плотно уложить и формы. Поэтому практически при приготовлении бетонных смесей и растворов приходится брать значительно больше воды. В жестких бетонных смесях В/Ц = 0,35—0,45, в пластичных—0,5—0,75.

Взаимодействие цемента с водой в бетоне начинается с поверхности цементных зерен, и только постепенно вода проникает внутрь их. Избыточная вода с течением времени испаряется, оставляя воздушные поры, и цементный камень в бетоне ослабляется. Поэтому прочность бетона (или раствора) будет тем меньше, чем выше пористость цементного камня, т. е. чем больше было взято воды для приготовления бетонной смеси.

В известковых и гипсовых растворах отношение количества воды к весу извести или гипса определяется водоизвестковым и водогипсовым отношением, которые играют сходную с водоцементным отношением роль.

Особое значение для прочности бетона имеют тщательность перемешивания и способ укладки бетонной смеси.

Только при механизированном перемешивании может быть достигнута необходимая однородная чость бетонной смеси. Укладывать ее следует при помощи вибраторов, это повышает прочность бетона на 20—30% по сравнению с бетонами, уложенными ручным способом.

На прочность бетона оказывают влияние так же условия выдерживания свежеуложенного бетона. Наиболее благоприятными являются влажные условия выдерживания при температуре от + 15 до+20°. Снижение температуры твердения бетона сильно замедляет процесс нарастания прочности бетона и раствора. При температуре 0° и ниже твердение бетона и раствора, приготовленных на чистой воде (без добавок солей), прекращается и возобновляется только после оттаивания. При этом происходит некоторая потеря бетоном прочности.

Выше было отмечено, что расчетная прочность бетонов и растворов принимается в возрасте 28 дней. Однако рост прочности бетонов и растворов продолжается и за пределами этого периода, но более замедленными темпами. В ряде случаев приходится предъявлять требования к прочности бетонов и растворов в более раннем возрасте. Примерный рост прочности бетона на портландцементе в зависимости от возраста показан в табл. 1.

Данные этой таблицы относятся к бетону, изготовленному на цементе средней активности, твердеющему в теплой и влажной среде. За 100% принята 28-дневная прочность.

Плотность

Под плотностью бетона понимается

степень заполнения всего объема тверды ми веществами (отвердевшим цементным камнем и заполнителями). Часть объема бетона обычно состоит из заполненных воздухом пор, образовавшихся, как было отмечено выше, вследствие испарения воды, находившейся в бетонной смеси. Плотность бетона 0,85 означает, что 85% объема составляют входящие в него материалы, а . 15% — поры (пустоты).

Плотность бетона является одним из его важнейших свойств. От плотности зависят прочность, водонепроницаемость, морозостойкость, а следовательно, и долговечность бетона.

Для получения бетона с высокой плотностью необходимо, чтобы:

• а) в бетонной смеси было возможно меньше воды;
• б) заполнители состояли из зерен разной крупности;
• в) объем песчано-цементного раствора на 10— 15% превышал объем пустот в крупном заполнителе;
• г) было обеспечено хорошее механизированное перемешивание и тщательная укладка смеси.

Водонепроницаемость

Водонепроницаемость — это

свойство бетона не пропускать воду. Требование водонепроницаемости предъявляется к бетонам, которые применяются при строительстве резервуаров и гидротехнических сооружений. Бетонная смесь высокой плотности отвечает требованиям водонепроницаемости.

Абсолютной водонепроницаемости достичь , очень трудно, так как пустоты (поры) в бетоне соединяются в сквозные каналы, через которые вода будет просачиваться. Однако поры малого диаметра создают очень большое сопротивление движению воды, и бетон получается практически водонепроницаемым.

Морозостойкость

Морозостойкость — это

способность материала не разрушаться под действием попеременного действия на него замораживания и оттаивания. Степень морозостойкости бетона измеряется количеством испытаний стандартных образцов-кубов на многократное замораживание и оттаивание.

Испытание проводится следующим образом проверяют все составляющие бетонную смесь материалы на соответствие государственным стандартам, затем из этих материалов приготовляется бетонная смесь заданного состава и из нее формируются шесть образцов-кубов размерами 20X20X20 см каждый. После 26-дневного нормального хранения три куба насыщают в течение двух суток при температуре от +10 до + 20° водой и затем подвергают их попеременному замораживанию (при температуре —15°) к оттаиванию в воде (при температуре от +10 до +15°) по 3 часа столько раз, сколько циклов предусматривается техническими требованиями к данному бетону.

После последнего цикла кубы выдерживают двое суток на воздухе в сухом помещении и испытывают на сжатие. Одновременно испытываются на сжатие оставшиеся три куба, которые не подвергались испытанию. При этом прочность бетона не должна снизиться более чем на 25%, а потеря веса образца не должна превышать 5%.

Такие испытания являются обязательными при возведении бетонных и железобетонных конструкций, эксплуатация которых будет проходить в условиях попеременного увлажнения и замораживания. В зависимости от будущей области применения бетоны испытываются на 10, 15, 25, 35, 50, 150 и 200 циклов замораживания.

Усадка бетона (раствора)

Твердение бетона (раствора) всегда сопровождается изменением его объема: при твердении на воздухе он высыхает и дает усадку, а при твердении в воде он немного разбухает. Так как высыхание бетона (раствора) снаружи происходит быстрее, чем внутри, получается неравномерная усадка, вызывающая иногда появление мелких трещин Усадка бетона (раствора) тем больше, чем больше в нем цемента.

Значительное уменьшение усадки бетона (раствора) может быть достигнуто путем применения жестких бетонов с малым В/Ц.

Выделение тепла

При твердении выделяется тепло, которое в массивных конструкциях вызывает длительное повышение температуры уложенного бетона даже при низкой температуре наружного воздуха. Свойством выделять при твердении тепло обладают почти все виды цементов. Больше выделяют тепла быстротвердеющие и высокопрочные цементы.

Это свойство имеет важное значение при воз ведении массивных бетонных и железобетонных конструкций, а также при производстве бетонных работ в зимних условиях.

Теплопроводность

Теплопроводностью называется

способность материала проводить тепло.

Чем материал плотнее по своей структуре, тем он теплопроводнее или «холоднее»; чем он более порист, тем он «теплее». Теплопроводность материала зависит также от влажности материала. Вода, заполняющая поры или пустоты в материале, проводит тепло, поэтому влажный материал является более теплопроводным.

Исходя из таких соображений, обычный бе юн не годится для применения в качестве стенового материала в жилищном строительстве. В строительной технике для этих целей применяются бетоны, отличающиеся пористой структурой. Они характеризуются меньшей теплопроводностью и потому могут применяться в качестве материалов для стеновых ограждений. К таким бетонам относятся:

• а) бетоны на легких заполнителях (металлургических и котельных шлаках, керамзите, пемзе и т. п.);
• б) крупнопористые (беспесчаные) бетоны, получаемые из вяжущего, воды и крупного заполнителя— легкого или обыкновенного;
• в) ячеистые бетоны, которые характеризуются наличием распределенных по всей массе материала замкнутых воздушных пор, что обусловливает малый объемный вес и высокие теплоизоляционные свойства изделий из ячеистого бетона.

Наиболее распространены следующие основные способы получения ячеистых бетонов:

• а) применение газообразующих веществ (газобетон) ;
• б) использование предварительно взбитой пены (пенобетон, пеносиликат, пеногипс, пеношлак и др.);
• в) введение в смесь избыточного количества воды с последующим ее испарением.

За рубежом преобладает способ производства ячеистых материалов на основе газообразующих веществ (алюминиевый порошок). В России широко применяется способ, основанный на смешивании цементного теста с предварительно взбитой пеной.

Ячеистый бетон на основе пены получается в результате отвердевания массы, приготовленной из вяжущего вещества, наполнителя, воды и пенообразователя. Для получения такой массы строительный раствор или тесто должны быть взяты литой консистенции; смешивание должно быть произведено тщательным образом.

Для приготовления ячеистых бетонов применяют пенобетономешалки.

Применяются различные пенообразователи — клееканифольный, сапониновый и смолосапониновый, алюмосульфонафтеновый, ГК, казеино-канифольный, жидкостекольный и др.

К наиболее распространенным видам ячеистых материалов относятся:

• пенобетон, получаемый смешиванием цементного теста или раствора с отдельно приготовленной пеной;
• пеносиликат, получаемый при смешивании известково-песчаного раствора с пеной.

Аналогично указанному при смешивании известково-песчаного раствора с газообразующими веществами можно получить газосиликат.

По аналогии с бетонами растворы, приготовленные на пористом заполнителе (шлаке и др.), относятся к теплым растворам.

Огнестойкость

Огнестойкостью называется

способность материала противостоять действию высокой температуры короткое время, без ощутительного понижения проектной прочности. Обычный бетон обладает огнестойкостью.

Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с Условиями

Бетонный завод — это

комплекс машин, механизмов и сооружений (или предприятие) для приготовления бетонной смеси. Бетонные заводы создаются на крупных стройках и заводах железобетонных конструкций и деталей. Заводы обычно имеют склады, транспортный цех, дозировочный и смесительный цехи, лабораторию, силовую установку, ремонтную мастерскую и т. д.

Современный завод может выпускать как готовую бетонную смесь, так и сухую смесь, а также может быть совмещён с растворной установкой.

Бывают стационарные, инвентарные (сборно-разборные) и передвижные. 

Распространены заводы — автоматы.

Все операции технологического процесса на этих заводах (взвешивание составных частей бетонной смеси, дозировка воды, включение и выключение отдельных машин) совершаются автоматически под контролем 2—4 операторов дистанционно с пультов управления.

Рис. Технологическая схема производства бетона завода-автомата: 1 — транспортёр; 2 — бункеры для заполнителей; 3 — элеватор; 4 — бункеры для цемента; 5 — дозаторы заполнителей; в — дозатор цемента; 7 — дозатор воды; 8 — барабаны бетономешалок; 9 — раздаточные бункеры для бетонной смеси; 10 — пульты управления.

Сухие составляющие бетонной смеси подаются в отдельные бункеры (песок и щебень — ленточным транспортёром, цемент — элеватором, шнеком или пневматическим транспортёром), откуда через автоматические дозаторы и общую воронку — в одну из бетономешалок, куда поступает также и вода. Пока одна бетономешалка загружается, другие перемешивают и выдают готовую смесь в раздаточные бункеры. Производительность крупных бетонных заводов- автоматов достигает 4000 м3 бетонной смеси в сутки и более.

Бетономешалка это

— строительная машина для приготовления бетонной смеси путём механического перемешивания цемента, воды, песка и гравия (или щебня). Основным рабочим элементом бетономешалки обычно является опрокидывающийся, наклоняющийся или неопрокидывающийся смесительный барабан, вращаемый электродвигателем.

Бывают бетономешалки периодического действия, которые загружаются материалами и выдают готовый бетон отдельными порциями, и бетономешалки непрерывного действия, в которых процессы загрузки, перемешивания и выгрузки осуществляются непрерывно. Выпускаются стандартные передвижные и стационарные (ёмкостью до 4500 л), а также автобетономешалки (ёмкостью 3100 л) для приготовления бетона в пути следования машины.

Бетононасос это

— строительная машина для нагнетания бетонной смеси по трубам к месту её укладки, дальность подачи в горизонтальном направлении 300— 400 м и по вертикали 40—50 м. Бетононасос обычно представляет собой одно- или двухцилиндровый горизонтальный поршневой насос с принудительно управляемыми пробковыми кранами (клапанами): всасывающим (приёмным) и нагнетательным (выходным).

Выпускаются бетононасосы — производительностью от 5 до 40 м3/час.

Бетоноотделочная машина это

— самоходная дорожностроительная машина для разравнивания, уплотнения и выглаживания уложенной на основание бетонной смеси при устройстве цементнобетонных автомобильных дорог.

Бетоноотделочная машина обычно передвигается по рельс-формам вслед за бетонораспределителем. Рабочими органами бетоноотделочной машины являются: вибробрус, трамбующая доска, разравнивающий брус (или лопастной вал), выглаживающая лента (доска).

Бетонораспределитель

— самоходная дорожностроительная машина для укладки и распределения бетонной смеси на подготовленное основание при устройстве цементнобетонных автомобильных дорог.

Различают бетонораспределитель периодического действия (бункерного типа, укладывают и распределяют после окончания приёма порции смеси) и непрерывного действия (лопастного или шпекового типа, укладывают и распределяют смесь непрерывным потоком).

Машины передвигаются по рельс-формам и работают в комплексе с бетоноотделочной машиной. Ширина полосы распределения Б. 3,5 — 7м.

Бетоноукладчик

— агрегат для распределения, уплотнения и разравнивания бетонной смеси в форме при изготовлении железобетонных изделий (плит, балок и т. п.) на заводах и полигонах.

Бетоноукладчики имеют в своём составе бункер для бетонной смеси, распределительное устройство, вибраторы, виброгейки или виброштыки, гладилки и другие приспособления.

Бетонные работы это

— комплекс строительных работ при возведении бетонных и железобетонных сооружений и конструкций. В состав работ входят приготовление бетонной смеси из цемента или др. вяжущего, заполнителей (песка и гравия или щебня) и воды, транспортирование и укладка её в форму (опалубку) с уплотнением я «уход» за твердеющим бетоном.

Механизированное приготовление бетонной смеси производится в бетономешалках. Они являются основным оборудованием бетонных заводов, создавамых на период строительства при крупных объектах. Бетонные работы либо постоянно для обслуживания определенного района товарным бетоном, перевозимым в автомобилях на расстояние до 15—20 км, а в автобетомешалках значительно дальше. На крупных гидроротехнических стройках бетонная смесь подаётся с бетонного завода на железнодорожных платформах и на автомобилях в бадьях, а также посредством ленточных транспортёров и бетононасосов.

Подача бетонной смеси в бетонируемый блок проводится в бадьях мощными стреловыми кранами кабель-кранами. Укладка бетонной смеси производится не только на воздухе, но и под водой (подводное бетонирование).

Уход за бетоном состоит в предохранении его в раннем возрасте от сотрясений и в поддержании необходимого температурно-влажностного режима твердения.

При ведении бетонных работ в зимних условиях замораживание бетона допускается не ранее достижения 50% прочности от проектной, т. к. преждевременное заустывание может привести к существенному снижению прочности сооружения.

Поэтому в зимних условиях бетон защищают от замерзания методом «термоса», искусственным прогревом (паропрогрев, электрогрев), добавкой в бетон хлористых солей.

При изготовлении бетонных и железобетонных элементов сборных конструкций бетонные работы производятся на специальных заводах или полигонах.

На месте строительства производится только соединение (замоноличивание) смонтированных конструкций в стыках бетоном (или раствором). При возведении сборно-монолитных конструкций на месте строительства производится бетонирование монолитной части конструкции.

Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с Условиями

Классификация наполнителей для легкого бетона

Искусственные пористые заполнители отличаются более высокими качествами, чем обычные топливные шлаки, и позволяют получать более прочные и стойкие бетоны, а также бетоны с меньшим объемным весом

Легкие (пористые) заполнители

Заполнителями для легких бетонов служат:

1. пористые горные породы (пемза, щебень из вулканических туфов и лав, известковых туфов, ракушечников и т. п.);
2. широко распространенные отходы промышленности:

• а) топливные (котельные) шлаки, т. е. отходы oт сжигания угля в промышленных, паровозных и тому подобных топках;
• б) пористые гранулированные доменные шлак и, применяемые в бетоне в качестве пористого мелкого заполнителя;

Специально изготовляемые (искусственные) пористые заполнители

например:

• а) керамзит, получаемый в результате вспучивания глинг глинистых сланцев и тому подобного сырья, при особом (ускоренном) режиме обжига (керамзитовый гравий и керамзитовый песок);
• б) шлаковая пемза (термозит) пористые доменные шлаки, вспученные благодаря особому режиму охлаждения расплавленных шлаков;
• в) вторичные (или агломерированные) шлаки, получаемые спеканием зол или топливных шлаков на особых спекательных устройствах.

Искусственные пористые заполнители отличаются более высокими качествами, чем обычные топливные шлаки, и позволяют получать более прочные и стойкие бетоны, а также бетоны с меньшим объемным весом.
Легкие (пористые) заполнители должны иметь объемный вес в рыхло насыпанном состоянии менее 1000 кг/м3; чаще же всего они имеют fо = 600—800 кг/м3, т. е. примерно вдвое меньший, чем у обычного песка и гравия. Вследствие большой пористости прочность легких заполнителей значительно меньше, а поверхность их значительно больше, чем у обычного песка и гравия (или тяжелого щебня).

По крупности легкие заполнители делятся на

• а) крупные заполнители (легкий щебень)— с размером кусков от 5 до 40 мм;
• б) мелкие заполнители (легкий песок), состоящие из частиц с размерами меньше 5 мм.

Для неармироёанных легких бетонов применяют самые дешевые местные заполнители (чаще всего топливные шлаки); для армированных заполнители более высокого качества: пемзу, туфы и искусственные пористые заполнители, не содержащие вредных для цемента или нестойких примесей.

Металлургические шлаки

Металлургические шлаки — заполнители для легких бетонов должны отвечать следующим требованиям:

• а) должны иметь металлических включений (повесу) не более 5%, землистых примесей — не более 3%, органических примесей — не более 1%;
• б) должна отсутствовать свободная окись кальция или магния;
• в) кусковые шлаки следует проверять на устойчивость против распада, при отсутствии внешних признаков распада шлаки, пролежавшие в отвалах свыше трех лет или пролежавшие в штабелях свыше двух месяцев в подготовленном для работы состоянии, не проверяют;
• г) кислые доменные шлаки с остеклованной поверхностью допускаются в бетонах марки до 150 включительно, содержание лещадок в таких шлаках не должно превышать 15%;
• д) предел прочности при сжатии кусковых шлаков должен быть не ниже 100% проектной марки бетона;
• е) должны выдерживать не менее 25 циклов замораживания при испытании на морозостойкость;
  ж) водопоглощение должно быть не более 80% от объема пор;
• з) объемный вес шлаков для тяжелых бетонов может не устанавливаться, для легких бетонов (с объемным весом 1 600—1 800 кг/м3) допускаются пористые шлаки с объемным весом в россыпи 1 200 кг/м3.

К котельным шлакам предъявляются следующие требования:

• а) количество несгоревших частиц угля в шлаках из каменных углей не должно превышать 30% от общего веса, а в шлаках из бурых углей — 15%;
• б) количество тяжелых остекловавшихся частиц, увеличивающих объемный вес шлака и имеющих плохое сцепление с вяжущими веществами, не должно быть более 10% по весу;
• в) содержание соединений серы (в пересчете на S03) должно составлять не более 20%;
• г) объемный вес угольного шлака в сухом рыхлом состоянии должен составлять не более 850 кг/м3.

Пемза

— материал вулканического происхождения — добывается в Армении и на Северном Кавказе и применяется преимущественно в южных районах.

Туфы

— представляют собой также вулканическую породу, несколько более плотную, чем пемза. Главные месторождения туфов находятся в Армении.

Различают известковый туф (травентин), кремнистый (кремнистые опаловые отложения тёплых или горячих источников) и вулканический туф — выбросы вулканов, сцементированные в плотную горную породу. Используются как строит, материал. Особенно известны розовые, желтые черные.

Керамзит

— представляет собой искусственный вспученный, пористый материал в виде гравия или щебня с замкнутыми ячейками, получаемый из легкоплавких глин посредством быстрого обжига их до температуры 1100—1150°. Объемный вес 300-900 кг/м2, служит заполнителем для легкого бетона.

Преимущество керамзита в том, что его производство можно организовать в любом месте, где имеются глины, пригодные для изготовления кирпича. Керамзит применяется в бетонах, идущих для изготовления легких блоков и панелей.

Заполнители для легких бетонов

Заполнители для легких бетонов должны иметь пористую структуру и малый объемный вес. Наиболее употребительные заполнители и их объемные веса (в кг/м3).
Шлаки:

1. котельные 700—1 000
2. доменные кусковые среднего веса 700—1 100
3. доменные легкие 350— 600
4. легкие гранулированные 550— 800
5. щебень пемзовый 300— 600
6. песок 600— 800
7. туф (щебень) 450— 800
8. щебень диатомитовый или трепельный 600—1 000
9. керамзит 300—1000

Каучук натуральный это изомер

(от кау — дерево учу — течь, на языке тупи)

природный эластичный материал, получаемый из каучуконосных растений и применяемый для изготовления резины других технических материалов (эбонит и т. д.).

Товарный каучук добывается почти исключительно (св. 98%) из плантационной бразильской гевеи, из млечного сока (латекса) деревьев, достигших не менее чем 5-летнего возраста.

Извлекаемый подсечкой, латекс гевеи содержит 34—37% каучука, находящегося в виде частиц (глобул) диаметром 0,1—0,6 р.

В среднем одно дерево даёт в год 2—3 кг каучука.

Основная масса латекса перерабатывается на месте, сырой каучук, который выпускается в виде прозрачных листов янтарного цвета, известных под названием «смокед шит» (копчёный лист), «белый креп» и др.

Товарные типы каучука содержат 93—94% каучука.

Чистый натуральный каучук представляет собой высокомолекулярный углеводород состава: химическая формула каучука — (С5Н8)n.

Основной структурной группировкой в полимерной молекуле натурального каучука является изопентенная (изопреновая группа) в цис-изомерной форме :

Средний молекулярный вес 150000—500000, что соответствует длина цепи 10000—40000 А при поперечном сечении 1,5—2,0 А.

Эти размеры и форма молекул определяют его физические и механические свойства, наиболее характерную и важную особенность — высокую эластичность.

Мягкие вулканизаторы способны обратимо растягиваться более чем на 1000% и имеют при этом сопротивление при разрыве до 350 кг на 1 см2 исходного сечения.

Высокая эластичность может проявляться только в определенном температурном интервале, около —70° каучук становится хрупким, а выше +80° — он начинает плавиться.

Каучук растворяется в жирных и ароматических углеводородax и их производных, образуя вязкие растворы, которые применяются в качестве клея.

В воде, спирте, ацетоне и т. п. ассоциированных жидкостях каучук практически не набухает и не растворяется.

Как ненасыщенное соединение реагирует с водородом, галогенами, галоидоводородом, серой, кислородом и др. веществами.

Почти все химические реакции каучука приводят изменению растворимости, прочности, эластичности др. физических и механических свойств.

Особенно важно взаимодействие каучука с окисляющими агентами, в частности с кислородом, присоединение которого проходит уже при комнатной температуре.

Реакция с кислородом лежит в основе технологических операций пластикации, а также процесса старения резины.

При взаимодействии с серой происходит вулканизация, приводящая к превращению каучука в резину, обладающую более высокими техническими свойствами, чем сырой.

Основная масса добываемого каучука используется для производства автомобильных и авиационных шин. Из каучука производят также хирургические перчатки и др. изделия.

До начала 30-х гг. 20 в. резиновая промышленность базировалась чти исключительно на натурально каучуке. В 1956 уд. вес в общем сырьевом балансе мировой резиновой промышленности составлял — 60%.

В 2017 году, по данным ANRPC, в мире было произведено 13,3 миллиона тонн натурального каучука, что на 6,8% больше, чем в предыдущем году. В то же время объемы потребления увеличились только на 1,4% до 12,9 миллиона тонн. На долю членов ANRPC приходится 90% от всех поставок каучука в мире.

При устройстве свайного основания требуется определить число свай, которые надо забить под опору или под 1 м стены — несущую способность свай. Для этого надо знать, какую нагрузку может выдержать одна свая, так как, имея данные об общем весе (нагрузке), передаваемом на сваю, можно путем деления величины этой нагрузки на несущую способность одной сваи определить необходимое число свай. Например, опора размером 10×10 м передает вертикальную нагрузку в 1000 т. Определено, что в данном случае на одну сваю допускается нагрузка в 50 т, следовательно, в основание под фундамент надо забить 1000:50 = 20 свай.
Допустимая нагрузка на сваю определяется или путем пробной нагрузки, или расчетом. Обычно пользуются обоими способами.

При пробной нагрузке на месте устройства основания забиваются две сваи и более. После забивки (погружения) сваю загружают:
а) устраивая на ее голове площадку (опору), на которую постепенно накладывают бетонные блоки, металлические плиты и другие грузы;
б) около пробной сваи забивают две (или более) сваи, к которым крепится металлическая балка. Под балку на голову испытуемой сваи устанавливается гидравлический домкрат. При накачивании насосом воды (масла) поршень домкрата выдвигается и стремится погрузить испытуемую сваю в грунт, одновременно балка стремится выдернуть вспомогательные (анкерные) сваи. Поэтому эти сваи должны быть достаточно прочно заделаны в грунте. Величина давления на сваю определяется по манометру, а осадка — по специальным приборам (прогибомерам).

По мере увеличения нагрузки свая начинает медленно погружаться в грунт, затем. это погружение делается все большим и при достижении определенной нагрузки (критическая нагрузка) свая даже при незначительном давлении быстро погружается (проваливается) в грунт.

Установив критическую нагрузку и учитывая характер погружения сваи в грунт, допускаемую или расчетную нагрузку принимают в 1,5 — 2 раза меньше критической

Способ опытной нагрузки дает наиболее точные результаты, однако он сложен и дорого стоит. Поэтому применяется и способ определения несущей способности сваи путем пробной забивки ее ударами свайного молота (динамический метод).
Этот метод основан на том, что между несущей способностью сваи и величиной ее погружения от одного удара существует определенная зависимость. Несущая способность сваи будет тем больше, чем меньше она погрузится от одного удара, а величина погружения сваи от удара, называемая отказом сваи, зависит от веса молота и высоты его падения. Эта зависимость выражается формулами; наибольшее применение имеет формула, разработанная советским ученым Н. М. Герсевановым.

Зная вес молота, высоту его подъема и размеры сваи, по формулам определяют необходимый отказ, обеспечивающий требуемую несущую способность сваи.
Пробную сваю обычно забивают до тех лор, пока не будет получен заданный отказ или тока свая не погрузится на заданную глубину.
В практике строительства приходится решать и такую задачу, когда при забивке свай используется копер с молотом, отличным по весу от молота, примененного при пробной забивке. В этом случае необходимо сделать перерасчет требуемого отказа.

Величину требуемого отказа сообщают бригадиру, ведущему свайную бойку, который и следит за точным достижением величины заданного отказа при погружении каждой сваи. Надо помнить, что если при забивке: сваи величина ее отказа будет больше заданного, то свая не будет нести расчетную нагрузку. Вследствие этого сооружение, возведенное на таком основании, может дать осадку и даже получить повреждения. Поэтому, если получить заданный отказ не удается, то бойку надо прекратить и сообщить производителю работ о результатах бойки (об отказах).

Нередко заданный отказ получается еще тогда, когда свая не дошла до заданной глубины. В этих случаях или прекращают бойку и сваю срезают, или принимают дополнительные меры по обеспечению погружения сваи в грунт (например, подмыв). Это решение принимается руководителями строительства. Срезка свай, хотя бы и давших заданный отказ, без согласования с проектной организацией не допускается.

С устройства свайного основания начинается любое строительство дома. Каждое сооружение состоит из ряда элементов. Например, в состав дома входят стены, цоколь, фундамент и другие части; мост состоит из пролетных строений и опор.
Все опоры и фундамент устанавливаются на основании из грунта. Часть опоры, расположенная в грунте, называется фундаментом. Назначением фундамента является передача нагрузки от сооружения на грунт.
На рис. 1 приведен фундамент здания. Фундамент обычно устанавливается несколько шире стен и образует в верхней своей части выступы, называемые обрезами. Низ фундамента называется подошвой.

Слой грунта, на который опирается сооружение, называется основанием. Если фундамент опирается на естественный грунт, который не подвергался какому-либо укреплению, то такое основание называется естественным.

Грунт под устройство свайного основания в зависимости от характера залегания и вида может выдержать лишь определенную нагрузку, при превышении которой он теряет несущую способность; в результате может произойти опасная осадка. При большой и неравномерной осадке здание дает трещины и даже может разрушиться. Нагрузка на грунт обычно характеризуется напряжением под подошвой фундамента, которое определяется делением веса сооружения (при вертикальной нагрузке) на площадь основания и выражается в кг/см2.

Если стена при большой длине имеет одинаковую конструкцию и размеры, то определяют вес частей здания и всех нагрузок, приходящихся на один метр фундамента, и делят этот вес на площадь фундамента длиной тоже в 1 м; в результате получают напряжение в подошве.

Например, вся нагрузка на 1 м фундамента составляет 36 т, ширина фундамента 1,2 м, тогда напряжение в подошве будет (1 X 1,2)=30 т/м2, или 3 кг/см2.

Если грунт не очень прочный и не может выдержать такого напряжения, для снижения последнего уширяют фундамент (его нижнюю часть). И тем самым сокращают напряжение в грунте, Однако такой способ не всегда применим, а потому приходится принимать меры по укреплению естественного основания, т. е. устраивать искусственное основание.

Рис. Схема работы сваи в грунте
1 — нагрузка на сваю; 2 — силы трения; 3-давление грунта на сваю; 4 — сопротивление грунта у острия сваи

Известно большое количество видов искусственных оснований, из которых для каждого частого случая выбирают наиболее целесообразное. Чаще всего устраиваются, особенно в гидротехническом и промышленном строительстве, свайные основания.

Устройство свайных оснований применяются с глубокой древности. Они долговечны, многие из них сохранились в течение нескольких сот лет. Например, до сих пор некоторые оградительные сооружения Кронштадтского порта стоят на сваях, забитых во времена Петра 1. Исакиевский собор в Петрограде стоит на основании, в которое забито несколько тысяч деревянных свай.

Рассмотрим, за счет каких сил создается несущая способность забивной сваи. При забивке свая погружается в грунт и при этом сжимает его, так как вытесняет в стороны объем грунта, равный объему погруженной ее части. Благодаря этому грунт давит на боковую поверхность сваи (рис. 1) и вдоль поверхности сваи создается сила трения, препятствующая погружению сваи.

Как известно из физики, сила трения равна силе, действующей на тело, в данном случае на боковую поверхность сваи, умноженной на коэффициент трения. Последний зависит от материала сваи и рода окружающего ее грунта.

Силой, препятствующей погружению сваи, является также сопротивление грунта под ее острием. Так, если сваю поставить на поверхность грунта, то для того чтобы ее вдавить, потребуется определенное, а иногда и значительное усилие.

Это показывает, что и без сопротивления боковой поверхности грунта под острием сваи может выдержать некоторую нагрузку, которая с глубиной погружения обычно увеличивается.

Рис. Схема работы сваи в грунте
1 — нагрузка на сваю; 2 — силы трения; 3-давление грунта на сваю; 4— сопротивление грунта у острия сваи

Если же свая будет опираться на очень плотный грунт (например, скалу), то вся нагрузка будет восприниматься острием и боковое трение уже не будет иметь существенного значения для величины несущей способности свай-стоек. Несущая способность сваи-стойки нередко зависит уже не от сопротивления грунта, а от прочности материала, из которого она сделана.

Приведенная характеристика работы сваи в грунте показывает, что сопротивление сваи зависит от размеров ее сечения и от глубины погружения. Поэтому при больших нагрузах применяются сваи больших диаметров и используются железобетонные сваи и сваи-оболочки, причем глубина погружения в грунт достигает 20, 30 м и более.
Все вышеизложенное относилось к сваям, работающим в основном на вертикальную нагрузку. Однако в некоторых конструкциях оснований главной расчетной является не вертикальная, а горизонтальная нагрузка, например, при устройстве из свай подпорных стенок или креплении к сваям судов.

В этих случаях несущая способность сваи зависит от прочности ее материала на изгиб и от устойчивости ее в грунте. Иногда, чтобы обеспечить устойчивость сваи в грунте, несмотря на то, что на нее может не действовать никакой вертикальной нагрузки, ее приходится забивать на большую глубину 0,6—1 свободной длины).

Сваи

— стержни (столбы, и брусья) в основании сооружении, заглублённые в грунт для передачи нагрузок от сооружения грунт.

В особых условиях работают шпунтовые сваи, плотно прилегающие одна к другой в ряду и образующие стенку, которая создаёт ограждение для грунта или водонепроницаемый экран.

Основные виды свай:

1. деревянные, железобетонные и иногда стальные, погружаемые в грунт в готовом виде свайным молотом, вибропогругружателем, а также подмывом водой длина сваи 5 — 10м, поперечные размеры 20—50 см,
2. винтовые сваи диаметр лопастей до 2 — 3 м, погружаемые завинчиванием;
3. бетонные и железобетонные набивные сваи, бетонируемые непосредственно в скважинах, преимущественно с применением забиваемых в грунт металлических труб остающихся в грунте или извлекаемых одновременно с укладкой и трамбованием бетона;
4. трубчатые большого диаметра (до 2 м и более), обычно железобетонные, заполняемые бетоном после погружения, называемые сваями-оболочками.

Свайные основания — наиболее распространённый вид искусственных основания сооружений, устройство его вызывается недостаточностью несущей способности грунта, вероятностью размыва его, необходимостью поднятия низа фундамента сооружения над поверхностью грунта.

Свайные постройки — отдельные жилые постройки или целые посёлки, сооружённые на сваях с настилом на морском заливе, на реке или на озере, иногда на затопляемых или заболоченных местах. Возводились человеком с эпохи неолита.

В практике современного строительства применяют следующие основные виды свай: деревянные (круглые, брусчатые, шпунтовые), железобетонные (квадратного и прямоугольного сечения, шпунтовые сваи и сваи-оболочки), металлические (стальные сваи сложного профиля, шпунтовые и трубчатые) и комбинированные.

По способу изготовления сваи разделяются на три основных типа:

а) забивные сваи, погруженные в грунт в виде;
б) набивные сваи, изготовляемые непосредственно в грунте;
в) сваи специального типа (железобетонные сваи-оболочки, винтовые сваи и камуфлетированные сваи).

Сваи: а — деревянная, б — железобетонная сплошная, в — железобетонная трубчатая, г — металлическая трубчатая винтовая, д — набивная в процессе изготовления: 1 — бетон, 2 — металлическая труба, 3 — верх бетона, 4 — трамбование бетона, 5 — вытаскивание трубы

Пакетные сваи

применяются очень редко и только в тех случаях, когда имеются большее толщи слабых грунтов в сочетании с небольшими размерами фундаментов в плане при больших нагрузках на фундамент. Пакетные сваи применяются двух типов: из трех или четырех бревен (рис. 6). Вес пакета достигает 8 т, на 25 м при сечениях до 65×65 см. Пакетные сваи: могут изготовляться свайного леса любой длины, но так чтобы стыки полагались вразбежку. Острие обивается хомутом полосовой стали прикрепляемым штырями.

Клееные сваи

и шпунт применяют при отсутствии леса необходимого размера. Они изготовляются из досок толщиной 35— 50 мм и длиной от 2 до 6 м. Доски должны быть сухими и чисто остроганными. Доски склеиваются клеем (например, марки Б-3). Клееные сваи и шпунт могут быть любой длины. На рисунке показаны наиболее распространенные профили клееных свай.

Рис. 1 Клееные сваи.

а — общий вид, размещение стыков, б — шпунтовое сечение, в — прямоугольное сечение

Подверженность дерева гниению, малые размеры деревянных свай и небольшие допускаемые нагрузки ограничивают их применение в строительстве. Поэтому широкое распространение получили железобетонные сваи.

Распространенным материалом для изготовления свай является дерево. Вместе с тем, деревянные сваи обладают существенным недостатком: они недолговечны — загнивают в местах переменной влажности (у горизонта воды или у поверхности земли), повреждаются древоточцами (например, в Черном и Японском морях) и не огнестойки. Сваи для защиты от гниения и древоточца пропитываются специальными составами (например, креозотом)

Для изготовления свай, как правило, применяют лес хвойных пород: сосну, кедр, лиственницу и ель. Лес должен быть зимней рубки, так как такой лес имеет наибольшую прочность.

На строительстве применяют круглые одиночные сваи, пакетные сваи в виде сплотки из трех или четырех бревен или брусьев шпунтовые сваи. Реже применяются клееные сваи и шпунт.

Одиночные круглые сваи изготовляются из бревен стандартных размеров длиной до 8,5 м. В особых случаях сваи изготовляются из строевого леса длиной до 15—18 м, толщиной в верхнем отрубе от 18 см и более.
Вес древесины зависит от ее влажности и колеблется от 500 до 800 кг/м3
Обыкновенная одиночная деревянная свая забивная представляет собой бревно, полностью очищенное от коры и для лучшего проникновения в грунт заостренное с тонкого конца,
Длина заострения обычно ровна 1,5—2 диаметрам сваи; заострение бывает четырехгранное и трехгранное (рис. 1).

Конусное заострение неудобно тем, что оно допускает вращение сваи вокруг свое оси во время забивки. Острые грани при трехгранном и четырехгранном заострении не допускают такого вращения свай, однако трехгранное острие менее прочно и легче повреждается при забивке. Чаще всего применяется заострение на четыре грани; оно достаточно прочно и в то же время предохраняет сваю от вращения во время забивки.

Рис 1. Виды заострения свай

а — четырехгранное, б — трехгранное

Чтобы острие сваи не повредилось при забивке, оно несколько притупляется на участке в 10 см. Заострение должно быть выполнено весьма тщательно с таким расчетом, чтобы конец острия точно совпадал с осью сваи, а грани заострения имели равные площадки и равные углы наклона. В противном случае свая при забивке будет отходить в
сторону. В очень слабые грунты сваи могут забиваться тупым плоско срезанным концом.

Чтобы избежать повреждения острия сваи при ее забивке в плотные грунты или в грунты, в которых попадаются камни и другие твердые включения, сваю снабжают башмаком. Он представляет собой металлическую поковку (сварную) в виде небольшой пирамидки с тремя или четырьмя (смотря по количеству граней сваи) лапками надеваемую на заостренный конец сваи . Башмак приставляют к острию сваи так, чтобы лапки, охватывая грани острия, плотно прилегали к ним, и прибивают гвоздями через отверстия, имеющиеся в лапках.

Рис.2 . Детали сваи

а — башмак, б — бугель

Гвозди следует вбивать перпендикулярно к плоскости грани заострения, чтобы шляпка гвоздя плотно прилегала к лапке. Необходимо внимательно следить за тем, чтобы башмак был поставлен правильно, т. е. чтобы его острие приходилось точно на продольной оси сваи, иначе последняя при забивке отойдет от своего направления и башмак будет сдвинут: в сторону или сорван.

Голова сваи отпиливается строго перпендикулярно продольной оси сваи, а затем немного стесывается на конус. После этого на голову одевается стальное кольцо — бугель (рис. 2,6), который обжимает голову сваи и предохраняет ее от раскалывания или paзмочаливания при забивке.

Бугель сваривается из полосовой стали толщиной 6 —15 мм и шириной 4—7 см или нарезается из обрезков остальных труб. Он должен быть очень плотно посажен на сваю. Посадка бугеля обычно производится легкими ударами молота. После забивки сваи бугель с нее снимается и может быть переставлен на другую сваю; обычно один бугель может обслужить 40—50 свай.

При недостаточной длине имеющегося леса производится стык составных свай — стыкование свай, т. е сращивание двух бревен. Одним из часто применяемых способов сращивания свай является соединение в полдерева, скрепленного сжимными хомутами (рис. 1, а).

Длина стыкуемого участка принимается от 2,5 до З диаметров, три этом необходимо обеспечить как можно более полное опирание торцов стыкуемых отрезков на верхней и нижней площадях.

Более простым стыком составных свай является соединение впритык посредством установки в центре сваи заершевного штыря и скрепления стыкуемых элементов стальными накладками на болтах (рис. 1,6).

Стыковые накладки изготовляются, из полосовой стали шириной 80—100 мм и толщиной 8—10 мм и прикрепляются к стыковым отрезкам не менее чем четырьмя болтами диаметром 20— 25 мм.

Длина накладок должна быть не менее, 2,5—3 диаметров свай. При забивке свай в слабые грунты стальные накладки могут; быть заменены деревянными (рис. 1, в). Толщина деревянных накладок должна приниматься равной 0,4 диаметра сваи. Часто для скрепления стыкуемых впритык элементов применяют отрезки стальной трубы длиной 0,8—1 м (рис. 1, г).

Рис. 5. Стыки свай
а — в — полдерева, скрепление хомутами; б — посредством заершенного штыря и стальных накладок; в — с — деревянными накладками; г — с — отрезком металлической трубы; д — разборный стык

В случае забивки свай в стесненных условиях может применяться разборный стык (рис. 5, д), предложенный инж. Н. А. Словинским. Стык представляет собой отрезок металлической трубы диаметром 250—280 мм. Длина стакана равна 5—6 диаметрам свай. Его верхний конец крепится наглухо к концу стыкуемой сваи двумя болтами диаметром 18—20 мм, поставленными на расстоянии 100 мм друг от друга.

Нижний конец закрепляется во время установки сваи болтом или шурупом диаметром 18—20 мм, вставленным в прорезь стакана. Последняя имеет фигурное очертание, ширина ее в полтора раза превышает диаметр болта.

Прорезь предназначена для удобства снятия верхней сваи после окончания забивки. С этой целью достаточно повернуть стакан на 90°, и тогда болт окажется против вертикальной части прорези, после чего стакан с верхней сваей легко снимается с забитой составной сваи.