Основы инженерных сооружений

Валентина Михайловна Кимкина

УМП предназначено для студентов и преподавателей геологоразведочной направленности, а также строителям. Содержит основные материалы теоретического и практического курса по дисциплине «Основы инженерных сооружений», а также контрольные вопросы и задания по курсу. Сведения наиболее полно систематизированы и конкретизированы.

© Валентина Михайловна Кимкина, 2019

ISBN 978-5-0050-7494-2

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Кимкина В. М.

Учебно-методическое пособие по дисциплине

«Основам инженерных сооружений»

для специальности

«0703000 — Гидрогеология и инженерная геология»

Утвержден на заседании

методического совета колледжа

Разработан _2018г._

(дата)

Переработан_2019г.__

(дата)

г. Семей, 2019 г.

Кимкина В. М. УМП по предмету «Основы инженерных сооружений» — 88 стр.

УМП разработано в соответствии с рабочей учебной программой и предназначено для студентов _III_ курса колледжа специальности «0703000 — Гидрогеология и инженерная геология». Оно содержит основные материалы теоретического и практического курса по дисциплине «Основы инженерных сооружений», а также содержит контрольные вопросы и задания по курсу. Сведения наиболее полно систематизированы и конкретизированы. Благодаря четким определениям основных понятий, их признаков и особенностей студент может сформулировать ответ, за короткий срок усвоить и переработать важную часть информации, успешно сдать экзамен. УМП будет полезно не только студентам, но и преподавателям при подготовке и проведении занятий.

Содержание:

Тема 1. Основные строительные материалы.

Для создания строительных конструкций используются различные природные и искусственные материалы.

Правильное их применение возможно только тогда, когда известно их физическо-химические и механические свойства: (плотность, теплопроводность, твердость, хрупкость и так далее).

Кроме того часто играют значение внешние эстетические качества материалов, которые в этом случае называются облицовочные материалы: (краска, пластик, мрамор и так далее).

1. Естественные каменные материалы. Здесь применяются многие

изверженные метаморфические и осадочные породы. Их получают открытым (шахтным) методом в виде колотых камней или пиленых блоков до 50 сантиметров длина стороны.

Широко используется естественные крупнообломочный материал для отсыпки в водонепроницаемой подушки, а также в качестве заполнителей для битонов.

Магматические породы и некоторые осадочные используются в качестве облицовки: (габбро, гранит, мрамор и т.д.).

Прочность естественных каменных материалов в МПа

1 кг/см² = 0,1МПа

1Мпа = 10⁶ Па 1 Па = 1Н/м²

для известняков от 10 до 200 МПа

для песчаников от 30 до 300 МПа

для интрузивных от 100 до 300 МПа.

2. Неорганические вяжущие материалы.

Неорганическими (минеральными) вяжущими материалами называют порошко-образные вещества, которые при смешивании с водой образуют вязкое «тесто» которое в дальнейшем твердеет, превращаясь в каменоподобное тело. В отличие от органических вяжущих материалов (битума, смолы), которые переходят в твердое состояние и обратно при изменении температуры.

Неорганические вяжущие материалы делятся на:

— Воздушные

— Гидравлические

К воздушным относятся известь и гипс, которые отвердевают и долго хранятся только на воздухе.

А) Воздушная известь получается из известняка, мела или доломита путем обжига в специальной шахтной печи при температуре 1000 — 1200⁰С.

При этом известняк разлагается CaCO3 CaO + CO₂

негашон.

Получаются в результате реакции воздушная известь (колосковая, негашеная) при взаимодействии с водой CaO + Н₂О Са (ОН) ₂ гидрат кальция, который в зависимости от количества воды дает 3 вида строительного материала.

1. Известь пушонка — когда Н₂О <3,5 м³ на 1м3 СаО. Применяется в

качестве кладочных растворов.

2. Известковое тесто, когда Н2О = 3,5м³ на 1м³ СаО. Применяется для

штукатурно — отделочных работ.

3. Известковое молоко, когда Н₂О> 3,5 м³ на 1м³ СаО. Применяется

для изготовления силикатного кирпича.

Б) Строительный гипс. (алебастр) получается путем обжига двухводного гипса (CaSO₄ x 2H₂O) измельченного в порошок при температуре 150 — 170⁰С.. Получается полуводный гипс. (CaSO4 x O x 5H₂O) который быстро твердеет за 6 — 30 мин., после смешивания с водой, превращаясь в цементирующий материал. Применяется при штукатурных работах, в основном по дереву, а также для изготовления гипса — шлаковых и гипсобетонных изделий.

В) Гидравлическая известь. Получается путем тонкого помола известняка обожженного при температуре 1000⁰С и содержащего от 6 до 20% глин составляющих 6 — 20. Полученное «тесто» затвердевает как на воздухе так и под водой. Применяется для штукатурно-кладочных работ и произведения бетонов низкой марки.

Г) Портланд — цемент один из основных видов цементов получается путем размола в тонкий порошок на шаровых мельницах клинкера.

Клинкер получается путем равномерного спекания при температуре 1400⁰С во вращающихся печах известковых мергелей или смесь известняка с глиной, при этом должна выполнятся следующая пропорция СаО = 75%

Al₂O₃ + Fe₂O₃ + SiO₂ ≈25%

При изготовлении цемента таким образом могут использоваться любые вещества (глинистые сланцы, угольные шлаки) при условии выдержанности указанных пропорций.

Обжиг проводится во вращающихся печах диаметром 2 метра, длиной 200 м.

Портланд — цемент выпускается следующих марок — 100, 200, 300, 400, 500.

Под маркой понимается давление кг/м² который раздавливает кубик после полного схватывания, которое наступает на 28 день, хотя процесс цементации начинается через 1 — 2 часа и практически заканчивается через

7—9 часов. Портланд — цемент неустойчив к сульфатной агрессии, поэтому кроме обычного портланд — цемента выпускаются специальные.

1. Пуццелановый портланд — цемент состоит из обычной массы и добавок гипса до 5% от массы клинкера и специальных активных добавок до 40% (трепел). Данный цемент стоек к пресной воде и поэтому широко применяется для подводного и гидротехнического строительства.

2. Шлако — портланд — цемент изготавливается также как пуццелановый + добавляют до 70% деленовых шлаков. Он твердеет медленнее обычного и более стоек к агрессивной среде.

3. Пластифицированный портландцемент получается путем совместного помола клинкера с гипсом и пластифицирующей добавкой (сульфидно-спиртовый, т.е. неорганической). При применении данного цемента его идет на 10% меньше, чем портландцемент с теми же характеристиками.

Контрольные вопросы:

1.естественные каменные материалы

2.неорганические вяжущие материалы

А) воздушная известь

Б) строительный гипс

В) гидравлическая известь

Д) портланд — цемент