Защита природного камня в конструкциях
Законы опт. структур.
Строит.мат-лы с opt-ой присущи опред. закономерности, которые назаваются законами opt-ых структур:
1)закон створа:устанавливает:opt-ой стр-ре соответсв. комплекс экстремал. значений свойств. Его можно выразить и как соответсв. комплексу наиболее благоприятных показателей строительных и эксплутационных свойств материала opt-ой стр-ры.
Возможно обратное действие закона:если мат-л обладает 1 или большим кол-вом экстремал. значенийсв-в, непосредст.отражающих его стр-ру, то она-оптимальная.
2)закон прочности:произведение прочности(в любых показателях) мат-ла opt-ой стр-ры на фазовое отношение его вяжущего вещ-ва в некоторой степени есть величина постоянная Rиск*(с/ф)n=const.
с/ф-стр-ый фактор
Эта закон-ть может быть выражена и в отношении некоторых др. св-в, чувствительных к изменениям в стр-ре.Тогжа закон устанавливает, что произведение числовых значений функциональных св-в искусственных строит. мат-ов opt-ой стр-ры на степенную функцию фазового отношения его вяжущего вещ-ва явл. величиной постоянной.
3)закон конгруэнции св-в: устанавливает, что при opt-ых стр-ах м/у св-ми вяжущего в-ва и мат-ла на его основе, или м/у св-ми различных мат-ов на основе общего вяжущего вещ-ва, или м/у св-ми различ. мат-ов на основе различ. вяжущих в-в существует обязательное соотношение. Этот закон означает, что при улучшении или снижении качества вяжущего вещества соответствующие изменения происходят и с качеством мат-ла, изготовленного на его основе, что в колич-ом отношении оценивается с помощью расчет формул( прочности, упругих деформаций)
|
|
|
Породообразующие минералы.
минералы, входящие в качестве постоянных существ. компонентов в состав горных пород. Минералы – это соединения с однородным хим. составом, структурой и свойствами. П. м. принадлежат к числу наиболее распространённых минералов в земной коре. Наибольшее значение имеют силикаты, составляющие не менее 75% всей земной коры, среди них главную роль играют полевые шпаты, в меньших количествах встречаются фельдшпатоиды, пироксены, амфиболы, оливины, слюды и др. Для каждой группы пород характерны свои П. м. Для магматических горных пород — кварц, полевые шпаты, пироксены, амфиболы, слюды, оливины, фельдшпатоиды; для осадочных горных пород — кальцит, доломит, ангидрит, глинистые минералы; для метаморфических горных пород — дистен, андалузит, силлиманит, кордиерит, ставролит, хлорит, серпентин, некоторые гранаты, волластонит, глаукофан и др.
Твердые минералы обладают рядом характерных свойств, оказывающих большое влияние на технические свойства пород: твердость, спаянность, излом, блеск, окраска, плотность. Эти свойства зависят от строения и прочностей связей в кристаллической решетке.
|
|
|
Заполнители неорганические (для бетонов) получают путем разработки месторождений рыхлых горных пород в виде песка или гравия, природного щебня. Широко используют дробленые горные породы-щебень, высевки, песок.
Для получения дробленого песка можно использовать изверженные, метаморфические или плотные осадочные горные породы, а также гравий. Наилучшее качество песка получается при дроблении мелко- и среднезернистых каменных пород. Скрытокристаллические и стекловатые породы, а также крупнозернистые дают при дроблении песок со значительным содержанием зерен пластинчатой и игловатой формы. При дроблении крупнозернистой породы полиминерального состава (например, гранита) образуются зерна песка мономинеральные (кварц, полевой шпат, слюда), отличающиеся незначительным сцеплением с цементным камнем.
Преобладающими породами, из которых состоят зерна гравия, являются граниты, гнейсы, диабазы, известняки, песчаники.
При производстве щебня из горных пород отдают предпочтение магматическим, особенно гранитам, габбро, диабазам, базальтам, а из осадочных – известнякам, доломитам.
|
|
|
7)Классификация гор. пород:
Известно около 1000 видов гор. пород. Но все они делятся в зависимости от происхождения (генезиса) на 3 группы. Такая классиф-я учитывает усл. их образования, что опред. строение и св-ва породы.
1)МАГМАТИЧЕСКИЕ(извержены)-95% m зем коры-первичные породы, образ-ся при остывании магмы. Магма-высокотемпер-ый селикатный расплав, кот. в зависимости от режима охлаждения может образовывать:
а)плотные кристалл-ие породы,если остывание происходило медленно и под больш. давлением в глубине зем. коры.
б)аморфные(стеклообразные).При быстром охлаждении на пов. Земли.
В зависимости от усл. образования породы:
а)глубинны(интрузивные)- имеют высокие показатели прочности, сред. плотности, незначит. пористость, низ. водопоглащение, высок. теплопроводность и морозостойкость.(граниты, сиениты, габбро, перидотиты, пироксениты)
б)излившиеся(эффузивные)-наличие неполнокристаллич. и стекловатой стр-р, немасив. порист. текстура-плохо отраж на стойкости к выветриванию и стабильности прочностных показателей. Однако есть плотные и прочные разновидности:кварцевые порфиры липариты, диабазы и базальты, порфириты и андезиты.
в)полуглубинные(гипабиссальные)
|
|
|
2)ОСАДОЧНЫЕ-1%,но они на пов-ти,поэтому заним ¾ суши-вторичные породы, обр. в рез-те выветривания, переноса, отложения, накопления продуктов разрушения, уплотнения и цементирования рыхлого осадка с превращ. в породу магматич. пород.В зависим. от происхождения делятся на:
а)механические(обломочные)-продукт мех. разрушения каких-либо материнских пород и сложены преимущ-о обломками устойчивых к выветриванию минералов и пород. (гравийно-песчаные смеси, песок, глина.)
б)химические-гипс, ангидрид- из перенасыщ. рас-ра, выпад. в осадок, потом под давлением.
в)органогенного происх-я-образовались при непосред. или косвен. участии организмов, способных извлекать из морских вод необходимые для их жизнедеят-ти соединения и концентр-ть их в тв. частях тела. (мел, ракуечник, уголь.)
3)МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ(вторичные)-4%m зем.коры-видоизмен-ые,которые в рез-те тектонич. деятельности в зем. коре подверглись воздействию выс. t и давлению. Метаморфизация ухудшает св-ва магматич ГП (образ. полосчатость, слоистость),но улучш. св-ва осадочных ГП (повышает плотность).Гнейсы, кристаллические сланцы, кварциты, мраморы.
Материалы из скальных пород: бутовый камень – имеет неправильную форму и размеры до 50см. Применяют для возведения фундаментов, укрепления откосов насыпей. Камни, блоки из известняков, доломитов – для кладки стен. Гранит, базальт, мрамор – для облицовки. Природный камень – в строительстве. Щебень в зависимомти от крупности делится на – гигантский (70-150мм), крупный(40-70), средний (20-40), мелкий(10-20), клинец (5-10), отсев(меньше 5).
Материалы природного происхождения: валуны, галька, гравий, песок, пылевидные частицы, глинистые.
8)Природный камень
Один из самых древних строительных материалов, который используется людьми уже не одну тысячу лет. По сохранившимся архитектурным памятникам мы можем судить о его главных свойствах - прочности и долговечности.
В отношении известняков, осадочных мономинеральных пород, отчетливо прослеживается следующая закономерность: у малопористых их разновидностей значения показателей прочности, плотности, упругости и некоторых др. свойств приближаются к величинам показателей тех же свойств их породообразующего минерала кальцита. Эта же закономерность справедлива и для кварцитов и для мраморов – пород метаморфического гинезиса, несмотря на то, что в условиях метаморфизации могут нарушиться структура и свойства не только исходной породы, но и ее породообразующего минерала (принцип Ле-Шателье), даже при неизменном химическом составе, т.е. в случае изохимической перекристаллизации.
С увеличением пористости, и с появлением неплотностей в контактах и некоторых др. структурных дефектов, неизбежно возникающих при формировании мономинеральных пород, их упругие и прочностные свойства интенсивно снижаются.
Аналогичные явления происходят в полиминеральных породах, когда доминирующий по кол-ву минерал оказывает наиболее заметное влияние на формирование определенных свойств. У магматических пород, например гранитов, с увеличением содержания кварца, имеющего очень высокий предел прочности при сжатии (около 2000 МПа), повышается механическая прочность.
Зависимость свойств природного камня от состава и оптимальной структуры отражает объективно существующую закономерность, которую при обобщении многочисленных опытных данных можно выразить следующим образом: при определенном наборе структурных параметров формируется opt-ая структура природного камня, при которой имеется комплекс экстремумов механических и некоторых физических свойств, непосредственно связанных со структурой и отражающих ее характер. Действует и обратная связь: комплекс экстремумов свойств гор.породы или минерала отражает наличие opt-ой структуры с характерными для нее относит. однородностью, минимальной пористостью,min других дефектови наличием др. структурных параметров в соответствующем их наборе.
Наблюдается также другая закономерная связь м/у свойствами главного породообразующего минерала и свойствами породы со спадом показателей свойств по мере накопления дефектов структуры.
Защита природного камня в конструкциях
Процесс постепенного разрушения каменных материалов в конструкциях зданий можно предотвратить или затормозить с помощью различных конструктив-х и химических методов защиты, которые способствуют снижению воздействия увлажнения, нагревания, замерзания и т.д.
Конструктивные методы выражаются в устройстве гладких или полирован-х пов-ей материалов, не способных задерживать дождевые и талые воды и пропускать агрессивные среды внутрь камен. мат-ла.
Химич. меры заключ. в флюатировании камня, т.е. обработке его водными растворами солей кремнефтористо-водородной кислоты. Фтористые соли, кот. образ-сь при флюатировании уплотняют поверхностные слои камня и повышают устойчивость его выветривания.
Кроме этого поверхность камня может обрабатываться добавками оксида свинца или железистых соединений, увеличивающих погодоустойчивость пов-ти. Так же могут использовать водные растворы и эмульсии и др.
Известны и др. способы защиты камня от выветривания и разрушения, которые продлевают срок эксплуатации каменных матетиалов и изделий без заметных выцветов и потускнения пов-ти или др. следов хим. выветривания.
Возникающие аморфные и кристаллич. новообразования оказываются практически нерастворимыми в воде. Отлагаясь в порах камня, они уменьшают пористость и смачиваемость его поверхности, скорость капиллярного подсоса воды и грязи. Конструктивные и химические мероприятия, применяемые в совокупности, приводят к увеличению долговечности природного камня в конструкциях зданий и сооружений.
10)Материалы и изделия из горных пород.
В зависимости от способа обработки ГП различают следующие виды каменных материалов и изделий.
Выпиливанием или выкалыванием из массива добывают плиты и блоки для каменной кладки, облицовочные плиты изгот. из однород. прочных ГП, обладающих хорошей обрабатываемостью
Скалывающими инструментами-бортовые камни (прямоугол. куски, длиной менее 75 см, в попереч. сеч. с наклоном или верт. лицевой гранью. Выступающая часть отесана чисто, нижняя грубо)
Грубоколотые чаще отправляют сразу на строй.объект без обработки-шашка каменная для мощения ,брусчатка (колотые и тесанные куски камня, приближ. по форме к параллелипипеду, имеют лиц. сторону в форме прямоугольника)
После взрывания пород к карьере
Бут (имеет неправильную форму и размеры 15-50 см. Применяют для укрепления откосов насыпей, кладки фундамента)
Из него после дробления:
Щебень:гигантский (70-150 мм), крупный (40-70), средний (20-40), мелкий (10-25), клинец (5-15), отсев (мен. 5 мм)
Материалы природного происхождения:
Валуны (15-50 см), галька (40/70-150 мм), гравий (5-40/70), песок (0,05-5), пылевид. частицы (0,005-0,05), глинистые (мен 0,005).
Для каждого конкретного строительства СНиПом рекомендуются определенные виды мат-ов и изделий из прир. камня. Для возведения фундамента пригоден бутовый камень, пиленые и колотые камни всех видов пород, для кладки стен – камни (плиты), блоки из всех разновидностей известняков, доломнитов, песчаников, вулканич. туфа. Для нарудной облицовки примен. облицовочные плиты, профильные изделия из гранита, сиенита, габбро, базальта и др. Природный камень широко используется в дор.строит.
11. Прочностные и деформационные свойства строительных материалов. Понятие о твердости, истираемости, марки каменных материалов по прочности..
Деформация — изменение объема или формы твердого или пластичного тела без изменения массы. Гл.виды деформаций — растяжение, сжатие, сдвиг, кручение и изгиб. Все они могут быть обратимыми и необратимыми, или остаточными. Обрат(упругие, эластические)полностью исчезают при прекращении действия на материал факторов, их вызвавших. Необрат.деформации, (ластические) накапл. в период действия этих факторов; после их снятия деформ. сохр - ся. Деформации могут быть также сложными — упругопластическими или упруговязкопластическими
На характер и величину деформации влияет:
величина нагружения,скорость приложения нагрузки, температура материала.
Деформ - е св-ва стр. мат., как и других тел, обусловливаются временем релаксации. Релаксация - процесс самопроизвольн. падения внутренних напряжений в мат-ле, связанных с молекулярным перемещ. при условии, что начальная величина деф-и остается неизменной.
чем она меньше период релаксации, тем более деформативным является материал.
Прочность, т. е. способность материалов в определенных условиях и пределах, не разрушаясь, сопротивляться внутренним напряжениям и деформациям, возникающим под влиянием механических, тепловых и других напряжений.
Типичными прочностными характеристиками являются предел упругости, предел текучести и предел прочности при воздействии сжимающих, растягивающих или других видов усилий. Пределу упругости соответствует напряжение материала при максимальной величине упругой деформации; пределу текучести - постоянное напряжение при нарастании пластической деформации; пределу прочности - максимальное напряжение в момент разрушения материала. Эти характеристики прочности относятся к кратковременному действию приложенной нагрузки
Твердость выражает способность материала сопротивляться проникновению в него более твердых тел, например при сдавливании стального шарика или конуса, царапании резцом, сверлении, ударах молотка, пулевом выстреле и др. Эти условные испытания дают значения твердости либо только качественные, например по следу царапания, либо также и количественные — по глубине или площади отпечатка с учетом приложенной нагрузки.
О твердости нередко также судят по потере массы образцов при истирании на металлических кругах в присутствии абразивных порошков.
Истираемость показывает стойкость материала к абразивному износу и оценивается потерей массы материала, отнесенной к единице его площади, или уменьшением толщины материала. Чем выше истираемость, тем менее износостоек материал.
Истираемость строительных материалов определяют специальными приборами, конструкция которых зависит от вида материала.
Качество строительных материалов характеризуется их маркой - величиной, определяющей основной эксплуатационный показатель строительных материалов (например, прочность, объёмную массу, морозостойкость) или совокупность нескольких показателей. По пределу прочности при сжатии (МПа) установлены следующие марки каменных материалов: для тяжелых пород -10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100; для легких пород - 3,5; 5; 7,5; 10; 15; для ракушечника, идущего на кладку стен, - 0,4; 0,7; 1; 1,5; 2,5; 3,5; 5.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 207; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!