Классификация городских объектов озеленения

Технология и оборудование для создания дорожно-тропиночной сети на объектах садово-паркового строительства. Классификация элементов дорожно-тропиночной сети объектов озеленения

 

Строительство дорожной сети

Все дорожки прокладывают согласно проекту и разбивочному чертежу. Трассу дорожки выносят по оси в натуру, закрепляя основные точки, проверяют продольные уклоны в соответствии с проектом вертикальной планировки. Для устройства основания в грунте делают корыто по ширине дорожки. Глубина его зависит от толщины конструкции дорожки или площадки. Дно полотна планируется с учетом требуемых уклонов и уплотняется катком или трамбовкой. Для основательной стабилизации грунта в него втрамбовывают щебень.

Далее приступают к устройству бордюра. Для установки бортового камня делают разбивку участков, выкапывают канавки шириной и глубиной, зависящей от величины бортового камня, ложе канавки планируется, укладывается бетонная подушка и устанавливается бортовой камень, втапливая его в бетонную массу и выравнивая трамбовками. Швы между бортовыми камнями заливают цементным раствором, а в основание добавляют бетонную массу, уплотняя её.

Когда конструкция дорожки предусматривает устройство бровки, то строго по шнуру вдоль границ дорожки расстилают растительный грунт. Землю планируют и трамбуют. Готовая бровка должна быть высотой от верхнего покрытия дорожки 15 см, шириной 50 см. Бровку засевают двойной нормой семян газонных трав или обкладывают дерниной.

В случае использования кирпича в качестве бордюра, его укладку делают на ленточный бетонный фундамент. После застывания бетона кирпич кладут на раствор. Кирпич используют и в качестве обрамления дорожки или площадки с мягким покрытием, тогда он укладывается на песок в одном уровне с поверхностью покрытия.

После подготовки полотна и установки бордюра приступают к устройству основания. При устройстве однослойного основания (из песка или щебня) материал распределяют по поверхности полотна, выравнивают согласно споперечным и продольным уровнем дорожки, увлажняют и укатывают катком. При устройстве сложного основания эти операции повторяют послойно для каждого материала или смеси.

На подготовленное основание наносят покрытие. Покрытие из сыпучих однородных материалов или смеси равномерно распределяют, профилируют согласно уклонам, увлажняют и укатывают до достижения плотности покрытия. Покрытия, содержащие цемент, выдерживают во влажном состоянии 4-5 дней.

Покрытия из плитки, кирпича или камня набирают вручную, используя для усадки материала деревянную трамбовку или киянку. Для того чтобы покрытие было ровным, укладку производят под рейку, для проверки уклонов пользуются уровнем или шаблоном. По окончании работ поверхность проливают и заполняют швы.

 

Дороги, дорожки, тропы, площадки - одни из важнейших планировочных элементов объекта ландшафтной архитектуры. Анализ проектных решений и натурные обследования садово-парковых территорий показывают, что дорожная сеть и площадки занимают от 10 – 15 и, в ряде случаев, до 20 % от всей площади объекта, а относительная протяженность дорог составляет 300 – 400 м на 1 га.

При устройстве садово-парковых дорожек и площадок с различными типами покрытий соблюдается ряд общестроительных норм и правил.

Сначала вся дорожно-тропиночная сеть с площадками выносится в натуру в соответствии с проектом и разбивочным чертежом планировки по общепринятым приемам с применением геодезических инструментов и приборов.

Выносятся трассы основных дорог по их осям с привязкой к основным базисным линиям по разбивочному чертежу. Затем проверяются продольные уклоны в соответствии с проектом вертикальной планировки, и закрепляются в натуре точки пересечений дорожек, поворотов и радиусов закруглений, а также переломов рельефа. В дальнейшем проводится комплекс земляных работ по вырезке "корыта" и планировке полотна дорожки в соответствии с требуемыми уклонами.

После подготовки дорожного полотна и корыта для площадок вновь необходимо проверить продольные уклоны поверхности.

Затем отбиваются границы сооружений, размечаются в натуре колышками и натягиваемым шпагатом.

Важным моментом является создание поперечного профиля дорог. Поперечный профиль небольших дорожек создается вручную с помощью специально вырезанного шаблона из толстой фанеры с заданным профилем.

На больших дорогах и аллеях профиль создается с помощью автогрейдера или бульдозера с профильным ножом на отвале. Поперечному двухскатному профилю конструкции придается соответствующий уклон. Например, при уклоне поверхности 2 % подъем грунта на 1 м поверхности участка дороги составит 2 см.

Все микрорельефные изменения на поверхности полотна выравниваются, строительный мусор выбирается или может быть частично использован при устройстве основания.

Поверхность полотна уплотняется моторными катками с проходом от края к середине 5-6 раз по одному следу. Перед уплотнением полотно орошается водой с пропиткой слоя на 5..6 см. Грунтовая поверхность полотна дороги или площадки считается готовой и хорошо укатанной, если тонкие круглые предметы - гвозди, проволока и др. - вытаскиваются из грунта без нарушения его целостности.

 

Покрытиям дорожек и площадок в садах и парках, на объектах ландшафтной архитектуры городских центров, жилой и промышленной застройки придается очень большое значение в связи с общим композиционным решением объекта.

Покрытия должны быть разнообразны по своему рисунку, окраске, материалам. Наблюдения в садах и парках показали, что при прогулках посетитель затрачивает до 30% времени на восприятие и осмотр того, что находится у него под ногами или на горизонтальных плоскостях при ближайшем рассмотрении. Поверхность дорожек и площадок воспринимается посетителем с различных точек - с видовой площадки, с плоских крыш зданий или с террас. Покрытия несут существенную информацию для посетителя объекта; например, крупный орнамент покрытия из цветных плит на площадке входа в сквер или парк создает особый "настрой", как бы подготавливает посетителя к восприятию территории объекта, его пейзажей и сооружений. Рисунок покрытия главной аллеи парка может "направлять" движение посетителей, вызвать интерес, создать настроение. Разнообразие типов покрытий на небольшом объекте может создать иллюзию масштабности и как бы увеличить его площадь. Величина, габариты аллей, дорог, троп, площадок, рисунок их покрытий, форма и пропорции их элементов, сам материал, из которого сделаны покрытия, должны соответствовать общему композиционному решению объекта и закономерностям построения пейзажа.

Дорожно-тропиночная сеть,площадки, аллеи обычно подразделяются на классыв зависимости от их функций и классифицируются по типам покрытий. Выделяются 6 классов дорог, дорожек, аллей:

o главные дороги и аллеи, по которым распределяются основные потоки посетителей объекта; они обычно предусматриваются как основные маршруты движения по объекту и воспринимают большие нагрузки от посетителей. Так, главная аллея в городском парке должна обеспечить пропускную способность до 400–600 чел./ч в выходные дни; ширина аллеи должна быть не менее 30 м, а ее конструкция очень прочной, выполненной из мало изнашиваемых материалов; покрытия главных аллей и дорог устраиваются прочными и декоративными - из плит, камня и др.

o второстепенные дороги, дорожки, аллеи, предназначены для соединения различных узлов объекта и более равномерного распределения посетителей, подведения их к главным маршрутам движения, площадкам отдыха и спорта, видовым точкам объекта и другим элементам планировки. Интенсивность движения по второстепенным дорожкам, их пропускная способность ниже, чем на главных. Однако покрытия таких дорожек должны быть декоративными, так как они по своим функциям выполняют важную планировочную роль.

o дополнительные дороги, дорожки, тропы, служат для соединения второстепенных планировочных элементов объекта, играют роль переходов, подходов к сооружениям, к цветникам, являются «ответвлениями» от главных и второстепенных маршрутов движения. Интенсивность движения на дополнительных дорожках снижается в сравнении с дорожками первых двух классов. Конструкции и покрытия таких дорожек делаются упрощенными.

o велосипедные прогулочные дороги и тропы, предусматриваемые обычно в парках и лесопарках в обособленных полосах главных аллей и дорог по специальным маршрутам движения с целью прогулки, осмотра достопримечательностей, в ряде случаев, спортивных соревнований; велодорожки должны иметь прочные устойчивые конструкции.

o дороги для конной езды, в экипажах, на санях, верхом, предусматриваются по специально проложенным маршрутам движения; предназначены для прогулок, осмотра достопримечательностей, занятий конным спортом; проектируются в больших парках, лесопарках, спорткомплексах; должны иметь специальные типы покрытий.

o хозяйственные дороги и проезды, предназначенные для ограниченного движения автотранспорта, средств механизации, поливомоечных машин, для перевозки материалов и оборудования по текущему и капитальному ремонту парка, для подвозки товаров к торговым точкам и т.п. Конструкции и покрытия таких дорог устраиваются из прочных твердых материалов, выдерживающих большие нагрузки.

Каждому классу дорог соответствуют свои габариты - протяженность и ширина. Ширина садово-парковой дороги играет существенную роль, поскольку связана с посещаемостью объекта и интенсивностью движения посетителей.

Для проведения расчетов ширины дорог принимается во внимание: ширина полосы движения одного человека, которая составляет по расчётным данным 0,75 м. На главных аллеях, в парках, плотность потока посетителей в среднем составляет до 0,5 чел./м², По тротуарам на улицах и проездах плотность пешеходов составляет до 0,7 чел./м (пороговая). При плотности до 1 – 1,5 чел./м² пешеходный поток квалифицируется как толпа, а более 1,5 чел./м² - как давка.

В разделительных полосах главных аллей в парках проектируют цветники или растительные группировки декоративных кустарников, обрамленные участками газона.

По внешним границам парковой аллеи предусматривают "запады" для установки скамеек, урн, светильников. В ряде случаев "запады" проектировщиками не предусматриваются, и тогда полосы для размещения оборудования проектируют с учетом общей ширины дороги: её ходовая часть увеличивается в соответствии с шириной полосы под оборудование.

Важное значение имеет величина пропускной способности садово-парковых аллей и дорог, особенно I и II классов, в связи с интенсивностью движения посетителей. Дороги и площадки должны вместить в себя расчётное количество посетителей объекта. Поэтому важно рассчитать габариты дорог и площадок.

Пропускная способность дорог и аллей определяется исходя из единовременной емкости объекта, которая рассчитывается на посещаемость в выходной день в час пик - 11.. 12 час дня.

Интенсивность движения по аллее или дороге устанавливается с учетом коэффициента распределения посетителей по входным узлам объекта.

Посещаемость объекта в час пик рассчитывается исходя из установленных нормативов режима пользования объектом, численности проживающего населения в жилом районе (городе).

 

 

8. Типы покрытий дорожек и площадок (твёрдые, мягкие, покрытия из искусственных материалов, покрытия смешанного типа)

Твердые покрытия, называемые мощением, являются важным элементом всей композиции сада и придают ему индивидуальность. Даже материал, из которого сделаны дорожки, может повлиять на впечатление, производимое садом. Формой, расположением, изгибами дорожек определяется стиль и характер ландшафтного проекта. Кроме того, конечно, дорожки, дороги, тропинки - важный функциональный элемент благоустройства.

Садовые дорожки и тропинки отличаются по типу покрытия, типу мощения, применяемому материалу и технологии укладки.

Типы покрытий - плиточные, каменные, блочные, бетонные, травяные и т.п. Варианты укладки - на песок, на цементный раствор, с бордюром, без бордюра, сплошной, островки и т.п. Из всего этого нужно выбрать то, что больше всего подходит вашему саду.

Основными облицовочными материалами при устройстве дорожных покрытий в нашей работе являются: тротуарная плитка и природный камень.

Натуральный камень является лучшим материалом с эстетической и практической точки зрения. Существует огромное множество типов природного камня. Наиболее распространены покрытия из гранита, базальта (твердые породы), известняка, песчаника (мягкие породы) и других горных пород. Красивые тона, разнообразие структуры и формата, а также степень обработки поверхности (от колотой до шлифованной) позволяют использовать камень и на широких площадках, и в тенистых аллеях.

 

Другим распространенным материалом для садовых дорожек являются тротуарные бетонные плиты. В настоящее время их производят в большом ассортименте по цветовой гамме, различных размеров и конфигураций. Тротуарная плитка обладает и достаточно хорошими эксплуатационными свойствами. Она долговечна, прочна, морозостойка, подходит как для автомобильных подъездов, так и для пешеходных дорожек. По способу производства плитка делится на вибролитую и вибропрессованную. Укладывать плитку можно различными способами ("перевязками") - "елочкой", "лесенкой" и т. п. Можно укладывать плитку "вразбежку", заполняя пространство между плиточками газонной травой или сыпучим материалом - гравием, крошкой, песком.

 

Тротуарная плитка может быть не только бетонной, но и керамической. Если дорожки планируется эксплуатировать в зимнее время, поверхность керамической плитки должна быть шероховатой, иначе она будет очень скользкой. Керамическая плитка может имитировать природный камень, так называемый "керамический гранит", или быть покрытой глазурью различных цветов, что, при правильном расположении, может сделать дорожки, и, особенно, площадки, патио, очень оригинальными.

Альтернативой бетонному покрытию, с одной стороны, тротуарной плитке с другой стороны, и, даже, в какой-то степени, натуральному камню, является ставший популярным в последние годы декоративный бетон. Цветные отвердители, применяемые при устройстве покрытий из печатного бетона, устойчивы к ультрафиолетовому излучению, и создают поверхности, превосходящие по прочности и износостойкости обычные бетонные поверхности и даже тротуарную плитку. Прочность и декоративность такого покрытия позволяет использовать его и для пешеходных дорожек, различных площадок, патио, и для автомобильного подъезда и стоянки машин. Конечно, есть и минусы - декоративный бетон раза в 2-3 дороже обычной бетонной тротуарной плитки и требует ухода - почти ежегодно поверхность нужно обрабатывать гидрофобизирующими растворами. Ну и, конечно, работы по устройству покрытия из декоративного бетона должны выполнять только специализированные организации, нарушение технологии укладки сведет на нет все достоинства этого материала.

Вполне приемлемая, но более дешевая альтернатива покрытиям из натурального и искусственного камня – набивные дорожные покрытия, выполняемые из сыпучих материалов по щебеночно-песчаному основанию. Достаточно подготовить песчаное основание, равномерно рассыпать выбранный материал, утрамбовать поверхность - и дорожка готова. Спектр материалов, из которых можно изготовить такую дорожку, весьма широк. Это и тот же песок, и различные крошки - кирпичная, гранитная, мраморная, гравий, щебень различных фракций (он также может быть известковым, гранитным), галька, а также такие природные материалы, как измельченная древесная кора или крупные опилки. Используя сыпучие материалы различного цвета и фракций, можно подобрать подходящее покрытие для сада любого стиля, особенно для садов, выполненный в "дачном" стиле, а также восточных садов, для которых галька, гравий, каменная крошка - желанные гости. Сыпучие материалы можно комбинировать как между собой, так и с тротуарной плиткой и натуральным или искусственным камнем. Их существенный недостаток – необходимость периодической реконструкции верхнего слоя. Частота данной процедуры зависит от условий эксплуатации – на проездах ее придется проводить раз в 1–2 года, на пешеходных дорожках и площадках – реже. Кроме того, в жаркое сухое лето такие дорожные покрытия образуют пыль и требуют увлажнения.

Очень эффектно смотрятся дорожки, уложенные по принципу "с кочки на кочку", где валуны, плоские хотя бы с одной стороны, или бетонная или каменная плитка, уложена так, чтобы при каждом шаге можно было наступать на камень, а между ними земля покрывается мелким гравием или крошкой. Крошка используется также при устройстве дорожек "вразбежку" как альтернатива газонной траве. При правильном устройстве, дорожные покрытия из сыпучих материалов достаточно прочны, и по ним можно ездить на машине (кроме покрытий из гальки, которых невозможно хорошо утрамбовать, эти покрытия чаще используются как декоративные).

 

Помимо описанных выше широко распространенных дорожных покрытий, можно использовать и другие материалы. В первую очередь это обычная древесина. Это и различные мостки из досок, особенно естественно смотрящиеся рядом с водоемами, ручьями или в сочетании с перекинутыми через водоемы мостиками; и старые спиленные деревья, разрезанные перпендикулярно стволу на узкие круглые спилы. Можно использовать и старые деревянные шпалы - они пропитаны специальным составом, и прослужат еще очень долгое время.

 

Можно создавать на участке и травянистые дорожки. Все, что нужно для этого - глубокая обработка почвы, дренажный слой из песка или щебня и семена подходящей травосмеси. Трава на дорожке должна быть низкой, так что придется ее регулярно скашивать. Другой способ устройства - пластиковая газонная решетка зеленого цвета, в ячейках которой посеяна газонная трава, выглядит почти как обычный газон, но по ней можно не только ходить, но и ездить на машине, устраивать стоянку для машин. Помимо пластиковой, под стоянки или подъезды машин применяется бетонная газонная решетка. Она, конечно, не выглядит как сплошной зеленый газон, но все же и не как сплошной бетон.
Особое покрытие применяется для спортивных и детских площадок. Это специальные покрытия из прочного влагостойкого пластика, резины, композитных материалов.
Очень эффектны различные виды комбинированных мощений.

 

Дорожки и тропинки на садовом участке должны сочетать в себе как функциональные, так и декоративные свойства. Расчленяя сад на отдельные зоны, и, одновременно, связывая эти зоны между собой, они являются важными элементами художественно-эстетического решения сада. Форма и внешний вид дорожек должны органично вписываться в общую концепцию садового дизайна. Например, выложенная плитами строгая прямая дорожка никак не гармонирует с романтическими клумбами роз, но вполне уместна в саду формального стиля. Криволинейные в плане дорожки целесообразнее выкладывать из рваного натурального камня, который подчеркнет их живописность и не потребует установки поребриков. Для автомобильных же подъездов к жилым домам, гаражу и хозяйственным постройкам больше подходит мощение тротуарной плиткой или гранитной брусчаткой, поскольку вышеуказанные мелкоразмерные элементы более устойчивы к интенсивным динамическим нагрузкам и значительно упрощают уход – чистку от снега и мусора.

В зависимости от назначения ширина дорожек различна. Так ширина основных дорожек, например пешеходной, ведущей к дому, должна составлять не менее 1,2-1,5 м, чтобы два человека могли прогуливаться по ней одновременно, не мешая друг другу. Для дорожек второстепенной значимости достаточно ширины не более метра, а между грядками - не более 0,5 м. Любая дорожка должна иметь небольшой склон в обе стороны от осевой линии, чтобы не застаивалась дождевая вода. На участке с неровным рельефом нужны ступени или лестницы.

При мощении садовых дорожек большое значение имеет укрепление их краев. Бордюр может быть высоким или низким, из дерева или из камня, скругленной формы или прямым, но в любом случае он должен гармонировать с дорожным покрытием. Устанавливают его в углубленную канавку еще до укладки щебня или гравия - основы поверхностного покрытия дорожки. Дно канавки должно быть ниже уровня дорожки и окружающей поверхности. Для бордюра, как и для самой дорожки, делают песчаное основание. Бортовые камни можно забетонировать, тогда бордюр будет наиболее прочным. Высоту бордюра определяете вы сами. Но имейте в виду, что с эстетической точки зрения наиболее эффектно выглядит дорожка, высота которой равна высоте газона. Травянистые или песчаные дорожки, а также дорожки, посыпанные галькой или мульчей, могут иметь плавный переход к окружающим их клумбам и грядкам. Тогда кустистые и почвопокровные растения, разрастаясь, закрывают границы дорожки, придавая ей естественную прелесть.

Несмотря на то, что мощеные дорожки наверное самое тривиальное сооружение в саду, можно и в этом отличиться. Во-первых, аккуратно выполненной работой, затем оригинальностью кладки и, наконец, грамотным решением при выборе материала, который должен во всем соответствовать стилю участка.

Покрытие - верхний элемент дорожной одежды. Наиболее распространенные типы покрытий - асфальт, плитка, камень и высевки из сыпучих материалов.

Асфальт - современный и надежный тип покрытия применяется в частных садах крайне редко, хотя покрытие из цветного асфальта красного или зеленого было бы приемлемым для автомобильной дорожки и стоянки.

Плитка - оправдано самый распространенный тип покрытия. Применяя плитку различную по цвету, форме и размеру можно подобрать интересный рисунок, а сочетание плитки с природным камнем может выгодно разнообразить даже самую невзрачную плитку.

Камень - высокодекоративный и долговечный материал для покрытия дорожек. Различная окраска, величина и форма каменных плит дают возможность создавать множество красивых комбинаций в оформлении. Немалая стоимость самого камня, а также трудности при его укладке ставят такие покрытия по стоимости на одно из первых мест.

Бетон - долговечен, достаточно недорог. На поверхностный слой бетонной дорожки можно наносить рисунок металлической щеткой, деревянной теркой, или втапливая в еще незастывшую массу гальку, разноцветные камни, керамический окол и т.п.

Покрытия из сыпучих материалов называют простейшими или мягкими - это гранитный отсев, мелкофракционный щебень, мраморная крошка или окол, грунт, их смеси с цементным порошком, кирпичная крошка, галька, кора и пр. Несмотря на то, что дорожки с таким покрытием сравнительно дешевы, они имеют ряд недостатков и их широкое распространение ограничивается сложностью уборки (например, от листвы или хвои), возможностью эксплуатации только в летнее время. В сухую жаркую погоду такие дорожки пылят и требуют постоянного увлажнения, капитальный ремонт по сравнению с дорожками жестких покрытий, приходится производить гораздо чаще - раз в 2-3 года. Однако применение мягких покрытий неизбежно при устройстве детских и спортивных площадок (альтернативой могут быть спецпокрытия из искусственных материалов).

Подстилающий слой - первый (нижний) элемент дорожной одежды делают из песка слоем 10-20 см на малопроницаемых грунтах (тяжелых глинах), как дренирующий слой.

Основание - это главный конструктивный элемент дорожки или площадки, как правило - это щебень или песок.

На песчаное основание укладывают плитку или кирпич. На дорожках с большой нагрузкой слой уплотненного песка должен составлять 10-15 см, толщина плитки не менее 5 см. Укладка кирпича допускается на слой 5-6 см.

Щебеночное основание применяют на дорожках с мягким покрытием или с бетонным. Мягкое покрытие укладывают также на основание из сцементированного грунта.

На двухслойное основание щебень (5-10 см), песок (5-10 см) укладывают камень.

Наиболее надежным и прочным основанием для укладки плитки, считается вариант: песок 10-20 см, щебень 10-15 см, цементно-песчаная смесь 7-10 см. Такое основание приемлемо при укладке камня.

Нередко укладку плитки или камня делают на бетонное основание. В этом случае в пределах дорожного полотна устанавливают опалубку и на уплотненный щебень слоем 8-10 см равномерно распределяют бетон, оставляя температурные швы через 2,5 м. Застывший бетон облицовывают плиткой на цементном растворе слоем 1-3 см. Швы заполняют жидким раствором или цветной затиркой.

Бортовой камень и бровка отграничивают поверхность площадки и дорожки от газона. В качестве бордюра применяют булыжный камень, керамическое ограждение, бетонный или гранитный бортовой камень, кирпич или бетонную ленточную заливк

 

Содержание дорожно-тропиночной сети (в зимний, весенний, летний периоды) Текущий и капитальный ремонт дорожек и площадок

 

Свойства

Материалы и изделия должны обладать хорошими свойствами и качествами.

Свойство — характеристика материала, проявляющаяся в процессе его обработки, применении или эксплуатации.

Качество — совокупность свойств материала, обуславливающих его способность удовлетворять определённым требованиям в соответствии с его назначением.

Свойства строительных материалов и изделий классифицируют на четыре основные группы: физические, механические, химические, технологические и др.

К химическим относят способность материалов сопротивляться действию химически агрессивной среды, вызывающие в них обменные реакции приводящие к разрушению материалов, изменению своих первоначальных свойств: растворимость, коррозионная стойкость, стойкость против гниения, твердение.

Физические свойства: средняя, насыпная, истинная и относительная плотность; пористость, влажность, влагоотдача, теплопроводность.

Механические свойства: пределы прочности при сжатии, растяжении, изгибе, сдвиге, упругость, пластичность, жёсткость, твёрдость.

Технологические свойства: удобоукладываемость, теплоустойчивость, плавление, скорость затвердевания и высыхания

Механические свойства

Упругость — самопроизвольное восстановление первоначальной формы и размера после прекращения действия внешней силы.

Пластичность — свойство изменять форму и размеры под действием внешних сил не разрушаясь, причём после прекращения действия внешних сил тело не может самопроизвольно восстанавливать форму и размер.

Остаточная деформация — пластичная деформация.

Относительная деформация — отношение абсолютной деформации к начальному линейному размеру(ε=Δl/l).

Модуль упругости — отношения напряжения к отн. деформации (Е=σ/ε).

Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или др. Прочность оценивают пределом прочности — временным сопротивлением R, определённом при данном виде деформации. Для хрупких (кирпич, бетон) основная прочностная характеристика — предел прочности при сжатии. Для металлов, стали — прочность при сжатии такая же, как и при растяжении и изгибе. Так как строительные материалы неоднородны, предел прочности определяют как средний результат серии образцов. На результаты испытаний влияют форма, размеры образцов, состояния опорных поверхностей, скорость нагружения. В зависимости от прочности материалы делятся на марки и классы. Марки записываются в кгс/см², а классы — в МПа. Класс характеризует гарантированную прочность. Класс по прочности В называется временным сопротивлением сжатию стандартных образцов (бетонных кубов с размером ребра 150 мм), испытанных в возрасте 28 суток хранения при температуре 20±2 °C с учётом статической изменчивости прочности.

Коэффициент конструктивного качества: ККК=R/γ(прочность на относит. плотность), для 3-й стали ККК=51 МПа, для высокопрочной стали ККК=127 МПа, тяжёлого бетона ККК=12,6 МПа, древесины ККК=200 МПа.

Твёрдость — показатель, характеризующий свойство материалов сопротивляться проникновению в него другого, более плотного материала. Показатель твёрдости: НВ=Р/F (F — площадь отпечатка, P — это сила), [НВ]=МПа. Шкала Мооса: тальк, гипс, известь…алмаз.

Истирание — потеря первоначальной массы образца при прохождении этим образцом определённого пути абразивной поверхности. Истирание: И=(m1-m2)/F, где F — площадь истираемой поверхности.

Износ — свойство материала сопротивляться одновременно воздействию истирающих и ударных нагрузок. Износ определяют в барабане со стальными шарами или без них.

Свойства

Материалы и изделия должны обладать хорошими свойствами и качествами.

Свойство — характеристика материала, проявляющаяся в процессе его обработки, применении или эксплуатации.

Качество — совокупность свойств материала, обуславливающих его способность удовлетворять определённым требованиям в соответствии с его назначением.

Свойства строительных материалов и изделий классифицируют на четыре основные группы: физические, механические, химические, технологические и др.

К химическим относят способность материалов сопротивляться действию химически агрессивной среды, вызывающие в них обменные реакции приводящие к разрушению материалов, изменению своих первоначальных свойств: растворимость, коррозионная стойкость, стойкость против гниения, твердение.

Физические свойства: средняя, насыпная, истинная и относительная плотность; пористость, влажность, влагоотдача, теплопроводность.

Механические свойства: пределы прочности при сжатии, растяжении, изгибе, сдвиге, упругость, пластичность, жёсткость, твёрдость.

Технологические свойства: удобоукладываемость, теплоустойчивость, плавление, скорость затвердевания и высыхания.

Физические свойства

1. Истинная плотность ρ — масса единицы объёма материала в абсолютно плотном состоянии. ρ =m/Va, где Va объём в плотном состоянии. [ρ] = г/см³; кг/м³; т/м³. Например, гранит, стекло и другие силикаты практически абсолютно плотные материалы. Определение истинной плотности: предварительно высушенную пробу измельчают в порошок, объём определяют в пикнометре (он равен объёму вытесненной жидкости).

2. Средняя плотность ρm=m/Ve — масса единицы объёма в естественном состоянии. Средняя плотность зависит от температуры и влажности: ρm=ρв/(1+W), где W — относительная влажность, а ρв — плотность во влажном состоянии.

3. Насыпная плотность (для сыпучих материалов) — масса единицы объёма рыхло насыпанных зернистых или волокнистых материалов.

4. Пористость П — степень заполнения объёма материала порами. П=Vп/Ve, где Vп — объём пор, Ve — объём материала. Пористость бывает открытая и закрытая.

Открытая пористость По — поры сообщаются с окружающей средой и между собой, заполняются водой при обычных условиях насыщения (погружении в ванну с водой). Открытые поры увеличивают проницаемость и водопоглощение материала, снижают морозостойкость.

Закрытая пористость Пз=П-По. Увеличение закрытой пористости повышает долговечность материала, снижает звукопоглощение.

Пористый материал содержит и открытые, и закрытые поры

Гидрофизические свойства

1. Водопоглощение пористых материалов определяют по стандартной методике, выдерживая образцы в воде при температуре 20±2 °C. При этом вода не проникает в закрытые поры, то есть водопоглощение характеризует только открытую пористость. При извлечении образцов из ванны вода частично вытекает из крупных пор, поэтому водопоглощение всегда меньше пористости. Водопоглощение по объёму Wo (%) — степень заполнения объёма материала водой: Wo=(mв-mc)/Ve*100, где mв — масса образца материала, насыщенного водой; mc — масса образца в сухом состоянии. Водопоглощение по массе Wм (%) определяют по отношению к массе сухого материала Wм=(mв-mc)/mc*100. Wo=Wм*γ, γ — объемная масса сухого материала, выраженная по отношению к плотности воды (безразмерная величина). Водопоглощение используют для оценки структуры материала с помощью коэффициента насыщения: kн = Wo/П. Он может меняться от 0 (все поры в материале замкнутые) до 1 (все поры открытые). Уменьшение kн говорит о повышении морозостойкости.

2. Водопроницаемость — это свойство материала пропускать воду под давлением. Коэффициент фильтрации kф (м/ч — размерность скорости) характеризует водопроницаемость: kф=Vв*а/[S(p1-p2)t], где kф=Vв — количество воды, м³, проходящей через стенку площадью S = 1 м², толщиной а = 1 м за время t = 1ч при разности гидростатического давления на границах стенки p1 — p2 = 1 м вод. ст.

3. Водонепроницаемость материала характеризуется маркой W2; W4; W8; W10; W12, обозначающей одностороннее гидростатическое давление в кгс/см², при котором бетонный образец-цилиндр не пропускает воду в условиях стандартного испытания. Чем ниже kф, тем выше марка по водонепроницаемости.

4. Водостойкость характеризуется коэффициентом размягчения kp = Rв/Rс, где Rв — прочность материала насыщенного водой, а Rс — прочность сухого материала. kp меняется от 0 (размокающие глины) до 1 (металлы). Если kp меньше 0,8, то такой материал не используют в строительных конструкциях, находящихся в воде.

5. Гигроскопичность — свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из воздуха. Процесс поглощения влаги из воздуха называется сорбцией, он обусловлен полимолекулярной адсорбцией водяного пара на внутренней поверхности пор и капиллярной конденсацией. С повышением давления водяного пара (то есть увеличением относительной влажности воздуха при постоянной температуре) возрастает сорбционная влажность материала.

6. Капиллярное всасывание характеризуется высотой поднятия воды в материале, количеством поглощённой воды и интенсивностью всасывания. Уменьшение этих показателей отражает улучшение структуры материала и повышение его морозостойкости.

7. Влажностные деформации. Пористые материалы при изменении влажности меняют свой объём и размеры. Усадка — уменьшение размеров материала при его высыхании. Набухание происходит при насыщении материала водой.

Теплофизические свойства

1. Теплопроводность — свойство материала передавать тепло от одной поверхности к другой. Формула Некрасова связывает теплопроводность λ [Вт/(м·С)] с объемной массой материала, выраженной по отношению к воде: λ=1,16√(0,0196 + 0,22γ2)-0,16. При повышении температуры теплопроводность большинства материалов возрастает. R — термическое сопротивление, R = 1/λ.

2. Теплоёмкость с [ккал/(кг·С)] — то количество тепла, которое необходимо сообщить 1 кг материала, чтобы повысить его температуру на 1 °C. Для каменных материалов теплоёмкость меняется от 0,75 до 0,92 кДж/(кг·С). С повышением влажности возрастает теплоёмкость материалов.