Стеновый изделия и конструкции

ВОПРОС №2.1. Классификация стеновых изделий.

1) По виду изделий:

-кирпич одинарный 250х120х65

-кирпич утолщенный 250х120х88

-стеновые камни 390х190х188, 390х190х288

-мелкие блоки (m= до 40 кг)

-крупные блоки (m= до 3 т)

-панели однослойные и многослойные (длина: 6, 3, 1,5, 0,75; ширина:1,2, 1,8 м)

2) По назначению:

-наружные стены

-внутренние стены

-перегородки

3) По виду применяемого сырья:

-неорганические (кирпич, ячеистый бетон)

-органические (древесина)

-органоминеральные (арболит)

4) По способу твердения:

-безобжиговые:

· твердеющие в нормальных условиях

· твердеющие при повышенной и высокой влажности

· твердеющие при повышенной температуре и давлении (автоклав)

-обжиговые

5) По средней плотности:

-особолегкие (ρ_m<600 кг/м³)

-легкие (ρ_m=600-1300 кг/м³)

-облегченные (ρ_m=1300-1600 кг/м³)

 

6) По теплопроводности:

-с низкой теплопроводностью (λ<0.06 Вт/м·К)

-средней теплопроводности (λ=0.06-0,18 Вт/м·К)

-высокой теплопроводности (λ>0.18 Вт/м·К)

7) По R_сж:

-низкой прочности (R_сж=2,5-7,5 МПа)

-средней прочности (R_сж=10-15 МПа)

-высокой прочности (R_сж=20-40 МПа)

8) По огнестойкости:

-несгораемые

-трудносгораемые

-сгораемые

9) По способу возведения:

-сборные

-монолитные

10) По конструкции:

-однослойные

-многослойные

11) По характеру восприятия нагрузок:

-несущие

-самонесущие

-ненесущие

 

 

ВОПРОС №2.2. Строительно-эксплуатационные свойства строительных материалов.

1) Фактическая средняя плотность (кг/м³)

-керамика 1400-1600

-бетоны на пористых заполнителях 950-1400

-ячеистый бетон 400-800

-древесно-минеральные изделия 800-1000

2) Пористость и пустотность, %

-керамический кирпич: T_v=25-35, П_y=11-33

-силикатный кирпич: T_v=10-15, П_y=20-40

3) Влажность отпускная, %

-ячеистый бетон 15-35

-арболит 20-25

-керамический бетон 15-18

4) Влагоотдача – имеет высокое значение, т.к. стены в процессе возведения здания имеют повышенную влажность, а затем высыхают до приобретения равновесной влажности

- газобетон – активно поглащает влагу и плохо ее отдает. Через 1,5-2 часа влажность изменяется с 15-35% до 6-10%.

-арболит: за одно лето снижает влажность с 20-25% до 4-6%

5) Водостойкость:

К_р – это коэффициент размягчения ≥0,8 – водостойкий, если К_р<0.8 – материал нельзя применять в условиях повышенной влажности.

6) Морозостойкость – минимальная марка для стен F15.

Для лицевого кирпича F35, F50/

7) Паро- и газопроницаемость – стены должны дышать, т.е. через них должно происходить естественная вентиляция. Паропроницаемые материалы должны располагаться с той стороны ограждающей конструкции, с которой содержание пара в воздухе высокое.

8) Теплопроводность:

-кирпич керамический полнотелый

-кирпич керамический пустотелый

-кирпич силикатный

-ячеистый бетон при ρ_m=600

-древесина

8) Прочность, МПа

-кирпич керамический и силикатный R_сж=7.5-30 МПа (М75-300)

-керамзитобетон R_сж=7.5-15 МПа (М75-150)

-ячеистый бетон R_сж=2.5-7,5 МПа

-арболит R_сж=2.5-3,5 МПа

 

 

ВОПРОС №2.3. Принципы обеспечения теплозащитных свойств ограждающих конструкций.

Получение однослойных, высокопористых, многослойных стеновых изделий с эффективными утеплителями возможно как и при монтаже в условиях строительства.

Определив сопротивление теплопередачи для конкретного региона России, рассчитывается толщина стены с учетом теплопроводности каждого материала.

С позиции обеспечения лучших теплоизоляции и долговечности стен теплоизоляционный слой необходимо размещать с наружной стороны конструкции.

ВОПРОС №2.4. Принципы производства силикатных изделий.

При смешивании воздушной извести с кварцевым песком получают строительный раствор, который при обычной температуре твердеет медленно и имеет невысокую прочность. Однако если создать паровую среду (р=0,8-1,2 МПа, t=175-210ºC) тонкомолотый песок приобретает химическую активность и начинает реагировать с известью:

Гидросиликаты кальция обеспечивают высокую прочность изделия, поэтому в производстве силикатных изделий часть песка тонко измельчают. Тепловлажностная обработка осуществляется в автоклавах – термически-закрытых аппаратах с повышенным температурой и давлением.

Из известково-песчаных смесей производят как штучные, так и крупноразмерные изделия. Объем выпуска – 16% от общего выпуска стеновых материалов.

Доступность сырья и экономичность производства.

Выпуск пустотного на 25% сокращает расход сырьевых материалов, на 15% - расход электроэнергии. Силикатный полнотелый кирпич по стоимости конкурирует с керамическим кирпичом. А стены из пустотных силикатных изделий дешевле, чем из керамических. Их объем выпуска состовляет 14%. Масса утолщенного кирпича не более 4,3 кг.

Кирпичи и камни делятная на:

-рядовые

-

Выпускаются кирпичи марок 7,5-30, по морозостойкости не мене 15. Водопоглащение по массе не более 16%.

Применяются для кладки стен зданий М75 – только для малоэтажного строительства. Не допускается в зданиях с повышенной влажностью (подвалы, цоколи), при повышение температуры (дымовые трубы, газоходы, печи, для изоляции термической поверхности).

 

ВОПРОС №2.5. Кирпич и камни керамические.

Изготавливаются из глинистого сырья путем формования, сушки и обжига при t=950-1050ºC

ГОСТ предусматривает до 27 типов изделий по размерам и пустотности:

-кирпич полнотелый и дырчатый (250х120х65)

-кирпич утолщенный щелевой (250х120х88)

Камни щелевые (250х120х138)

Требования:

1) по ρ_m и :

-обыкновенный ρ_m>1650, >0.7

-эффективные ρ_m<1450, <0.46

-условно эффективные ρ_m=1400-1650, <0.58

2) Водопоглащение:

-полнотелых не менее 6%

-для лицевых изделий не более 14%

3) По прочности марка устанавливается по R_сж и R_изг:

Марки:100,125,150,175,250,300

4)По морозостойкости: F25,35,50

Применение:

-полнотелые изделия – для кладки наружных и внутренних стен, печей и труб

-пустотелые изделия – не рекомендуется использовать для фундаментов, подземных частей стен, печей и дымовых труб.

 

 

ВОПРОС №2.6. Стеновые камни, мелкие блоки и крупноразмерные стеновые изделия из легких бетонов на пористых заполнителях.

Замена в бетонах тяжелых заполнителей мелкими позволяет снизить ρ_m бетона, теплопроводность, требуемую толщину, расход материалов и транспортные расходы.

Для легких бетонов на пористых заполнителях имеется требование обеспечения заданной средней плотности, необходимой прочности и долговечности.

Величина ρ_m стены колеблется от 900 до 1400, R_сж=10-15 МПа, морозостойкость F25,35,50. В качестве вяжущих ПЦ и ШПЦ.

Заполнители имеют R_сж=250-1100 МПа.

Поскольку заполнители пористые, бетонная смесь имеет повышенную водопотребность и склонность к расслаиванию в процессе вибрации.

Снижение ρ_m бетона и предотвращение расслаивания смеси достигают правильным подбором зернового состава заполнителей с максимальной степенью насыщенностью.

Используют интенсивные методы уплотнения, например вибрацию с пригрузом.

Для повышения удобоукладываемости смеси в состав рекомендуется вводить пластифицирующие ПАВ.

 

ВОПРОС №2.7. Сырьевые материалы для производства ячеистых бетонов.

Ячеисто бетонные наружные стены имеют более высокие технико-экономические показатели по сравнению со стенами из керамического и силикатного кирпича.

Применяются мелкие блоки из ячеистых бетонов для кладки наружных и внутренних стен в здании с относительной влажностью воздуха не более 75%.

Стеновые изделия из ячеистого бетона получают путем формавания из текучего шлака с последующим твердением.

Поризация этой массы может получаться 3 методами:

1) Химический:

Заключается в создании газовыделений формовочной массы за счет химического воздействия и газообразователем алюминиевой пудрой:

2) Механический:

Представляет собой процесс раздельного получения кремнеземисто-вяжущей смеси и технической смеси с последующим их перемешиванием.

Приготовление этой массы возможно в пеногенераторах с повышением давления воздуха или в скоростных смесителях при атмосферном давлении.

3) Механо-химический:

Относят к новым разработкам. Формовочная смесь на I этапе является новой разработкой. Поризуется за счет введения в нее пены, а затем создаются более крупные поры за счет газообразователя.

Сырьевыми материалами для получения ячеистых бетонов являются вяжущие вещества, кремнеземистый компонент, порообразователь и корректирующие добавки (стабилизаторы)

 

 

ВОПРОС №2.8. Технологические схемы производства газобетонных изделий автоклавным и безавтоклавным способом.

Исходные компоненты:

1) Кварцевый песок (немолотый+молотый)

2) Вяжущие (цемент или известь)

3) Газообразователь (Al пудра)

4) Вода

5) ПАВ

Дозируется каждое отдельно

1+2= цементно песчаный шлак

W=40-50%

3+4+5= приготовление Al суспензии.

Приготовление газобетонной смеси:

Формы→чистка→смазка→разлив смеси в формы→выдержка→срезка «горбушки» →твердение изделия.

В зависимости вида вяжущего твердение изделия может осуществляться двумя способами:

1) Автоклавным (когда тепловлажностная обработка производится в автоклавах)

2) Неавтоклавным – твердение происходит в пропарочным камерах при t=70-90ºC, влажность 95-98%, давление атомсферное. С экономической точки зрения этот способ наиболее предпочтителен.

 

ВОПРОС №2.9. Основа технологии производства пенобетонных изделий.

Технология изделий из пенобетона в отличии от газобетона используются менее энергоемкие процессы, такие как активизация сырья в специальных стержневых системах и пропаривания в пропарочных камерах. Поэтому стоимость их в 1,5-2 раза ниже, чем газобетона.

Пенобетон получил в настоящее время широкое распространение на западе и в нашей стране.

Технологическая схема

Вода + пенообразователь → приготовление раствора пенообразователя→насос-дозатор→пеногенератор(ПЦ+песок) →формование изделий→твердение→складирование готовой продукции.

Основное количество пор образуется в момент выхода пеномассы из трубопровода через гаситель. Пена подается очень равномерная и мелкопористая, устойчивая к оседанию.

Пенобетоны «сухой минерализации»

Эта технология разрабатывалась для монолитного домостроения. Газобетоны в монолитном домостроении использовать нельзя по 2-м причинам:

1) Невозможно обеспечить твердение в автоклавных условиях.

2) Получение после вспучивания горбушки.

В основе технологии сухой минерализцаии лежит следющией прием: при смешивании сухих компонентов (вяжущее+песок) с пеной низкой кратности (3-6).

На поверхности воздушных пузырьков адсорбируется частички цемента, т.к. цемент лучше смачивается водой, чем песок. В результате вокруг воздушной поры формируется плотная оболочка из цементного камня, что обеспечивает высокую устойчивость пены.

Пенобетонная смесь быстро приобретает прочность. Твердение может происходить как при нормальной температуре, так и при 70-90ºС в обогреваемой опалубке.

По этой технологии наружная стена на этаже выполняется в 3-4 приема:

1) До подоконника

2) До верхнего обреза оконного блока

3) ДО перекрытия следующего этажа

По этой технологии можно получать конструкции средней плотность 1100-1300 кг/м³ и прочность от 0,2 до 1 МПа.

 

ВОПРОС №2.10. Стеновые изделия на основе строительного гипса.

Гипсобетонные изделия изготавливают на основе строительного гипса и заполнителей в виде кварцевого песка и древесных опилок.

Гипсобетон является не водостойким материалом и поэтому используется для производства внутренних перегородочных плит, панелей и пустотелых стеновых камней. Применяют такие изделия в сухих помещениях с относительной влажностью не более 60%.

Панели изготавливают как сплошными, так и с проемами для дверей, размером на комнату длиной 6м, высотой 3м, толщиной 80-100мм.

Марка гипсобетона не менее 50.

Панели армируют деревянным каркасом ρ_m=1200-1400.

Гипсобетонные стеновые камни – применяются для наружных и внутренних стен одно и двух этажных зданий.

Изделия для наружных стен подвергаются гидрофобизации (покрываются водоотталкивающим составом).

R=3.5-10 МПа, F10,15

390x190x88

 

 

Раздел 3

Строительные растворы.

ВОПРОС №3.1. Классификация строительных растворов.

Строительный раствор – это искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания рационально подобранной смеси вяжущего вещества, мелкого заполнителя, воды и добавок.

Классификация:

1) По средней плотности в сухом состоянии:

-легкие ρ_m<1500 кг/м³

-тяжелые ρ_m>1500 кг/м³

2) По виду вяжущих:

-цементные

-известковые

-гипсовые

-смешанные

3) Но назначению:

-кладочные

-монтажные

-отделочные

-специальные

ВОПРОС №3.2. Материалы для строительных растворов и их назначение.

С целью экономии раствора, гидравлических вяжущих и улучшения технологических свойств растворных смесей применяют следующие материалы для строительных растворов – цемент и известь, цемент и глину и др.

Известь для строительных растворов применяют в виде молотого, (негашеного) порошка или известкового теста. Можно применять жирную и тощую известь.

Гипс используют главным образом в штукатурных растворах как добавку к извести. В кладочных растворах гипс применяется редко.

Пески. В растворах обычно применяются природные (тяжелые) пески — кварцевые, полевошпатные и искусственные (легкие) пески из туфа, пемзы, шлака и др.

Для высоких марок растворов (больше 100) пески должны удовлетворять тем же требованиям в отношении содержания вредных примесей, что и пески для бетона. Для растворов марок 50 и менее допускается применение песков с содержанием до 10% пылеватых и глинистых частиц, но без органических примесей.

Крупность песков выбирают в зависимости от толщины шва в кладке. Крупнозернистые пески с предельной крупностью 5 мм применяют только при бутовой кладке. Для кладки кирпича и других камней применяют пески с предельной крупностью менее 2 мм.

Добавки. Для улучшения удобоукладываемости растворных смесей в них вводят различные пластифицирующие добавки. В качестве такой добавки в цементных и известковых растворах может быть эффективно использована глина. Содержание глины в растворе не должно превышать содержания вяжущего. Глину в раствор вводят в виде глиняного молока или (что хуже) тонкомолотого порошка. Глина как пластифицирующая добавка не должна содержать органических примесей и легкорастворимых солей. В растворы могут быть введены тонкомолотые гидравлические добавки трепела, вулканического пепла и др.

Для улучшения технологических свойств в растворные смеси вводят поверхностно-активные вещества, например, сульфитно-спиртовую бражку (0,1—0,3% от массы вяжущего, омыленный древесный пек, мылонафт и др.). Эти добавки улучшают также морозостойкость, уменьшают водопоглощение и усадку растворов. При использовании растворов в зимних условиях в них вводят ускорители твердения и понизители температуры замерзания (хлористый кальций и хлористый натрий), а также материалы, выделяющие тепло (хлорная известь, известь – кипелка, поташ).

 

 

ВОПРОС №3.3. Основные свойства растворных смесей и растворов.

Удобоукладываемость – это свойство растворной смеси легко укладываться плотным и тонким слоем на пористое основание и не расслаиваться при хранении и перевозке.

Подвижность смесей характеризуется глубиной погружения металлического конуса стандартного прибора. Для кирпичной кладки подвижность раствора составляет 9-13 см, для заполнения швов между панелями и другими сборными элементами – 4-6 см, а для вибрирования бутовой кладки – 1-3 см.

Водоудерживающая способность – это свойство растворной смеси сохранять воду при укладке на пористое основание, что необходимо для сохранения подвижности смеси, предотвращения расслоения и хорошего сцепления раствора с пористым основанием. Водоудерживающую способность увеличивают путем введения в растворную смесь неорганических дисперсных (состоящих из мелких частиц) добавок и органических пластификаторов. Смесь с этими добавками отдает воду пористому основанию постепенно, при этом он становится плотнее, хорошо сцепляется с кирпичом, отчего кладка становится прочнее.

Прочность при сжатии определяют испытанием образцов-кубиков в возрасте, установленном в стандарте или технический условиях на данный вид раствора. Изготовление образцов из растворной смеси подвижностью менее 5 см производят в обычных формах с поддоном, а из смеси с подвижностью 5 см и более – в формах без поддона, установленных на основании-кирпиче.

Строительные растворы по прочности в 28-суточном возрасте при сжатии делят на марки: 4, 10 25, 50, 75, 100, 150, 200.

Морозостойкость раствора характеризуется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают насыщения водой стандартные образцы-кубики размером 15х15х15 см.

Строительные растворы для каменной кладки наружных стен и наружной штукатурки имеют марки по морозостойкости: F10, F15, F25, F35, F50, причем марка повышается для влажных условий эксплуатации. В таких условиях растворы удовлетворяют и более высоким требованиям по морозостойкости: F 100, F 150, F 200, F 300. Морозостойкость растворов зависит от вида вяжущего вещества, водоцементного отношения, введенных добавок и условий твердения.

 

 

ВОПРОС №3.4. Сухие смеси.

Строительные сухие смеси – это композиции заводского изготовления на основе минеральных вяжущих веществ, включающие заполнители и добавки. В отдельных случаях в качестве вяжущего могут быть использованы водорастворимые или водоэмульгируемые полимеры. На место производства строительных работ сухие смеси доставляются в расфасованном виде, причем для их использования по назначению достаточно только добавить необходимое количество воды.

Сухие смеси по сравнению с товарными и бетонными смесями имеют ряд преимуществ: сокращение количества технологических операций для перевода сухих смесей в рабочее состояние; повышение качества строительных работ благодаря заводскому приготовлению смесей; сокращение транспортных расходов на 15%; сокращение отходов растворов на 5-7% в результате порционного приготовления; повышение производительности труда на 20-25% вследствие повышения пластичности растворов.

В настоящее время сухие смеси являются одним из направлений технического прогресса в строительстве, их применяют в качестве кладочных, монтажных и штукатурных растворов, шпатлевок, плиточных клеев, составов для наливных полов, ремонтных составов.

Материалы применяемые для сухих смесей. В качестве вяжущего используют порошкообразные минеральные вяжущие: портландцемент, строительный гипс, воздушную известь. В отдельных случаях применяют в качестве связующего порошкообразные полимеры, которые растворяются в воде, либо образуют эмульсии (эфиры целлюлозы, поливинилацетат, акрилаты).

В качестве заполнителя широко применятся песок для строительных работ с модулем крупности 1-2, причем небольшая крупность зерен не должна превышать 1,25 мм. Для легких растворов применяют пористые вспученные пески (перлитовые, вермикулитовые, керамзитовые). Для шпатлевок применяют известковую муку и порошкообразный мел.

Большую роль в приготовлении сухих смесей играют добавки. Поскольку растворные смеси, приготавливаемые из сухих смесей, укладываются, как правило, на пористые основания тонким слоем, то для обеспечения пластичности и водоудерживающей способности применяются неорганические и органические пластифицирующие добавки: глина, воздушная известь, зола ТЭС, суперпластификатор С-3.

Для повышения адгезии (сцеплении поверхностей разнородных тел), трещиностойкости и непроницаемости в состав сухих смесей вводят полимерные добавки, которые, как указывалось выше, должны находиться в порошкообразном состоянии, быть водорастворимыми либо образовывать эмульсии с водой.

Для производства работ при отрицательных температурах в состав сухих смесей вводят противоморозные добавки: поташ, нитрит нитрата натрия, формиат кальция. При этом особы требования предъявляются к гигроскопичности добавок (способность поглощать влагу из окружающей среды).

Вода для затворения сухих смесей не должна содержать вредных примесей.

Показатели качества сухих смесей должны соответствовать области применения смеси. Если сухая смесь используются в качестве кладочного раствора, то у нее должен быть следующий комплекс показателей качества: пластичность, водоудерживающая способность, предел прочности при сжатии, морозостойкость.

 

Раздел 4

Бетоны