книги из ГПНТБ / Севастьянова, Т. В. Основы строительства химических предприятий учебное пособие

—сталь углеродистая горячекатаная марки М16С с пре> делом прочности 3800 кгс/см2 (для мостостроения);

—сталь углеродистая толстолистовая и широкополочная,

термически обработанная марки МСт.Т с пределом прочно­ сти 4400 кгс/см2-,

—сталь углеродистая качественная конструкционная ма­ рок 10 и 20 с пределом прочности 3600—5400 кгс/см2-,

—сталь рельсовая марок НБ-62, М-71 и М-75 с временным сопротивлением 7500—8000 кгс/см2-.

—низколегированные конструкционные стали марок 09Г2,

14Г2, 09Г2Т, 15ГС, 10Г2С, 15ХСНД, 10ХСНД и 10Г2СД, име­ ющие предел текучести от 3000 до 4000 кгс/см2 и временное сопротивление от 4400 до 5400 кгс/см2.

Высоколегированную (нержавеющую) сталь, содержащую хром и никель, применяют главным образом в монументаль­ ных сооружениях и зданиях, а также для декоративных целей.

§ 7. Сортамент металлических изделий

Сортамент изделий из черных металлов очень разнообра­ зен. Это — прокатная сталь (горячекатаная и холоднотяну­ тая), трубы, стальные изделия, присадочные материалы, ка­ наты, стальное литье, чугунные изделия.

П р о к а т н а я с т а л ь делится на четыре группы:

—сортовая сталь (выпускается круглая, квадратная, по­ лосовая, применяется как арматура для железобетона, тяжи, изделия, поковки);

—фасонная и специальный прокат (угловая сталь, дву­ тавры, швеллеры, корытные профили для шахтных креплений, сложные профили для свай, для оконных переплетов, рельсы

ит. д.) (рис. 2), (прилож., табл. 8);

—листовой прокат (листовая, рифленая и волнистая, кро­ вельная «черная» и оцинкованная, рулонная для строитель­ ства резервуаров) (рис. 2);

Ж

20

сооружениях, где конструкции подвергаются динамическим нагрузкам. Дешевое ч у г у н н о е л и т ь е из-за его хрупко­ сти и пониженной прочности в этих случаях не используют.

Предел прочности стального литья 40—50 кгс[мм2, а чугун­ ного литья до 28 кгс/мм2. (Прилож., табл. 10).

Г л а в а III

ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

§ 8. Минеральные вяжущие вещества

Минеральные вяжущие вещества представляют собой по­ рошкообразные материалы, способные при смешивании с во­ дой (или с растворами магнезиальных солей и жидким стек­ лом, для магнезиальных вяжущих и кислотоупорного цемен­ та) давать пластическое тесто, которое с течением времени затвердевает и приобретает камневидность. Они делятся на две группы: воздушные, способные твердеть и длительно со­ хранять свою прочность только на воздухе, и гидравлические, твердеющие и длительно сохраняющие свою прочность не только на воздухе, но и в воде.

Квоздушным вяжущим относятся — воздушная известь, гипсовые вяжущие, магнезиальные вяжущие, жидкое (раство­ римое) стекло.

Кгидравлическим вяжущим относятся — гидравлическая известь, романцемент, портландцемент, пуццолановый порт­

ландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистый цемент, вяжущее автоклавного твердения.

21

Воздушная известь — получается умеренным (не до спе­ кания) обжигом карбонатных горных пород, содержащих не более 6% глинистых примесей (известняки, мел, ракушечник). При обжиге основным процессом является разложение кар­ боната кальция. (Прилож., табл. 11, 12)

СаСОз + 42,5 ккал = СаО + С 02

Продукт обжига — комовая негашеная известь — обладает вяжущими свойствами и является полуфабрикатом, из кото­ рого получают: молотую негашеную известь — кипелку, гаше­ ную известь — пушонку и известковое тесто. Последние два продукта получают путем гашения комовой извести водой.

Гипсовые вяжущие — они делятся на две группы: 1) гип­ совые вяжущие (низкообжиговые), к которым относятся стро­ ительный гипс и высокопрочный гипс; 2) ангидритовые вяжу­ щие (высокообжиговые), к ним относятся ангидритовый це­ мент и высокообжиговый гипс (эстрих — гипс).

Сырьем для производства гипсовых вяжущих является гип­ совый камень, содержащий в основном двуводный гипс и ряд примесей — кварц, песок, глину, природный ангидрит и др.

сернокислого магния. Различают два вида магнезиальных вяжущих — каустический магнезит и каустический доломит.

Гидравлическая известь — получается обжигом (не до спе­ кания) мергелистых известняков, содержащих 6—20% глини­ стых примесей.

Портландцемент — получается совместным тонким помо­ лом клинкера с добавкой природного гипса. Клинкер — про­ дукт обжига до спекания сырьевой смеси такого состава, ко­ торый обеспечивает преобладание в клинкере силикатов каль­ ция (СаО, Si02, А120 3, Fe20 3, т. е. 75—78% известняка и 22— 25% глины).

Пуццолановый портландцемент — получается совместным тонким измельчением портландцементного клинкера, гипсо­ вого камня и активной минеральной добавки (20 — 45%).

Шлакопортландцемент — получается совместным помолом портландцементного клинкера, гипса и доменны^ гранулиро­ ванных шлаков в количестве 30—60% от веса цемента.

Глиноземистый цемент — это быстротвердеющее и высоко­ прочное вяжущее, которое изготовляют или обжигом во вра­ щающихся печах или плавлением в электрических и домен­ ных печах. Сырьем служат — известняк, боксит (горная поро­ да с большим содержанием окиси алюминия А120 3) и отходы алюминиевой промышленности.

22

§ 9. Органические вяжущие вещества

ные вяжущие»). Они представляют собой сложные смеси уг­ леводородов и их производных. При нормальной температу­ ре это твердые массы или густые жидкости темного цвета. Они не растворяются в воде (многие и в кислотах), но раст­

каменноугольных масел и нефтяного гудрона);

— д е г т е б и т у м н о п о л и м е р н ы е (из нефтяных биту­ мов, каменноугольных дегтевых веществ и полимеров, вклю­ чая каучук).

Основными свойствами затвердевших органических вяжу­ щих являются: твердость и прочность при нормальной тем­ пературе в сочетании с большой пластичностью; плотность затвердевшей массы, придающая материалам полную водоне­ проницаемость в сочетании с гидрофобностью; большая моро­ зостойкость, обусловленная плотностью; стойкость против дей­ ствия большинства кислот, щелочей и агрессивных газов; не­ высокая вязкость в жидком состоянии, позволяющая им лег­ ко проникать в поры других материалов. (Прилож., табл.

13—15).

§ 10. Материалы на основе органических вяжущих

На основе битумных и дегтевых вяжущих изготовляют различные материалы:

1)асфальтовые растворы и бетоны (состоят из битума, наполнителя, песка и мелкого гравия);

2)дегтевые бетоны и растворы (дегтя и песка расходуют больше чем битума); '

3)рулонные кровельные материалы:

—к битумным рулонным материалам на основе относятся пергамин (картон с пропиткой) и рубероид (картон с про­ питкой и посыпкой);

—к дегтевым рулонным материалам на основе относятся кровельный толь — беспокровный и покровный;

23

4) рулонные гидроизоляционные материалы: гидроизол, изол, бризол, рулонные стеклоткань и стекловойлок, асфаль­ товые армированные маты; изготовляются или без основы или со стойкой основой (асбестовая бумага, стеклоткань и т. д.);

5)кровельно-гидроизоляционные мастики;

6)герметизирующие материалы — мастика УМС-50, тиоколовые герметики, пороизол, гермопласт, пенополиуретано­

вые прокладки.

Г л а в а IV

БЕТОНЫ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ИЗДЕЛИЯ

§ 11. Бетоны

Бетон — это искусственный каменный материал, получае­ мый в результате твердения бетонной смеси, состоящей из вяжущего, воды и заполнителя (песок, гравий или щебень, иногда специальные добавки).

Классифицируются бетоны по ряду признаков:

ций зданий и сооружений (обыкновенные бетоны), гидротех­ нические бетоны, дорожные бетоны, бетоны специального на­ значения (жаростойкие, кислотоупорные и т. д.).

Тяжелые бетоны — наиболее часто применяются в строи­ тельстве. Материалом служат вяжущие (все виды цементов), вода (без примесей), заполнители (мелкий—песок, крупный— гравий или щебень). (Прилож., табл. 16).

Имеют большой объемный вес и повышенную звукопро­ водимость.

Легкие бетоны изготовляют с применением искусственных (керамзит, шлаки) и природных (пемза, туф, ракушечник) за­ полнителей для конструкций облегченного весами низкой теп­ лопроводности. Их разделяют на:

—в зависимости от структуры: обычные, поризованные, малопесчаные, беспесчаные;

—по виду вяжущего: цементные, цементно-известковые, известково-шлаковые, силикатные (бесцементные);

24

—по виду заполнителя: керамзитобетоны, пбмзобетоны, перлитобетоны, шлакобетоны и т. д.;

—по назначению: теплоизоляционные и конструктивные;

—пенобетон (портландцемент, молотый, песок, пенообра­ зователь);

—газобетон (цементное тесто, молотый песок, газообразователь).

Специальные бетоны представляют собой: 1) гидротехни­ ческие бетоны; 2) жаростойкие бетоны; 3) кислотостойкие бетоны (изготовляют на жидком стекле с добавкой кремне­ фтористого натрия, кварцевой муки, песка, кислотостойкого щебня); 4) плотные силикатные бетоны (автоклавного твер­ дения, на основе воздушной извести, молотого кварцевого и рядового песка или доменного шлака); 5) бетоны для за­ щиты от вредных излучений.

§ 12. Железобетонные конструкции

Бетон, как большинство каменных материалов хорошо со­ противляется сжатию и плохо—растяжению. Поэтому в бе­ тон вводят стальную арматуру, которая воспринимает растя­ гивающие усилия, т. е. получается железобетон, а точнее же­ лезобетонная конструкция (рнс. 4).

Рис. 4. Железобетонная балка:

/ — нейтральная плоскость; 2 — места образования трещин; 3 — ра­ бочая арматура; 4 — растянутая зона; 5 — сжатая зона

Основными элементами железобетонных конструкций яв­ ляются плиты, балки, фермы, колонны, фундаменты, трубы, резервуары (рис. 5).

25

а)

Рис. 5. Армирование железобетонных балок а, б, колонн в, фундаментов г, плит д; арматурная сетка в рулонах е

Для предотвращения появления трещин в растянутой зоне обычного железобетона применяют предварительно напря­ женный железобетон (с предварительно растянутой армату­ рой).

Г л а в а V

ПРИРОДНЫЕ И ИСКУССТВЕННЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

§ 13. Природные каменные материалы

Горные породы, которые бывают нескальными, рыхлыми (песок, гравий, глина) или скальными (граниты, известняки, песчаники и т. д.), служат основным сырьем для получения следующих материалов:

—природных каменных материалов (бутового камня, щеб­ ня) и изделий из них (камней Для кладки стен, плит и де­ талей для облицовки сооружений);

—вяжущих веществ и искусственных камней. Дроблением и раскалыванием пород получают бут и ще­

бень; обтеской, пилением, шлифованием — камни и плиты. Обжигом ряда горных пород получают вяжущйе вещества

(известь, гипс, цемент или искусственные каменные материа­

26

доломит, магнезит, гипс, ангидрит, каолинит.

2) горные породы — песок, гравий, песчаники, известняк, доломит, конгломерат, брекчия, гипс, ангидрит, опока.

К метаморфическим породам относятся: гнейсы, мрамор и кварцит.

§ 14. Искусственные каменные материалы

Наиболее распространенным сырьем для производства ис­ кусственных каменных материалов служат глина, песок, из­ весть, шлаки и др., а также цемент и крупные заполнители (для бетона).

Материал приобретает камневидность: 1) в результате обжига при высокой температуре; 2) при затвердевании вя­ жущих веществ; 3) в результате отливки и отстаивания рас­ плавленных горных пород, шлаков и стекла.

Керамические материалы (получаемые обжигом)

Основным сырьем для производства керамических мате­ риалов являются глинистые породы с различными отощающими и выгорающими добавками.

Все керамические материалы делятся на пористые (с водопоглощением более 5%) и плотные (с водопоглощением ме­ нее 5%)- Кроме того, керамические материалы, а также и сырье для них (глины) разделяются на легкоплавкие, туго­ плавкие и огнеупорные. Температура размягчения легкоплав­ ких керамических материалов ниже 1350°С, тугоплавких — 1350—1580°С (например, гжельский печной кирпич), огне­

—с т е н о в ые : кирпич глиняный, обыкновенный, щелевой, камни пустотелые;

—о б л и ц о в о ч н ы е : кирпич и камни лицевые, ковровая

керамика, плитки фасадные, подоконные сливы, встроенные детали, плитки для полов и стен;

— к р о в е л ь н ы е : глиняная черепица;

— т р у б ы к е р а м и ч е с к и е : канализационные и дре­ нажные;

27

изоляционная керамика, кислотоупорные и огнеупорные изде­ лия.

Каменные материалы на основе вяжущих веществ (автоклавного твердения)

В строительстве применяются разные материалы и изде­ лия (рис. 6), изготавливаемые из цементных бетонов и раст­ воров, а также на основе различных минеральных вяжущих веществ:

— силикатный кирпич и различные силикатные изделия, изготавливаемые на основе воздушной извести (прилож.,

табл. 23);

—панели, плиты, камни и обшивочные листы, получаемые на основе гипсовых вяжущих;

—асбестоцементные материалы, состоящие из цементного камня, пронизанного по всей массе микроарматурой из асбес­ товых волокон. (Прилож., табл. 24).

Рис. 6. Виды кирпича и стеновых камней:

а — глиняный обыкновенный или силикатный кирпич; б — глиняный пустотелый; в, г — керамический камень; д, е, ж, и — легкобетонный камень; к — природный камень из туфа или известняка

28

Г л а в а VI

НОВЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

§ 15. Строительные материалы на основе полимеров

На основе пластмасс изготовляют материалы: 1) для по­ лов; 2) для отделки; 3) конструкционные (стеклопластики, стеклотекстолиты, СВАМ — стекловолокнистый анизотропный материал. (Прилож., табл. 25; 26).

На основе других полимеров изготовляют: 1) полимерные клеи и мастики; 2) теплоизоляционные материалы (мипора, сотопласты); 3) гидроизоляционные материалы (на основе гудрокама и каучука, битума и смеси полимеров); 4) герме­ тизирующие материалы (мастики, прокладки). (Прилож.,

табл. 33).

Строительные материалы на основе пластических масс

Материалы для покрытия полов:

1)рулонные материалы — поливинилхлоридный, грифталевый, коллоксилиновый, резиновый и ворсовый линолеумы;

2)плиточные материалы — поливинилхлоридные, кумароновые, фенолитовые и резиновые плитки;

3)для бесшовных полов — поливинилацетатные, полимерцементитные мастики и пластбетон.

Материалы для стен:

1) рулонные материалы — поливинилхлоридная пленка, пленка с звукопоглощающей эластичной подосновой, стеклотермопласт;

2) плиточные материалы — листы полистирола, фенолито­ вые плитки, аминопласт.

Материалы для строительных конструкций:

1) стеклопластики — на основе рубленого стекловолокна

истеклотекстолит, СВАМ;

2)органическое стекло;

3)винипласт жесткий листовой;

4)погонажные изделия;

КН-2, феноло-формальдегидная, коллоксилиновая, дифенольная, казеино-цементная), клеи (мочевино-формальдегидный МФ-17, феноло-резорциновый ФР-12), краски (поливинилаце­ татные, водоэмульсионные, стиролбутадиеновые, акрилатные, грифталивые ФО, полимерцементные, перхлорвиниловые ПХВ и ХФК, пентафталевые ПФ, эпоксидная, кумароно-каучуко- вая), лаки (безмасляные синтетические) (прилож., табл. 27);

7) полимербетон.

29