4. Физико-механические свойства используемых грунтов и применяемых материалов.

Песок. Одним из самых распространенных видов песка, применяемых в строительстве, является речной песок. Он часто применяется для приготовления цементно-песчаных растворов, бетонов, асфальтобетонов. На показатель плотности песка существенно влияет показатель влажности, так сухой песок имеет плотность 1500 кг/м3, а при естественной влажности (4%) – 1450кг/м3. Содержание глинистых, пылевидных и илистых примесей в речном песке в среднем 0,7% от общей массы. Удельный вес материала – 2,65 гр/м3. Присутствие засоряющих и глинистых частиц, суглинка допускается до 0,5%. Частиц гравия фракцией более 10 мм в балласте – 0%. Средний модуль крупности песка речного 1, 68 мм. Речной песок часто применяется в песчано-цементных смесях и различных марках бетона, как наполнитель в красителях, для кладочных растворов и цементной стяжки, для организации дренажа и подушки при укладке брусчатки и тротуарной плитки. В ее производстве так же используется песок, а так же в производстве искусственного камня, пескобетонных изделий и еще во многих других областях строительства.  Речной песок это дешевый строительный материал природного происхождения, представляющий собой мелкозернистый минеральный грунт, с небольшим количеством загрязняющих примесей, речных камешков. Он отличается от остальных видов песка высокой степенью чистоты и округлой формой песчинок. Добывают речной песок, как можно догадаться из названия – со дна рек. Его поднимают из-под воды при помощи землесоса на баржу или специальный конвейер в виде пульпы, откуда транспортируется на берег, где при помощи гидротранспорта транспортируется на складские площадки. Здесь песок еще несколько раз промывается, подсыхает и приобретает необходимую влажность и товарный вид. Уже готовый, чистый и относительно сухой песок автомобильным или железнодорожным транспортом доставляется конечному потребителю. Морской и речной песок, самый распространенный вид песка применяемый в строительстве, его главное достоинство – практически полное отсутствие глинистых примесей и достаточно мелкая и равномерная фракция частиц. Одним из недостатков этого материала можно назвать гладкие, скругленные края частиц кварца, из которых и состоит речной песок. Такая форма имеет более низкий показатель сцепления с цементом, чем, к примеру, горные пески, частицы которых острые и неправильной формы. Собственно это сближает его с кварцевым  и достаточно популярным песком. Но повсеместное распространение, практически идеальная чистота и дешевая добыча речного песка делает его незаменимым в строительстве и производстве строительных материалов. При необходимости песок может быть откалиброван или перемолот для получения более мелкой и однородной фракции. Такой способ обработки речного песка используется для производства готовых цементно-песчаных сухих смесей – штукатурок, шпаклевок, плиточных клеев. Более мелкая фракция делает готовый раствор более эластичным.

Щебень.

Чтобы разобраться в видах и свойствах щебня природных материалов, рассмотрим основные его критерии: морозостойкость, прочность, лещадность и радиоактивность. 

Морозостойкость щебня определяется количеством смены сезонов, то есть количеством заморозки и оттаивания материала. Уровень заморозки, как правило, прописан в документах вот таким вот образом: F150, F200, F300 и т.д. Число, стоящее после F и есть количество циклов заморозки, а параметр «F» происходит от английского «freeze»(замораживать). Для строительства лучше всего использовать щебень и с параметром от 300 циклов и выше. 

Прочность зависит от процентного содержания твердых и слабых каменных пород. Степень прочности определяют в лабораториях при помощи специальных экспериментов: предел прочности при сжатии, степень раздробляемости щебня при раздавливании в цилиндре, степень износа в, так называемом, полочном барабане. То есть, для того, чтобы производитель мог предлагать свою продукцию на рынке, щебень должен пройти ряд исследований – полную имитацию того воздействия, которое может быть применимо к нему в готовом материале (будь то дорога, здание, внешняя оградительная стена и т.д.). Степень возможного сопротивления материала и станет показателем его прочности. Щебень делят на 4 разряда: слабой и средней прочности, прочный и высокопрочный. Обязательно проверяйте степень прочности в документации. Наиболее популярным считается прочный гранитный щебень. 

Лещадность (метафоричное русское название, происходящее от слова «лещ») – это степень плоскости щебня, одно из важнейших его свойств. Зерна щебня могут отличаться друг от друга по форме и размеру. Как правило, в определенном процентном соотношении смешивают пластинчатую, игловатую и кубовидную форму зерна. Игловатая форма – зерна, длина которых существенно превышает ширину, при этом они искривлены и не напоминают параллелепипед. Пластинчатая форма – зерна удлиненные и плоские, напоминают параллелепипед. И наконец, щебень высшего сорта – кубовидной формы. Он удобен благодаря тому, что на него затрачивается меньше связующего компонента, зерна компактно прилегают друг к другу и хорошо утрамбовываются. 

Радиоактивность щебня измеряется в количестве беккерелей (степень активности радионуклида) на килограмм продукта. Для жилых зданий обязателен 1 класс по радиоактивности (менее 370Бк/кг), для строительства дорог этот показатель может увеличиваться.

Цемент.

Свойства цемента определяет совокупность таких факторов, которые характеризуют его способность образовывать в процессе затвердевания крепкий цементный камень. Все ниже перечисленное справедливо и для портландцемента.

Химические и физические свойства цемента характеризуют его пригодность для строительных работ. Равномерность изменения объема – способность при отвердевании образовывать крепкую строительную конструкцию.

Тепловыделение – количество тела, выделяемого при взаимодействии цемента и с воды. Тепловыделение определяют количеством тепла в расчете с одного кубического метра готовой продукции.

Отделение воды – свойство цемента, характеризующее количество воды, отделяемое при затвердевании полученной конструкции. Превышение допустимых пределов приводит к увеличению финансовых затрат, связанных с излишней влагой.

Самонапряжение – свойство, характеризующее напряжение арматуры, заложенной в строительный объект.

Усушка – уменьшение размеров во время затвердевания.

Расширение – увеличение размеров во время затвердевания.

Морозоустойчивость – способность конструкции выдерживать многократные циклы замерзания и оттаивания. Для повышения морозоустойчивости применяют специальные добавки. Процент добавок – доля компонентов применяемых для улучшения свойства цемента.

Прочность – способность справляться с повышенными нагрузками.

Качество помола – чем мельче измельчена смесь, тем выше прочность полученного строительного объекта. Во время помола, при изготовлении цемента, добавляются различные компоненты, необходимые для получения определенного свойств.

Среди материалов цементные смеси занимают лидирующие позиции. Они широко используется для производства бетона, асбестоцементных изделий, монолитного и сборного железобетона, строительных растворов для укладки кирпича.

Incomat.

Incomat - это строительная система, используемая при земляных работах и в гидростроительстве - технически надёжная и экономичная альтернатива классическому способу укрепления берегов и русел водных потоков геотекстилем и насыпными камнями. Incomat состоит из двух высокопрочных синтетических полотен, соединённых между собой специальным образом, и образующих оболочку, которая заполняется непроницаемым и высокопрочным бетоном. Incomat - это экономичный, экологически чистый, долголетний строительный элемент универсального использования.

Incomat применяется для защиты дна и берегов каналов, рек и других водных систем, а также плотин, дамб, молов на морском побережье, при защите от штормовых приливов, для укрепления водоотводящих сооружений, для защиты искусственных островов, трубопроводов и для других сооружений, расположенных на берегу или вдали от берега.

Incomat, обладающий возможностью идеальной адаптации к грунту, используется для индивидуальной защиты от эрозии непрофилированных естественных русел водных потоков и берегов, даже в труднодоступных местах под водой.

Incomat, при укладке, великолепно принимает форму грунта, изменяющегося вследствие процесса оседания и перемещения.

Бетон.

Важнейшие физико-механические свойства бетона: прочность, плотность, пластичность, водонепроницаемость и огнестойкость.

Прочность. Наиболее важным показателем механических свойств бетона является способность его сопротивляться разрушению от действия нагрузок, увеличение которых разрешается до известного предела. Для оценки прочности бетона на сжатие принимается его марка. Под маркой бетона понимают предел прочности при сжатии образцов, изготовленных в виде кубов размерами 20х20х20 см,твердеющих в течение 28 суток. Предел прочности выражается в кг/см².СНиП устанавливают следующие марки: а) для обыкновенных бетонов: 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500 и 600; б) для легких бетонов: 10, 15, 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200 и 300.

Прочность бетона зависит от активности цемента, качества песка, щебня или гравия, воды, а также от условий перемешивания, транспортировки, укладки, твердения и возраста бетона.

Плотность. Бетон нельзя назвать совершенно плотным материалом, так как в нем всегда имеются воздушные поры, образовавшиеся в результате испарения воды или проникновения в бетонную смесь воздуха. Поэтому под плотностью следует понимать степень заполнения объема бетона твердым веществом. Например, плотность бетона 0,95 означает, что 95% объема составляют входящие в него твердые материалы, а 5% - поры. Для получения плотного бетона стремятся, чтобы количество воды в смеси было возможно наименьшим и чтобы зерна заполнителей имели различную величину, способствующую уменьшению количества пустот.

Пластичность. Характеризуется подвижностью бетонной смеси, которая при укладке должна хорошо заполнить все изгибы конструкций без раковин и пустот. Бетон бывает жесткий, пластичный   и   литой.

Качество пластичных бетонных смесей оценивают при помощи прибора, называемого стандартным конусом. Прибор представляет собой металлическую форму без дна в виде усеченного конуса высотой 30 смс диаметром верхнего основания 10 сми нижнего 20 см.

Конус заполняют бетонной смесью в три слоя, каждый из которых уплотняют стальным стержнем. После снятия формы бетонная смесь оседает. Величина осадки, измеренная в сантиметрах, дает числовую характеристику пластичности бетона. Среднее арифметическое из трех определений принимают за окончательный результат пластичности бетонной смеси.

Водопроницаемость. Степень водопроницаемости характеризуется величиной наибольшего давления воды, при котором последняя    просачивается через бетонный образец. Водопроницаемость бетона за­висит от его плотности и структуры, величины напора воды, возраста бетона и условий твердения.

Водопроницаемость бетона мала и может быть еще более снижена за счет подбора цемента, заполнителей и добавок.

Огнестойкость. Огнестойкостью бетона называют способность его сопротивляться разрушению от воздействия высокой температуры. Сооружения из бетона выдерживают нормальную эксплуатацию при температуре до 250° С.

Усадка бетона. При твердении на воздухе бетон уменьшается в объеме, т. е. дает усадку. Снаружи усадка происходит быстрее, чем внутри, в результате чего появляются трещины.