Файл: Слободяник И.Я. Строительные материалы и изделия учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 124
Скачиваний: 1
И. Я. СЛОБОДЯНИК
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
И ИЗДЕЛИЯ
Издание четвертое,
переработанное |
и |
|
|
дополненное |
|
Д опущ ено |
М инистерством |
|
вы сш его и |
с р е д н е го |
спе |
циального |
образования |
УССР в качестве учебника для студентов строительны х институтов и ф акультетов
И здательское объ единение «Вища школа» Головное издательство
Киев — 1973
6СЗ
С48
УДК 691 (075.8)
Строительные материалы и изделия, нзд. 4, переработан
ное |
и дополненное. С л о б о д я н и к И. Я. Издатель |
ское |
объединение «Вища школа», 1973, 376 с. |
В учебнике изложены основы технологии производства строительных материалов и изделии, сведения об их свой ствах, применении, условиях эксплуатации, транспорти рования и хранения.
Учебник соответствует программе теоретической части курса «Строительные материалы и изделия» и пред назначен для студентов строительных институтов и фа культетов.
Табл. 36. Илл. 92. Библ. 71.
Редакция литературы по строительству, архитектуре и коммунальному хозяйству Зав. редакцией В. В. Гаркуша
Гг іубличная
натехническая
сj.'cKa С у. СР
,ЕМ!ІЛЯР
ЧИТ. .ЛОГО ЗАЛА
Li 0329-097I |
БЗ 12-18-73 |
М 211(04)—73 |
|
( g ) Издательское объединение «Вища школа», 1973.
В В Е Д Е Н И Е
Строительными материалами называются разнообразные по со ставу, структуре, форме, свойствам вещества, применяемые непо средственно для строительства сооружений либо для изготовления из них сборных элементов на специализированных предприятиях.
Строительные изделия — это законченные элементы, изготов ленные из строительных материалов (например, железобетонная панель, изготовленная из цемента, песка, щебня и воды, армиро ванная стальными стержнями, сетками или каркасами; кирпичная панель; оконный блок из древесины или металлических профи лей и др.).
Простейшие строительные материалы — глина, древесина, тро стник, лед, снег, валуны, мягкие камни и др.
Многие строительные материалы, используемые в настоящее время, известны давно. Например, кирпич применялся в строитель стве более 12 тысяч лет назад. Из бетона на известковом растворе
вглубокой древности строились сооружения.
ВЮжном Туркестане (возле станции Каахка) при раскопках поселения, существовавшего более 6 тысяч лет назад, найдены из делия из керамики, камня, меди. При строительстве города Махенджодаро в Индии, созданного 5 тысяч лет назад, применялись теса ные камни и гидравлические растворы. В Индии вг. Дели в IV в. до н. э. была установлена колонна из чистого железа, сохранив шаяся до нашего времени, причем и сейчас на ее поверхности нельзя обнаружить даже следа коррозии.
Гробницы египетских фараонов — пирамиды — сооружены за 2—4 тысячи лет до н. э. из крупных каменных элементов и плос ких балочных перекрытий; в некоторых конструкциях пирамид при меняли деревянные связки. Внутри и снаружи пирамиды отделыва лись декоративными металлическими изделиями, изразцами, жи
вописью.
При строительстве Вавилонской башни высотой 90 м использо вано 85 миллионов штук кирпича, уложенного на растворе из при родного асфальта. Верхний этаж башни, высота которого 15 м, был облицован голубым глазурованным кирпичом. В IV в. до н. э. в Вавилоне для постройки дорог использовали битум.
Храмы Посейдона и Парфенон в Греции V в. до н. э. построены из мрамора, туфа, кирпича, отделаны глазурованной керамикой, позолоченным металлом; кровля сделана из черепицы.
Рис. 1 Софийский собор в Киеве (XI в.).
Древнеримские сооружения (театры, триумфальные арки, акве дуки и др.) возведены из бетона на известковых вяжущих с при родными гидравлическими добавками. Отделывали сооружения керамикой, стеклом, гипсовыми изделиями. Бетонные своды по строек, давностью более двух тысяч лет, сохранились и поныне.
Одним из величайших сооружений Рима (конец I в. до н. э.) является Колизей, построенный из бетона, кирпича, природных камней. Из этих же материалов построена и Великая китайская стена (III в. до н. э.). В древнем Китае для наклонных кровель использовали глиняную черепицу, а для отделки здании применяли глазурованную керамику, фарфор.
В X—XI вв. и позже в Средней Азии при строительстве монументальных сооружений широко применяли декоративную облицовку из цветного кирпича, многоцветные глазурованные плитки.
За 2—3 тысячи лет до и. э. на территории Украины уже при меняли обожженные изделия из глины (трипольская культура). Исторические памятники Киевской Руси XI в.— Софийский собор (рис. 1) и Золотые ворота — возведены из кирпича и камня на известковом растворе. Техника производства кирпича была из вестна на Руси еще до X в. и. э. Например, стены Десятинной церкви в Киеве были сложены из обожженного кирпича размером 340 X X 270 X 40 мм. Кирпичи такого же размера встречаются в кладке Преображенского собора в Чернигове, Софийского собора и Золо тых ворот в Киеве. Полы Софийского собора выполнены из шести гранных цветных керамических плиток. Фрески на стенах писали земляными красками по свежей штукатурке и выкладывали стеклянной мозаикой. На территории Десятинной церкви при рас копках найдены мастерские XI в. В них обнаружены стеклянная глазурь, стеклянная смальта, сырье и тигли, в которых плавили смальту.
Образцы древней керамики найдены также в Белгороде, Вла димире, Новгороде и других древних русских городах.
В более позднее время кирпич также использовали как основ ной строительный материал. В конце XV — начале XVI вв. в Моск ве были возведены из кирпича Успенский собор, Грановитая палата и другие здания, а также стены с башнями. В середине XVI в. рус ские зодчие Барма и Посник при сооружении Покровского собора (храма Василия Блаженного) в Москве использовали обыкновен ный и цветной кирпич, природный камень, черепицу, кровельное железо, плоские железокирпичные перекрытия. В это время уже была известна техника склеивания древесины.
Научные основы технологии производства строительных мате риалов, теплотехники, горного дела и металлургии в России разра ботал М. В. Ломоносов.
ВXVII—XVIII вв. появляются большие казенные кирпичные заводы в Москве, затем в Петербурге. •
ВXVIII и начале XIX вв. при строительстве зданий широко применяли мрамор, гранит, керамическую и стеклянную облицовку.
Вэто время уже использовали асфальтовые материалы.
Вначале XIX в. в районе Москвы, на Украине и на востоке
страны начало быстро развиваться керамическое |
производство. |
На строительстве ряда уникальных сооружений |
(Адмиралтей |
ство и Казанский собор в Ленинграде, Большой театр в Москве, Андреевская церковь в Киеве и др.) использованы высококачествен ные природные и искусственные материалы.
*
I
î
i î
Рис. 2. Кремлевский Дворец съездов.
Д. И. Менделеев в 1859 г. издал труд «Стеклянное производ ство», который способствовал развитию и совершенствованию про изводства стекла в нашей стране.
В1824 г. англичанин Аспидин из г. Портланда получил патент на изготовление вяжущего материала, обладающего гидравличе скими свойствами, который получают обжигом глиноизвестняковых смесей до спекания с последующим размолом их в порошок. Это вяжущее было названо портландцементом.
ВРоссии в начале XIX в. был известен способ изготовления об жигового гидравлического вяжущего. Об этом свидетельствует тот факт, что в 1825 г. военный техник Егор Челиев издал в Москве книгу, в которой обобщался накопленный русскими строителями опыт получения и применения гидравлических вяжущих в России.
Первая лаборатория по испытанию материалов была создана в России в 1853 г. при Петербургском институте инженеров путей сообщения профессором Н. Я. Белелюбским.
После Великой Октябрьской социалистической революции было построено много прекрасных зданий и сооружений из отечествен
ных строительных материалов, в том числе Мавзолей В. И. Лени на, метрополитены в Москве, Ленинграде, Киеве, Тбилиси, Баку, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, здания Выставки достижений народного хозяйства в Москве, Дворец съездов в Кремле (рис. 2), Дворец культуры «Украина» в Киеве (рис. 3), Волго-Донской судоходный канал им. В. И. Ле нина, Волгоградская, Красноярская и другие ГЭС, газовые и неф тяные магистрали по Советскому Союзу, нефтепровод «Дружба», многие промышленные и транспортные сооружения.
Главные задачи, поставленные перед промышленностью строи тельных материалов,— широкое использование местного сырья и развитие производства эффективных элементов, обеспечивающих высокую степень сборности и готовности; уменьшение массы кон струкций, повышение их качества и надежности, снижение стои мости материалов и изделий, повышение производительности тру да в строительстве.
Партия и правительство вынесли ряд постановлений, направ ленных на развитие в стране строительной индустрии. В 1954 г.
Рис. 3. Дворец культуры «Украина».
ЦК КПСС и Совет Министров СССР приняли важное решение «О развитии сборных железобетонных конструкций и деталей для строительства». Со дня принятия этого постановления наша страна по темпам развития производства сборного железобетона вышла на первое место в мире.
Решениями XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану разви тия народного хозяйства СССР на 1971—1975 гг. предусмотрено увеличить объем производства продукции промышленности строи тельных материалов в 1,4 раза; организовать широкий выпуск материалов и изделий повышенной заводской готовности, инду стриальных конструкций и легких заполнителей; значительно расширить ассортимент отделочных материалов и санитарно-техни ческого оборудования; увеличить производство кирпича и других местных строительных материалов; шире использовать для изго товления строительных материалов попутные продукты других отраслей (шлаки, золы, нерудные материалы); увеличить произ водство дренажных труб для сельского хозяйства и труб для ирригационного строительства; повысить производительность труда на предприятиях промышленности строительных материалов при мерно на 35%.
Законом о государственном пятилетием плане развития народ ного хозяйства СССР на 1971—1975 гг. установлено: в 1975 г.
довести производство цемента в стране до 125 млн. г, стали — до 146 млн. т., полимерных материалов — до 3533 тыс. ти т. д.
В УССР планируется в 1975 г. произвести 22 млн. г цемента, 47 млн. т стали, 37—38 млн. т готового проката черных металлов, до 6,6 млн. тстальных труб и т. д.
Одно из важнейших мероприятий по развитию промышлен ности строительных материалов — снижение их материалоемкости. При плановых капиталовложениях в новой пятилетке 500 млрд, руб. снижение материалоемкости выпускаемой продукции только на 1% отвечает дополнительному росту национального дохода на 3—4 млрд. руб. Большое внимание нужно уделить качеству мате риалов, обеспечению технических свойств, близких к теорети ческим.
Чтобы повысить производительность труда в строительстве, необходимо превратить строительное производство в механизиро ванный поточный процесс сборки и монтажа зданий и сооружений из крупноразмерных элементов, изготовляемых на заводах. Этому способствует широкое применение высокоэффективных технологи ческих процессов: вибропрокатных и кассетных способов производ ства железобетонных панелей, производства тонкостенных предва рительно напряженных элементов, конструкций из легких бетонов
идр.
Вобщей стоимости сооружения стоимость материалов и обо
рудования составляет 60—75%. Поэтому экономичность сооруже ния во многом зависит от правильного выбора, надежности и дол говечности применяемых материалов. Эффективность материалов значительно уменьшает их затраты, вес сооружения, потребность в рабочей силе, транспорте и др.
Перспективность развития того или иного вида материала обусловлена длительностью процесса его изготовления, который для различных строительных материалов колеблется от 0,5 до 700 ч, и массой 1 м2 ограждения из этого материала. Так, для изготов ления глиняного обжигового кирпича нужно не менее 50 ч, а для производства известково-песчаного автоклавного кирпича 10—12 ч. В естественных условиях твердения бетон достигает своей проект ной прочности через 600—700 ч, при пропаривании — через 6—18 ч, а при прогреве на конвейере прокатного стана — через 2—4 ч.
Особенно показательны толщина стен и масса 1 м2 стены из различных материалов для ограждения зданий при одинаковом термическом сопротивлении (табл. 1). 1 м2 стены из обычного кир пича в среднем климатическом поясе имеет массу 900 кг, из пусто