Специальные свойства
Химическая или коррозионная стойкость. Химической или коррозионной стойкостью называется способность материала противостоять агрессивному воздействию кислот, щелочей, солей или газов.
Ориентировочно ее можно оценить модулем основности материала Мо, представляющем собой отношение основных оксидов к кислотным (18)
(18)
Если в материале содержатся в большем количестве основные оксиды, то материал стоек к щелочам, но не стоек к кислотам. Если в химическом составе материала преобладают кислотные оксиды, то материал стоек к кислотам, но не стоек к щелочам.
Биостойкость – способность материалов сохранять свою прочность при контакте с живыми организмами, т.е. не являться для них питательной средой.
Долговечность. Под долговечностью материалов понимают их способность длительно выдерживать воздействие всей суммы атмосферных факторов (температуры, влажности, воздействия агрессивных веществ и др.) Она оценивается сроком службы материала без потери эксплуатационных качеств в конкретных климатических условиях и в определенном режиме эксплуатации. Например, для железобетона нормами предусмотрены 3 степени долговечности: I – со сроком службы не менее 100 лет, II – не менее 50 лет, III – не менее 20 лет.
Раздел 2. Тема 1.
ПРИРОДНЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ.
Природными каменными материалами называются материалы и изделия, получаемые механической обработкой (дроблением, раскалыванием, распиливанием и т.п.) горных пород.
Природный камень наряду с древесиной был первым строительным материалом, используемым человеком. Из глубины веков пришли памятники архитектуры, возведенные из природного камня: одно из древнейших сооружений Стоунхендж в Англии, пирамиды в Египте, храмы Древней Греции. Средневековые замки и храмы, построенные из природного камня, можно найти в каждой стране.
Природный камень, применяемый непосредственно как строительный материал, привлекает своей декоративностью и долговечностью.
В виде облицовки его применяли зодчие 18-19 веков, все царские палаты были облицованы родонитом, малахитом, привезенным с Урала. Высокая стойкость природных каменных материалов делает их незаменимыми для гидротехнических сооружений, дорожного и мостового строительства и во многих других случаях. Когда необходимо обеспечить высокую долговечность сооружения.
Пористые камни, такие, как ракушечник или вулканический туф, очень эффективны как местный материал для возведения стен, вместо кирпича и других искусственных стеновых материалов, так как энергозатраты на их добычу несравнимо меньше, чем обжиг кирпича или изготовление бетонных панелей и блоков (с учётом производства цемента и арматуры).
Также природные каменные материалы играют роль сырья: его применяют в керамики, при изготовлении стекла, при производстве портландцемента и других вяжущих. Огромное количество песка, гравия и щебня используется для приготовления бетонов и растворов как заполнителя.
Общая доля затрат в строительстве на эти материалы, называемые «нерудными материалами», превышает 20%.
Знакомство с природными каменными материалами целесообразно начинать с изучения свойств основных горных пород и минералов.
Горная порода – это природный минеральный агрегат, состоящий из одного минерала (мономинеральная порода) или из нескольких минералов ( полиминеральная порода)
Минерал (от лат.minera–руда) - это физически и химически однородное вещество, образовавшееся вследствие сложных физико-механических процессов на поверхности и в глубинах земли.
В природе найдено более 3 тыс. минералов, но лишь немногие из них образуют крупные скопления; такие минералы называют породообразующими.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИРОДНЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ.
Для того, чтобы легче разобраться в многообразии горных пород и выявить причины в различии их свойств, целесообразно воспользоваться классификацией горных пород, в основу которой положено их происхождение (генезис). Принципы такой классификации были предложены еще М.В. Ломоносовым, а в современном виде она была доработана российскими учёными Ф.Р. Левинсоном-Лессингом, А.П. Карпинским и др.
Генетическая классификация горных пород учитывает условия их образования, которые предопределяют строение и, следовательно, свойства пород. Природные каменные материалы по происхождению подразделяются на три группы.
|
Магматические
|
Осадочные |
Метаморфические | |||||
|
Массивные |
Обломочные |
Хим-ие осадки |
Органогенные отложения |
Мех-ие осадки |
Продукт перекристаллизации магмат. пород |
Продукт перекристаллизации осадочных пород | |
|
Глубинные Гранит, сиенит, габбро |
Излившиеся Порфир, базальт.
|
Вулканические пеплы, пемзы, туфы. |
Гипс, известь. |
Мел, ракушечник, диатомиты, трепелы, опоки. |
Рыхлые Песок, гравий, глина Сцементированные Песчаник, конгломерат, брекчия |
Гнейсы |
Мрамор ( из извести) |
Магматические, образовавшиеся при кристаллизации природного силикатного расплава – магмы.( первичные породы, образующиеся при остывании магмы)
Осадочные, образовавшиеся в поверхностных условиях, из продуктов разрушения других пород.( вторичные породы, образовавшиеся в результате выветривания магматических пород)
Метаморфические, образовавшиеся из магматических или осадочных пород при изменение условий (давления, температуры в земной коре)
Глубинные породы характеризуются крупнокристаллической структурой, отсутствием пор, высокой прочностью, твёрдостью и морозостойкостью. В полированном виде глубинные породы очень декоративны. К ним относятся: граниты, сиениты, габбро и диориты.
ВИДЫ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ.
Области применения природного камня очень широки и виды каменных материалов можно разделить на две группы:
Материалы, не требующие обработки.
Материалы, требующие обработки.
Первая группа:
Песок – это рыхлая смесь зёрен, с размерами частиц 0,14 – 5 мм. Используется, как мелкий заполнитель для бетонов и растворов.
Гравий - это рыхлая сыпучая смесь зерён, с размерами частиц от 5 до 70мм. используется как крупный заполнитель для бетонов, асфальтобетонов, а также как фильтрующий материал для очистки воды при строительстве очистных станций. Бутовый камень – природные куски камня неправильной формы, получаемые взрывным методом (рваный бут), или плиты неправильной формы (постелистый бут или плитняк), получаемые выламыванием из слоистых пород. Используется для бутовой и бутобетонной кладки подвальных стен и стен не отапливаемых зданий.
Булыжный камень – используется для устройства верхний покрытий дорог IV-V категорий, оснований под дороги, откосов земляных сооружений, для мощения ж/д откосов и для берегоукрепительных работ. Сейчас применяют редко, так как это требует больших затрат ручного труда.
Вторая группа.
Облицовочные плиты, которые имеют различную фактуру:
Фактуру «скалы» с крупными буграми и впадинами;
Рельефную
Пилёную;
Шлифованную;
Полированную.
Щебень – представляет собой кусковой материал неправильной формы, с размерами частиц от 5 до 70 мм, получаемый дроблением горных пород. Используется как заполнитель в тяжелых бетонах и асфальтобетоннах.
Механические свойства щебня оценивают по его дробимости, которая обозначается буквой ДР.
Черепица из кровельного сланца ( месторождения в Эстонии близ Коклоярва)
Бортовые камни (бордюрные) – служащие для отделения проезжей части от тротуара, изготовляют главным образом из сиенита и гранита. Представляют собой прямоугольные парраллелипипеды длиной 1000…2000 мм, высотой 300-400 мм и шириной 100…200 мм.
Брусчатка – колотые или тесаные камни из изверженных или плотных осадочных пород, имеющую форму, близкую к кубу. Брусчатка – очень долговечное и декоративное покрытие улиц и площадей; в частности, брусчаткой вымощена Красная площадь в Москве.