Применение силикатного кирпича

Силикатный кирпич применяют для несущих стен зданий. Из-за недостаточной водостойкости его не рекомендуется применять для цоколей зданий Для кладки труб и печей силикатный кирпич не используют, так как при высокой температуре дегидратируется Са(ОН)₂, разлагается СаСО₃ и гидросиликаты кальция, а зерна кварцевого песка при 600 ⁰С расширяются и вызывают растрескивание кирпича.

Силикатный кирпич на 30-40% дешевле глиняного, поскольку при его производстве не требуется сушка и высокотемпературный обжиг.

Производство силикатного кирпича

1. Комовую известь – кипелку, поступающую из известеобжигательных печей, сортируют, чтобы удалить недожог и пережог. Затем дробят и размалывают в тонкий порошок.

2. Гашение извести. Гасят известь (в силосах или гасильных барабанах) в смеси с песком в течение 8-9 ч. Известь гасят под давлением 0,3-0,5 МПа. Песок дозируют по объему, а известь – по весу.

3. Перед прессованием известково-песчаную смесь перемешивают и дополнительно увлажняют до 7%.

4. Прессование кирпича. Прессование кирпича производится под давлением 150-200 кг/см² снизу вверх при помощи рычажного механизма.

5. Отформованные кирпичи укладывают на вагонетки и отправляют в автоклавы для твердения.

Прочность силикатного кирпича продолжает повышаться и после запаривания его в автоклаве. Это объясняется тем, что часть извести, не вступившей в химическое взаимодействие с кремнеземом, реагирует с углекислотой воздуха, т.е. происходит карбонизация:

Са(ОН)₂+СО₂=СаСО₃+Н₂О

Прочность, водостойкость и морозостойкость силикатного кирпича увеличивается также при его высыхании.

Лекция № 13

 

ДРЕВЕСИНА

Древесные породы разделяются на две основные группы: хвойные и лиственные. Наибольшее применение получили хвойные (сосна, лиственница, ель, пихта, кедр). Среди многообразия лиственных пород в строительстве применяют дуб, ясень, бук, березу, осину.

Древесина хвойных пород применяется для изготовления строительных конструкций, а древесина лиственных пород – для изготовления конструкций и изделий: наклонных стропил, обрешетки, доступных для осмотра и проветривания, столярных перегородок, дверей, плинтусов, наличников, досок для чистых полов и т.д. Что объясняется ее преимуществами: меньшей плотностью, хвойные породы имеют правильную форму ствола, более стойка у загниванию за счет ее смолистости.

Строение древесины

При рассмотрении разрезов ствола можно различить следующие основные его части: сердцевину, кору, камбий и древесину.

Сердцевина состоит из клеток с тонкими стенками, слабо связанных друг с другом. Совместно с древесной тканью первого года развития образуют сердцевинную трубку, которая легко загнивает и имеет малую прочность.

Кора состоит из кожицы (корки), пробковой ткани, которые защищают дерево от вредных влияний среды и механических повреждений, и луба, проводящего питательные вещества от кроны в ствол и корни.

Камбий – образовательная ткань в корнях и стеблях, расположен однорядным цилиндрическим слоем. Ежегодно в вегетативный период (весна-осень) камбий откладывает в сторону коры клетки луба и внутрь ствола, в значительно большем объеме клетки древесины. Ежегодно в вегетативный период (весна-осень) камбий откладывает в сторону коры клетки луба и внутрь ствола, в значительно большем объеме клетки древесины.

Древесина ствола состоит из годичных колец. Каждое годичное кольцо состоит из двух слоев: весенней древесины, образующейся весной, и поздней летней (к концу лета). Поздняя древесина более темная, менее пористая и обладает большей прочностью.

В процессе роста дерева стенки клеток древесины внутренней части ствола, примыкающей к сердцевине, постепенно изменяют свой состав и пропитываются у хвойных пород смолой, а у лиственных – дубильным веществами. Движение влаги в ней прекращается, она становится более прозрачной, твердой и менее способной к загниванию. Эту часть ствола называют ядром. Она состоит из мертвых клеток.

Часть более молодой древесины ствола расположенной ближе к коре, в которой еще имеются живые клетки называется заболонью. Эта часть имеет большую влажность, легко загнивает, малопрочна и имеет склонность к короблению.

Сердцевинные лучи служат для перемещения влаги и питательных веществ в поперечном направлении и создания запаса этих веществ на зимнее время. Древесина легко раскалывается и растрескивается по сердцевинным лучам.

Свойства древесины

Истинную плотность древесины можно принять равной 1,54 г/см³. Она изменяется незначительно, т.к. древесина всех пород состоит из одного и того же вещества – целлюлозы. Средняя плотность древесины разных пород и даже древесины одной и той же породы колеблется в весьма широких пределах от 390 до 720 кг/м³. Плотность свежесрубленного дерева выше и достигает 1030 кг/м³.

Предел гигроскопической влажности древесины соответствует полному насыщению стенок клеток древесины водой (около 30%). Капиллярная влага свободно заполняет полости клеток и межклеточное пространство. Полная влажность складывается из гигроскопической и капиллярной. Она значительно превышает 30% и колеблется в пределах от 40 до 120%, а в воде она может достичь 200%.

Равновесную влажность древесина приобретает при ее нахождении длительное время на воздухе. Она составляет 8-12% (для комнатно-сухой древесины) и 15-18% (для воздушно-сухой древесины).

Колебания влажности волокон древесины влекут за собой изменение размеров и формы изделий из древесины. При увлажнении сухой древесины до достижения ею предела гигроскопичности стенки древесных клеток утолщаются, разбухают, что приводит к увеличению размеров и объема деревянных изделий. Свободная влага, заполняющая полости клеток, на размерах древесины не отражается.

Усушка древесины происходит за счет удаления связанной влаги из стенок клеток, т.е. влажность древесины становится меньше предела гигроскопичности. Вследствие неоднородности строения, древесина усыхает в различных направлениях неодинаково (наибольшее усыхание происходит в тангенсальном направлении, а наименьшее вдоль волокон). Усушка и разбухание древесины вызывают коробление и растрескивание лесных материалов.

Теплопроводность сухой древесины незначительна: для сосны поперек волокон – 0,17 Вт/(м⁰С); вдоль волокон 0,34 Вт/(м⁰С).

Прочность древесины характеризуется пределами ее прочности при сжатии, растяжении, статическом изгибе и скалывании.

В области растяжения диаграмма растяжения-сжатия практически линейна, и дерево ведет себя как хрупкий материал, а в области сжатия она не линейна.

Прочность древесины зависит от породы дерева, его средней плотности, наличия пороков и влажности (она понижается, если влажность от 0 до 30%).

,       

a=0,04 при сжатии и изгибе, a=0,03 – при скалывании.

Прочность при сжатии определяется вдоль и поперек волокон: вдоль волокон она составляет около 100 МПа, а поперек – 20-25 МПа. Прочность древесины при растяжении вдоль волокон в 2,5 раз превосходит предел прочность при сжатии. По удельной прочности древесина не уступает стали и стеклопластикам. Прочность при статическом изгибе древесины составляет 70% от прочности при растяжении (»86 для сосны). Предел прочности при скалывании вдоль волокон составляет 6-13 МПа, а поперек волокон в 3-4 раза выше.

Дерево стойко к концентрации напряжений ввиду наличия внутренних поверхностей раздела между волокнами.

Твердость. Мягкие породы имеют торцевую твердость 35-50 МПа (сосна, ель, пихта, ольха); твердые – 50-100 МПа (дуб, граб, береза, ясень, лиственница) и очень твердые – более 100 МПа (кизил, самшит).

Модуль упругости воздушно-сухой сосны и ели составляет 10000-15000 МПа.

Древесина является морозостойким материалом, стойка к действию воды и органических растворителей.

Сортамент древесины.

Лесо-и пиломатериалы. Хлыстом называют ствол поваленного дерева, опиленный от корневой части и очищенный от сучьев. Процесс деления хлыстов на части называют раскряжевкой. Круглые лесоматериалы по толщине разделяют на мелкие, средние и крупные. Мелкие, называемые часто подтоварником, имеют диаметр 6-13 см длиной 3-9 м, средние – 14-24 см, крупные – 26 см и более. Более тонкие части ствола или тонкий лес (3 см) строители называют жердями, они имеют длину 3-9 м. Бревна имеют длину 3-6,5 м и сечение не менее 14 см.

Пиломатериалы по геометрической форме и размерам поперечного сечения делят на пластины, четвертины, брусья и доски, горбыль. Брусья имеют толщину и ширину 100-250 мм при отношении сторон менее 2. Бруски имеют толщину до 100 мм и ширину более двойной толщины. Тонкие доски называю еще тесом. Для досок характерно отношение ширины к толщине более 2,размеры – b=80-250, h=13-100 мм. По характеру обработки пиломатериалы делятся на обрезные и необрезные.

Пороки древесины

Сучки – части ветвей, заключенные в древесине, они нарушают однородность строения древесины, вызывают искривление волокон и затрудняют механическую обработку. По состоянию древесины различают сучки здоровые, загнившие, гнилые и табачные. По степени срастания сучки могут быть сросшиеся, частично сросшиеся, несросшиеся и выпадающие несросшиеся. По взаимному расположению выделяют три разновидности сучков: разбросанные, групповые и разветвленные (рис. 3).

Трещины представляют собой разрывы древесины вдоль волокон. Они нарушают целостность лесоматериалов, снижают их механическую прочность и долговечность. Метиковые трещины - это радиально направленные трещины в ядре или заболони, отходящие от сердцевины (рис. 4). Они возникают в растущем дереве и увеличиваются в срубленном дереве при его высыхании. Простые метиковые трещины состоят из одной или двух трещин, расположенных на обоих торцах бревна в одной плоскости. Сложные метиковые трещины состоят из одной или нескольких трещин, расположенных на торцах бревна в разных плоскостях. Морозные трещины образующиеся в растущем дереве, направлены радиально, проходят из заболони в ядро и имеют значительную протяженность по длине ствола дерева. Трещины усушки, возникающие в срубленном дереве по мере его высыхания, тоже направлены по радиусу торцового среза. Они отличаются от мети-ковых и морозных трещин меньшей глубиной и протяженностью. Отлупные трещины проходят между годичными слоями толщины изделия.

Сбежистость- это уменьшение диаметра круглых лесоматериалов от толстого к тонкому концу, превышающие нормальный сбег, равный 1 см на 1 м длины. Сбежистость увеличивает отходы при распиловке и лущении бревен, обуславливает появление радиального наклона волокон в пиломатериалах и шпоне, а следовательно, и снижение прочности этих материалов.

3акомелистость проявляется в виде резкого увеличения комлевой (нижней) части ствола дерева.

Нарост - резкое местное утолщение ствола, имеющее различную форму и размеры.

Кривизна – искривление продольной оси бревен, обусловленное кревизной ствола дерева.

Наклон волокон – непараллельность волокон древесины продольной оси изделий. Он увеличивает прочность древесины при раскалывании, но снижает прочность при растяжении и изгибе вследствие перерезания волокон древесины.

Крень – ненормальное утолщение поздней древесины в годовых слоях.

Свилеватость - волокнистое или беспорядочное расположение волокон древесины, чаще встречается у лиственных пород.

Двойная сердцевина в виде двух сердцевин со своими системами годовых слоев. Увеличивает отходы при обработке древесины, усиливает ее растрескивание.

Завиток – местное резкое искривление годовых слоев под влиянием сучков и проростей.

Пасынок – отмершая вторая вершина или толстый сук, пронизывающие ствол под острым углом к его продольной оси. Ухудшает однородность и механические свойства.

Водослой - это участки ядра или заболони с ненормальной темной окраской, возникающие в растущем дереве вследствие повышенной влажности этих участков. Этот порок нередко является причиной растрескивания и гниения древесины, снижения ударной вязкости при изгибе.

Рак – рана, возникающая на поверхности ствола растущего дерева вследствие жизнедеятельности грибков и бактерий.

Суховатость возникает в местах повреждений (заруба, ожога, ушиба); представлет собой омертвевший участок ствола.

Засмолок – участок древесины обильно пропитанный смолой; присущ только хвойным породам. Он снижает ударную вязкость и водопроницаемость, затрудняет отделку – лакировку, окраску.

Ядровая гниль, развивающаяся в растущем дереве под действием дереворазрушающих грибов, существенно снижает механические свойства и сортность древесины.

Наружная трухлявая гниль возникает вследствие поражения древесины дереворазрушающими грибами. На поверхности пораженной древесины наблюдаются тяжи грибницы и плодовые тела, при этом пораженная древесина распадается на части и растирается в порошок. Этот вид гнили резко снижает механические свойства древесины вплоть до полной ее непригодности.

Червоточиной называют ходы и отверстия, проделанные в древесине насекомыми. Различают червоточину: поверхностную (глубиной до 3 мм), неглубокую (до 15 мм) и сквозную.

Механические повреждения (заруб, запил, скол, вырыв и т.п.) являются следствием небрежного или неумелого применения механизмов и инструментов при обработке древесины.

Покоробленность – это искривление пиломатериала, возникающее при распиловке, сушке и хранении.