Справочник строителя.Том 1

Tags: строительство справочник строителя

ISBN: 978-5-94836-105-5

Year: 2007

Similar

Справочник строителя.Том 2

Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах

Справочник строителя

Справочник производителя работ в строительстве

Text

ТЕХНОСФЕРА
Справочник строителя
Строительная техника,
конструкции и технологии
Справочник
строителя.
Строительная техника,
конструкции и технологии
(в 2-х томах)
I том
Сборник под ред. X. Нестле
Перевод с немецкого
А. К. Соловьева
ТЕХНОСФЕРА
Москва
2007
Справочник строителя.
Строительная техника, конструкции и технологии (в 2-х томах)
Том I
Сб. под ред. X. Нестле
Москва:
Техносфера, 2007. — 520 с.
ISBN 978-5-94836-105-5 (т.1) (рус.)
ISBN 978-5-94836-104-8 (рус.)
Перевод последнего, 10-го, немецкого издания с великолепными цвет-
ными иллюстрациями. Всеобъемлющий источник информации по техно-
логическим и конструктивным вопросам строительства. Издание поль-
зуется большим спросом среди европейских инженеров-проектировщиков
и специалистов в области строительства. Книга может быть полезной в
проектном бюро и на стройплощадке в качестве справочника, а также в
строительных техникумах и вузах.
KOROPA FACHBUCHRtlHE
Bautechnik
Fachkunde
fur
Maurer/IVIaurerinnen,
Belon- und Stahlbetonbauer/
Beton- und Stahlbetonbauerinnen,
Zimmerer/Zimmerinnen und
Bauzeichner/Bauzeichnerinnen
VHfUAGEUBOMWIRMITTa v’AJI^HnG nLHSC-j.
Авторы:
Фрей Хансйорг,
Лилих Йоахим,
Трауб Мартин,
Херрманн Август, Краузевиц Гюнтер, Кун Фолькер,
Нестле Ханс, Нутч Вольфганг, Шульц Петер,
Вайбель Хельмут, Вернер Хорст
Руководство авторским коллективом:
Ханс Нестле, дипл. преподаватель профессионального образования
Обработка иллюстраций:
Чертежное бюро Ирены Лиллих, Швабский Гмюнд
© 2003 (10th edition):
Verlag EUROPA-LEHRMITTEL, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG,
42781 Haan-Gruiten (Germany)
© 2006, ЗАО "РИЦ "Техносфера”, перевод на русский язык,
оригинал-макет, оформление
ISBN 978-5-94836-105-5 (т.1) (рус.)
ISBN 978-5-94836-104-8 (рус.)
ISBN 3-8085-4029-Х (нем.)
Содержание
Предисловие к 10-му изданию............................................12
Предисловие к русскому изданию.........................................14
Глава 1. СТРОИТЕЛЬНАЯ ОТРАСЛЬ..........................................15
1.1. Строительное дело..............................................15
1.2. Строительные профессии.........................................15
1.2.1. Профессии, занятые при возведении несущего остова
и ограждающих конструкций здания................................ 16
1.2.2. Профессии подземного строительства....................... 17
1.2.3. Профессии отделочников................................... 17
1.3. Взаимодействие строительных профессий..........................18
1.4. Образование в области строительства............................19
Глава 2. ЕСТЕСТВЕННО НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ СТРОИТЕЛЬСТВА......................21
2.1. Химические основы..............................................21
2.1.1. Тело и вещество...........................................21
2.1.2. Химические и физические процессы..........................22
2.1.3. Виды материалов...........................................23
2.1.4. Химические элементы.......................................23
2.1.5. Химические соединения.....................................28
2.1.6. Смеси.....................................................32
2.1.7. Важнейшие основные материалы и их соединения..............33
2.1.8. Кислоты...................................................37
2.1.9. Щелочи....................................................39
2.1.10. Соли.....................................................40
2.1.11. Вода.....................................................42
2.1.12. Загрязнение и защита окружающей среды....................44
2.2. Физические основы..............................................47
2.2.1. Физические величины.......................................47
2.2.2. Объем, масса, плотность, пористость.......................48
2.2.3. Когезия, формы состояния, адгезия.........................50
2.2.4. Поверхностное натяжение, капиллярность....................51
2.2.5. Механические свойства твердых тел.........................52
2.2.6. Силы .....................................................54
2.2.7. Нагрузки на здание........................................58
2.2.8. Прочность и напряжение....................................59
2.2.9. Давление в жидкостях и газах..............................62
2.2.10. Тепло....................................................65
2.2.11. Влажность воздуха........................................72
2.2.12. Звук.....................................................72
2.3. Основы электротехники..........................................74
2.3.1. Основные понятия..........................................75
2.3.2. Создание напряжения.......................................76
2.3.3. Действие электрического тока..............................77
2.3.4. Виды тока.................................................78
2.3.5. Электроприборы в сети электрического тока.................79
2.3.6. Электрическая работа и ее стоимость.......................82
2.3.7. Распределение электрической энергии.......................82
2.3.8. Производственная безопасность и безопасность труда........84
2.3.9. Защитные мероприятия......................................86
2.3.10. Виды защиты, классы защиты...............................87
2.3.11. Электрические установки на стройплощадках................88
Ориентируясь на самые передовые европей-
ские достижения, концерн «КРОСТ» успешно
развивает собственный промышленный комп-
лекс. Основные направления деятельности его
предприятий напрямую связаны со строительст-
вом, а использование в них новейших
технологий на долгое время определяет
развитие строительной отрасли в целом.
На сегодняшний день в рамках комплекса
действует несколько самостоятельных компаний:
МАЖИНО
сеть заводов по производству
товарного бетона «Бетон-222»;
фабрика по производству
сборного железобетона «Мажино»;
фабрика по производству
элементов мощения «1отика»;
а также деревообрабатывающие и
металлообрабатывающие комплексы.
Все предприятия промышленного комплекса
работают не только на удовлетворение потреб-
ностей концерна «КРОСТ», но и успешно
завоевывают новые рынки, становясь новым
звеном его бизнес стратегии.
Промышленный комплекс концерна «КРОСТ»,
Московская область, г. Сходня,
Тел.: +7 (495)725-8062, факс: +7 (495) 725-8057,
e-mail: info@krost.ru, www.krost.ru
6 Содержание
Глава 3. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ.....................................91
ЗЛ. Природные строительные камни.................................91
ЗЛ.1. Возникновение природных строительных камней.............91
ЗЛ.2. Виды природных камней...................................92
3.2. Искусственные камни.........................................96
3.2.1. Обожженные камни.......................................96
3.2.2. Необожженные камни..................................... 103
3.3. Стекло...................................................... 113
3.3.1. Изделия из стекла......................................113
3.4. Вяжущие..................................................... 117
3.4.1. Строительные извести................................... 117
3.4.2. Цементы................................................ 119
3.4.3. Строительные гипсы..................................... 124
3.4.4. Ангидритные вяжущие.................................... 127
3.4.5. Смешанные вяжущие...................................... 127
3.4.6. Штукатурные и кладочные вяжущие........................ 127
3.4.7. Битумы................................................. 128
3.4.8. Асфальт................................................ 134
3.5. Заполнители из каменных материалов.......................... 139
3.5.1. Свойства............................................. 139
3.5.2. Испытание(проверка).................................. 141
3.5.3. Поверхностная влажность.............................. 141
3.5.4. Виды................................................. 142
3.5.5. Заполнитель для раствора............................. 142
3.5.6. Заполнители для бетона............................... 143
3.6. Вода затворения........................................... 147
3.7. Добавки к бетону............................................ 147
3.7.1. Средства, добавляемые к бетону....................... 147
3.7.2. Прочие добавки к бетону.............................. 150
3.8. Растворы.................................................. 151
3.8.1. Раствор, приготавливаемый на стройплощадке........... 151
3.8.2. Кладочный раствор.................................... 152
3.8.3. Штукатурные растворы................................. 155
3.8.4. Стяжечные растворы................................... 156
3.9. Дерево.................................................... 157
3.9.1. Рост и строение древесины............................ 157
3.9.2. Свойства дерева...................................... 163
3.9.3. Высушивание древесины................................ 167
3.9.4. Породы древесины..................................... 170
3.9.5. Пороки древесины..................................... 176
3.9.6. Вредители древесины.................................. 178
3.9.7. Защита древесины..................................... 182
3.9.8. Товарные формы полнотелой древесины.................. 188
3.10. Металлы.................................................. 197
3.10.1. Железные конструкционные материалы.................. 197
3.10.2. Арматура для бетона..................................201
3.10.3. Напрягаемая арматура.................................207
3.10.4. Профилированные растягивающиеся металлические листы..208
3.10.5. Нежелезные металлы...................................208
3.10.6. Коррозия.............................................210
3.11. Пластмассы................................................214
3.11.1. Состав, свойства и описание..........................214
3.11.2. Виды.................................................217
<s>
НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ИНТЕРПРИБОР
ПРИБОРЫ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ, ОБСЛЕДОВАНИЯ И
МОНИТОРИНГА СТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ
КОНТРОЛЬ БЕТОНА И МАТЕРИАЛОВ
@ПУЛЬСАР-1.0/1.1 - ультразвуковые измерители @ ОНИКС-2.5-двухпараметрические измерите- © ОНИКС-ОС-измеритель прочности бе-
прочности бетонов Сквозное и поверхностное про- ли прочности бетона, в том числе лёгкого методами тона отрывом со скалыванием. Исключено
звучмвание. Измерение глубины трещин ударного импульса и отскока (0,5...100МПв). проскальзывание анкера.
Й 5... 10 DM Па, 1...50 кН. масса 4 кг.
'с^ПУЛЬСАР-1-2 - ультразвуковой измеритель лимит* л п
прочноста-дектоскоп бетона и др. материапов.Ви- *** ОНИКС-2.6 - ударно-импульсный дефекте- ОНИКС-АП - измеритель адгезии методом от-
зуализация сигналов Асигнал АРУ, режим осцил- кол - измеритель прочности изделий с визуализа- рыва стальных дисков. Диапазон 0,1...35МПа
лографа. Измерение глубины трепан цией и многофакторным анализом сингалов. 1-..10кН, масса 4 кг.
ПАБ-1.0- измеритель плотности асфапьтобе- БЕТОН-Frost - прибор для оператив-
тона электромагнитным полем. _______________________________________________ него определения мороэостойкост бетона.
КОНТРОЛЬ АРМИРОВАНИЯ И ТОЛЩИНЫ
© ПОИСК-2.51...52 - измерители толщины за- © ИНК-2,41...42 - измерители напряжений в
щитного слоя бетона и диаметра арматуры. врматуре. 100...2000 МПа, L= 3...28 м.
Н=5...13О мм, 0 3...50 мм. ___________________________
МТП-1 - измеритель толщины теплоизоляци-
онных покрытий стальных труб и величины
межосевого смещения.
ВИБРОАКУСТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
ВИБРАН-2.0/3.0 - одно- и четырёхканальные СПЕКТР-1-O/ZO - одно- и двухканальные сейсмо- ИЧСК-1 - измеритель частот собственных ко-
виброанализаторы. Диапазон 0,5...1000 Гц, станции для диагностики свай, определения их дш- лебаний для акустического контроля прочнос-
200...2000 линий спектра, октавный анализ. ны и сейсмоспектрального пофиля грунтов. ти, твёрдости и выбраковки изделий.
© ВИСТ-2.41...43 - универсальные виброметры.
ВЛАГОМЕРЫ МАТЕРИАЛОВ
© ВИМС-2.21.-23 - универсальные влагомеры. Песок, бетон, кирпич, древесина (более 30 материалов). Датчики: объемный, планарный, зондовый.
© ВИМС-2.10...12 - влагомеры древесины (16 пород), бетона, кирпича. Встроенный датчик.
КОНТРОЛЬ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ТЕПЛОГРАФ - прибор для определения сопро- © МИТ-1 - зондовый измеритель теплопровод- ИТС-1 - измеритель теплопроводности ма-
тивления теплопередаче и мониторинга ограждаю- пости материалов. Диапазон 0.03...3 Вг/м-К, врамя териапов методом стационарного теплового
щих кострукций, оконных и дверных блоков: 8-256 измераний - 7 мин. Малогабаритный, автономный, потока и теплового зонда. Диапазон 0,02-1,5
датчиков теплового потока и температуры. Аккумуляторное и сетевое питание. Вт/м-К. Размеры образца - 150x150.
РЕГИСТРАТОРЫ, РЕГУЛЯТОРЫ
ТЕРЕМ-4 - многопараметрический регистратор © ТЕРЕМ-З - восьмиканальный регистратор ТЕМП-3 - семейство 1...4-канальных прибо-
для мониторинга раскрытия трещин и деформаций, температуры для монолитного бетонирования. ров для измерения и регистрации температу-
тензоизмерений, контроля перемещений, вибраций, РТМ-5 - система управления ТЕО бетона: 8 кана- Ры сред и поверхностей, тепловых потоков
температуры, влажности и т.д. каналов 4.. 256,адап-ров, инддаидуальные режимы по каждому каналу, влажности воздуха и скорости воздушных по-
терев - 1.. .32. Количество параметров 1.10. Линия журнал пропарки, связь с ПК (RS-485). токов-
связи - до 200 М. ВДЛ-5.2 - вихретоковый дефектоскоп металлов.
Особенности: легкие и удобные датчики, малые габариты, архивация результатов и условий измерения (вид и параметры
объекта контроля, время, дата), интерфейс и сервисные программы. Широкий выбор модификаций, Приборы со знаком©
внесены в Государственные реестры средств измерений РФ, Беларуссии, Украины и Казахстана.
Лицензии Госстандарт» н» изготовление вреден измерений № 002648-ИР
454080, Челябинск-80, а/я 12771
тУф: (351) 265-56-38,260-87-42,262-91-69, 262-91-70
http:ffwvm/.interpribor.ru E-mail: lnfo@interpribor.ru
г.Москеа НИИЖБ тел.: (495) 174-75-13
(495) 789-28-50
г.Санкт-Петербург тел. (812) 570-64-96
(812) 998-45-86
8 Содержание
Глава 4. СТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ...............................225
4.L Виды строительного проектирования...........................225
4.2. Основы строительного проектирования........................226
4.2.1. Основы строительного права.............................226
4.2.2. Технические основы.....................................232
4.3. Фазы строительного проектирования и проведения
строительных работ..............................................234
4.4. Процесс получения разрешения на строительство..............234
4.5. Масштабы планов............................................237
4.6. Планирование строительных затрат...........................237
4.7. Составление объемов работ, организация работ и расчет оплаты
за строительные работы (AVA).....................................239
4.7.1. Определение объемов работ и передача заказа на исполнение.240
4.7.2. Обсчет.................................................242
Глава 5. СТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО.................................244
5.1. Подготовка работ...........................................244
5.1.1. Способ строительства...................................244
5.1.2. Время строительства....................................245
5.1.3. Оборудование рабочей площадки..........................248
5.1.4. Оборудование стройплощадки.............................258
5.2. Надзор за ведением строительных работ......................259
5.2.1. Отчетность.............................................259
5.2.2. Строительных контроль..................................260
5.3. Техника безопасности.......................................262
5.3.1. Недопущение несчастных случаев.........................262
5.3.2. Поведение при несчастных случаях.......................264
5.4. Леса.......................................................264
5.4.1. Защитные леса..........................................265
5.4.2. Рабочие леса и подмости................................267
5.5. Строительные измерения.....................................276
5.5.1. Разбивка точек.........................................276
5.5.2. Измерение длины........................................279
5.5.4. Измерение высот........................................284
5.5.5. Строительные геодезические измерения с помощью
лазерного инструмента.........................................289
5.5.6. Съемка продольных и поперечных профилей................291
5.5.7. Строительная разбивка..................................293
5.5.8. Шнуровочные ограждения.................................294
Глава 6. СТРОИТЕЛЬНЫЕ ГРУНТЫ, ОСНОВАНИЯ, ВОДОУДАЛЕНИЕ.................298
6.1. Строительные грунты........................................298
6.1.1. Строительный котлован, укрепление котлованов...........299
6.1.2. Распределение давления в грунте........................303
6.1.3. Осадки зданий и разрушение грунта......................304
6.1.4. Поведение грунта при морозе (промерзание)..............305
6.1.5. Водоудержание..........................................305
6.2. Фундаменты.................................................306
6.2.1. Разновидности фундаментов..............................307
6.2.3. Заземление фундаментов.................................312
6.3. Водоотведение из дома и с участка..........................312
6.3.1. Виды водоотведения.....................................313
6.3.2. Методы водоотведения...................................314
6.3.3. Канализационные трубопроводы...........................315
Содержание
6.3.4. Устройство траншеи для прокладки труб...................317
6.3.5. Прокладка труб..........................................318
6.3.6. Контрольные устройства..................................319
6.3.7. Обратная засыпка траншей канализации....................321
Глава 7. КАМЕННЫЕ РАБОТЫ...........................................322
7.1. Порядок размеров...........................................322
7.1.1. Строительно-ориентировочные размеры и форматы камней....322
7.1.2. Конструктивные размеры.................................323
7.2. Перевязка камней...........................................324
7.2.1. Серединная перевязка...................................326
7.2.2. Концевые перевязки.....................................327
7.2.3. Присоединения стен под прямым углом....................329
7.2.4. Косоугольные присоединения стен........................331
7.2.5. Перевязка при кладке дымовых труб......................333
7.2.6. Декоративные перевязки.................................335
7.3. Каменная кладка стен.......................................336
7.3.1. Прочность каменной кладки..............................336
7.3.2. Кладка стен............................................338
7.4. Каменные работы............................................344
7.4.1. Рабочие приспособления.................................344
7.4.2. Рабочее место..........................................345
7.4.3. Производство работ.....................................346
7.5. Виды каменной кладки.......................................353
7.5.1. Однослойная кладка.....................................353
7.5.2. Кладка с двумя слоями из камня.........................357
7.5.3. Стены-заполнения.......................................362
7.5.4. Каменные арки и своды..................................363
7.6. Кладка из природного камня.................................365
7.6.1. Природные кладочные камни..............................366
7.6.2. Работа с природным камнем..............................366
7.6.3. Виды кладки............................................367
Глава 8. УСТРОЙСТВО ОПАЛУБКИ.......................................370
8.1. Части опалубки.............................................371
8.1.1. «Опалубочная одежда»...................................371
8.1.2. Несущая конструкция....................................373
8.2. Изготовление опалубки......................................378
8.2.1. Установка опалубки.....................................378
8.2.2. Раскрепление опалубки..................................379
8.2.3. Опалубка в местах выемок...............................380
8.3. Снятие опалубки (распалубка)...............................382
8.3.1. Уход и складирование опалубки..........................383
8.4. Опалубки для частей зданий.................................384
8.4.1. Опалубка для фундаментов...............................384
8.4.2. Стеновая опалубка......................................384
8.4.4. Опалубка балок.........................................388
8.4.5. Опалубка перекрытий....................................389
8.4.6. Опалубка лестниц.......................................390
8.4.7. Опалубка для лицевого бетона...........................391
8.4.8. Опалубки стен и перекрытий большой площади.............392
8.4.9. Переставная опалубка...................................395
8.4.10. Скользящая опалубка...................................396
Содержание
Глава 9. СТРОИТЕЛЬСТВО ИЗ БЕТОНА...................................398
9.L Виды и нормирование........................................398
9.2. Свежий бетон...............................................399
9.2.1. Фазы твердения.........................................399
9.2.3. Консистенция...........................................403
9.2.4. Транспортный бетон.....................................406
9.2.5. Поставки транспортного бетона..........................407
9.2.6. Укладка................................................412
9.3. Высокопрочный бетон........................................426
9.3.1. Свойства...............................................426
9.3.2. Классификация набравшего прочность бетона..............429
9.4. Обеспечение качества.......................................433
9.4.1. Контроль производства..................................433
9.4.2. Контроль соответствия качества.........................433
9.5. Легкий бетон...............................................437
9.5.1. Виды легкого бетона....................................437
9.5.2. Состав.................................................438
9.5.3. Свойства...............................................439
9.5.4. Укладка................................................441
Глава 10. СТРОИТЕЛЬСТВО ИЗ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА.......................... 442'
10.1. Железобетон...............................................442
10.1.1. Положение и форма арматуры............................444
10.1.2. Бетонные покрытия.....................................446
10.1.3. Указания по армированию...............................449
10.1.4. Армирование...........................................458
10.1.5. Армирование железобетонных конструкций................464
10.1.6. Перекрытия............................................475
10.1.7. Железобетонные балки и железобетонные балочные плиты..493
10.2. Реконструкция железобетонных сооружений...................498
10.2.1. Воздействие на железобетонные конструкции.............498
10.2.2. Проектирование мероприятий по реконструкции...........501
10.2.3. Методы приведения в порядок конструкций (санирование).502
10.2.4. Проведение санирования................................502
10.3. Предварительно напряженный бетон........................ 505
10.3.1. Принцип предварительно напряженного бетона............505
10.3.2. Виды предварительно напряженного бетона.............. 507
10.3.3. Строительные материалы................................508
10.3.4. Напрягающий элемент...................................509
10.3.5. Предварительное напряжение............................510
10.3.6. Процесс натяжения.....................................511
10.3.7. Преимущества предварительно напряженного бетона.......512
Глава 11. СБОРНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО ИЗ БЕТОНА..........................513
11.1. Способы строительства из сборных элементов................513
11.1.1. Каркасное строительство...............................514
11.1.2. Панельное строительство...............................515
11.2. Изготовление и монтаж сборных элементов...................517
11.2.1. Изготовление..........................................517
11.2.2. Монтаж................................................518
В РАМКАХ ВЫСТАВКИ ЕЖЕГОДНЫЙ ФОРУМ ‘СТРОЙИНДУСТРИЯ РЕГИОНОВ РОССИИ’

5-8 (ФЕВРАЛЯ
МОСКВА, С^ОЛИМП^ЙСКИЙ"

ПРЕДИСЛОВИЕ
К 10-му ИЗДАНИЮ
Содержание 10-го издания «Строительной техники» соответствует «Правилам
производственного обучения в отрасли Строительство» от 03.03.1999 и еди-
ным для всей ФРГ примерным учебным планам для
— основного года профессионального обучения по строительной технике;
— первого года профессионального обучения для всех строительных про-
фессий;
— второго года профессионального обучения для рабочих надземного и
подземного строительства, рабочих-отделочников, а также
— второго и третьего годов профессионального обучения по профессиям
каменщик, бетонщик и строительный чертежник.
Многочисленные изменения норм как следствие гармонизации европейс-
кого нормирования сделали необходимым значительную переработку учебно-
го пособия, в особенности глав «Строительные материалы», «Бетонное строи-
тельство», «Строительство из железобетона». Также и другие главы по необ-
ходимости были актуализированы и приведены к современному состоянию
техники.
«Строительная техника» в своем 10-м издании представляет всеобъемлю-
щую информацию по технологическим и конструктивным вопросам. Вместе с
обусловленными содержанием обучения в области строительства учебными по-
собиями издательства «Европа» «Специальная математика» и «Техническое чер-
чение» учебное пособие «Строительная техника» может обеспечить получение
требуемых знаний и ключевых квалификаций. Сопровождающий 10-е издание
компакт-диск со всеми рисунками и таблицами книги задуман для использова-
ния учениками и помогает проводить более наглядные презентации и лекции.
Возможно приобретение также и преподавательской версии компакт-дис-
ка, который содержит дополнительно 400 избранных интерактивных иллюст-
раций, служащих для оформления уроков, для постепенной выработки про-
фессиональных навыков, для создания материалов для уроков и для введения
чертежей в классные работы.
Кроме того, 10-е издание приспособлено к использованию оправдавших
себя «рабочих плакатов по строительной технике». Они содержат в четырех
томах около 600 иллюстраций по специальностям строительных профессий.
«Строительная техника», таким образом, позволяет:
— осуществлять обработку проектов различной степени сложности;
— проводить быстрый поиск данных и конструктивных деталей за счет
логического построения книги;
Предисловие к 10-му изданию
— самостоятельно получать знания за счет легко понимаемых текстов, а
также наглядных иллюстраций и графиков;
— за счет многочисленных заданий и упражнений глубже освоить выучен-
ный материал;
— овладевать знаниями в области составления рабочих отчетов и презен-
таций с помощью компакт-дисков.
Специальная книга подходит в основном для преподавания в профессио-
нальных училищах и для производственного обучения, а также в качестве
учебного пособия в школах подготовки мастеров и в техникумах. Книга мо-
жет также служить для получения ответов на вопросы из практики, для под-
готовки строительно-технического обучения или для сопровождающего обу-
чение пояснения основ и профессиональных понятий. Не в последнюю оче-
редь книга может быть использована в бюро и на строительной площадке в
качестве справочного пособия.
Авторы и издательство благодарны всем пользователям книги за крити-
ческие советы и пожелания.
г. Швабский Гмюнд, весна 2003 г.
Ханс Нестле
ПРЕДИСЛОВИЕ
К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Книга «Строительная техника» под редакцией X. Нестле является хорошим
учебным пособием для профессионального технического образования в обла-
сти строительства. Кроме того, она может быть использована в качестве учеб-
ного пособия для архитектурно-строительных колледжей, требующего лишь
небольшого теоретического дополнения по основным строительным дисцип-
линам.
Большое количество великолепно выполненных иллюстраций делает эту
книгу отличным учебным пособием не только для получения профессиональ-
ного строительного образования и среднего профессионального образования в
области строительства, но и для основных строительных специальностей. До-
ходчивость текста и иллюстраций по всем аспектам строительного дела, до-
полненная теорией, позволяет повысить качество подготовки не только рабо-
чих и техников, но и специалистов высшей квалификации.
Наличие в книге многочисленных, четко показанных узлов и деталей
делает книгу хорошим справочным пособием для проектировщиков и строи-
телей на площадке, позволяющим избежать характерных ошибок при проек-
тировании и строительстве.
Автор перевода и редактор русского издания
заведующий кафедрой архитектуры гражданских
и промышленных зданий Московского государственного
строительного университета, профессор, член Европейской
академии наук и искусств, почетный строитель РФ
А. К. Соловьев
ГЛАВА 1
СТРОИТЕЛЬНАЯ ОТРАСЛЬ
1.1. Строительное дело
Потребности человека в защите от погодных воздействий и опасностей делают
необходимым строительство зданий и сооружений. Рост населения и его расту-
щие запросы способствуют дальнейшему росту строительной деятельности для
создания зданий и сооружений для жилья, работы, отдыха и транспорта (рис. 1.1).
Примеры надземного строительства:
Частное надземное строительство
- Жилые дома, гаражи
Надземное строительство предприятий
- Промышленные здания и сооружения,
магазины, здания бюро и контор
Общественное надземное строительство
- Ратуши, больницы, здания школ
Примеры подземного и дорожного
строительства:
Подземное строительство предприятий
- Подземные гаражи
Транспортные сооружения
- Дороги, мосты, рельсовые пути, туннели
Общественное подземное строительство
- Канализация, свалки - хранилища отходов
Рис. 1.1. Примеры зданий и сооружений
Рабочие и служащие в строительной отрасли организованы в ПРОФСО-
ЮЗЫ, работодатели объединяются в СОЮЗЫ РАБОТОДАТЕЛЕЙ. Профсо-
юзы и союзы работодателей регулируют условия труда на стройплощадках.
В переговорах о тарифах устанавливается заработная плата и другие условия.
СТРОИТЕЛЬНОЕ ДЕЛО подразделяется на основные строительные ра-
боты и сопутствуюшие строительные работы (рис. 1.2).
1.2. Строительные профессии
Различные строительные навыки, которые должны быть использованы при
возведении зданий и сооружений, требуют наличия большого числа стро-
ительных профессий, как, например, профессий в области надземного стро-
ительства, отделочных работ, подземного строительства. К профессиям
Глава 1. Строительная отрасль
Надземное
строительство
Сборное
строительство
Подземное
строительство
Строительство
дымовых труб и
печей различного
назначения
Защита сооружений
Работа с древесиной
Строительство лестниц
Устройство покрытий
и крыш
Штукатурные Установка газового оборудо- Плиточные
работы с мокрой вания, оборудования водо- работы
штукатуркой снабжения и водоотведения Устройство
Работы с сухой Установка вентиляционного стяжек
штукатуркой оборудования, отопления
и охлаждения
Установка электропроводки
и электрооборудования
Рис. 1.2. Основные виды строительных работ
проектировщиков кроме инженеров и архитекторов относятся также раз-
личные виды чертежников, в том числе и специалистов в области компь-
ютерной графики.
СТРОИТЕЛЬНЫЕ ЧЕРТЕЖНИКИ выполняют по заданиям архи-
текторов и инженеров необходимые для возведения зданий и сооружений
чертежи, фотоснимки зданий для их перестройки. Кроме того, они вы-
полняют обмеры и составляют планы существующих зданий, планы про-
кладки существующей канализации и других коммуникаций.
1.2.1. Профессии, занятые при возведении несущего остова
и ограждающих конструкций здания
КАМЕНЩИКИ и БЕТОНЩИКИ возводят фундаменты, стены, колонны, пе-
рекрытия, лестницы и дымовые трубы. Они ведут кладку из искусственных кам-
ней и из природного камня, опалубочные работы и бетонируют части зданий
из бетона, железобетона и предварительно напряженного железобетона, вы-
полняют также работы по изготовлению деталей из бетона, монтажу сборных
элементов и возведению полносборных зданий (рис. 1.3). Кроме того, они возво-
дят обжиговые печи, рассчитанные на высокие температуры. При возведении не-
Рис. 1.3. Каменщики и бетон-
щики
сущего остова зданий и ограждающих конструкций
могут производиться также устройство теплоизоля-
ции, штукатурные работы, предварительные элек-
тротехнические работы, такие, как прокладка в кон-
струкциях пустых труб для скрытой электропровод-
ки, монтаж предварительно изготовленных окон,
дверных петель и рольставен, укладка стяжек, плит-
ки, отделочных плит и мозаики. Возможны также
работы по укладке полов.
МОНТАЖНИКИ ЛЕСОВ возводят деревян-
ные, стальные леса и подмостки из алюминия,
в особенности на церковных колокольнях, опо-
1.2. Строительные профессии
pax мостов, на градирнях, и сдают их строи-
тельным фирмам (рис. 1.4).
ОПЕРАТОРЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
управляют и обслуживают строительные маши-
ны, занятые на стройплощадке. Это, например,
землеройные машины, машины для изготовления
и укладки бетона, а также транспортные машины
(рис. 1.5).
ПЛОТНИКИ изготавливают в основном дере-
вянные конструкции для стен, перекрытий, лестниц
и крыш. Изготовление лесов и опалубки для бетона,
укладка цементно-волокнистых плит, сухие отде-
лочные работы (установка плит сухой штукатурки),
а также устройство вентилируемых фасадов относят-
ся также к задачам, выполняемым плотниками.
ЖЕСТЯНЩИКИ и КРОВЕЛЬЩИКИ также
относятся к профессиям по возведению «коробки»
несущего остова и ограждающих конструкций зданий.
«Коробка здания» считается законченной, если
возведены стены, перекрытия и крыша.
1.2.2. Профессии подземного
строительства
СТРОИТЕЛИ-ДОРОЖНИКИ строят дороги, пло-
щадки и взлетно-посадочные полосы для самоле-
тов. Кроме того, они производят планировку тер-
риторий, устраивают откосы, кюветы, канавы и
плотины, а также дренаж, трубопроводы водоотве-
дения и шахты (рис. 1.6).
РЕЛЬСОУКЛАДЧИКИ и ПРОКЛАДЧИКИ
ТРУБ также относятся к профессиям подземного
строительства.
К работам подземного строительства относят-
ся строительство дорог, а также прокладка тру-
бопроводов.
1.2.3. Профессии отделочников
ШТУКАТУРЫ оштукатуривают неотделанные
стены и перекрытия, изготавливают перегородки
из сухой штукатурки, ведут работы по затирке и
устройству стяжек (рис. 1.7).
МОНТАЖНИКИ ГИПСОКАРТОННЫХ
ПЛИТ возводят перегородки «сухим способом», т.е.
Рис. 1.4. Монтажник лесов
Рис. 1.5. Водитель строитель-
ной машины
Рис. 1.6. Строители-дорожники
Рис. 1.7. Штукатуры
Глава 1. Строительная отрасль
Рис. 1.8. Плиточник, укладчик
плит и мозаики
из гипсокартона на каркасе, ведут отделку стен и
перекрытий, укладывают теплоизоляционные
слои, сухие стяжки, а также пожарозашитную
облицовку конструкций.
УКЛАДЧИКИ СТЯЖЕК устраивают на неот-
деланном перекрытии стяжки из раствора или ук-
ладывают их насухо из плитных материалов, вклю-
чая устройство тепло- и звукоизоляции, занимают-
ся устройством полов из терраццо и брекчии.
ПЛИТОЧНИКИ, УКЛАДЧИКИ МОЗАИКИ
И ОТДЕЛОЧНЫХ ПЛИТ отделывают стены и полы
керамической плиткой, отделочными плитами и мозаикой. Это происходит в ос-
новном в мокрых помещениях, таких, как кухни, ванные комнаты, и в помеще-
ниях с высокими гигиеническими требованиями, таких, как помещения для хра-
нения и обработки пищевых продуктов или бассейны для плавания (рис. 1.8).
Кроме того, при отделке зданий работают установщики труб и приборов
отопления, установщики труб и приборов водоснабжения и канализации
(в России они называются САНТЕХНИКАМИ. — Примеч. ред.), ГАЗОВЩИ-
КИ, ЭЛЕКТРИКИ, СТРОИТЕЛЬНЫЕ СЛЕСАРИ, специалисты по КА-
МЕННОМУ ЛИТЬЮ и ТЕРРАЦЦО, СТЕКОЛЬЩИКИ, МАЛЯРЫ и ЛА-
КИРОВЩИКИ , а также ОФОРМИТЕЛИ ПОМЕЩЕНИЙ.
Все работы от возведения «коробки» здания до сдачи здания «под ключ» на-
зываются отделкой.
1.3. Взаимодействие строительных профессий
При возведении здания или сооружения необходимо взаимодействие строитель-
ных профессий. В календарных планах производства работ заранее устанавлива-
ется продолжительность каждой работы и последовательность отдельных работ.
Они показываются, как правило, на линейной диаграмме (рис. 1.9). При этом
Рис. 1.9. Календарный план (пример)
1.4. Образование в области строительства
проектируемая продолжительность работ обозначается цветными линия ми. Для кон-
троля можно нанести на план действительную продолжительность работ.
Из календарного плана также видно, когда, например, каменщики могут под-
ключаться к работе после прокладки труб для отопления, газоснабжения, водо-
снабжения и канализации для заделки отверстий в стенах. Также можно увидеть,
когда, например, может начаться монтаж батарей отопления, раковин и ванн.
1.4. Образование в области строительства
Профессиональное образование в области строительства производится по
ступенчатой схеме в области основных строительных работ в специальных
образовательных учреждениях, в профессиональных училищах и в межфир-
Окончание
в качестве
Окончание
в качестве рабоче-
го-профессионала
по определенной
профессии
* Количество учебных недель может быть различным.
Рис. 1.10. Образование в профессиональной области «Строительство»
Глава 1. Строительная отрасль
менных учебных комбинатах строительной отрасли (рис. 1.10). Обучение про-
должается, как правило, 3 года. В первый год ведется базовое обучение. На вто-
ром году обучения подключается профессиональное обучение в области надзем-
ного или подземного строительства. После второго года обучение учащегося в
качестве рабочего в области надземного или подземного строительства или ра-
бочего-отделочника может быть закончено. Третий год обучения служит для
специализации, например в профессии каменщика или бетонщика. После окон-
чания трехлетнего обучения учащийся может сдать экзамен на звание подмасте-
рья или рабочего по профессии. Подмастерье в основных строительных профес-
сиях называется рабочим по профессии.
Дальнейшее образование на мастера или техника возможно только в профес-
сиональном училище. Обучение в профессиональной высшей школе или в тех-
ническом университете позволяет получить профессию дипломированного ин-
женера по определенному профессиональному направлению.
ГЛАВА 2
ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ
ОСНОВЫ СТРОИТЕЛЬСТВА
В строительстве большое количество разных строительных материалов с помо-
щью определенных технологий превращается в здание или сооружение. Это
требует знаний о свойствах строительных материалов и о процессах, происхо-
дящих при их переработке. Основой для этого являются такие естественные
науки, как ФИЗИКА, ХИМИЯ, а также ЭЛЕКТРОТЕХНИКА.
При возведении здания или сооружения необходимо учитывать большое чис-
ло химических и физических процессов.
2.1. Химические основы
Химия занимается построением, составом, изготовлением и свойствами матери-
алов, а также их превращениями и происходящими при этом процессами.
2.1.1. Тело и вещество
Каждое тело, будучи твердым, жидким
или газообразным, занимает простран-
ство. Там, где находится одно тело, не
может находиться одновременно второе
тело. Каждое тело состоит из одного оп-
ределенного вещества, называемого так-
же материей. Понятия «тело» и «веще-
ство» пересекаются и поэтому приме-
няются часто однозначно (рис. 2.1).
Каждое тело занимает определенное
пространство и состоит из определен-
ного вещества. Каждое вещество зани-
мает пространство и образует, таким об-
разом, тело. Тела и вещества могут раз-
личаться по своим свойствам.
СВОЙСТВА ТЕЛ в основном вклю-
чают:
• форму агрегатного состояния;
• объем;
• энергетическое состояние.
СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ в основном
включают:
• способность к реакциям с други-
ми веществами;
Вещества
Деревянная балка
Свойства веществ
горючие, негорючие, кислые,
пресные, вкусные, хорошо
пахнущие, плохо пахнущие,
ядовитые, неедовитые,
устойчивые против коррозии,
разъедающие, разлагаю-
щиеся, хорошо вступающие
в реакции
Тела
балка
Свойства тел
твердые, жидкие,
газообрезные, холодные,
теплые, тяжелые, легкие.
большие, маленькие,
покоящиеся, находящиеся
в движении, в виде
кубиков, цилиндрические
Рис. 2.1. Тела и вещества (примеры)
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
• запах и вкус;
• устойчивость против коррозии.
Физика занимается состоянием тел и изменением их агрегатных состоя-
ний при физических процессах. Состав веществ при этом не изменяется.
Химия занимается веществами, их составом и свойствами, а также веществен-
ными изменениями при химических процессах.
2.1.2. Химические и физические процессы
2.1.2.1. Химический процесс
При химических процессах из одного или нескольких исходных материалов по-
лучаются новые вещества с полностью другими свойствами, отличными от ис-
□L
Из известняка при обжиге получается
вяжущее вещество жженая известь
В листьях растений из растворенных в воде
минеральных солей и двуокиси углерода
возникают сахар и крахмал
твердый, нерастворимый и неплавящийся слой
синтетической смолы
Рис. 2.2. Химические процессы (примеры)
При нагревании изменяется агрегатное состояние воды,
она превращается в пар
Рис. 2.3. Физические процессы (примеры)
2.1. Химические основы
ходных веществ (рис. 2.2). При ХИ-
МИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ возни-
кает новое вещество.
2.1.2.2. Физический процесс
При ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕС-
САХ не возникает новое веще-
ство. Изменяется агрегатное со-
стояние, положение или величи-
на вещества или тела (рис. 2.3).
При физическом процессе изме-
няется состояние вещества, веще-
ство остается прежним.
2.1.3. Виды материалов
По составу материалов различаются
смеси или смеси материалов, хими-
ческие соединения и элементы или
основные вещества.
СМЕСИ.
Состоят из многих различных от-
дельных материалов. Смеси, напри-
мер известковый раствор, позволяют
с помощью физико-механической технологии разложить себя на отдельные ве-
щества — песок, воду и известь (рис. 2.4). Физико-механические методы разделе-
ния — это, например, дистилляция, выпаривание, фильтрование и отстаивание.
ХИМИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Состоят, по меньшей мере, из двух различных основных веществ или
элементов. Химические соединения не могут быть разложены на отдельные
элементы с помощью физико-механических процессов. Только с помощью
химических методов можно разложить их на отдельные элементы, как, на-
пример, двуокись кальция на кальций, кислород и водород (см. рис. 2.4).
ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Называемые также основными веществами, это вещества, которые не мо-
гут быть разложены на составляющие ни с помощью физико-механических,
ни с помощью химических методов, как, например, кремний и кислород
(см. рис. 2.4).
2.1.4. Химические элементы
Вещества, которые не могут больше быть разложены на отдельные элементы,
называют химическими элементами или основными веществами.
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Таблица 2.1. Наименование и краткое обозна- чение важнейших элементов
Название Краткое обозна- чение Название Краткое обозна- чение
Металлы Металлы
Алюминий AI Ванадий V
Свинец РЬ Вольфрам W
Хром Сг Цинк Zn
Железо Fe Олово Sn
Золото Au Неметаллы
Калий К
Аргон Аг
Кальций Са Cl
Кобальт Со
Фтор F
Медь Си Гелий Не
Магний Мд
Марганец Мл Углерод Неон С Ne
Молибден Мо
Натрий Na Фосфор Р
Никель Ni Кислород о
Ниобий Nb Сера S
Платина Pt Азот N
Ртуть Hg Водород Н
Серебро Ад Полуметаллы
Тантал Та Кремний Si
Титан Ti Селен Se
Существует 92 природных эле-
мента, из которых состоят все веще-
ства на Земле. 17 элементов получе-
ны искусственным путем. Из при-
родных элементов 66 — металлы,
16 — неметаллы и 6 —полуметаллы.
МЕТАЛЛЫ блестят и являются хо-
рошими проводниками электричес-
кого тока и тепла. НЕМЕТАЛЛЫ в
основном газообразные, преимуще-
ственно диэлектрики и плохие про-
водники тепла, как, например, сера.
ПОЛУМЕТАЛЛЫ могут иметь как
металлические, так и неметалличес-
кие свойства, как, например, крем-
ний и селен.
Элементы обозначаются в основ-
ном краткими обозначениями, ко-
торые являются производными от их
греческого или латинского названия
(табл. 2.1).
Химические элементы состоят из
атомов. Атомы определенных элементов одинаковы друг с другом. Различные
свойства элементов поэтому объясняются различным строением их атомов
(рис. 2.5).
АТОМЫ
Мельчайшие частички материи, расчленение которых невозможно физичес-
кими или химическими методами, называются атомами.
Атомы так малы, что они невидимы. Поэтому строение атомов и процес-
сы, происходящие в атомах, люди представляют с помощью моделей. По мо-
дели датского естествоиспытателя Нильса Бора (1885—1962) атомы имеют
шарообразное строение и состоят из оболочки атома и атомного ядра
(см. рис. 2.5).
Атомы меди
ооооо
ооооо
ооооо
ооооо
Элемент медь
Атомы углерода
Элемент углерод
Рис. 2.5. Атомы в химических элементах
• Диаметр атомной оболочки —
0,0000001 мм.
• Диаметр атомного ядра —
0,000000000001 мм (рис. 2.6).
АТОМНОЕ ЯДРО
• Находится в центре атома.
• Заключает в себе почти всю
массу атома.
• Состоит из нуклонов или кир-
пичиков атомного ядра.
2.1. Химические основы
Нуклоны подразделяются на
ПРОТОНЫ, заряженные положи-
тельным электрическим зарядом, и
НЕЙТРОНЫ, которые электричес-
ки нейтральны. Ядра атомов могут
состоять из нескольких протонов и
нейтронов (рис. 2.7).
• Массовое число или число
нуклонов равно числу про-
тонов и нейтронов в атоме.
• Порядковое число или вели-
чина заряда ядра равно чис-
лу протонов в атомном ядре.
Атом гелия или элемент гелий
имеет порядковое число 2 и массовое
число 4. Атом углерода или элемент
углерод имеет порядковое число 6 и
массовое число 12 (рис. 2.8).
Рис. 2.6. Модель атома в сравнительных раз-
мерах
2 протона
2 нейтрона
Протон
электрически
положителен
Ядро атома
гелия
4 нуклона
Ядро атома
углерода
6 протонов
6 нейтронов
Нейтрон
электрически
нейтрален
12 нуклонов
Рис. 2.7. Строение атомного ядра
ОБОЛОЧКА АТОМА
Оболочка атома образована
ЭЛЕКТРОНАМИ. Они вращаются с
большой скоростью в шарообразной
области вокруг атомного ядра. Эту
область называют электронной обо-
лочкой атома (рис. 2.9).
Электроны имеют отрицатель-
ный электрический заряд и обладают
очень малой массой. Отрицательный
заряд соответствует по величине по-
ложительному заряду протонов в
ядре атома. В атоме число электро-
нов и протонов одинаково, атом по
отношению к внешней среде явля-
ется электрически нейтральным. С
помощью противоположных по
знаку зарядов электроны удержи-
Рис. 2.8. Обозначение углерода
Пространственное представление
Упрощенное представление
Рис. 2.9. Модель атома гелия
ваются на своих орбитах
Электроны группируются в электронные оболочки, которых вокруг ядра может
быть до семи. Они находятся от ядра на различных расстояниях. В каждой электрон-
ной оболочке может быть определенное максимальное число электронов. Во внут-
ренней оболочке может быть 2 электрона, во второй — 8, в третьей — 18, однако во
внешней оболочке их может быть тоже 8 (рис. 2.10).
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Рис. 2.10. Изображение многооболочкового
атома
Таблица 2.2. Относительная атомная масса некоторых элементов
Элемент Атомная масса Элемент Атомная масса
Водород 1,008 Алюминий 26,98
Углерод 12,001 Кальций 40,08
Азот 14,007 Железо 55,85
Кислород 15,999 Свинец 207,19
Атомное ядро У Атомное ядро Атомное ядро А "с Нейтронов 8 Протонов 6
6 Нейтронов Протонов 7 6
Нейтронов Протонов 6 6
Нуклонов 12 Нуклонов 13 Нуклонов 14
Краткие обозначения:
С 12 С 13 С 14
Рис. 2.11. Изотопы углерода
зывают изотопами.
Изотопы, например, углерода
имеют одинаковые химические свойства, но разные массы. Почти все элементы
образуют изотопы, но только в ограниченном количестве.
АТОМНАЯ МАССА
При определении массы атома
очень малая масса электронов не учи-
тывается. Масса атома водорода или
протона составляет 1,67 -10“24 г. Эта
величина очень мала. Поэтому ее за-
меняют числом 1,008 или 1. Так как
масса протона равна массе нейтрона,
то атомная масса других элементов во
много раз больше этого числа. Поэто-
му ее называют ОТНОСИТЕЛЬНОЙ
АТОМНОЙ МАССОЙ (массовым
числом). Относительная атомная мас-
са атома кислорода с 16 нуклонами со-
ставляет 15,999 или 16 (табл. 2.2).
При одинаковом количестве ато-
мов какого-либо элемента, а именно
при 6,02205 1023 (1 Моль), относи-
тельная атомная масса соответствует
его атомной массе в граммах (моляр-
ная масса).
ИЗОТОПЫ
Атомы определенного элемента,
например углерода, имеют одинако-
вое число протонов. Однако число
нейтронов может быть разным
(рис. 2.11).
Атомы одного и того же элемента
с разным количеством нейтронов на-
РАДИОАКТИВНОСТЬ
Изотопы некоторых элементов, например радия (Ra 226), урана (U 235), угле-
рода (С 14), излучают энергию. При этом атомные ядра распадаются. Это свой-
ство называется радиоактивностью. При этом различают альфа-, бета- и гам-
ма-лучи (рис. 2.12). Альфа-лучи состоят из ядер гелия. Состоящие из элект-
ронов бета-лучи пронизывают стальные листы или свинцовые пластины тол-
щиной до 1 мм. Гамма-лучи с очень малой длиной волны возникают при
превращениях ядра. Они проникают через бетонные стены толщиной в метр и
могут быть остановлены только очень толстыми свинцовыми листами. Они
очень опасны для человека и приводят к разрушению тканей.
2.1. Химические основы
Радиоактивные материалы при-
меняют в технике, например для кон-
троля толщины материала при изго-
товлении бумаги, фольги, пленок и
листовых металлических материалов.
2.1.4.1. Периодическая
система элементов
Если исследовать свойства элемен-
тов в порядке их атомных зарядов, Рис 2 12 радиоактивное излучение
то можно заметить, что почти оди-
наковые свойства периодически повторяются через 8 элементов. При этом
получается 7 строчек или периодов. Период 3, например, объединяет элемен-
ты от натрия до аргона (рис. 2.13).
Если расположить 7 периодов так, что элементы с одинаковыми свойства-
ми будут стоять одни под другими, то получится 8 вертикальных колонок
или главных групп от I до VIII (табл. 2.3).
Рис. 2.13. Элементы периода 3 от 1 до 8 наружных электронов
Таблица 2.3. Периодическая система элементов (сокращенная)
Периоды Главные группы Подгруппы Главные группы
1 II Illa IV а Va Via Vila Villa la Ila III IV V VI VII VIII
1 1 н 1.0008 Обозначения: Металлы 2 He 4,00
2 3 Li 0.939 4 Be 9.012 — Краткое обозначение Полуметаллы 5 В 10.811 6 C 12,011 7 N 14.007 | O® 9 F 12,998 10 Ne 20.183
so® r \
3 11 Na ::.ss9 12 Mg 24,312 13 Al 20,982 14 Si 28,060 15 P 30.974 16 s 32,064 17 Cl 36.492 18 Ar 39,948
(ss массовое число) Все изотопы этой группы радиоактивны
4 19 К 39.102 20 Ca 40.08 21 Sc 44,950 22 Л 47Л 23 V 50,942 24 Cr 51.990 25 Mn 54.938 26 Fe 56.847 27 Co 58,933 28 Ni 68,71 29 Cu 03,54 30 Zn 05,37 31 Ga 69.72 32 Ge 72.69 33 As 74.92 34 Se 78.96 35 Br 79.909 36 Kr ез.ос
5 37 Rb 80,47 38 Sr 87,02 39 Y 89,905 40 Zr 01.22 41 Nb 92.906 42 Mo 95,94 43 Tc 99 44 Ru 101,07 45 Rh 102.905 46 Pd 106.04 47 Ag 107,87 48 Cd 112.40 49 In 114.82 50 Sn 118.69 51 Sb 121,76 52 Те 127,6 53 J 126,9 54 Xe 131,30
6 55 Cs 132.90 56 Ba 137,34 57 La 13831 72 Hf 178.43 73 Та 180,948 74 w 183,948 75 Re 180.2 76 Os 190,2 77 lr 192.2 78 Pt 180.08 79 Au 196.967 80 Hg 200.59 81 Tl 204,37 82 Pb 207.192 83* Bi 208,98 84* Po 210 85* At 210 86*' Rn 222
7 87* Fr 223 88* Ra 220.06 89* Ac 227 104* Rf 258 105* Db 200 106* Sg 261 107* Bh 202 108* Hs 203 109* Mt 206
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Расположение элементов по их свойствам в 7 горизонтальных периодов и 8
вертикальных колонок или главных групп называется ПЕРИОДИЧЕСКОЙ
СИСТЕМОЙ ЭЛЕМЕНТОВ (созданной русским ученым Д.И. Менделеевым.
— Примеч. ред.).
Было установлено, что элементы главных групп содержат на внешней
электронной орбите каждый раз от 1 до 8 электронов. Элементы главной
группы 1 имеют всегда 1 внешний электрон. Они все — металлы, за исключе-
нием водорода, и сильно реагируют с неметаллами, как, например, кислород
или хлор. Элементы главной группы VIII имеют на внешней орбите по
8 электронов. Они при комнатной температуре газообразные и не соединяют-
ся с другими элементами (инертные газы). Металлы находятся в левой части
периодической системы, неметаллы — в правой. Между ними расположены
полуметаллы. Периодическая система четко показывает, что свойства элемен-
тов зависят от количества электронов на их внешних орбитах.
Атомы элементов в подгруппах имеют 1 или 2 внешних электрона и разли-
чаются по количеству электронов на их внутренних орбитах. Свойства элемен-
тов в подгруппах имеют большое сходство, все они металлы (см. табл. 2.3).
2.1.5. Химические соединения
Различные атомы или элементы могут связываться между собой. Возникшее при
этом новое вещество называют химическим соединением. Это новое вещество име-
ет совсем другие свойства, чем свойства элементов, из которых он состоит. Напри-
мер, соединяются один атом кислорода (О) с двумя атомами водорода (Н) в одну
молекулу воды (Н2О). Химическое соединение вода имеет другие свойства, чем эле-
менты кислород и водород (рис. 2.14).
Одна молекула — это мельчай-
шая частичка химического соедине-
ния. Молекулы одного химическо-
го соединения одинаковы.
У многих элементов определенное
количество атомов объединено в мо-
лекулы. Их называют элементарны-
ми молекулами, например кислород
Молекула
водорода
Молекула
кислорода
Молекула
воды
4 Н2
Элемент
Водород
2 О2
Элемент j
Кислород
= 4 Н2О
Химическое соединение |
Вода
Рис. 2.14. Химические соединения (пример)
Гелий Н
Отдельные атомы
Рис. 2.15. Отдельные элементы и элементар-
ные молекулы
с двумя, а сера с шестью атомами.
Только у инертных газов, например
у гелия, имеются отдельные атомы
(рис. 2.15). В металлических элемен-
тах атомы образуют кристаллоподоб-
ные соединения частичек (рис. 2.16).
Количество атомов одного элемента
в молекуле показывается в виде ин-
декса (низко расположенного числа)
около краткого обозначения элемен-
та, причем индекс 1 отсутствует.
2.1. Химические основы
ПРИМЕРЫ:
СН4 1 молекула метана состоит из
1 атома углерода и 4 атомов
кислорода;
NaCl 1 молекула хлорида натрия
(поваренная соль) состоит из
1 молекулы натрия и 1 моле-
кулы хлора.
Рис. 2.16. Объединение частиц
При химических соединениях атомы связываются различным образом. Раз-
личают образование электронных пар, образование ионов и образование металов.
2.1.5.1. Образование электронных пар
Элементы, атомы которых на своих электронных орбитах полностью укомп-
лектованы по 8 электронов, не имеют склонности соединяться с другими
элементами. Они находятся в стабильном состоянии (инертные газы). Эле-
менты, которые имеют только на 1 или 2 электрона меньше или больше 8 на
своей внешней орбите, стремятся перейти в стабильное состояние, и поэтому
очень активны в реакциях с другими элементами.
Если, например, 4 атома водорода и 1 атом углерода соединяются вме-
сте, то каждый атом путем приема или отдачи одного электрона из атом-
ной оболочки другого наполнить свою оболочку. Это происходит за счет
того, что каждый электрон внешней орбиты оболочки атома будет исполь-
зоваться совместно, а именно парами будут крутиться вокруг атомных ядер,
и тем самым они будут связаны в одну молекулу метана. Так как связь
возникает с помощью совместных электронных пар, то такой вид связи
называют соединением электронными парами (рис. 2.17).
2.1.5.2. Ионная связь
Если от атома отделяется один или несколько электронов, то его заряд
становится положительным. Если, напротив, атом принимает электроны,
то он становится электрически отрицательным.
Возникшие при отдаче или приеме электронов положительные или от-
рицательные частички называют ИОНАМИ, причем знак заряда обознача-
ется знаками «плюс» или «минус» справа сверху от краткого обозначения. На-
Рис. 2.17. Связь электронными парами
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Рис. 2.18. Ионная связь
пример, Na+ (положительно заряженный ион натрия) или Ch (отрицательно за-
ряженный ион хлора). Число зарядов обозначается цифрой рядом со знаком. На-
пример А13+ (троекратно положительно заряженный ион алюминия). Ионы с
противоположными зарядами притягиваются друг к другу и поэтому могут свя-
зываться друг с другом. При образовании хлорида натрия (поваренная соль), на-
пример, атом натрия отдает свой внешний электрон атому хлора (рис. 2.18). При
этом получается положительно заряженный ион натрия и отрицательно заря-
Рис. 2.19. Кристалл поварен-
ной соли
женный ион хлора, которые за счет своих проти-
воположных зарядов притягиваются друг к другу
и образуют химическое соединение хлорид натрия.
Эту связь называют ИОННОЙ СВЯЗЬЮ. Она
имеет место в основном в соединениях металлов и
неметаллов (соли). Силы притяжения при ионной
связи действуют не только между двумя ионами,
но и по всем направлениям. При этом получается
решетчатое, ионное образование. Этапостроенная
по геометрическим законам пространственная ре-
шетка приводит к образованию прочных, ограни-
Рис. 2.20. Соединение метал-
ла (кристалл железа)
ченных ровными плоскостями тел, называемых
КРИСТАЛЛАМИ (ионная кристаллическая ре-
шетка) (рис. 2.19).
2.1.5.3. Соединения металлов
Атомы металлов обладают на их внешних орбитах в
большинстве случаев только небольшим количе-
ством электронов, которые при тесном расположе-
нии этих атомов отделяются от них с образованием
прочного тела. При этом из атомов металлов полу-
чаются ионы металлов (рис. 2.20). Электроны пере-
мещаются подобно газу свободно между ионами
металлов, которые можно представить себе как ша-
рообразные частички. За счет электрических сил
сцепления они тесно прижимаются друг к другу,
причем электроны удерживаются около них как на
2.1. Химические основы
клею. Так как силы действуют во все
стороны, то металлы образуют КРИ-
СТАЛЛЫ (металлическая кристалли-
ческая решетка).
2.1.5.4. Валентность
Из каких элементов, и в каком соот-
ношении эти элементы вступают в хи-
мические соединения, можно понять
из химических формул. При этом раз-
личают суммирующие формулы и
структурные формулы. В СУММАР-
НЫХ формулах краткие обозначения
элементов в одном химическом соеди-
нении следуют одно за другим. Рас-
положенные за краткими обозначени-
ями внизу цифры показывают, в ка-
ком числовом соотношении содержат-
ся атомы элементов в химическом
соединении. В СУММАРНЫХ ФОР-
МУЛАХ каждый атом представлен от-
дельно. Они могут показывать поря-
Таблица 2.4. Виды формул
Вещество Формула Составляю- щие части
суммарная структурная
Вода н2о Н Н \ / 0 2 атома Н 1 атом 0
Формальдегид ясно X) н-с н 1 атом С 2 атома Н 1 атом О
Тетрахлор- углерод СС14 CI 1 CI-C-CI 1 CI 1 атом С 4 атома CI
Таблица 2.5. Валентности некоторых элементов
Валентность Примеры
Одновалентный Na- К- Ад- Со- Н— CI-
Двухвалентный -Са- -Zn Pb- -Fe- -S- -о-
Трехвалентный I I I Al Fe Р /\ /\ /\ I N /\
Четырехвалент- ный I l I -Pb- -Sn- -S- I I I I -с- I
док связи атомов в таких молекулах
(табл. 2.4). В каком числовом соотношении атомы вступают в химические соеди-
нения, зависит от того, сколько внешних электронов они могут отдать, принять
или взять в совместное использование. Это число называют ВАЛЕНТНОСТЬЮ
элемента, а обменные электроны называют ВАЛЕНТНЫМИ ЭЛЕКТРОНАМИ.
В структурных формулах валентность обозначают числом валентных штрихов
(табл. 2.5).
2.1.5.5. Химические уравнения
При химических процессах массы веществ перед химическим процессом равны
массам материи после процесса. Химические процессы, называемые также хими-
ческими реакциями, можно предста-
вить в виде ХИМИЧЕСКИХ УРАВ-
НЕН ИЙ или уравнений реакций. В
химических уравнениях знак равен-
ства заменяется стрелкой. С левой сто-
роны уравнения располагаются исход-
ные материалы, справа — вещества,
полученные после реакции (конечные
вещества). Количество атомов слева от
стрелки должно соответствовать коли-
честву атомов справа от стрелки. Если
Исходные Химический Конечные
вещества процесс вещества
Примеры:
2Н2 + водород О2 кислород —► 2Н2О вода
Zn + 2HCI - ► ZnCI2 + Н2
ЦИНК соляная хлорид водород
кислота цинка
4Fe + ЗО2 - —► 2Fe2O3
железо кислород оксид железа
Рис. 2.21. Химическое уравнение
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Пример синтеза:
4AI + ЗО2 -
алюминий кислород
Пример анализа:
2НдО ------------►
ОКИСЬ
серебра
2А12О3
ОКИСЬ
алюминия
2Нд + О2
серебро кислород
Рис. 2.22. Синтез и анализ
расчет показывает, что необходимо
выравнивание, это производится со-
ответствующей цифрой перед крат-
ким обозначением (рис. 2.21).
2.5.5.6. Синтез, анализ
Под термином СИНТЕЗ понимают
создание химического соединения.
Получение синтетических материалов, например пластиков, является основ-
ной задачей химической промышленности. Разложение химических соедине-
ний на их элементы называют АНАЛИЗОМ. Синтез и анализ — это химичес-
кие процессы Они могут быть представлены химическими уравнениями
(рис. 2.22).
2.1.6. Смеси
Некоторые материалы можно по желанию смешивать. При этом они не будут
вступать в химические реакции. Полученная смесь или смесь материалов не яв-
ляется новым веществом. Поэтому ее можно разделить на исходные материалы с
помощью физических процессов, например с по-
мощью дистилляции, выпаривания, фильтрова-
ния, магнитного разделения или осаждения. Сме-
сями являются, например, растворы, дисперсии и
легирования.
2.1.6.1. Растворы
Многочисленные твердые, жидкие и газообразные
материалы могут так тонко распределяться в жидко-
стях, что в них будут существовать только отдельные
молекулы. Тогда говорят, что вещество находится в
растворенном состоянии или в РАСТВОРЕ. Жид-
кость называют РАСТВОРИТЕЛЕМ (рис. 2.23). Оп-
• Жидкость
О Частицы твердого
вещества
Рис. 2.24. Суспензия
ределенное количество растворителя при определен-
ной температуре может растворить только определен-
ное количество вещества. Если это количество дос-
тигнуто, то раствор НАСЫЩАЕТСЯ. Раствор, при-
ближающийся по концентрации к насыщенному, на-
зывается КОНЦЕНТРИРОВАННЫМ, а раствор,
далекий от состояния насыщения, называется РАЗ-
БАВЛЕННЫМ. Процесс растворения может быть ус-
корен при размельчении растворяемого вещества, а
также при помешивании или нагревании. Растворен-
ные твердые вещества могут выделяться из растворов
с помощью испарения растворителя, например при
обмазке холодной битумной мастикой.
2.1. Химические основы
Для разделения двух растворенных друг в дру-
ге жидкостей раствор подвергается ДИСТИЛЛЯ-
ЦИИ (перегонке). При этом раствор доводится до
кипения. Более легко испаряющаяся жидкость
выкипает и с помощью охлаждения снова превра-
щается в жидкость. Жидкость, которая испаряется
труднее, остается в сосуде (рис. 2.26). Разделение
нескольких растворенных друг в друге жидкостей
производится многократной дистилляцией, при-
чем жидкости испаряются в соответствии с их точ-
кой кипения, пар отводится в отдельный сосуд и
там охлаждается. При этом говорят о фракционной
дистилляции, например разделение сырой нефти на
бензины, мазуты, смазочные масла и битумы.
2.1.6.2. Дисперсия
При дисперсии очень маленькие частички веще-
ства распределяются очень тонко в жидкости, не
растворяясь в ней. Такую жидкость называют дис-
персионной. Если тонко распределенное вещество
является твердым, то дисперсию называют СУС-
ПЕНЗИЕЙ, например бетонит (рис. 2.24). Если
это жидкость, то говорят об ЭМУЛЬСИИ, напри-
мер битумная эмульсия (рис. 2.25). В дисперсиях
Рис. 2.25. Эмульсия
Рис. 2.26. Дистилляция
тонко распределенные в жидкости частички со временем осаждаются, и насту-
пает частичное расслоение. Поэтому перед употреблением их надо встряхивать
или перемешивать. Примерами могут служить дисперсионные клеи и диспер-
сионные краски, а также сверлильные эмульсии из нефти и воды для обработ-
ки металлов.
2.1.6.3. Легирование
Многие металлы в расплавленном состоянии растворяются друг в друге. Затвер-
девший раствор называют легированием. Свойства легированного металла очень
часто значительно отличаются от свойств исходных металлов, например по их
прочности, твердости и их температуре плавления. С помощью легирования можно
создавать материалы с определенными свойствами. Так, например, сталь с при-
садками хрома и никеля становится устойчивой против коррозии.
2.1.7. Важнейшие основные материалы и их соединения
Большинство строительных материалов — это смеси из различных химических со-
единений, которые, в свою очередь, состоят из элементов. Наряду с элементами
углеродом (С), водородом (Н) и кислородом (О) строительные материалы и вяжу-
щие содержат калий (Ка), кальций (Са), кремний (Si), алюминий (А1) ижелезо (Fe).
Синтетические материалы в основном содержат хлор (С1) и азот (N) (рис.2.27).
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Рис. 2.27. Строительные материалы и состав-
ляющие их элементы
Рис. 2.28. Воспроизводство кислорода
2.1.7.1. Кислород (О)
СВОЙСТВА: Кислород без запаха,
без вкуса, бесцветный газ тяжелее
воздуха. Он необходим для горения
и для дыхания, но сам не горит. В чи-
стом кислороде сгорают многие ве-
щества, даже металлы, быстро и пол-
ностью.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ: Почти
21 % воздуха составляет свободный
кислород. Большая часть кислорода
содержится в каменной массе зем-
ной коры и в воде в химически свя-
занном состоянии. Кислород выде-
ляется растениями с помощью фо-
тосинтеза из углекислого газа
(рис. 2.28).
ПРИМЕНЕНИЕ: Кислород при-
меняется при сварке и резке метал-
лов, для производства стали и в ка-
честве кислородного разделителя бе-
тона и заполнителя.
ОКИСЛЕНИЕ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ
(раскисление)
Пример окисления:
С + О2 ------------------► С02 + Тепло
углерод кислород углекислый
газ
Пример восстановления:
Fe203 + ЗСО ------------► 2Fe
окись окись железо
железа углерода
+ ЗСО2
углекислый
газ
Когда вещество соединяется с кис-
лородом, то говорят об окислении, а
возникшее при этом вещество называ-
ют оксидом или окислом. При любом
окислении выделяется тепло. Окисле-
ние может происходить быстро или
медленно по времени (табл. 2.6).
Если у окисла отнимается кисло-
род, то говорят о восстановлении (раскислении). Для раскисления необходимо
тепло. Получение многих металлов из их руд происходит путем восстановления.
2.1.7.2. Водород (Н)
СВОЙСТВА: Водород — бесцветный газ без запаха. Он является самым легким
из всех веществ. 1 литр весит 0,09 г. Смесь водорода и кислорода в соотношении
2:1 очень взрывоопасна.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ: Водород в чистом виде в природе не встречается,
однако в химически связанном виде он присутствует во многих ископаемых
горючих веществах и в воде. Необходимый для промышленности водород полу-
чается из нефти или природного газа.
2.1. Химические основы
ПРИМЕНЕНИЕ: Водород нахо-
дит применение в химической про-
мышленности и в сварочной технике.
2.1.7.3. Углерод (С)
ПРОИСХОЖДЕНИЕ: Углерод в
природе в чистом виде встречается в
виде графита и алмаза. В химически
связанном виде он присутствует в ка-
менных частях земной коры, напри-
мер в виде известняка (СаСО3), и в ра-
стительных остатках, например в ка-
менном угле, в нефти и природном
газе. Наряду с этим он является со-
ставной частью биомассы растений и
животных. В виде углекислого газа он
присутствует в воздухе и находится в
растворенном виде в воде (рис. 2.29).
СВОЙСТВА: Графит — это мяг-
кое, черное, блестящее красящее ве-
щество. Алмаз бесцветен, стеклови-
ден, очень тверд и хрупок.
ПРИМЕНЕНИЕ: Технически
полученный углерод служит коксом
для получения железа, сажей для на-
полнителя при производстве резины,
в качестве углеродных волокон для
упрочнения пластмасс и в качестве ал-
Таблица 2.6. Процессы окисления
Время протекания процесса Наблюдаемые явления Примеры
Длительное окисление Изменение окраски и небольшое нагревание Слой окисла Q £02 X > Ржавчина oft Жизнь
Быстрое окисление = сгорание Быстрое нагревание, пламя В s Отопление Кипячение
Мгновенное окисление = хлопок или взрыв Мгновенное расширение сгораемых газов с резким звуком Двигатель внутреннего Газовая его ания турбина
Рис. 2.29. Местонахождение углерода в при-
роде
мазов для обкладки сверл по камню. Алмаз в порошковой форме применяется в
качестве шлифовального средства, например для дисковых пил, или в качестве
полировального средства (рис. 2.30).
СОЕДИНЕНИЯ УГЛЕРОДА
Различают неорганические и органические соединения углерода. К неорга-
ническим относятся угарный газ (СО), углекислый газ (СО2), углекислота и ее
соли, а также карбиды (рис. 2.31).
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ УГЛЕРОДА
УГАРНЫЙ ГАЗ (СО) получается при сжигании углеродосодержащих ма-
териалов при недостаточном снабжении кислородом. Это бесцветный газ без
запаха. Он очень ядовит и горит синим пламенем. Он используется в большой
технике для производства многих материалов, например пластмасс и раство-
рителей.
УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ (СО2) получается при сжигании углеродосодержащих
материалов. Это негорючий, бесцветный газ без запаха. Он не ядовит. Так как
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
он почти в 1,5 раза тяжелее воздуха, он собирается в низких местах, например в
подвалах и шахтах. Там имеется опасность задохнуться!
• Выделяющийся в больших количествах при сжигании ископаемых го-
рючих материалов, например нефти и газа, углекислый газ ведет к на-
греванию атмосферы (к созданию так называемого парникового эффек-
та в атмосфере Земли).
• Двуокись углерода в воздухе является причиной «кислотных дождей».
• Угарный газ вызывает отравление людей. Находясь в атмосфере углекис-
лого газа, человек может задохнуться.
ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ УГЛЕРОДА
Важными соединениями углерода являются УГЛЕВОДОРОДЫ. По строе-
нию их молекул различают цепные, кольцеобразные, а также разветвленные уг-
Рис. 2.30. Применение углерода (примеры)
Рис. 2.31. Важнейшие соединения углерода
леводороды. В цепных углеводородах
атомы углерода располагаются в ряд
друг за другом, а свободные валент-
ности заняты атомами кислорода
(рис. 2.32). Цепи углеводородов, со-
держащие до 5 атомов С, — газообраз-
ны, например газ пропан С3Н8, с 6 до
15 атомов — жидкие, например октан
С8Н|8, и с 15 атомов С и более — пас-
тообразные, до твердых, например
стеарин С18Н36. Бензин — это смесь
жидких углеводородов. Атомы угле-
рода могут соединяться друг с другом
посредством 2 или 3 валентностей.
Их называют НЕНАСЫЩЕННЫ-
МИ. Ненасыщенными углеводоро-
дами являются, например, газы аце-
тилен и этилен (рис. 2.33). Простей-
шим кольцеобразным соединением
углеводородов является бензол С6Н6.
Другим производным соединением
из бензола является фенол С6Н5ОН
(рис. 2.34). Кольцеобразные ненасы-
щенные углеводороды являются
важными исходными материалами
для химической промышленности,
например для производства пласт-
масс. Другими органическими соеди-
нениями углерода, содержащими на-
ряду с водородом еще и другие хими-
ческие элементы, такие, как, напри-
2.7. Химические основы
мер, кислород, хлор и азот, являются
спирты (алканолы), альдегиды (алка-
налы), органические кислоты (спир-
товые кислоты) и хлорированные уг-
леводороды (табл. 2.7).
2.1.8. Кислоты
Кислоты получаются, когда оксиды
неметаллов растворяются в воде, на-
пример угольная кислота (Н2СО3)
или серная кислота (Н28О4).Также
и соединения неметаллов (галогены)
хлор и фтор с водородом при ра-
створении в воде образуют соляную
кислоту (НС1) или фтористую кисло-
ту (HF). Их называют кислородны-
ми кислотами (рис. 2.35).
ОБРАЗОВАНИЕ ИОНОВ
Молекулы кислот могут в водных
растворах полностью или частично
расщепляться на водородные ионы
(Н*) и остаточные ионы кислоты, на-
пример на ионы (SO’2) или (СО’2).
Этан С2 Н6 Пропан С3 Нв
Рис. 2.32. Цепные углеводороды
Рис. 2.33. Ненасыщенные углеводороды
Рис. 2.34. Кольцеобразные углеводороды
Таблица 2.7. Важные органические соединения углерода
Вещество Суммарная формула Структурная формула Свойства Применение
Этиловый спирт (этанол) с2н5он Н Н 1 1 Н-С-С-ОН 1 1 Н Н Легко летучий, легко возгораемый, приятный запах, пары тяжелее воздуха Растворитель для шеллака и нитроцеллюлозы, исходный материал для лакокрасочной промышленности и производ- ства пластмасс
Уксусная кислота (этановая кислота) сн3соон V н-с-с Легко летучая, острый запах, разъедающая Растворитель, консервант, исходный материал для произ- водства пластмасс и лакокра- сочной промышленности
Формальдегид (метанал) ясно А I о Острый запах, пары ядовиты Производство фенольных, мо- чевинных и меламиновых смол, дезинфецирующее средство
T рихлорэтилен (трихлорэтэн) СС12СНС| СК /С1 с=с С1х хн Легко летучий, нарко- тизирующий, ядовитый, негорючий Растворитель и чистящее средство
Т етрахлоруглерод (тетрахлорметан) СС14 CI 1 CI-C-CI 1 CI Сладко пахнущий, трудно возгораемый, ядовитый Растворитель и чистящее средство
Бензол сен6 ^2^ Легко летучий, сладко- ватый запах (похожий на бензин), сгорает сильно коптящим пла- менем, очень ядовит Растворитель для синтетичес- ких материалов, добавка к топ- ливу для двигателей, исходный материал для производства пластмасс, красящих и лекар- ственных средств
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Поэтому кислоты проводят электрический ток (электролиты). Кислородные
ионы называют катионами, а ионы кислотного остатка — анионами.
ПРИМЕРЫ:
Серная кислота H2SO4 вода Н+ Н+ SO42-
Соляная кислота НС1 вода ► н+ С1-
Азотная кислота HNO3 - вода ► Н1 no;
Свойства кислот определяются отколовшимися ионами водорода. Поэтому
кислоты действуют только в водных растворах. Сила действия кислоты зависит
от того, сколько ионов водорода отделилось. /
СИЛЬНЫЕ КИСЛОТЫ: соляная кислота (НО), азотная кислота (HNO3),
серная кислота (H2SO4).
СРЕДНЕСИЛЬНЫЕ КИСЛОТЫ: фосфорная кислота (Н3РО4), фторис-
тая кислота (HF).
СЛАБЫЕ КИСЛОТЫ: угольная кислота (Н2СО3), синильная кислота (HCN).
ВАЖНЕЙШИЕ КИСЛОТЫ
СОЛЯНАЯ КИСЛОТА (НС1) разлагает известняк (СаСО3) при отделении
двуокиси углерода (СОД. Разбавленная соляная кислота применяется для очис-
тки (раскисления) кирпичной кладки и для удаления известковых отложений.
СЕРНАЯ КИСЛОТА (H2SO4) как составляющая часть «кислотных дождей»
образует вместе с не растворимыми в воде известняками (СаО3) водорастворимый
сульфат кальция (CaSO4), который, как гипс, либо уносится вместе с водой, либо
Образование кислот:
so3 + триокись серы н2о вода ► h2so4 серная кислота
со2 + Н20 - ► н2со3
двуокись вода угольная
углерода кислота
Все кислоты состоят из ионов водорода Н+ и
ионов кислотного остатка, например SO^.CO^
или CI.
Рис. 2.35. Серная кислота (схематически)
приводит к повреждениям строитель-
ных конструкций за счет кристалли-
зации «сульфатации» и связанным с
ней увеличением объема и отслоени-
ем материала. Серная кислота сильно
притягивает воду (она гигроскопич-
на). Поэтому при разбавлении водой
необходимо кислоту вливать в воду!
УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА (Н2СО3)
образуется в основном соединением
дымовых газов, содержащих СО2 с
влажностью воздуха или с дождевой
водой. Вода, содержащая угольную
кислоту, разлагает содержащие из-
весть вяжущие вещества. Угольная
кислота при этом соединяется с изве-
стковой составляющей и образует во-
дорастворимую соль — гидрогенкар-
бонат кальция (Са(НСО3)2).
АЗОТНАЯ КИСЛОТА (HNO3)
состоит из аммиака (NH3), который
2.1. Химические основы
получается при разложении органических материалов, например в канализаци-
онных коллекторах или в хлевах сельскохозяйственных животных. Вместе с
содержащими известь строительными материалами образуется растворимый в
воде нитрат кальция (CaNO3), который известен как «стеновая селитра» и мо-
жет привести к повреждениям строительных конструкций. Азотная кислота яв-
ляется сильным окислителем. При взаимодействии с органическими материа-
лами, например с деревом или текстилем, эти материалы могут загореться.
СВОЙСТВА:
• Кислоты окрашивают лакмусовую бумагу в красный цвет.
• Кислоты раздражают кожу и разрушают одежду.
• Кислоты реагируют с большинством металлов и со многими органически-
ми веществами.
• Кислоты имеют кислый вкус.
• Кислоты могут привести к разрушениям строительных конструкций.
2.1.9. Щелочи
Щелочи получаются путем реакций щелочныхметаллов, например натрия (Na), или
водорастворимых окислов металлов, например окись кальция (СаО), с водой. При
выпаривании воды получают в большинстве случаев твердую бесцветную массу
гидрата окиси металла, называемого также основанием. Однако щелочное действие
наступает только тогда, когда гидрат окиси растворяется в воде (рис. 2.36).
ОБРАЗОВАНИЕ ИОНОВ
Молекулы щелочи распадаются в водном растворе частично или полностью
на положительно заряженные ионы металла, например на Na+ ионы (катионы) и
отрицательно заряженные ионы ОН- (анионы).
ПРИМЕРЫ:
Натриевая щелочь NaOH -------------► Na+ ОН
Кальциевая щелочь Са(ОН)2 ----—► Са+ ОН- ОН
Щелочи проводят электрический ток и поэтому называются электролита-
ми. Свойства щелочей определяются ионами ОН, причем количество отделив-
шихся ионов ОН определяет силу
щелочи.
СИЛЬНЫМИ щелочами являют-
ся натриевая щелочь (NaOH), калие-
вая щелочь (КОН) и кальциевая ще-
лочь (Са(ОН)2).
СЛАБОЙ щелочью является вод-
ный раствор газа — аммиака, который
называется нашатырем (NH4OH).
ГАШЕНАЯ ИЗВЕСТЬ - это на-
триевая щелочь. Она применяется
Рис. 2.36. Натриевая щелочь
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Образование щелочей:
2Na + 2Н2О ► 2NaOH + Н2
натрий вода гидрат окиси водород натрия
СаО + Н2О ► Са(ОН)2
ОКИСЬ капьция вода гидрат окиси кальция (гашеная известь)
Щелочи состоят из иона металла, например Na*
или Са*, и гидроксидных ионов или групп ОН
Сильные кислоты
Нейтрально
Сильные щелочи
Увеличиваются | Увеличиваются
кислотные свойства основные свойства
О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Величина pH
Рис. 2.37. Шкала величин pH
для приготовления строительных ра-
створов.
ИЗВЕСТКОВОЕ МОЛОКО - это
разбавленная водой гашеная известь.
ВЕЛИЧИНА PH
На практике часто требуется ус-
тановить, насколько сильным явля-
ется раствор как кислота или основа-
ние. Мерой этому служит величина
pH. Она может меняться от 0 до 14
(рис. 2.37). Водный раствор с вели-
чиной pH = 7 является нейтральным.
Такую величину pH имеет дистилли-
рованная вода. Растворы с величи-
ной pH от 0 до 7 являются кислыми,
чем меньше величина pH, тем кислее
раствор. Растворы с величиной pH от 7 до 14 являются основными, чем больше
величина pH, тем более основным или щелочным является раствор. Величину
pH раствора определяют с помощью индикаторной (лакмусовой) бумажки или
с помощью индикаторных растворов, а также с помощью электроприборов.
Серная кислота имеет величину pH = 1, углекислота имеет pH = 4. Величина
pH гашеной извести составляет 12, натриевой щелочи — 13.
СВОЙСТВА:
• Щелочи окрашивают лакмусовую бумажку в синий цвет.
• Щелочи раздражают кожу и разрушают одежду.
• Щелочи растворяют жиры, некоторые щелочи растворяют растительные и
животные ткани.
• Щелочи взаимодействуют с некоторыми металлами, например с алюминием.
• Щелочи — мыльные на ощупь.
• Щелочи защищают сталь от коррозии.
Кислоты и щелочи опасны, они могут храниться только в четко обозначен-
ных этикетками сосудах, ни в коем случае не в сосудах из-под напитков. При
работе с кислотами и щелочами нужны защитные очки.
2.1.10. Соли
Соли состоят из металла и кислотного остатка. В соли, например в сульфате меди
(CuSO4), ион металла — меди Сп2+ связан с кислотным остатком серной кисло-
ты SO.2-.
4
Соли разделяются в водном растворе, так же как и кислоты и щелочи, частич-
но или полностью на ионы и поэтому проводят электрический ток.
Соли получаются при нейтрализации кислоты и щелочи (рис. 2.38), а также
при реакции кислоты с металлом или окислом металла.
2.1. Химические основы
Химическое название солей указывает на участвовавшую в их происхожде-
нии кислоту и металл (табл. 2.8).
Сильная кислота вытесняет слабую кислоту из ее соли и образует новую
смоль. Если полученные соли растворимы в воде, они могут быть причиной стро-
ительных повреждений!
ПРИМЕРЫ:
СаСО3 + 2НС1
СаСО3 + 2HNO3
* СаС12 + Н2СО3
Хлорид кальция (водорастворимый)
* Ca(NO3)2 + Н2СО3
Нитрат кальция (водорастворимый)
Растворимость солей в воде раз-
лична. Тогда как, например, силика-
ты как основная часть каменных ма-
териалов не растворимы или трудно
растворимы в воде, вредные для стро-
ительства нитраты легко растворяют-
ся в воде (табл. 2.9).
Растворенные в воде соли при ис-
парении воды образуют кристаллы, на-
пример сульфат кальция (гипс) и нит-
рат кальция (стеновая селитра). Они
притягивают воду (в кристаллическом
состоянии). При этом происходит уве-
личение объема материала.
ВАЖНЫЕ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
СОЛИ
Карбонат кальция (СаСО3) не ра-
створим в воде и является основной
составной частью многих природных
камней, например известняка и, со-
ответственно, мрамора. Он получает-
ся при твердении известкового ра-
створа (см. раздел 3.4.1.1).
Сульфат кальция (CaSO4) или
гипс, а также сульфат магния (MgSO4)
являются вяжущими веществами.
Если они входят в соприкосновение с
кислотами, то возникающие при этом
новые соли из-за их высокой раство-
римости в воде и образования крис-
таллов воды могут привести к строи-
тельным повреждениям (вымывание
и откалывание материала).
Рис. 2.38. Образование соли при нейтрализа-
ции (схематично)
Образование солей:
NaOH + HCI —► NaCI + н2о
натриевая соляная хлорид вода
щелочь кислота натрия
Са(ОН)2 + н2со3 —► СаСО3 + 2Н2О
гашеная угольная известняк вода
известь кислота
Zn + HCI —► ZnCI2 + н2
ЦИНК соляная хлорид водород
кислота цинка
СиО + H2SO4- CuSO4 + н2о
ОКИСЬ серная сульфат вода
меди кислота меди
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Таблица 2.8. Названия сопей
Кислоты Соли Примеры
Серная кисло- та h2so4 Сульфаты Сульфат цинка ZnSO„
Соляная кислота HCI Хлориды Хлорид цинка ZnCI2
Углекислота н2со3 Карбонаты Карбонат кальция СаСО3
Азотная кис- лота HNO3 Нитраты Нитрат серебра AgNO3
Кремниевая кислота H2SiO3 Силикаты Силикат алюминия AI(SiO2)3
Фосфорная кислота Н2РО4 Фосфаты Фосфат кальция Са(РО4)2
Таблица 2.9. Водорастворимость сопей
Соль Химическая формула Растворимость, г/литр
Силикат кальция CaSiO3 0,000
Карбонат кальция СаСО3 0,015
Гидрокарбонат кальция Са(НСО3)2 2,000
Сульфат кальция CaSO4 2,500
Сульфат натрия Na2SO4 11,000
Хлорид натрия NaCl 36,000
Хлорид кальция CaCI2 75,000
Нитрат кальция Ca(NO3)2 250,000
Силикат кальция (CaSiO3) не ра-
створим в воде и получается при твер-
дении гидравлических известей и це-
ментов. Силикат калия (K2SiO3), си-
ликат магния (MgSiO3), силикат каль-
ция (CaSiO3) и силикат алюминия
(Al2(SiO3)2) являются составными ча-
стями многих каменных материалов.
Силикат натрия (Na2SiO3) применя-
ется для производства средств пожа-
ротушения.
Нитрат кальция (Ca(NO3)2), на-
зываемый также стеновой селитрой,
образуется в навозных траншеях и в
хлевах для скота. Он может полнос-
тью разрушить строительные кон-
струкции.
Кислоты, щелочи и соли начина-
ют действовать только в водных ра-
створах. Тщательная гидроизоляция
строительных сооружений в любом
виде препятствует проникновению и
транспортировке этих веществ и за-
щищает строительное сооружение от
повреждений!
2.1.11. Вода
Вода в природе подвержена круговороту. Она испаряется на поверхности земли
из рек и морей. Из тумана (водяного пара) образуются облака, которые при ох-
лаждении становятся дождем (рис. 2.39).
Встречающаяся в природе вода химически не является чистой. Морская
вода содержит большее количество различных солей, например поваренной соли
(NaCl), сульфата магния (MgSO4) и сульфата натрия (Na2SO4). Содержание со-
лей, например, в Северном море составляет 36 г/литр. Вода с солями кальция
называется жесткой.
Вода из источников, рек и озер содержит в основном соли кальция и магния.
Содержание гидроген-карбоната кальция (Са(НСО3)2) и сульфата кальция
(CaSO4), называемое также известковой жесткостью и гипсовой жесткостью, яв-
ляется определяющим для степени жесткости воды. При испарении жесткой
воды выделяется гидроген-карбонат кальция в виде каменного осадка на стен-
ках и днище кастрюль. Жесткую воду можно сделать мягкой путем добавки спе-
циальных веществ.
Дождевая вода, которая вначале состоит из дистиллированной воды, по пути
через воздух соприкасается с частичками пыли и копоти, а также с двуокисью
2.1. Химические основы
Рис. 2.39. Круговорот воды в природе
углерода (углекислый газ СО2) и с двуокисью серы (SO2) и становится слабо-
кислой («кислотные дожди»).
Грунтовая вода — это вода, которая попадает в землю при просачивании
осадков в глубоко лежащие слои скальных и нескальных грунтов и заполняет
пустоты в земной коре. На пути через слои земли вода очищается от взвесей.
Однако она может растворять и принимать другие находящиеся в земле веще-
ства. Она может скапливаться над водонепроницаемыми слоями. Верхняя гра-
ница скопления грунтовой воды называется уровнем грунтовых вод. Если грун-
товая вода выходит на поверхность, то она образует источник.
СОСТОЯНИЯ ВОДЫ
Вода — это вещество, которое в природе может быть твердым в виде льда,
жидким в виде воды и газообразным в виде пара. Лед тает при О °C (точка плав-
ления). Необходимое для плавления (таяния) 1 кг льда количество тепла состав-
ляет 335 кДж (теплота плавления). Вода испаряется при нормальном давлении
воздуха при 100 °C (точка кипения). Для испарения 1 кг воды требуется количе-
ство тепла в 2250 кДж.
Водяной пар конденсируется при охлаждении ниже 100 °C (точка конден-
сации) в воду (конденсационная вода или конденсат). Она замерзает при 0 °C
(точка замерзания) и превращается в лед (рис. 2.40). Вода при +4 °C имеет наи-
большую плотность.
Когда она охлаждается до 0 °C и превращается в лед, она расширяется.
10 объемных частей воды соответствуют 11 объемным частям льда. Это встреча-
ющееся только у воды свойство называют аномалией воды (см. раздел 2.2.10.5).
Вода в строительной технике находит широкое применение, например:
• в качестве воды затворения для приготовления свежего бетона и рас-
твора,
• в качестве текучего и транспортирующего средства, например при укладке
свежего бетона, а также при твердении бетона,
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
• при уходе за бетоном после укладки для поливки и орошения бетонной
поверхности,
• в качестве растворяющего и диспергирующего средства при изготовлении
и укладке красочных слоев и битумных эмульсионных покрытий, а также
• в качестве моющего и поливочного средства для очистки поверхностей стро-
ительных конструкций, для очистки инструментов и машин.
Вода может приводить также и к повреждениям строительных конструкций,
например:
• при дожде за счет восприятия вредных веществ из воздуха и их транспор-
тировки на поверхности строительных конструкций,
• в качестве грунтовой воды и, соответственно, влажности грунта за счет
растворения и по большей части капиллярной транспортировки вредных
субстанций к строительным конструкциям,
• в качестве водяного пара, который в большинстве случаев попадает в кон-
струкции за счет диффузии, увлажняет конструкцию и тем самым приво-
дит к снижению ее теплозащитных качеств, а также
• в качестве льда, который за счет увеличения объема при замерзании воды
создает разрывающее материал давление, которое приводит к откалыва-
нию материала на поверхности строительных конструкций или к прова-
лам на дорогах.
2.1.12. Загрязнение и защита окружающей среды
Под загрязнением окружающей среды понимают загрязнение воздуха, воды и зем-
ли вредными веществами. Также и шум загрязняет окружающую среду. Загрязне-
ние окружающей среды не только вредит людям и природе, но также может приве-
сти к повреждениям строительных сооружений. Поэтому все занятые на стройпло-
щадке должны учитывать основные положения по охране окружающей среды.
2.1. Химические основы
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА
При сгорании, например, угля, нефти
или горючего для двигателей возникают
вредные вещества, такие как двуокись угле-
рода (СО2), двуокись серы (SO2), оксиды
азота (NOx), которые являются причинами
«кислотных дождей» (рис. 2.43).
При испарении углеводороды, находя-
щиеся в составе жидкого топлива и разба-
вителей, тетрахлоруглерод, находящийся в
составе растворителей и чистящих средств,
а также фторуглеводороды (FCKW) из газо-
образного топлива и холодильных установок
попадают в воздух.
Отдельные вредные вещества в различ-
ных пропорциях являются причиной все
увеличивающегося потепления земной по-
верхности вследствие обратного теплового
излучения («парниковый эффект») (рис.
2.41). Тогда как «парниковый эффект» мо-
жет привести к тяжелым по своим послед-
ствиям изменениям климата на земле, раз-
рушающие клетки живой ткани ультрафио-
летовые лучи типа В при слишком тонком
озоновом слое земной атмосферы могут бес-
препятственно достигать земной поверхно-
сти, что может привести к опасным для здо-
ровья человека последствиям (рис. 2.42).
Отдельные вредные вещества образуют
вместе с влажностью воздуха сернистые кис-
лоты (H2SO3) или серную кислоту (H2SO4),
углекислоту (Н2СО3) и азотную кислоту
(HNO3), которые проливаются на землю в виде
«кислотных дождей» и влияют на рост расте-
ний («умирание лесов»), С другой стороны,
они также влияют на значительные повреж-
дения строительных сооружений (рис. 2.43).
Мероприятия против загрязнения воздуха:
тепловой
энергии..
' ' ’ Отражение тепловой энергии
' Солнечное излучение у/
Обратное отражение
теплового излучения
Обратное отражение
теплового излучения
Атмосфера земли
Рис. 2.41. «Парниковый эффект»
Рис. 1.42. Озоновый слой
Холодные
______воздушные течения
Двуокись азота (NO2) —
Водяной пар (Н2О)
Углекислый газ (СО?)
Двуокись серы (SO2) , // '
Рис. 2.43. «Кислотные дожди»
• экономия энергии путем ограничения потребления топлива и улучшения
теплоизоляции зданий,
• очистка выхлопных газов путем устройства фильтров и катализаторов,
• использование возобновляемых источников энергии путем работы гидро-
электростанций, ветровых генераторов и солнечных установок.
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДЫ
Попадающая и используемая на стройплощадке вода, как правило, отводит-
ся в канализацию или непосредственно в землю или в водоемы. Однако эта гряз-
ная вода не должна содержать вредные вещества. Вредными считаются:
• те, что ведут к засорению водоотводных каналов и коллекторов, как, на-
пример, строительный мусор, раствор или вяжущие вещества;
• те, которые являются пожароопасными, взрывоопасными или ядовитыми,
как, например, бензин, растворители, кислоты, щелочи и средства защиты
древесины.
Особенно тяжелое загрязнение окружающей среды происходит за счет сли-
ва старых масел, мазута, остатков средств защиты древесины и конструкций в
землю или в водоемы. Они ведут к отравлению грунтовой воды и к разрушению
жизни в естественных водоемах! Эти называемые спецотходами вещества необ-
ходимо сдавать специально для этих целей организованным лицензированным
организациям, находящимся под строгим государственным надзором!
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТХОДАМИ ПРОИЗВОДСТВА
Отходы производства необходимо собирать отдельно как ценные материалы,
производственные отходы, подобные домашним отходам, и как спецотходы.
• Ценные материалы, например дерево, металлы, незагрязненный строитель-
ный мусор, отделочный асфальт и пластмассы, могут после переработки
быть снова использованы.
• Производственные отходы, подобные домашнему мусору, собираются и
сжигаются на специальных установках по сжиганию мусора под строгим
контролем. При этом получают энергию. Негорючие вещества должны скла-
дироваться на специальных гидроизолированных свалках-депониях.
• Спецотходы — это, например, загрязненный материал от сноса старых по-
строек, асбестосодержащие отходы, остатки средств защиты сооружений,
средств защиты древесины и опалубочные масла. Перед ликвидацией этих
отходов необходимо выполнить требования, установленные законом.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Как различаются материалоподобные смеси, химические соединения и элемен-
ты? Приведите примеры.
2. Приведите примеры строительных материалов, которые являются элементами,
химическими соединениями и смесями.
3. Приведите примеры химического строения строительных материалов.
4. Поясните на примерах свойства и действие кислот и щелочей.
5. Соли могут привести к строительным повреждениям. Объясните происходящие
при этом процессы.
6. Как могут лица, занятые на стройплощадке, препятствовать загрязнению окру-
жающей среды?
7. Поясните значение воды в строительной технике.
2.2. Физические основы
2.2. Физические основы
При физических процессах изменяется форма тела, его положение или его состоя-
ние. При работах на строительной площадке происходят такие изменения тел, ко-
торые могут быть измерены. Измерить можно, например, изменение длин, масс,
времени и температуры. Форма может быть изменена, например, при изгибе арма-
турного стержня для железобетонной
конструкции, который можно выпол-
нить с помощью устройства для изги-
ба стальных стержней (рис. 2.44). Из-
менение положения происходит, на-
пример, при постройке стен, когда
большеформатные камни укладыва-
ются слоями с помощью грузоподъ-
емного устройства (см. рис. 2. 44). Об
изменении состояния вещества гово-
рят, например, когда при увлажнении
бетона после укладки вода, разбрыз-
гиваемая по его поверхности, снова
испаряется (см. рис. 2.44).
2.2.1. Физические величины
Чтобы задать физическую величину,
надо знать ее единицу измерения и
числовое значение.
• Физические величины состоят
из произведения численного
значения величины на ее еди-
ницу измерения.
• Физическая величина = чис-
ленное значение • единица из-
мерения.
Численное значение показывает,
во сколько раз физическая величина
больше ее единицы.
ПРИМЕР: Длина / = 5 • 1 м = 5 м,
это значит, что длина стержня в 5 раз
больше, чем единица длины 1 м.
Очень большие или очень малые
числовые значения становятся более
понятными и лучше читаемыми за
счет краткого или полного обозна-
чения приставок перед названием
единицы (табл. 2.10).
Рис. 2.44. Физические процессы
Таблица 2.10. Основные приставки к обозна- чениям единиц измерения
Приставка Сокращенное обозначение Множи- тель (крат- ность) Гример
русское междуна- родное
Мили- М m 10-3 1 мм = 10 3 м = = 0,001 м
Санти- с с 10-2 1 см = 10 2 м = = 0,01 м
Деци- Д d 10-’ 1 дм = 10-1 м = = 0,1 м
Дека- да da 10 1 да = 10 л
Гекто- Г h 10г 1 гл = 102 л = = 100 л
Кило- к k 103 1 кг = 103г = = 1000 г
Мега- м M 106 1 МН = 10еН = = 1 000 000 Н
Таблица 2.11. Основные величины системы СИ и их единицы измерения
Основная величина Единица измерения Сокращенное обозначение
русское междуна- родное
Длина Метр М m
Масса Килограмм кг kg
Время Секунда с s
Электрический ток Ампер А А
Температура Кельвин К К
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Таблица 2.12. Производные единицы в систе- ме СИ и их связь с основными
Физическая величина Единица измерения Сокращенное обозначение Связь с основными единицами
русское междуна- родное
Сила Ньютон н N 1 Н = 1 кгм/с!
Работа, энергия Джоуль Дж J 1 Дж = 1 Н-м
Давление Паскаль Па Ра 1 Па = 1 Н/м2
Мощность Ватт Вт W 1 Вт = 1 Дж/с
Электри- ческое на- пряжение Вольт В V 1 В = 1 Вт/А
Электричес- кое сопро- тивление Ом Ом £2 1 Ом = 1 В/А
Частота Герц Гц Hz 1 Гц= 1-1/с
ных единиц — метра и секунды:
Единицы физических величин,
которые соответствуют основным
единицам международной системы
единиц СИ (Systeme Internationale
d’Unites), представлены в табл. 2.11.
Производные единицы можно вы-
вести из основных в соответствии с
физическими формулами, связыва-
ющими эти величины (табл. 2.12).
ПРИМЕР: Производная величи-
на — скорость — образована из основ-
ных величин — длины и времени:
Скорость = длина / время.
Производная единица измере-
ния скорости образована из основ-
Единица измерения скорости = метр / секунда.
2.2.2. Объем, масса, плотность, пористость
ОБЪЕМ (ПРОСТРАНСТВО)
Каждое тело занимает определенный объем. Единица объема — кубический
метр (м3), что соответствует кубику с длиной грани 1 м (рис. 2.45). Части куби-
ческого метра — это кубический дециметр (дм3), кубический сантиметр (см3) и
кубический миллиметр (мм3). Для жидкостей в качестве единицы объема часто
применяется единица литр (л).
1 м3 = 1000 дм3, 1 дм3 = 1000 см3,
1 см3 = 1000 мм3, 1 дм3 = 1 л.
МАССА
Каждое тело имеет массу (количество матери-
ала). Единица массы тела — килограмм (кг). Это
соответствует массе 1 дм3 ( = 1 л ) воды при 4 °C
(рис. 2.46). Многократно увеличенный кило-
грамм — тонна (т). Частями килограмма являют-
ся грамм (г) и миллиграмм (мг).
1 т = 1000 кг, 1 кг = 1000 г, 1 г = 1000 мг.
ПЛОТНОСТЬ
Различные материалы одной и той же массы в
большинстве случаев занимают разный объем. Раз-
личные материалы с одинаковыми объемами имеют
в большинстве случаев различную массу (рис. 2.47).
Рис. 2.46. Масса 1 л воды
2.2. Физические основы
Плотность р (читается «ро») какого-либо тела —
это отношение его массы к его объему.
Плотность = масса / объем:
р = т / V;
масса = объем • плотность:
т = V- р;
объем = масса / плотность:
V= т/ р,
где т — масса в г, кг, т;
V— объем в см3, дм3, м3;
р — плотность в г/см3, кг/дм3, т/м3.
Плотности строительных материалов даются
как средние величины (табл. 2.13). У строительных
материалов часто различают абсолютную плотность,
объемную массу и плотность насыпи (рис. 2.48).
Об абсолютной плотности говорят в случае
материалов, которые не имеют пор и воздушных
прослоек.
Под объемной плотностью понимают плотность
твердых материалов, имеющих поры и воздушные
прослойки.
Насыпная плотность или плотность насыпи —
Сталь Вода Сосновая древесина
1 kg 1 kg 1 kg
ф
0,13 dm3 1,00 dm3 2,13 dm3
1 dm3 1 dm3 1 dm3
и
7,85 kg 1,00 kg 0,47 kg
Рис. 2.47. Сравнение различ-
ных материалов
Таблица 2.13. Плотность (сред- ние значения)
Материал Плотность, кг/дм3
Свинец 11,3
Медь 8,9
Сталь 7,85
Цинк 7,1
Алюминий 2,7
Стекло 2,6
Железобетон 2,5
Стеновой полнотелый
кирпич 1,8
Вода 1,0
Газобетон 0,8
Дуб (в воздушно-сухом состоянии) 0,67
Сосна (в воздушно-су- хом состоянии) 0,47
Пенополистирол 0,02
это плотность свободно насыпанного твердого материала, включая поры в ма-
териалах и пространство между частицами.
ПОРИСТОСТЬ
Многие строительные материалы содержат поры и поэтому называются по-
ристыми. В зависимости от плотности в теле может быть много, мало или вообще
не быть пор. Поры могут быть большими или маленькими, закрытыми или от-
крытыми. Открытые поры связаны друг с другом тонкими трубочками.
Поры возникают
• при образовании природных камней, например пемзы.
Рис. 2.48. Виды плотности
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Рис. 2.49. Виды пористости
Поры образуются
• при нагревании, например, глины. Образую-
щийся при этом водяной пар образует поры, на-
пример во вспученной глине;
• при обжиге в искусственных камнях, когда под-
мешанные к смеси глины и суглинка материалы
сгорают, образуя поры, как, например, у эффек-
тивного кирпича;
• при химических реакциях газообразующих ма-
териалов, которые добавляются к известковым
смесям с добавками, например при производстве
пористого бетона, или газобетона.
Свойства пористого тела:
• пористые строительные элементы более легкие, но не такие прочные, как
непористые;
• чем меньше пор имеет строительный элемент и чем они меньше, тем мень-
ше теплопроводность этого элемента. Такие строительные элементы име-
ют хорошую теплоизолирующую способность;
• если поры в строительном элементе содержат влагу вместо воздуха, то теп-
лопроводность элемента увеличивается, снижается его теплоизолирующая
способность.
В строительных материалах различают:
• ПОРИСТОСТЬ НАСЫПИ = пространства между гранулами строитель-
ного материала.
• СОБСТВЕННАЯ ПОРИСТОСТЬ ЗЕРЕН = пустоты в гранулах материала.
• ПОРИСТОСТЬ НАСЫПИ и СОБСТВЕННАЯ ПОРИСТОСТЬ ЗЕРЕН
= этот строительный материал содержит как пустоты в гранулах материа-
ла, так и пустоты между гранулами (рис. 2.49).
2.2.3. Когезия, формы состояния, адгезия
КОГЕЗИЯ
Под когезией понимают силу, с которой молекулы внутри тела притягива-
ются друг к другу. Это называется силой сцепления внутри материала. Если,
например, разрушать долотом каменную плиту, то это тело будет сопротивляться
разрушению, проявлять когезию.
ФОРМЫ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА
Из-за различной по величине когезии возможны три состояния вещества:
• твердое, молекулы остаются на месте, так как действует большая когезия;
• жидкое', молекулы могут менять свое место, так как когезия мала;
2.2. Физические основы
• газообразное: молекулы отрываются, так как
когезия отсутствует. Обусловленное этим
стремление газов увеличиваться в объеме на-
зывается расширением (рис. 2.50).
Формы состояния вещества называют также
АГРЕГАТНЫМИ СОСТОЯНИЯМИ. Они могут
переходить друг в друга при подводе тепла или при
отъеме тепла (см. рис. 2.97).
АДГЕЗИЯ
Под адгезией понимают силы сцепления моле-
кул различных материалов. Ее называют также си-
лой притяжения.
Адгезией объясняется, например, сцепление
краски со стальной фермой. Также и в растворном
шве на плоскостях соприкосновения камня и ра-
створа имеет место адгезия, в то время как внутри
красочного слоя или слоя раствора действуют силы
когезии (рис. 2.51).
Рис. 2.50. Формы состояния
вещества
2.2.4. Поверхностное натяжение,
капиллярность
ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ
Силы когезии обусловливают сцепление моле-
кул на поверхности жидкости. Эти силы называют
силами поверхностного натяжения. Они проявля-
ются, например, когда капли воды на поверхности
сухого стекла остаются приблизительно шарообраз-
ными и не растекаются (рис. 2.52).
КАПИЛЛЯРНОСТЬ
Рис. 2.51. Силы когезии и ад-
гезии у различных материалов
Под капиллярностью понимают подъем жид-
костей в капиллярах (волосяных трубочках). Чем
тоньше капилляры, тем выше поднимается жид-
кость кверху.
Так действуют молекулы жидкости, а именно
их силы когезии и силы адгезии, со стенками со-
судов. Если силы адгезии между жидкостью и
стенками сосуда больше, чем силы когезии и сила
Рис. 2.52. Поверхностное на-
тяжение
притяжения земли, как, например, в случае воды, то жидкость будет подтяги-
ваться кверху по стенкам сосуда (рис. 2.53). В строительстве действие капил-
лярности имеет большое значение. Пористые строительные материалы, такие
как легкий бетон, стеновой кирпич, раствор, дерево и многие утеплители,
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Рис. 2.53. Капиллярность в
различных трубочках
всасывают воду (рис. 2.54). Это может привести к
строительным повреждениям вследствие увлаж-
нения строительных конструкций, как, например,
высолы и разрушения вследствие замерзания, к
коррозии и откалыванию штукатурки, краски и
обоев, к образованию плесени и грибковых пора-
жений, а также к уменьшению теплоизоляции и к
ухудшению внутренней среды в помещениях.
Рис. 2.54. Действие капилляр-
ности в стеновом кирпиче пос-
ле двухчасового всасывания
воды
2.2.5. Механические свойства
твердых тел
При применении твердых строительных материа-
лов, а также при их переработке необходимо учи-
тывать их механические свойства. При этом раз-
личают твердые и мягкие тела, вязкие и хрупкие,
упругие и пластичные. Причиной этих свойств во
многом являются силы когезии между молекула-
ми материала.
ТВЕРДОСТЬ
Если материал может сопротивляться проник-
новению в него других тел, то он тверже, чем дру-
гие (рис. 2.55). Под твердостью понимают сопро-
тивление материала, которое он создает при вдав-
ливании или царапании его поверхности другим
телом.
Оценка твердости материала проводится по
шкале твердости Моса с помощью простого испы-
тания на твердость методом царапания. Более мяг-
кий материал будет царапаться более твердым. При
этом различают степени твердости 1—10 (рис. 2.56).
Для оценки различным минералам приписывают-
ся различные степени твердости.
Твердыми материалами, например, являются
алмаз, твердые строительные материалы, напри-
мер гранит, клинкерные стеновые камни. Твердые
материалы применяются в основном для произ-
водства режущих инструментов и для деталей, под-
вергающихся особо сильному истиранию, как, например, ступени лестниц и
полы в производственных зданиях.
МЯГКОСТЬ
О мягкости материала говорят, когда его можно сжать с приложением не-
большой силы или процарапать другим материалом.
2.2. Физические основы
Мягкими материалами являются, например,
свинец, гипс и вспененные синтетические матери-
алы. Они применяются, например, там, где они как
прокладка должны разделять два других материала
от повреждения.
ВЯЗКОСТЬ (ТЯГУЧЕСТЬ)
Под вязкостью понимают способность матери-
ала под воздействием изгибных, ударных и толч-
ковых нагрузок хотя и поддаваться, но при этом не
разрушаться (рис. 2.57).
Вязкими являются такие материалы, как сталь,
свинец, дерево, кожа и термопластичные пластмас-
сы. Они в основном имеют волокнистое строение.
ХРУПКОСТЬ
Под хрупкостью понимают свойство материа-
ла под воздействием изгибающих, ударных и толч-
ковых нагрузок не изменять свою форму, а сразу
разрушаться (рис. 2.58).
К хрупким материалам относится, например,
стекло, природные камни, искусственные стеновые
камни и бетон. Строение их в основном зернистое.
Хрупкость материалов считается недостатком.
УПРУГОСТЬ
Упругость — это свойство материала позволять
себя сжимать или растягивать, а после снятия на-
грузки — возвращаться к первоначальной форме
(рис. 2.59).
Упругими материалами являются, например,
резина и рессорная сталь, которые можно исполь-
зовать для упругой звукоизоляции от корпусного
шума. Также и различные сорта древесины явля-
ются более или менее упругими. Существуют ма-
териалы, которые при чрезмерной нагрузке не воз-
вращаются в свою первоначальную форму, так как
их предел упругости перейден. Такие материалы,
как, например строительная сталь и дерево, могут
нагружаться только ниже их предела упругости.
ПЛАСТИЧНОСТЬ
Материалы Степень твердости по Мосу: мягкие Примеры
тальк 1 свинец
гипс 2
ноготь на пальце
известко- вый шпат 3
речной шпат 4 строитель- ная сталь
апатит 5
капиевый полевой шпат 6 ножевая (закален- ная) сталь
кварц 7
напильник
топаз 8
корунд 9 наждак
алмаз 10
твердые
Рис. 2.56. Шкала твердости по
Мосу
Рис. 2.57. Вязкость
Пластичностью называют свойство материалов под воздействием нагруз-
ки изменять свою форму и сохранять эту новую форму после снятия нагрузки
(рис. 2.60).
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Рис. 2.59. Упругость
Рис. 2.60. Пластичность
Пластичными можно называть такие материа-
лы, как, например, глина, раствор, свинец и окон-
ная замазка.
2.2.6. Силы
На каждую строительную конструкцию действует
большое число сил, таких, как силы сжатия и рас-
тяжения.
2.2.6.1. Понятие силы
Если потянуть рукой за спиральную пружину, то
она удлинится на определенную величину. Этого
же можно достигнуть, если подвесить на эту пру-
жину определенный груз (рис. 2.61). В обоих слу-
чаях на пружину действует сила F, в данном случае как мускульная сила или
вес груза. Она является причиной удлинения пружины. Если удлинения оди-
наковы, то и силы должны быть равны.
Рис. 2.61. Сила тяжести, мус-
кульная сила
Рис. 2.62. Действие сил
Единицей измерения силы в системе СИ явля-
ется ньютон (Н). Десятичными кратными ньюто-
ну единицами являются деканьютон (даН), кило-
ньютон (кН) и Меганьютон (МН).
1 даН = 10 Н, 1 кН = 1000 Н, 1 мН = 1000 кН.
Кроме мускульной силы и силы тяжести суще-
ствуют еще и другие силы, например сила ветра,
сила воды, магнитные силы, силы, создаваемые ма-
шинами.
2.2.6.2. Сила тяжести и вес тела
На массу тела воздействует масса Земли, создаю-
щая силу притяжения. Она называется силой тяже-
сти Fc. Эта сила притяжения тем больше, чем боль-
ше масса тела и чем меньше расстояние до центра
Земли. Сила тяжести тела задается в единицах сил
Н, даН, кН или МН.
Сила тяжести или вес тела (Fo) массой (м) в 1 кг
составляет:
К = 9,81 Н» ЮН.
Вес тела измеряется с помощью пружинных ве-
сов (динамометра). Вес тела изменяется с удалени-
ем от центра Земли. При очень большом удалении
он может стать равным нулю (состояние невесомо-
сти) . При этом масса тела остается везде постоянной.
2.2. Физические основы
Массы можно измерять с помощью рычажных
весов. При этом масса какого-либо тела сравнива-
ется с отпарированными образцами масс. Эти об-
разцы масс называются также образцами веса. По-
этому в обиходе массу тела часто называют весом
(рис. 2.63).
2.2.6.3. Действие и изображение сил
Сила всегда необходима для того, чтобы покояще-
еся тело привести в движение, ускорить движение
тела или его затормозить или изменить направле-
ние движения. Для изменения формы тела также
необходима сила.
Действие силы зависит не только от ее величи-
ны, но и от ее направления и точки приложения.
Если силы тяжести действуют всегда вертикально
(см. рис. 2.61), у других сил возможны любые дру-
гие направления действия (см. рис. 2.62).
Продление направления действия силы называ-
ют ее линией действия. Действие не меняется, если
точка приложения силы перемещается вдоль ее ли-
нии действия (рис. 2.62).
Силы изображают в виде стрелок (рис. 2.64).
Длина стрелки показывает с помощью масштаба сил
Мк (например, 1 см = 150 Н) величину силы. На-
правление стрелки обозначает направление силы.
Если на какое-либо тело действует сила, то воз-
никает сила противоположного направления, как,
например, при зажиме строительной стали в тисках.
Силе F противодействует одинаковая по величине,
но противоположная по направлению сила F (рис.
2.65). Так как сила и противосила одинаковы по ве-
личине, то имеет место равновесие.
Одинаковые по величине, но действующие в противоположных направлениях
силы взаимно уничтожаются. Имеет место состояние равновесия. Тело остается в
покое или находится в равномерном прямолинейном движении (см. рис. 2.65).
2.2.6.4. Сложение и разложение сил
Две силы или несколько могут действовать по одной линии или под углом
друг к другу.
СИЛЫ НА ОДНОЙ ЛИНИИ ДЕЙСТВИЯ
Силы на одной и той же линии действия складываются, если они действуют
в одном направлении, и вычитаются, если они действуют в противоположных
направлениях (рис. 2.66).
Рис. 2.63. Определение силы
тяжести и массы
Рис. 2.64. Представление сил
на рисунке
Рис. 2.65. Одинаковые по ве-
личине, противоположно на-
правленные силы
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
В качестве результата получают собственно дей-
ствующую, результирующую силу FR.
СЛОЖЕНИЕ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ ПОД УГЛОМ
ДРУГ К ДРУГУ
В случае двух сил, действующих друг к другу под
углом Fx и F2, например в подкосах стропил, можно
величину и направление сил представить на черте-
же в виде параллелограмма сил или с помощью тре-
угольника сил (рис. 2.67).
В параллелограмме сил результирующая сила
FR представлена в виде диагонали параллелограм-
ма, в котором две стороны представлены силами
В треугольнике сил обе отдельные силы Fx и
как силовые стрелки с их данными величинами и
направлениями складываются. Если соединить на-
чальные и конечные точки силовых стрелок, то по-
лучится результирующая сила FR (см. рис. 2.67).
Рис. 2.66. Силы на одной ли- РАЗЛОЖЕНИЕ СИЛ
нии действия „
Если необходимо силу FR разложить на две силы,
действующие под углом, то их величины можно также получить с помощью па-
раллелограмма сил или треугольника сил (рис. 2.68).
КЛИН
С помощью клина можно увеличить действие силы. Клинья, например,
применяются для раскалывания материалов и для подъема тяжелых грузов.
Клин — это основная форма резца в режущих инструментах. Величины сил у
такого клина можно с помощью параллелограмма сил изобразить на чертеже.
Рис. 2.67. Сложение сил, действующих под
углом
Треугольники сил
650 N
Параллелограммы сил
Масштаб сил
1 ст 5 200 N
Рис. 2.68. Разложение сил
2.2. Физические основы
При одностороннем клине действующая на
клин ударная сила превращается в значительно
большую силу напряжения F2 (рис. 2.69).
При двухстороннем клине действующая на клин
ударная сила разлагается на две действующие пер-
пендикулярно плоскостям клина расщепляющие
силы. Величины расщепляющих сил зависят от угла
клина и от силы удара (рис. 2.70).
НАКЛОННАЯ ПЛОСКОСТЬ
Плоскость, наклонную к горизонтальной, назы-
вают наклонной плоскостью (рис. 2.71). По ней
можно с относительно небольшим усилием /’пере-
мещать вверх большой груз Fc, т.е. поднимать на вы-
соту h. Сила /зависит от угла наклона наклонной
плоскости и величины груза Fc. При этом FN — это
сила, которой нагружается наклонная плоскость.
«Сэкономленная» при применении наклонной
плоскости сила должна выравниваться большей по
сравнению с высотой подъема h длиной пути пере-
мещения груза s.
2.2.6.5. Рычаг, момент
Каждое тело, у которого сила создает вращательное
движение, называется рычагом (рис. 2.72). Рычаг —
это жесткое тело, вращающееся вокруг оси (точки
вращения). Рычагами являются, например, ломы,
гаечные ключи и клещи.
Вращательное действие рычага называется мо-
ментом (М). Момент растет с длиной плеча рычага
и с величиной силы, которая действует на рычаг.
При этом плечо рычага — это перпендикулярное
расстояние точки поворота от направления дей-
ствия силы.
Момент = сила х длина рычага:
M = F-l,
где F— в Н; I — в м или в см; М— в Нм или в Нем.
Рис. 2.70. Двухсторонний клин
Рис. 2.71. Наклонная плоскость
Рис. 2.72. Понятия рычага
На один рычаг действуют по меньшей мере два момента. Моменты могут быть
либо вращающими в левую сторону (против часовой стрелки), либо вращающими
в правую сторону (по часовой стрелке). В зависимости от положения моментов по
отношению к центру вращения различают односторонний рычаг, например тачка
(рис. 2.73), двухсторонний рычаг, например рычажные весы (рис. 2.74), и коленча-
тый рычаг, например гвоздодер.
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Рис. 2.74. Двухсторонний рычаг
Постоянные нагрузки
=> Временные нагрузки
Ветровые нагрузки
i=> WD-сжатие (давление)
=> Ws-отсос
Снеговые нагрузки
Рис. 2.75. Нагрузки на здание
Рычаг находится в равновесии, когда вращаю-
щий влево момент равен моменту, вращающему
вправо (закон рычага).
Вращающий влево момент =
= вращающий вправо момент:
Мх = М2,
Е{1=Ег12.
Так как моменты у рычагов не всегда находятся
в равновесии и создают вращательное движение, их
называют также вращающими моментами.
2.2.7. Нагрузки на здание
На каждое строительное сооружение действуют
многочисленные силы, например силы сжатия и ра-
стяжения. Эти силы нагружают строительное соору-
жение. Поэтому их называют нагрузками. Нагруз-
ки происходят за счет самого сооружения и могут
быть обусловлены внешними воздействиями. Раз-
личают постоянные нагрузки и временные нагруз-
ки (рис. 2.75). Суммарная нагрузка q образуется из
постоянной нагрузки g и временной нагрузки р.
Суммарная нагрузка = постоянная нагрузка +
+ временная нагрузка:
Q = g + P-
Постоянные нагрузки — это длительно действу-
ющие на конструкцию неизменяющиеся нагрузки.
К ним относятся:
• собственный вес отдельных строительных элемен-
тов, например перекрытие, включая конструкцию
пола, или колонна, включая штукатурку;
• собственные веса других конструкций, которые действуют сверху и должны
передаваться вниз, например нагрузка от крыши, перекрытий и стен;
• давление грунта, например в подпорных стенах и стенах подвалов, или давле-
ние воды, например в плавательных бассейнах.
Временные нагрузки — это нагрузки, которые могут меняться по своей вели-
чине и могут быть подвижными и неподвижными. К ним относятся:
• нагрузки от людей и оборудования, складируемых материалов и автомобилей;
• ветер у зданий, создающий как силы давления, так и силы отсоса;
• снеговые нагрузки, встречающиеся на крышах, террасах и балконах.
2.2. Физические основы
На балку могут действовать сосредоточенные
силы. Сосредоточенная сила приложена к одной точ-
ке балки, обозначается буквой F и дается в кН. Но
на балку могут действовать также равномерно рас-
пределенные нагрузки. Они могут действовать как
по всей длине балки, так и на отдельной ее части.
Равномерно распределенные нагрузки относят-
ся к 1 м длины и даются в кН/м. Если равномерно
распределенная нагрузка концентрируется в виде
сосредоточенной силы в одной точке, то говорят о
замененной нагрузке. Она действует для расчета
опорных реакций (сил на опорах) как отдельная
единичная нагрузка (рис. 2.76).
2.2.8. Прочность и напряжение
Если сила действует на какое-либо тело, то это тело
нагружено. Силы сцепления молекул внутри нагру-
женного тела (когезия) сопротивляются внешней
силе. Чтобы все строительные конструкции могли
выдержать действие на них внешних сил, они дол-
жны иметь соответствующую прочность.
Рис. 2.76. Сосредоточенные
нагрузки и равномерно рас-
пределенная нагрузка
Под ПРОЧНОСТЬЮ понимают силу тела, которая противодействует изме-
нению формы и разрушению этого тела внешней силой.
При действии внешней силы, например силы растяжения стального каната,
тело будет находиться в напряженном состоянии, т.е. в состоянии внутреннего
сопротивления разрыву. Оно тем больше, чем меньше нагружаемая площадь.
В случае, например, сжатия или растяжения это называется напряжением о (про-
износится «сигма»).
Под НАПРЯЖЕНИЕМ понимают силу внутреннего сопротивления тела, от-
несенную к площади его сечения.
Напряжение = сила/площадь поперечного сечения:
<5 = F/A,
где F— в Н, мН; А — в мм2 или в м2; с - в Н/мм2 или в МН/м2.
Напряжение в теле увеличивается с увеличением внешней нагрузки. Если
нагрузка на тело, а следовательно, и напряжение в нем будут слишком велики, то
тело разрушится. Достигнутое при разрушении тела напряжение называют раз-
рушающим напряжением.
Строительные материалы можно нагружать только до определенного напря-
жения. Его называют допустимым напряжением — о оп. ПО СООБРАЖЕНИЯМ
БЕЗОПАСНОСТИ СУЩЕСТВУЮЩЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ В МАТЕРИАЛЕ
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Рис. 2.77. Напряжение сжатия
и силы на опорах
ДОЛЖНО БЫТЬ МЕНЬШЕ ИЛИ РАВНО ДОПУ-
СТИМОМУ НАПРЯЖЕНИЮ (о ),т.е.о <о .
v доп.7’ сущ. доп.
По виду нагрузки различают напряжения сжа-
тия, растяжения, изгиба, среза, сдвига и кручения.
2.2.8.1.Сжатие
Если фундамент нагружен, например, весом стены
дома, то он должен воспринимать силы сжатия.
В фундаменте возникают напряжения сжатия.
Прочность на сжатие у различных материалов раз-
лична. Она увеличивается при увеличении плотно-
сти и вязкости материала. Для восприятия сжима-
ющих усилий подходят такие материалы, как
сталь, бетон, природный камень, стеновые камни
и дерево. Высокую прочность на сжатие должны
иметь в основном фундаменты, несущие стены,
опоры и колонны. Напряжения сжатия, которые
должны восприниматься основанием (грунтом),
называют напряжением в грунте (рис. 2.77).
Рис. 2.78. Растягивающие на- 2.2.8.2. Растяжение
пряжения в несущем канате
(висячего моста) Строительные конструкции, подверженные растя-
жению, это, например, анкеры растяжек, канаты
растяжек, стальная арматура в железобетоне (рис. 2.78). Для восприятия таких
напряжений применяют в основном сталь и дерево. Бетон и каменные материа-
лы, напортив, не подходят для восприятия растягивающих усилий. Если строи-
тельные конструкции подвергаются растяжению, то в их поперечном сечении
возникают растягивающие напряжения. Если сечение ослаблено сверлениями,
отверстиями для цапф и т.п., то при расчете напряжения необходимо исходить из
минимальной площади материала в сечении.
2.2.8.3. Изгиб
Если силы действуют на балку перпендикулярно ее длине, то балка подвергается
изгибу, т.е. она прогибается. Балки, у которых сечение расположено большей сто-
роной вверх, более прочны на изгиб и лучше несут нагрузку, чем те, у которых
сечение расположено большей стороной горизонтально (рис. 2.79).
При изгибе на одной стороне сечения балки воз-
никают сжимающие усилия, а на другой стороне —
усилия растяжения. В середине балки растягиваю-
щие и сжимающие силы взаимно уничтожаются.
Эту область сечения называют нейтральной зоной
или нулевой линией (рис. 2.80).
Рис. 2.79. Положение сечения Работающими на изгиб являются, например,
балок балки, перекрытия, ригели, перемычки и стропи-
2.2. Физические основы
ла. Они должны делаться из таких материалов, ко-
торые могут воспринимать растягивающие усилия.
Так как бетон не может воспринимать растягиваю-
щие усилия, то в бетонных конструкциях предус-
матриваются стальные включения, там, где появля-
ются растягивающие усилия (рис. 2.81).
2.2.8.4. Продольный изгиб
Если колонны, стойки и раскосы нагружены по их
длине сжимающей нагрузкой, то они могут изги-
баться в сторону (рис. 2.82). При этом они ломают-
ся при превышении напряжений прочности про-
дольного изгиба.
Прочность на продольный изгиб зависит от ма-
териала конструкции, от формы поперечного сече-
ния и от длины продольного изгиба. Нагруженны-
ми на продольный изгиб могут быть конструкции
из стали, дерева, кирпичной кладки, армированно-
го и неармированного бетона. Круглые и квадрат-
ные формы поперечного сечения конструкций яв-
ляются наиболее целесообразными. Чем длиннее и
тоньше, т.е. чем стройнее, стойка, тем быстрее она
сломается под нагрузкой.
2.2.8.5. Срез
Накладные соединения, как правило, подвергают-
ся нагрузке на растяжение (рис. 2.83). Появляю-
щиеся при этом усилия могут срезать соединитель-
ный элемент, например болт, поперек его длины.
Эти усилия называют усилиями среза, а их макси-
мальное значение — прочностью на срез. Напряже-
ния среза могут появляться в гвоздях, шурупах,
болтах, заклепках и дюбелях.
2.2.8.6. Сдвиг
Рис. 2.80. Силы растяжения и
сжатия при изгибающей на-
грузке балки
Рис. 2.81. Стальная арматура
в перекрытии, выступающем
в виде консоли
Ненагружена |
Рис. 2.82. Продольный изгиб
в стойках
Строительные конструкции, как, например, бал-
ки, ригели и перекрытия, при нагружении подвер-
гаются не только изгибу, но и сдвигу. Если, напри-
мер, положить три бруска друг на друга и нагру-
зить их на изгиб, то можно установить, что они сдви-
гаются относительно друг друга вдоль продольной
оси по направлению к опорам. Если эти бруски
склеить между собой и нагрузить их таким же об-
разом, то сдвига этих брусков относительно друг
Односрезное
накладное
соединение ,---Площадь среза
Рис. 2.83. Срез
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Рис. 2.84. Сдвиг
Рис. 2.85. Кручение
Рис. 2.86. Опрокидывание и
скольжение
2.2.8.8. Опрокидывание и скольжение
друга не будет. При этом в клеевых соединениях
возникают напряжения сдвига (рис. 3.84). В желе-
зобетонных балках для восприятия напряжений
сдвига необходима особая арматура.
2.2.8.7. Кручение
Если шуруп вкручивается в дерево, то вдоль оси
шУРУпа действуют вращающие вправо вкручи-
вающие силы и вращающие влево силы трения
(рис. 2.85). Эти действующие в противоположном
направлении силы нагружают шуруп на кручение.
Кручение возникает во всех телах, которые дол-
жны передавать крутящий момент поперек сво-
ей продольной оси.
Если, например, подпорные стенки или стены на-
гружены силами, действующими сбоку, например
давление земли, давление ветра или давление
воды, то они не должны опрокидываться. Их ус-
тойчивость зависит от площади опорной части, от
высоты и от собственного веса конструкции, а так-
же от положения ее центра тяжести. Кроме того,
под действием горизонтальных или наклонных сил
такие конструкции не должны скользить по их ос-
нованию, например по грунту. Сила трения долж-
на быть такой большой, чтобы конструкции не
скользили (рис. 2.86).
2.2.9. Давление в жидкостях и газах
2.2.9.1. Давление в жидкостях
Жидкость практически не сжимаема. Давление р,
которое воздействует на закрытую в сосуде жид-
кость, распространяется по всем направлениям равномерно (рис. 2.87). Давление
внутри жидкости везде одинаково.
Давление = силе/площадь давления:
р = Е/А,
где F— в Н; А — в м2, см2 или мм2; р — в Па, барах, Н/м2, Н/см2, н/мм2.
Единицами давления являются паскаль (Па) и бар:
1 Па = 1 Н/м2; 1 бар = 100 000 Па = 100 кПа = 0,1 МПа;
1 бар = 100 000 Н/м2 = 10 Н/см2 = 0,1 Н/мм2.
2.2. Физические основы
ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ
Если заполнять жидкостью сосуд, имеющий ряд
отверстий, расположенных друг над другом, то мож-
но установить, что эта жидкость будет вытекать из
верхнего отверстия слабой струей, а из нижнего —
сильной струей (рис. 2.88). Это говорит о том, что в
нижней части сосуда имеет место более высокое
давление, чем в верхней части. Этот прирост давле-
ния возникает потому, что с увеличивающейся вы-
сотой h столба жидкости и действующей вниз силы
тяжести этого столба жидкости гидростатическое
давление жидкости растет.
Под гидростатическим давлением понимают
давление, создаваемое весом жидкости.
В строительстве это гидростатическое давление
необходимо учитывать там, где жидкости воздей-
ствуют на сооружение, например в плотинах и при
укладке свежего бетона в опалубку.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС
В гидравлическом прессе с помощью малой
силы Ft, которая действует на поршень в малень-
кой колбе с площадью давления А}, получается
большая сила F2 в большой колбе с площадью дав-
ления^ (рис. 2.89). Отсюда следует, что
P = FlMl nnap = F2/A2.
Передаточное отношение FJ F2 равно отноше-
нию площадей в колбах Л, /Л^ так как напряжения
одинаковы.
2.2.9.2. Давление в газах
Газы — это тоже тела, и они имеют вес. 1 м3 воздуха
весит примерно 1,29 кг. Молекулы газа отталкива-
ются друг от друга. Поэтому газы занимают в отве-
денном для них пространстве весь объем и создают
Рис. 2.87. Давление жидкости
Рис. 2.88. Величины гидроста-
тического давления
Рис. 2.89. Гидравлический пресс
давление на плоскостях, ограничивающих это пространство. Между молекулами
газа много свободного пространства. Поэтому газы можно легко сжимать. При
сжимании газа температура его повышается.
ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА
Земля окружена оболочкой из воздуха высотой около 500 км. Она называет-
ся атмосферой. С увеличением высоты она становится все тоньше. Масса возду-
ха, например на уровне моря, создает давление, зависящее от тяжести воздушно-
го столба и при обычных атмосферных условиях составляющее 1 бар (атмосфер-
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Р.лнЬ Pabs 1 Положительное / избыточное давление, 1 налример
1 | Ре = * 8 bar |
1 Атмосферное давление
1 Отрицательное 1 избыточное давление, 1 например / Р₽е = - 0,5 bar J Нет давления
Y г
Рис. 2.90. Давление газов
ное давление). Атмосферное давление тем меньше,
чем выше местность над уровнем моря. Единицей
давления воздуха является гектопаскаль (гПа).
1 бар = 1000 гПа.
ДАВЛЕНИЕ ГАЗОВ
В технике измеряется не давление относи-
тельно безвоздушного пространства, т.е. абсо-
лютное давление ра6с, а давление относительно су-
ществующего в данный момент атмосферного
давления ратм. Если в закрытом сосуде давление
газа больше атмосферного, то говорят об избы-
точном давлении ре. Избыточное давление ре — это
разница между абсолютным давлением ра6с и имеющим место атмосферным
давлением ратм (рис. 2.90). Таким образом,
Р ~Р^
ге г аос.
Р
г атм.
Если в сосуде давление меньше атмосферного, то имеет место отрицательное
избыточное давление (разрежение). Применяемые единицы: F— в Н; А — в см2;
р — в барах.
Рис. 2.91. Поршневой комп-
рессор
Рис. 2.92. Винтовой компрес-
сор
КОМПРЕССОРЫ
Компрессоры (сжиматели) производят необхо-
димый для пневматических отбойных молотков и
пневматических рамок, для вибраторов бетона и
чистящих установок, пневматических гвоздевых
пистолетов и для пневматических степлеров и от-
верток сжатый воздух. Различают поршневые ком-
прессоры и винтовые компрессоры (рис. 2.93).
В ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРАХ воздух
засасывается при возвратно-поступательном дви-
жении поршня и сжимается (рис. 2.91). Сжатый воз-
дух накапливается в цилиндре для сжатого воздуха.
Компрессор приводится в действие с помощью
электромотора или с помощью дизельного двигате-
ля. При достижении максимального или минималь-
ного давления в накопительном цилиндре электро-
мотор управляется прерыванием работы, а дизель-
ный двигатель — за счет свободного хода. При этом
компрессор включается или отключается.
В ВИНТОВЫХ КОМПРЕССОРАХ воздух сжи-
мается между входящими в зацепление друг с дру-
гом винтовыми валами, потому что воздушные ка-
меры все более сужаются к выходному отверстию
(рис. 2.92). В случае винтового компрессора ци-
2.2. Физические основы
линдр для накопления сжатого воздуха не нужен,
так как с помощью регулятора автоматически по-
дается нужное количество сжатого воздуха при по-
стоянном давлении. Привод осуществляется также
с помощью электромотора или дизельного двига-
теля. Винтовой компрессор имеет преимущество в
том, что он создает меньше шума.
2.2.10. Тепло
Молекулы любого вещества находятся в постоян-
ном движении. В телах с более высокой темпера-
турой они движутся быстрее, в телах с более низкой температурой — медленнее.
Таким образом, тепло является не чем иным, как энергией движения молекул.
Повысить температуру тела — это значит увеличить энергию движения молекул.
Рис. 2.93. Пневматический от-
бойный молоток, работающий
от винтового компрессора
2.2.10.1. Температура и измерение температуры
Температура и тепло часто считают одним и тем же. Однако они имеют разный
смысл. Тогда как температура дает представление о тепловом состоянии тела, под
теплотой понимают содержащееся в теле количество тепла. Единицами темпера-
туры являются кельвин (К) и градус Цельсия (°C). О °C соответствует точке за-
мерзания воды (точка таяния). 100 °C соответствует точке кипения воды при
нормальном давлении воздуха (точка испарения).
Самая низкая температура составляет примерно —273 °C; ее называют абсо-
лютным нулем. При этой температуре все вещества, в том числе и газы, находятся
в твердом состоянии, так как при такой температуре прекращается всякое дви-
жение молекул.
При использовании единиц Кельвин ведут отсчет от абсолютного нуля, 273 К
соответствует точке таяния, 373 К соответствует точке кипения воды (рис. 2.94).
Приборы, измеряющие температуру, называют
термометрами. Различают жидкостные и металли-
ческие термометры, а также электрические термо-
метры и пироскопы или конусы Зегера.
2.2.10.2. Количество тепла
Чтобы установить, какой из двух источников по-
ставляет большее количество тепла, с их помощью
нагревают одинаковое количество воды. Той воде,
которая за одно и то же время достигла более высо-
кой температуры, было отдано большее количество
тепла или тепловой энергии (рис. 2.95). Наоборот, в
10 л воды содержится в 10 раз больше тепловой энер-
гии, чем в 1 л воды, при одинаковой температуре.
Единицей тепловой энергии является джоуль (Дж).
173 200
100
73
-73
-100
-173
-200
-273
Рис. 2.94. Шкала температур в
Ки°С
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Джеймс Джоуль в 1843 г. доказал, что каждому количеству тепловой энергии
соответствует определенная механическая работа. Поэтому работа, энергия и ко-
личество тепла рассматриваются как величины одного вида. Единицами служат
джоуль (Дж), ньютон метр (Н-м) и ватт секунда (Вт-с).
1 Дж = 1 Н-м = 1 Вт-с
1000 Дж = 1 кДж = 1 кН-м = 1 кВт-с
1 кВт-ч = 3600 кВт-c = 3600 кН м = 3600 кДж
2.2.10.3. Удельная теплоемкость
Различные материалы одинаковой массы требуют для своего нагревания раз-
личное количество тепла. Покрытия из алюминия, например, при одинаковом
В одно и то же время подведенное
количество тепла
ВО°С in 5 min
большое
При одинаковой температуре
подведенное количество тепла
большое
Рис. 2.95. Различие между
температурой и количеством
тепла
Таблица 2.14. Средняя удель- ная теплоемкость (с) различ- ных материалов
Материал Дж/(кг-К)
Вода 4200
дерево 2100
пенопласты 1500
газобетон 1050
стеновой кирпич 1000
известково-песча-
ные камни 1000
бетон 1000
минеральный
войлок 840
пеностекло 840
алюминий 800
стекло 800
сталь 500
подводе тепла от солнечного излучения будут
иметь более высокую температуру, чем дерево или
штукатурка.
Необходимое для определенного повышения
температуры количество тепла зависит не только от
массы, но также и от вида материала.
Удельная теплоемкость — это то количество теп-
ла, которое необходимо, чтобы повысить темпера-
туру 1 кг вещества на 1 К (=1 °C).
Пример: Удельная теплоемкость бетона равна
1000 Дж/кг-К (табл. 2.14). Это значит, что для нагре-
вания массы бетона в 1 кг на 1 К требуется 1000 Дж.
Для нагревания древесины требуется примерно
в 2 раза большее количество тепла, чем для такой
же массы газобетона, т.е. при подводе одинакового
количества тепла газобетон нагревается до темпе-
ратуры, чем дерево. Это отражается, например, на
различном температурном удлинении конструкций
из этих материалов.
2.2.10.4. Теплонакопителъная
способность
Строительная конструкция принимает при нагре-
вании определенное количество тепла, которое на-
капливается в конструкции. Теплонакопительная
способность Q строительной конструкции, напри-
мер стены, зависит от плотности р (произносится
«ро»), от удельной теплоемкости материала с, а так-
же от толщины d конструкции.
Достаточная теплоаккумулирующая способ-
ность стен и перекрытий важна для обеспечения
комфортности в помещениях.
2.2. Физические основы
Рис. 2.96. Изменение длины
при изменении температуры
Теплонакопительная способность
конструкции Q = плотности р х на удельную
теплоемкость с х на толщину конструкции d:
Q=pcd,
где Q — в Дж/м2-К; р — в кг/м3; с — в Дж/кг-К; d — в м.
2.2.10.5. Действия тепла
ТЕМПЕРАТУРНОЕ РАСШИРЕНИЕ
При нагревании тела расширяются во всех на-
правлениях.
ИЗМЕНЕНИЕ ОБЪЕМА ТВЕРДЫХ ТЕЛ
Все строительные конструкции расширяются
при нагревании и сжимаются при охлаждении,
т.е. они изменяют при изменении температуры
свой объем. В строительных конструкциях особенно важно учитывать изме-
нение длины.
ИЗМЕНЕНИЕ ДЛИНЫ Д (произносится «дельта») зависит от длины I кон-
струкции, разности температур 6 (произносится «тета»), как прирост температу-
ры или ее уменьшение, а также от коэффициента линейного расширения мате-
риала, из которого состоит строительная конструкция (рис. 2.96).
Коэффициент линейного расширения а показывает, на сколько миллимет-
ров увеличивается или укорачивается тело длиной 1 м при разнице температур в
1 К. Единица измерения: мм/(м-К) (табл. 2.15).
Изменение длины Д/ = коэффициенту температурного расширения а х
х исходную длину / х разницу температур Д6:
/2 — /, = Д/ = а • Д0,
где Д/— в мм; /, и /2 — в м; Д6 — в К; а — в мм/(м- К).
Например, синтетический материал полиэти-
лен расширяется в 17 раз больше, а алюминий — в
2 раза больше, чем сталь. Только потому, что бе-
тон имеет такое же температурное расширение, как
сталь, строительство из такого материала, как же-
лезобетон, стало вообще возможным. Если в стро-
ительстве используются вместе материалы с раз-
личным температурным расширением, как,напри-
мер, устройство покрытия из кровельной жести
на стеновой кладке, то необходимо следить за тем,
чтобы материалы могли свободно перемещаться
относительно друг друга. В протяженных строи-
тельных конструкциях должны предусматривать-
ся деформационные швы.
Таблица 2.15. Коэффициенты температурного расширения (а) строительных материалов
Строительный материал а, мм/(м-К)
Железобетон 0,011
Кирпичная кладка из клинкерного кирпича 0,010
Песчаник, газобе- тон, легкий бетон 0,008
Стеновой кирпич 0,006
Стекло, керамичес- кая плитка 0,008
Строительная сталь 0,012
Медь 0,017
Алюминий 0,024
Цинк, свинец 0,029
Дерево и изделия из него 0,003
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
ИЗМЕНЕНИЕ ОБЪЕМА ЖИДКИХ ТЕЛ
Жидкие тела расширяются при нагревании значительно больше, чем твердые
тела. Ацетон имеет очень большое, а вода и ртуть имеют наименьшее из жидко-
стей температурное расширение. В правиле о том, что каждое тело при охлажде-
нии сжимается, вода имеет исключение (аномалия воды). Ее объем при охлажде-
нии до +4 °C уменьшается, однако при дальнейшем охлаждении от +4 до О °C он
снова увеличивается. Поэтому вода при +4 °C имеет наибольшую плотность. Это
также является причиной, почему лед плавает в воде, а замерзшие водопровод-
ные трубы лопаются.
ИЗМЕНЕНИЕ ОБЪЕМА ГАЗООБРАЗНЫХ ТЕЛ
Газы при нагревании расширяются значительно больше, чем жидкости. Их
расширение при повышении температуры на каждый градус Цельсия составляет
1/273 их объема при О °C. Если, например, воздух нагревать в каком-либо объеме,
то он расширяется. Его плотность по отношению к ненагретому воздуху стано-
вится все меньше, поэтому нагретый воздух поднимается кверху.
Газ, находящийся в замкнутом сосуде, например в бутылке, не может рас-
ширяться при нагревании. Давление газа растет, что может привести к разрыву
сосуда.
ПЛАВЛЕНИЕ И ИСПАРЕНИЕ
Материалы встречаются в трех формах своего состояния — твердом, жидком
и газообразном, которые называют агрегатными состояниями (см. рис. 2.50). Пе-
реход из одного состояния в другое происходит при определенных температурах
(рис. 2.97).
Твердые вещества становятся жидкими, когда приход тепла заставляет мо-
лекулы двигаться так сильно, что они внутри смеси начинают в определенных
местах терять связи между собой. Температура, при которой это происходит, на-
зывается точкой плавления или температурой плавления (табл. 2.16).
Чтобы перевести 1 кг вещества из твердого состояния в жидкое, необходимо
определенное количество тепла, которое называется теплом плавления. У воды
оно составляет 335 кДж/кг.
Рис. 2.97. Различные агрегатные состояния
2.2. Физические основы
При возрастающем нагревании жидкости дви-
жение молекул настолько возрастает, что их вза-
имные силы когезии полностью преодаляются, и
жидкость превращается в газ. Этот процесс назы-
вают испарением (рис. 2.98). При этой температу-
ре достигается точка кипения или температура ки-
пения жидкости (табл. 2.17). Количество тепла, не-
обходимое для перевода 1 кг жидкости из жидкого
состояния в газообразное, называется теплотой ис-
парения. Оно составляет для воды 2250 кДж/кг.
КОНДЕНСАЦИЯ И ТВЕРДЕНИЕ
Если у газообразного тела, например у водяно-
го пара, отбирать тепло, то при определенной тем-
пературе оно уплотняется до жидкого состояния,
например вода. Эту температуру называют ТОЧ-
КОЙ КОНДЕНСАЦИИ, а необходимое для этого
количество тепла — КОНДЕНСАЦИОННЫМ
ТЕПЛОМ. Конденсационное тепло равно тепло-
те испарения. В строительстве необходимо в ос-
новном учитывать конденсацию водяного пара на
внутренней стороне наружных стен или внутри
этих конструкций. Влажность в конструкциях ве-
дет к строительным повреждениям и уменьшает
теплоизоляцию.
Когда жидкость охлаждается, она затвердевает.
Имеющая при этом место температура называется
точкой затвердевания (см. рис. 2.97). В случае воды
она называется точкой замерзания или таяния.
Точки плавления и затвердевания совпадают.
Освобождающееся при затвердевании количество
тепла равно теплоте плавления.
Тогда как затвердевшие тела уменьшаются в
объеме, вода при замерзании расширяется. Порис-
тые материалы, поры которых заполнены водой,
при морозе могут разрушаться за счет разрывающе-
го действия льда.
ИСПАРЕНИЕ
Жидкость может превращаться в газ и ниже
точки кипения. Правда, испарение происходит
только у ее поверхности. Этот процесс называют
образованием тумана (рис. 2.99). Образование ту-
мана происходит тем быстрее, чем суше и подвиж-
нее окружающий воздух и чем ближе температура
Таблица 2.16. Температуры ппавления и затвердевания материалов
Материалы °C
Хром 1900
Сталь 1450...1530
Никель 1450
Чугун 1150...1250
Медь 1070...1093
Алюминий 658
Цинк 419
Свинец 327
Вода 0
Ртуть -39
Азот -210
Кислород -227
Таблица 2.17. Температуры кипения при 1013 мбар
Материалы °C
Водород -253
Кислород -196
Азот -183
Спирт 78,4
Ацетон 57
Вода 100
Ртуть 357
Свинец 1526
Рис. 2.98. Кипение
Рис. 2.99. Испарение
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
жидкости к точке кипения. Поэтому при комнатной температуре жидкость ис-
паряется тем быстрее, чем ниже ее точка кипения, например у спирта, нитрораз-
бавителей и бензина.
При испарении молекулы вещества вырываются с поверхности жидкости и
воспринимаются воздухом (см. рис. 2.99). Требуемую для этого энергию движе-
ния они забирают у жидкости в форме тепловой энергии. Связанное с этим пони-
жение температуры называют ИСПАРИТЕЛЬНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ. Процесс
испарения можно ускорить путем увеличения площади испарения, например пу-
тем разрезания древесины для ее сушки.
2.2.10.6. Источники тепла
Важнейшим источником тепла для земли является Солнце. Оно передает тепло
за счет излучения; при перпендикулярном падении солнечных лучей оно постав-
ляет энергию, равную 80 кДж/(м2-мин). Другими источниками тепла являются
находящиеся в земле твердые, жидкие и газообразные горючие вещества. Они,
как правило, растительного или животного происхождения и при сжигании об-
разуют тепло.
Высвобождающееся при сжигании 1 кг топлива количество тепла называют
теплотворной способностью топлива. Теплотворная способность различных ви-
дов топлива различна (табл. 2.18).
Все большее значение приобретает получение тепла за счет ветровой и сол-
нечной энергии. Тепловая энергия может быть получена также и путем превра-
щения энергии из одной формы в другую, например из электрической энергии.
2.2.10.7. Передача тепла
Каждое тело, которое теплее, чем его окружение, для этого окружения является
источником тепла. Передача тепла может осуществляться путем радиации (излу-
чения), конвекции или теплопроводности.
ТЕПЛОВАЯ РАДИАЦИЯ
Тепловые лучи ведут себя аналогично световым лучам. Они передают тепло-
вую энергию как излучение также и через безвоздушное пространство и отдают ее
Таблица 2.18. Теплотворная способность топливных мате- риалов
Вид топлива Коп-во кДж
Кокс Торфяные брикеты Дрова Мазут (легкий) Мазут (тяжелый) Городской газ Природный газ 1 кг 1 кг 1 кг 1 п 1 л 1 м3 1 м3 28 596 20 097 14 654 37 153 39 062 15 994 31 736
в виде тепла только при попадании на какое-либо
тело (рис. 2.100). При этом энергия излучения пе-
реходит в тепловое движение молекул. Способ-
ность тепловосприятия при тепловом излучении
зависит в основном от характера наружной повер-
хности различных тел. Тела с темной и шерохова-
той поверхностью воспринимают большую часть
теплового излучения и нагреваются поэтому силь-
нее, чем светлые и гладкие тела, которые большую
часть энергии отражают. В качестве примеров мож-
но назвать нагревание темной крыши автомобиля
или дома, а также нагревание темной одежды сол-
нечными лучами. Наоборот, темные тела, напри-
2.2. Физические основы
мер радиатор, излучают больше тепла, чем светлые. В технике тепловое излуче-
ние применяется, например, для отопления помещений.
КОНВЕКЦИЯ
В противоположность тепловому излучению конвекция возможна только в
жидкостях и газах. Если эти газы, например воздух, или жидкости, например вода,
нагреваются в отопительной системе, они расширяются. За счет своей уменьшаю-
щейся при нагревании плотности они становятся легче и поднимаются кверху, тог-
да как более холодные и поэтому более тяжелые мас-
сы воды или воздуха поступают на их место. Обра-
зуется поток газа или жидкости, который уносит
тепло от источника и отдает его менее теплым мате-
риалам, таким, как кладка стен, бетон, воздух и т.д.
Примерами является круговорот воздуха вокруг
отопительного прибора или водяное отопление го-
рячей водой за счет силы тяжести (рис. 2.101).
Конвекция имеет место также у поверхностей
строительных конструкций или в воздушных слоях
между поверхностями различной температуры.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
При теплопроводности выравнивание темпера-
тур происходит при передаче тепла в одном мате-
риале от молекулы к молекуле, без изменения мес-
тоположения молекул. Тепло передается за счет
энергии колебания лежащих ближе к источнику
тепла и поэтому более сильно колеблющихся мо-
лекул к соседним слабее колеблющимся молеку-
лам с помощью ударных процессов (рис. 2.102).
Хорошо проводят тепло твердые материалы с
большой плотностью, особенно металлы. Плохо
проводят тепло дерево, синтетические материалы,
пористые строительные материалы. Жидкости и
особенно газы тоже плохо проводят тепло, если кон-
векция затруднена. Материалы, плохо проводящие
тепло, в строительстве называются теплоизоляци-
онными материалами. Они применяются для
уменьшения потерь энергии. Теплопроводность
измеряется в Вт/(м- К).
Теплопроводность снижается тем сильнее,
• чем меньше плотность,
• чем более пористым является материал,
Рис. 2.100. Теплопередача за
счет радиации
Рис. 2.101. Передача тепла за
счет конвекции
Рис. 2.102. Передача тепла за
счет теплопроводности
• чем меньше поры,
• чем меньше его влагосодержание.
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Рис. 2.103. Содержание влаги
в воздухе в зависимости от от-
носительной влажности воз-
духа и его температуры
2.2.11. Влажность воздуха
Воздух имеет свойство воспринимать водяной пар.
Содержащееся в 1 м3 воздуха количество водяного
пара в г называют абсолютной влажностью воздуха.
Способность воздуха воспринимать водяной
пар зависит от температуры воздуха. Воздух с более
высокой температурой может воспринимать и на-
капливать больше влаги, чем воздух с более низкой
температурой. Так называемая максимальная влаж-
ность воздуха в г/м3 достигается, когда воздух уже
больше не может воспринимать влагу. В этом слу-
чае говорят, что воздух насыщен влагой. Так, на-
пример, воздух при 20 °C может накапливать мак-
симально 17,3 г водяного пара. При температуре 10 °C насыщение наступает уже
при содержании влаги 9,4 г/м3. Сколько грамм водяного пара воздух максималь-
но может воспринять при различной температуре, показано на кривой насыще-
ния (рис. 2.103).
Как правило, воздух не содержит максимально возможное количество влаги,
т.е. 100%, а меньшее. Это содержание влаги в воздухе выражается как отношение
абсолютной влажности воздуха к максимальной влажности в % и называется от-
носительной влажностью воздуха.
Относительная влажность воздуха в % = (абсолютной влажности
воздуха/максимальную влажность воздуха) 100%
2.2.12. Звук
2.2.12.1. Возникновение звука
Если ударить по камертону, то оба свободных конца вилки будут совершать воз-
вратно-поступательные движения, так называемые колебания. Эти колебания
камертона будут передавать колебания рядом расположенным молекулам возду-
ха. При этом возникают зоны уплотнения и зоны разрежения в воздухе, которые
распространяются от источника звука как звуковые волны. Если эти звуковые
волны достигают уха, то они будут услышаны нами в виде звука за счет колеблю-
щейся в такт с колебаниями воздуха барабанной перепонки, если количество ко-
лебаний в секунду будет лежать между 16 и 20 000.
Количество колебаний в секунду называют частотой тона; единица часто-
ты — герц (Гц). Чем больше частота, тем выше тон.
Звук, который состоит из тонов многих частот, называют сложным звуком.
Мешающий или неприятный сложный звук называется шумом.
2.2.12.2. Распространение звука
Для того чтобы звук мог распространяться, ему необходима материальная среда,
которая могла бы передавать дальше колебания. Звукопроводная среда может
2.2. Физические основы
быть твердой, жидкой или газообразной. Как пра-
вило, звук достигает человеческого уха через ко-
леблющиеся молекулы воздуха. Поэтому он назы-
вается воздушным звуком. Воздушный звук воз-
никает, например, у колеблющихся голосовых свя-
зок при разговоре или пении, при вибрации
мембраны громкоговорителя, при колебаниях ре-
зонансных дек в музыкальных инструментах. Звук
распространяется по всем направлениям. Если он
Рис. 2.104. Распространение
воздушного шума (схематично)
попадает на конструкцию, то эта конструкция бу-
дет отражать этот звук, т.е. отбрасывать его обрат-
но. Другая часть звука будет приводить конструк-
цию в колебательное движение. Эти колебания
будут передаваться другим конструкциям, а так-
же излучаться с другой стороны этой ограждаю-
щей конструкции и частично гаситься внутри нее
(рис. 2.104).
КОРПУСНОЙ ЗВУК. Так называют звук, ко-
торый распространяется в твердых телах, например
в стеновой кладке, и который возникает при не-
посредственном воздействии, например при стуке.
Так как корпусной шум возникает в основном при
Корпусной шум
Ударный шум
на перекрытии
корпусного шума
по конструкции
шума под перекрытием
и превращение его
в воздушный шум
Рис. 2.105. Распространение
корпусного шума
хождении по перекрытию или по полу на перекры-
тии, в этом случае говорят об ударном шуме на пе-
рекрытии (рис. 2.105).
Корпусной шум в стенах и ударный шум на перекрытиях частично погло-
щаются этими конструкциями, однако большая часть этих видов шума излу-
чается конструкцией в виде воздушного шума и поэтому бывает слышна.
2.2.12.3. Измерение шума
При оценке силы звука измеряется давление, которое передается колебания-
ми молекул воздуха на измерительный прибор. Это давление называют зву-
ковым давлением. Этому звуковому давлению соответствует определенный
уровень шума. Измеренное звуковое давление на шкале измерительного при-
бора представлено как уровень шума (или уровень звукового давления) на
шкале в диапазоне от 1 до 120 дБ При этом одно деление шкалы соответствует
единице в 1 децибел (1 дБ) (рис. 2.106).
Рис. 2.106. Сравнение звукового давления и уровня звукового давления
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Таблица 2.19. Уровни шума известных источников в дБ(А)
Тихий разговор 40
Обычный разговор 50
Громкий разговор Суперзвукоизолиро- 60
ванный компрессор 70
Сильный транспорт- ный шум Строительная круто- 80
вая пила 85
Пластинчатый вибратор Стенд испытания 95
моторов 100
Как показали исследования, человеческий слух
имеет свойство считать низкие тона менее громки-
ми, чем более высокие тона. Начало различения зву-
ка, порог слышимости, лежит, например, при часто-
те 1000 Гц около 0 дБ. При тоне с частотой 100 Гц
порог слышимости находится около 25 дБ.
Эта особенность человеческого слуха различные
по высоте тона ощущать различными по громкости
учитывается тем, что полученные при измерениях
значения уровней шума в децибелах принимаются
с поправками. Эти поправочные коэффициенты
установлены в DIN 45633. После учета поправоч-
ных коэффициентов получают оценочный уровень
шума по шкале А прибора (называемого шумомером), выражаемый в дБ(А).
На пороге слышимости уровень шума по шкале А составляет 0 дБ(А), на боле-
вом пороге он составляет 120 дБ(А). При 65 дБ(А) начинается расстройство веге-
тативной нервной системы, при 90 дБ(А) — расстройство и повреждение слуха.
Начиная с 85 дБ(А) сотрудники должны носить индивидуальные средства защи-
ты слуха. При 90 дБ(А) они предписываются категорически.
Для оценки уровня шума по шкале А могут служить приведенные в табл. 2.19
примеры различных шумов.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назовите разницу между когезией и адгезией.
2. Назовите различные воздействия на строительные конструкции в здании. Назо-
вите, какие части зданий будут подвергаться этим воздействиям.
3. Расскажите, что понимается под капиллярностью и как это влияет на строи-
тельство.
4. Сравните давления газа роЪщ, д.1(3с и рг. Покажите их зависимость друг от друга.
5. Объясните, почему строительные конструкции все время меняют свои разме-
ры. Расскажите, с помощью каких мероприятий можно избежать повреждения
сооружения.
6. Объясните, что такое относительная влажность, абсолютная влажность и макси-
мальная влажность воздуха.
7. Поясните на примерах, как может передаваться тепло.
8. Объясните, как возникает воздушный и корпусной шум и какие возможности для
распространения имеются для этих видов шума.
2.3. Основы электротехники
Электротехника занимается техническими приборами и установками, пред-
назначенными для производства, распределения и применения электроэнер-
гии. Многие машины и технические установки используют для своей работы
электрическую энергию, потому что ее можно без больших потерь превращать
в другие формы энергии, например в тепловую энергию или в механическую
энергию.
2.3. Основы электротехники
Для того чтобы знать опасности при пользовании электроприборами, а также
для лучшего понимания необходимости выполнять требования по безопасности
(требования норм VDE) знание основ электротехники является необходимым.
2.3.1. Основные понятия
ЦЕПЬ ЭЛЕКТРОТОКА
Электрическая энергия может передаваться только в замкнутой цепи. Ее на-
зывают цепью электрического тока. Движение электрически заряженных части-
чек в цепи называют электрическим током. В металлических проводниках он со-
стоит из потока электронов, в проводящих жидкостях (электролитах) и в газах
(плазма) — из ионов.
Из-за хорошей электропроводности в качестве материалов для проводников
электрического тока применяют медь и алюминий. Металлы обладают свободными
электронами, которые непрочно связаны с атомами и поэтому могут легко обмени-
ваться между ними. Плохие проводники имеют мень-
ше свободных электронов, непроводящие материа-
лы (изолирующие материалы, которые называюттак-
же диэлектриками) почти не имеют свободных элек-
тронов, например керамика или синтетические
материалы.
Для понимания цепи электрического тока
может служить простейшая гидравлическая цепь
(рис. 2.107). В гидравлической сети насос создает
давление; поток жидкости приводит в движение
гидравлический мотор. Аналогично в цепи элек-
трического тока генератор создает напряжение,
поток электронов приводит в действие электро-
мотор (рис. 2.108).
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (U)
Гидравлический насос создает с одной стороны
избыточное давление, а на другой стороне — пони-
женное давление. Разница давлений является при-
чиной потока жидкости.
В случае генератора на одном полюсе создается
недостаток электронов (положительный полюс) и
на другом — избыток электронов (отрицательный
полюс). Возникшую разницу электронного давле-
ния называют электрическим напряжением. Элек-
трическое напряжение измеряется в вольтах (В).
Измерительный прибор для измерения электри-
ческого напряжения называют вольтметром. Изме-
Рис. 2.107. Цепь гидравличес-
кого потока
Рис. 2.108. Цепь электричес-
кого тока
Рис. 2.109. Измерение напря-
жения и тока
рители напряжения показывают разницу напряже-
ний между контактами (рис. 2.109).
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Таблица 2.20. Проводимость материалов
Проводники Диэлектрики Полупро- водники
Серебро Медь Алюминий Константан Воздух Резина Фарфор Синтетичес- кие мате- риалы Германий Кремний Селен
Рис. 2.110. Напряжение за счет
индукции
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК (/)
Электрический ток может течь, если существует напряжение и цепь замкну-
та. Проходящее за единицу времени через проводник количество электронов
называют электрическим током. Электрический ток измеряется в амперах (А).
Измерительный прибор для измерения электрического тока называют ам-
перметром. Измеритель тока должен так включать-
ся в электрическую цепь, чтобы ток протекал как
через электроприбор, так и через измерительный
прибор (см. рис. 2.109).
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ (R)
Все электрические провода и приборы созда-
ют большее или меньшее сопротивление электри-
ческому току. Величина сопротивления и состоя-
ние проводов зависят от размеров сечения прово-
да, а также от температуры окружения (табл. 2.20).
Величина сопротивления измеряется в омах (Q —
омега).
2.3.2. Создание напряжения
Создание напряжения путем разделения электри-
ческих зарядов является основой производства элек-
трической энергии. При этом обычно другие виды
энергии превращаются в электрическую энергию.
Напряжение вследствие индукции возникает,
когда электрический проводник (катушка) двигает-
ся в магнитном поле (рис. 2.110). Эта возможность
создавать напряжение (индуцировать его) в основ-
ном используется в генераторах электростанций и
в транспортных средствах (рис. 2.111).
„ „ ,,, „ Создание напряжения за счет химической
Рис. 2.111. Принцип генера-
энергии имеет место тогда, когда различные ме-
таллы или материалы соприкасаются с токопро-
водящей жидкостью (электролитом). При этом по-
лучается гальванический элемент. Многие соеди-
ненные гальванические элементы называют бата-
реей. Электроды имеющихся в продаже сухих
батареек в большинстве случаев состоят из угля и
цинка (рис. 2.112). Угольно-цинковые элементы
создают напряжение в 1,5 В. При съеме электро-
тока менее благородный полюс батареи — цинко-
вый сосуд — разрушается.
Рис. 2.112. Угольно-цинковый Разряженные батареи должны выниматься из
элемент устройств, работающих на этих батареях, так как
Плюсовой контакт
Шайба-крышка
- Угольный электрод
— Пиролюзит (двуокись
марганца)
— Нашатырная паста
(электролит)
- Корпус
— Изолирующий слой
— Цинковый электрод
— Минусовой контакт
2.3. Основы электротехники
они могут быть испорчены вытекающим электролитом. Это же относится к при-
борам, которые длительное время не эксплуатируются. Использованные бата-
рейки должны собираться и уничтожаться.
СОЗДАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ТРЕНИЯ. Синтетические
материалы в основном хорошие диэлектрики. Они могут при помощи трения о
другие материалы заряжаться более высоким электрическим зарядом. Вслед-
ствие изоляции напряжения не могут уйти в землю (статические заряды). Так,
например, автомобиль на сухой дороге может зарядиться до напряжения в 1000
В. Действием электростатических зарядов является, например, притягивание
частичек пыли к стеклу и притягивание пленки к подложке. При разряде ста-
тического заряда может возникнуть искрение, взрыв паров растворителей или
пылевоздушных смесей.
2.3.3. Действие электрического тока
Действие электрического тока проявляется в превращении электрической энер-
гии в тепловую, световую, механическую и химическую энергии.
ТЕПЛОВОЕ ДЕЙСТВИЕ
Во всех проводниках поток электронов ограничивается сопротивлением про-
водника. При этом проводник нагревается. Тепло-
вое действие электрического тока используется,
например, в электрокипятильниках, кухонных
плитах, электропаяльниках, плавких предохрани-
телях и при дуговой электросварке (рис. 2.113).
СВЕТОВОЕ ДЕЙСТВИЕ
В лампах накаливания электрический ток на-
гревает проволоку из вольфрама до белого кале-
ния, так что она излучает свет (рис. 2.114). Впро-
чем, при этом 95% электроэнергии превращается
в тепловую и только 5% превращается в световую
энергию. В люминесцентных лампах используют-
ся свойства определенных газов, например неона
или паров ртути, светиться при прохождении через
них электрического тока. Коэффициент полезно-
го действия таких ламп составляет от 15 до 20%.
МЕХАНИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ
Каждый проводник, по которому течет элект-
рический ток, образует вокруг себя магнитное си-
ловое поле. Эти магнитные действия превращают-
ся в движение, например, в электромоторах, в маг-
нитных подъемных устройствах, в магнитных вен-
тилях и в реле (рис. 2.115).
Рис. 2.113. Электрокипятиль-
ник
Рис. 2.114. Светильник
Рис. 2.115. Электромотор
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Рис. 2.116. Гальваническое по-
крытие никелем
ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ
Электропроводящие жидкости (электроли-
ты) содержат ионы как носители напряжения
(см. с. 27). Если пропускать через электролит
электрический ток, то к положительному полюсу
будут притягиваться отрицательно заряженные
ионы, а к отрицательному полюсу — положитель-
но заряженные ионы. Это явление называют
ЭЛЕКТРОЛИЗОМ. Его используют для разложе-
ния воды на составляющие ее части, при нанесе-
нии гальванических покрытий и при получении
чистых металлов (рис. 2.116).
2.3.4. Виды тока
Среди видов электрического тока различают:
• Постоянный ток:
Обозначение (—) или DC (Direct Current =
постоянный ток).
• Переменный ток:
Обозначение (~) или AC (Alternating Current =
переменный ток).
В случае постоянного тока (—) ток течет в од-
ном направлении (рис. 2.117). Постоянный ток по-
ставляют, например, сухие батарейки, солнечные
батареи и аккумуляторы для приборов с небольшим
потреблением электротока. Для электролиза алю-
миния, при дуговой электросварке и при работе
электрифицированных железных дорог требуется
постоянный ток большой силы. Он создается с помощью выпрямления перемен-
ного тока или с помощью генераторов постоянного тока.
В качестве технического направления тока принято, что он течет от контакта
со знаком «+» к контакту со знаком «—».
В случае переменного тока (~) различают однофазный переменный ток, трех-
фазный переменный ток и высокочастотный ток (см. рис. 2.117).
При переменном токе ток постоянно изменяет свою величину и свое направ-
ление. В западноевропейской энергосети ток за секунду меняет свое направле-
ние 50 раз. Частота изменения колебаний в секунду называется частотой тока.
Единица частоты — герц (Гц). Однофазный переменный ток требует наличия про-
водника, проводящего напряжение, и обратного проводника.
Переменный ток применяется на стройплощадке и в промышленности для
работы электрических машин, например ручных шлифовальных устройств, элек-
тродрелей и круговых пил, а также для освещения стройплощадок и оборудова-
ния стройплощадок.
2.3. Основы электротехники
Генераторы трехфазного пере-
менного тока вырабатывают на каж-
дой из своих трех намоток переменное
напряжение частотой 50 Гц. Этим на-
пряжением можно снабжать три раз-
дельные сети и при этом использо-
вать для прямых и обратных провод-
ников всего шесть проводов. Если
объединить обратные проводники, то
можно ограничиться только четырь-
мя проводами (рис. 2.118).
Общим обратным проводом будет
нейтральный проводник (N). Как
правило, он заземляется. Три другие
проводника (внешние проводники) имеют краткое обозначение LI, L2, L3.
В единой энергосистеме Германии напряжение между внешним проводником и
нейтральным проводником, или землей, составляет 230 В. Напряжение между
двумя внешними проводниками, например между L1 и L2, составляет 400 В.
О высокочастотном токе говорят, когда частота колебаний значительно пре-
вышает 50 Гц (от 15 кГц до 250 МГц). С помощью высокочастотного тока можно
Рис. 2.118. Генератор трехфазного перемен-
ного тока с четырехпроводной сетью
нагревать токопроводящие материалы и даже плавить их, например металлы и
некоторые синтетические материалы.
2.3.5. Электроприборы в сети электрического тока
Электрические машины и приборы называют потребителями. Они преобразуют
электрическую энергию в другие формы энергии, например в тепловую в нагре-
вательном устройстве или в электромоторе — в механическую энергию.
Каждый потребитель имеет свое электрическое сопротивление. Сопротивле-
ние потребителя тем больше, чем длиннее проводник, чем меньше его сечение и
чем хуже проводит ток материал проводника. Сопротивление проводника длиной
1 м и сечением 1 мм2 называют удельным сопротивлением р («ро»). Его величина
зависит от материала и от температуры, ее можно определить из таблиц материа-
лов. Расчет сопротивления проводника осуществляется по следующей формуле:
Л=/-р0/А
где R — сопротивление в Ом; I—длина проводника в м; р0 — удельное сопротивле-
ние в Ом-мм2/м; А — поперечное сечение проводника в мм2.
ПРИМЕР
Трехжильный кабель удлинителя из медной проволоки имеет длину 50 м.
Сечение каждой жилы равно 1,5 мм2. Удельное сопротивление меди составляет
0,0178 (Ом-мм2)/м. Рабочая длина провода составляет 100 м (прямой и обрат-
ный проводники — каждый по 50 м).
R = (100 м 0,0178 (Ом-мм2)/м)/1,5 мм2; R = 1,2 Ом.
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
ЗАКОН ОМА
Ток, протекающий через сопротивление, тем больше, чем меньше
сопротивление и чем больше напряжение.
Расчет электрического тока:
I=U/ R,
где I — ток в амперах (A); U — напряжение в вольтах (В); R — сопротивление в
омах (Ом).
1 Ампер = 1 Вольт / 1 Ом; 1 А = 1 В / 1 Ом.
ПРИМЕР
Какой ток проходит через электроприбор с сопротивлением R = 10 Ом, кото-
рый подключен к напряжению Ub 6 В и, соответственно, 230 В?
I = U/R-, /=6В/ЮОм; 1 = 0,6А.
I=U/R\ /=230 В/10 Ом; 1 = 23 А.
Если прибор с сопротивлением 10 Ом подключен к напряжению в 6 В, то в
нем течен ток в 0,6 А. Если этот же прибор подключить к напряжению в 230 В, то
ток составит 23 А.
Каждый прибор может быть подключен только к тому напряжению, на кото-
рое он рассчитан. Допустимое рабочее напряжение указывается на специальной
табличке на корпусе прибора (рис. 2.119).
Если прибор предназначен для подключения к напряжению 230 В, то он при
6 В не может нормально работать, ток слишком маленький. Наоборот, предназ-
наченный для работы при напряжении 6 В прибор при подключении к напряже-
нию 230 В будет разрушен, так как ток слишком большой.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ (Р)
Электрическая мощность прибора как при постоянном, так и при перемен-
ном токе пропорциональна напряжению U и силе тока I. Мощность также ука-
зывается на табличке на корпусе прибора. В случае электромоторов это механи-
ческая мощность на валу привода (см. рис. 2.119).
Электрическая мощность Р — это произведение напряжения на силу тока.
Единица мощности — ватт (Вт).
Расчет электрической мощности:
Р= U-1,
где Р— электрическая мощность в Вт; U— электрическое напряжение в В; I— элек-
трический ток в А.
1 ватт = 1 вольт • 1 ампер; 1 Вт = 1 В • 1 А.
ПРИМЕР
Определить силу тока в нагревательном приборе мощностью 3 кВт, который
подключен к напряжению в 230 В.
1=P!U\ /=3000 Вт/230 В; /=13,0 А.
2.3. Основы электротехники
Рис. 2.119. Табличка с данными об электро-
моторе
может составлять не более 3%.
IR.
Если электрические машины или
приборы подключаются через удли-
нитель, например через кабельный
барабан, то вследствие сопротивле-
ния этого проводника возникает по-
теря напряжения. Потеря напряже-
ния от счетчика до потребителя мо-
жет составлять не более 1,5% от но-
минального напряжения в сети. При
номинальном напряжении в 230 В
это составляет 3,45 В. В случае элек-
тромоторов потеря напряжения в сети
Потери напряжения в сети:
и=
ПРИМЕР
Определить потери напряжения нагревательного прибора мощностью 3 кВт,
если он подключен к 50-метровому удлинителю с сопротивлением 7? — 1,2 Ом.
и= 13,0 А- 1,2 Ом; U = 15,6 В.
Это напряжение недопустимо!
Нагревание кабеля удлинителя соответствует мощности
Р= 15,6 В • 30 А; Р = 202,8 Вт.
Кроме того, кабель удлинителя нагревается током. Намотанный на барабан
кабель удлинителя может быть поврежден теплом электротока. При подключе-
нии приборов с большими мощностями провод удлинителя должен быть размо-
тан с барабана на всю его длину.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ ПРИ ИНДУКТИВНЫХ
ИЛИ ЕМКОСТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЯХ
Индуктивными сопротивлениями являются, например, обмотки электромо-
торов или катушки, емкостными сопротивлениями являются конденсаторы. При
работе этих сопротивлений действительная мощность уменьшается. Это учиты-
вается мощностным коэффициентом cos^>.
Электрическая мощность при переменном токе:
P=UI-cos^>.
Электрическая мощность при трехфазном переменном токе:
P = -/i-U I costp.
При трехфазном переменном токе вследствие образования цепи из трех вне-
шних проводников получается увеличение мощности по сравнению с однофаз-
ным переменным током с коэффициентом -Уз = 1,172.
(Г82 Глава 2. Естественно-научные основы строительства
2.3.6. Электрическая работа и ее стоимость
Чем больше мощность и чем дольше время работы подключенного прибора, тем
больше электрическая работа. Электрическая работа получается как произведе-
ние электрической мощности и продолжительности работы.
Единицами электрической работы являются ватт секунда и джоуль, а также
крупная единица — киловатт • час.
1 кВт-ч = 3 600 000 Вт-с = 3 600 000 Дж.
Взятая из сети электрическая работа измеряется счетчиком в киловатт-часах
(кВт-ч). Стоимость электроэнергии получается из произведения потребленной
электрической работы и тарифа на электроэнергию. Наряду со стоимостью элек-
трической работы большинством предприятий по снабжению потребителей
электроэнергией рассчитаны твердые расценки. Эти расценки зависят от вида
здания и объема установленных электрических мощностей.
Расчет стоимости электрической работы:
W=Pt,
где W — электрическая работа в киловатт • часах; Р — подключенная мощность в
киловаттах; t — продолжительность работы (время) в часах:
1 киловатт • час = 1 киловатту • 1 час; 1 кВт ч = 1 кВт • 1 ч.
ПРИМЕР
Какая стоимость электрической работы получится, если нагревательный при-
бор с мощностью 2 кВт при тарифе на электроэнергию 0,15 Евро/кВт-ч работает
в течение 6 часов?
W=P t; \¥ = 2кВт-чх6ч; W= 12 кВт-ч.
Стоимость работы =12 кВт-ч х 0,15 Евро / кВт-ч.
Стоимость работы = 1,80 Евро.
2.3.7. Распределение электрической энергии
Для распределения электрической энергии применяются провода, предохрани-
тели и выключатели. Необходимые для образования замкнутой цепи проводники
от места подключения к электроприбору и обратно присоединяются к общей сети
с помощью изолированных проводов, называемых также жилами. Для предотв-
ращения механических повреждений провода защищаются специальными коро-
бами, которые содержат третью жилу, которая служит защитным проводником и
не находится под током.
Местные сети снабжаются электроэнергией с помощью линий высокого на-
пряжения, выключателей и трансформаторов, подключенных к электростанци-
ям. Подключение потребителя к местной сети происходит через кабель или воз-
душные провода к домашнему шкафу подключения. Этот защищенный пломба-
ми ящик содержит предохранительное устройство для подключения к дому.
2.3. Основы электротехники
Для электрических проводов чаще всего применяют медь из-за ее хорошей
электропроводности. Но и медная проволока вследствие ее сопротивления на-
гревается при протекании по ней тока. Слишком сильный ток может сильно
нагреть проводники, повредить изоляцию и привести к пожару.
Допустимый для проводника ток может быть превышен при перегрузке или
при коротком замыкании. Перегруз-
ка наступает, когда подключенные
приборы вместе создают слишком
большой ток в цепи. Короткое замы-
кание — это прямое соединение элек-
трических проводов. При этом со-
противление проводников становит-
ся очень малым. Следствием являет-
ся очень большой ток в сети.
Для того чтобы избежать пере-
грузки проводов и приборов, они за-
щищаются предохранителями. Пре-
дохранителями являются приборы, Рис. 2.120. Плавкий предохранитель
которые при превышении максималь-
ного тока в цепи эту цепь прерывают.
Различают плавкие предохранители
(рис. 2.120) и предохранители-автома-
ты (предохранительные автоматичес-
кие выключатели) (рис. 2.122).
Плавкие предохранители содер-
жат внутри тонкий проволочный или
ленточный плавкий проводник, кото-
рый при слишком большом токе в
сети расплавляется и прерывает цепь
(рис. 2.121). В зависимости от спосо-
ба отключения различают быстрые,
среднемедленные и медленные пре-
дохранители.
Регулировочная гайка в патроне
предохранителя должна воспрепят-
ствовать, чтобы корпус предохрани-
теля не мог быть ввинчен с недопус-
тимо большой силой (см. рис. 2.121).
Регулировочные гайки и соответ-
ствующие патроны предохранителей
строго стандартизованы. Регулиро-
вочная гайка имеет размер, соответ-
ствующий сечению проводника, и
может заменяться только специали-
стами.
Номиналь- ный ток Окраска регулировочной гайки и головки пробки
6 А зеленая
10 А красная - ।
16 А серая f-£=—>
20 А синяя
25 А желтая
35 А черная
50 А Perynnj)0B04- белая Пробка пре-
63 А ная гайка медь дохранителя
Рис. 2.121. Предохранители и их обозначения
Рис. 2.122. Предохранительный выключатель
мотора с биметаллическим прерывателем
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Рис. 2.123. Сетевой предохранитель-выклю-
чатель
Предохранители электроприбо-
ров (тонкие предохранители) служат
для защиты измерительных прибо-
ров и электроники, например управ-
ляющих приборов и приборов в авто-
мобилях.
Неисправные предохранители не
должны исправляться. На предохра-
нители нельзя ставить «жучки».
Защитные выключатели моторов
имеют то преимущество, что с их по-
мощью можно включать и отключать
мотор и в то же время защитить под-
ключенный мотор от перегрузки.
Биметаллическая лента нагрева-
ется при слишком большом значении
силы тока и с помощью механики от-
ключает мотор (см. рис. 2.122).
Сетевые предохранительные вык-
лючатели (предохранительные авто-
маты) после произошедшего срабатывания снова могут быть включены. Они име-
ют магнитный прерыватель, который, например, при коротком замыкании пре-
рывает цепь электрического тока, и биметаллический прерыватель, который дей-
ствует с задержкой при длительной перегрузке. Если предохранительный автомат
отключается с помощью биметаллического прерывателя, он может быть снова
включен только после остывания биметаллической полосы (рис. 2.123).
2.3.8. Производственная безопасность и безопасность труда
Несчастные случаи при обращении с электрическим током в большинстве
случаев происходят за счет технических недостатков, незнания, легкомыслия или
невнимательности. Поэтому знание причин опасностей несчастных случаев и
мероприятий по предотвращению несчастных случаев обязательно для всех, при-
нимающих участие в происходящем на стройплощадке.
ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ТЕЛО ЧЕЛОВЕКА
Если электроток течет через тело человека, например при касании провода
под напряжением, то при превышении определенной величины силы тока мус-
кулатура органов дыхания может быть парализована. При невозможности отсое-
динения от провода под напряжением могут наступить судороги мускул, нару-
шения равновесия, остановка дыхания и сердца.
Токи свыше 50 мА и напряжения свыше 50 В опасны для жизни!
Поэтому работы с деталями, находящимися под напряжением, строжайше
запрещены.
2.3. Основы электротехники
Мероприятия первой помощи при
несчастных случаях:
• разорвать цепь;
• освободить дыхательные пути;
• массаж сердца, а также искус-
ственное дыхание;
• немедленный вызов скорой
врачебной помощи.
НЕИСПРАВНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
УСТАНОВОК
При нарушениях изоляции в элек-
Рис. 2.125. Опасное напряжение при сопри-
косновении
трических установках может возник- рис. 2.124. Короткое замыкание, замыкание
нуль короткое замыкание, замыкание на корпус, замыкание на землю, замыкание
на землю, замыкание проводов и за- проводов
мыкание на корпус (рис. 2.124).
Короткое замыкание возникает
между двумя находящимися под на-
пряжением электрическими прово-
дами, когда они соприкасаются без
изоляции. Включенный в цепь пре-
дохранитель отключает возникаю-
щий при этом большой ток коротко-
го замыкания.
Замыкание на землю возникает
при прямой связи одного из находя-
щихся под током проводов с землей
или с заземленными деталями. И в
этом случае предохранитель отклю-
чает ток замыкания на землю.
Замыкание проводов возникает,
например, при преступной установке «жучка» на предохранитель, когда уста-
новка не может быть отключена.
Замыкание на корпус возникает, когда из-за нарушения изоляции напряже-
ние попадает на части установки, которые не должны быть под напряжением,
например корпус электрической машины. При этом вначале ток отсутствует, и
предохранитель не реагирует. Таким образом, замыкание на корпус при хорошо
изолированном основании установки долгое время остается нераспознанным.
При соприкосновении с установкой ток течет через человека в землю (рис. 2.125).
Величина этого тока зависит от сопротивления человеческого организма и от
проводимости связи человека с землей. Если человек соприкасается с заземлени-
ем, например с водопроводными, газовыми трубами или трубами отопления, то
через него может идти опасно большой ток (рис. 2.126).
86 Глава 2. Естественно-научные основы строительства
2.3.9. Защитные мероприятия
ЗАЩИТНОЕ МАЛОЕ НАПРЯЖЕ-
НИЕ. Там, где имеет место опасность,
что человек может соприкасаться с
проводами под током, по соображе-
ниям безопасности может использо-
ваться только низкое напряжение не
более 50 В, например в сварочных ап-
паратах или в светильниках при ра-
боте в резервуарах или тесных про-
странствах. В детских игрушках на-
пряжение может быть не более 25 В.
Во всех установках с рабочим на-
пряжением более 25 В переменного
тока или 60 В постоянного тока предписываются другие защитные мероприятия
против ударов электротоком.
ЗАЩИТНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ
При защитной изоляции все металлические части, которые могут в случае
аварии попасть под напряжение, должны быть изолированы с помощью осо-
бых мероприятий. Защитная изоляция часто применяется в малых машинах и
бытовых электроприборах. В ручных электродрелях с защитной изоляцией, на-
Рис. 2.127. Защита в системе TN
Рис. 2.128. Защитный контакт
пример, пластмассовая шестерня
предотвращает токопроводную связь
в приводе между мотором и шпинде-
лем сверла. Провод и штекер в при-
борах, оборудованных защитной
изоляцией, делают двухжильными
или двухполюсными.
ЗАЩИТНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ
В СИСТЕМЕ TN
В системе TN нейтральный про-
вод N трансформатора напрямую за-
земляется (Т от французского terre —
земля). Корпус и кожух подключен-
ных приборов соединены защитным
проводом РЕ (цвет зелено-желтый) с
нейтральным проводом (рис. 2.127).
Соединение в случае проводов сече-
нием больше 6 мм2 может осуществ-
ляться одним общим проводом PEN
(PEN = проводники РЕ и N, соеди-
ненные вместе).
2.3. Основы электротехники
Переносные приборы подключаются к розеткам с помощью защитного кон-
такта — «шуко-штекера» (рис. 2.128). При этом провод подключения должен быть
трехжильным.
ЗАЩИТНЫЙ РАЗРЫВ
При защитном разрыве между сетью и электроприбором включается разде-
лительный трансформатор. При этом получают незаземленное напряжение
(рис. 2.129). К разделительному трансформатору можно подключать только
один прибор с рабочим током не более 16 А.
Защитный разрыв применяется в строительных машинах, как, например, бе-
тономешалки, вибраторы для бетона или машины для мокрого шлифования.
ЗАЩИТНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ
Защитные выключатели обеспечивают наибольшую безопасность для элек-
трических машин. Поэтому многими предприятиями, поставляющими элект-
роэнергию, предписывается применение защитных выключателей от аварийных
токов. Таким образом можно контролировать как сети под током, так и отдель-
ные приборы и при возникновении неисправности отключать их (рис. 2.130).
Ток в подводящем проводе обычно имеет ту же величину, что и ток в от-
водящем проводе. В случае неисправности в машине, например при замыка-
нии на корпус, какая-то часть обратного тока уходит в землю. Защитный
выключатель при этом отключает-
ся в течение 0,2 с. С помощью проб-
ной кнопки Т можно симулировать
аварийный ток. Если нажать проб-
ную кнопку, то выключатель дол-
жен сработать.
Для того чтобы обеспечить хоро-
шую защиту людей, следует пользо-
ваться защитными выключателями F1
с предельным током 30 или 10 мА.
Рис. 2.129. Защитный разрыв
2.3.10. Виды защиты,
классы защиты
Электрические приборы и установки
должны в зависимости от примене-
ния и места установки быть защище-
ны от непроизвольного воздействия,
а также от проникновения чужерод-
ных тел и воды.
В случае светильников, нагрева-
тельных приборов, приборов с элек-
тромоторами, электроинструментов и
приборов электромедицинского лече-
Рис. 2.130. Защитный выключатель аварийно-
го тока
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
Таблица 2.21. Знаки-изображения для обозначения видов защиты IP
Знак- изобра- жение Вид защиты Вид защи- ты IP Знак- изобра- жение Вид защиты Вид защи- ты IP
4 Защищено от капель- ной воды IP-31 44 Водоне- проницае- мый IP-67
|4 Защищено от дождя IP-33 А А... бар Непроница- емый для воды под давлением IP-68
А Защищено от брызг воды IP-54 Защищен- ный от пыли IP-5x
Защищено от струй воды IP-55 <^|/> Г ермети- чески не- проницае- мый для пыли IP-6x
х - отсутствующая цифра обозначения
Пример для вида защиты IP:
IP 44 = Защита против проникновения твердых
тел диаметром более 1,0 мм.
Защита от водяных брызг со всех
направлений.
Таблица 2.22. Защитные классы
Защитные классы I II III
Обозначения (^) □ ф
Защитные меро- приятия Защитный провод Защитная изоляция Защитное малое на- пряжение
Примеры Электро- моторы Светильни- ки, быто- вые элект- роприборы Малые электро- приборы до 50 В
ния виды защиты могут быть пока-
заны на табличке, где указан тип при-
бора в виде смысловой картинки.
Виды защиты описываются кратким
обозначением, которое состоит из
букв IP (IP — International Protection)
и двух цифр, показывающих степень
защиты (табл. 2.21).
Электрические приборы подраз-
деляются по классам зашиты (табл.
2.22). Классы защиты показывают,
какие защитные мероприятия приме-
няются при установке против прямо-
го и непрямого воздействия на них.
Различают защитные классы I, II и III.
Защитный класс I, например, со-
держит все приборы с металлическим
корпусом, которые должны иметь
присоединительную клемму для про-
водника РЕ (желто-зеленый защит-
ный провод) с соответствующим обо-
значением.
2.3.11. Электрические
установки
на стройплощадках
Все машины и приборы с электричес-
ким приводом на строительной пло-
щадке должны быть подключены к
центральному электрораспредели-
тельному щиту. Центральный электрораспределительный щит должен соответ-
ствовать действующим требованиям (VDE 0612). Корпус центрального элект-
рораспределительного щита должен быть из металла или из пластмассы, дере-
вянный шкаф недопустим.
В шкафу центрального электрораспределительного щита (шкаф AV) распо-
ложено присоединение к сети тока (рис. 2.131). Кроме того, он содержит счет-
чик, защитные выключатели F1, предохранители, а также розетки и клеммы.
Шкаф должен запираться. Особенно важным является безупречное заземле-
ние электрораспределительного щита на стройплощадке. Оцинкованные огне-
вым методом ленточные или стержневые заземляющие элементы должны быть
соединены с клеммами заземления хорошо изолированными плетеными медны-
ми проводами сечением не менее 16 мм2. После оборудования стройплощадки
необходимо испытать все электрические установки ответственным специалис-
том на правильность подключения и работы защитных мероприятий. Результа-
2.3. Основы электротехники
ты испытания по соображениям со-
блюдения закона необходимо офор-
мить в виде протокола испытаний.
На больших строительных пло-
щадках целесообразно устанавливать
несколько электрораспределитель-
ных щитов, чтобы при отключении
одного из предохранительных выклю-
чателей F1 не отключалась от городс-
кой сети вся стройплощадка. Для этой
цели применяются также электрорас-
пределительные щиты с несколькими
цепями подключения, каждая из ко-
торый оборудуется своим защитным
выключателем F1. Кроме того, при-
меняются распределительные шкафы
(шкафы V) без электросчетчиков.
Электрические приборы, соеди-
нительные розетки и провода долж-
ны соответствовать требованиям
VDE (VDE — союз немецких элект-
ротехников) и должны нести знак о
том, что они прошли испытания VDE
(рис. 2.132).
РОЗЕТКИ. Розетки для трехфаз-
ного тока должны соответствовать
международному стандарту на круг-
лые розетки по нормам CEE (СЕЕ —
международная комиссия по прави-
лам и экспертизе электротехнических
изделий) (рис. 2.133). Они позволяют
применение токов большой силы и
возможны в защищенном от водяных
брызг и в водонепроницаемом испол-
нении. Кроме того, они удовлетворя-
ют требованию безопасности, что
только вилочно-розеточные системы,
рассчитанные на одно напряжение,
Предохранители
для отдельных
цепей тока
Счетчик
Розеп<и
с защищенным
корпусом - Шуко
Розетки для
подключения
трехфазного
тока типа СЕЕ
Табличка
с указанием
мощности
Рис. 2.131. Шкаф центрального электрорас-
пределительного щита
Рис. 2.132. Знаки испытаний
могут подходить друг к другу. рис 2.133. Штекер трехфазного тока
На стройплощадке должен быть
назначен ответственный за состояние электрических установок, а также его за-
меститель, которого должны знать все на стройплощадке. Ответственный имеет
обязанность ежедневно проверять путем нажатия всех кнопок работу всех защит-
ных выключателей F1, отключать электроустановку после окончания работы и
Глава 2. Естественно-научные основы строительства
запирать шкаф AV. Работающим на предприятии должны регулярно повторять-
ся следующие правила.
• Неисправные приборы должны немедленно отключаться. Создание, из-
менение и ремонт электроприборов и установок могут производиться толь-
ко специалистом-электриком.
• При неисправностях электроустановок или при необычных проявлениях
при их работе, как, например, запах пожара, искрение или необычные зву-
ки, установка должна быть отключена. Об этом следует известить ответ-
ственного.
• Кабели не должны чиниться, не должны протягиваться через острые края,
закапываться в землю или подвергаться растяжению.
• При транспортировке электромашин штекер должен быть вынут из розет-
ки. Переносные приборы после окончания работы должны снова отклю-
чаться от сети.
• Приборы с надписью «защищать от влаги» не должны включаться под дож-
дем или храниться вне помещения.
• На электрических машинах и на электронагревательных приборах нельзя
развешивать одежду или класть другие предметы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назовите причины, почему в строительстве необходимы знания по электротех-
нике.
2. Объясните действия электрического тока, используемые в каких-либо строи-
тельных процессах.
3. Назовите три основные электротехнические величины и объясните их значение
и взаимную зависимость.
4. Обоснуйте, почему при работе электроустановок необходимы защитные меро-
приятия.
5. Назовите преимущества и недостатки электрических инструментов и оборудова-
ния по сравнению с инструментами и установками, работающими от двигателей
внутреннего сгорания.
6. Назовите мероприятия первой помощи при несчастных случаях с электрообору-
дованием.
ГЛАВА 3
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Применяемые в строительстве стройматериалы можно подразделить на неорга-
нические и органические (табл. 3.1).
3.1. Природные строительные камни
В качестве природных строительных камней называют все встречающиеся на
земле камни. Для строительства важными являются их состав и их свойства.
3.1.1. Возникновение природных строительных камней
Возраст Земли насчитывает 5—10 миллиардов лет. 11редполагается, что она воз-
никла при взрыве в космосе в виде газообразного или жидкого огненного шара.
За счет излучения тепла в мировое пространство его i юверхность охладилась и стала
твердой. Земля построена в виде оболочек (рис. 3.1).
Ядро Земли имеет диаметр 6700 км и состоит
преимущественно из металлов никеля и железа.
Имеющие место в нем температуры оцениваются до
20000 °C, а давление — до 3,5 миллиона бар. Плот-
ность ядра Земли составляет 11 кг/дм3.
Промежуточный слой толщиной около 1700 км
и плотностью от 5 до 6,4 кг/дм3 состоит в основном
из базовых материалов кремния, магния, хрома, же-
леза, никеля и марганца.
Мантия Земли имеет толщину приблизительно
1200 км и состоит преимущественно из соедине-
ний кремния и магния.
Земная кора — это наружный слой толщиной
около 120 км. Он состоит преимущественно из со-
Внешнееядро
Рис. 3.1. Строение Земли
Таблица 3.1. Классификация строительных материалов
Неорганические стройматериалы Органические стройматериалы
Минеральные Металлические
Природные строительные камни Искусственные строительные камни Керамические материалы и фарфоровые эмали Стекло Вяжущие Растворы и бетоны Железные строительные материалы Строительная сталь Стальная арматура Напрягаемая арматура Нежелезные металлы Дерево и деревянные материалы Пластмассы Вода для затворения Добавки к бетону Битумы
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.2. Изменение формы за
счет внутренних сил
Рис. 3.3. Возникновение при-
родных камней
Рис. 3.4. Образование затвер-
девших горных пород
Рис. 3.5. Базальтовые колонны
единений кремния и алюминия с кислородом.
Плотность его составляет от 2,6 до 3,3 кг/дм3.
Поверхность Земли образует кору толщиной
около 40 км. Опа состоит из плитоподобного проч-
ного камня и плавает на жидкой магме (расплав-
ленном камне). Внутренние и наружные силы дей-
ствуют на земную поверхность, от чего она посто-
янно изменяет форму и изменяется по составу.
Внутренние силы вызывают поднятие и опуска-
ние земной коры, образование складок и разломов.
11о этой причине, например, одинаковые камни за-
легают на разной глубине. Это ведет к смещению
слоев камня (рис. 3.2).
Внешние силы вызываются в основном воздей-
ствием воды и не гра. Они размывают земную по-
верхность и обра >уют наносы. Разрушающим дей-
с гвием обладае г текучая вода и дождь, так как они
размывают материалы. Дождь и солнечное тепло
вызывают выветривание камня. Замерзающая
вода разрывает камень. Ветер уносит мелкие час-
1ицы камня и откладывает их в других местах.
Однако текущая вода может образовывать нано-
сы. Она несет с собой ил, песок и гравий (рис. 3.3).
Ледники собираю! большие камни-валуны в мо-
рены. Отмершие растения и животные также спо-
собствуют созданию слоев грунта.
3.1.2. Виды природных камней
Природные камни (горные породы) классифици-
руются по способу их образования на затвердев-
шие, осадочные и преобразованные (метаморфи-
ческие). Они могут применяться в строительстве
как в обработанном, так и в необработанном виде.
3.1.2.1. Затвердевшие горные породы
Затвердевшие п>рпыс породы (магматические по-
роды) образую 1ся, когда жидкая порода (магма) в
определенных местах проникает из ядра Земли на
поверхность. Эти места называют вулканами.
Поднимающаяся по жерлу вулкана и выливаю-
щаяся из кратера магма охлаждается на воздухе и ыстывает в виде камня (рис. 3.4).
Этот камень называют излившейся горной породой ( табл. 3.2). При этом могут воз-
никнуть особые формы горных пород, как, например, шестигранные базальтовые
колонны (рис. 3.5). Вследствие медленного охлаждения магмы в жерле вулкана и в
3.1. Природные строительные камни
Таблица 3.2. Затвердевшие горные породы
Виды Места залегания Свойства Применение
Глубинные породы Г ранит 1Й Гарц, Горы Фихтель, Шварцвальд, Саксо- ния, Шпессарт, Оденвальд Очень твердый. Высокая прочность на сжатие, серый - до серо-коричне- вого Камни для мосто- вых, бортовые камни, лестничные ступени
Переходные породы Порфир Гарц, Саарпанд, Тюрингия, Рудные горы, Саксония Очень твердый. Высокая прочность на сжатие, красно-коричневый до коричнево-зеленого Камни для мосто- вых, лестничные ступени
Излившиеся породы Базальт Семигорье, Ейфепь, Рён, Рудные горы, Фогельсберг Очень твердый. Высокая прочность на сжатие, темно-серый до серо- черного Кладка, лестнич- ные ступени, гравийная засыпка
Изверженные породы Пемза Нойвидербекен, Ейфепь Пористый, легкий, свет- ло-серый Кладка из туфовых плит
Туф Нойвидербекен, Нёрдлинген, Саксо- ния Разламывающийся при увлажнении твердеет на воздухе, серый Отделка, обли- цовка
Трасс (молотый туф) Нойвидербекен Пористый, легкий, свет- ло-серый Трассцемент
ходах этого жерла образуются глубинные породы и жильная порода. Часть магмы
может выбрасываться в воздух при извержении вулкана, там охлаждаться и осажи-
ваться вниз в виде шлакоподобной породы. Ее называют изверженной породой.
3.1.2.2. Осадочные горные породы
Осадочные горные породы образуются из затвердевших горных пород. Они
разрушаются дождем, ветром, морозом и большими перепадами температур и
измельчаются (выветривание). Сначала выветри-
вается самый верхний слой затвердевшей поро-
ды. Он уносится водой или ветром и откладыва-
ется в пониженных местах в виде осадочной по-
роды (табл. 3.3). С помощью этого процесса мно-
гие слои могут уноситься и в других местах
откладываться в обратной последовательности
слоев (рис. 3.6). Верхний осадочный слой назы-
вают грунтом. При этом различают гумус, глину, Рис 3 6 образование осадоч-
мергель, песок и гравий. ных горных пород
Таблица 3.3. Осадочные породы
Виды Местоположение Свойства Примечания
Песчаник 9 Шпессарт, Гарц, Бергишес Ланд, Шварцвальд, Песча- никовые горы на Эльбе, Тюрингия Многоцветные, с увеличи- вающейся плотностью, устойчивые против вывет- ривания Каменная кладка, облицовки
Известняк л ж А ' 4 ’ж W’ 'V \ Швабские Альпы, Франкс- кие Альпы, Альпы, Горная земля Везер, Швейцарс- кая Юра Цвет от серого до белого, с увеличивающейся плот- ностью, устойчивые про- тив выветривания Построечный ка- мень, каменная кладка, щебень, вяжущие
Глава 3. Строительные материалы
3.1.2.3. Метаморфические горные породы
Преобразованные горные породы (метаморфические горные породы) образу-
ются при высоком давлении и высоких температурах из затвердевших или из
осадочных горных пород (табл. 3.4). Так, например, из
• затвердевшей породы
гранит >
• осадочной породы
известняк >
песчаник >
глина >
метаморфическая порода
гнейс
метаморфическая порода
мрамор
кварцит
глиняный шифер (рис. 3.7)
3.1.2.4. Состав природных камней
Природные камни состоят из минералов. Они прочные, в большинстве случаев
кристаллические, определяются по внешнему виду и определяют свойства при-
Затвердевшие породы Осадочные породы
Высокое давление Высокие температуры гг
Метаморфические породы

Рис. 3.7. Образование мета-
морфических горных пород
Рис. 3.8. Кварцевый песок
родных камней в зависимости от вида, количества
и состава минералов.
Важнейшими минералами являются:
• кварц: составная часть песка (кварцевого песка)
и песчаника;
• известковой пшат: составная часть известняка,
мела и мрамора;
полевой шпат: составная часть гранита, порфира,
базальта и шифера;
• глина: с известью — мергель; с песком — суглинок;
• слюда: составная часть гранита.
3.1.2.5. Свойства природных камней
Выбор и применение природных камней зависят от
различных свойств этих камней, но также и от их
стоимости. Она зависит от того, как часто встреча-
ются эти камни в природе, от их технических
свойств и от их художественных качеств.
Таблица 3.4. Метаморфические породы
Виды Местоположение Свойства Примечание
Гнейс JOK; ' \ Г”* ~ Шварцвальд, Рудные горы, Богемский лес, Альпы Цвет от белого до зеленого, прочные на сжатие, устойчивы против погодных воздействий Камни брусчатки
Шифер Шиферные горы, Гарц, Альпы, Судеты Темно-серый цвет, легко раска- лывается, водонепроницаемый Покрытие для крыш, облицовка
Мрамор Италия, Рудные горы,Греция Многоцветный, часто белый, полосатый, прочный при цара- пании Полы, облицовка стен, покрытия
3.1. Природные строительные камни
• Прочность зависит от плотности смеси. Природные камни часто имеют боль-
шую плотность и поэтому подходят для частей зданий, несущих большую сжи-
мающую нагрузку. Кроме того, камни имеют большой вес. Их твердость может
быть оценена с помощью шкалы твердости Моха (см. рис. 2.56).
• Устойчивость против выветривания зависит от пористости камня. Пористые кам-
ни, как, например, определенные песчаники, имеют большую способность вса-
сывания влаги (гигроскопичность). Мороз и выветривание могут их разрушить.
При неправильной установке таких камней в конструкции стены может обра-
зоваться конденсат. Это также ведет к строительным повреждениям.
Двуокись углерода (СО2) и двуокись серы (SO2) во время дождя могут раство-
ряться и образовывать кислоты, которые разрушают природный камень. Из-
менение температур может привести к образованию трещин. Мхи, лишайни-
ки, трава и корни деревьев про-
растают на мокрых камнях, в
мельчайшие трещины и могут
повредить природные камни,
разрывая их.
• Обрабатываемость зависит от
плотности и твердости. Бывают
виды природных камней, кото-
рые можно легко пилить в мок-
ром состоянии (травертин). Осо-
бо твердые камни, например ба-
зальт или гранит, требуют боль-
ших затрат при их обработке. Их
можно обрабатывать с помощью
инструментов с большими пере-
рывами в работе. Вследствие их
плотного состава твердые при-
родные камни можно полиро-
вать. При этом получается глад-
кая, зеркальная поверхность.
• Поверхность может иметь раз-
личную структуру.
• Цвет, а также текстура и эффек-
ты могут быть очень многообраз-
ными (рис. 3.9).
Однотонная Полосатая Эффектная
Рис. 3.9. Структура поверхности природных
камней
Глава 3. Строительные материалы
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. В помещении, где вы находитесь, можно увидеть и распознать много разных
стройматериалов. Классифицируйте их на органические и неорганические.
2. Природные камни имеют различное происхождение. Назовите различные груп-
пы по их происхождению и относящиеся к ним виды природных камней.
3. Каменщик должен правильно использовать природные камни. По каким свой-
ствам он должен оценивать природные камни?
4. По каким соображениям выбирает заказчик природные камни?
5. Какие воздействия могут привести к разрушению природных камней?
3.2. Искусственные камни
Искусственные камни разделяют на обожженные и необожженные камни.
3.2.1. Обожженные камни
Обожженные камни — это в основном стеновые кирпичи, легкие кирпичи, обли-
цовочные кирпичи и клинкер. Они различаются по изготовлению при различ-
ных температурах обжига.
3.2.1.1. Стеновые кирпичи
ИЗГОТОВЛЕНИЕ
Для изготовления стеновых кирпичей необходима смесь глины и суглинка.
Так как оба этих материала в большинстве случаев имеются не в том количестве,
которое необходимо, и не в тех пропорциях, которые необходимы, их следует
приготовить. Смесь разминается, месится, делается пластичной в присутствии
водяного пара и прессуется с помощью ленточного пресса. В зависимости от же-
лаемого типа кирпича вынимаемые вставки образуют различные дырки или щели.
Отформованную полосу разрезают проволокой на желаемые сырцы кирпича.
Сырцы кирпича в зависимости от водосодержания должны быть отформованы
больших размеров, чем требуется, так как при последующей сушке и обжиге они
усаживаются. В сушильном помещении находящаяся в сырцах вода медленно
выпаривается при температуре 100 °C, для того чтобы в них не образовались уса-
дочные трещины. На конечном этапе сырцы обжигают в туннельных печах при
температурах от 900 до 1200 °C, для того чтобы с помощью химического преобра-
зования силикатов частички вещества спекались вместе. Цвет кирпича опреде-
ляется металлическими соединениями, содержащимися в сырье. Красноватый
цвет кирпича образуется, например, за счет окислов железа. В зависимости от
количества и состава окислов железа, а также от температуры обжига получаются
цвета от желтого до красного и затем темно-коричневого. У лицевого кирпича
ложки шлифуются. Обожженные камни сортируются, укладываются на поддо-
ны и упаковываются готовыми к продаже (рис. 3.10).
СВОЙСТВА
Свойства стенового кирпича нормируются по DIN 105.
3.2. Искусственные камни
ПРОЧНОСТЬ НА СЖАТИЕ
Стеновой кирпич поставляется 6 классов проч-
ности на сжатие. Для их различения применяются
цвета на упаковке, приведенные в табл. 3.5.
Плотность. У стенового кирпича имеется 6 клас-
сов плотности, которые составляют от 1,2 до 2,2.
При этом цифры дают наивысшее значение плот-
ности в своем классе в кг/дм3.
Кирпичи — пористые. Так как воздух — провод-
ник тепла, замкнутый в порах и пустотах воздух по-
вышает теплозащитные качества кирпича. Стено-
вые кирпичи могут воспринимать тепло, накапли-
вать его в течение длительного времени и затем его
медленно отдавать. То же самое происходит с влаж-
ностью, содержащейся в воздухе. Эти качества улуч-
шают микроклимат помещений.
Капиллярность. Пористость ведет к капиллярно-
сти, это означает, что камни при воздействии воды
набирают влажность. Так как вода лучше проводит
тепло, чем воздух, то теплопроводность материала
увеличивается, а теплозащитная способность сни-
жается. Влажность на границах камней может уве-
личиваться и увеличивать влажность граничащих с
ними строительных материалов. Это приводит к
повреждениям строительных конструкций. Когда
вода замерзает в порах, то это приводит к откалы-
ванию наружного слоя камня.
Морозоустойчивость. Стеновые кирпичи не мо-
розоустойчивы. Поэтому они должны при примене-
нии в наружных конструкциях быть защищены от
мороза, если они находятся во влажном состоянии.
Рис. 3.10. Изготовление стено-
вого кирпича
РАЗМЕРЫ, ФОРМАТЫ, ПУСТОТНОСТЬ
Размеры. Размеры стеновых кир-
пичей выводятся из модульной сис-
темы надземного строительства и со-
ответствуют системе, приведенной в
табл. 3.6.
Форматы. В зависимости от дли-
ны, ширины и высоты стеновые кир-
пичи делятся на тонкий формат (DF),
нормальный формат (NF) и форматы,
которые являются производными
тонкого формата (см. табл. 3.6).
Таблица 3.5. Прочность на сжатие и цветовое обозначение у стеновых кирпичей
Класс прочности на сжатие Прочность на сжатие, Н/мм2 Цветовое обозначе- ние
Средняя величина Наименьшая величина
4 5,0 4,0 синий
6 7,5 6,0 красный
8 10,0 В.О черный штемпель
12 15,0 12,0 без обозна- чения
20 25,0 20,0 желтый
28 35,0 28,0 коричневый
Глава 3. Строительные материалы
Таблица 3.6. Размеры и форматы стеновых кирпичей
Краткое обозначе- ние Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Количество камней на 1 м высоты
DF 240 115 62 16
NF 240 115 71 12
2 DF 240 115 113 8
3DF 240 175 113 8
4 DF 240 240 113 8
5 DF 240 300 113 8
6 DF 240 365 113 8
8 DF 240 240 238 4
10 DF 240 300 238 4
12 DF 240 365 238 4
15 DF 365 300 238 4
18 DF 365 365 238 4
16 DF 490 240 238 4
20 DF 490 300 238 4
DF - полнотелый NF - полнотелый 2DF - многопустотный
кирпич
Рис. 3.11. Стеновые кирпичи
Пустоты. По пустотности разли-
чают полнотелый кирпич и кирпич с
пустотами (рис. 3.11).
Полнотелый кирпич (MZ) — это
полнотелые камни без пустот в тон-
ком, нормальном форматах и форма-
те 2DF. Полнотелые кирпичи могут
иметь пустотную часть перпендику-
лярно постельной плоскости. Однако
она не должна быть больше 15% от
плоскости постели (см. рис. 3.11).
Многопустотный кирпич (HLz) по-
ставляется с большим процентом пу-
стот, однако не более 50% от плоско-
сти постели. В зависимости от формы
и величины существует три различ-
ных вида пустот А, В и С. Для обозна-
чения кирпича краткий знак допол-
няется соответствующими буквами
обозначения пустот. Многопустот-
ный кирпич поставляется начиная с
формата 2D.
Бесшовный кирпич — это шлифо-
ванный на постельных плоскостях
Рис. 3.12. Кладка стен из шлифованного кир-
пича
стеновой кирпич, который уклады-
вается со швом толщиной 1 мм. Тон-
кий слой раствора наносится на по-
стель либо путем погружения кирпи-
ча в раствор, либо путем нанесения
его валиком на постельную плос-
кость (рис. 3.12). Закрытие раство-
ром тычковых швов из-за зубчатого
стыка кирпичей не требуется. Стено-
вые камни унифицированы высотой
249 мм и изготавливаются для любой толщины стен до 365 мм. К ним в комп-
лекте поставляются доборные, сдвижные и угловые кирпичи.
Заполняемые кирпичи со стенками толщиной 175 мм и 240 мм после уклад-
ки заполняются раствором и обеспечивают поэтому достаточную защиту от
шума (см. с. 101).
3.2.1.2. Легкий кирпич
При изготовлении в сырье для кирпича подмешиваются легко выгораемые со-
ставные части, как, например, опилки. При обжиге при этом в кирпиче образу-
3.2. Искусственные камни
ются воздушные поры; такие кирпи-
чи называют пористыми или легки-
ми кирпичами.
Их особым свойством является
малая плотность, составляющая от
0,6 до 1,0 кг/дм3. Поэтому тепло-
изолирующая способность легкого
кирпича выше, чем у стенового
кирпича. Особенно следует учиты-
вать, что легкий кирпич в кратком
обозначении отличается от стено-
вого кирпича только по классу
плотности. Кроме обычных клас-
сов прочности на сжатие легкие
кирпичи бывают также класса
прочности 2.
Размеры, форматы и пустотность
соответствуют стеновому кирпичу.
Они нормируются нормами DIN
105-2.
Легкий многопустотный кирпич
W(HLzW) имеет пустотность В и считается особенно теплозащитным (рис. 3.13).
Такие кирпичи изготавливаются форматов начиная с 2DF и особенно часто в
больших форматах камней-блоков начиная с 8DF.
Они не морозостойки.
Облицовочный легкий многопустотный кирпич
(VHLz) морозостойкий. Такие кирпичи подходят
для наружных стен и наружных конструкций. На-
ружная поверхность таких камней может быть
структурированной.
„г. Рис. 3.13. Легкий многопус-
Стеновои плитныи легкий кирпич (HLzT) имеет „ ...
r v ' тотныи кирпич W
различные боковые длины 247, 297, 373 и 495 мм.
Обозначения стеновых кирпичей
(примеры):
Кирпич DIN 105 - MZ12 - 1,8 - NF
Означает, что это кирпич полнотелый,
класса прочности на сжатие 12, класса
плотности 1,8 в формате NF
(/=240 мм, 6=115 мм, h = 71 мм)
Кирпич DIN 105 - HlzA8 - 1,2 - 2DF
Означает, что это кирпич многопустот-
ный с дырчатостью А и минимальной
прочностью на сжатие 8 Н/мм2, плотнос-
тью не более 1,2 кг/дм3 в формате 2DF
(/= 240 мм, 6= 115 мм, h= 113 мм)
Обозначение легкого кирпича (пример):
Кирпич DIN 105 - HLzW6 - 0,7 - 10 DF
(300)
Означает легкий многопустотный
кирпич W, класс прочности на сжатие 6,
класс плотности 0,7 в формате 10 DF
для толщины стены 30 см
(/ = 238 мм, b = 300 мм, h = 238 мм)
Легкий длиннопустотный кирпич (LLz) и легкий
длиннопустотный плитный кирпич (LLp). Такие кир-
пичи могут изготавливаться с мелкими замоноли-
чиваемыми пустотами в боковой зоне или с боль-
шими пустотами (рис. 3.14).
3.2.1.3. Облицовочный кирпич
При изготовлении обжигается при более высокой
температуре, чем стеновой кирпич; при этом в ка-
честве улучшенного свойства получается более
плотная структура. Камни почти не всасывают воду
Рис. 3.14. Легкий крупнопус-
тотный кирпич
Глава 3. Строительные материалы
Обозначение облицовочного кирпича
(пример):
Кирпич DIN 105 - VHLzB28 - 2,0 - 2 DF
Означает облицовочный многопустотный
кирпич с пустотностью В, класса проч-
ности на сжатие 28, класс плотности 2,0
в формате 2 DF
и морозоустойчивы. Размеры, форма-
ты и пустотность соответствуют стено-
вому кирпичу.
Облицовочный кирпич (VMz) и
облицовочный многопустотный кир-
пич (VHLz) поставляются форматов
DF, NF и 2DF. Доборный облицо-
вочный кирпич — это половинный или разделенный в длину на две части кир-
пич шириной от 55 до 90 мм.
3.2.1.4. Клинкерный кирпич и керамический клинкер
При изготовлении обжигается при температуре до 1500 °C. При этом частицы сы-
рья расплавляются в глазурованную массу с почти закрытыми порами. Клинкер
в качестве особого свойства имеет очень малое влагопоглощение и поэтому мо-
розостоек. Он имеет плотность свыше 1,2 кг/дм3 и классы прочности на сжатие
36, 48 и 60.
Размеры, формы и пустотность соответствуют стеновому кирпичу. Они нор-
мируются DIN 105, часть 3 и часть 4. Различают полнотелый клинкер (KMz) и
керамический клинкер (КК), а также многопустотный клинкер (KHLz) и керами-
ческий многопустотный клинкер (КНК). Они изготавливаются в форматах DF,
NF и 2DF. Клинкерные кирпичи могут быть также канальными клинкерами,
клинкерами для мостовых, облицовочных работ и клинкерными плитами раз-
личных форм.
3.2.1.5. Специальный кирпич
Обожженные стеновые камни изготавливаются в виде специального кирпича для
особых целей с различными поверхностями или с различными строительно-фи-
зическими свойствами, как, например, для защиты от шума.
Обожженные стеновые камни в виде специального кирпича для особых целей
могут поставляться как соединительные камни для дверей и окон, как угловые
камни для острых и тупых углов стен, как камни откосов и закруглений, напри-
мер для закруглений подоконников, для керамического заполнения перекрытий,
для дымовых труб в форме радиальных кирпичей. Швеллерные оболочки для кир-
пичных перемычек изготавливаются шириной 11,5 и 17,5 см. Такая ширина по-
зволяет устраивать перемычки для стен любой ширины.
Для кожухов для жалюзи, а также для размещения рольставен изготавлива-
ются специальные керамические камни. Для устройства опорных частей пере-
крытий на стенах имеются L-образ-
ные камни с или без дополнительной
теплоизоляции; для балок и кольце-
вых анкеров для U-образных эле-
ментов они также могут быть с или
без теплоизоляционного заполнения
(рис. 3.15).
Обозначение клинкера (пример):
Кирпич DIN 105 - KMz36 - 1,8 DF
Означает полнотелый клинкер, класс
прочности на сжатие 36, класс плотнос-
ти 1,8 в формате DF
(/= 240 мм, 6= 115 мм, h = 52 мм)
3.2. Искусственные камни
Обожженные стеновые камни с различными по-
верхностями бывают с гладкими или шероховаты-
ми поверхностями, с поверхностями для ручной
росписи и окраски, с песчаным напылением и без
него. Они изготавливаются почти всех цветов.
Для шумозагциты изготавливаются обожжен-
ные стеновые камни, например звукоизоляцион-
ный кирпич плотностью 1,6—2,2 кг/дм3, акусти-
ческий кирпич с большим процентом пустотности
и заполнения, звукоизоляционный кирпич с про-
центом пустотности до 54% поперечного сечения.
Эти кирпичи послойно после укладки заполняют-
ся раствором (рис. 3.16).
3.2.1.6. Керамические каменные изделия
Керамические каменные изделия изготавливают-
ся из глины, кварцевого песка и небольшого про-
цента полевого шпата. После приготовления, сме-
шивания и формования материал обжигается при
температуре около 1050 °C. Получившиеся изделия
— пористые и могут капиллярно всасывать воду.
Рис. 3.15. Специальные кир-
пичи для особых целей
Поэтому поверхность получает при вторичном об-
жиге глазурь. Эта глазурь может быть прозрачна и
непрозрачна, а также может быть окрашена с помо-
щью окислов металлов. Готовый обожженный керамический материал называют
керамическим каменным изделием. Керамические каменные изделия в виде об-
лицовочных плиток имеют с одной стороны пористую поверхность с высоким во-
довосприятием более 10% массы. Вследствие этого их способность держаться на
поверхности другого материала очень высока, однако их прочность и химичес-
кая стойкость ниже. Из керамических камней изготавливаются в основном сте-
новые облицовочные плитки (рис. 3.17).
Различают по DIN 18155 белые плитки и плит-
ки цвета слоновой кости, а также майоликовые
плитки. Кроме того, имеются плитки с однотон-
ной глазурью и цветные глазурованные плитки.
Белые и цвета слоновой кости плитки имеют бес-
цветную или покрывную (желтую) глазурь. Майо-
ликовые плитки имеют цветную покрывную гла-
зурь с блестящей, матовой или кристаллической по-
верхностью (рис. 3.18).
Рис. 3.16. Установка шлифо-
ванных заполняемых кирпич-
ных камней в шумозащитной
стене
3.2.1.7. Керамические каменные изделия
Каменные керамические изделия состоят из глины,
кварцевого песка и полевого шпата. Помолотые,
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.17. Стеновые плитки
как керамические каменные
изделия
Рис. 3.18. Майоликовые плитки
Рис. 3.19. Канализационные
трубы из каменного керами-
ческого камня
смешанные и отформованные сырьевые материалы
обжигаются до спекания при температуре около
1300 °C в течение трех дней. При посыпке поварен-
ной солью перед обжигом каменные керамические
изделия приобретают глазурованную поверхность.
Поверхность при этом становится твердой и устой-
чивой против истирания. Получают мелкозернис-
тый, очень плотный и тяжелый керамический ма-
териал, устойчивый против химических воздей-
ствий. Каменные керамические изделия имеют
очень низкое водопоглощение, не более 3% по мас-
се, и поэтому считаются морозостойкими.
Каменные керамические изделия применяют
для водоотводных труб и шахт, для водопроводных
раковин для грязной воды и химических материа-
лов в лабораториях, а также для плитки и сопутству-
ющих отформованных элементов (рис. 3.19). Плит-
ки из каменной керамики бывают глазурованные и
неглазурованные. Они в основном применяются в
качестве половых плиток.
Канализационные трубы изготавливаются номи-
нальной ширины DN 100 — DN 1400 и длиной от
1,00 до 2,50 м. Для водоотведения из домов приме-
няют в основном трубы номинальной ширины
DN 100 — DN 200. Они снабжаются установленны-
ми на заводе пороговыми уплотнениями (соедини-
тельные муфты типа L), чтобы на площадке можно
было обеспечить плотное и долговечное соединение
труб. При вдвижке конца трубы в муфту пластмассо-
вые пороги или губы прижимаются к трубе и со-
здают таким образом плотное соединение (см.
рис. 3.19). У труб начиная с DN 200 плотность кана-
лизационного трубопровода достигается уплотни-
тельными элементами из синтетических материалов,
которые сидят как на конце трубы, так и в муфте.
3.2.1.8. Огнеупорная глина
Огнеупорная глина изготавливается из глины в смеси с шамотом.
Шамот — предварительно обожженная глина, которая в молотом виде подме-
шивается к глине, для того чтобы сделать ее более тощей. Обожженные камни
после этого становятся огнеустойчивыми до температуры около 1700 °C. Они го-
дятся для внутренней обкладки печей и для строительства печных труб. Черепок
материала — пористый, поэтому для отделки изделий из него необходим толстый
белый или цветной слой фарфоровой глазури. С такой отделкой огнеупорная
3.2. Искусственные камни
глина может применяться для моечных поддонов и
водопроводных раковин (рис. 3.20).
3.2.2. Необожженные камни
В качестве сырья для необожженных камней сме-
шиваются заполнитель, вяжущее и вода для затво-
рения смеси. Твердение отформованных заготовок
происходит на воздухе при их складировании или
при обработке соответствующих заготовок в авто-
клаве при высокой температуре регулируемым дав-
лением водяного пара.
После этого камни могут укладываться на под- Рис- 3-20. Моечные поддоны
„ из огнеупорной глины
доны, поставляться на стройку и применяться для
кладки (рис. 3.21). К необожженным камням отно-
сятся силикатные кирпичи, блоки из тяжелого бе-
тона, легкобетонные блоки и газобетонные блоки.
3.2.2.1. Силикатный кирпич
Для изготовления применяется мелкий кварцевый
песок (SiO2) в качестве заполнителя, а в качестве
вяжущего применяется негашеная известь (СаО) в
форме тонкой извести (тонкомолотой извести).
Смешивание производится в мешалке принуди-
тельного действия или в гасильном барабане. С по-
мощью прессования каменные заготовки получа-
ют свою форму и их точные размеры. При твердении в автоклаве песчаные части-
цы соединяются с известью в известково-кремниево-кислое соединение (гидро-
силикат кальция). Температура и давление ускоряют твердение. Силикатные
камни после выемки из автоклава могут отправляться на стройку без дополни-
тельной выдержки и сразу укладываться в стены.
Свойства силикатного кирпича нормируются по DIN 106. Кирпичи имеют
серо-белый цвет, острые грани и точные размеры.
Прочность на сжатие. Силикатный кирпич изготавливается тех же классов
прочности на сжатие, что и обожженные стеновые камни. Их обозначение про-
изводится с помощью печатания штемпеля на каждом двухсотом камне или с по-
мощью маркировки цветом. Цвета соответствуют обозначению стеновых кирпи-’
чей (см. табл. 3.5).
Плотность. Силикатные кирпичи подразделяются на 11 классов по плотнос-
ти, которые лежат между 0,6 и 2,2 кг/дм3.
Морозостойкость. Силикатные кирпичи всасывают воду медленно, это зна-
чит, что они капиллярны и поэтому не морозостойки. Облицовочные камни и
лицевые камни, тем не менее, делаются морозостойкими.
Глава 3. Строительные материалы
DF NF
Полнотелые Пустотные
камни KS камни KS
12 DF (175) 12 DF (175)
Каменные Многопустотные
блоки KS блоки KS
Рис. 3.22. Силикатные стено-
вые камни
Размеры и форматы согласуются с модульной
системой в строительстве и соответствуют тем, ко-
торые применяются для обожженных камней. Для
камней с шлифованной постелью размеры согласу-
ются с толшиной шва 1—3 мм.
Пустоты в силикатных кирпичах не являются
сквозными, что обусловлено технологией их изго-
товления. Однако отверстия для захвата и захватные
гнезда проходят на всю высоту камня и могут ис-
пользоваться с верхней части камня (рис. 3.22). Они
должны устраиваться во всех камнях начиная с фор-
мата 2DF.
Полнотелые силикатные кирпичи (KS) бывают
беспустотными форматов DF — 5DF. Их сечение
может быть уменьшено пустотами перпендикуляр-
но постели не более чем на 15%. Захватные отвер-
стия возможны.
Пустотелые силикатные кирпичи (KSL) при
форматах 2DF — 5DF, кроме захватных отверстий,
могут иметь пустоты более 15% сечения перпенди-
кулярно постели.
Силикатные блоки (KS) — это камни высотой
свыше 113 мм с ослаблением сечения перпендику-
лярно постели ниже 15%.
Силикатные пустотелые блоки (KSHbL) — это
камни высотой свыше 113 мм с ослаблением сече-
ния перпендикулярно постели более чем 15%.
Силикатные камни со шлифованной постелью
(KS(P)) — это полнотелые камни, блоки и пустоте-
лые блоки, которые укладываются на тонкий ра-
створный шов.
Для лицевой кирпичной кладки имеются моро-
зостойкие силикатные кирпичи.
Силикатные кирпичи для наружных стен (KsVm)—
это камни, соответствующие по меньшей мере 12-му классу прочности. Они из-
готавливаются с пустотами и без них форматов до 5DF.
Силикатные облицовочные кирпичи (KsVb) — это камни, соответствующие клас-
су прочности не менее 20. К ним предъявляются повышенные требования отно-
сительно морозостойкости, к отсутствию высолов, к изменению цвета и к откло-
нениям размеров от стандарта.
3.2. Искусственные камни
Для рациональной облицовки без
растворных швов силикатные камни
начиная с формата 4DF и выше на бо-
ковых сторонах снабжены профили-
ровкой «шпонка и паз». Поэтому при
заказе камней для обозначения сты-
ковочной грани за кратким обозна-
чением формата в скобках указыва-
ется толщина стены. Эти камни обозначаются буквой R (рис. 3.23).
Обозначение силикатного камня
(пример):
Силикатный камень DIN 106 - KSL -
6-1,2-3 DF
Означает многопустотный силикатный
камень, класс прочности на сжатие 6,
класс плотности 1,2 в формате 3 DF
(/= 240 мм, Ь= 175 мм, ft = 113 мм)
На обычном слое раствора укладываются камни KS-R высотой 113 мм, а так-
же блоки KS-R и пустотные блоки KSL-R высотой
238 мм.
На тонком слое раствора укладываются шлифо-
ванные камни KS-R высотой 124 мм, а также круп-
ноформатные шлифованные камни KS-R и шлифован-
ные пустотные блоки KSL-R высотой 248 мм.
Известково-песчаные (силикатные) строительные
плиты шириной 115 мм с профилировкой тонких
граней «шпонка и паз» укладываются на тонкий
слой раствора, который применяется также и в вер-
тикальных швах.
Силикатные панельные элементы (KS-PE) по-
ставляются как стеновые элементы со всеми дсбор-
ными элементами и с соответствующими планами
их укладки. Предпочитаются элементы класса плот-
ности 2,0 и класса прочности на сжатие 20. Кроме
обычных толщин стен имеются элементы для тол-
щин стен от 100, 150, 214 и 265 мм.
Силикатные камни — квадро — это камни, соот-
ветствующие модулю 125 мм, которые применя-
ются для механизированной укладки. Кроме
обычных толщин стены они могут иметь ширину
150 и 200 мм, класс прочности на сжатие 12 и 20 с
плотностью 1,8 и 2,0 кг/дм3.
Силикатные формованные камни — это сили-
катные сборные перемычки для перекрытия про-
емов до 3,0 м в чистоте, шириной 115 и 175 мм, а
также швеллерные силикатные элементы для рам-
балок, перемычек и шлицов, например на лицевой
кладке.
Специальные силикатные камни — это, напри- рис 3 24. Специальные сили-
мер, внутренние облицовочные камни, промыш- катные камни
Глава 3. Строительные материалы
Обозначение силикатного камня
(пример):
KS L-R (Р) - 12 - 1,2 - 12 DF (240)
Означает силикатный пустотный блок
с боковыми гранями «шпонка - паз»,
шлифованный на тонком слое раствора,
класс прочности на сжатие 12, класс
плотности 1,2, формат 12 DF для
толщины стены 240 мм
ленные облицовочные камни, угло-
вые камни для стеновых углов в 45° и
135°, остроугольные или закруглен-
ные угловые камни для облицовки
обкладок окон и дверей или углов
стен, звукопоглощающие камни, а
также инсталляционные камни со
сверлениями для скрытой электро-
проводки (рис. 3.24).
Для облицовочной стеновой кладки имеются камни с фаской на лицевой
грани (дизайн KS). В этой лицевой кладке не видно растворного шва, однако
фаска под 45° образует тень, создающую членения кладки.
3.2.2.2. Нормальные бетонные камни
Существуют нормируемые бетонные стеновые камни и ненормированные сте-
новые бетонные камни, которые, однако, допускаются в качестве стеновых кам-
ней в качестве нормального бетона органами строительного надзора (рис. 3.25).
НОРМИРУЕМЫЕ СТЕНОВЫЕ КАМНИ ИЗ БЕТОНА
Стеновые камни из бетона
(нормальный бетон)
।— Нормируемые
стеновые камни
по DIN 18153
------ Ненормируемые,
но допускаемые
органами строи-
тельного надзора
стеновые камни
Рис. 3.25. Нормальные бетон-
ные камни
Рис. 3.26. Лицевая стеновая
кладка из бетонных камней
Стеновые камни из бетона изготавливаются в
виде пустотных блоков (Hbn), полнотелых блоков
(Vbn) и полнотелых камней (Vn), а также в виде
камней и блоков для наружных стен (Vm и Vmb)
(табл. 3.7).
ДОПУСКАЕМЫЕ ОРГАНАМИ СТРОИТЕЛЬНОГО
НАДЗОРА СТЕНОВЫЕ КАМНИ ИЗ БЕТОНА
Стеновые камни подходят для внутренних и на-
ружных стен. Они часто применяются для лицевой
кладки, например при двухслойной кладке для воз-
ведения наружного слоя (рис. 3.26).
Особенностями этих камней являются, напри-
мер, их цвет и структура их наружной поверхности.
Это учитывается уже при их изготовлении, напри-
мер с помощью соответствующего выбора цветно-
го песка и природного щебня (рис. 3.27). Также и
при добавлении красящих средств и цветной камен-
ной муки можно создать тот или иной цвет камня.
В качестве вяжущего в основном используется бе-
лый цемент.
Свойства этих допускаемых органами строй-
надзора стеновых камней определяются их приме-
нением. Их наружная поверхность может быть
гладкой, пористой, грубообрезной, зажелезненной
3.2. Искусственные камни
Таблица 3.7. Стеновые камни из нормального бетона
Краткое обозна- чение Класс плот- ности Класс проч- Возможные размеры в мм В фор- Особенности
ности на сжатие длина ширина высота мате DF
Полнотелые камни z. В. NF Vn от 1,4 ДО 2,4 от 4 ДО 28 240 300 365 490 115 145 175 240 300 365 52 71 95 113 115 от DF до 10 DF Без пустот и отверстий, h > 115 мм
Камни дл$ наружных стен Z. В. 3 DF Vm от 1,6 ДО 2,4 от 6 ДО 48 190 240 490 90 100 115 140 190 52 71 95 113 115 238 OTDF ДО 16 DF Без пустот, h >238 мм, лице- вая сторона плос- кая, груборазрез- ная или обрабо- танная на заводе
Полнотет блоки Z. В. 8 DF >ie ! с г- Г Vbn от 1,4 ДО 2,4 от 4 ДО 28 245 305 370 495 115 175 240 300 365 175 238 от 4 DF ДО 20 DF Без пустот, 175мм<Ь<238 мм
Блоки для наружных стен ✓ z. В. 6 DF Vmb от 1,6 ДО 2,4 от 6 ДО 48 190 240 290 490 90 100 115 140 190 240 175 190 238 от DF ДО 16 DF С пустотами 175мм<Ь<238мм лицевая сторона плоская, грубо- разрезная или обработанная на заводе
Пустотные 1K Hbn от 0,9 от 2 495 115 238 8DF От одной (1 К)
олоки 1K Hbn 2K Hbn до 2,0 ДО 12 495 370 175 175 238 238 12 DF 9 DF до шести лустот (6К),
z. В. 2 << КН 1 зп 2K Hbn 3K Hbn 4K Hbn 3K Hbn 495 370 305 245 495 370 245 370 240 240 240 240 300 300 300 365 238 238 238 238 238 238 238 238 16 DF 12 DF 10 DF 8DF 20 DF 15 DF 10 DF 18 DF h = 238 мм
4K Hbn 5K Hbn 4K Hbn 245 365 238 12 DF
Z. В. ЗК Н зп 5K Hbn 245 490 238 16 DF
или опескоструенной. Бывают белые и цветные камни, причем могут поставлять-
ся почти любые цвета от коричневого через красный до белого. Камни предпоч-
тительно изготавливаются классов прочности на сжатие 12 и 20. Для наружной
кладки применяются морозостойкие камни, которые при особом составе сырья
могут быть также устойчивы против высолов.
Размеры бетонных камней соответствуют восьмеричному модулю для над-
земного строительства. Кроме того, они могут соответствовать также десятерич-
ному модулю по модульной системе.
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.27. Природный щебень
различных цветов
Рис. 3.28. Бетонные камни
Рис. 3.29. Заполнитель для
легкого бетона
С помощью полнотелых камней (Vn) до высоты
115 мм можно класть стены толщиной 115 и
240 мм. Предпочтительно для этого использовать
камни форматов 4DF и 6DF. Наряду с этим име-
ются камни из бетона для стен толщиной 90,
100, 140 и 190 мм различной длины и высоты.
Полнотелые блоки (Vbn) — без пустот, имеют
высоту от 175 до 238 мм (рис. 3.28).
В качестве специальных камней поставляется
большое число камней, называемых бетонными из-
делиями, для различных целей применения, напри-
мер, камни, завершающие кладку, скошенные и
закругленные угловые камни, камни для скрытой
проводки, камни для карнизов, камни для подокон-
ников, а также перемычки. Бетонные камни часто
применяются как брусчатка для мостовых, причем
они могут быть различной формы.
3.2.2.3. Легкобетонные камни
Легкобетонные камни изготавливаются для несу-
щих и ненесуших внутренних и наружных стен, а
также в качестве заполнения перекрытий, плит пе-
рекрытий и сборных элементов.
Для изготовления берут пористый заполнитель.
Он может быть из природной пемзы (NB), как
природный заполнитель, и из вспученной глины
(керамзита) (ВТ), как искусственно изготовлен-
ный заполнитель (рис. 3.29). Кроме того, в каче-
стве заполнителя можно применять доменный
шлак, кирпичный бой и лавовый шлак. В качестве
вяжущего можно применять нормируемые цемен-
ты или вяжущие, допущенные органами стройнад-
зора. Твердение происходит на воздухе или в авто-
клавах с помощью водяного пара под давлением.
При твердении на воздухе легкобетонные камни набирают свою минимальную
прочность на сжатие через 28 дней.
Свойства легкобетонных камней нормируются по DIN 18151 и DIN 18152.
Плотность. Существует 11 классов плотности, которые лежат между 0,5 и
2,0 кг/дм3. Это достигается с помощью очень пористого заполнителя. Вяжущее
обволакивает заполнитель и уменьшает тем самым капиллярное всасывание, так
что камни меньше поглощают воду. Легкобетонные камни, как правило, не со-
здают высолов в кладке. Они имеют шероховатую поверхность, создающую хо-
3.2. Искусственные камни
рошее сцепление со штукатуркой. Плоскоотшли-
фованные на постельных поверхностях камни мо-
гут укладываться без раствора насухо (с. 337).
Прочность на сжатие. Легкобетонные камни
изготавливаются в классах прочности на сжатие от
2 до 20.
Размеры. Размеры легкобетонных камней, как
правило, соответствуют восьмеричному модулю
(1/8 м). Однако это зависит от вида кладки. При
кладке на нормальном или легком растворе следует
учитывать толщину шва от 10 до 12 мм, при клад-
ке с тонким швом толщина шва только 2 мм. При
кладке насухо надо также учитывать двухмилли-
метровый допуск.
Различают полнотелые камни, полнотелые бло-
ки и пустотные блоки.
Полнотелые камни (V)—это легкобетонные кам-
ни без пустот высотой до 115 мм. На тычковых сто-
ронах они могут быть плоскими или с выступами
(лобовыми шпонками) или с профилировкой
«шпонка-паз» и могут иметь прорезь (шлиц) для
захвата (рис. 3.30).
Полнотелые блоки (Vbl) — это легкобетонные
камни без пустот высотой 238 мм. На вертикальных
(тычковых) сторонах они могут быть профилирова-
ны так же, как и полнотелые камни.
Полнотелые блоки со шлицами (Vbl S) имеют на
одинаковом расстоянии проходящие через весь ка-
мень прорези шириной около 1 мм.
Полнотелые блоки со шлицами и улучшенными
теплозащитными свойствами (Vbl S-W) имеют сме-
щенные относительно друг друга шлицы, которые
не должны проходить насквозь по всей высоте бло-
ка, чтобы при кладке оставались закрытые пустоты
с воздухом. Для таких камней можно в качестве за-
полнителя применять только природную пемзу
(NB), керамзит (ВТ) или их смесь (NB/BT). Эти
камни изготавливаются только классов плотности
от 0,5 до 0,8 (рис. 3.31).
Пустотные блоки (Hbl) — это камни из легкого
бетона с пустотами перпендикулярно постели.
Рис. 3.30. Легкобетонные пол-
нотелые камни
Рис. 3.31. Легкобетонные пол-
нотелые блоки
Рис. 3.32. Легкобетонные пус-
тотные блоки
Глава 3. Строительные материалы
Существуют однопустотные (1К) камни и до шестипустотных (6К) камней
(рис. 3.32). Пустоты должны быть равномерно распределены по всему сечению
камня и смещены относительно друг друга. Пустоты уменьшают вес стены, и ее
теплозащита повышается. На вертикальных стыковых плоскостях могут быть
отпрофилированы лобовые шпонки или «шпонки-пазы». Пустотные блоки мо-
гут быть классов плотности от 0,5 до 1,4 и классов прочности на сжатие 2, 4, 6 и 8
(см. рис. 3.32). Пустотные блоки могут быть на заводе оснащены непрерывным
слоем теплоизоляции. Он устроен таким образом, что за счет теплоизоляционно-
го слоя получается многослойное строение стенового камня. При этом на наруж-
ной стороне кладки образуется ровная основа для штукатурки.
3.2.2.4. Камни из пористого бетона (газобетонные блоки)
Из пористого бетона изготавливают не только стеновые камни, но также и па-
нельные элементы, кровельные плиты и плиты перекрытий, сборные стеновые
панели высотой на этаж, а также армированные стеновые панели и плиты.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ
Пористый бетон (газобетон) смешивается из цемента или извести, мелкозер-
нистого или тонкомолотого кварцесодержащего песка, воды затворения и поро-
образователя. После этого смесь заполняет отливные
формы (рис. 3.33). Вода затворения гасит известь, и
порообразователь из тонкомолотого алюминиевого
порошка соединяется с известесодержащей (щелоч-
ной) водой. При этом образуется водород, который
вспучивает свежий бетон при подаче тепла и образу-
ет мелкие поры диаметром до 1,5 мм. Разрезанные по
формату камни отвозятся в автоклавную камеру для
твердения и при помощи водяного пара при 190 °C и
под давлением в 12 бар набирают прочность. После
этого камни можно укладывать.
Свойства. Свойства газобетонных камней нор-
мируются по DIN 4165.
Прочность на сжатие. Газобетонные камни по-
ставляются классов прочности на сжатие 2, 4, 6 и 8.
Маркировка производится по меньшей мере на
каждом 10 камне с помощью краски, а при пакети-
ровании камней — на упаковке или на сопроводи-
тельном упаковочном листке.
Плотность лежит между 0,3 и 1,0 кг/дм3. Высо-
кий процент пористости, например 80% объема при
плотности 0,5 кг/дм3, повышает теплоизолирую-
Рис 3.33 Изготовление кам- Шую способность. Камни из газобетона не морозо-
ней из газобетона стойки и поэтому должны защищаться от вывет-
3.2. Искусственные камни
ривания, например с помощью штукатурки, по-
краски, облицовки. Камни из газобетона можно
легко обрабатывать, например пилить, строгать и
сверлить.
РАЗМЕРЫ, ФОРМАТЫ
Камни могут изготавливаться очень точно по
размерам. Их размеры зависят от их укладки. При
кладке на нормальном или легком растворе следует
учитывать толщину шва 1—1,2 см. При применении
тонкорастворного слоя достаточно уменьшение
размеров от расчетных на 1 мм на постельных и вер-
тикальных стыковых сторонах.
Газобетонные блоки (РВ) — это полнотелые
крупноформатные камни, которые подходят для
кладки с нормальным раствором. Их вертикальные
стыковые стороны могут быть гладкими и профи-
лированными в виде лобовых шпонок или «шпон-
ка-паз» (рис. 3.34).
Рис. 3.34. Блоки и строитель-
ные плиты
Рис. 3.35. Шлифованные кам-
ни с профилировкой «шпон-
ка-паз»
Газобетонные строительные плиты (Ppi) уклады-
ваются на нормальный или легкий раствор и при-
меняются для ненесущих стен, например для пере-
городок. Строительные плиты со шпонками дополнительно обозначаются бук-
вой N, а с профилировкой «шпонка-паз» — обозначаются дополнительно NF.
Газобетонные шлифованные строительные плиты (PPpl) укладываются на тон-
кий растворный шов и допускаются для применения только в ненесущих стенах.
Они имеют также краткое обозначение N и NF в зависимости от профилировки
стыковой стороны.
Панели из газобетона из-за их величины и достаточно большого веса монти-
руются с помощью легких подъемных устройств, например с помощью мини-
кранов. Они устанавливаются на тонкий слой раствора (рис. 3.36).
Стеновые строительные плиты применяются для выступающих объемов кар-
касных строений из стали, железобетона и дерева.
Они могут быть армированными и неармирован-
ными, но они не должны воспринимать нагрузки.
Их ширина, как правило, составляет 825 или 750 мм.
Их высота составляет до 3,5 м.
Кровельные плиты и плиты перекрытий состоят из
армированного газобетона. Они соответствуют тре-
бованиям огнестойкости всех классов и соответствен-
но промаркированы. Плиты, как правило, имеют
длину 6000 или 7500 мм, ширину 625 или 750 мм и Рис. 3.36. Панельные элементы
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.37. Кровельные плиты
с различной формой швов
поставляются толщиной 100 и 300 мм. Продольные
стороны плит могут быть профилированы как
«шпонка-паз» и дополнительно иметь небольшой
участок сечения для замоноличивания (рис. 3.37).
Для образования диска кровли имеется возмож-
ность обеспечить за счет формы боковых сторон
герметичное и гладкое замоноличивание.
Специальные строительные элементы из газобе-
тона могут изготавливаться довольно просто на
стройплощадке путем выпиливания и разрезки на
доборные элементы. Изготовляемыми на заводе
специальными элементами являются:
• швеллерные элементы, например для рандбалок,
перемычек, выступающих элементов стен и щип-
цов в кладке;
• многоцелевые камни, которые могут приме-
няться как швеллерные элементы. У этих кам-
ней величина открытого сечения может быть
образована за счет выемки боковых камней (по
необходимости);
• облицовочные камни, например для облицовки подушек под перекрытия для
образования равномерной основы под штукатурку.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Как различаются искусственные камни по способу изготовления?
2. Какие размеры имеют стеновые камни формата DF — 5 DF?
3. Необходимо заложить дверной проем 88,5 см х 213,5 см. Сколько потребуется
стеновых камней, если на складе имеются камни NF или 2 DF?
4. Какие различные свойства имеют стеновые кирпичи, кирпичи для наружных стен
и клинкер?
5. Почему можно сказать, что кирпич DIN 105 HLzW — 6 — 0,4 — 8 DF это легкий
кирпич?
6. Покажите разницу у силикатных камней между полнотелыми блоками, дырчаты-
ми и пустотными камнями.
7. В чем разница между камнями KS и KS — R(P)?
8. Покажите значение краткого обозначения силикатного камня по DIN 106 — KS
VmL — 12- 1,2-2 DF.
9. Чем отличаются бетонные камни, легкобетонные камни и газобетонные камни
по своим свойствам?
10. Как изготавливаются цветные бетонные камни и для чего они применяются?
11. Какие свойства имеет этот камень: полнотелый блок DIN 18152 — Vbl S — W 2 —
0,5 - 20 DF (300) NB?
12. Как изготавливаются газобетонные камни?
13. Какие газобетонные блоки можно укладывать на обычную растворную постель и
какие — на тонкую растворную постель?
14. Какое значение в обозначении камней PPpl имеет добавка к краткому обозначе-
нию NF?
3.3. Стекло
3.3. Стекло
Стекло — это образовавшаяся после плавления и застывания смесь из многих
сырьевых материалов. Так, например, оконное стекло может состоять из 60%
кварцевого песка, 14% доломита, 5% известняка, 1% сульфата, 18% карбоната
натрия и красителей. Стекло имеет плотность около 2,5 г/см3.
3.3.1. Изделия из стекла
Изделия из стекла, применяемые в строительстве, объединяют одним названием
«строительное стекло».
3.3.1.1. Плоское (листовое) стекло
Все плоские и изогнутые листы называются листовым стеклом. Оно произво-
дится почти исключительно способом «флоат» (всплытие).
СВОЙСТВА
Плоский стекольный лист пропускает через себя как коротковолновые све-
товые лучи, так и длинноволновые тепловые лучи Солнца. В зависимости от
толщины листа стекла пропускание составляет от 70 до 90%. Небольшая часть
светового и теплового излучения отражается от стекла и поглощается в нем,
причем у теплового излучения поглощенная часть будет излучаться в качестве
вторичного излучения наружу и вовнутрь. Теплотехнические свойства листо-
вого стекла могут быть значительно улучшены, если соединить два или несколь-
ко листов стекла в один герметичный элемент. Промежуток между стеклами
заполняется сухим воздухом или специальным газом, как, например, аргон,
ксенон или криптон. В этом случае говорят об изоляционном многослойном
стеклопакете (рис. 3.39).
Изготовление
I Строительное 1
| стекло
Виды
Изделия
Вытяжка «Флоат-метод»
(всплытие)
Оконное
стекло,
тонкое
Отливка и
вальцовка
Плоское (листовое) стекло
Хрустальное
зеркальное
стекло
Многослойные
стеклопакеты.
Теплозащитные
стеклопакеты.
Солнцезащитное
стекло. Шумоза-
щитное остекление
Прессование
Листовое
(декоратив-
ное) стекло
Орнаменто-
ванное стек-
ло, проволоч-
ное стекло,
орнаменто-
ванное прово-
лочное стекло
Стекло-
профи-
лит
Прессованное
стекло
Стеклобло-
ки, стекло-
бетонные
элементы,
стеклянные
кровельные
плиты
Выдувание, Вспенивание
кручение
Стеклово-
локно
Стекло-
ткань
Мине-
ральные
волокна
Пено-
стекло
Стекло-
ткань,
стеклоке-
рамика
Стекло-
волок-
нистые
латы,
фетр,
плиты
Плиты,
блоки
Защитное стекло,
пожарозащитное
стекло
Светорасреивающее стекло,
многослойные изолирующие
стеклопакеты
Рис. 3.38. Изготовление, виды и изделия из строительного стекла
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.39. Свойства многослойного стекло-
пакета
Рис. 3.40. Теплозащитное стекло
ВИДЫ
В зависимости от толщины, ко-
личества и покрытия поверхности
листов различают различные виды
листового стекла.
Теплозащитное стекло — это мно-
гослойный изолирующий стеклопа-
кет из двух или трех листов с тепло-
защитным покрытием. Последнее на-
носится на внутреннюю сторону стек-
ла, со стороны помещения. Оно
может состоять из оксида олова, се-
ребра или золота. Такое покрытие в
значительной степени отражает теп-
ловое излучение обратно в помеще-
ние (рис. 3.40).
Солнцезащитное остекление по
своему строению соответствует теп-
лозащитному остеклению, причем
теплоотражающий слой должен быть
расположен на внутренней стороне
наружного стекла (рис. 3.41).
У шумозащитного остекления зву-
копередача снижается за счет боль-
шого веса стеклянного листа. Шумо-
защитным действием обладают также
два разных по толщине листа стекла
с по возможности более широким
пространством между ними, а также
с заполнением его тяжелым газом
(гексафторид серы) (рис. 3.42).
Снаружи
Отражение
Телпоотражающий —
слой (напыленный пвр
окисла металла)
Газовое
наполнение
(например, аргон)
Теплопередвча
Поглоще-
ние /
/Внутри
/Вторичное
/ тепловое
/ излучение
— Дистанционный
элемент
Рис. 3.41. Солнцезащитное остекление
Среди защитных стекол различа-
ют однослойные защитные стекла и
клееные защитные стекла. Однослой-
ное защитное стекло (ESG) за счет
особой тепловой обработки преднап-
рягается и становится прочнее против
ударов и более нечувствительным к
температуре, чем обычное стекло.
При разрушении образуются мелкие
частички с тупыми краями. Это ос-
текление применяется для гимнасти-
ческих и спортивных залов, стеклян-

3.3. Стекло
ных дверей, лестничных и балкон-
ных ограждений. Клееное защитное
стекло (VSG) имеет толщину от 5,5
до 34 мм. Оно состоит из двух или не-
скольких листов стекла, соединен-
ных связывающими осколки элас-
тичными промежуточными слоями
из пластика в один лист. При разру-
шении осколки прочно держатся на
промежуточном слое, так что отдель-
ных осколков не возникает. Клееное
защитное стекло обеспечивает защи-
ту от повреждений и при соответству-
ющей толщине может быть защит-
ным от удара камнем и даже пуленеп-
робиваемым. Оно в основном приме-
няется для остекления ювелирных
магазинов, а также стоек в банках
(рис. 3.43).
Пожарозащитное стекло — про-
зрачное толщиной не менее 15 мм
клееное стекло из нескольких листов
ние меаду стакла-
ми с заполнением
тяжелым газом
Сильный
наружный
шум
Снаружи
элемент
Внешнее стекло
толстое двухслойное
со связью из литой смолы
Рис. 3.42. Шумозащитное стекло
Рис. 3.43. Защитное стекло
стекла с огнезащитными промежу-
точными слоями. Это стекло удовлетворяет требованиям, предъявляемым DIN
4102 к частям зданий класса огнестойкости Т (двери) и F (другие части зданий),
составляющим от 30 до 90 минут по прочности и препятствию проникновению
пламени и дыма, а также по теплоизоляции (теплозащите).
3.3.1.2. Прессованное стекло и стеклофилит
Важнейшими применяемыми в строительстве изделиями из прессованного
стекла являются стеклоблоки, бетонные стеклоблоки и стеклянная кровельная
черепица.
Стеклоблоки — это квадратные или прямоугольные пустотелые стеклянные
блоки, которые состоят из нескольких сплавленных друг с другом частей, герме-
тически закрытые от наружного воздуха. Лицевые стороны могут быть гладкими
или профилированными (штампованными), а стеклянная масса может быть как
угодно окрашена. Проходящий через стеклоблоки свет является рассеянным и не
слепящим, светопроницание составляет до 85%. Пустотелые стеклоблоки действу-
ют как шумо- и теплозащита. Они огнестойки, и остекление ими соответствует
классам огнестойкости G 60 — G 120 (рис. 3.44).
Стеклобетонные блоки — это изготавливаемые прессованием стеклоблоки,
которые как единый объем или пустотелый блок прочно связаны из двух час-
тей путем сплавления. Они имеют квадратную или круглую форму и служат
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.44. Стеклоблок
Рис. 3.45. Стеклобетонные
элементы
для изготовления строительных элементов из
стеклобетона (рис. 3.45).
Имеющаяся в продаже кровельная черепица
может также изготавливаться из стекла. Стеклочере-
пица изготавливается методом прессования, ее при-
меняют для освещения помещений под крышей.
Стеклопрофилит — это литое стекло различной
профильной формы, с или без армирования прово-
локой, например волокнистое стекло. Особенно
часто применяется стеклопрофилит швеллерной
формы сечения, также с или без армирования про-
волокой. Вследствие его самонесущих свойств стек-
лофилит в различных формах подходит для покры-
тия в кровлях, для ограждений, например балко-
нов, парапетов, и для стеклопрозрачных стен.
Швеллерный стеклопрофилит может устанав-
ливаться в два слоя. Тепло- и звукоизоляционные
качества стены при этом могут быть значительно
улучшены.
3.3.1.3. Стекловолокно
Стекловолокно — это короткие волокна. В качестве
сырья для их производства могут использоваться
также камни и шлаки. Бессистемно лежащие во-
локна формируют в стекловату. Если их нанести на
несущую рулонную основу, например на битумо-
картон, на алюминиевую фольгу или на гофриро-
ванную бумагу, и связать их с этой основой путем
приклейки или прошивки, то можно получить
маты или рулонный материал. С помощью пропит-
ки вяжущими стекловолокно можно превратить в
стекловойлок или плиты. Минеральные волокна в различных формах очень хо-
рошо подходят для тепло- и звукоизоляции. Их применяют, например, в каче-
стве изоляционного слоя под стяжками, для заполнения двухслойных стен, для
утепления чердаков и в технике отопления и климатизации.
3.3.1.4. Пеностекло
Если вспенивать расплав стекла, то после охлаждения получается хрупкий твер-
дый материал с закрытыми порами — пеностекло. Оно в большинстве своем тем-
ного цвета, легкое и изготавливается плитами толщиной до 100 мм или в виде
блоков. Оно воздухо- и влагонепроницаемо и поэтому подходит для теплоизо-
ляции. Плиты из пеностекла применяют, например, в качестве утеплителя для
полов помещений без подвалов и как внутреннее утепление трехслойных стено-
вых элементов.
3.4. Вяжущие
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Из какого сырья изготавливается стекло?
2. Каким способом изготавливается зеркальное
стекло?
3. Какие преимущества имеют многослойные стек-
лопакеты?
4. В каких формах имеются стекловолокнистые из-
делия в торговле?
5. Для чего применяется пеностекло?
3.4. Вяжущие
Вяжущие
Строитель-
ные извести,
цементы,
строитель-
ные гипсы,
ангидритовые
вяжущие,
смешанные
вяжущие, вя-
жущие Р-М
Строитель-
ные извести,
цементы,
строитель-
ные гипсы,
вяжущие
Р-М, ангид-
ритовые
вяжущие
Строитель-
ные гипсы,
внгидрито-
вые вяжу-
щие, цемен-
ты
растворы Ш^тур- I Растворы
(кладочные для™-?
• «2 ные
растворы) растворы |
для стяжек
Для изготовления раствора в зависимости от цели
его применения необходимы различные вяжущие,
как, например, строительные извести, цементы,
Рис. 3.46. Обзор вяжущих для
растворов
гипсы и составные вяжущие (рис. 3.46). Для бетона, как правило, применяется
только цемент, для асфальтобетона в основном применяются битумы.
3.4.1. Строительные извести
Строительные извести являются вяжущими для стеновых и штукатурных ра-
створов. Различают воздушные извести и гидравлические извести.
3.4.1.1. Воздушные извести
Известняк (СаСО3) или дополнительную известь приготавливают и обжигают
в ротационных печах при температурах до 1250 °C. При этом удаляется двуокись
углерода СО2. Так образуется окись кальция (СаО), которую называют жженой
известью.
Обжиг: СаСО3
Карбонат кальция
(известняк)
+ тепло
► СаО +
Окись кальция
Жженая известь
со2
Двуокись
углерода
Куски жженой извести с помощью разбрызгивания поливаются водой до тех
пор, пока они не распадутся на мельчайшие частицы (превратятся в порошок).
Этот процесс называется гашением извести. При этом жженая известь соединя-
ется с водой с выделением тепла и превращается в гидроксид кальция (Са(ОН)2),
который называется гашенной известью или гидратом извести.
Гашение: СаО + Н2О
Окись кальция Вода
Жженая известь
> Са(ОН)2 + тепло
Г идроксид
кальция
При твердении раствора гидрат извести забирает двуокись углерода (СО2) из
воздуха. Образуется известняк и вода.
Твердение:
Са(ОН)2 + СО2
Г идроксид Двуокись
кальция углерода
> СаСО3 +
Карбонат кальция
(известняк)
Н2О
Вода
Глава 3. Строительные материалы
Гидроксид кальция Са(ОН)г
Двуокись
углерода СО2
Вода Н2О
Известняк СаСО
Свободная вода в кладке называется строитель-
ной влажностью и медленно высыхает. При подаче
тепла и двуокиси углерода (углекислый газ) можно
ускорить процесс твердения раствора и высыхание
сооружения (рис. 3.47).
Воздушные извести твердеют медленно на воз-
духе и не твердеют без подачи воздуха, например
под водой.
Растворы из воздушной извести очень пластич-
ны и хорошо укладываются. В жестких растворах не
предъявляется требований к прочности на сжатие.
Воздушные извести поставляются в различных
формах и упаковках как белая известь и доломито-
вая известь (табл. 3.8 и 3.9).
Нормативное обозначение: Белая известь DIN
1060 - CL 90 означает, что это белая известь
по DIN 1060 с 90% жженой извести СаО и
MgO в своем составе.
3.4.1.2. Гидравлические извести
При обжиге глиносодержащего известняка (мерге-
ля) и последующем гашении и помоле образуются
гидравлические извести (HL). Они содержат сили-
каты кальция, алюмината кальция и гидроксиды
кальция. Поэтому их называют природными гид-
равлическими известями (NHL).
Гидравлические извести (HL) могут изготавли-
ваться также путем смешивания подходящих мате-
риалов и гидроксида кальция. Если к нему приме-
шивается до 20% подходящих пуццолановых (вул-
канических) или гидравлических материалов, то
говорят о природных гидравлических известях с пуц-
цолановыми добавками (NHL-Z).
Гидравлические извести для твердения гидрокси-
Рис. 3.47. Изготовление и
твердение воздушной извести
Таблица 3.8. Воздушные извести
Виды Краткое обозначение
Белая известь 90 CL90
Белая известь 80 CL80
Белая известь 70 CL 70
Доломитная известь 85 DL В5
Доломитная известь 80 DL80
да кальция используют углекислый газ
из воздуха. Силикаты (SiO2), алюмина-
ты (А12О3) и иногда примешиваемые
окислы железа (Fe2O3) соединяются с
водой в водонерастворимые материа-
лы. Эти три материала называют также
гидравлическими материалами или до-
бавками. Твердение растворов с гидрав-
лическими известями происходит без
подачи воздуха, например под водой.
3.4. Вяжущие
Гидравлические извести по DIN 1060 приобре-
тают прочность на сжатие через 28 дней (табл. 3.10).
Она тем выше, чем более качественной является
известь.
Нормативное обозначение: Гидравлическая известь
DIN 1060 — HL 5 обозначает, что это гидрав-
лическая известь по DIN 1060 с минималь-
ной прочностью на сжатие в 5 Н/мм2 через
28 дней.
3.4.2. Цементы
Цементы — это вяжущие для растворов и бетонов.
Процесс изготовления состав и свойства нормируют-
ся по DIN 1164 и подвергаются надзору. Соответству-
ющие знаки этого напечатаны на разноцветных меш-
ках с цементом и наклейках на силосах (рис. 3.48).
3.4.2.1. Изготовление
Для изготовления цемента используется известняк
и глина. Их смесь в природе встречается как мер-
гель. Известняк является основной составной час-
тью цемента; в глине содержатся гидравлические
добавки — двуокись кремния, окись алюминия и
окислы железа.
Известняк и глина должны быть смешаны в пра-
вильном соотношении. Для этого сырье смешива-
ется собственным методом производителя в боль-
ших складских цехах, несколько раз перемешива-
ется (гомогенизируется), чтобы избежать колебаний
состава смеси. После этого сырье тонко размалы-
вается в сырьевую муку (рис. 3.49).
Обжиг сырьевой муки происходит в ротацион-
ных туннельных печах. Они состоят из отделанной
внутри огнеупорной стальной трубы диаметром до
Таблица 3.9. Постановочная
маркировка строительных
известей
Логотип материала
для строительных
известей
Воздушные извести
Жженая известь (Q)
= негашеная известь
СаО, МдО
• как кусковая известь
немолотая
• как тонкая известь
тонкомопотая
Гидрат извести (S)
= гашеная известь
Са(ОН)2, Мд(ОН)2
• в форме порошка
в мешках или силосах
• в виде известкового
теста, замешанная
с водой до желаемой
консистенции
Гидравлические извести
Гидрат извести
= гашеная известь
Са(ОН)2, Мд(ОН)2
с гидравлическими
добавками
• в порошковой форме
в мешках или силосах
Portlandzement ।
iJS" DZ
Рис. 3.48. Наклейки на упаков-
ки цемента
6 м и длиной до 200 м. Труба слегка наклонена и вращается со скоростью полто-
ра-два оборота в минуту. Печь нагревается на нижнем конце угольным, мазут-
Таблица 3.10. Прочность на сжатие гидравлической извести
Вид строительной Прочность на сжатие в Н/мм2 или в МПа
извести через 7 дней через 28 дней
HL2 - > 2 < 7
HL 3,5 - > 3,5 < 10
HL5 > 3 >5 <15
Гидравлические добавки:
SiO2 - окислы кремния;
А12О3 - окислы алюминия;
Fe2O3 - окислы железа.
Глава 3. Строительные материалы
Мергель Сырьевая
Мельница
Ротационная
туннельная печь
Клинкер Цемент
Склад Мельница Склад Отправка
клинкера
Рис.3.49. Изготовление це-
мента
Требования безопасности
при работе с материалами -
цемент:
• Раздражает
глаза и кожу
(R 36/38).
• Контакт с кожей
может быть
чувствительным
(R 43).
• Не должен
попадать в руки
детей (S 2).
• Нельзя вдыхать цементную
пыль (S 22).
• Избегать соприкосновения
с глазами и кожей (S 24/25).
• При попадании в глаза основа-
тельно промывать их водой и
проконсультироваться с врачом
(S 26).
• Носить соответствующие защит-
ные перчатки (S 37).
• При проглатывании немедленно
обратиться к врачу и показать
ему упаковку или этикетку (S 46).
Reizend

ным или газовым пламенем. Сырьевая мука запол-
няется в верхнем конце ротационной печи. При
этом она нагревается до температуры около 800 °C
и высыхает. Вследствие вращения печи материал
движется медленно вниз и нагревается до 1100 °C.
Из известняка выводится углекислый газ СО2. Ос-
тается жженая известь (СаО). В нижней части печи
температура растет до 1450 °C, и сырье спекается
(агломерируется). При этом жженая известь соеди-
няется с гидравлическими добавками из глины в
цементный клинкер (см. рис. 3.49). Куски цемент-
ного клинкера имеют округлую форму и диаметр
от 1 до 2 сантиметров.
После этого цементный клинкер тонко разма-
лывают в трубчатых (шаровых) мельницах. При
этом к цементу добавляется до 5% гипсового камня
или ангидрита (искусственного гипсового камня).
Это необходимо, чтобы замедлить начало схваты-
вания. Тонкоразмолотый цемент отделяется от ос-
тавшихся зерен клинкера с помощью ветрового се-
паратора и выдувается в силос (см. рис. 3.49).
Складирование. Цемент гигроскопичен, т.е. он
может воспринимать влагу из воздуха и грунта. При
этом он образует застывшие кучи цемента. Если та-
кой кусок можно раздавить между пальцами, то та-
кой цемент еще можно использовать, однако при
этом прочность раствора или бетона уменьшится.
В мешках цемент снаружи может складироваться
для по возможности быстрейшего использования,
если он тщательно защищен от влажности, дождя и
поднимающейся влажности из земли. Поэтому
мешки с цементом нельзя класть непосредственно
на сырую землю. Даже правильно складированный
цемент через 3 месяца теряет около 10% прочнос-
ти. При работе с цементом следует учитывать тре-
бования безопасности при работе с материалами
(статьи R и S).
3.4.2.2. Виды и состав
Цемент по DIN EN 197 подразделяется на пять ос-
новных видов (табл. 3.12). Более подробные сведе-
ния приведены в Нормах.
Доменный песок (S) или гранулированные до-
менные шлаки являются латентными (скрытыми)
3.4. Вяжущие
СЕМ 1 Портландцемент
СЕМ II Портландцемент с добавками еще какого- либо материала или сложный портландце- мент с добавками всех составляющих
СЕМ III Доменный цемент
СЕМ IV Пуццопановый цемент с добавками крем- ниевой пыпи, пуццолана и летучей золы
СЕМ V Сложные (композитные) цементы с добав- ками доменного песка, пуццолана и летучей золы
Портландцементный
клинкер (К) является
важнейший составляющей
цемента и состоит на
- 2/3 из силиката кальция
как гидравлически
действующего материала
и на
- 1/3 из оксида алюминия и
окислов железа,
а также их смесей
гидравлическими материалами, которые при взаимодействии с составляющей
жженой извести придают цементу гидравлические свойства (табл. 3.11).
Кремниевая пыль (D), или микросиликат, — это стекловидный окисел крем-
ния (SiO), который образуется, когда охлаждается фильтрованная пыль при из-
готовлении металла — кремния. При этом образуются почти правильные шари-
ки диаметром 0,1 микрометра (десятитысячная
доля миллиметра). В 10 раз меньше шарики искус-
ственно изготовленного наносиликата.
Пуццоланы (Р) в природе встречаются как вул-
канические выбросы и как седиментарные (осадоч-
ные) породы, но они могут также производиться
промышленным образом. В Германии преимуще-
ственно добавляется трасс.
Летучая зола (V) получается с помощью элект-
ростатического или механического отделения пы-
Табпица 3.11. Цвета, обозна-
чающие цементные мешки по
DIN 1164
Класс прочности Цвет обозначе- ния Цвет печатных надписей
32,5 N светло-ко- черный
32,5 R ричневый красный
42,5 N черный
42,5 R красный
52,5 N черный
52,5 R красный белый
левидных частичек из дымовых газов установок, работающих на угле. Шарооб-
разные стекловидные частички имеют гидравлические свойства.
Обожженый шифер (Т) в молотом виде имеет ярко выраженные гидравличес-
кие свойства.
Ивестняк (L) может подмешиваться к цементу, если содержание в нем карбо-
ната кальция (СаСО3) составляет более 75%.
3.4.2.3. Свойства и применение
Прочность — важнейшее свойство цемента. По прочности на сжатие цементы де-
лятся на три класса, причем минимальная прочность в Н/мм2 после 28-дневной
выдержки в обозначении укладывается цифрами (табл. 3.13). Для прогресса стро-
ительства важным является быстрый набор прочности за 2 и за 7 дней (рис. 3.50).
Каждый класс прочности содержит два вида цемента, один цемент с обычной на-
чальной прочностью обозначается буквой N, и другой цемент с высокой началь-
ной прочностью обозначается буквой R (=рапид, т.е. быстрый). Различные клас-
сы прочности отдельных цементов можно определить по различной окраске меш-
Глава 3. Строительные материалы
Таблица 3.12. Состав и виды цемента ло DIN EN 197
Состав (составляющие по массе в %)
Обозначения 27 продуктов Основные составляющие
П [0 Пуццоланы Летучая зола Ф
Ф Л со [0 т (нормальные виды цемента) PZ- клин- кер К Домен- ный песок S Крем- ниевая пыль D при- род- ные Р природ- но-при- готов- ленные Q бога- тая крем- нием V бога- тая извес- тью W Моло- тый шифер Т Известняк ф н Z з: ? i
н L LL L о
СЕМ 1 Портланд- цемент СЕМ 1 95-100 0-5
СЕМ 11 Доменный портланд- цемент СЕМ 1I/A-S СЕМ II/B-S 80-94 65-79 6-20 21-35 0-5 0-5
PI - цемент с кремние- вой пылью СЕМ II/A-D 90-94 6-10 0-5
Пуццола- новый портланд- цемент СЕМ II/A-P СЕМ II/B-P СЕМ II/A-Q СЕМ II/B-Q 80-94 65-79 80-94 65-79 6-20 21-35 6-20 21—35 0-5 0-5 0-5 0-5
Портланд- цемент с летучей золой СЕМ II/A-V СЕМ II/B-V СЕМ II/A-W СЕМ II/B-W 80-94 65-79 80-94 65-94 6-20 21-35 6-20 21-35 0-5 0-5 0-5 0-5
Портланд- цемент с шифером СЕМ II/A-T СЕМ II/B-T 80-94 65-94 6-20 21-35 0-5 0-5
Известко- вый порт- ландце- мент СЕМ II/A-L СЕМ II/B-L СЕМ II/A-LL СЕМ II/B-LL 80-94 65-79 80-94 65-79 6-20 21-35 6-20 21-35 0-5 0-5 0-5 0-5
Сложный портланд- цемент СЕМ II/A-M СЕМ II/B-M 80-94 65-79 6-20 21-35 0-5 0-5
СЕМ III Доменный цемент СЕМ III/A СЕМ III/B СЕМ III/C 35-64 20-34 5-19 36-65 66-80 81-95 0-5 0-5 0-5
СЕМ IV Пуццола- новый цемент СЕМ IV/A СЕМ IV/B 65-89 45-64 11-35 36-55 0-5 0-5
СЕМ V Сложный цемент СЕМ V/A СЕМ V/B 40-64 20-58 18-30 31-50 18-30 31-50 0-5 0-5
Количество кремниевой пыли ограничено 10%. В СЕМ II/A, СЕМ Il/В, СЕМ IV и СЕМ V основные составляющие должны
показываться за счет обозначения цемента наряду с ПЦ - клинкером
Нормативные обозначения,
описанные в краткой форме
• Вид цемента;
• Прочность на сжатие и
• Особые свойства
Таблица 3.13. Классы прочно-
сти цемента по DIN 1164
Класс проч- ности Прочность на сжатие в Н/мм2
Начальная прочность Нормативная прочность
2 ДНЯ 7 дней 28 дней
32,5 N — > 16 >32,5 <52,5
32,5 R >10 —
42,5 N > 10 — >42,5 <62,5
42,5 R >20 —
52,5 N >20 — >52,5 -
52,5 R >30 -
ков или поставочных накладных и наклеек на си-
лосах, а также по цвету букв нормативного обозна-
чения, названию завода-поставщика, знаку о над-
зорной проверке и веса (см. табл. 3.12). Вес полного
мешка цемента составляет 25 кг.
Начало твердения для цементов классов прочно-
сти 32,5 и 42,5 начинается самое меньшее через
60 минут, для класса прочности 52,5 — через 45 ми-
нут. Окончание твердения происходит не ранее 12 ча-
сов после укладки. Увеличение времени начала
твердения достигается с помощью добавок гипса.
Твердением называют дальнейший набор проч-
ности на сжатие цемента в растворе и бетона. Оно
не ограничено во времени. Однако имеются мак-
симальные значения прочности на сжатие, кото-
3.4. Вяжущие
рые могут достигнуть цементы классов 32,5 и 42,5
(см. табл. 3.13).
Гидратационное тепло образуется после смеши-
вания цемента с водой затворения. Алюминиевая
составляющая в цементе очень быстро реагирует с
другими материалами и поэтому является опреде-
ляющей для развития тепла в цементе. При низких
наружных температурах, например зимой, это теп-
ло является желательным. Летом, однако, оно мо-
жет привести к температурным напряжениям и об-
разованию трещин. Такие повреждения могут воз-
никнуть при бетонировании массивных строитель-
ных элементов, как, например, плотин. Поэтому
там применяют цементы с:
• низким выделением тепла при гидратации
(ГН);
• умеренным выделением тепла при гидрата-
ции (МН) и
Рис. 3.50. Нарастание прочно-
сти цемента при 20 °C
• очень низким выделением тепла при гидра-
тации (VLH).
Цементы СЕМ 1, СЕМ II и СЕМ III Свойства и применение
Портландцемент СЕМ 1 как высококачественный и быстро твердеющий цемент применяется почти для всех случаев. Белый цемент - это портландцемент класса прочности 42,5 R. Он со- держит много глины (каолин) и не содержит окислов железа
Доменный портландце- мент СЕМ II из-за малого выделения тепла применим для массив- ных строительных конструкций
Пуццолановый портланд- цемент СЕМ II образует очень пластичный плотный раствор, на котором бывает мало высолов. Поэтому он подходит для водонепроницаемого бетона и раствора. В Герма- нии вместо пуццолана применяется трасс. Пуццоланы и трасс реагируют с гидратом окиси кальция. За счет карбонатизации уменьшается пассивный слой вокруг стальной арматуры, и устойчивость против коррозии становится меньше
Портландцемент с лету- чей золой СЕМ II подходит для набора прочности за счет гидравличес- ких качеств летучей золы
Портландцемент с шифе- ром СЕМ II производится в Германии только как цемент коричне- вой окраски
Портландцемент с извес- тняком СЕМ II образует клейкую цементную массу, которая приме- няется, например, для производства легкого бетона
Сложный (композитный) портландцемент СЕМ II имеет нормальное тепловыделение и развитие прочнос- ти, а также хорошее твердение е процессе эксплуатации
Доменный цемент СЕМ III выделяет при твердении меньше тепла и поэтому имеет несколько меньшую начальную прочность. Он подходит для бетонирования массивных конструкций
Глава 3. Строительные материалы
Портландцемент DIN 1164
СЕМ I 42,5 R
Означает портландцемент
ло DIN 1164 с минимальной
прочностью на сжатие
в 42,5 Н/мм2 и высокой на-
чальной прочностью через
28 дней
Доменный портландцемент
DIN 1164 СЕМ II/AS 32,5
Означает доменный портлан-
дцемент по DIN 1164 с содер-
жанием от 6 до 20% доменно-
го леска, класса прочности
32,5 с обычной начальной
прочностью через 28 дней
Доменный цемент DIN 1164
СЕМ III/B 32,5 - LH/SR
Означает доменный цемент
no DIN 1164 с содержанием
от 66 до 80% доменного песка,
класса прочности 32,5 и обыч-
ной начальной прочностью,
а также с низким выделением
гидратационного тепла и вы-
соким сопротивлением дей-
ствию сульфатов
Сопротивление сульфатам имеют цементы с
низкими составляющими алюминиевых соедине-
ний. Такие цементы имеют высокое сопротивле-
ние сульфатам и обозначаются SR (англ, сульфат
резистант). Это могут быть цементы СЕМ I и СЕМ
III/B. Эти цементы применяются в подземном и
гидротехническом строительстве.
Щелочность (алкалитет) может быть недостат-
ком. Поэтому там, где заполнитель содержит состав-
ные части, реагирующие со щелочами, например в
определенных частях Северной Германии, применя-
ются цементы с низкой щелочностью (цементы NA).
3.4.3. Строительные гипсы
Строительные гипсы — это строительный матери-
ал, применяемый для штукатурных и стяжечных
растворов. Строительные гипсы не содержат гид-
равлических составляющих, как, например, цемент.
Поэтому они твердеют только на воздухе.
В качестве сырья применяется гипсовый камень.
В природе он встречается как содержащий кристал-
лическую воду сульфат кальция. Одна молекула
сульфата кальция связывает две молекулы воды как кристаллическую воду. Это
обозначают как сульфат кальция — дигидрат (CaSO4 • 2Н2О). Гипсовый камень
обжигается в ротационных туннельных печах в области низких температур при
300 °C и в области высоких температур до 1000 °C. При этом из гипсового камня
частично или полностью удаляется кристаллическая вода (рис. 3.51).
до 300 °C
Обжиг: CaSO4 • 2Н2О + тепло ► CaSO4 0,5Н2О + 1,5Н2О
в области Дигидрат-сульфат Полугидрат-сульфат Вода
НИЗКИХ кальция кальция
температур
свыше 300 °C
Обжиг: CaSO4-2H2O + тепло ► CaSO4 + 2Н2О
в области Дигидрат-сульфат Сульфат Вода
ВЫСОКИХ кальция кальция
температур
Строительные гипсы порошкообразны и имеют цвет от белого до серого.
При смешивании гипсового порошка с водой гипс воспринимает воду при бур-
ной реакции и при этом нагревается.
Смешивание: CaSO4 • 0,5Н2О + тепло + 1,5Н2О
Полугидрат-сульфат Вода
кальция
> CaSO4 2Н2О + тепло
Дигидрат-сульфат
кальция
3.4. Вяжущие
У строительных гипсов время ук-
ладки от замешивания до начала твер-
дения — короткое. В зависимости от
вида гипса оно составляет от 8 до 25
минут. За это время гипсовый раствор
должен быть выработан. При начале
твердения он уже набирает около 40%
своей конечной прочности. Начиная
с этого времени гипс уже нельзя даль-
ше укладывать, даже при дальнейшем
добавлении воды.
Начало твердения может быть
отодвинуто с помощью химических
добавок при изготовлении. Анало-
гичное действие достигается при за-
месе гипсового раствора с добавкой
небольшого количества воздушной
извести. Теплая вода затворения и
Рис. 3.51. Количество кристаллической воды
в гипсе
остатки старого гипса на инструментах и в корыте для раствора существенно
уменьшают время переработки.
Время твердения строительных гипсов — от 1 до 20 часов. Избыточная вода
затворения, которая не используется для кристаллизации, испаряется. При твер-
дении гипсовый раствор немного расширяется и поэтому образует глухие штука-
турные поверхности.
Гипсовые штукатурки могут воспринимать и отдавать влагу. Однако их струк-
тура при частой смене влажного и сухого состояния может разрушаться. Такие же
повреждения будут иметь место, если гипсовые детали постоянно подвергать воз-
действию воды. Металлические детали в гипсовой штукатурке, как, например,
стальные закладные детали, сетка-рабица и подвески, могут корродировать. По-
этому они должны иметь защиту от коррозии.
Способность гипса воспринимать воду, а также содержание кристалличес-
кой воды являются преимуществом
при защите от пожаров. Во время по-
жара воспринятая вода и освобожда-
ющаяся кристаллическая вода обра-
зуют защитную зону из водяного пара
вокруг оштукатуренных строитель-
ных конструкций. Гипсовые штука-
турки толщиной не менее 15 мм счи-
таются огнезащитными.
Если к формовочным или штука-
турным гипсам на заводе добавляют-
ся специальные удерживающие до-
бавки и наполнители, то гипсы полу-
чают определенные свойства.
Строительные гипсы без добавок
по DIN 1168 (рис. 3.52)
Формовочный гипс получается обжигом
в низкотемпературной области и состоит пре-
имущественно из сульфата кальция - полугид-
рата. Он применяется для штукатурных, фор-
мовочных работ и работ с сеткой-рабицей,
для внутренней штукатурки и для изготовле-
ния гипсовых строительных плит.
Штукатурный гипс получается при обжиге
в высоко- и низкотемпературной области и
состоит из сульфата кальция - лолугидрата.
Он начинает схватываться уже через 3 мину-
ты, однако его можно значительно дольше
использовать как формовочный гипс. Штука-
турный гипс применяется для внутренней
штукатурки и работ с сеткой-рабицей.
Глава 3. Строительные материалы
• Удерживающие добавки — это ма-
териалы, которые положительно
влияют на такие свойства гипса,
как консистенция, удерживание
(сцепление) с оштукатуриваемой
поверхностью или время тверде-
ния.
• Наполнители, такие, как песок,
вспученный перлит и вспученная
слюда, могут добавляться для по-
вышения количества материала.
НЕНОРМИРОВАННЫЕ
СТРОИТЕЛЬНЫЕ ГИПСЫ
Гипс для стяжек обжигают при
температуре 1000 °C в области высо-
ких температур, и он больше не содер-
жит кристаллической воды. Он состо-
ит из ангидрита (CaSO4) и небольшо-
го количества жженой извести (СаО).
Так как сам ангидрит не может вос-
Рис. 3.52. Виды гипса по температуре обжига принимать воду, то составляющая
жженой извести действует как возбу-
дитель. Стяжечный гипс имеет время твердения 20 часов, и он значительно твер-
же, чем прочие гипсы. Прочность на сжатие должна достигать не менее 25 Н/мм2.
Мраморный гипс — это штукатурный гипс, который пропитан квасцами (двой-
ное количество) и еще раз обожжен. Этот чисто-белый гипс твердеет медленно и
Строительные гипсы с добавками по DIN 1168
• Готовый штукатур- ный гипс твердеет медленно и применяется для изготовления внутренней штукатурки. К нему добавляются удерживающие добавки и напол- нители.
• Штукатурный гипс высокого сцепле- ния преимущественно применяется для изготовления внутренних штука- турок. Для лучшего сцепления применяются удерживающие добав- ки; могут добавляться наполнители.
• Гипс для машинной штукатурки применяется специально для изготовления внутренней штукатурки с помощью штукатурных машин. Удерживающие добавки в форме замедлителей схватывания позволяют непрерывное использование машины при ведении штукатурных работ. Могут быть использованы наполнители, например, песок.
• Установочный гипс применяется для окончательной отделки при установке гипсокартон- ных строительных плит или гилсоволокнистых плит в качестве стено- вой сухой штукатурки. Удерживающие добавки обеспечивают мед- ленное твердение, повышенную водоудерживающую способность и улучшают сцепление с гипсокартонными строительными плитами.
• Гипс для заполне- ния швов применяется для соединения гипсовых строительных плит. Удержи- вающие добавки обеспечивают повышенную водоудерживающую способность и медленное твердение.
• Шпателевочный гипс применяется в основном для заделки швов между гипсовыми строи- тельными плитами. Его свойства аналогичны гипсу для швов.
достигает высокой прочности. Он может смешиваться с красками. Затвердев-
ший мраморный гипс (искусственный мрамор) может шлифоваться и полиро-
ваться и имеет вид настоящего мрамора.
4.4. Ангидритные вяжущие
Ангидрит встречается как естественная горная порода (CaSO4) без кристалли-
ческой воды (природный ангидрит NAT) или образуется из искусственно при-
готовленного ангидрита в установках по извлечению серы из дымовых газов на
электростанциях, работающих на угле (синтетический ангидрит SYN). Его час-
то обозначают также REA — гипс. Чтобы ангидрит мог воспринимать воду, к
нему добавляют в качестве возбудителей (ингибиторов) основные материалы,
такие, как строительная известь, или основные и солевидные материалы (сме-
шанные ингибиторы).
Ангидридный раствор начинает схватываться через 25 минут и становится
твердым не позже чем через 12 часов. Его твердение происходит только на возду-
хе. Ангидритное вяжущее (АВ) поставляется по DIN 4208 двух классов прочности
(табл. 3.14). Он может применяться в качестве вяжущего для штукатурок и стя-
жек, а также для внутренних строительных конструкций. Штукатурки с ангид-
ритным вяжущим необходимо защищать от влаги.
3.4.5. Смешанные вяжущие
Смешанные вяжущие — это гидравлические вяжущие, содержащие тонкомоло-
тый трасс, доменные шлаки или доменный песок, а также гидрат извести или
портландцемент в качестве ингибитора для восприятия воды. Смешанные вяжу-
щие твердеют как на воздухе, так и под водой. Их прочность на сжатие установ-
лена по DIN 4207 не менее 15 Н/мм2 через 28 дней после укладки. Смешанные
вяжущие могут применяться только для растворов и неармированного бетона.
3.4.6. Штукатурные и кладочные вяжущие
Штукатурные и кладочные вяжущие
(МС) — приготовленные на заводе
гидравлические вяжущие. Они состо-
ят в основном из портландцемента и
неорганических материалов, таких
как каменная мука. При смешивании
с песком и водой получают раствор,
который применим для штукатурных
и кладочных работ.
Штукатурные и кладочные вяжу-
щие по DIM 4211 делятся на три клас-
са по прочности (табл. 3.15). Добавка
порообразователя улучшает удобоук-
ладываемость и долговечность.
Таблица 3.14. Прочность ангидритных вяжущих
Краткое обозначение Прочность на сжатие Обозначение упаковки
АВ 5 5 1 ряд черных точек
АВ 20 20 3 ряда черных точек
Таблица 3.15. Прочность на сжатие штукатур- ных и кладочных вяжущих
Вид Прочность в Н/мм2 после выдержки Порообра- зователь
7 дней 28 дней
МИН. макс.
МС 5 - >5 < 15 с
МС 12,5 >7 >12,5 <32,5 с
МС 12.5Х без
Глава 3. Строительные материалы
Нормативное обозначение: Штукатурные и кладочные вяжущие DIN 4211 — МС
12,5 X означает штукатурно и кладочно вяжущее по DIN 4211 класса прочно-
сти 12,5 без порообразователя.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Чем отличаются воздушные извести от гидравлических?
2. Что понимают под гидравлическими добавками?
3. Чем отличается цементы от строительных известей?
4. Какие виды цемента имеются и как они обозначены на упаковках?
5. Какое действие имеет гидратационное тепло в цементах?
6. Какое значение имеет нормативное обозначение доменный цемент DIN 1164 —
СЕМ III?
7. Какие нормируемые строительные гипсы имеются без добавок и какие с добав-
ками?
8. Какие классы прочности имеются в штукатурных и кладочных вяжущих?
3.4.7. Битумы
Битумы — это полученные при переработке нефти тяжелые темноцветные смеси
различных органических субстанций. Наряду с углеродом и водородом в битумах
присутствуют небольшие количества серы, кислорода и азота.
3.4.7.1. Производство
Дистилляционные битумы, называемые также битумами для дорожного строи-
тельства, получают путем дистилляции нефти в несколько ступеней при тем-
пературе 350 °C в вакууме (рис. 3.53). Получаются мягкие до средней твердо-
сти битумы.
Высоковакуумные битумы и твердые битумы получаются с применением по-
вышенного вакуума или путем дальнейшей обработки на дополнительной ступе-
ни переработки, причем происходит дальнейшее отделение кипяших при высо-
кой температуре масел. Результатом являются твердые и упруготвердые сорта
Рис. 3.53. Приготовление битумов
битумов, которые называются также
промышленными битумами.
Оксидированные битумы получают
в продувных реакторах из мягких ди-
стилляционных битумов, в которые
вдувается воздух при температуре от
230 до 290 °C. Оксидированные би-
тумы особенно нечувствительны к хо-
лоду и теплу.
Полимермодифицированные биту-
мы (РшВ) — это смесь из дистилляци-
онных битумов и полимеров, причем
полимеры, например, меняют вяз-
кость битумов.
3.4.7.2. Свойства
Битумы — это термовискозный материал, консистенция которого изменяется по-
стоянно с изменением температуры. Она может быть твердой при низких темпе-
ратурах до очень жидкой при температурах от 150 до 200 °C. Это изменение со-
стояния в умеренных областях температур часто повторяется и может переходит
из одного в другое.
Клеящее действие битумов основано на хороших смачивающих свойствах и
на изменении их вязкости при изменяющихся температурах.
Плотность битумов зависит от сорта и изменяется в зависимости от темпе-
ратуры. Она колеблется от 0,86 до 1,11 г/см3. Температурное расширение биту-
мов в 20—30 раз больше, чем у минеральных материалов.
Битумы водостойки, устойчивы против агрессивных стоков, кислот, щело-
чей и солей. Это, например, важно при воздействии соли, применяющейся на
улицах для таяния снега зимой. Устойчивость увеличивается с ростом твердости
битумов, а при более высоких температурах она снижается. Битумы не стойки
против действия жиров, масел, горючего, а также органических растворителей.
Битумы стареют под воздействи-
ем кислорода воздуха, света и тепла.
Кислород окисляет составляющие ча-
сти битумов, а под воздействием теп-
ла из него испаряются мягкие состав-
ляющие нефти. Это приводит к отвер-
дению поверхности битума, которое
мало распространяется в глубину.
Под действием ультрафиолето-
вых лучей старение ускоряется. Би-
тумы трудно воспламеняемы и не име-
ют класса опасности.
Полученные из нефти битумы в
отличие от полученного из угля дег-
тя не опасны для здоровья. В законо-
дательстве по защите воды битумы
классифицированы как не вредящие
воде вещества.
3.4.7.3. Метод испытаний
Твердость битумов и их поведение в
зависимости от температуры опреде-
ляются с помощью соответствующих
методов испытаний и имеют соот-
ветствующие численные значения
(табл. 3.16).
Свойства битумов
• термопластичность (термовязкость)
• хорошее смачивание
• плотность, подобная воде
• высокая теплоизоляция
• мягкие битумы имеют меньший удельный
вес, чем твердые, горячий битум легче,
чем холодный
• устойчивы против воды, агрессивных сто-
ков, большинства кислот, щелочей и солей
• неустойчивы против жиров, масел, горю-
чего и некоторых органических раствори-
телей
• стареют на поверхности за счет кислорода,
света и тепла
• трудновозгораемые
• не вредны для здоровья
• не вредны для воды
Рис. 3.54. Проникновение иглы
Глава 3. Строительные материалы
Таблица 3.16. Показатели битумов (EN 12590)
Метод испы- ^~^тания Обо- значение Проникно- вение при 25 °C [1/ю мм] Точка раз- мягчения Ви К [°C] Температура разрушения по Фраасу, макс. [°C]
Дистилляционные битумы (дорожные битумы)
160/220 160-220 35—43 -15
70/100 70-100 43-51 -10
50/ 70 50-70 46-54 -8
30/ 45 30-45 52-60 -5
20/ 30 20-30 55-63 -
Твердые битумы или высоковакуумные битумы’)
80/ 90 <11 80-90
90/100 <7 90-100
110/175 <6 110-140
150/175 <1 150-175
Оксидационные битумы2’
85/ 25 20-30 80-90 -10
85/ 40 35-45 80-90 -15
95/ 35 30-40 90-100 -15
100/ 25 20-30 95-105 -15
100/ 40 30-50 95-105 -15
110/ 30 25-35 105-115 -15
120/ 15 10-20 115-125 -8
Полимермодифицированные битумы
РтВ80 >120 40-48 -20
РтВ 65 >50 48-55 -10
РтВ45 >20 55-63 -10
п 80/90=80 °С/90 °C (точка размягчения от/до)
2> 85/25=85 °С/2,5 мм (точка размягчения/проникновения)
ПОГРУЖЕНИЕ ИГЛЫ (глубина
проникновения)
Этот метод определяет твердость
битума. Она определяется расстояни-
ем, на которое опускается в битуме
игла, нагруженная нагрузкой в 100 г
при 25 °C за 5 секунд (рис. 3.54). Твер-
дость битума дается в 1/10 мм. Так,
например, битум В 80 имеет глубину
проникновения 80/10 мм = 8 мм
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЧКИ
РАЗМЯГЧЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ
КОЛЬЦА И ШАРИКА (EPRuK)
Переход от твердого к жидкому со-
стоянию у битумов — скользящий.
Поэтому определяется не точка плав-
ления, а точка размягчения. Взятый
для измерения слой битума под дей-
ствием веса шарика медленно нагре-
вается и деформируется при этом.
Точка размягчения кольцо и шарик
(Ring und Kugel — RuK) — это темпе-
ратура, при которой деформация би-
тума достигает установленной величины 25,4 мм. У дистилляционных битумов
она лежит при температуре от 37 до 67 °C (рис. 3.55).
ТОЧКА РАЗРУШЕНИЯ ПО ФРААСУ
Поведение битумов при низких температурах оценивается по точке разруше-
ния, которая характеризует переход от вязкопластичного состояния к твердому.
Стальная жесть, покрытая слоем битума, охлаждается со скоростью на 1 °C в
Чем выше глубина проникновения, тем мяг-
че битум
Рис. 3.55. Точка размягчения кольцо и шарик
(Ring und Kugel — RuK)
минуту и через минуту сгибается.
Точкой разрушения будет температу-
ра, при которой битумный слой при
изгибе разрушается или образует тре-
щины (рис. 3.56).
3.4.7.4. Примечание
Битумы применяют как дорожно-
строительные битумы в средствах для
защиты сооружений и для изготовле-
ния кровельных и изоляционных ру-
лонных материалов (рис. 3.57).
Битумы можно укладывать толь-
ко в жидком состоянии. Поэтому пе-
3.4. Вяжущие
ред применением их нагревают. Что-
бы их можно было применять в хо-
лодном виде, битумы должны быть
растворены или превращены в би-
тумную эмульсию. Твердение проис-
ходит при охлаждении, выпаривании
растворителя или испарения воды из
битумной эмульсии.
ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ
БИТУМЫ (DIN 1995)
Дистилляционные жидкости в
основном применяются для произ-
водства асфальта в дорожном строи-
тельстве. Поэтому говорят о дорож-
но-строительных битумах. Они по
твердости производятся 5 сортов:
160/220; 70/100; 50/70; 30/45 и 20/30.
В жидком состоянии горячей смеси
битумы действуют как смягчающее
средство и улучшают укладку и об-
работку асфальта. Ниже 90 °C биту-
мы вязкопластичны, служат как вя-
жущее и достигают при нормальных
температурах своего рабочего со-
стояния.
СРЕДСТВА ДЛЯ ЗАЩИТЫ
СООРУЖЕНИЙ
Средства для защиты сооруже-
ний — это продукты, которые уклады-
ваются в большинстве случаев в жид-
кой форме и служат для защиты и изо-
Чем выше точка размягчения, тем тверже
битум
Рис. 3.56. Точка разрушения по Фраасу
Чем ниже лежит точка разрушения, тем мяг-
че битум
Применение битумов:
• Вяжущее для асфальта;
• Дорожно-строительный битум;
• Битум для защиты сооружений;
• Кровельные и изоляционные рулонные
материалы;
• Битумный кровельный гонт и волнистые
листы
Рис. 3.57. Приеменение битумов
ляции зданий от влаги.
Для средств защиты сооружений на основе битумов применяются дистилля-
ционные битумы. Если ожидаются большие колебания температур, то предпочи-
таются оксидационные битумы. Преимущество изоляции битумосодержащими
материалами — это эластичность битума. В зависимости от вида такие материалы
могут перекрывать трещины до 5 мм шириной. Различают горячеукладываемые и
холодноукладываемые изоляционные материалы.
Горячеукладываемые средства для защиты сооружений состоят из чистого би-
тума или битума с наполнительными добавками, как, например, каменная мука,
стеклянная или минеральная вата или органические волокна. Они нагреваются
на месте укладки до 180 °C и наносятся разбрызгиванием, окраской, шпателем,
погружением или поливкой на сухое основание.
Глава 3. Строительные материалы
Для понижения температуры укладки дистилляционные битумы могут быть
разбавлены гудроном. Гудроновые битумы могут смешиваться при температурах
от 80 до 130 °C и наноситься на поверхности при температуре 40—110 °C.
Холодноукладываемые средства для защиты сооружений применяются чаще.
С помощью добавок соответствующих материалов вязкость битумов так силь-
но снижается, что их можно укладывать без нагревания. Холодноукладываемые
битумные материалы изготавливаются на базе растворителей или на базе би-
тумной эмульсии.
Битумные растворы получаются при добавке легколетучего растворителя, на-
пример бензина. Растворитель испаряется, так что через короткое время снова
достигается твердость исходного битума. Битумные растворы применяются для
грунтовки сухих поверхностей из бетона, штукатурки, кирпичной кладки или
металла, от густой жидкой окраски до паст с наполнителями для плоскостей, под-
верженных погодным воздействием, и как шпателевочная масса и замазка для
выравнивания неровностей и пустот, а также для герметизации швов.
Битумные эмульсии изготавливаются путем тончайшего распределения дис-
тилляционных битумов в воде при до-
бавлении эмульгатора (глии или бен-
тонита). При добавке наполнителей
они служат водоотталкивающими ок-
расками и шпателевочными массами.
За один рабочий проход они могут
наноситься слоями толщиной до 7 мм
(толстая обмазка) (рис. 3.58). Преиму-
ществом битумных эмульсий являет-
ся их большая смачивающая способ-
ность. Они держатся даже на мокром
основании.
Рис. 3.58. Нанесение толстой защитной об-
мазки
КРОВЕЛЬНЫЕИ ИЗОЛЯЦИОННЫЕ
РУЛОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
--------------------fl-/
Предваритель—
ная пропитка
Ванна для про- —
питки погружениям
Механизм для нанесения —
покрывающей массы
— Блок с рулоном
войлочного картона
Охлаждаемая -1
партия
Подвесное —
устройство
Намоточное--------
устройство
Рис. 3.59. Изготовление рулонных кро-
вельных материалов (схематически)
Кровельные и изоляционные ру-
лонные материалы — это ленты шири-
ной 1,00 м и длиной до 10,00 м, кото-
рые поставляются в рулонах и склади-
руются в стоячем состоянии. Они со-
стоят из несущей основы, которая
окунается в дистилляционные битумы
(в большинстве 160/200 или 70/100) и
затем покрывается с обеих сторон чи-
стыми или с добавками оксидацион-
ными битумами. Для верхнего слоя
кровли применяются покрытия в не-
сколько слоев из полимермодифици-
рованного битума (рис. 3.59).
В качестве несущей основы при-
меняют строительной картон (R),
джутовую ткань (J), стеклоткань (G),
стеклохолст (V), холст из полиэстро-
вого волокна (PV) (табл. 3.17).
Кровельные рулонные материа-
лы — это покрытый с обеих сторон
битумом, с посыпкой песком или без
нее, строительный картон (R 500) или
стеклохолст (V 13). Важной областью
применения является плоская кры-
ша с многослойной гидроизоляцией,
а также гидроизоляция под землей, а
также горизонтальная гидроизоля-
ция в стенах и под деревянными кон-
струкциями.
Изоляционные рулонные матери-
алы (D) или кровельные изоляционные
рулонные материалы (DD) для изоля-
ции сооружений имеют в качестве
несущего слоя строительный картон
(R 500), джутовую ткань (J 300), стек-
лоткань (G 220), стеклохолст (V 60)
или холст из полиэстрового волокна
(PV 250) и более толстое двухсторон-
нее покрытие битумом (рис. 3.60).
Изоляционные рулонные матери-
алы имеют дополнительно тонкий
внутренний слой из медной, алюми-
ниевой фольги или синтетической
пленки. В зависимости от материала
несущей основы рулонные материалы
должны иметь толщину не менее 3 мм.
Свариваемые рулонные материалы
(S). Путем нагревания горелками при-
вариваются полиэстровый холст, стек-
лохолст, стеклоткань или джутовая
ткань, пропитанные битумной масти-
кой. Свариваемые рулонные матери-
алы с двойным несущим слоем и алю-
миниевой или медной фольгой могут
использоваться как пароизоляция или
как защитный слой от корней расте-
ний в озелененных кровлях (рис. 3.61).
Таблица 3.17. Кровельные и изоляционные рулонные материалы
Рулонные материалы Краткие обозна- чения (примеры) Несущая основа Масса несущей основы, г/мм2
Изоляционные рулонные мате- риалы, кровель- ные изоляцион- ные рулонные материалы (DD) V13 G 220 D J 300 DD PV 220 DD G 200 DD Стеклохолст Стекоткань Джутовая ткань Полиэстро- вый холст Стеклоткань 60 220 300 200 220
Свариваемые рулонные мате- риалы (Sx) [х - толщина, мм] PVE-G200S5 PVE-J 300 S4 Стеклоткань Джутовая ткань 200 300
Полимербитум- ные (PY): - кровельные изоляционные материалы; - свариваемые изоляционные материалы PVE-G200DD PVE-J 300 S5 Стеклоткань Джутовая ткань 200 300
Рис. 3.60. Наклейка кровельного изоляцион-
ного рулонного материала
Рис. 3.61. Битумный свариваемый рулонный
материал
Глава 3. Строительные материалы
Кровельные изоляционные рулонные материалы на основе полимерных биту-
мов. Имеют двухстороннее покрытие из полимер-битумов и в зависимости от
применения могут быть посыпаны песком или шифером. Несущий слой — это в
основном стеклоткань и полиэстровый холст.
Полимерно-битумные свариваемые рулонные материалы изготавливаются тол-
щиной 4 или 5 мм. В качестве несущей основы применяется стеклоткань и поли-
эстровой холст. Покровные слои в зависимости от применения посыпаются ши-
фером, тальком или снабжаются разделительной пленкой. Преимуществом этих
рулонных материалов является высокая гибкость в холодном состоянии и очень
высокая стойкость против старения. В зависимости от примененного синтети-
ческого материала (эластомеры или пластомеры) полимерно-битумные сварива-
емые рулонные материалы имеют обозначение PYE или PYP.
Битумный кровельный гонт применяется для кровельных покрытий при укло-
нах кровли от 15° до 85°. Он производится размерами 1000 мм х 333 мм. Вслед-
ствие малого собственного веса при такой кровле достаточны легкие несущие
конструкции крыши.
Битумные волнистые листы длиной 2 м и шириной 0,89 м применяются для
легких конструкций крыш, например в цехах или сараях Прессованные маты из
волокна припитываются синтетической смолой и получают под давлением до-
полнительную пропитку твердым дистилляционным битумом.
3.4.8. Асфальт
Асфальт — это смесь из битумов в качестве вяжущих и минеральных материалов
в качестве заполнителя. Свыше 70% битумного производства используется для
изготовления асфальта.
3.4.8.1. Минеральные материалы
Как и в бетонах, минеральные материалы в качестве заполнителя образуют глав-
ную составляющую часть асфальта. Они имеют задачу воспринимать возника-
ющие усилия, обеспечивать сцепление шин с поверхностью дороги и противо-
действовать износу полотна. Поэтому минеральные материалы должны быть
прочными на сжатие и против ударов, устойчивы против выветривания и мо-
розостойки, устойчивы против полировки и свободны от органических и гли-
нистых примесей, а также иметь хорошее сцепление (химическое сродство) с
битумами.
При поставках различают неразби-
тые минеральные материалы (кругло-
зернистые), например гравий и при-
родный песок, и разбитые (дробленые)
минеральные материалы (дробленые
зерна), например щебень, дробленый
песок, благородный щебень, благо-
родный дробленный песок и наполни-
Работы с асфальтом различают по
методу изготовления
составу
температуре укладки и виду укладки
Применение:
дорожное строительство
гидротехническое строительство
строительство аэродромов
тель (табл. 3.18). Благородный щебень
и дробленный песок — это многократ-
но дробленые минеральные материа-
лы. Наполнитель — это каменная
мука, зерна которой менее 0,09 мм.
Наполнители уменьшают пустоты в
асфальте. Кроме того, они упрочняют
битумы, делают их более твердыми и
стабилизируют их свойства при высо-
ких температурах.
3.4.8.2. Изготовление
асфальтовой смеси
Изготовление асфальтовой смеси
происходит в электронно-управляе-
мых смесительных установках с про-
изводительностью до 350т/час. Битум
поставляется в термоизолированных
автоцистернах и горяче-жидком со-
стоянии и сливается в подогреваемые
промежуточные баки.
Минеральные материалы предва-
рительно дозируются, т.е. согласно
рецептуре грубо смешиваются, нагре-
ваются в сухом барабане, высушива-
Таблица 3.18. Зерновой состав минеральных материалов по TL Min - StB (Технические условия на поставку минеральных материалов в дорожном строительстве)
Недробленые минеральные материалы Дробленые минеральные материалы
Обозначение Зерновая группа Обозначение Зерновая группа
Природный песок, гравий Дробленый лесок, щебень
Природный песок Природный песок Щебень Щебень Щебень Щебень 0/2 2/4 4/8 8/16 16/32 32/63 Дробленый пе- сок-щебень Щебень Щебень Щебень Крупный щебень Крупный щебень 0/5 5/11 11/22 22/32 32/45 45/56
Наполнитель, благород- ный дробленый песок, благородный щебень
Наполнитель Благородный дробленый песок Благородный щебень Благородный щебень Благородный щебень Благородный щебень Благородный щебень 0/0,09 0/2 2/5 5/8 8/11 11/16 16/22
ются и обеспыливаются. Горячая каменная порода проходит через систему сит,
точно дозируется на весах и подается в мешалку, где перемешивается с подающим-
ся туда при температуре 170— 180°С
горячим битумом (рис. 3.62).
При изготовлении асфальтовой
смеси часто применяется старый ас-
фальт, вынутый из старого дорожно-
го покрытия. Доля повторно приме-
няемого асфальта может составлять
от 20 до 80%. Содержащиеся в ре-
циклованном асфальте битумы могут
вследствие его термовязких свойств
снова использоваться в качестве вя-
жущего.
3.4.8.3. Укладка
вальцованного
асфальта
Битумные баки
Силосдля
заполнителя
Пески, (гравий),
щебень
Предварительная
дозировка на лен-
точных весах
дОбеспыли-
т гвание
Силос для
смеси
Сушильный Горячий элеватор, \_
барабан просеивание, пода-
ча вяжущего, подача
наполнителя, мешалка
Отправка
на площадку

Г
Транспортировочные машины с укрыв-
ными брезентовыми тентами или с
Рис. 3.62. Асфальтосмесительная установка
(схема)
Глава 3. Строительные материалы
Шприцевальная
рампа (для раз- Подметальная
Рис. 3.63. Укладка вальцованного (укатанного) асфальта
закрытыми емкостями перевозят асфальтовую смесь к месту укладки. Так умень-
шают потерю температуры, задерживают встречный ветер при езде и предотвра-
щают твердение вяжущего за счет окисления (рис. 3.63).
Асфальтоукладчики принимают смесь из самосвалов, распределяют ее с по-
мощью шнеков по ширине укладки на определенную толщину слоя и уплотняют
ее. Ширина укладки может быть от 2 до 12 м. Прежде чем смесь остынет ниже
Таблица 3.19. Слои для асфальтового строительства
Слои Толщина (см) Функция
Асфальтовый спой покрытия от 2 до 6 Гладкость, сцепление, устойчивость против износа
^Асфальтовый К'связующий СПОЙ к Асфальтовый К несущий слой О< КУУуХАА/ \/ Vx от 4 до 10 Прочность на сдвиг
до 22 Несущая способность
100°, она уплотняется с помо-
щью катков. Для этого подхо-
дят гладкие катки, вибрацион-
ные катки или катки с резино-
выми колесами.
3.4.8.4. Виды смесей
Для различных слоев дорож-
ного полотна — несущего слоя,
связующего слоя и слоя покры-
тия применяются соответству-
ющие смеси (табл. 3.19).
СМЕСИ ДЛЯ СЛОЕВ ПОКРЫТИЯ
Слой покрытия — это самый верхний слой в дорожном строительстве. Он дол-
жен быть как можно более долговечным и надежным с точки зрения езды по нему.
Для слоев покрытия применяют различные виды смесей. Различают укатанный
(катковый) асфальт, асфальтобетон и гравийно-асфальтовую мастику, литой ас-
фальт и асфальтовые слои с открытыми порами, например дренирующий асфальт
(см. табл. 3.16). Наряду с приведенными примерами еще имеется похожая нали-
той асфальт асфальтовая мастика и похожие на дренирующий асфальт снижаю-
щие шум слои покрытия.
СМЕСИ ДЛЯ СВЯЗУЮЩИХ СЛОЕВ
Связующий слой лежит между несущим слоем дороги и слоем покрытия. Он
образует переход от грубозернистого несущего слоя к мелкозернистому слою
покрытия. Смесь для связующих слоев должна содержать много крупного щеб-
Таблица 3.20. Примеры слоев покрытия
Асфальтобетон
Подходит для всех нагрузок, встречается наиболее часто.
• Смесь из благородного щебня, благородного дробленого песка, природного леска и наполнителя составляется по гранулометричес- кой линии просеивания с величинами зерен 16, 11, 8 и 5 мм. • Для сильно нагруженных дорог применяются смеси минеральных материалов 0/16S и 0/11S, так как они имеют повышенную прочность. • В качестве вяжущего применяют в основном дорожные строи- тельные битумы В 80. • Укладка происходит при температурах между 120 и 180°С. • После уплотнения катками остается остаточная пустотность от 2 до 6% объема, которая необходима для прочности слоя.
Г равийно-асфаль- товая мастика • Область применения - дороги с интенсивным движением автоба- ны, а также мероприятия по содержанию дорог в порядке. • Состав состоит из очень богатой щебнем минеральной смеси с неравномерным гранулометрическим составом, строительных дорожных битумов и стабилизирующих добавок в вяжущем. • При обычной нагрузке на дорогу применяется гранулометрический состав 0/5 и 0/8, при особых нагрузках - 0/8S и 0/11S. • Пустоты укрепленного, крепко сжатого щебеночного каркаса запол- няются богатым битумом, похожим на мастику раствором. • Часто для улучшения свойств, например прочности, в качестве вяжущего применяют полимер - модифицированные битумы.
Литой асфальт * ' с г • Очень насыщенный щебнем литой асфальт дает прочный, устойчи- вый против истирания и обладающий хорошим сцеплением слой покрытия для сильно нагруженного полотна дороги. • Бедный на щебень литой асфальт подходит для велосипедных дорожек и тротуаров, для лотков уличных водостоков и для ре- конструкционных работ небольшой площади. • Минеральная смесь из благородного щебня, благородного дроб- ленного песка и/или природного песка и наполнителя перемеши- вается с битумом таким образом, что пустоты полностью запол- няются битумом и даже имеет место избыток битума. • Сорта литого асфальта 0/5, 0/8, 0/11 и 0/11S для особых нагрузок различаются по содержанию щебня и битума. • Наряду с битумами В45 и В25 применяются полимер - модифици- рованные битумы.
Дренирующий асфальт 25W55 С дД; • Когда дождевая вода не может достаточно быстро уходить с по- лотна из-за слишком малых продольных и поперечных уклонов дороги и должна отводиться через слой покрытия, применяется
ЧТ- J
дренирующий асфальт. Он уменьшает брызги и скольжение по
воде автомобилей.
Оправдывает себя дренирующий асфальт 0/8 с содержанием
около 85% от веса благородного щебня и пористого от 15 до 25%
по объему. При этом достигается также ощутимое снижение
шума. Однако из-за структуры с открытыми порами под этим
слоем должна быть устроена гидроизоляция, например из поли-
мер-модифицированного битума.
Глава 3. Строительные материалы
Таблица 3.21. Смеси для асфальтового несущего слоя
Вид смеси Г рануломет- рический состав Г ранулометри- ческий состав свыше 2 мм в минеральной смеси Количество наполни- теля Наиболее грубые зерна, не менее Большие камни, не более Минеральное содержание вя- жущего из строи- тельных дорож- ных битумов Содержание пор
мм % от веса % от веса % от веса % от веса % от веса % от объема
АО 0/2 ДО 0/32 от 0 до 80 от 2 до 20 10 20 3.3 от 4,0 до 20,0
А 0/2 ДО 0/32 от 0 до 35 от 4 до 20 10 10 4,3 от 4,0 до 14,0
В 0/22; 0/32 свыше 35 до 60 отЗ до 12 10 10 3,9 от 4,0 до 12,0
С 0/22; 0/32 свыше 60 до 80 от 3 до 10 10 10 3,6 от 4,0 до 10,0
CS 0/22; 0/32 свыше 60 до 80 от 3 до 10 10 10 3,6 от 5,0 до 10,0
ня и много дробленого песка. Такие слои очень устойчивы, однако требуют боль-
ших затрат на уплотнение.
Для вяжущей смеси применяются минеральные слои 0/22 и 0/16 мм. В каче-
стве вяжущего используется преимущественно дорожный строительный битум
50/70 и 70/100.
СМЕСИ ДЛЯ НЕСУЩИХ СЛОЕВ АСФАЛЬТА
Несущие слои асфальта состоят из просеянных минеральных смесей и до-
рожных строительных битумов 50/70 или 70/100 (см. табл. 3.16).
Среди минеральных материалов различают виды смесей АО, А, В, С, CS. В ос-
новном различие в гранулометрическом составе каждой из ступеней составляет
более 2 мм.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Опишите процесс изготовления битума и влияние различных ступеней обработ-
ки на его свойства.
2. Назовите свойства битумов и сравните их с аналогичными свойствами синтети-
ческих материалов.
3. Битумы могут применяться только в жидкотекучем состоянии. Составьте табли-
цу возможных способов, как можно сделать битум жидким, и опишите области
применения.
4. Представьте графически путь битума от изготовления до готовой дороги (напри-
мер, в виде поточной диаграммы).
5. Изобразите эскиз одноквартирного дома в разрезе и обозначьте места, на кото-
рых могут применяться средства защиты сооружений, такие, как рулонные кро-
вельные и гидроизоляционные материалы.
6. Опишите разницу между асфальтовыми и бетонными работами при строитель-
стве дорог в отношении отдельных слоев, их назначения и конструкции.
7. Назовите функции минеральных материалов в асфальте. Каковы различия между
асфальтовыми несущим, связующим и покрывным слоями?
8. Оцените различные слои покрытия в асфальтовом строительстве.
3.5. Заполнители из каменных материалов
3.5. Заполнители из каменных материалов
В качестве заполнителей из каменных материалов рассматриваются материалы,
которые вместе с вяжущими и водой затворения могут использоваться для приго-
товления растворов и бетонов.
3.5.1. Свойства
Заполнители оцениваются по плотности, форме зерен величине зерен и прочно-
сти зерен. Эти свойства, а также требования, например по морозостойкости, по
количеству вредных примесей и по количеству легких органических загрязнений
определяют возможности их применения.
3.5.1.1. Плотность
По плотности различают нормальные и тяжелые
каменные заполнители, а также легкие каменные
заполнители и каменные заполнители повторного
использования (табл. 3.22).
3.5.1.2. Форма зерен
Заполнители из камня должны по возможности
иметь круглую, шарообразную форму, или они дол-
жны быть с гранями, типа кубиков (рис. 3.64). Очень
плоские или удлиненные формы зерен имеют боль-
шую поверхность, чем кубическая форма.
3.5.1.3. Величины зерен
Каменный заполнитель состоит из зерен различ-
ной крупности. Многие следующие друг за другом
размеры зерен дают группу зерен, которая называ-
ется гранулометрическим составом поставки.
Для получения величин зерен одной группы, т.е.
одного гранулометрического состава, дается вели-
чина двух граничных сит (табл. 3.23). Например,
группа зерен гранулометрического состава 8/16 со-
стоит из зерен диаметром d= 8 мм и зерен D = 16 мм.
Зерна 16 мм называются наибольшими зернами, а зер-
на диаметром чуть больше 8 мм — наименьшими зер-
нами (рис. 3.65).
С помощью дополнительного набора сит 1 мож-
но составить группы зерен другого гранулометри-
ческого состава. К дополнительному набору сит 1 от-
носятся граничные сита 5,6; 11,2; 22,4 и 45. Для мас-
совых бетонных работ может быть образована смесь
зерен из тонкого и грубого каменного заполнителя
до максимальной величины 45 мм.
Таблица 3.22. Заполнители из камня
Заполнители из камня Виды (примеры)
нормальные и тяжелые песок, гравий, дроб- леный песок, щебень, металлурги ч еские шлаки, руды, барит
легкие песок, керамзит, вспученный шифер
вторичного использова- ния дробленый песок для бетона, бетонный щебень
Рис. 3.64. Формы зерен запол-
нителя
Таблица 3.23. Заполнитель из камня по величине зерен
Описание Определе- ние Примеры
мелкозер- нистый D< 4 мм и d- 0 0/1 0/2 0/4
крупнозер- нистый О> 4 мм и d> 2 мм 2/8 8/16 16/22
4/32
смешанный состав D< 45 мм и d= 0 0/32 0/45
D- ширина ячейки верхнего сита, мм d— ширина ячейки нижнего сита, мм
Глава 3. Строительные материалы
Испытатель-
ное сито с
шириной
ячейки 8 мм
Испытатель-
ное сито с
шириной
ячейки 16 мм
Слишком
большие зерна,
больше 16 мм,
мин. 1% по массе
Группа зерен 8/16
(максимум 16 мм,
минимум 8 мм)
..*£**•*?• Слишком малые
♦/А*»"’зерна, менее8мм
Рис. 3.65. Представление груп-
пы зерен
3.5.1.4. Прочность зерен
Зерна каменного заполнителя должны быть так
прочны, чтобы изготовленный с их применением
раствор или бетон достигал требуемых свойств. Как
природный, так и искусственно приготовленный
заполнитель удовлетворяет в основном этим требо-
ваниям. Выветренные камни, глины и шифер не
пригодны и должны удаляться из заполнителя.
3.5.1.5. Морозостойкость
Заполнитель из камня, который быстро всасыва-
ет воду, может быть разрушен действием мороза.
В основном природные пески и гравий или полу-
ченные из них путем дробления заполнители мало
подвержены разрушению действием мороза.
3.5.1.6. Вредные примеси
Вредные примеси мешают схватыванию и твердению растворов и бетонов, сни-
жают их прочность или плотность, ведут к отслаиванию или негативно влияют на
защиту от коррозии арматуры. Такими материалами являются, например, сугли-
нок, глина и гумус.
3.5.1.7. Регулярные требования
Для заполнителя имеются различные категории требований. Они должны для
каждого приготовленного заполнителя быть заданы. Для безошибочного при-
менения могут быть выбраны различные категории.
Для упрощения все свойства, для которых должны выполняться многие тре-
бования, должны удовлетворять так называемым регулярным требованиям. Эти
Таблица 3.24. Свойства
заполнителя с регулярными
требованиями к нему
• Состав зерен
• Форма зерен
• Содержание ракушек
• Мелкие частицы
• Морозостойкость
• Содержание хлоридов
• Содержание серы в со-
ставляющих
• Органические материалы
• Легкие органические
загрязнения
Сопротивление против
• износа
• полировки
• истирания
• замерзания и оттаивания
солей
регулярные требования должны выполняться изго-
товителем каменного заполнителя, если для его
применения не были заключены особые соглаше-
ния. Регулярные требования установлены для все-
го ряда свойств (табл. 3.24).
Для плотности зерен, водовосприятия и плот-
ности в навале имеются величины, а требований не
имеется.
3.5.1.8. Геометрические требования
Всякий гранулометрический состав описывается
данными о величине зерен, выраженной соотно-
шением d/D (см. табл. 3.23). Обозначения группы
гранулометрического состава соответствуют вели-
чинам сит основного набора сит и дополнительного
набора сит (рис. 3.66).
3.5. Заполнители из каменных материалов
Для тонкого каменного заполните-
ля (песок) изготовитель должен дать
свою среднюю линию сит. Этот ти-
пичный для своего предприятия гра-
нулометрический состав должен все-
гда иметь заданные граничные откло-
нения. Установленный таким образом
мелкий заполнитель получает сорто-
вый номер и может быть изменен
только с присвоением нового сорто-
вого номера.
В грубом каменном заполнителе
различают узкоступенчатый и широ-
коступенчатый гранулометрический
состав.
Узкоступенчатый гранулометри-
ческий состав. Ему соответствуют, на-
пример, группы гранулометрическо-
го состава2/8, 8/16 и 16/32 (рис. 3.67).
Широкоступенчатый грануломет-
рический состав распространяется на
ряд далеко отстоящих друг от друга
сит (рис. 3.68). При этом должно быть
обеспечено прохождение смеси через
«среднее сито».
3.5.2. Испытание (проверка)
Заполнитель из камня поставляется,
как правило, уже с требуемыми свой-
ствами. Также необходимой была
оценка по внешнему виду.
По внешнему виду на стройпло-
Основной набор
сиг
Дополнительный
набор сит № 1
ЕШШШИИЙН
f f f f
[5Л][ТЁ2|[22Л]Г^1
Рис. 3.66. Основной набор сит с дополнитель-
ным набором сит № 1
Рис. 3.67. Пример узкоступенчатого грубого
гранулометрического состава заполнителя
Рис. 3.68. Пример широкоступенчатого грубо-
го гранулометрического состава заполнителя
щадке можно определить плотность
или пористость камня. С помощью легких ударов молотком можно оценить проч-
ность зерен. Поверхность зерен может быть гладкой или шероховатой. Она долж-
на быть чистой и не загрязненной другими материалами. Форма зерен должна быть
округлой или кубической. Количество плоских и удлиненных зерен не должно
превышать половины количества заполнителя. При оценке чистоты необходимо
следить за тем, чтобы в составе заполнителя не было включений древесины, ли-
ствы, гумуса, а также никаких глинистых или шиферных составляющих.
3.5.3. Поверхностная влажность
При определении количества воды затворения для изготовления раствора и бе-
тона необходимо учитывать поверхностную влажность заполнителя. Под поверх-
Глава 3. Строительные материалы
ностной влажностью понимают воду на поверхности камня и между зернами
камня. Точная величина поверхностной влажности заполнителя определяется
с помощью обжигового опыта. Для этого из заполнителя отбирается образец (оп-
ределенное количество заполнителя), который взвешивается, высушивается
в обжиговой (сушильной) печи и снова взвешивается. Разница в весе в процен-
тах, отнесенная к весу сухого образца, дает нам поверхностную влажность.
Поверхностная влажность зависит от величины зерен, способа складирова-
ния и погоды. Смесь зерен 0/32 имеет обычно поверхностную влажность около
3%. Это дает при количестве заполнителя 2000 кг на каждый куб. м готового бето-
на количество воды около 60 литров.
3.5.4. Виды
Различают заполнитель из природного камня и промышленно изготовленный
заполнитель.
3.5.4.1. Заполнитель из природного камня
Недробленый заполнитель - это добываемый из карьеров, русел рек и озер мел-
кий и крупный заполнитель (песок и гравий) округлой и шарообразной формы.
В качестве легкого заполнителя могут применяться пемза и лавовые шлаки.
Дробленый заполнитель — это дробленый песок, щебень, грубый щебень и
каменный бой. Он, в отличие от недробленого заполнителя, имеет острые грани.
Благородный дробленый песок и благородный щебень — это многократно дроб-
леный камень.
3.5.4.2. Промышленно изготовленный заполнитель
Промышленно изготовленный заполнитель с плотной или пористой структурой
может быть дробленым или недробленым. Плотный заполнитель — это, напри-
мер, дробленые до определенного размера зерна куски доменного шлака и до-
менный песок. Он образуется путем быстрого охлаждения горячего доменного
шлака водой.
Пористый заполнитель — это, например, доменная пемза, вспученная пемза
и керамический щебень. Доменная пемза образуется, когда воду продавливают
через горячий доменный шлак. Шлак при этом пронизывается мельчайшими
порами. Вспученная пемза получается из спекшихся отходов, например шла-
ка, получающегося при сжигании мусора. Керамический щебень получается из
кирпичного боя и боя керамической черепицы.
3.5.5. Заполнитель для раствора
Для изготовления тонкого раствора применяется мелкий заполнитель размером
зерен до 4 мм. В особых случаях требуется грубый раствор с заполнителем зерна-
ми до 8 мм. Чаще всего применяют растворы с мелким заполнителем. Для этого
подходит карьерный песок (непромытый и промытый), а также речной песок.
Непромытый карьерный песок содержит глинистые и суглинистые вклю-
чения; он подходит для кладочного раствора. Промытый карьерный и речной
3.5. Заполнители из каменных материалов
песок применяется для цементного раствора и штукатурного раствора. Часто
непромытый мелкозернистый заполнитель улучшается за счет промытого мел-
кого заполнителя.
3.5.6. Заполнители для бетона
Для заполнителя для бетона гранулометрический состав является важным. Кро-
ме того, при приготовлении бетона необходимо учитывать поверхность зерно-
вой смеси.
3.5.6.1. Гранулометрический состав
Каменный заполнитель для бетона составлен из зе-
рен различной величины. Гранулометрический со-
став получается с помощью просеивания через ли-
нию сит (ситовой эксперимент).
Для этого необходим набор пробных сит из 10
квадратных сит с приемными поддонами или
ящиками (рис. 3.69). Верхние 5 сит — это квад-
ратные сита с шириной отверстий 63, 31,5 (номи-
нальный размер 32 мм), 16, 8 и 4 мм (рис. 3.70).
Нижние 5 сит — это сетчатые сита с отверстиями
2, 1, 0,5, 0,25 и 0,125 мм.
Для проведения ситового эксперимента в куче
каменного заполнителя в разных ее местах отбира-
ются в определенных количествах образны (средняя
проба). Количество материала в образце после суш-
ки высыпается на верхнее сито. Набор сит двигается
в разные стороны с помощью балансира до тех пор,
пока через сито больше не будет проходить ни одно
зерно. Остатки на отдельных ситах один за другим
взвешивают на весах. При этом начинают с верхне-
го сита и высыпают каждый раз содержание следую-
щего сита к нему, так что следующее количество зе-
рен взвешивается вместе с уже существующим коли-
Рис. 3.69. Испытательный на-
бор сит
Сито с квадратными
отверстиями
Рис. 3.70. Сито с квадратными
отверстиями и сетчатое сито
(фрагменты)
Таблица 3.25. Ситовые испытания зерновой группы 0/32
Испытание Общий остаток, г Остатки на ситах, г
0,25 0,5 1 2 4 8 16 32,5 63
Обозначение образца/зерновой группы 0/32 мм (3) «Крупно-до среднезернистого»
1 10 000 9 740 8 770 8 190 7 360 6 480 4 950 2 900 0 0
2 10 000 9 670 8 800 8 210 7 440 6 500 5 000 2 840 0 0
3 10 000 9 690 8 830 8 200 7 400 6 520 5 050 2 960 0 0
Сумма 30 000 29 100 26 400 24 600 22 200 19 500 15 000 8 700 0 0
Остаток, % 97 88 82 74 65 50 29 0 0
Прохождение, % 3 12 18 26 35 50 71 100 100
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.71. Ситовые линии по DIN 1045-2
чеством зерен (аддитивное взвешива-
ние). Остатки на всех ситах, включая
содержание приемного ящика, долж-
ны показать вес первоначального ко-
личества образца.
При ситовом испытании с груп-
пой гранулометрического состава 0/32
получаются приведенные в табл. 3.25
значения. Если их нанести на диаграм-
му, то получается ситовая линия.
Для изготовления бетона необ-
ходимы определенные грануломет-
рические составы заполнителя. Они
установлены в DIN 1045-2 в каче-
стве граничных ситовых линий. Раз-
личают 4 диаграммы для макси-
мальных величин зерен 8, 16, 31,5 и
63 мм (рис. 3.71).
Диаграмма содержит 3 ситовые
линии, обозначенные буквами А, В и
С. Ситовая линия А представляет
крупную, В — среднюю и С — мелкую
смесь заполнителя. Гранулометричес-
кий состав между линиями А и В в об-
ласти 3 — от крупного до среднекруп-
ного, между В и С в области 4 — от
среднего до мелкозернистого. Лежа-
щие вне линий А и С гранулометри-
ческие составы в области 1 — крупно-
зеристый и в области 5 — мелкораз-
мерный.
Каменный заполнитель из остат-
ков бетона получается с помощью
промывки и подготовки остатков ра-
створа и остатков бетона в транспор-
тировочной бетонной мешалке. Сно-
ва может быть использован только
каменный заполнитель больше 0,2 мм. Цементный порошок должен быть вы-
мыт, и возможно равномерное перемешивание. Его подмешивают к наибольшей
группе зерен равномерно такими маленькими порциями, чтобы результаты пер-
вых испытаний могли быть сохранены.
Каменные заполнители из вторичного бетона могут только там дополнитель-
но применяться при изготовлении бетона, где и первоначальный заполнитель мо-
жет быть переработан. При этом следует выполнять указания Немецкого комите-
та по железобетону. Это же относится к повторному применению остаточной воды.
3.5. Заполнители из каменных материалов
В некоторых случаях применяют гранулометрический состав, в котором от-
сутствуют одна или несколько зерновых групп. Такие смеси называют смесями с
выпадающим гранулометрическим составом. Ситовая линия этого состава обозна-
чается буквой U. Ситовая линия проходит в области отсутствующих групп зерен
горизонтально и поэтому называется стационарной ситовой линией.
Смесь зерен заполнителя должна образовать по возможности более плотную
зерновую структуру с минимальным количеством пустот. Смесь зерен заполните-
ля будет наиболее плотной, если возникающие пустоты заполняются как можно
большими по размерам зернами (рис. 3.72). За счет этой зерновой структуры бе-
тон преимущественно получает свою прочность.
Для оценки зерновой смеси его ситовая линия наносится на диаграмму, соот-
ветствующую наибольшему зерну (рис. 3.73).
Если ситовая линия лежит между линиями А и В, то смесь крупнозернистая —
до/от среднезернистой до мелкозернистой. Если ситовая линия лежит выше ли-
нии С, то смесь слишком мелкозернистая и поэтому нецелесообразна; если она
проходит ниже линии А, то смесь крупнозернистая и поэтому также нецелесооб-
разна.
С помощью ситовых линий можно не только оценить существующий заполни-
тель по его гранулометрическому составу, но также
составить нужную по составу смесь, например смесь
заполнителя из четырех групп зерен (см. рис. 3.73).
Наряду с гранулометрическим составом по си-
товой линии можно получить величины поверхности
зерен в зерновой смеси (число зернистости К и Д —
сумма). Эти величины показывают содержание воды
в зерновой смеси.
Смешанный на заводе каменный заполнитель —
это состав из недробленых или дробленых зерен,
Рис. 3.72. Плотная зерновая
структура
Рис. 3.73. Ситовая линия и получение зерновых групп
Глава 3. Строительные материалы
Наибольшее зерно Правильно выбранное
слишком большое наибольшее зерно
Рис. 3.74. Выбор наибольшего зерна на при-
мере бетонной плиты толщиной 50 мм
который должен лежать между гра-
ничными ситовыми линиями А и С
с наибольшим зерном от 45 мм (см.
табл. 3.22). Эта смесь может состо-
ять и из двух зерновых групп. Отсю-
да для транспортной бетонной ма-
шины получается возможность
иметь меньшее количество зерновых
групп и тем самым повысить эко-
номичность производства.
3.5.6.2. Наибольшее зерно
Наибольшее зерно в гранулометрическом составе бетона следует выбирать так,
как этого требуют смешивание, перевозка, укладка и уплотнение бетона.
• Наибольшее зерно должно иметь размеры не более 1/3 минимального раз-
мера конструкции (рис. 3.74).
• Преобладающая часть заполнителя для железобетона должна быть мень-
ше, чем расстояние между стержнями арматуры.
• При небольшом защитном слое бетона — меньше, чем расстояние между
арматурой и опалубкой.
3.5.6.3. Содержание порошкового заполнителя
Порошковая часть заполнителя состоит из зернистой составляющей с диаметром
зерен до 0,125 мм при известных случаях из добавок к бетону и из содержащегося
в бетонной смеси цемента.
Мелкие составляющие (наполнитель, каменная мука) могут согласно DIN
4226-1 добавляться к зернистой смеси. Наполнитель — это каменный зернистый
заполнитель, преобладающая часть которого проходит через сито 0,063 мм. Для
добавления изготовитель зерновой смеси должен придерживаться определенных
граничных значений.
Бетон должен содержать определенное количество порошковой зерновой со-
ставляющей, чтобы он был удобоукладываемым и имел плотную структуру. Это
является важным, например, для фасадного бетона, для бетона с высоким сопро-
тивлением проникновению воды, для бетона для тонкостенных и частоармиро-
ванных строительных конструкций и для бетона, перевозимого на далекие рас-
стояния или подаваемого по трубопроводам с помощью бетононасосов.
Слишком большое содержание порошка требует больше цементного клея и
может быть недостатком, например при воздействии мороза с или без оттаиваю-
щих средств и при воздействии на бетон истирающих усилий. Поэтому для бето-
нов до класса прочности С 50/60 при классах воздействий XF и ХМ, а также для
всех бетонов начиная с класса прочности С 55/67 следует ограничивать порошко-
вую составляющую. Для всех других бетонов наивысшее допустимое содержание
порошковой составляющей в смеси равно 550 кг/м3.
3.7. Добавки к бетону
3.6. Вода затворения
В качестве воды затворения рассматривается то количество воды, которое добав-
ляется к смеси при замешивании. Для этого можно применять воду из природных
источников, если она не содержит примесей, негативно влияющих на твердение
или другие свойства бетона. Такими примесями являются гумусовая кислота в
болотной воде или промышленные стоки в реках. Морскую воду нельзя приме-
нять для железобетона, так как вследствие содержания хлоридов не будет обеспе-
чена защита арматуры от коррозии. Питьевая вода подходит хорошо, однако при-
менение минеральной воды и воды из сернистых источников недопустимо.
При определении количества необходимой воды затворения следует учиты-
вать собственную влажность заполнителя. Она состоит из поверхностной влажно-
сти и зерновой влажности. Поверхностная влажность — это вода на поверхности
зерен или между зернами заполнителя. При стационарных мешалках поверхнос-
тная влажность постоянно измеряется радиометрическим способом. При этом
ядерное излучение при прохождении через заполнитель ослабляется. В зависи-
мости от влагосодержания прохождение лучей имеет различную скорость и дает
соответствующие измеренные значения поверхностной влажности.
Требуемое количество воды затворения получается из потребности в воде за
вычетом поверхностной влаги в заполнителе. Контроль за водосодержанием сме-
си на площадке возможен с помощью испытания консистенции свежего бетона.
3.7. Добавки к бетону
Свойства свежего и затвердевшего бетона можно изменять с помощью добавок.
3.7.1. Средства, добавляемые к бетону
Средства, добавляемые к бетону, — это жидкие или порошковые материалы, ко-
торые преимущественно положительно влияют на определенные свойства све-
жего бетона, как, например удобоук-
ладываемость или начало твердения.
Так как они, тем не менее, могут от-
рицательно влиять на другие важные
свойства бетона, то количество вноси-
мых добавок должно всегда опреде-
ляться первым испытанием. Первое
испытание должно учитывать конк-
ретную ситуацию на стройплощадке,
так как, например, различные наруж-
ные температуры могут иметь суще-
ственное влияние на действие доба-
вок к бетону. Добавки в зависимости
от длительности их действия вносят-
ся только в ограниченных количе-
Таблица 3.26. Добавки к бетону
Вид Краткое обозначение Отличительный цвет
Пластифицирующие и смачивающие добавки BV Желтый
Порообразующие добавки LP Синий
Уплотняющие сред- ства DM Коричневый
Замедлители начала схватывания VZ Красный
Ускорители схваты- вания BE Зеленый
Добавки, помогаю- щие запрессовать бетон ЕН Бепый
Стабилизирующие добавки ST Фиолетовый
Глава 3. Строительные материалы
Применение пластифицирующих и смачи-
вающих добавок
• При одном и том же водоцементном от-
ношении:
- повышение текучести свежего бетона
при одном и том же содержании воды
- повышение расширяемости
- изменение консистенции
- бопее легкая и быстрая укладка свежего
бетона
Применение при тесном расположении
арматуры и в тонких конструкциях
• Уменьшение водоцементного отношения:
— сохранение консистенции
- меньшее содержание воды
- меньшая усадка
- более высокая прочность на сжатие
— более высокая ранняя прочность
— более высокая плотность
- более высокая долговечность
Применение в высокопрочном бетоне
и в сборных бетонных элементах
ствах либо в воду затворения, либо в
уже приготовленную бетонную смесь.
Жидкие добавки следует хранить в за-
щищенном от мороза месте. Допуска-
ется применять только добавки с дей-
ствительными знаками испытаний
(табл. 3.26).
3.7.1.1. Пластифицирующие
и смачивающие
добавки (BV)
Пластифицирующие и смачивающие
добавки снижают поверхностное на-
тяжение воды и позволяют за счет это-
го уменьшить добавку воды почти на
10%. Удобоукладываемость свежего
бетона при этом улучшается, хотя во-
доцементное отношение остается по-
Рис. 3.75. Действие смачивающих добавок
стоянным. При уменьшении добавле-
ния воды водоцементное отношение
становится меньше, а бетон — плот-
нее. Опасность расслоения свежего
бетона становится меньше, водоотде-
ление (выделение цементного моло-
ка) не происходит. Различают пласти-
фикаторы и смачивающие добавки,
повышающие текучесть.
Пластификаторы добавляются к
бетонам с жесткой консистенцией.
Они делают раствор и бетон более го-
могенными (однородными) и более
пластичными. Бетон легче перекачи-
вается бетононасосами и легче уплот-
няется; качество фасадного бетона
улучшается.
Смачивающие средства (FM) —
это особенно сильно действующие пластифицирующие добавки (рис. 3.75). Они
позволяют при нормальном количестве воды затворения изготавливать бетон
жидкой консистенции (жидкий бетон). При этом бетон может легче и эконо-
мичнее укладываться в усложненных условиях. Шумовая нагрузка на окружа-
ющую среду становится меньше, так как можно применять более простые ма-
шины и механизмы.
При применении смачивающих добавок следует, однако, учитывать, что
их действие прекращается через 45 минут. Поэтому внесение смачивающих
3.7. Добавки к бетону
добавок в транспортируемый бетон должно про-
исходить уже на стройпощадке.
3.7.1.2. Парообразователи (LP)
Порообразователи образуют в зависимости от наи-
большего зерна заполнителя от 3 до 5% очень мел-
ких закрытых пор в бетоне. Расстояние между
ними должно составлять менее 0,2 мм (рис. 3.76).
Эти воздушные поры действуют как шарики в ша-
рикоподшипнике. При этом свежий бетон стано-
вится более пластичным и лучше укладывается.
Кроме того, воздушные поры служат для вырав-
нивания давления при замерзании капиллярной
воды в бетоне. Повышается сопротивление дей-
ствию мороза и оттаивающих средств. Поэтому
бетоны с порообразователями применяются в ос-
новном в дорожном и мостовом строительстве.
Для особо пористого легкого бетона применяют-
ся пенообразующие материалы.
3.7.1.3. Замедлители схватывания
(VZ)
Замедлители схватывания передвигают время нача-
ла схватывания на более поздний срок, при этом
они делают более замедленным тепловыделение.
Вследствие этого процессы гидратации проходят
Рис. 3.76. Воздушные поры
(сильно увеличенная структу-
ра бетона)
Рис. 3.77. Укладка бетона с за-
медлителем в летний день
медленнее и удлиняется время укладки. Действие замедлителей зависит от приме-
няемого цемента и от наружной температуры на стройплощадке во время уклад-
ки. Замедлители добавляются для растворов и бетонов, производимых на заводе и
транспортируемых на стройплощадку. Кроме того, они применяются при возве-
дении массивных конструкций, например при строительстве мостов, а также для
бетонирования при высоких наружных температурах, например летом (рис. 3.77).
3.7.1.4. Ускорители твердения (BE)
Ускорители уменьшают время твердения. Они содержат составные части, кото-
рые вызывают коррозию арматуры. Поэтому ускорители не должны применять-
ся для железобетона. Они могут применяться, например, в сборных бетонных
элементах для повышения их ранней прочности, в ремонтных растворах для за-
делки водопроницаемых мест, а также в торкрет-бетоне.
3.7.1.5. Уплотняющие средства (DM)
Уплотняющие средства снижают водопоглощение бетона и уменьшают капил-
лярное действие. Однако в течение длительного времени они показали себя как
малоэффективные.
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.78. Предварительно на-
пряженная бетонная стена со
шлангами для контроля пол-
ного заполнения каналов за-
прессовываемым раствором
3.7.1.6. Добавки, помогающие
запрессовывать бетон (ЕН)
Добавки для запрессовывания помогают в пред-
напряженных железобетонных конструкциях зап-
рессовать цементный раствор и улучшают затека-
ние раствора в каналы для напрягаемой арматуры.
За счет умеренного разбухания раствора при зат-
вердевании исключаются пустоты в верхней части
каналов (рис. 3.78).
3.7.1.7. Стабилизаторы (ST)
Стабилизаторы делают свежий бетон более гомо-
генным и более скользким. При этом улучшается
удобоукладываемость бетона, его легче закачивать
бетононасосами. Плоскости фасадного бетона ста-
новятся более гладкими. Стабилизаторы применя-
ются в основном для легких бетонов, так как за счет
лучшего сцепления зерен легкого заполнителя при
заглаживании они не всплывают, и вторая рабочая
операция по заглаживанию отпадает.
3.7.2. Прочие добавки к бетону
Под прочими добавками к бетону понимают минеральные или органические ма-
териалы, которые влияют на определенные свойства бетонов. Так, они могут,
например, повысить содержание порошковой составляющей, которое изменит
консистенцию и удобоукладываемость свежего бетона, а в уже застывшем бе-
тоне будут влиять на прочность на сжатие, на плотность, на истираемость, на
водопроницаемость и на цвет. Однако они не должны влиять на твердение це-
мента, его прочность на сжатие, сопротивление истиранию, а также на защиту
от коррозии арматуры или снижать эти качества. Поэтому можно применять
только нормированные или допущенные органами строительного надзора до-
бавки к бетону. Добавки к бетону (наполнители) в больших количествах обыч-
но добавляются при расчетах объема материала, и свойства затвердевшего бето-
на должны подтверждаться первыми испытаниями.
Минеральные добавки — это каменная мука, мелкомолотый трасс и доменные
шлаки. Кроме того, на бетонных заводах все чаще применяют каменноугольную
летучую золу (SFA). При ее применении необходимо обеспечить минимальное
содержание цемента по DIN 1045 и наибольшее допустимое водоцементное от-
ношение. Это же относится и к применению силикатной пыли (SF = silica fume),
т.е. порошкообразной добавки к бетону.
Органические добавки — это, например, синтетические смолы, которые эко-
номят воду затворения и улучшают удобоукладываемость свежего бетона.
Красящие средства используют для придания бетону определенной окраски.
Можно применять'только такие красящие средства, которые соединяются с це-
3.8. Растворы
ментом, т.е. они не должны реагировать с цементом и не должны терять свой цвет.
Красящие средства — это в основном окислы металлов, как, например, окислы
железа для красной, желтой, коричневой и черной окраски, окислы хрома для
зеленой, кобальтовой окраски, алюминиевые оксиды хрома для синей окраски
или окислы титана для белой окраски бетона. Чем более мелкозернистым явля-
ется материал красящей добавки, тем больше ее окрашивающее действие, кото-
рое, однако, можно оценить только на затвердевшем бетоне.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Как различается каменный заполнитель по плотности?
2. Что понимают под зерновой группой?
3. Каменный заполнитель поставляется на площадку. По каким критериям можно
проверить поставку?
4. Что понимают под собственной влажностью каменного заполнителя?
5. Как можно определить точную поверхностную влажность каменного заполнителя?
6. Какие существуют промышленно изготавливаемые каменные заполнители?
7. Что нужно предпринять, чтобы установить точный состав каменного заполнителя?
8. Какое практическое назначение имеют диаграммы ситовых линий по DIN 1045-2?
9. При бетонировании остается лишний бетон. Как он может снова быть использован?
10. Почему каменный заполнитель должен иметь разные по размеру зерна?
11. Как определяется максимальный размер зерна заполнителя?
12. Пластификаторы и смачивающие добавки применяются очень часто. Какие раз-
личные свойства можно достичь при этом?
13. В середине лета необходимо бетонировать дорожный мост. Какую добавку к бе-
тону можно применить?
3.8. Растворы
Растворы — это смесь вяжущего, каменного заполнителя величиной до 4 мм и
воды затворения, а иногда и добавочных материалов и средств.
3.8.1. Раствор, приготавливаемый на стройплощадке
При изготовлении на площадке отмерять вяжущее и заполнитель следует с по-
мощью весов или мерного контейнера (а не лопатой). Это необходимо для дос-
тижения равномерного состава раствора. Составляющие раствора необходимо
закладывать в мешалку в такой последовательности: вода затворения, вяжущее,
каменный заполнитель. Их следует перемешивать так долго, пока смесь не ста-
нет равномерной.
3.8.1.1. Раствор, приготавливаемый на заводе
При заводском изготовлении раствора у дозировочной и смесительной установ-
ки должна быть инструкция по смешиванию, из которой должны бьпь видны тре-
буемые веса составляющих раствора и требуемое время смешивания. В заводской
раствор на стройплощадке нельзя добавлять заполнитель, добавки и дополнитель-
ные материалы. Для каждой поставки должна бьпь придана товарная накладная,
на которой должен быть указан завод-поставщик, точное описание составляю-
Глава 3. Строительные материалы
Вода затворения
+ вяжущее
+ каменный запол-
Завод по производству
транспортируемого
раствора
Рис. 3.79. Заводской раствор
щих и количество раствора, а также указания по дальнейшему его использова-
нию. Заводской раствор может поставляться в виде свежего раствора и в виде су-
хого раствора (рис. 3.79).
Заводской свежий раствор перевозится на стройплощадку готовым к приме-
нению с помощью транспортировочных миксеров и перекачивается в особые
растворные контейнеры. С помощью добавки замедлителя можно достигнуть
времени переработки до 36 часов.
Заводской сухой раствор — это смесь вяжущего и заполнителя. Он поступает в
мешках и в силосах на стройплощадку, и его надо там складировать в сухом и за-
щищенном от погоды месте, чтобы применение в соответствии с порядком его
использования могло происходить и через 4 недели после поставки.
Если исходные материалы для раствора по отдельности или частично в пред-
варительно смешанном виде поставляются в раздельных камерах одного силоса,
то говорят о многокамерном силосном растворе. Эти составляюшие раствора не-
обходимо дозировать в установленном на заводе соотношении, и они должны со-
единяться с водой в количестве, заданном изготовителем смеси.
3.8.2. Кладочный раствор
Кладочный раствор имеет задачу связывать камни кладки между собой и прочно
удерживать их на месте. Кладочным раствором можно выравнивать отклонения в
размерах камней. Кладочный раствор нормируется по DIN 1053.
3.8.2.1. Растворные группы и их применение
Среди кладочных растворов различают 5 растворных групп с различной прочнос-
тью на сжатие. Требуемая прочность получается в зависимости от вида и количе-
ства применяемого вяжущего и заполнителя (табл. 3.27).
• Раствор растворной группы I в качестве вяжущего содержит только известь.
Так как к нему не предъявляется требований прочности на сжатие, то такие
растворы не допускаются для кладки стен высотой более двух полных этажей
и для толщины стен менее 24 см, причем при двухслойных стенах определяю-
щей является толщина внутреннего слоя. Кроме того, применение таких ра-
створов недопустимо в кладке наружного слоя стен, кладке в подвалах, кладке
сводов и стен для испытаний на соответствие.
• Растворы растворной группы II и На содержат в качестве вяжущего цемент и
известь. Они имеют достаточную прочность на сжатие и могут применяться для
кладки нормально нагруженных стен, как внешних, так и внутренних.
• Растворы растворной группы III и Ша содержат в качестве вяжущего цемент.
Обе растворные группы имеют одинаковое отношение смешиваемых частей,
хотя к заполнителю группы Ша предъявляются повышенные требования.
Вследствие их высокой прочности они могут применяться для особонагружен-
ных стен, как, например, для коротких стен (пилонов) и опор.
Растворы различных групп могут вместе применяться на одной стройплощадке,
только если нет опасности их перепутать. Если необходимо применить растворы с
другими отношениями смешиваемых частей и условиями смешивания, то их не-
обходимо постоянно, как и раствор Ша, подвергать испытаниям на соответствие.
3.8.2.2. Свойства свежего раствора
Свежий раствор — это еще не затвердевший раствор. Он должен бьпь пластич-
ным и удобоукладываемым, держаться на стеновом камне, не расслаиваться, не
выделят воды и слишком рано не схватываться. Эти свойства зависят от зерново-
го строения, от вяжущего, консистенции, добавок и времени складирования све-
жего раствора.
3.8.2.3. Свойства затвердевшего раствора
Затвердевший раствор — раствор, набравший большую часть своей прочности.
Он должен иметь прочную связь со стеновым камнем, должен быть паропрони-
цаем и достигать требуемой прочности (табл. 3.28). Это можно подтвердить ис-
Таблица 3.27. Группы кладочных растворов (состав в объемных частях)
Г руппа растворов Вид раствора Воздушная и гидравлическая известь Г идравличес- кая известь (HL2) Гидравлическая известь (HL5), штукатурные и стеновые вяжущие Цемент Песок
Известковое тесто Г идрат извести
1 4
1 Известковый — 1 — — — 3
раствор — — 1 — — 3
- - - 1 - 4,5
1,5 — - — 1 8
II — 2 — — 1 8
— — 2 — 1 8
Известково- цементный - - - 1 - 3

раствор 1 1 6
Па - - 2 1 8
III Цементный - - - - 1 4
III а раствор - - - - 1 4
Глава 3. Строительные материалы
Таблица 3.28. Прочность растворов на сжатие
Г руппа растворов Вид раствора Минимальная прочность на сжатие, Н/ммг через 28 дней (средняя величина)
При испытаниях качества При испытаниях на соотвествие
1 Известковый раствор - -
II Известково- цементный раствор 2,5 3,5
На 5 7
III Цементный раствор 10 14
Illa 20 25
пытанием на соответствие. Если к
растворам групп MG II, Па и III
предъявляются повышенные требо-
вания к их прочности, то эти испы-
тания надо проводить обязательно.
При этом определяется необходи-
мый для достижения определенной
прочности состав раствора.
3.8.2.4. Виды растворов
Растворы различаются по их приме-
нению.
• Нормальный раствор (NM) может быть составлен без особого расчета по табл.
3.27. Кладка на нормальном растворе не морозостойкая и поэтому должна за-
щищаться от увлажнения.
• Легкий раствор (LM) — это сухой или свежий раствор заводского приготовле-
ния с плотностью в сухом состоянии ниже 1,5 кг/дм3. Такая плотность дости-
гается применением легкого заполнителя, как, например, керамзита, вспучен-
ной слюды, доменной пемзы или полистирольных шариков. Если плотность в
сухом состоянии ниже 1,0 кг/дм3, то такие растворы называют теплоизоляци-
онными растворами.
Легкие растворы нельзя применять для кладки сводов и лицевой кладки, подвер-
женной погодным воздействиям. В качестве вяжущего для легких растворов при-
меняют цемент. Наряду с добавками, как ,например, пластификаторы, замедляю-
щие твердение материалы, он может содержать и порообразователи. Их состав, как
правило, определяется на основании испытаний на соответствие. Если требуется
только качественное испытание, то их прочность в возрасте 28 суток принимается
5 Н/мм2. Легкие растворы поставляются под марками LM 21 и LM 36. Числа обо-
значают коэффициент теплопроводности 0,21 Вт/(мК)и0,36Вт/(м-К) (табл. 3.29).
• Тонкошовные растворы (DM) состоят из цемента и очень мелкого заполните-
ля, с наибольшим зерном в 1,0 мм. Кроме того они имеют химические добав-
ки, которые, например, делают раствор пластичнее и препятствуют слишком
Таблица 3.29. Требования к легким растворам
При испытаниях на соответствие
LM21 LM36
Прочность через 28 дней, Н/мма Плотность в су- хом состоянии через 28 дней, кг/дм3 Теплопровод- ность, Вт/(м-К) <7 <0,7 <0,18 <7 < 1,0 <0,27
сильному всасыванию воды из раствора каменной
кладкой. Их схватывание происходит не позже чем
через 4 часа после смешивания, возможность по-
править неправильно уложенные камни составля-
ет 7 минут. Тонкошовные растворы поставляются
в мешках как сухие смеси заводского приготовле-
ния и должны затворяться требуемым количеством
воды (рис. 3.80). Тонкошовные растворы относят-
ся к растворной группе MG III. Они подходят для
кладки полированных камней, однако для кладки
сводов они не допускаются.
3.8. Растворы
• Шовные растворы содержат пуццолановый це-
мент или трасс, чтобы придать раствору большую
плотность. Мелкий каменный заполнитель дол-
жен иметь зерна не более 2 мм в диаметре. С по-
мощью соответствующих добавок их водооттал-
кивающая способность может быть повышена.
Шовный раствор применяется для швов в лице-
вой кладке.
3.8.3. Штукатурные растворы
Рис. 3.80. Замешивание тонко-
шовного раствора
Штукатурные растворы — это смеси одного или нескольких вяжущих, камен-
ного заполнителя с преобладанием зерен от 0,125 до 4 мм, а также воды, иногда
добавок (рис. 3.81). У штукатурных растворов из строительных гипсов и ангид-
ритовых вяжущих каменный заполнитель может отсутствовать. В качестве до-
бавок могут быть добавочные средства и добавочные материалы. Добавочные
Таблица 3.30. Условия смешивания штукатурного раствора по DIN 1В550 в частях по объему
Г руппа раство- ров Вид раствора Строительная известь по DIN 1060, часть 1 Штукатурное и стеновое вяжу- щее DIN 4211 Цемент DIN 1164, часть 1 Строительные гипсы без завод- ских добавок DIN 1168, часть 1 Ангидритовое вяжущее DIN 4208 Песок1*
Воздушная известь Гашеная известь Г идрав- личес- кая известь Высоко- гидрав- личес- кая известь
Формо- вочный гипс Штука- турный гипс
Извест- ковое тесто Гидрат извести
а) Раствор на воздуш- ной извести 1.02’ 1,0я 3,5-4,5 3,5-4,0
PI Ь) Раствор на гашеной извести 1.0 1,0 3,5-4,5 3,0-4,0
с) Раствор с гидравли- ческой известью 1,0 3,0-4,0
а) Р II Раствор с высоко- гидравлической известью или рас- твор со штукатур- ным или кладочным вяжущим 1,0 или 1,0 3,0-4,0
Ь) Известково-цемент- ный раствор 1,5 или 2,0 1,0 9,0-11,0
а) Р III Цементный раствор с добавкой гидрата извести <0,5 2,0 6,0-8,0
b) Цементный раствор 1,0 3,0-4,0
а) Гипсовый раствор 1,0=» -
Ь) Г ипсо-песчаный раствор 1,0s1 или 1,0я 1,0-3,0
Р IV . с) Г ипсо-известковый раствор 1,0 или 1,0 0,5-1,0 или 1,0-2,0 3,0-4,0
Ф Известково-гипсо- вый раствор 1,0 или 1.0 0,1-0,2 или 0,2-0,5 3,0-4,0
а) Р V Ангидритовый раствор 1,0 <2,5
Ь) Ангидритово-гипсо- вый раствор 1,0 или 1,5 3,0 12,0
1) Значения этой таблицы справедливы только для заполнителя из камня с плотной структурой. 4 Ограниченная добавка цемента допустима. 3) Для улучшения пластичности можно добавлять в ограниченных количествах белую известь, для регулирования времени затвердевания можно добавлять замедлители.
Рис. 3.81. Оштукатуривание с
помощью штукатурного ра-
створа
Рис. 3.82. Нанесение обмазоч-
ных материалов
средства, как, например, парообразователи или ус-
корители твердения, влияют на свойства раство-
ров или должны улучшать сцепление штукатурки
с основанием. Если добавочные материалы, как
например каменная мука или минеральные окра-
шивающие добавки, добавляются в больших ко-
личествах, то их необходимо учитывать при опре-
делении количества вяжущего. Штукатурные ра-
створы согласно DIN 18550 делятся на группы от
PI до PV (табл. 3.30).
Вместо штукатурных растворов для определен-
ных целей могут применяться обмазочные матери-
алы (рис. 3.82). При этом речь идет о штукатурках
заводского приготовления, которые состоят из орга-
нических вяжущих, например из синтетических
смол в форме дисперсий или растворов. Кроме того,
они могут содержать наполнители или заполните-
ли с преобладающим зерновым составом менее
0,125 мм и иногда разбавители.
3.8.4. Стяжечныерастворы
Стяжечные растворы в свежем виде наносятся на плиты перекрытий или черные
полы. По застывшему раствору в качестве выравнивающей стяжки можно не-
Таблица 3.31. Каменный за- полнитель для стяже иного раствора
Класс прочности Разделение зерен
8 мм На каждую половину 0/2 и 2/8
16 мм На каждую треть 0/2, 2/8 и 8/16
Таблица 3.32. Классы прочно-
сти цементных стяжек
Класс прочности Прочность на сжатие в Н/мм2
При качественном испытании При
Номи- нальная проч- ность Серий- ная проч- ность испытании на соот- ветствие
ZE 12 12 > 15 18
ZE20 20 >25 30
ZE3O 30 >35 40
ZE40 40 >45 50
ZE50 50 >55 69
ZE55M 55 >70 80
ZE65A 65 >70 80
ZE65KS 65 >70 80
посредственно ходить, или она служит основанием
для чистого пола. Стяжечный раствор состоит из
вяжущего и каменного заполнителя с добавлением
воды затворения и растворных добавок. В качестве
вяжущего подходит цемент, ангидритовое вяжущее
(см. с. 127), литой асфальт (см. с. 137) и синтети-
ческие смолы.
Раствор для цементных стяжек (ZE) изготавли-
вается из цемента, каменного заполнителя с наи-
большим зерном 16 мм и воды затворения. В каче-
стве заполнителя подходят песчано-гравийные
смеси в обычных зерновых группах. В растворах с
наибольшим зерном 8 и 16 мм обычным является
определенное разделение зерен (табл. 3.31). Вели-
чина наибольшего зерна зависит от толщины стяж-
ки. Как и у бетона, максимальное зерно не должно
быть больше '/3 толщины стяжки.
Цементные стяжки могут быть различных
классов прочности (табл. 3.32). Они могут приго-
тавливаться после качественного испытания; на-
чиная с ZE 40 необходимо проводить испытание на
3.9. Дерево
соответствие. Если необходимо устройство особо прочных на истирание стяжек,
то применяют цементные стяжки прочностью ZE 55 и выше и добавляют в смесь
соответствующие твердые материалы, например твердые природные камни (А),
плотные металлические шлаки (М), электрокорунд и кремниевый карбид (KS).
Если для стяжек применяют в качестве заполнителя особый природный камень
и шлифуют затвердевшую поверхность, то говорят о терраццо.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие имеются группы растворов и какие вяжущие для них применяются?
2. Какие возможности имеются для укладки заводского раствора на стройплощадке?
3. Для каких работ допускаются различные группы кладочных растворов?
4. Почему для известково-цементных растворов существуют различные значения
прочности?
5. Какие виды кладочных растворов имеются и для чего они применяются?
6. Какие вяжущие могут смешиваться между собой в штукатурных растворах?
3.9. Дерево
Дерево — это строительный материал, многообразно применяющийся в строи-
тельстве в течение тысяч лет. Конструкции крыш, стен, перекрытий, лестниц
делаются часто из дерева (рис. 3.83). Во внутренней отделке дерево — также ча-
сто применяемый материал. Наряду с этим дерево применяется при устройстве
опалубки.
Области применения природного сырья — древесины расширяются дальней-
шей переработкой древесины в древесные строительные материалы, такие, как
стружечные, волокнистые плиты и фанера. Причиной для многостороннего при-
менения являются выгодные технические свойства, прекрасный внешний вид и
экологические преимущества.
Чтобы правильно использовать дерево и древесные материалы, необходимы
знания о росте и строении древесины, а также о свойствах различных пород дере-
ва и различных типов древесных материалов.
3.9.1. Рост и строение древесины
Дерево само создает необходимые для своего
роста вещества. Для этого оно через складчатые от-
верстия на нижней стороне листов забирает из воз-
духа углекислый газ. Кроме того, оно забирает из
земли за счет всасывающей силы корней воду и пе-
редает ее до самых листьев. Перемещение воды про-
исходит за счет отсоса, который возникает при ис-
парении воды в листьях и который поддерживает-
ся диффузией и капиллярным действием.
Вода содержит питательные соли и микроэле-
менты, также, как, например, азот, фосфор, калий,
кальций, магний и железо, которые необходимы
Конструкции
крыши
Перекрытие
Рис. 3.83. Конструкции из де-
рева
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.84. Питание дерева
Рис. 3.85. Рост в толщину
Рис. 3.86. Узелки — поры клет-
ки хвойной древесины
для построения органических веществ и для под-
держания жизни дерева.
Дерево превращает с помощью зелени листвы
(хлорофилла) и солнечного света воду и углекис-
лый газ в сахар и крахмал и при этом выделяет кис-
лород. Вместе с питательными солями из них обра-
зуется целлюлоза и другие органические вешества,
такие как лигнин, смолы и жиры. Химическое пре-
вращение воспринятых веществ в органические ве-
щества называют фотосинтезом, при этом необхо-
дима солнечная энергия (рис. 3.84).
Рост деревьев в наших широтах начинается вес-
ной и длится до конца лета и осени. В течение зимы
рост замирает. Рост в длину начинается с появлени-
ем концевых и ростовых почек ствола, сучьев и ве-
ток. В почках находятся зоны роста или вегетации,
в которых клетки непрерывно делятся и удлиняют
ствол и ветви.
Рост в толщину происходит в камбие. Этот тон-
кий слой роста окружает древесную часть дерева
и образует вовнутрь клетки древесины, а наружу —
клетки мочала или луба. Так же как и при росте в
длину, клетки делятся и расширяются. В лубяной
части строительные вещества транспортируются
вниз в зоны роста и в накопительные клетки вет-
вей, ствола и корней. Лубяной слой образует сна-
ружи корку, отмершие части которой называют
древесной корой (рис. 3.85).
3.9.1.1. Клетки древесины
Клетки древесины должны выполнять различные
задачи, и поэтому их строение различно. Листвен-
ные и хвойные деревья имеют различное клеточное
строение. Соседние клетки связаны между собой
узелками-порами. Поры — это сгруппированные по-
парно проницаемые тонкие места в стенках клеток,
обеспечивающие перемещение воды и веществ
между клетками.
В лиственной древесине поры состоят в основ-
ном из очень тонкого сетчатого волокнистого пле-
тения с очень маленькими отверстиями, допуска-
ющими обмен веществ за счет диффузии.
В хвойной древесине поры называются при-
дворными порами. В них между отверстиями в стен-
ках клетках (порами) находится проницаемая
3.9. Дерево
средняя пластинка и запирающим слоем (торус) (рис. 3.86). При повреждени-
ях дерева и при высыхании упавших деревьев происходит закрытие пор. По-
этому некоторые породы хвойных деревьев трудно поддаются пропитке.
Древесная масса хвойной древесины состоит в основном из трахеидов. Эти
клетки, которые встречаются только у хвойной древесины, придают дереву
прочность и берут на себя транспортировку соков вверх. Они вытянуты в длину
и образуют более 95% массы древесины. Питательные и способствующие росту
вещества откладываются в расположенных преимущественно поперек направ-
ления волокон накопительных клетках.
Древесная масса лиственных деревьев не име-
ет такой простой структуры, как у более рано по-
явившихся на земле хвойных деревьев. Листвен-
ная древесина наряду с опорными и накопительны-
ми клетками имеет специальные вытянутые в дли-
ну проводящие клетки, которые проводят сок и
могут быть названы трахеями, сосудами или пора-
ми (табл. 3.33). Величина и распределение этих
проводящих клеток имеют большое влияние на
структуру древесины. Поэтому различают крупно-
пористую, мелкопористую древесину, а также дре-
весину с кольцевыми порами и с неравномерно
распределенными порами (рис. 3.88). Мелкопори-
стая древесина — например, у лесного и красного
бука, а также у клена; к крупнопористым относят-
ся, например, дуб и ясень.
3.9.1.2. Строение древесины
Образовавшиеся при росте в толщину древесные
клетки окружают в виде колец отмершие трубоч-
ки сердцевины, из которых развилось дерево. По-
явившиеся весной и в начале лета древесные клет-
ки более широкие и тонкостенные и имеют более
светлый цвет (ранняя древесина). Поэтому дере-
во мягкое и легкое. Образованные в конце лета
Рис. 3.87. Древесные клетки
лиственной древесины
Таблица 3.33. Древесные клетки в лиственной древесине
Название Опорные клетки Форма
Опорные клетки Обеспечивают прочность древесины Вытянутая в длину, заостренная, толстостенная, образуют древес- ные волокна
Проводящие клетки Проводят соки Длинная в форме трубок, частично видимая в распиле поперек воло- кон в виде пор, а вдоль волокон - в виде мелких игольчатых трещин
Накопитель- ные клетки Накапливают питательные вещества Тонкостенные, светлые, преимуще- ственно исходящие из сердцевины сердцевинные лучи
Рис. 3.88. Поры в лиственной
древесине

уда-.
Мелкопористая древесина
с неравномерно распределенными
порами
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.89. Поперечный распил
ствола с годовыми кольцами
Заболонь
Заболоневое дерево
Заболонь
Древесина
ядра
Дерево с ядровой
древесиной
. Заболонь
Спелая
древесина
Дерево со спелой
древесиной
Рис. 3.90. Заболонная состав-
ляющая древесины
клетки — толстостенные, более узкие и более тем-
ного цвета (поздняя древесина). Поэтому поздняя
древесина соответственно тверже и тяжелее, чем
ранняя древесина.
Полный рост в толщину за один год состоит, та-
ким образом, из ранней древесины и поздней древе-
сины и образует годовое кольцо. По числу годовых
колец можно определить возраст дерева, если их со-
считать на срезе у самой земли (рис. 3.89). Деревья
из тропических регионов растут не в годовом ритме
и поэтому не имеют строения в виде годовых колец.
Внешние годовые кольца служат для транспор-
тировки воды и соков дерева. Эта часть дерева на-
зывается заболонью. У большого числа пород дере-
вьев с увеличением возраста наступает изменение
ядра. Более старые внутренние годовые кольца при-
нимают на себя проводку воды и соков и заполня-
ются откладывающимися в древесине веществами,
такими, как дубильные и красящие вещества, смо-
ла, воск и жир. Эти темные внутренние слои назы-
вают древесиной ядра. Древесина ядра тяжелее,
прочнее и долговечнее заболони.
Деревья, имеющие наряду с заболонью древе-
сину ядра, называют деревьями с ядровой древеси-
ной. К ним относятся, например, сосна, лиственни-
ца, дуб (рис. 3.90).
У некоторых видов деревьев заболонь идет от
сердцевины до камбия насквозь. К этим равномер-
ным по твердости заболоневым деревьям относятся,
например, граб обыкновенный, липа, береза и клен.
У других видов деревьев имеет место образова-
ние древесины ядра, но при этом не наступает из-
менение цвета. Эту древесину, например у пихты,
ели и красного бука (бука лесного), называют дре-
весиной спелых пород.
Если ствол дерева разрезать в разных направле-
ниях, то можно ясно увидеть строение древесины (рис. 3.91). Различают:
• Попечечный или лобовой распил
Сердцевина, годовые кольца, луб и кора видны в виде колец. Соответствен-
но, видны древесина ядра, заболонь, сердцевинные лучи и поры.
• Радиальный или зеркальный распил
Годовые кольца образуют параллельные полоски. Иногда они видны из-за
разрезанных сердцевинных лучей («зеркал»).
• Хордовый или тангенциальный распил
Вследствие омоложения ствола возникает па-
раболический рисунок, называемый тангенциаль-
ностью.
Если в распилах видны более широкие годовые
кольца, получившиеся вследствие буйного роста,
говорят о грубогодичной древесине. Тонкие годовые
кольца образуют тонкогодичную древесину. Тонко-
годичная древесина — особенно ценная, так как она
мало деформируется при усушке.
3.9.1.3. Состав древесины
Древесные клетки состоят из стенок клеток и во-
дянистого содержимого, так называемого клетча-
того сока (протоплазмы), который у свежей древе-
сины может составлять больше половины древес-
ной массы.
Древесина (ее материал) образуется деревянным
каркасом стенок клеток. Она состоит у всех пород
деревьев из одинакового количества химических
элементов, из которых образуются различные со-
единения (рис. 3.92). Составляющие материаладре-
весины — это целлюлоза и целлюлозоподобные ма-
териалы (семицеллюлозы), лигнин и вещества, со-
держащиеся в древесине, такие как смола, терпен-
тин, жир, воск, красители и неорганические
микроэлементы.
• Целлюлоза — образует каркас древесины.
• Лигнин — обеспечивает прочность на сжатие
(одревление).
• Вещества, содержащиеся в клетках древеси-
ны, — влияют на окраску, запах, стойкость
против насекомых и грибков.
3.9.1.4. Экологическое значение дерева
Содержание и уход за лесом не только имеют эко-
номическое значение, но и экологически очень
целесообразны, так как леса способствуют сохра-
нению жизненного пространства для людей, жи-
вотных и растений и тем самым вносят важный
вклад в защиту окружающей среды. Наряду с фун-
кцией использования и защиты лес служит также
местом отдыха для людей.
Рис. 3.91. Плоскости распилов
полнотелого дерева
Рис. 3.92. Химический состав
древесной субстанции
Рис. 3.93. Лавинозащита как
«замена» отсутствующего на
горе леса
Глава 3. Строительные материалы
Леса необходимы для обеспечения экологического равновесия, так как они
существенно способствуют поддержанию чистоты воздуха и улучшению климата,
а также защите ландшафта.
• Деревья связывают углекислый газ поглощением СО2 и выделением кис-
лорода в воздух. Содержание СО2 в атмосфере и связанный с ним парнико-
вый эффект уменьшается (см. разд. 2.1.12).
• Леса связывают частицы пыли и копоти.
• Почва защищается от переноса силами природы (эрозии), и предотвраща-
ется образование карста и оврагов.
• Ограничивается образование снежныхлавин, камнепадов и оползней (рис. 3.93).
• Лес долго сохраняет влажность почвы и медленно отдает воду. Это создает
сбалансированный климат и уменьшает понижение уровня грунтовых вод.
□ Вырубка хвойных деревьев
□ Вырубка лиственных
деревьев
Рис. 3.94. Ежегодный прирост
древесины и ее вырубка в ФРГ
Рис. 3.95. Разрезы ствола де-
рева
• Опасность наводнений, в особенности при тая-
нии снегов, ограничивается.
Применение дерева в строительстве целесообраз-
но с точки зрения защиты окружающей среды также
и потому, что дерево — возобновляемое сырье, и по-
этому другими сырьевыми материалами, запасы
которых ограничены, можно пренебречь (рис. 3.94).
Кроме того, при изготовлении, переработке и
уничтожении отходов дерево требует немного энер-
гии. Так как дерево — относительно легкий матери-
ал, который почти везде имеется в наличии, затра-
ты энергии на его транспортировку также малы. За
счет дальнейшей переработки остатков древесины
исключаются ее отходы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие функции выполняют листья деревьев?
2. Опишите процесс фотосинтеза.
3. Какие задачи выполняют камбий, кора и заболонь?
4. Какие древесные клетки различают в древесине ли-
ственных пород и какие задачи они выполняют?
5. Чем образуются годовые кольца?
6. Чем отличаются ранняя древесина и поздняя дре-
весина?
7. Какие плоскости распилов изображены на фраг-
менте (рис. 3.95)?
8. Каким образом различаются эти распилы (рис. 3.95)?
9. Из каких составляющих построено вещество —
древесина?
10. Почему содержание леса экологически целесооб-
разно?
3.9. Дерево
3.9.2. Свойства дерева
Для различения пород деревьев используют тек-
стуру, цвет и запах, а также ряд технических
свойств, таких, как долговечность, плотность, твер-
дость и прочность. Дальнейшим типичным свой-
ством является «коробление древесины».
Различные свойства позволяют многогранное
применение дерева. Для этого, однако, необходимы
обширные знания о различных видах древесины.
3.9.2.1. Долговечност ъ
Таблица 3.34. Долговечность различных видов древесины
Долговечность Породы деревьев
Очень долго- вечные белая акация, тик
Долговечные дуб, тис
Среднедолго- вечные лиственница, сосна
Малодолговеч- ные ель, пихта
Недолговечные береза, тополь, бук, ясень
Правильно обработанное на заводе — долговечно. При частом изменении влаж-
ности и сухости долговечность значительно снижается (табл. 3.34). Напротив,
если дерево находится под водой, то оно может служить очень долго. В основном
древесина в ядре более долговечна, чем заболонь, так как долговечность зависит
от наполняющих веществ, которые исключительно содержаться в ядре.
Долговечность древесины снижается в основном грибками и насекомыми.
С помощью дополнительной обработки средствами защиты древесины срок
службы дерева может быть продлен.
3.9.2.2. Плотность У дерева следует различать плотность и объемную Таблица 3.35. Плотность дре- весины различных пород
Вид дерева кг/дм3
массу. Плотность относится к чистой деревянной суб- Пихта, ель 0,47
станции, т.е. к материалу стенок клеток, без клеточ- Сосна 0,52
ного пространства. Она составляет у всех видов дере- Ольха 0,53
ва около 1,56 кг/дм3, так как стенки клеток у всех Лиственница 0,59
пород древесины состоят из одних и тех же основных Клен 0,61
веществ. Под объемной массой понимают плотность Береза 0,65
дерева вместе с клеточным пространством. Объемная Орех 0,66
масса зависит от вида древесины и его влагосодержа- ния. Обычно объемная масса дается для дерева в воз- Ясень 0,69
душно-сухом состоянии (табл. 3.35). Дуб 0,67
Плотность влияет на дальнейшие свойства де- Бук 0,69
рева, например прочность, твердость, обрабатыва- Граб 0,77
емость и теплопроводность. Красный кедр 0,37
3.9.2.3. Твердость Красное дерево 0,43
Орегонская 0,51
Под твердостью дерева понимают сопротивление, сосна
которое древесина создает проникновению в него Limba 0,55
другого тела, например лезвия режущего инстру- Бомерия, сипо 0,60
мента. Обрабатываемость и истираемость поэтому Ироко 0,63
зависят от твердости. Американская
Твердость древесины тем больше, чем больше желтая (юж- 0,65
объемная масса и чем меньше влагосодержание. ная) сосна
Таблица 3.36. Твердость различных пород деревьев
Мягкие породы Твердые породы
Очень мягкие Мягкие Т вердые Очень твердые
Тополь Липа Бальза Пихта Ель Сосна Лиственница Клен Дуб Ясень Бук Граб
Медленно росшее дерево с толстостен-
ными клетками, как правило, твер-
же, чем быстро росшее дерево. Забо-
лонь мягче ядровой древесины.
На практике различают древесину
твердых и мягких пород (табл. 3.36).
3.9.2.4. Прочность
Под прочностью древесины понимают ее сопротивление изменению формы под
воздействием внешних сил. Прочность дерева увеличивается, как и твердость,
как правило, при увеличении объемной массы, а с повышением влажности —
снижается. Неравномерный рост, сучковатость и трещины снижают прочность
дерева.
В зависимости от вида нагрузки различают прочность на сжатие, растяжение,
изгиб и сдвиговую прочность или прочность на срез (см. разд. 2.2.8). Если при
одной из этих нагрузок начинается разрушение структуры дерева, то говорят, что
превышена граница прочности, или предел прочности. Поэтому конструкции из
дерева могут быть нагружены только до определенного напряжения (табл. 3.37).
Допустимые напряжения в МН/м2 согласно DIN 1052 зависят от качества древе-
сины, т.е. по классам сортности DIN 4074 (см. разд. 3.9.8.2).
Таблица 3.37. Прочность цельной древесины (хвойных пород)
Вид нагрузки Допустимые напряжения в Мн/м2 у классов сортности Примеры
S7 S 10 S 13
1 Изгиб А доп. ов 7 10 13 Балки, стропила
параллельно |-: волокнам < Растяжение ДОП. GZ|| 0 7 9 Растянутые стержни, накладки
———-— ДОП. OrL 0 0,05 0,05 Стык стропил, несущая обрешетка
поперек волокон —
1 > ——-~i
параллельно волокнам ““Ч* доп. OD|| 6 8,5 11 Стойки, подпорки

Сжатие поперек J доп. OD± 2 2 2 Пороги, стропила
t
Срез и сдвиг - j ДОП. тя или ДОП. TQ 0.9 0,9 0,9 Соединения деревянных конструкций, врубки
3.9. Дерево
Таблица 3.38. Свойства проводимости и изоляции древесины
Свойства Теплоизоляция Звукоизоляция Электропроводность
Оценка Очень хорошая, 1 см сосновой древеси- ны имеет такую же теплоизоляцию, как 16 см бетона Хорошее распространение звука. Ограниченные возможности звукоизоля- ции Сухое дерево не проводит элект- рический ток. Влажная древеси- на проводит лучше
Причина/ значение Много пор в сухом де- реве Малый вес и высокая прочность на изгиб Возможно измерение влажности с помощью электрического сопротивления
3.9.2.5. Электро- и теплопроводность
и теплозащита и звукоизоляция
При оценке строительных материалов с точки зре-
ния строительной физики важными являются
свойства проводимости и, соответственно, изоля-
ции по отношению к теплу, звуку и электричеству
(табл. 3.38).
3.9.2.6. Деформации древесины
от влажности
Дерево гигроскопично, т.е. оно может отдавать вла-
гу и набирать ее снова. Отдача и набор влажности
начинается тогда, когда между содержанием влаги
в дереве и содержанием влаги в воздухе, окружаю-
щем древесину, имеется некоторая разница (пере-
пад влажности).
Свежесрубленное дерево в зависимости от по-
роды, места роста и возраста дерева содержит от 85
до 100% воды, отнесенной к сухой массе древеси-
ны. Вода содержится как «свободная вода» в пус-
тых пространствах клеток и как «связанная вода» в
стенках клеток. Из-за трубчатой клеточной струк-
туры дерева при высыхании свободная вода отно-
сительно быстро отдается в окружающую среду.
Если дерево больше не содержит свободной воды,
то влажность древесины составляет в зависимости
от вида древесины от 32 до 35%. Этот диапазон
влажности называется диапазоном волоконного на-
сыщения (табл. 3.39).
Отдача связанной воды, напротив, происходит
очень медленно, так как она может выйти наружу
только за счет диффузии через стенки клеток. Когда
вода уходит из волокон при влажности ниже диапа-
зона волоконного насыщения, т.е. около 30%, умень-
шается объем древесины и изменяется форма дере-
Таблица 3.39. Область волоконного насыщения
Вид древесины Влажность
Красный бук, граб, береза Пихта, ель Сосна, лиственница Дуб, ясень, орех 32-35% 30-34% 26-28% 23-25%
На практике для упрощения в каче- стве волоконного насыщения прини- мается влажность древесины 30%
Стенки клеток Свободная
100% влажность До насыщения
древесины волокон
Нет усадки
Рис. 3.96. Усадка дерева при
высыхании
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.97. Максимальное из-
менение размеров за счет усад-
ки при высушивании с 30 до 0%
влажности древесины
Таблица 3.40. Величины усад- ки на 1% изменения влажнос- ти древесины
Вид древесины Радиаль- но, % Тангенци- ально, %
Ель 0,14 0,28
Лиственница 0,14 0,30
Дуб 0,18 0,34
Пихта 0,19 0,36
Сосна 0,19 0,36
Красный бук 0,20 0,41
Ясень 0,21 0,38
Рис. 3.98. Усадка круглых бре-
вен и окантованных брусьев
вянных элементов, дерево усаживается (рис. 3.96).
При этом дерево может коробиться и, соответствен-
но, расширяться и растрескиваться. При наборе влаж-
ности объем снова увеличивается, оно набухает. Усад-
ку и набухание называют деформациями древесины
от влажности.
Усадка происходит не по всем направлениям
равномерно. Направление вдоль волокон (продоль-
ное и, соответственно, осевое) имеет наибольшую
усадку в 0,1—0,3%. В направлении сердцевинных лу-
чей (т.е. в радиальном) — примерно 5%, в направ-
лении годовых колец (тангенциальном) — около
10% (рис. 3.97). Это — средние значения, которые
действительны для дерева, высушенного в су-
шильных камерах, т.е. для дерева, высушенного до
0% влажности.
У некоторых видов древесины размеры усадки
отклоняются значительно от средних значений. Так
как размеры усадки и набухания во влажной для
строительства области 5—25% влажности древеси-
ны (табл. 3.41) изменяются линейно, то их величину
часто дают для различных видов дерева отнесенной к
1% изменения влажности древесины (табл. 3.40).
Из-за различной по величине усадки в ради-
альном и тангенциальном направлениях возника-
ют различные изменения формы. Круглые бревна
растрескиваются и образуют трещины усушки или
усадки, брусья деформируются в зависимости от
расположения годовых колец в сечении (рис. 3.98).
Доски продольного распила по центру (с сердцеви-
ной по центру) становятся при усадке тоньше в об-
ласти заболони, чем в области сердцевины. Кроме
того, возникает небольшая усадка в ширину. В об-
ласти сердцевины дерево раскалывается. Доски и
брусья с сердцевиной, смещенной от центра, изги-
баются в сторону односторонне замкнутых годовых
колец и становятся по концам тоньше и уже. В дос-
ках и брусьях тангенциального распила усадка про-
является в виде сильного растяжения в направле-
нии годовых колец (рис. 3.99).
При сильной и особенно при быстрой усадке
пиломатериалы могут разрываться на своих торцах,
образуются лобовые или конечные трещины.
Заболонь усаживается сильнее, чем сердцевина. Различные условия роста
обусловливают различную по величине усадку и набухание. Чем меньше «рабо-
3.9. Дерево
тает» дерево, тем выше его стойкость к атмосфер-
ным воздействиям, или его размере- и формоус -
тойчивость.
• Дерево усыхает и набухает в тангенциальном
направлении примерно в два раза больше,
чем в радиальном.
• «Работа» древесины в продольном направле-
нии так мала, что ее в большинстве случаев
можно не учитывать при проектировании
конструкций.
• При усадке доски и брусья тангенциального
(бокового) распила деформируются всегда
так, что правая сторона становится выпук-
лой, а левая — вогнутой. (На самом деле вы-
пуклой бывает сторона, где находится ядро, а
вогнутой — где заболонь. — Примеч. ред.)
Доска централь-130насеРЯЦевинь|
кого распила
(по сердцевине)
правая сторона
Доска с распилом по сердцевине
со смещенным ядром
правая сторона
Доска тангенциального
(бокового) распила
Рис. 3.99. Формы усадки досок
и брусьев прямоугольного се-
чения
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. На какие группы можно разделить породы дерева по твердости?
2. Породы деревьев с большей объемной массой являются твердыми и прочными.
Объясните, имеет ли место такая же зависимость между плотностью и долговеч-
ностью.
3. За счет чего снижается прочность древесины?
4. Что понимают под термином «работа» древесины?
5. Как деформируются доски срединного распила при деформации?
6. Получите размеры доски центрального распила из сосны 280 мм/30 мм, которая
высыхает с 20 до 8% влажности.
3.9.3. Высушивание древесины
Свежее дерево не годится для строительства, так как оно сильно усыхает и подвер-
жено воздействию вредителей. Чтобы не возникало повреждений, необходимо уда-
лить из него столько влаги, чтобы его влагосодержа-
ние соответствовало влагосодержанию при эксплу-
атации конструкции (табл. 3.41). Это достигается с
помощью высушивания древесины. Какая номи-
нальная влажность древесины соответствует микро-
климату помещения, можно установить с помощью
термогигрометра для помещений (рис. 3.100).
3.9.3.1. Определение влажности
древесины
Влажность древесины может быть установлена с
помощью высушивания образцов или с помощью
измерительных приборов.
Таблица 3.41. Допустимая влажность древесины в % для различных деревянных конструкций
Перголы 12-24
Несущие конструк- ции покрытия 12-18
Окна и наружные двери 12-15
Мебель 8-12
Паркет 7-11
Лестницы, внут- ренняя отделка 6-10
Доски опалубки >7
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.100. Термогигрометр
Рис. 3.101. Электрический вла-
гомер с тарельчатым зондом
При высушивании образцов из древесины вы-
пиливают несколько маленьких кусков — образ-
цов и взвешивают их. Таким образом получают вес
во влажном состоянии. В электрической сушиль-
ной печи или на теплом тэне высушивают эти об-
разцы так долго, пока уменьшение веса прекратит-
ся. Установленный после сушки вес образцов яв-
ляется сухим весом при влажности 0%. Для про-
центного расчета влажности содержание воды в
образцах в г делят на вес сухой древесины в г и ум-
ножают на 100%.
В работающих на батарейках электрических из-
мерителях влажности через два электрода, воткну-
тых в дерево, пропускается электрический ток.
Так как электропроводность дерева изменяется от
влажности, можно прочитать значение влажнос-
ти на шкале или увидеть в виде чисел на дисплее
(рис. 3.101).
3.9.3.2. Процесс сушки
До волоконного насыщения дерево высыхает очень
быстро. Отдача связанной воды, напротив, проис-
ходит очень медленно, потому что она может по-
пасть наружу только посредством диффузии. Вода
на поверхности древесины уходит в воздух только
через испарение. Испарение воды в значительной степени зависит от влажности
воздуха, его температуры и подвижности, а также от величины поверхности дре-
весины. Между влажностью древесины и относительной влажностью воздуха ус-
танавливается равновесие. Дерево отдает влагу в окружающий воздух или при-
нимает из него влагу до тех пор, пока между ними не установится выравнивание.
Это состояние называют равновесной влажностью. В нашем климате (ФРГ) от-
носительная влажность воздуха с марта по сентябрь составляет около 70%, а тем-
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100
Относительная влажность воздуха, % —
Рис. 3.102. Равновесная влажность
при температуре воздуха 15 °C
пература в среднем составляет +15 °C. Рав-
новесная влажность древесины при этих
средних значениях составляет около 15%
(рис. 3.102). В зимние месяцы равновесная
влажность древесины составляет около 20%.
Дерево, которое высушивается на открытом
воздухе или в открытых сараях, называют
воздушно-сухой древесиной.
Дерево высыхает, только когда окружа-
ющий воздух может воспринимать влагу
или, соответственно, водяной пар. Поэтому
при сушке древесины необходимо заботить-
ся об удалении влажного воздуха и подведе-
нии воздуха, способного вбирать в себя влагу, к древесине. Это происходит при
естественной сушке древесины за счет естественного движения воздуха, а при
искусственной — с помощью вентиляторов.
3.9.3.3. Естественная сушка древесины
При естественной сушке древесины или сушке на открытом воздухе пиломате-
риалы складируют снаружи или в открытых сараях. Сушка длится многие меся-
цы, у твердых лиственных пород — несколько лет. Чтобы избежать повреждений
при сушке, необходимо правильно устроить место сушки. Кроме того, дерево
надо правильно сложить в штабели.
Место для сушки пиломатериалов должно иметь достаточную несущую спо-
собность, быть горизонтальным и сухим. Поэтому целесообразно укрепить его
гравием, щебнем или каменным мощением. Вследствие опасности атаки грибка
или насекомых трава, опилки и кора должны быть тщательно удалены.
Устойчивая опорная конструкция для штабелей должна быть устроена таким
образом, чтобы доски не прогибались и чтобы обеспечивалось свободное про-
странство между досками и землей (рис. 3.103).
Штабели должны быть расположены перпендикулярно основному направле-
нию ветра, чтобы было проветривание между брус-
ками в штабелях. В качестве штабельных брусков
особенно подходят пихтовые бруски квадратного се-
чения, так как их нельзя неправильно положить. Чем
больше сечение брусков, тем лучше сушка.
Штабельные бруски должны иметь длину на
всю ширину пиломатериала и располагаться по вер-
тикали друг над другом, чтобы дерево не прогиба-
лось и не растягивалось. Длинные бруски позволя-
ют обеспечить поперечную связь между отдельны-
ми штабелями и таким образом уменьшают опас-
ность падения штабелей.
От дождей необходимо устроить покрытие с лег-
ким продольным уклоном. Покрытие защищает и
от прямого солнечного облучения. Для избежания
трещин торцы пиломатериалов следует защищать
особенно тщательно.
При штабелировании пиломатериалов различа-
ют блок — штабель и «ящичный штабель». В блок-
штабели поствольно складываются свежераспило-
ванные необрезные доски и брусья (см. рис. 3.103).
Обрезные пиломатериалы, как правило, складыва-
ются послойно в ящичные штабели (рис. 3.104).
3.9.3.4. Искусственная сушка древесины
Под искусственной сушкой древесины, называе-
мой также технической сушкой древесины, пони-
Рис. 3.103. Блок-штабель с
опорной частью
Рис. 3.104. Ящичный штабель
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.105. Камерная сушилка
Рис. 3.106. Вакуумная сушилка
мают высушивание древесины в сушильных уста-
новках. Камерные сушилки, в которых дерево по-
ступает в теплоизолированную камеру, в которую
подается сухой воздух, который при этом отбира-
ет влагу, насыщается паром и удаляется, имеют
большое практическое значение (рис. 3.105). С по-
мощью вакуумных сушилок из-за уменьшенного
давления воздуха достигают более короткого вре-
мени сушки (рис. 3.106).
Искусственная сушка древесины дает большие
преимущества. Можно достичь влажности древеси-
ны, которая намного ниже воздушно-сухого состо-
яния. Время сушки уменьшается до нескольких
дней или даже часов, а влажность древесины может
быть заданной.
Как отдельные приспособления в сушильной
камере должны быть связаны друг с другом зави-
сит от вида древесины, которая должна быть высу-
шена, от толщины пиломатериала, от начальной
влажности и от желаемой конечной влажности.
3.9.4. Породы древесины
Породы древесины подразделяются на европейские и неевропейские хвойные и
лиственные породы.
3.9.4.1. Европейские хвойные породы
Самые употребительные европейские хвойные породы — это пихта, ель, сосна и
лиственница. Они имеют частично похожие свойств. Они легко высушиваются
и хорошо обрабатываются, усаживаются незначительно или средне и обладают
хорошей долговечностью. Кроме того, они легкие, упругие и прочные. Поэто-
му они многосторонне применяются в качестве строительной, мебельной и от-
делочной древесины.
Пихта (FI) имеет незначительную разницу по цвету
ядра и заболони, часто имеет проступающие нарос-
ты смолы. Отструганная древесина имеет блестящие
поверхности продольного распила. Сечения сучков
по большей части овальные.
Дерево мягкое, среднеустойчивое против погодных
воздействий и неустойчивое против грибков и насе-
комых. Его хорошо морить, но плохо пропитывать,
особенно сухую древесину и древесину ядра.
Пихта — это наиболее часто используемое дерево в
строительстве и для изготовления конструкций и
применяется также во внутренней отделке, напри-
3.9. Дерево
мер для облицовки стен и потолков, а также полов.
Кроме того, она применяется в качестве промыш-
ленной древесины.
'1 i 1
1 1. > . 1
1 ' ’ ' J г- 1 j ' 1
Ель (ТА) — длинноволокнистая и часто грубогодич-
ная. Древесина ели не смолистая, поэтому не имеет
проступающих наростов смолы. Оструганные повер-
хности имеют матовый вид, в большинстве своем
круглые сучки темнее и тверже, чем у пихты. Свежее
дерево имеет очень неприятный запах, и поэтому его
легко отличить по запаху от пихтовой древесины,
пахнущей смолой.
Еловая древесина химически устойчива, но не ус-
тойчива против воздействия погоды и часто атаку-
ется насекомыми и грибками.
Ее умеренно хорошо можно пропитывать. Приме-
няется так же, как пихтовая древесина, но не для
полов.
Сосновая древесина (KI) имеет отличительный рису-
нок. Через короткое время складирования и в ос-
новном под воздействием света древесина ядра
сильно темнеет, и ее можно четко отличить от за-
болони. Струганная сосновая древесина от матовой
до смолисто-блестящей. Она очень смолистая и
производит ощущение жирной на ощупь. Наросты
и выходы смолы встречаются часто.
Сосновое дерево очень хорошо обрабатывается.
Вследствие содержания смолы древесина ядра до-
вольно долговечна. Заболонь часто атакуется насе-
комыми, непогодоустойчива и при неправильном
хранении склонна к посинению, однако оно хоро-
шо пропитывается.
Дерево подходит для окон, дверей, ворот, мачт, по-
рогов, пандусов, лестниц, полов и для производства
древесных материалов.
Лиственница (LA) имеет очень живой рисунок, так
как в основном в широкой красноватой древесине
ядра бросается в глаза цветовое различие между
ранней и поздней древесиной. Струганные поверх-
ности имеют частично матовый, частично блестя-
щий вид. Смолистое дерево в свежем состоянии
имеет приятный ароматный запах.
Лиственничная древесина редко поражается насе-
комыми и грибками и очень кислородоустойчива.
Она еще плотнее, тверже, смолистее и более устой-
чива против воздействия погоды, чем сосна. Однако
ее труднее пропитывать.
Она особенно хорошо подходит для конструкций,
расположенных снаружи.
Глава 3. Строительные материалы
3.9.4.2. Европейская лиственная древесина
Европейские сорта лиственной древесины очень многообразны и значительно разли-
чаются по внешнему виду и по свойствам. В строительстве часто применяются твер-
дые и прочные сорта, такие как дуб, ясень и бук, так как эти сорта хорошо подходят
для конструкций и для инструментов из-за их хороших технических свойств.
Для применения во внутренней отделке и для фанеровки наряду с техничес-
кими качествами определяющими являются прежде всего текстура и цвет дерева.
Поэтому здесь можно встретить, например, клен, березу, ольху, вяз и многие
фруктовые деревья, как, например, орех, вишня, груша.
Дуб (El) имеет желто-коричневую, до кожно-корич- невой, сильно темнеющую древесину ядра и узкую белосерую заболонь. Грубопористая древесина имеет кисловатый запах. В радиальном распиле видны разрезанные сердцевинные лучи как матово- глянцевое «зеркало».
mmi 1
Дубовое дерево твердое, тяжелое, очень прочное, уп- ругое и долговечное. Оно очень мало усаживается и имеет хорошие свойства долговечности. Древесина с кольцевыми порами хорошо окрашивается и про-
ражению гнилью и неустойчива против погодных воз- действий.
Дубовая древесина применяется в строительстве зда- ний, а также для дверей, ворот, окон, лестниц, полов и в строительстве мостов и гидротехническом стро- ительстве.

Древесина ясеня (Еэ) грубопористая, с характерным рисунком или прожилками. Заболонь и древесина ядра в большинстве случаев белые — до слабо жел- тоокрашенных. В ядре может образоваться темно коричневое фальшивое ядро.
Л 1 l d i ! ijuli р. Древесина ясеня твердая и прочная на истирание, тяжелая, прочная, а также очень вязкая, высокоуп- ругая и хорошо работающая на изгиб. Она мало уса- живается, имеет высокую долговечность, хорошо окрашивается морилками и полируется. Однако это
дерево не устойчиво против воздействий погоды и поражается грибками и насекомыми.
Ясень применяется как цельная древесина и для фанеровки во внутренней отделке, например для облицовки стен и потолков, лестниц и для паркета. Особенно подходит он для ручек инструментов и для спортивных снарядов.
Красный бук (BU) в свежем срезе имеет бело-желтую окраску, которая становится в дальнейшем желто-ко- ричневой. При пропаривании дерево приобретает крас- но-коричневую окраску. Заболонь и ядро практичес- ки нельзя отличить по цвету. Рисунок равномерный.
3.9. Дерево
Дерево красного бука твердое, прочное и вязкое. Оно
хорошо обрабатывается, окрашивается морилкой и
пропитывается; в пропаренном виде хорошо гнется.
Древесина сильно усыхает и набухает при изменении
влажности и имеет склонность к трещинам и дефор-
мациям.
Древесина красного бука используется многообраз-
но. Она применяется для лестниц, паркета, деревян-
ных мостовых, колесоотбойных брусьев кранового
пути, а также для изготовления фанеровки, стружеч-
ных, волокнистых плит и фанеры.
Граб (НВ) или белый бук в заболони и в спелой дре-
весине — желто-белый до серо-белого. Дерево мел-
копористое и малосвилеватое.
Граб очень прочен, вязок, трудно расщепляем и
очень тверд. Он очень сильно усаживается при суш-
ке, трескается и коробится. Древесина не устойчива
против погодных воздействий, атакуется насекомы-
ми и грибками и склонна к заплесневению.
Граб используется там, где требуется большая проч-
ность на сжатие, прочность на истирание и твердость,
например для подошвы рубанков, ручек инструмен-
та, для подкладочных досок и клиньев.
3.9.4.3. Неевропейская хвойная древесина
Хотя многие люди из экологических соображений предпочитают применение ме-
стных пород древесины, однако в Германии используют также и заморские поро-
ды деревьев, так как они имеют весьма положительные качества. Торговые назва-
ния этих пород часто неправильные. Так, например, бразильская сосна и орегонс-
кая сосна вообще не являются сосной, а западный красный кедр — совсем не кедр.
Неевропейские хвойные породы древесины могут, например, поставляться в
больших объемах без сучьев, т.е. в виде бревен. Сопротивление усадке и долго-
вечность у многих пород имеют положительные характеристики. Существуют
породы, которые очень устойчивы против воздействия погоды и могут противо-
стоять атакам грибков и насекомых.
Орегонская сосна (DGA) имеет желто-коричневую до
красно-коричневой окраску, сильно темнеющее со
временем ядро и узкую белую до желто-серой забо-
лонь. Ранняя и поздняя древесина четко отличают-
ся друг от друга.
Древесина твердая, прочная и достаточно долговечная
даже во внешних зонах. Она мало усаживается и имеет
высокую долговечность, однако ее трудно пропиты-
вать. Из смолосодержащего дерева может впослед-
ствии еще выделяться смола. При соприкосновении с
железными деталями возникают изменения цвета.
Глава 3. Строительные материалы
Орегонская сосна применяется для дверей, окон, ле-
стниц, полов, отделки стен и пергол, а также для фа-
неровки и фанеры.
Смолистая сосна (PIP) имеет желто-коричневое до
коричневого матово-блестящее ядро и широкую жел-
товатую заболонь, которую еще называют красной
сосной (PIR). Из-за четко разграниченной темной
поздней древесины возникают характерные полос-
ки или прожилки.
Древесина твердая, тяжелая, очень прочная и смо-
листая. Древесина ядра погодоустойчива, и ее хоро-
шо пропитывать. Она мало усаживается и хорошо
стоит в конструкциях.
Смолистую сосну охотно применяют в кораблестрое-
нии, для окон, дверей, ворот, лестниц и сильно нагру-
женных полов. Красная сосна применяется во внутрен-
ней отделке, например для полов и облицовки стен.
Породы деревьев с красноватой древесиной амери-
канское «красное дерево» (RWK), например секвоя
вечнозеленая. (Не путать с африканским красным
деревом.)
Древесина ядра красноватая до фиолетовой, равно-
мерно окрашенная, с последующим потемнением
до красновато-коричневой. Имеет очень узкую свет-
лую заболонь. Древесина очень равномерная, тонко-
волокнистая, богатая дубильными веществами и сво-
бодная от смолы. Хорошая обрабатываемость «крас-
ного дерева» соответствует сосне. Древесина мало
усаживается, имеет хорошую долговечность, погодо-
устойчива, хорошо пропитывается, устойчива против
грибков и насекомых. При соприкосновении с же-
лезом и щелочами изменяет цвет.
Применяется во внутренней отделке, а также для
обшивки наружных стен, балконов и гаражей, при-
меняется для производства фанеры.
Западный красный кедр (RCW) имеет сильно варьи-
рующееся по цвету желтовато-коричневое до темно
красно-коричневого ядро и очень узкую белую с ко-
ричневыми полосками заболонь. Древесина не смо-
листая, имеет сильно ароматический запах, который
и послужил причиной неправильного названия это-
го дерева.
Древесина мягкая, легко обрабатываемая, хрупкая
и устойчивая против грибков и насекомых, однако
она изменяет окраску при сопротивлении со щелоч-
ными материалами и раствором. При соприкосно-
вении с железными деталями также образуются из-
менения цвета древесины и коррозия.
Главное применение — облицовка стен и потолков.
3.9. Дерево 175)
3.9.4.4. Неевропейские лиственные породы деревьев
Неевропейские лиственные породы деревьев часто превосходят местную древе-
сину, когда требуются большие размеры дерева без сучков или особая долговеч-
ность и сопротивление атакам насекомых и грибков.
При этом возможно и при высокой влажности часто отказываться от хими-
ческой защиты древесины.
Предложение неевропейских лиственных пород древесины очень велико.
Особенно в мебельной промышленности, во внутренней отделке, а также для
фанеры и фанеровки применяют, например:
Ироко (IRO) или Камбала имеет зелено-желтое до
оливково-коричневого, сильно темнеющее со време-
нем ядро и желто-коричневую заболонь. Структура
древесины с большими порами и несколько грубая.
Дерево твердое, прочное, вязкое, усаживается сред-
не и имеет высокую выносливость. Древесина ядра
особенно устойчива против грибков и насекомых, но
ее трудно пропитывать. Влажная древесина способ-
ствует коррозии металла и изменению цвета. Также
и капли раствора изменяют цвет дерева. Древесная
пыль приводит к раздражению кожи.
Широко применяется для дверей, ворот, столбов,
лестниц, паркета, а также для больших столбов и
скамеек, для пристаней и в кораблестроении.
Лимба (LMB) в большинстве случаев равномерно ок-
рашена по всему поперечному сечению, так, что дре-
весину ядра нельзя отличить от заболони. Однако
древесина ядра может быть с коричневыми полоска-
ми или коричневого цвета.
Древесина умеренно твердая, прочная, упругая, мало
усаживается и имеет хорошую выносливость. Она не
погодоустойчива и не устойчива против насекомых
и грибков. Дерево особенно подвержено посинению.
Лимба многообразно применяется во внутренней от-
делке, особенно для декоративных брусков и облицов-
ки, а также для фанеровки, для фанерованных дверей,
фанеры и опалубочных панелей при бетонировании.
Рамин (RAM) — это светло окрашенная древесина с
заметно равномерным рисунком, прямыми волок-
нами. Заболонь и ядро желто-коричневые и едва раз-
личаются.
Дерево твердое и прочное, хорошо обрабатываемое
и хорошо пропитывающееся. Оно сильно усажива-
ется, имеет среднюю долговечность и склонность к
образованию трещин. Дерево неустойчиво против
погодных воздействий и подвержено воздействию
грибков и насекомых. Синие грибки приводят к чер-
но-синим изменениям цвета.
Глава 3. Строительные материалы
Рамин используется для профилированных досок во
внутренней отделке, для фанеровки и фанеры, а так-
же в основном для профилированных брусков.
Красное дерево — Сило (MAU). Им торгуют так же,
как поделочным деревом. Оно имеет светло-корич-
невое до красно-коричневого цвета ядро, которое со
временем темнеет, а также в основном узкую свет-
ло-серую заболонь. Древесина имеет декоративные
полоски за счет переменного роста с закручиванием.
Древесина твердая и прочная, мало усаживается,
имеет хорошую долговечность. Она устойчива про-
тив погодных воздействий и устойчива против гриб-
ковой агрессии и насекомых.
Красное дерево Сипо одинаково подходит как для
наружного, так и для внутреннего применения. Его
используют для дверей, ворот, окон, облицовки, а так-
же в качестве фанеры и фанеровки, например дверей.
3.9.5. Пороки древесины
Пороки древесины — это отклонения от нормального и здорового роста дерева. Они
уменьшают ценность и качество древесины и соответственно оцениваются при
подразделении и сортировке круглой древесины и пиломатериалов на классы по
качеству и сортности. Пороками древесины являются в значительной степени не-
правильные образования в стволе, пороки в структуре древесины, а также пороки
вследствие внешних воздействий. Кроме того, учитываются и оцениваются как по-
роки выходы смолы, сучья, трещины и воздействие вредителей древесины.
Порочные образования на стволе — это в основном сбежистость, свилева-
Сбежистость Свилеватость Резкое искривле-
ние ствола
Раздвоение ствола Раздвоение ствола Косослой из-за за-
в середине (вило- от корня, в т.н. кручивания ствола
образный ствол) закомелистость
Рис. 3.107. Пороки образования ствола
тость, резкое искривление ствола,
раздвоение ствола в середине, раз-
двоение ствола от корня, в том числе
закомелистость, косослой из-за зак-
ручивания ствола (рис. 3.107). При
неравномерном и эксцентричном
срезе ствола — рис. 3.108. Пиломате-
риалы из таких стволов часто имеют
пониженную прочность на изгиб. Они
также очень сильно коробятся и изги-
баются при сушке, так что они имеют
весьма ограниченное применение.
Пороки в структуре древесины —
это, например, плотное или по-
красневшее дерево, кольцевая и
ядровая кора а также звездчатые
или ядровые трещины и пустота в
ядре (см. рис. 3.108).
3.9. Дерево 177)
Пороки, вызванные внешними
воздействиями, — это повреждения
ствола и следующие за этим «обвало-
вывания» раны, а также возникнове-
ние «морозобоев», обусловленных мо-
розными трещинами (см. рис. 3.108).
Смоляные линзы уменьшают
ценность древесины, так как смола
при нагревании размягчается и вы-
текает, но также и потому, что инст-
рументы при обработке древесины
приклеиваются (рис. 3.109).
Ветвями или сучьями называют ча-
сти дерева, образующие его крону. Суч-
ки в круглой древесине и в пиломатери-
алах — это части сучьев, включенные в
древесину ствола (см. рис. 3.109). Раз-
личают здоровые сучки и больные суч-
ки. Здоровые сучки срослись с древе-
синой, больные — в большинстве си-
дят довольно свободно в древесине,
имеют черный цвет или имеют черный
ободок. В зависимости от их формы
различают круглые, овальные или
крылообразные сучки.
Трешины возникают в основ-
ном из-за непрофессиональной
валки и транспортировки круглого
леса и из-за непрофессиональной
Неравномерный Эксцентриче- Переуплотненная, по-
роет скин рост красневшая древесина
с трещинами в ядре
Пустота в ядре Обваловывание Внутренний
раны морозобой
Рис. 3.108. Пороки роста
Рис. 3.109. Смоляные линзы и сучки
сушки круглого леса и пиломатери-
алов (см. разд. 3.9.2.6).
В древесине, уже установленной в конструкциях, они могут быть обусловле-
ны большими нагрузками. Трещины проходят, как правило, в направлении во-
локон, а также радиально и вдоль годовых колец.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Как можно определить влажность древесины?
2. Какая влажность древесины устанавливается при сушке на открытом воздухе
при температуре воздуха в 15 °C и 50%-ной влажности воздуха?
3. Как надо складывать в штабели пиломатериалы?
4. Какие преимущества имеет техническая сушка древесины по сравнению с суш-
кой древесины на открытом воздухе?
5. Какие виды древесины содержат смолу?
6. Какие преимущества и какие недостатки имеет древесина, содержащая смолу?
7. Какие пороки древесины встречаются в природе?
8. К существующему зданию надо пристроить балкон. Выберите подходящий вид
древесины и обоснуйте ваше решение.
Глава 3. Строительные материалы
Рис.3.110. Разрушенное вре-
дителями дерево
20% Диапазон 60%
влагосодержаний*“
Диапазон___
температуры
iycj I _3s°c
Настоящая домовая губка 20 bis 40%
J18 ДО 2 з°с
Коричневая бородавча- тая губка 45 ДО 60% | .— | | | L— |J 22 ДО 26 °C —
Белая пористая губка 3 Од 0 50%
п 26/ }0 29 °C
Лиственный грибок I г 50 ДО 60% | 26 ДО 35 эс
Сишй гриб 22 ДО 40%
15 ДО 25 с
%W,°C 10 20 30 40 50 60
Рис. 3.111. Благоприятные ус-
ловия для роста грибков
Рис. 3.112. Плетение мицеллы
белой пористой губки
3.9.6. Вредители древесины
Дерево может подвергнуться атаке грибков или на-
секомых.
Поражение древесины этими вредителями в
большинстве случаев — это не только порок красо-
ты (внешнего вида), так как дерево почти всегда
теряет в прочности или разрушается до полного раз-
ложения (рис. 3.110).
3.9.6.1. Грибки, разрушающие древесину
Грибки не могут сами вырабатывать необходимые
для их жизни вещества, так как они не имеют зе-
леной листвы (хлорофилла). Они привязаны к
органическим веществам других растений. Гриб-
ки могут развиваться без солнечного света, однако
для их роста требуется определенная влажность и
тепло (рис. 3.111).
У грибков различают споры, из которых они
возникают, плодовое тело, где образуются споры,
и грибковое тело. Последние два в большинстве слу-
чаев являются кожеподобными образованиями с
плетением из корнеподобных нитей и прядей, пле-
тением из мицеллы, с помощью которой грибки
вытягивают питательные вещества из атакованно-
го растения (рис. 3.112).
Грибки могут разрушать в конструкционной
древесине целлюлозу (красная плесень) или лиг-
нин (белая плесень). Дерево с красной или белой
плесенью использовать нельзя. Кроме того, гриб-
ки могут поражать поваленную, распиленную и
переработанную древесину. В последнем случае
это называется домовыми грибками. Они также
разрушают лигнин (белая плесень или коррозион-
ная плесень) или целлюлозу (коричневая или раз-
рушительная плесень).
ГРИБКИ НА ПОВАЛЕННОМ ДЕРЕВЕ
И ПИЛОМАТЕРИАЛАХ
Ржавчинная спелость встречается в основном у
свежесрубленной пихты. Неоштукатуренные и складирующиеся во влажных ус-
ловиях стволы особенно подвержены этой опасности. Грибок, вызывающий
ржавчинную спелость, разлагает сначала клеточный сок, однако поражает так-
же стенки клеток и тем самым уменьшает прочность дерева. Ржавчинно-спелая
древесина может применяться только для тех строительных конструкций, ко-
3.9. Дерево 179)
торые не подвержены ника-
ким особым нагрузкам.
Синеполосность образу-
ется при поражении синего
грибка (рис. 3.113). Он пита-
ется содержанием клеток де-
рева. Поэтому он, как прави-
ло, поражает богатую пита-
тельными веществами забо-
лонь свежераспиленной дре-
весины, в основном сосны.
Этот грибок развивается осо-
бенно тогда, когда дерево ле-
жит слишком долго в коре
или когда свежераспиленные
пиломатериалы сразу скла-
дываются в штабель.
Посиневшее дерево не
теряет прочность, однако лег-
ко подвергается нападению
других грибков. Синеокра-
шенные слои могут, в осо-
бенности при высокой влаж-
ности древесины, отделяться
от остальной древесины.
Заплесневение возникает
на складируемых бревнах при
поражении разрушающими
древесину грибками, как ко-
ричневатое и беловатое пят-
нистое изменение цвета забо-
лони в лиственных породах, в
особенности у красного бука.
Прочность дерева при этом
уменьшается.
ДОМОВЫЕ ГРИБКИ
Самый опасный гриб,
который может разрушить
древесину «в деле», это до-
мовая губка настоящая
(см. рис. 3.113). Он поража-
ет преимущественно хвой-
ную древесину. Однако он
любит почти все материалы,
Настоящая губка домовая
Коричневая бородавчатая губка
Елочный листовик
Рис. 3.113. Грибки и вид повреждений
Глава 3. Строительные материалы
содержащие целлюлозу, за исключением древесины ядра дуба, и за короткое вре-
мя превращает их в структуры, распадающиеся на кусочки.
Споры губки домовой распространяются в основном ветром. Для их развития
им необходимо много влаги, достаточно тепла и застойный воздух (см. рис. 3.111).
Если конструкция заражена, то грибок может быть очень живучим. В этом случае
он может в течение долгого времени переносить отсутствие питания, влаги и тепла
и даже вырабатывать собственную, необходимую ему для развития влагу и тем
самым распространяться на сухую древесину. Кроме того, он в состоянии прони-
кать сквозь кладку. Высокие температуры его убивают.
Из-за опасности губки домовой после нападения необходимо принимать ши-
рокие санирующие мероприятия. Сюда относятся разборка и сжигание поражен-
ной древесины, огневая обработка каменной кладки, а также защитные пропитки.
Менее опасные виды домовых грибков — это подвальная губка или бородав-
чатая губка, белая пористая губка и елочный листовик. Для их развития им необ-
ходимо всегда очень сырое дерево (см. рис. 3.110 и 3.111).
3.9.6.2. Разрушающие древесину насекомые
Разрушающие древесину насекомые — это различные виды бабочек, жучков и
ос. Они пожирают зараженное дерево и мешают его росту, уменьшают техничес-
кую ценность древесины или полностью ее разрушают. Среди бабочек это их
гусеницы, которые вызывают повреждения, у жучков и ос — личинки (кукол-
ки). Древесные паразиты, которые нападают на растущие деревья, это древесные
или лесные паразиты. К ним относятся, например, сосновые шелкопряды, коро-
еды и древесные осы. Очень важно знать древесных паразитов и обусловленные
ими повреждения в складируемой или обрабатываемой древесине.
Дровосек домовой длиной до 22 мм считается самым опасным вредителем для
строительной древесины (рис. 3.114). Самка этого жука откладывает около 200
яиц преимущественно в тонкие трещины хвойной древесины, например в стро-
пилах крыши. Из яиц развиваются куколки с телом, утонченным сзади. Взрослые
куколки имеют длину от 15 до 30 мм. Для их развития им необходимо в большин-
стве случаев от 3 до 5 лет, при малом содержании белка в древесине этот срок
может быть значительно дольше. При этом они разлагают заболонную древесину
полностью и повреждают также зрелую древесину, хотя и оставляют нетронутым
тонкий наружный слой. При этом поражение может быть заметным часто только
по вылетным отверстиям. Они овальные, в большинстве случаев обтрепанные,
имеют диаметр от 5 до 10 мм.
Из многих видов грызущих или дробящих жучков самым опасным являет-
ся жук-грызун обыкновенный размером от 3 до 5 мм (см. рис. 3.114). Его можно
найти в лиственных и хвойных породах деревьев, однако, в большинстве слу-
чаев — в заболони. Его загнутая куколка, похожая на личинку майского жука,
длиной 4—6 мм, называется в народе маленьким древесным червем, а поражен-
ная древесина — червоточенной.
То, что самка жука откладывает до 50 яиц и куколкам для их развития требу-
ется от 2 до 8 лет, вызывает большой ущерб. Заражение жучком узнают по мно-
гим маленьким круглым дырочкам диаметром около 2 мм, а также по многим
3.9. Дерево
кучкам очень тонкой древес-
ной муки, которая при со-
трясениях вываливается из
этих дырочек. Обычный
древоточец разрушает в ос-
новном дерево мебели и
внутренней отделки, кото-
рые достаточно влажны и
богаты содержанием белка.
К заболонным жучкам
размером 3—6 мм относятся
распространенные в Герма-
нии паркетные жучки и вво-
зимые с импортной древес-
ной коричневые заболонные
жучки (см. рис. 3.114). Они
нападают, как правило, на
заболонную древесину ли-
ственных пород, в особенно-
сти неевропейских листвен-
ных пород. Европейские
хвойные породы ими не по-
вреждаются. Куколки по ве-
личине и форме сравнимы с
куколками жука-грызуна
(древоточца). Они разгрыза-
ют дерево в направлении
древесных волокон и запол-
няют проделанные каналы
древесной мукой. Поэтому
часто трудно обнаружить за-
ражение. После периода раз-
вития продолжительностью
4—18 месяцев жук покидает
древесину через круглое от-
верстие диаметром 1—1,5 мм.
Вследствие короткого пери-
ода развития и потому, что
он нападает на древесину
с небольшой влажностью,
заболонный жучек может
очень быстро распростра-
няться.
Круглый жук размером
13 мм (синий круглый жук,
Дровосек домовой (уменьшено)
Жук-грызун (древоточец) обыкновенный (увеличено)
Заболонный жучек (увеличено)
Древесная оса (уменьшено)
Насекомые и их куколки, а также вид повреждений
Рис. 3.114. Насекомые, разрушающие древесину
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.115. Куколка и жук си-
него круглого жучка
круглый жук, изменяющийся) поражает в основном
свежесрубленные неошкуренные стволы хвойных
деревьев, реже лиственных деревьев (рис. 3.115). Ку-
колки развиваются между корой и заболонью, куда
они внедряются только для окукливания в виде кли-
ньев на несколько сантиметров. Старое, складиро-
ванное дерево этим жучком не поражается. Так как
развитие куколки происходит в течение многих лет,
то находят свежие вылетные отверстия и в дереве,
установленном в конструкции или отделку. Эти
вылетные отверстия имеют гладкие края, овальную
форму и имеют диаметр от 4 до 6 мм.
Менее опасной является древесная оса, имеющая размеры от 50 до 55 мм, так
как она поражает только растущие хвойные деревья или свежесрубленные стволы
(см. рис. 3.114). Ее круглые вылетные отверстия имеют диаметр от 4 до 7 мм. Про-
точенные куколками каналы плотно заполнены древесной мукой. Так как кукол-
кам для их превращения в осу требуется от двух до четырех лет, то может случить-
ся, что оса вылетает уже в поваленном, распиленном или переработанном дереве.
Повреждения часто возникают еще и из-за того, что эти вредители часто прогры-
зают каналы и при этом разрушают отделку пола и гидроизоляционный ковер.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие виды вредителей древесины вы знаете?
2. Почему грибы ориентированы на органические вещества других растений?
3. Какой вид древесины особенно поражается краснополосностью?
4. Какие ограничения существуют при применении синеполосной и заплесневелой
древесины?
5. Какими мероприятиями борются с домовой губкой обыкновенной?
6. Какие важнейшие разрушающие древесину насекомые в складируемой и исполь-
зованной древесине вам известны?
7. Почему дровосек домовой считается самым опасным вредителем в древесине,
использованной в конструкциях и отделке?
8. Как определить заражение круглым жучком?
9. Объясните, почему зараженное древесной осой
дерево можно еще использовать?
Рис. 3.116. Виды защиты дре-
весины
3.9.7. Защита древесины
Мероприятия, защищающие дерево или древесные
материалы от разрушения грибками и насекомы-
ми, называют защитой древесины. При этом раз-
личают защиту древесины от поражения и борьбу с
вредителями и последующую защиту уже поражен-
ной древесины (рис. 3.116).
Мероприятия, которые ограничивают или пре-
пятствуют воспламенению и горению древесины и
древесных материалов, называют пожарозащитой.
3.9. Дерево
3.9.7.1. Предупредительная защита древесины
Защита древесины, которая предотвращает заражение дерева или древесных ма-
териалов или, соответственно, предупреждает его, называется предупредитель-
ной защитной древесины. Важнейшими предупредительными мероприятиями
наряду с правильным выбором породы древесины, ее сушкой и правильным скла-
дированием (см. разд. 3.9.3.3 и 3.9.3.4) являются правильное устройство конст-
рукций и облицовки из дерева и древесных материалов, а также применение
средств защиты древесины.
ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНАЯ ЗАЩИТА ДРЕВЕСИНЫ
С ПОМОЩЬЮ СТРОИТЕЛЬНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
Предупредительная защита древесины строи-
тельными методами заключается прежде всего в
применении дерева, которое является здоровым,
свободным от коры и лыка, а также достаточно су-
хим. Кроме того, для защиты от нападения вреди-
телей необходимо исключить с помощью соответ-
ствующих конструктивных мероприятий поздней-
шее замачивание. Это достигается, если исключить
доступ влаги или обеспечить быстрый отвод воды
и высыхание конструкции.
Если дерево применяется снаружи, то оно долж-
но бьпь защищено от дождя. Достаточны большие
выносы карнизов крыш, цоколи «вподрезку» и пе-
рекрытия сильно впитывающих торцов, например в
торцах строительных ног или обрешетки кровли яв-
ляются необходимыми мероприятиями (рис. 3.117).
Для защиты от дождевых брызг расстояние от зем-
ли до пяты столба из дерева должно составлять не
менее 30 см (рис. 3.118). Если защита от дождевой
воды невозможна, необходимо выбрать способы
строительства, при которых вода могла бы пол-
ностью и быстро удаляться. Это достигается, напри-
мер, с помощью соответствующих профилей, а так-
же скошенных нижних кромок в наружной обли-
цовке (см. рис. 3.117) и капельников у выступаю-
щих деревянных строительных деталей.
Если деревянные детали, подверженные воздей-
ствию дождя, окрашены краской, то следует приме-
нять только средства, которые не запечатывают
поры. Эти незапечатывающие поры краски позво-
ляют проникающей влаге испаряться из древесины.
Для того чтобы исключить попадание строи-
тельной влаги из кладки и бетона, необходимо под
деревянными деталями устраивать горизонтальные
Рис. 3.117. Фахверковая стена
с вентилируемой воздушной
прослойкой за наружной об-
шивкой досками (вагонкой)
Рис. 3.118. Опора стойки, за-
щищенная от брызг дождя
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.119. Опирание балки на
кирпичную стену
гидроизоляционные слои (см. рис. 3.117). Против
поднимающейся по капиллярам строительной вла-
ги под опорными частями балок подходят такие
гидроизоляционные материалы, как, например,
битумные рулонные материалы. Кроме того, бал-
ки должны в торцевой части и с боков на опоре
иметь расстояние до кладки не менее 2 см, для того
чтобы опорная часть балки хорошо омывалась воз-
духом. Эти промежутки ни в коем случае нельзя за-
полнять раствором (рис. 3.119). Чтобы на торце бал-
ки не было мостика холода и поэтому выпадения
конденсата, может потребоваться дополнительная
теплоизоляция. В крышах и фасадах с помощью
вентиляционной прослойки можно удалять выпа-
дающий конденсат (т. II, разд. 15.4.5).
Строительная защита древе-
сины - это защита от влаж-
ности с помощью:
• использования сухого де-
рева;
• защиты от осадков и брызг
дождя, а также от капил-
лярной влаги;
• избежание выпадения кон-
денсата;
• достаточной вентиляции
деревянных деталей
ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНАЯ ЗАЩИТА ДРЕВЕСИНЫ
С ПОМОЩЬЮ ХИМИЧЕСКИХ ЗАЩИТНЫХ СРЕДСТВ
Согласно DIN 68800 деревянные конструкции,
от которых зависит прочность и устойчивость зда-
ния и которые подвергаются особой опасности ув-
лажнения, необходимо в дополнение к строитель-
ным мероприятиям защищать с помощью химичес-
ких средств защиты древесины. К конструкциям,
подвергающимся особой опасности, относятся, на-
пример, конструкции, расположенные во внешних
зонах и во влажных помещениях. По области при-
менения и, соответственно, по величине опасности
конструкции подразделяются на классы опасности от 0 до 4. Для них устанавли-
ваются требования к средствам защиты древесины (табл. 3.42). Деревянные кон-
струкции и детали, подверженные воздействию осадков, брызг дождя и т.п., от-
носятся к классам опасности 3 и 4. Конструкции, не подверженные этим воздей-
ствиям, относятся к классам от 0 до 2.
Дерево, используемое внутри и постоянно остающееся сухим, при опреде-
ленных условиях относится к классу опасности 0 (см. табл. 3.42). Для этого
Действенность средств по защите древесины против разрушающих дерево насеко-
мых и грибков в краткой форме обозначается знаками испытаний:
lv - действует по предупреждению заражения насекомыми;
Р - действует по предупреждению заражения грибками;
W - также и для дерева, поврежденного замораживанию и оттаиванию
(выветриванию), однако не при постоянном контакте с землей и водой;
Е - также и для дерева, поврежденного экстремальным воздействием
(при постоянном контакте с землей и/или с водой, а также при заполне-
нии грязью трещин и швов)
3.9. Дерево
Таблица 3.42. Применение и действенность средств защиты древесины
Класс опас- ности Области применения Требования к средствам защиты древесины Требуемые знаки испытаний для несущих строительных конструкций
0 Помещения с обычным жилым микроклиматом: деревянные конструкции покрыты облицовкой или могут контролироваться из помещения Не требуется никаких защитных мероприятий
1 Внутренние строительные конструкции (конструк- ции крыш, междуэтажных перекрытий, внутрен- них стен) и конструкции с аналогичными воздей- ствиями, средняя относительная влажность воз- духа < 70% Предупредительная защита против насекомых вредителей IV
2 Внутренние строительные конструкции при относи- тельной влажности воздуха > 70%, внутренние конструкции (в душевых) должны быть покрыты водоотталкивающим покрытием. Наружные конст- рукции при отсутствии непосредственных погодных воздействий Предупредительная защита от насекомых вредителей, защита от грибков lv, Р
3 Наружные строительные конструкции без непос- редственного контакта с земпей и водой, внутрен- ние конструкции в мокрых помещениях Предупредительная защита от насекомых вредителей, защи- та от грибков, устойчивость против воздействия замора- живания и оттаивания lv, Р, W
4 Деревянные детали, имеющие постоянный контакт с землей и/ипи с пресной водой Предупредительная защита от насекомых вредителей, защи- та против грибков, устойчи- вость против воздействия замораживания и оттаивания, устойчивость против гниения lv, Pk W, Е
дерева не требуется предупредительной химической защиты. При примене-
нии малозаболонной или беззаболонной древесины цветного ядра большой
долговечности (см. разд. 3.9.2.1) это также является справедливым, даже если
конструкции вследствие их области применения должны быть отнесены к клас-
су опасности 3 или 4.
Средства для защиты древесины подразделяют в основном на водораствори-
мые соли и на поставляемые готовыми к применению содержащие растворители
или масляные средства защиты древесины (табл. 3.43).
Защита древесины зависит от глу-
бины пропитки защитным средством.
Различают поверхностную защиту,
краевую защиту с глубиной проника-
ния несколько миллиметров, а также
глубокую защиту с глубиной пропит-
ки не менее 10 мм. При полной защите
все поперечное сечение дерева, а в слу-
чае цветного ядра — по меньшей мере
заболонь должны быть пропитаны за-
щитным средством (рис. 3.120).
Достигаемая глубина пропитки
зависит от породы древесины и зави-
сящей от нее способности к пропит-
Таблица 3.43. Средства защиты древесины
Виды Водораствори- мые соли Масляные средства
Области применения Сочная, свежая, влажная и полу- сухая древесина Сухая или полу- сухая древесина
Действие на дру- гие строитель- ные материалы Могут воздей- ствовать на ме- таллы и стекло Могут раство- рять пластики
Способ внесения Впрыскивание шприцом, распыле- ние пульверизатором, пропитка текущим составом (возможно толь- ко в стационарных установках); нанесение кистью, погружение, пропитка в ванне; в котле под давлением, при пере- менном давлении и вакуумная пропитка
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.120. Внесение химических средств за-
щиты древесины
ке, влажности древесины и от спосо-
ба пропитки (см. табл. 3.43). Требуе-
мая для данного класса опасности
глубина пропитки должна обеспечи-
ваться выбором соответствующего
средства защиты древесины и спосо-
бом пропитки. Строительные конст-
рукции 4 класса опасности поэтому
должны всегда иметь полную защи-
ту за счет пропитки под давлением.
Если в деревянных элементах без
полной защиты появляются трещи-
ны усушки, то должна последовать
дополнительная пропитка. Это так-
же требуется, когда защищенную
древесину приходится дополнитель-
но обрабатывать.
В труднопропитываемых породах
деревьев, как, например, пихтаидуг-
лезия, а также в пиломатериалах, в
которых видно ядро и спелая древе-
сина, целесообразно производить ме-
ханическую предварительную обработку (перфорацию). Этим достигается боль-
ший прием защитного средства древесиной и большая глубина проникания, а
также более равномерное распределение средства защиты древесины.
Химические средства защиты древесины, называемые также средствами про-
питки, содержат биоцидные вещества, т.е. они действуют как яды, действующие
при соприкосновении с насекомыми, при дыхании насекомых или при пожира-
нии пропитанной ядом древесины.
Поэтому могут применяться только такие защитные средства, которые имеют
общий допуск строительного надзора от Института строительной техники в Бер-
лине. Этот допуск ставит условием, что действенность средства защиты древесины
должна быть удостоверена бюро по испытаниям материалов. Кроме того, безопас-
Рис. 3.121. Обозначение административно
проверенных средств защиты древесины
ность для здоровья при применении в
соответствии с указаниями должна
быть удостоверена Федеральным бюро
защиты здоровья потребителей и вете-
ринарной медицины, а безопасность
для окружающей среды должна быть
подтверждена Федеральным бюро по
окружающей среде.
Испытанные средства защиты
древесины для предупредительной
защиты несущих конструкций и эле-
ментов жесткости можно отличить по
знаку U . Такие же средства для ненаруженных конструкций обозначаются зна-
ком качества для средств защиты древесины RAL, который присваивается Обще-
ством качества средств защиты древесины e.V. (рис. 3.121).
3.9.7.2. Защита древесины после заражения вредителями
Все мероприятия по защите уже зараженной древесины называются борьбой с
вредителями дерева. Части дерева или древесные материалы, зараженные вре-
дителями, если это возможно, следует обрубить или заменить. Еще оставшиеся
здоровые части древесины после этого необходимо многократно окрасить с по-
мощью кисти или распылителя средством зашиты древесины до полного насы-
щения. Дополнительно можно вносить средство защиты через высверленные
отверстия в уже зараженную, но еще прочную древесину (метод сверления от-
верстий) как можно глубже в тело дерева.
Так как средства защиты древесины содержат ядовитые материалы, то на упа-
ковке и в листке безопасности должны быть указаны возможные опасности, связан-
ные с их применением, и советы по безопасности в соответствии с законом об опасных
веществах, которые дают указания по работе с ними и их применению. Эти указа-
ния должны обязательно содержать сведения по работе с ними, об областях приме-
нения, о необходимой защитной одежде, а также об удалении остатков и упаковки.
Чтобы избежать вреда для здоровья и опасностей для окружающей среды при обра-
щении с химическими средствами, необходимо учитывать следующее.
• Попадание химических средств защиты древесины на незащищенные руки
не допускается. Особую осторожность следует соблюдать при наличии от-
крытых ран и содранной кожи.
• При работах со средствами защиты необходимо надевать непроницаемые
защитные перчатки и соответствующую верхнюю одежду.
• При обрызгивании и распылении необходимо носить защитные очки и за-
щитную маску для дыхания.
• Если брызги попали на кожу или глаза, необходимо немедленно промы-
вать их большим количеством воды и показаться врачу.
• При обращении со средствами защиты древесины нельзя есть, пить и курить.
• После работы тщательно вымыть руки и лицо.
• Если при работах появляется головная боль, недомогание, чувство голово-
кружения и другие болезненные ощущения, необходимо сразу же выйти
на свежий воздух и посетить врача. Врачу необходимо показать листок с
указаниями по применению и листок с данными по безопасности.
• Средства защиты древесины не должны попадать ни в землю, ни на повер-
хность воды. Для этого необходимо использовать соответствующие укры-
тия. Неиспользованные остатки средств защиты древесины должны быть
удалены особыми лицензированными фирмами.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие мероприятия называются предупредительной защитной древесины?
2. Что понимают под строительной защитной древесины?
3. Почему необходима вентилируемая воздушная прослойка в фасадах и крышах?
Глава 3. Строительные материалы
4. Какие существуют испытательные знаки для предупредительной защиты дре-
весины?
5. Опишите процесс санации зараженных строительных деталей.
6. Почему необходимо осторожно обращаться со средствами защиты древесины?
7. Какие предупредительные мероприятия по защите древесины необходимы при
сооружении гаражного навеса? Обоснуйте эти мероприятия.
3.9.8. Товарные формы полнотелой древесины
Рис. 3.122. Строительный круг-
лый лес
Полнотелая древесина подразделяется на круглый
лес и пиломатериалы. Кроме того, из полнотелой
древесины изготавливаются строганные изделия
и бруски.
3.9.8.1. Строительный круглый лес
Строительный круглый лес может быть неразре-
занным или окантованным с одной или двух сто-
рон (рис. 3.122). Оставшиеся круглые поверхности
круглого леса должны быть очищены от коры и
лыка. Строительный круглый лес (бревна) приме-
няется, например, в качестве стоек и распорок.
Пороки древесины, например искривления,
сучки, трещины, и заражение вредителей снижа-
ют качество, в особенности несущую способность
Таблица 3.44. Подразделение пиломатериа- лов по DIN 4074
Деревянные изделия Толщина d или высота h Ширина b
Бруски d< 40 мм b < 80 мм
Доски d< 40 мм Ь> 80 мм
Брусья d > 40 мм b>3d
Окантованное дерево d<h<3b b > 40 мм
Рис. 3.123. Пиломатериалы по DIN 4074
дерева. Поэтому строительный круг-
лый лес (хвойных пород), согласно
DIN 4074, часть 2, на основе установ-
ленных признаков качества подраз-
деляется на три класса качества от 1 до
III, т.е. на круглый лес с особо высо-
кой, обычной или малой несущей
способностью.
3.9.8.2. Пиломатериалы
Пиломатериалы хвойных пород с
минимальной толщиной в 6 мм, сече-
ния которых рассчитываются по не-
сущей способности, приведены в
DIN 4074, часть 1. По размерам эти
пиломатериалы подразделяются на
бруски, доски, брусья и окантован-
ные бревна (табл. 3.44, рис. 3.123).
Окантованные бревна включают при
этом подразделении обычные обо-
значения балок, при больших сече-
ниях, а также брусья квадратного се-
чения (для стоек и рам) (рис. 3.124).
Несущая способность пиломатери-
алов устанавливается по DIN 4074 с
помощью сортировочных признаков.
Сортировочные признаки — это, на-
пример, сучья, ширина годовых ко-
лец, уклон волокон, трещины, измене-
ния цветности, смятия, поражение на-
секомыми, свилеватость и ослабление
сечения кантами дерева. Допустимый
кант необрезных досок измеряется по
косой поверхности и дается как расчет-
ная, ослабленная, длина большей сто-
роны сечения. Кант должен быть сво-
боден от коры и лыка.
На основе установленных сорти-
ровочных критериев пиломатериал
при визуальной сортировке на глаз де-
лится на три сортовых класса. Эти
сортовые классы соответствуют допу-
стимой прочности на изгиб пилома-
териалов по DIN 4052 (табл. 3.45).
При машинной сортировке свой-
ства устанавливаются с помощью осо-
бо проверенной сортировочной маши-
Таблица 3.45. Сортовые классы по DIN 4074 и прочность на изгиб по DIN 1052
Несущая способность Визуальная сортировка Машинная сортировка
Сортовой класс Прочность на изгиб в МН/м2 Сортовой класс Прочность на изгиб в МН/м2
Малая S7 7 MS 7 7
Обычная S 10 10 MS 10 10
Выше среднего S 13 13 MS 13 15
Особо высокая - - MS17 17
Серединная доска
необрезная
Серединный брус
необрезной
Боковая доска
обрезная
левая сторона
правая сторона
Сердцевинный
брус, обрезной
РИФТ
Рис. 3.124. Названия пиломатериалов

ны, но дополнительно учитываются сортировочные признаки: канты деревьев,
трещины, изменения цветности, поражение насекомыми, свилеватость. Наряду с
сортовыми классами MS7,MS10nMS13 различают дополнительно сортовой класс
MS17 для пиломатериалов с особенно высокой несущей способностью. Для ма-
шинным образом сортированных пиломатериалов действительны в соответствии
с DIN 1052 частично повышенные допустимые напряжения.
Чтобы можно было экономично и безупречно изготовить современные дере-
вянные конструкции из полнотелой древесины, Объединение немецких союзов
пилорам и Союз немецких плотников создали новый продукт конструкционное
полнотелое дерево (KVH). Конструкционное полнотелое дерево — это перерос-
шее по качеству распиленное дерево хвойных пород сортового класса SIO, к ко-
торому в противоположность DIN
4074 поставлены дополнительные
или повышенные требования. Такие
требования — это, например, влаж-
ность древесины около 15%, сечение
без сердцевины или с сердцевиной,
отделенной от ядра, ограничение ши-
рины трещин и кантов дерева, а так-
Глава 3. Строительные материалы
же строганные поверхности и поверхности с фасками. Для содержания запасов и
обеспечения быстрой поставки конструкционная полнотелая древесина произ-
водится стандартных сечений (табл. 3.46).
Обрезанные с двух сторон пиломатериалы образую доски или брусья с дре-
весным кантом (необрезные доски и брусья) (см. рис. 3.124). При этом различа-
ют снаружи вовнутрь горбыль, необрезные доски с лежащими годовыми кольца-
ми и доски и брусья со стоящими в сечении годовыми кольцами и неразрезанной
сердцевиной. В Германии это называется сердечниковая доска или сердечнико-
вый брус. Если при распиловке разделяется сердцевина ствола, то вместо сердеч-
никовых появляются две средние доски, у которых также стоячее расположение
годовых колец в сечении. Согласно DIN EN 844-3 пиломатериалы со стоячими
годовыми кольцами в сечении (кольцами роста) называются РИФТ. Если годо-
вые кольца наклонены не менее чем на 10°, то это благородный РИФТ.
Часто доски или брусья обрезаются, т.е. продаются без древесного канта. При
конически обрезных пиломатериалах обрезка происходит параллельно древесно-
му канту. У параллельно обрезных пиломатериалов — параллельно друг другу.
Повернутая к сердцевине сторона досок и брусьев называется правой стороной, а
сторона, повернутая к заболони, — левой стороной (заболонной стороной). Доски
из европейских лиственных и хвойных пород деревьев продаются неоструган-
ными (с пилорамы) и оструганными. Размеры досок и брусьев хвойных пород
установлены DIN 4071 (табл. 3.47).
3.9.8.3. Строганные изделия и бруски
Таблица 3.47. Размеры досок и брусьев из хвойной древесины по DIN 4071
Название Толщины, мм Длина, мм
Доски 16, 18,22, 24, 28, 38 От 1500 до 6000 ступенями 250 или 300
Брусья 44, 48, 50, 63, 70, 75
Профилированная доска
с теневым пазом
Фальцованная доска
Шпунтованная доска
Шпунтованная доска
с фаской
Сайдинг
Акустическая
профилированная доска
Рис. 3.125. Строганные изделия
Строганными изделиями называются
доски, которые оструганы с одной или
двух сторон и канты которых гладкие
или профилированные (рис. 3.125).
Они готовы к установке и должны
быть в большинстве случаев только
распилены по размерам.
Чаще всего используются про-
фильные доски (вагонка) с теневым
пазом. Кроме того, к строганным из-
делиям относятся фальцованные и
шпунтованные доски (доски пола),
доски с фасками, сайдинговые доски
или доски боковой обшивки, акусти-
ческие гладкокантовые и профили-
рованные доски.
Бруски имеются в продаже квад-
ратного или прямоугольного сечения,
а также как треугольные бруски и
профилированные бруски. Наиболее
распространенными являются круг-
лые, полукруглые, в четверть круга в
3.9. Дерево
сечении, плинтусы цокольные, с вог-
нутыми выкружками, угловые и за-
вершающие бруски (рис. 3.126).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие виды пиломатериалов разли-
чаются по DIN 4074?
2. Почему при разделении на сорто-
вые классы оценивается величина
древесного канта?
3. Какие преимущества имеет конст-
Плинтус с вогнутой Угловой брусок Ограничитель-
выкружкой ный (заверша-
ющий) брусок
рукционная полнотелая древесина „ _с
„ Рис. 3.126. Профилированные бруски
перед обычными пиломатериалами?
4. Для чего различают доски по положению годовых колец, например доски типа
РИФТ и боковые доски?
3.9.9. Фанера и материалы из древесины
Природный материал дерево имеет не только пороки в структуре, но также неже-
лательные и очень различные свойства в зависимости от направления волокон.
Для того чтобы максимально использовать древесину и достичь наилучших
свойств, для данных целей применения сырьевой материал — полнотелую древе-
сину — разделяют на слои.
С помощью обдирки, разделения ножом, распиловки, строгания, разделения
на слои (шпон) и волокна получаются промежуточные продукты — фанеровки,
стержни и доски для средних и покрывных слоев, древесное волокно, фанера или
волокна. Их соединяют вместе под давлением с до-
бавлением клеящих веществ и получают деревосо-
держащие материалы. Деревосодержащие строи-
тельные материалы — это продукты в виде плит или
стержней с равномерными, подходящими для дан-
ных целей применения свойствами. Деревосодер-
жащие строительные материалы, как правило, сде-
ланы таким образом, что усадка древесины сильно
ограничена, поэтому можно создавать плитные
конструкции большой площади (рис. 3.127).
Обычно разделяют нормируемые материалы из
древесины на фанеру, стружечные плиты, древес-
но-волокнистые плиты и легкие строительные
плиты из древесного войлока (древесно-изолиро-
вочные плиты). Потребности современного стро-
ительства вызвали необходимость в разработке но-
вых деревосодержащих материалов, таких, как
многослойные плиты, фанерованное слоистое де-
рево, дерево из полосчатого шпона, длинные шпо-
новые плиты и минерально-связанные деревосо-
держащие материалы. Последние, если они допу-
Рис. 3.127. Ограничение усад-
ки деревосодержащих строи-
тельных материалов на приме-
ре шпоновой фанеры
Глава 3. Строительные материалы
Таблица 3.48. Классы дерево- содержащих материалов
Класс деревосо- держащих материалов Макси- мальное влагосо- держание Вид склеи- вания
2 15%’) Непогодо- устойчивый
100 18% Погоустой- чивый
100 G 21% Погодоус- тойчивый, защищен- ный от грибков
*’ Для древесноволокнистых ллит максимально 12%.
щены строительным надзором, можно применять
также для несущих конструкций и элементов жест-
кости.
Деревосодержащие материалы в строительстве
в зависимости от области применения должны быть
по-разному устойчивы против воздействия влаги.
Поэтому деревосодержащие материалы по макси-
мальной влажности в рабочем состоянии подраз-
деляются на три класса (табл. 3.48). Отнесение к
тому или иному классу зависит от влагоустойчиво-
сти применяемого клеящего материала. У класса
деревосодержащих материалов 100G к клеящему
материалу добавляется средство защиты древеси-
ны от грибков. Применение долговечной ядровой древесины в строительной
фанере обеспечивает такую же устойчивость против влаги и грибков.
3.9.9.1. Шпоны
Шпоны — это тонкие листы древесины, которые отделяются от ствола отщелу-
шиванием, отделением ножом или тонкой распиловкой. По виду применения
различают покрывные (лицевые) шпоны и запирающие шпоны.
• Покрывные (лицевые) шпоны наклеиваются на плиты с обеих сторон. Они слу-
жат в основном для украшения и облагораживания деревянных поверхностей.
Кроме того, это позволяет более экономично использовать ценные породы
древесины. Толщина шпона при отделении ножом в зависимости от вида дре-
весины составляет от 0,5до 1,0 мм, при тонкой распиловке — в большинстве
случаев более 1,5 мм (табл. 3.49).
• Запирающие шпоны должны предотвращать или ограничивать усадку деревян-
ных поверхностей. Толщины этих шпонов лежат между 1,5 и 3,5 мм до, в осо-
бых случаях, 8 мм.
• Отшелушенные (обдирные) шпоны служат преимущественно для производства
фанеры.
Таблица 3.49. Обычно встреча- ющиеся в продаже топщины шпонов при ножевом отделении
мм Вид древесины
0,50 Орех, красное дерево, макор, палисандр
0,55 Клен, береза, бук, груша, вишня, афромозия, зен, тик
0,60 Дуб, ольха, ясень, тополь, вяз, лимба
0,65 Дуб, липа, тополь
0,70 Абачи
0,90 Сосна, лиственница, пихта
1,00 Ель
• Ножевые шпоны часто применяются в качестве
лицевых шпонов для мебели и внутренней от-
делки. Шпоны, полученные тонкой распилов-
кой (пиленые шпоны), наоборот, для этих целей
используются редко.
3.9.9.2. Фанера
Фанерой называют плиты, состоящие по меньшей
мере из трех склеенных слоев с перекрещиваю-
щимся направлением волокон. Перекрещивающе-
еся склеивание ограничивает усадку — расширение
древесины, так как направление усадки и разбуха-
3.9. Дерево
ния отдельных слоев происходит в противополож-
ных направлениях и слои взаимно укрепляют друг
друга (см. разд. 3.9.9.1). Кроме того, предельное на-
гружение в продольном и поперечном направлении
не так различно, как в полнотелой древесине. Для
того чтобы эти плиты не сдвигались, они должны
быть симметрично установлены.
Шпоновая фанера (FU) состоит в зависимости
от толщины, как правило, из 3, 5, 7, 9 слоев шпона
и более (рис. 3.128). Брусчатая фанера (ST) и фане-
ра из брусочков (STAE) составляется как минимум
из среднего слоя из склеенных деревянных поло-
сок или брусочков из цельного дерева и двух слоев
шпона (см. рис. 3.128). В брусчатой фанере проме-
жуточный слой состоит из полосок шириной от 24
до 30 мм. Средний слой фанеры из брусочков со-
стоит из брусочков толщиной до 8 мм с преимуще-
ственно стоящими годовыми кольцами.
Фанера применяется, например, для деревян-
ной обшивки в деревянных домах панельно-щито-
вого типа, для внутренней отделки и как материал
для опалубки. Возможности применения зависят
от вида примененной древесины, от вида склеива-
ния и отделки поверхностей.
Строительная шпоновая фанера (BFU), строи-
тельная брусчатая фанера (BST), строительная фа-
нера из брусочков (BSTAE) и в особенности строительная шпоновая фанера из бука
(BFU-BU) являются очень прочными. Из обозначения плит по DIN 68705 можно
прочитать вид плиты, класс деревосодержащего материала и толщину плиты.
ПРИМЕР
BFU-BU 100-18 — погодоустойчиво склеенная строительная шпоновая фа-
нера толшиной 18 мм.
Плиты для опалубки монолитного бетона (SFU)
из фанеры погодоустойчивы. Кроме того, их поверх-
ности и канты защищены синтетической смолой. Это
делает эти плиты многократно используемыми.
Многослойные плиты состоят из трех или пяти
перекрестно склеенных слоев досок из хвойной
древесины (рис. 3.129). Они изготавливаются в
виде крупноразмерных плит длиной до 5 м и тол-
щиной от 13 до 75 мм и применяются преимуще-
ственно в деревянном щитовом строительстве.
Рис. 3.129. Многослойная
плита
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.130. Плита плоского
прессования
3.9.9.3. Стружечные плиты
Стружечные плиты — это древесные материалы,
которые изготавливаются из мелкой стружки или
из одеревеневших волокон, таких, как лен или ко-
нопля. Стружки или волокнистые материалы пе-
ремешиваются с синтетической смолой как с вяжу-
щим и под давлением в присутствии тепла прессу-
ются в виде плит.
Стружечные плиты, сырьевые материалы ко-
торых состоят только из древесной стружки, назы-
вают древесностружечными плитами. Они могут
быть по-разному составлены и изготовлены. Поэтому различают плоскопрессо-
ванные плиты, плиты трубопруткового прессования и длинношпонные стружеч-
ные плиты (рис. 3.130).
Плиты плоского прессования для строительства делаются однослойными, мно-
гослойными или с непрерывным переходом по структуре. Однослойные стру-
жечные плиты имеют на всем протяжении стружку одинаковой длины, трех-
слойные плиты снаружи имеют тонкую стружку (стр. 140). По состоянию повер-
хности различают нешлифованные и шлифованные плиты. По качеству склейки
типы плит относятся к классам деревосодержащих материалов V20,V100nV100G.
Плиты плоского прессования имеют многостороннее применение, например
для легких стеновых конструкций, облицовки потолков, наружной поверхности
Рис. 3.131. Пустотная прессо-
ванная плита (трубчатого прес-
сования)
Рис. 3.132. Длинношпонные
стружечные плиты
под кровлю и в качестве опалубки монолитного же-
лезобетона.
Они поставляются соединяемыми как шпонка
и паз, например для плит черного пола. Легкие пли-
ты плоского прессования (LF) монтируются как об-
лицовка для улучшения акустики помещений.
Плиты плоского прессования для обычных це-
лей обозначаются как плиты FPY или, с особо тон-
кой поверхностью, как плиты FPO и применяются
для внутренней отделки помещений или для про-
изводства мебели.
Плиты трубопруткового прессования изготавли-
ваются беспустотными и с трубчатыми пустотами
(рис. 3.131). Поверхности плит могут быть нешли-
фованными, шлифованными, фанерованными, по-
крытыми слоем какого-либо материала или доска-
ми. Они применяются во внутренней отделке, на-
пример для дверей.
Длинношпонные стружечные плиты, называемые
также плитами OSB (Oriented Strand Boards), — это
плоскопрессованные плиты, которые состоят из
3.9. Дерево
длинных, стройных, длиной около 75 мм и шириной 25 мм удлиненных полос
шпона фанеровочной толщины (рис. 3.132). За счет особого разбрасывания они
лежат во внешних слоях преимущественно в продольном направлении плит, а в
среднем слое — в поперечном направлении. Это придает плитам в продольном
направлении большую прочность на изгиб.
Плиты OSB поставляются толщиной от 6 до 30 мм и применяются для обли-
цовки стен, потолков, полов и крыш, а также в качестве отделочных слоев.
3.9.9.4. Волокнистые плиты
Рис. 3.133. Пористая древес-
новолокнистая плита (в Рос-
сии — древесно-изолировоч-
ная плита)
Рис. 3.134. Жесткая (твердая)
древесноволокнистая плита
Древесноволокнистые плиты (HF) изготавливаются из древесных волокон и из
одеревеневших волокон. Они получают сцепление друг с другом за счет свалива-
ния (превращения в фетр) разделенного на волокна сырья и за счет связующей
силы собственно-волоконного или добавленного клея. За счет различных давле-
ний прессования и температур или добавления осо-
бых материалов, например синтетических смол,
воска или битума, можно получать различные свой-
ства таких плит. При этом различают пористые,
твердые и полужесткие волокнистые плиты.
Пористые древесноволокнистые плиты (HFD или
SB) вследствие их рыхлой структуры имеют малую
плотность (рис. 3.133). Их применяют в основном
для тепло- и звукоизоляции. Волокнистые плиты,
в которых для улучшения водостойкости приме-
нен битум, называют древесноволокнистыми пли-
тами на битумном связующем (ВРН).
Твердые или жесткие древесноволокнистые пли-
ты (HFH или НВ) имеют плотность более 800 кг/м3
(рис. 3.134). Плиты толщиной от 3 до 4 мм имеют
гладкую поверхность (лицевую сторону), а на зад-
ней поверхности — ситообразные насечки (ситовая
сторона). Твердые древесноволокнистые плиты при-
меняются при внутренней отделке для потолков, об-
лицовки стен, для перегородок и дверей.
Полутвердые или полуплотные (в России — по-
лужесткие) минераловатные плиты (HFM или MDF)
применяются для производства мебели и для обли-
цовки во внутренней отделке, для которых требу-
ются особо гладкие поверхности (рис. 3.135).
3.9.9.5. Древесные материалы
для несущих конструкций
Рис. 3.135. Плита MDF (полу-
жесткая)
Древесные (деревосодержащие материалы) до сих
пор рассматривались нами как материалы для ог-
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.136. Слоистая фанерная
древесина
Рис. 3.137. Фанерно-полосная
древесина
Рис. 3.138. Стружечно-полосная
древесина
раздающих конструкций или придающей жест-
кость обшивки несущего каркаса. Однако дерево-
содержащие материалы — фанера, фанерно-полос-
ная древесина и материалы с применением полос
из шпона применяются также, например, для ко-
лонн, диафрагм, прогонов, обрешетки кровли, ба-
лок или стержней фахверка.
Слоистая фанерная древесина (PSL). Изготав-
ливается из слоистой фанеры с толщиной слоя
около 3 мм (рис. 3.136). В отличие от шпоновой
фанеры, в слоистой фанере слои шпона в боль-
шинстве своем (тип Q) или все (тип S) склеива-
ются так, что волокна идут в одном направлении.
Плиты поставляются толщиной 21—89 мм и дли-
ной до 23 м. Они очень прочные и поэтому при-
меняются для сильно нагруженных конструк-
ций — несущих стержней или несущих панелей.
Слоистая фанерная древесина типа Q применяет-
ся, кроме того, для несущих панелей и диафрагм
жесткости, а также для облицовки.
Фанерно-полосная древесина (PSL) — это кле-
еный полосками материал со стандартным сечени-
ем b/h 280—483 мм, изготавливается длиной до
20 м (рис. 3.137). Меньшие сечения вырезаются
изготовителем и отшлифовываются. Узкие полос-
ки шпона толщиной примерно 3 мм и длиной
2,5 м укладываются вдоль плиты и склеиваются
друг с другом. Они обеспечивают не только высо-
кую прочность на изгиб и растяжение этого мате-
риала, но и хорошие декоративные качества. Материал применяется для стерж-
невых конструктивных элементов, таких, как обрешетка, колонны, стойки и
раскосы фахверка и изгибные несущие элементы.
Стружечно-полосная древесина, называемая также длиннополосной древеси-
ной (LSL), состоит из стружки толщиной 0,80 мм, склеенной между собой. По-
лоски стружки имеют размеры около 30 см и производятся из тополя (рис. 3.138).
Плиты поставляются толщиной 32—89 мм и длиной до 10,67 м. Стружечно-по-
лосная древесина может применяться как для балочных, так и для плитных кон-
струкций.
3.9.9.6. Минерально-связанные древесные материалы
Древесные материалы с минеральным связующим, например гипс, цемент, маг-
незит, применяются там, где ставятся повышенные требования к защите от
пожара. Связанные цементом плиты, кроме того, менее чувствительны к воз-
действию влаги.
3.10. Металлы
Цементно-связанные плиты плоского прессова-
ния состоят из древесной стружки хвойных пород
(рис. 3.139). Плиты поставляются толщиной от 8
до 40 мм и в большинстве имеют ширину 1,25 м.
Из-за цемента как связующего они подходят для
применения во всех классах опасности деревянных
конструкций без дополнительных средств защи-
ты древесины (с. 185).
Древесноволокнистые легкие строительные пли-
ты (HWL) состоят из древесного волокна и цемента
или магнезита в качестве связующих (рис. 3.140).
Они поставляются также в виде многослойных
легких строительных плит (ML) со средней про-
слойкой из пенопласта или минерального волок-
на в формате 2000/500 мм. Они изготавливаются
толщиной от 15 до 100 мм и применяются как теп-
ло-, пожаро- и шумозащитные плиты, а также в
качестве потерянной опалубки и основания под
штукатурку.
Рис. 3.139. Цементно-связанные
плиты плоского прессования
Рис. 3.140. Древесноволокнис-
тые легкие строительные плиты
3.10. Металлы
Металлы имеют большое значение в качестве материалов для изготовления стро-
ительных конструкций. Также и все инструменты и машины, применяемые в
строительстве, сделаны преимущественно из металлов. Различают железные и
нежелезные конструкционные материалы.
3.10.1. Железные конструкционные материалы
Железные конструкционные материалы получают посредством различных мето-
дов изготовления и дальнейшей обработки, с помощью присадок других матери-
алов (легирования) и путем тепловой обработки.
При этом получают различные подходящие для
цели применения свойства, как, например, для стро-
ительства из стальных конструкций, для железобе-
тонного строительства или для строительства с при-
менением предварительно напряженного железобе-
тона. Различают стали и чугуны (рис. 3.141).
Железо (Fe) встречается в природе в виде руды.
Железные руды — это химические соединенияжелеза
с другими элементами, в основном с кислородом; они
содержат, кроме того, еще такие составляющие, как,
например, кварц, глина, шифер и известь.
В доменных печах железные руды превраща-
ют в железо. Домна сверху загружается железны-
ми рудами, добавками (в основном известью) и Рис. 3.141. Металлы (обзор)
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.142. Производство же-
леза и стали
коксом. Путем вдувания горячего воздуха кокс
сгорает. При этом образуется окись углерода (СО)
и двуокись углерода (СО2). Окись углерода вытя-
гивает из железной руды кислород (редукция).
Газы поднимаются кверху и удаляются как ко-
лошниковый газ. Железо воспринимает углерод,
становится жидким и собирается в виде чугуна в
нижней части домны, в металлоприемнике. Добав-
ки при плавлении связывают загрязняющие эле-
менты железных руд, а также остатки после сжи-
гания кокса. Из них образуются доменные шла-
ки. Они плавают вследствие своего малого объем-
ного веса на поверхности чугуна и вытекают через
специальное отверстие — лётку. Чугун отстаивает-
ся каждые 3—4 часа и затем идет на дальнейшую
переработку. Продуктами доменной печи являют-
ся чугун, доменные шлаки и колошниковый газ.
В зависимости от вида руды получают серый или
белый чугун (рис. 3.142). Серый чугун содержит
кремний, имеет серый цвет плоскости разлома, хо-
рошо разливается в формы и в литейных цехах пре-
вращается в чугунные отливки. Белый чугун со-
держит марганец, имеет белую блестящую плос-
кость разлома и является исходным материалом
для производства стали. Доменный шлак перера-
батывается в строительные материалы, например
для добавок и производства вяжущих.
Плавильная печь
Добавка кремния
Железное
сырье
Кокс, известь,
чугунный лом,
стальной лом
марганца
Заливочные
формы
(изложницы)
Рис. 3.143. Изготовление чу-
гунного литья
3.10.1.1. Чугун
В строительстве применяются в качестве литых из-
делий продукты из серого литья и ковкого литья
(рис. 3.143). Из серого литья (GGL) изготавлива-
ются напорные трубы с муфтами (LA = легкое ис-
полнение) или с фланцами (трубы FF) для газо- и
водоснабжения, крышки люков смотровых колод-
цев и стоки ливневой канализации. Для трубопро-
водов водоотведения применяют чугунные литые
канализационные трубы (GA), которые поставля-
ются в виде прямых труб и отформованных эле-
ментов колен и соединений (рис. 3.144). У литых
канализационных труб, в противоположность до
сих пор использовавшимся легким нормальным
канализационным трубам (LNA), строительная
длина отформованных элементов и муфт короче, и
поэтому меньше вес. Ковкое (обжиговое) литье
3.10. Металлы
(GT) имеет за счет особой тепловой обработки
свойств, аналогичных свойству стали. Оно вязкое
и в некоторой степени гибкое. Из ковкого литья
изготавливаются подковы, арматура, замки, клю-
чи и фитинги (соединения труб в санитарно-тех-
нических установках (см. рис. 3.144).
3.10.1.2. Сталь
Для производства стали применятся белый чугун.
Чугун из многих выпусков доменных плавок сме-
Рис. 3.144. Изделия из чугуна
шивается перед дальнейшей переработкой в миксере (см. рис. 3.142). При этом
получают более равномерный состав. Чугун имеет содержание углерода от 3 до
4,3%, а также часто нежелательные или слишком большие примеси кремния,
марганца, серы и фосфора. При переработке чугуна в сталь содержание углерода
понижается до менее чем 1,5%, а нежелательные примеси почти полностью вы-
горают. Это происходит с помощью различных методов рафинирования или очи-
стки стали от скрапа. Для этого применяют кислородное дутье (или кислородно-
конверторный метод), а также электрический (мартеновский) метод.
При методе кислородного дутья, или кислородно-конверторном способе по-
лучения стали (в Германии его еще называют метод LD — Linz — Donawitz), в гру-
шевидной емкости конвертора, вмещающей около 350 т, сверху на расплав чугу-
на выдувается из охлаждаемой водой копьевидной форсунки кислород. При этом
получаются температуры до 2000 °C, для охлаждения расплава добавляют метал-
лолом и железные руды. Так как для рафинирова-
ния не используется воздух, то конверторная сталь
почти не содержит азота, она ковкая и может сва-
риваться (см. рис. 3.142).
При электроплавильном (мартеновском) методе
стальной расплав нагревается в печи с помощью элек-
трической дуги или индукции. Электрический ме-
тод позволяет из-за достигаемой температуры около
3000 °C расплавлять особо чистые стали, называе-
мые благородными сталями. Этот метод в основном
применятся для изготовления легированных сталей
(см. рис. 3.142). Жидкая сталь разливается по фор-
мам в виде болванок (блоков). Их затем перерабаты-
вают в стальной лист, профили и проволоку.
3.10.1.3. Виды сталей
По составу различают нелегированные стали и ле-
гированные стали (рис. 3.145), по применению их
различают на инструментальную и строительную
сталь (рис. 3.146). Стали поставляются в различ-
ных торговых формах.
Стали
Легированные
стали
Нелигирован-
ные стали
от 0,05% до 2,1% С
Никель, хром,
ванадий,
вольфрам
от 0,6% до 1,7% С
Рис. 3.145. Подразделение ста-
лей по составу
Стали
Строительные
стали
Применение;
- строительство
из стали
-строительство
из железобетона
- машиностроение
Инструменталь-
ная сталь
Применение;
- производство
инструментов
-изготовление
форм
-машиностроение
Рис. 3.146. Подразделение ста-
лей по применению
Глава 3. Строительные материалы
НЕЛЕГИРОВАННАЯ СТАЛЬ
Она состоит, за исключением загрязняющих примесей, только из чистого
железа. При содержании углерода от 0,6 до 1,7% за счет тепловой обработки она
может твердеть и упрочнять (закаливаться) и поэтому подходит для режущего
инструмента, как, например, для резцов. Если содержание углерода лежит ниже
0,6%, то сталь ограниченно закаливается. Нелегированная сталь используется для
производства, например, гвоздей, болтов, гаек и других металлоизделий.
ЛЕГИРОВАННАЯ СТАЛЬ
Кроме железа и углерода, легированная сталь содержит металлы, которые
улучшают ее свойства. Так, например, с помощью никеля, хрома, ванадия, мо-
либдена и вольфрама повышается прочность стали на растяжение и в большин-
стве случаев также твердость. Стали с высоким содержанием никеля и хрома
(вместе для 26%) являются нержавеющими. Такие стали применяются для пе-
рил, резервуаров и трубопроводов. Стали с очень высоким содержанием доба-
вок хрома и вольфрама являются температуростойкими и особенно подходят для
режущих инструментов, например для полотен пил.
ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ
Инструментальная сталь — это закаливающаяся сталь. Перед закалкой инст-
рументальную сталь можно обрабатывать резанием. Различают нелегированные
и легированные инструментальные стали.
СТРОИТЕЛЬНАЯ СТАЛЬ
Строительными сталями называют все незакаливающиеся стали. На строи-
тельную сталь, называемую также массовой сталью, приходится свыше 90% про-
изводства стали. Строительная сталь применяется для общественных целей, а
также для деталей машин. Она изготавливается легированной и нелегированной.
Нелегированная строительная сталь называется обычной строительной ста-
лью (основной сталью). Для ее применения основной характеристикой является
прочность на растяжение. Так, например, Ст. 37 — это строительная сталь, проч-
ность которой на растяжение в зависимости от толщины сечения составляет от
370 до 470 Н/мм2. Прочность стали на растяжение тем больше, чем выше содер-
жание углерода. Однако стали с высоким содержанием углерода хуже обрабаты-
ваются.
3.10.1.4. Торговые формы строительной стали
Сталь перерабатывается в дальнейшие полуфабрикаты нормируемых торговых
форм путем прокатки, штамповки или волочения. Чаще всего применяемыми по-
луфабрикатами являются прокатные профили, прутковая сталь, трубы, пустот-
ные профили, листовая сталь и проволока.
Прокатные профили (профильная сталь) с сечениями в виде уголков, швелле-
ров, тавров и двутавров. Эти стальные профили обозначаются соответствующи-
ми первыми буквами немецкого названия и в большинстве случаев числом, обо-
значающим размер по высоте h (табл. 3.50).
ПРИМЕР
Обозначение двутавра с широкими полками номинальной высотой 200 мм.
По DIN 1025: IPB 200 DIN 1025
По EURONORM 53-62: НЕ 200 В
Прутковая сталь — это прокатные стержни круглого, квадратного, шестигран-
ного и полосового сечения.
Они поставляются в боль-
шинстве случаев с размера-
ми d, a, s от 2 до 200 мм прут-
ками до 8 м длиной.
Полосовая сталь имеет че-
тырехугольное сечение. Ши-
рина полосы от 10 до 150 мм,
толщина — от 1 до 60 мм.
Прутки поставляются длиной
огЗдо 12 м.
Трубы в большинстве
случаев имеют круглую фор-
му сечения. Они применя-
ются для снабжения зданий
газом, водой, а также для во-
доотведения. Они также
служат строительными опо-
рами или стойками перил
для конструктивных целей и
целей безопасности. Трубы
изготавливаются бесшов-
ными или со сварным про-
дольным швом.
3.10.2. Арматура
для бетона
Применяемая для армирова-
ния железобетона сталь на-
зывается арматурной сталью
(BSt) (рис. 3.147). Она нор-
мируется по DIN 488, а так-
же по DIN и ENV 10080. Ар-
матурная сталь подразделя-
ется на прутковую арматуру,
арматуру в бухтах, арматур-
ные стальные сетки и напря-
гаемую арматуру.
Таблица 3.50. Торговые формы прокатной стали
Обозначение Профиль Краткое обозна- чение Норматив- ное обозна- чение Размеры, MM
Узкополочная двутавровая балка -с b I l-Profil, DIN 1025 DIN EN 0025, S275JO h от 80 до 600 b от 42 до 215
Двутавр с пол- ками средней ширины и парал- лельными плос- костями полок с 41 IPE l-Profil DIN 1025 DIN EN 0025 S275JR h от 80 до 600 b от 46 до 220
Широкололоч- ный двутавр с параллельными плоскостями полок “4г ЕЯ с -U IPB l-PB-Profil DIN 1025 DIN EN 0025 S275JO Euronorm: HE .. В h от 100 до 1000 b от 100 до 300
Широкополоч- ный двутавр с параллельными плоскостями полок, легкое исполнение -4™ b IPB1 l-PB-Profil Euronorm: HE.. A h от 100 до 1000 b от 100 до 300
Широкополоч- ный двутавр с параллельными плоскостями полок, тяжелое исполнение с b | IPBv l-PB-Profil Euronorm: HE .. Ml h от 100 до 1000 b от 100 до 300
Равнобокий уголок 2 j -M L Winkel DIN 1028 DIN EN 0025 S235JRG1 ах s от 20x3 до 200x24
Неравнобокий уголок •J -M L Winkel DIN 1029 DIN EN 0025 S235JRG а х Ьх s от 30x20x3 ДО 200x00x14
Швеллер {I -M U U-Profil DIN 1026 DIN EN 0025 S275JR hxb от 30x15 До 400x110
Широкополоч- ный тавр ТВ T-Profil DIN 1024 DIN EN 0025 S275JR b = h от 30 до 60
Глава 3. Строительные материалы
Арматурная сталь BSt
Арматурная прутковая сталь BSt 500 S Арматурные стальные сетки BSt 500 М
Арматурк в виде кол ая сталь ец BSt 500
Рис. 3.147. Арматурная сталь
по DIN 488
Обозначение арматурной
стали
BSt 500 S или IVS
Арматурная сталь с пределом
текучести 500 Н/мм2
и с прочностью на растяже-
ние 550 Н/мм2
Рис. 3.148. Поверхность арма-
туры периодического профиля
Таблица 3.51. Размеры и веса стержней
Номиналь- ный диаметр ds в мм Номиналь- ное сечение As в см2 Номиналь- ный вес в кг/м
6,0 0,283 0,222
8,0 0,503 0,395
10,0 0,785 0,617
12,0 1,131 0,888
14,0 1,54 1,21
16,0 2,01 1,58
20,0 3,14 2,47
25,0 4,91 3,85
28,0 6,16 4,83
(32,0)* * (8,04)* (6,31)*
(40,0)* (12,57)* 9,86)*
* По «Общему допуску строитель-
него надзора» Немецкого институ-
та строительной техники.
3.10.2.1. Прутковая арматура
Прутковая арматура (S) имеет предел упругости
500 Н/мм2 и предел прочности 550 Н/мм2. Она
производится как BSt 500 S.
Процесс производства остается на выбор про-
изводителю. В качестве примеров могут быть назва-
ны следующие способы.
• Горячая прокатка без последующей обработки (U).
• Горячая прокатка с тепловой обработкой за счет
прокатного тепла (Т).
• Холодное изменение формы, как, например,
скручивание (Kw) или вытягивание (Кг), горя-
чекатанной стали без значительного уменьше-
ния сечения U.
• Холодная прокатка и холодная протяжка вальцо-
ванной проволоки со значительным уменьшени-
ем сечения.
Поверхность прутковой арматуры покрыта дву-
мя рядами косых ребер, причем на одной полуокруж-
ности ребра идут параллельно друг другу. На другой
полуокружности они по-разному наклонены к оси
стержня (рис. 3.148). Стержни прутковой арматуры
имеют почти круглое сечение диаметром от 6 до 16,
20, 25, 28 мм и при «Общем допуске строительного
надзора» — 32 и 40 мм (табл. 3.51). Они производятся
в виде горячекатанных прямых стержней длиной от
12 до 15 м и специальной длины от 6 до 31 м. Все
арматурные стали пригодны для сварки. Для специ-
альных арматурных работ может применяться сва-
риваемая арматура S 235 JR (St 37-2) с гладкой по-
верхностью.
Согласно DIN 1045-1 арматура всех форм по-
ставки обозначается BSt. Имеется арматура BSt
500 S (А) с обычной вязкостью (пластичностью) и
BSt 500 S (В) с высокой вязкостью (пластичностью).
Под пластичностью понимают способность стали
иметь остаточные деформации после нагружения.
Прутковая арматура различается также по требова-
ниям к общему удлинению при наивысшем значе-
нии растягивающей силы, а также по отношению
прочности на растяжение к границе (пределу) упру-
гости (RJ Re). При этом удлинение стержня арма-
3.10. Металлы
Рис. 3.149. Диаграмма работы
стали на растяжение
туры под максимальной нагрузкой для BSt 500 S (А)
составляет 2,5%, а для BSt 500 S (В) — 5%.
Важными показателями для оценки прочност-
ных свойств арматуры являются прочность на растя-
жение Rm и предел текучести Re. Эти величины мо-
гут быть получены с помощью испытаний на растя-
жение и представлены графиком зависимости удли-
нения от величины напряжения, называемым
диафрагмой работы стали на растяжение (рис. 3.149).
Она показывет, что при небольших нагрузках напря-
жение и деформация стали увеличиваются в одина-
ковом соотношении (область пропорциональности).
При разгрузке сталь возвращается к своей первона-
чальной длине, т.е. ведет себя упруго. Если сталь нагружать выше предела про-
порциональности Р, то деформация увеличивается быстрее, чем напряжение. Это
происходит до предела упругости Е. Однако в арматурной стали это увеличение
настолько мало, что им можно пренебречь. При дальнейшем нагружении до пре-
дела текучести S (7?с) сталь деформируется пластичным образом, т.е. это неболь-
шое удлинение остается после разгружения. Начиная с точки S сначала удлинение
сильно увеличивается без увеличения нагрузки. Арматура вытягивается в длину,
она «течет». Поэтому эту область называют областью текучести. При дальнейшем
нагружении напряжение растет до границы разрушения В. Это максимальное на-
пряжение или максимальная нагрузка арматуры называется пределом прочности
на растяжение (Л). Предел прочности для BSt 500 S — 550 Н/мм2. Если эта макси-
мальная величина превышена, напряжение падает до границы разрыва Z и арма-
тура разрывается. При этом сталь достигает своего наибольшего удлинения.
Арматура из-за остаточного удлинения и опасности разрушения не должна
нагружаться до прочности на растяжение. Допустимое напряжение лежит в обла-
сти пропорциональности. Отношение прочности на растяжение к допустимому
напряжению дает значение запаса прочности. Однако в строительстве из железо-
бетона рассчитывают на предел текучести.
3.10.2.2. Арматурная сталь в бухтах
Изготовление, свойства и применение арматурной стали в бухтах соответствуют
прутковой арматуре. Однако в этом случае необходим допуск стройнадзора. По-
ставки осуществляются диаметром стержней до 14 мм и весом бухты от 0,5 до 3 м.
Бывает горячекатанная арматура периодического профиля в бухтах BSt 500 WR и
со специальным профилем BSt 500 WRS, а также холоднотянутая арматура пери-
одического профиля в бухтах BSt 500 KR.
Арматурная сталь в бухтах применяется в основном для заводского изготовле-
ния арматурных каркасов.
3.10.2.3. Стальные арматурные сетки
Стальные арматурные сетки BSt 500 М — это изготовленные на заводе плоские
арматурные элементы (каркасы). Для них применяются стержни с вдавленным
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.150. Арматурный стер-
жень BSt 500 М с вдавленным
периодическим профилем
Рис. 3.151. Стальные арматур-
ные сетки
®--------<> "" о ......tr......S
Q 188А. Q 257А, Q 335А,
R 188 A, R 257А, R335A
2 продольных краевых стержня
R 377A, R 51 ЗА Двойные стержни
4 продольных краевых стержня
ь....0.....- “о" о 'дат.........$5
Q 377A. Q 51 ЗА Двойные стержни
Рис. 3.152. Образование кра-
ев сетки
Таблица 3.52. Размеры ячеек стальных арматурных сеток
Вид сетки Расстояние в мм
Продольные стержни Поперечные стержни
Сетки Q
Q 335 А 150 150
Q 377 А 150 100
Сетки R 150 250
профилем диаметром от 6 до 12 мм (продольные и по-
перечные), которые в местах перекрещивания проч-
но свариваются друг с другом посредством точечной
контактно-стыковой сварки (RP) (рис. 3.150). Стали
для арматурных сеток, как и прутковая арматура,
имеют предел текучести 500 Н/мм2 и прочность на
растяжение 550 Н/мм2.
Арматурные сетки изготавливаются в виде
прямоугольных листов шириной 2,15 ми длиной
от 5,00 до 6,00 мм.
По краям ставят парные стержни одинакового
диаметра (рис. 3.151). Сетки могут иметь краевые
парные стержни только в продольном направлении.
В зависимости от расположения продольных и
поперечных стержней различают:
• маты типа Q с квадратными или прямоугольны-
ми ячейками и одинаковыми продольными и
поперечными стержнями;
• маты типа R с прямоугольными ячейками и боль-
шими площадями сечений продольных стерж-
ней, чем у несущих стержней (табл. 3.52).
На продольных краях сетчатого мата в сетках с
двойными стержнями могут устанавливаться про-
стые стержни. Такие маты называются краевыми
матами или сетками (рис. 3.152).
Арматурные сетки имеют краткие обозначения,
которые дают сведения о расположении стержней и
сечениях несущих стержней на ширине сетки в 1 м.
Обозначение сетки указывается на погодоус-
тойчивой бирке (в основном из жести), которая дол-
жна привязываться к каждой сетке. Из нее должно
быть ясно обозначение сетки и номер завода-изго-
товителя (рис. 3.153).
Стальные сетки поставляются как сетки со
склада, заказные сетки, как чертежные сетки и
Рис. 3.153. Маркировка арматурных каркасов
как арматурные элементы
и каркасы.
Складские сетки — это
поставляемые со склада ар-
матурные сетки с жестко ус-
тановленными сечениями
стрежней (табл. 3.53). Цифры
краткого обозначения дают
3.10. Металлы
стократное сечение стали про-
дольных стержней или несу-
щих стержней в см2/м.
Заказные сетки — это ар-
матурные сетки, диаметр
стержней которых, расстоя-
ние между стержнями и раз-
меры матов установлены за-
казчиком. Длины сетокмогут
быть до 12 м. Ширина их мо-
жет составлять до 3,00 м. Для
заказа заказных сеток необ-
ходимо указывать данные в
следующем порядке.
ПРИМЕР
BSt 500 V- 150 х 7.0 d/
7.0-4/4-250x7.0
Пример описания сетки R 443:
- Расстояние между продольными стержнями 150 мм
- В продольном направлении диаметр двойных стерж-
ней 6,5 мм по два боковых стержня слева и справа
диаметром 6,5 мм
- Расстояние между поперечными стержнями 250 мм
- В поперечном направлении диаметр стержней 5,5 мм
Рис. 3.154. Типичный вид плоской сетки со склада с эко-
номным расположением стержней по краям
Арматурная сетка имеет расстояние между продольными стержнями 150 мм
с диаметром двойных стержней во внутренней области 7,0 мм; в краевой облас-
ти обычные стержни имеют диаметр также 7,0 мм. Мат имеет справа и слева по
4 продольных стержня. Поперечные стержни имеют расстояния между ними
250 мм. Диаметр поперечных стержней — 7,0 мм.
Для того чтобы заказчик не занимался с нуля проектированием сеток, неко-
торые изготовители заказных сеток предлагают сетки по предпочтительным ря-
дам сечений (маты VZ). При этом предлагается большое число возможностей по-
Таблица 3.53. Новые арматурные каркасы со склада BSt 500 М с дополнительной буквой А
Длина ширина’ м Экономное расположение стержней по краям (в продольном направлении) Обозна- чение каркасов Построение каркасов в продольном/ поперечном напревлении Сечение вдоль/ поперек, см2/м Вес, кг
Расстояние между стержнями, мм Диаметр стержней, мм Количество продольных стержней
каркаса на м2
во внутрен- ней области в краевой зоне
слева справа
5.00 2,15 без Q 188 А 150 6 150 6 1,88 32,4 3,01
Q257A 150 7 150 7 2,57 44,1 4,10
Q335A сл сл о о СО со 3,35 57,7 5,37
6.00 2,15 С Q377A 150 6d / 6 -4/4 100 7 3,77 3.85 67,6 5,24
Q513 А 150 7d / 7 -4/4 100 8 5,13 5.03 90,0 6,98
5.00 2,15 без R 188 А 150 6 ,.л . . . 250 е - Двойной стержень) 1,88 1,13 26,2 2,44
R 257 А 150 7 250 6 2,57 1.13 32,2 3,00
R335A СО <£ О С ID LC 3,35 1,13 39,2 3,65
6,00 2,15 С R377A 150 6d / 6 -2/2 250 6 3,77 1.13 46,1 3,57
R513 А 150 7d / 7 -2/2 250 • 6 5,13 1,13 58,6 4,54
Глава 3. Строительные материалы
строения сеток в продольном и поперечном направлении в виде таблицы. Раз-
меры сеток и размеры свободных концов по краям должны быть заданы. Кроме
того, имеются заказные сетки, у которых в области наибольших растягивающих
напряжений предложены дополнительные продольные стержни. Тем самым
можно сэкономить арматуру в других местах. Такие сетки называют экономич-
ными заказными сетками.
Чертежные сетки — это арматурные сетки, конструкция и размеры которых
выполняются исключительно по чертежам.
Рис. 3.155. Элементы армирования
Арматурные сетки без особого обозна-
чения допускаются для преимущественно
спокойно нагруженных конструкций. Если
имеет место динамическая нагрузка, как,
например, в перекрытиях, по которым ездят
автопогрузчики, то необходимо применять
особо обозначенные маты dyn. Эти сетки
подлежат особому допуску и изготавливают-
Рис. 3.156. Поддерживающие карка-
сы с опорными ножками
Рис. 3.157. Поддерживающие короба
в различном исполнении
ся только как заказные или по чертежам.
Арматурные элементы и каркасы — это,
например, бюгельные каркасы, поддержива-
ющие каркасы, каркасы HS, плоские эконо-
мичные каркасы и стеновые каркасы.
Бюгельные каркасы — это особые сталь-
ные арматурные каркасы, изгибаемые из
сеток, которые составляют целый арматур-
ный короб из бюгелей, открытый сверху
(рис. 3.155). Ширина каркасов может быть
от 0,7 до 2,0 м, короба имеют длину 2,45 м.
Каркасы HS применяются для петлевых
и угловых соединений. При этом сетки из-
гибаются в U-образные короба длиной 5 м.
Поддерживающие короба обеспечивают по-
ложение верхней арматуры. Они изготавли-
ваются для высоты поддержки от 8 до 40 см.
Для защиты от коррозии на концы стерж-
ней одевают колпачки из синтетического
материала (рис. 3.156). При применении
лицевого бетона короба стоят на нижней
арматуре. Имеются две возможности ис-
полнения (рис. 3.157).
Плоские экономичные каркасы — это чер-
тежные сетки, которые в местах меньших
растягивающих напряжений имеют меньшее
количество арматурных стержней.
Стеновые каркасы по длине соответству-
ют высоте этажа в жилищном строитель-
стве. В области междуэтажных перекрытий
у них нет поперечных стержней. Перпенди-
кулярные стержни стеновых каркасов име-
ют такую длину, что они выходят за плос-
кость перекрытия и обеспечивают соедине-
ние с вышерасположенной арматурой стены
(рис. 3.158).
3.10.2.4. Испытания
арматурнойстали
Деформируемость прутковой арматуры ис-
пытывается с помощью испытания на обратный из-
гиб с помощью изгибной машины. С ее помощью
изгибают прутковую арматуру вокруг изгибного ро-
лика установленного DIN 488 диаметра на 90°.
Диаметр изгибных роликов составляет при ди-
аметре стержней от 6 до 12 мм — 5 J и при диамет-
ре стержней 20 до 28 мм — 8 J. После этого образ-
цы подвергаются искусственному старению при
выдержке их в течение 30 минут при температуре
250 °C. После охлаждения до комнатной темпера-
туры образцы изгибают обратно не менее чем на
20°. При этом образцы не должны ломаться и обра-
Рис. 3.159. Напрягаемые стер-
жни и пряди
зовывать трещины.
3.10.3. Напрягаемая арматура
Напрягаемая арматура отличается от прутковой ар-
матуры своей значительно более высокой прочнос-
тью. Она составляет от St 835/1030 до St 1570/1770.
Напрягаемая арматура изготавливается в виде про-
волоки и стержней диаметром от 5 до 36 мм. Вся на-
прягаемая арматура требует допуска Стройнадзора.
Рис. 3.160. Прядь в пластмас-
совой оплетке
Проволока и стержни имеют круглое сечение, по-
верхность может быть гладкой, с резьбовидными
ребрами или профилированной (рис. 3.159). Напря-
гаемая проволока может применяться в отдельнос-
ти или связанной в пряди канатов. Пряди канатов
изготавливаются из 2, 3, 5 или 7 напрягаемых про-
волок с максимальным диаметром 15,7 мм. При этом
проволоки сплетаются друг с другом в канат. Пряди
поставляются в прутках или в бухтах. Отдельные
проволоки могут быть обычными, оцинкованными
Прядь со слоем смазки (коррозионная
защита - смазка) и ПЭ-оплеткой
толщиной не менее 1,5 мм
ПЭ-оплетка Слой смазки
Рис. 3.161. Прядь в пластмас-
совой оплетке со слоем смазки
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.162. Профилированные
растягивающиеся металличес-
кие листы
или в пластмассовой (ПЭ) оплетке (рис. 3.160). Внут-
ри полиэтиленовой оплетки (ПЭ) можно поместить
защитный слой от коррозии в форме слоя жира или
масла (рис. 3.161). При применении таких прядей
можно исключить запрессовку каналов цементным
раствором.
3.10.4. Профилированные
растягивающиеся
металлические листы
Профилированный растягивающийся металл изго-
тавливается из полосовой стали. При этом прока-
тываются листы металла, которые в продольном
направлении имеют множество завальцованных
прорезей. В зависимости от завальцовки различа-
ют полноребристые и перфорированно-ребристые
листы с высотой завальцовки 4 мм (рис. 3.162).
Между завальцовками сталь подрезается и за-
кантовывается, так, что получается мелкорасчле-
ненная поверхность. Профилированные растягивающиеся металлические лис-
ты изготавливаются плитами шириной 60 см и длиной 2,5 м. Они защищены от
коррозии оцинковкой или распыленным битумом. Для строительных элемен-
тов с большим увлажнением имеется нержавеющий профилированный растя-
гивающийся металл из благородной стали. Этот материал подходит как основа-
ние под штукатурку для стен, плоских и сводчатых перекрытий, в качестве по-
терянной опалубки в конструкциях из монолитного железобетона и для опалуб-
ки рабочих швов.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Почему прочность на растяжение не играет никакой роли при обмерах арматур-
ной стали?
2. Что означает краткое обозначение BSt 500 S, Q 257 A, R 337 А?
3. Какое устройство и какие размеры имеет арматурный каркас R 513 А?
4. Какая разница между складскими, заказными и чертежными каркасами?
3.10.5. Нежелезные металлы

Нежелезные металлы
, 1 ,
Тяжелые металлы и их легирование. Плотность ₽ > 5 кг/дм 3 Легкие металлы и их легирование. Плотность р<5кг/дмЗ
например медь, свинец, хром, никель например алюминий, магний, титан

Рис. 3.163. Классификация нежелезных ме-
таллов
Нежелезные металлы (металлы NE)
по плотности подразделяются на тя-
желые и легкие металлы (рис. 3.163).
Важнейшими нежелезными металла-
ми являются медь, цинк, свинец, ни-
кель и хром (табл. 3.54). Из нежелез-
ных легких металлов в строительстве
чаще всего применяется алюминий
(табл. 3.55).
3.10. Металлы
Медь (Си) мягкая, вязкая и очень
деформирующаяся. Медь имеет вы-
сокую проводимость тепла и элект-
рического тока и устойчива против
коррозии. Вместе с углекислотой в
воздухе медь образует тонкую корич-
нево-зеленоватую защитную пленку,
не растворимую в воде, патину. Если
медь соприкасается с уксусной кисло-
той, то возникает нерастворимая в
воде ядовитая ярь-медянка. Сплав из
меди и цинка (латунь) подходит, на-
пример, для газовой и водопроводной
арматуры, а также для отделочных из-
делий и шурупов.
Цинк (Zn) выглядит блестящим
как серебро. Из всех металлов он име-
ет самое большое температурное рас-
ширение. Цинк обволакивается на
воздухе крепко связанной с основным
металлом серой и плотной пленкой,
защищающей от коррозии.
Если цинк легируется небольшим
качеством титана и меди, то получа-
ется титановый цинк. Он более твер-
дый, имеет меньшее температурное
расширение и поэтому лучшие сохра-
няет форму, чем чистый цинк. Поэто-
му титановый цинк часто применяет-
ся для кровельных покрытий.
Свинец (РЬ) выглядит серо-голу-
бым и является самым тяжелым из
нежелезных металлов. Он покрыва-
ется на воздухе темно-серым слоем
окисла, который обеспечивает свин-
цу хорошую коррозионную стой-
кость также и против кислот. Соеди-
нения свинца являются ядовитыми.
Таблица 3.54. Нежелезные тяжелые металлы
Металл Свойства Применение
Медь р = 8,9 г/см3 Красная, блестя- щая, мягкая, вязкая, растягива- ющаяся, тепло-и токопроводная, устойчивая про- тив коррозии, подвергается мягкой и твердой пайке Покрытия, хранили- ща, водосточные желоба на крыше, водосточные трубы, трубопроводы, легирование цинка -> медь
Цинк р = 7,1 г/см3 Серебристо-блес- тящий, мягкий, хорошо обрабаты- ваемый, большое температурное расширение, устойчивый против коррозии, хорошо подвергается мягкой пайке Покрытия, хранили- ща, водосточные желоба на крыше, водосточные трубы, покрытие цинком стальных строи- тельных конструк- ций, легирование с медью и титаном —>титановый цинк
Свинец р = 11,3 г/см3 Сине-серый, высокая плот- ность, мягкий, хорошо обрабаты- вается, быстро окисляется, устой- чив против корро- зии, ядовит! Примыкание к кровле, уплотнение водостоков и кана- лизации, легирова- ние с оловом -> мягкий припой
Никель р = 8,8 г/см3 Желто-белый Материал для легирования корро- дирующей стали
Хром р = 7,2 г/см3 Сине-белый, блестит как сереб- ро, твердый, устойчив против коррозии Покрытие металлов: гальваническое никелирование; -> гальваническое хромирование
Таблица 3.55. Нежелезные легкие металлы
Металл Свойства Применение
Алюминий р = 2,7 г/см3 Серебристый, матовый, мягкий, тепло- и токопро- водный, коррози- онно-стойкий, свариваемый Для кровельных покрытий, для обли- цовки стен, для запирающих слоев в виде фольги
Сплавы алюминия Серебристо-бе- лые, матовые, вы- сокая прочность, хорошо обрабаты- ваются, коррози- онно-стойкие, хорошо отливают- ся и формуются Оконные и дверные рамы, дождезащит- ные полосы, покры- тия, жалюзи, стено- вые панели, двер- ные ручки, оконные ручки
Поэтому при обращении со свинцом и соединениями свинца следует выпол-
нять особые предписания.
Никель (Ni) — желто-белый, хром (Сг) — синевато-белый металлы, блестящие,
как серебро. Сталь, легированная хромом и никелем, не ржавеет и подходит,
например, для изготовления нержавеющих резервуаров.
Глава 3. Строительные материалы
Алюминий (AI) имеет матовую поверхность. Он имеет хорошую электропро-
водность и является хорошим проводником тепла. На воздухе алюминий покры-
вается слоем окисла и поэтому устойчив против коррозии.
Алюминий применяется в форме листов для кровельных покрытий, для обли-
цовки стен, для запираюших слоев в виде фольги.
Легирование алюминия магнием и кремнием придает ему высокую прочность
и коррозионную стойкость.
3.10.6. Коррозия
Под коррозией понимают изменение материалов за счет химических или элект-
рохимических процессов. Степень коррозии зависит во многом от того, будут ли
материалы окружены, например, более или менее влажным воздухом (погодная
коррозия) либо морской или агрессивной водой (рис. 3.164).
Кроме меди, все не содержащие железа металлы подвержены агрессивному воз-
действию свежего раствора и бетона. Поэтому они должны защищаться покраской
или оклейкой бумаги или фольги так долго, пока раствор или бетон не затвердеет.
3.10.6.1. Химическая коррозия
Многие металлы химически изменяются на поверхности за счет окисления кис-
лородом. Кроме того, при этих процессах химически могут действовать жидко-
сти (вода, кислоты, щелочи, растворы солей), газы или пары. Высокие темпера-
туры ускоряют процесс коррозии.
При окислении меди, цинка, свинца или алюминия возникает на поверхно-
[ Окисление"!
Контактная Внутрикристалли-
коррозия ческая коррозия
Рис. 3.164. Коррозия металлов
Рис. 3.165. Коррозия путем
окисления
сти плотная, трудно разрушаемая пленка оксида,
защищающая эти металлы от дальнейшей корро-
зии (рис. 3.165).
Железные материалы при химической коррозии
на влажном воздухе образуют гидрат окиси железа
FeO(OH). Отсюда возникает при дальнейших хими-
ческих процессах образование ржавчины стали.
Ржавчина — это рыхлый пористый слой, который не
обеспечивает никакой защиты от дальнейшей кор-
розии (рис. 3.166).
Благородные металлы, как, например, золото и
серебро, особенно устойчивы против химической
коррозии. Чем более благородным является металл,
тем менее он подвержен коррозии.
3.10.6.2. Электрохимическая коррозия
При электрохимической коррозии электропроводя-
щая жидкость (электролит) должна находиться меж-
ду двумя различными металлами. Электролитами яв-
ляются, например, дождевая вода, влажность воз-
духа или пот на ладони. При электрохимической
3.10. Металлы
коррозии происходят процессы, похожие на
процессы в гальваническом элементе.
Гальванический элемент состоит из двух
различных материалов, представляющих со-
бой элетроды, например медный лист и цин-
ковый лист, и электролита, например суль-
фата меди (CuSO4) (рис. 3.168). В этом эле-
менте возникает электрическое напряжение
между листом меди (положительный полюс)
и листом цинка (отрицательный полюс).
Цинк, как метал «минусового» полюса, раз-
лагается. В качестве «плюсового» полюса
медь остается целой. Гальванические эле-
менты можно составлять также и из других
металлов. Одинаковые металлы не создают
напряжения.
В зависимости от применяемых матери-
алов можно получать различные высокие
электрические напряжения. Если сравни-
вать металлы с электрически нейтральным
водородом, то оказывается, что между водо-
родом и некоторыми металлами возникает
различное по величине электрическое на-
пряжение. Эти различия в напряжении
можно представить в виде ряда напряжений
(рис. 3.167). С помощью ряда напряжений
можно рассчитать напряжения для каждо-
го гальванического элемента.
Элемент из меди и цинка создает, напри-
мер, 1,10 В. Металлы, которые образуют по-
ложительные полюса, — это более благород-
ные металлы, а те, которые образуют отри-
цательные полюса, — это менее благородные
металлы. Чем больше расстояние между ме-
Рис. 3.166. Коррозия стали
+1.6Т
Volt - -
+1.4- ё
Золото
+1,5 V
8.
+0.8--g
+0.6.. 8
£
+0.4-
о
-0,2
-0,4
2
-1,0 -- g
1.2 - |
-1.4 - i
<D
Платина
Серебро
Медь
+0,66 V
+0.80 V
+0,34 V
Си
Водород +0 V
Свинец, олово -0,13 V Pb- Sn
Никель -0,23 V
Железо -0,44 V
Хром -0,56 V
Цинк_______-0,76 V
Магний -1,10 V
Рис. 3.167. Электрохимический ряд
напряжений
таллами и водородом в ряду напряжений, тем более благородным или тем менее
благородным является металл. Чем дальше оба металла гальванического элемен-
та лежат друг от друга в ряду напряжений, тем быстрее разрушается неблагород-
ный металл. При электрохимической коррозии различают контактную корро-
зию и внутрикристаллическую коррозию.
КОНТАКТНАЯ КОРРОЗИЯ
Если различные металлы без изолирующего промежуточного слоя привести
в контакт с электролитом, то за счет соприкосновения металлов возникает кон-
тактная коррозия. Если медную трубу, например, прикрепить оцинкованным
хомутом к стене, то на влажном воздухе или при дожде хомут будет разрушен
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.168. Контактная корро-
зия путем образования эле-
ментов
Электролит Кристаллы металлов
Рис. 3.169. Внутрикристалли-
ческая коррозия
контактной коррозией. Поэтому друг с другом
должны соединяться исключительно одинаковые
металлы (см. рис. 3.168).
ВНУТРИКРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ
Кристаллы металлического материала, напри-
мер легированного, такого как латунь, могут быть
различны по химическому составу. Если при этом
добавляется электролит, то между отдельными кри-
сталлами возникает электрическое напряжение, как
в гальваническом элементе. Кристаллы минусово-
го полюса растворяются и структура материала раз-
рушается. Этот вид коррозии называется внутри-
кристаллической коррозией (рис. 3.169). Она может
равномерно появляться на поверхности. Если внут-
рикристаллическая коррозия появляется только в
отдельных местах, то появляются воронкообразные
кратеры и дырчатые повреждения.
3.10.6.3. Защита от коррозии
Коррозия вызывает большие повреждения. Поэто-
му принимаются меры, чтобы исключить корро-
зию, особенно у металлических материалов. Срок
жизни строительных конструкций, как, например, металлических кровельных
покрытий или водосточных желобов, зависит во многом от того, насколько мож-
но уменьшить или исключить коррозию. Во всех методах защиты от коррозии
пытаются исключить образования гальванического элемента (рис. 3.170).
КОНСТРУКТИВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ ОТ КОРРОЗИИ
Рис. 3.170. Мероприятия по
защите от коррозии
Под конструктивной защитой от коррозии понимают, например, соответ-
ствующий выбор материалов, чтобы исключить соприкосновение двух различ-
ных металлов во влажной среде, что можно обеспечить также с помощью изоля-
ционного слоя. Далее можно за счет определенного положения конструкций ис-
ключить отложения грязи и влаги (рис. 3.171). Арматура защищается от корро-
зии достаточно большим защитным слоем бетона.
ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ ПУТЕМ ЗАЩИТНОГО
ПОКРЫТИЯ ПОВЕРХНОСТИ
Конструкции могут защищаться от коррозии
путем нанесения консервирующих слоев, путем на-
несения неметаллических покрытий и металличес-
ких покрытий.
Консервирующие слои — это, например, окрас-
ка масляными красками, масляными лаками и ла-
ками из синтетических смол. Перед нанесением
3.10. Металлы
окраски поверхности материалов должны быть
тщательно очищены от ржавчины и других загряз-
нений. В стальных материалах образование ржав-
чины исключают защищающей от ржавчины ок-
раской и покрывающей окраской, отталкивающей
воду. В пустотных профилях коррозию можно ис-
ключить запечатыванием пустот.
Неметаллические покрытия — это по большей
части толстые защитные слои, которые могут быть
созданы путем нанесения синтетического матери-
ала или битума, например в нефтеналивных резер-
вуарах и трубах для водоснабжения.
Заводские детали из алюминия и алюминиевых
сплавов, как, например, дверные и оконные руч-
ки, можно защитить от коррозии путем элоксации
(элоксаль — электрически оксидированный алюминий). В противоположность
гальваническим покрытиям слой элоксаля входит своими молекулами более чем
на две трети своей толщины внутрь материала (рис. 3.172). С помощью добавок
в ванне с серной кислотой можно достичь различной окраски элоксированного
слоя.
Крепежный —
элемент _
— Строительнвя
деталь из
алюминия
- Отложения
грязи и влаги
Изолирующие
промежуточ-
ные слои
Строитель- J f
ная деталь I
из стали
Неправильное расположение конструкций
Правильное расположение конструкций
Рис. 3.171. Конструктивная за-
щита от коррозии
Металлические покрытия могут изготавливаться путем погружения в расплав-
ленный металл (метод погружения в расплав), путем напыления жидкого метал-
ла или путем гальванической металлизации (гальванизации). В методе погруже-
ния в расплав детали погружаются в жидкий металл, как, например, в цинк при
температуре 450 °C (огневая оцинковка). При этом тонкий слой покрывающего
металла крепко удерживается на по-
верхности детали. Этот метод требу-
ет металлически чистых поверхнос-
тей. Поэтому детали должны быть
предварительно обезжирены, а так-
же очищены от ржавчины и окалины
в травильных ваннах. Детали с огне-
вой оцинковкой можно узнать по ри-
сунку в виде снежинок на поверхно-
сти (рис. 3.173).
В стальных конструкциях металл
покрытия может быть нанесен также
напылением. При этом металл, по-
ступающий в виде проволоки в рас-
пылитель, расплавляется газовой го-
релкой или электроэнергией, распы-
ляется сжатым воздухом и наносится
на деталь.
Слой элоксаля
Основной металл - алюминий
— Гальваническое ме-
таллическое покрытие
Основной металл - сталь
Рис. 3.172. Покрытия
Травильная
ванна
Прсмы- Средняя Сушильная Цинковая Водяная
вочная проточная печь ванна баня
ванна ванна
Рис. 3.173. Установка огневой оцинковки
(схематично)
Глава 3. Строительные материалы
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назовите строительные материалы, производимые из доменных шлаков.
2. Для чего применяют чугун в строительстве?
3. Объясните значение обозначения IPB 100 DIN 1025.
4. В каких формах применяется арматура для бетона?
5. Объясните значение обозначения BSt 500 S.
6. Какое значение имеет краткое обозначение IV М, Q 295, R 378?
7. Опишите конструкцию и размеры арматурного каркаса R 513.
8. Какая разница между складскими, заказными и чертежными каркасами?
9. Дайте наружные размеры складских и заказных каркасов.
10. Какие существуют арматурные элементы и каркасы?
11. Как производится испытание на обратный изгиб арматуры?
12. Чем отличается напрягаемая арматура от обычной прутковой арматуры?
13. Назовите нежелезные металлы, применяемые в строительстве.
14. Объясните, почему для строительных жестяных работ применяется титановый
цинк вместо чистого цинка.
15. Почему при обращении со свинцом необходима особая осторожность?
16. Почему нежелезные металлы надо защищать от свежего раствора?
17. Какие виды коррозии вы знаете?
18. Какие данные можно почерпнуть из ряда напряжений?
19. Какими мероприятиями можно защитить металлы от коррозии?
3.11. Пластмассы
Пластмассы в строительстве применяются как строительные материалы, как по-
луфабрикаты и как строительные конструкции.
Строительные материалы — это, например, массы для покрытия полов, уп-
лотняющие массы для деформационных швов, добавки к растворам и бетону, а
также клеи для керамической плитки.
Полуфабрикаты — это, например, водоотводные трубы, дренирующие тру-
бы, покрытия полов, рулонные гидроизоляционные материалы и плиты для
тепло- и звукоизоляции.
Строительные элементы — это, например, шахты световых фонарей, водо-
сточные трубы и окна. Комплекты для ванных комнат также изготавливаются
из пластмассы (рис. 3.174).
3.11.1. Состав, свойства и описание
Пластмассы (или, более широко, синтетические материалы) — это материалы,
изготавливаемые искусственно (синтетически) из продуктов нефте- и газопере-
работки, а также из исходных веществ угля, извести, воды и воздуха. Почти все
пластмассы содержат, как и природные органические вещества, в качестве важ-
нейших элементов углерод и водород.
Поэтому они относятся к органическим материалам. Имеются также синте-
тические материалы, у которых важнейшим элементом является кремний. К этой
группе относятся силиконы.
3.11. Пластмассы
Рис. 3.174. Применение пластмасс (примеры)
Пластмассы, как и природ-
ные органические материалы,
состоят из очень больших моле-
кул, которые составлены из мно-
гих атомов. Поэтому их называют
макромолекулами (по гречески
макро — большой). Макромоле-
кулы могут иметь нитеобразное
строение или строение в виде
пространственной сетки.
Согласно DIN 7728 и ISO
1043 пластмассы имеют краткие
обозначения, которые выведены
из их химических наименований.
Например, поливинилхлорид
обозначают PVC, а фенолфор-
мальдегидную смолу обозначают
PF (табл. 3.56, 3.57, 3.58).
Пластмассы — это получен-
ные путем химического превращения (синтеза) органические, макромолекуляр-
ные материалы. Они состоят в основном из элементов углерода (С), водорода (Н),
кислорода (О), азота (N), серы (S) и кремния (Si).
Форма, величина и расположение макромолекул, наряду с химическим со-
ставом, определяют свойства пластмасс.
Синтетические материалы в массовом производстве получаются тремя спо-
собами синтеза: путем полимеризации, путем поликонденсации и полисложения.
При полимеризации почти одинаковые основные молекулы, называемые так-
же мономерами, группируются в нитеобразные (цепные) макромолекулы.
Основные молекулы — это ненасыщенные углеводородные соединения, как,
например, этилен. После отделения парных соединений этих молекул они поли-
меризуются в длинные молекулы, или полимеры, этилен — в полиэтилен (рис. 3.175).
Важные полимеры — это полиэтилен (например, защитные пленки, трубы,
рукава) и пливинилхлорид (например, дренажные трубы, покрытие полов и окан-
товочные профили).
При поликонденсации образуются макромолекулы путем соединения различ-
ных основных молекул, например фенола (С6Н5ОН) с формальдегидом (СН2О),
при одновременном отделении (конденсации) простых веществ, как, например,
(н) ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ®
(с> =© (С> =© (С> <с) — чК Н£> ф ©- —-
(н) ® ® ® ® Этилен(мономер) ® ® ® ® ® ® Парные связи отделяются ® ® ® ® ® ® Полиэтилен ®
Рис. 3.175. Полимеризация (полиэтилен)
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.176. Поликонденсация (феноловая смола)
вода (Н2О) (рис. 3.176). Важными поликонденсатами являются феноловая смо-
ла, мочевинно-формальдегидная смола и полиамиды.
При полисложении образуются нитеобразные (цепные) или пространственно-
сетчатые макромолекулы также за счет соединения различных основных молекул,
например ди-алколи (спирты) (C4Hg(OH)2) с ди-изоцианатами (C6H12(CNO)2), без
отделения побочных продуктов. Важными материалами этого вида являются по-
лиуретановые смолы (рис. 3.177).
Путем соответствующего химического состава и метода получения синтети-
ческих материалов или путем смешения различных синтетических материалов
можно получить материалы с практически любыми заданными свойствами.
Типичными свойствами синтетических материалов являются:
• небольшая плотность,
• различные механические свойства,
• изоляция электричества,
• теплоизоляция,
• устойчивость против коррозии и химикатов.
Синтетические материалы:
• хорошо принимают нужную форму и обрабатываются,
• хорошо окрашиваются в массе,
• имеют гладкую, декоративную поверхность.
Рис. 3.177. Полисложение (полиуретановая смола)
3.11. Пластмассы
Однако синтетические материалы обладают также свойствами, которые ог-
раничивают их применение:
• по большей части, малая устойчивость против высоких температур,
• частично горят,
• по большей части не обладают высокой прочностью и
• отчасти неустойчивы против растворителей.
Высокая устойчивость против разложения синтетических материалов явля-
ется преимуществом при их использовании, однако для их удаления это являет-
ся недостатком. В связи с ростом производства синтетических материалов их ути-
лизация стала проблемой защиты окружающей среды.
3.11.2. Виды
Пластмассы, как правило, подразделяются по их механическим свойствам и их
поведению при нагревании на термопласты, дуропласты и эластомеры.
3.11.2.1. Термопласты
Термопласты — это синтетические материалы, которые при нагревании становятся
мягкими, а при охлаждении снова твердеют. Они состоят из нитеобразных (цеп-
ных) макромолекул, которые в большинстве случаев между собой переплетаются
как волокна фетра или могут быть связаны между собой (частично-кристалли-
ческое строение).
При невысоких температурах цепные молекулы лежат потно и почти не-
подвижно друг возле друга. Пластмасса твердая и хрупкая. С увеличением тем-
пературы цепи молекул начинают двигаться, и силы притяжения между ними
становятся все меньше. Пластмасса становится эластичной. При дальнейшем
нагревании силы притяжения уменьшаются так сильно, что отдельные моле-
кулы начинают скользить относительно друг друга, пластмасса становится пла-
стичной. Так как цепи молекул мешают друг другу в их движении при даль-
нейшем повышении температуры, то пластмасса становится только вязкотеку-
чей, но не газообразной. При охлаждении изменения состояния материала про-
исходят в обратном порядке. Они могут повторяться сколько угодно, если
только за счет перегре-
ва не разорвутся цепи
молекул, в результате
чего наступает хими-
ческое разложение син-
тетического материала.
Термопласты в их
твердом состоянии мо-
гут обрабатываться ре-
занием. В пластичес-
ком состоянии можно
изменять их форму пу-
тем изгиба, вытяжки и
Внутренняя Поведение Изменение
структура при нагревании прочности
Несетчатое строение при нагревании
Рис. 3.178. Строение и поведение термопластов
Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.179. Термопласты
выдувания. Если пластмасса мягкая, то ее применяют путем распыления, прес-
сования, прокатки или вспенивания.
Важными термопластами являются поливинилхлорид (PVC), поивинилаце-
тат (PVAC), полистирол (PS), полиэтилен (РЕ), полиметилметакрилат или ак-
риловое стекло (РММА), полиамид (РА), поликарбонат (PC) и полиизобутилен
(PIB) (табл. 3.56).
3.11.2.2. Дуропласты
Дуропласты — это синтетические материалы, которые в затвердевшем состоянии
и при сильном нагревании не размягчаются и не плавятся. Они состоят из макро-
молекул, которые, как правило, образуются путем поликонденсации из различных
предварительно произведенных исходных продуктов. Макромолекулы дуроплас-
Внутренняя структура
Однопетлевые сетки
Места сетчатых соединений
Поведение
при нагревании
Изменение
прочности
при нагревании
Рис. 3.180. Строение и поведение дуропластов
тов имеют простран-
ственно-сетчатое строе-
ние (рис. 3.180).
Поставляемые, как
правило, в жидком виде
исходные продукты, на-
пример фенол и фор-
мальдегид, соединяют-
ся под воздействием
тепла, давления или хи-
мических веществ, на-
зываемых отвердителя-
ми, и образуются ду-
3.11. Пластмассы
Таблица 3.56. Важнейшие термопласты
Обозначение Свойства Обрабатываемость Применение (примеры)
Поливинил- хлорид (PVC) Твердый PVC р = 1,38 кг/дм3 До 80 °C - твердый, до 165 °C - пластично-мягкий, устойчив против кислот, щелочей, солей, спиртов, бензинов и масел, старения, воздействий погоды. Неустойчив против растворите- лей, таких как бензол и ацетон (действуют вспучивая) Изгибается'-'А^

Tnvfiu т₽убЬ| Кресельные дренажа покрытия
Сверлится Vs Сваривается Q Склеивается f . .
=/|

НЫИЖеЛОбОкно Емкости
Мягкий PVC с содержанием до 50% размяг- чителя р = 1,25 кг/дм3 До 40 °C эластичный как резина, мягкий, подобный коже, иногда ломкий, не так устойчив к воз- действию химикатов, как твер- дый PVC. Реагирует с большинством растворителей Склеивается 1 Сваривается У Режется ножницами

Покрытия для п ляционные руле . . г А * j 1 Л ' Тту' - Шоеные ленты, слов, пле иные мат чки, гидроизо- ериалы
профили
Полистирол (PS) р = 1,05 кг/дм3 вспененный полистирол содержит около 95% воздуха р = 0,02 кг/дм3 До 70 °C температуроустойчив, бесцветный, прозрачный, как стекло. Поверхность блестящая, твердая и хрупкая. Рассыпается на осколки при разрушении, чувствителен к ударам и толч- кам, устойчив у действию кис- лот, щелочей и солей. Реагирует почти со всеми ра- створителями Сверлится И (опасность их осколков) Полистирол:
У
V v=n
Сваривается Q Склеивается Г Err еВ™НИВ* 1 IIX Жесткие вспенен- Звукопоглоще- нью плиты ющие вставки
ЕВ
Упаковка Заполнитель для легких бетонов
Поливинил- ацетат (PVAC) р = 1,2 кг/дм3 Малотвердый, размягчается при температуре около 80 °C, при нормальной температуре элас- тичный до средней твердости, пропускает свет, белый Как диспер- сионное ПО средство 1 смешивается J с водой « Намазыва- ется кистью Az/ тону И СТ)
Добавка к штукатурке, бс жкам
Мостики схватыва- —. ‘ ' ния (при восстанов- Клей для дерева пении поверхности бетона)
Полиэтилен (РЕ) р = 0,02 кг/дм3 РЕ высокого давления (мяг- кий), РЕ низко- го давления (твердый) При нормальной температуре — прочный, плавится при темпера- туре около 115 °C, при -50 °C еще эластичен, молочно-белый, матово блестящий, пропускает свет, на ощупь похож на воск, устойчив л роти в кислот, щелочей и солей, ограниченно устойчив против растворителей Сверлится Сверивается Q _ Не склей- —— вается Пленки для защиты Шланги построек Трубы Емкости Корпуса л
Полиметил- метакрилат (РММА) (органическое стекло) р = 1,18 кг/дм3 При нормальной температуре прочный, свыше 90 °C пластич- но-вязкий, светоустойчивый, светопрозрачный, труднобьющий- ся, чувствительный к пыли, чувствительный к царапанию, погодоустойчивый, устойчив против слабых кислот и щелочей, масел, бензина, реагирует с некоторыми растворителями сю -Ж
Сверлится Сваривается Склеивается. Светильники Световые купо
Остекление ла Защитные очки
Полииэо- бутелен (РВ) р = 0,93 кг/дм3 Эластичный как резина, пластичный до 50 °C, устойчив против кислот и щелочей, неустойчив против растворите- лей, масел и бензина Можно ... размазывать \ / шпателем Можно Длительно-элас- Гидроизогюцион- тичное уплотнение ные рулонные швов материалы

Глава 3. Строительные материалы
Рис. 3.181. Дуропласты
ропласты. Этот процесс твердения может быть прерван, но его нельзя повернуть
обратно. Не совсем отвержденные дуропласты еще в большинстве случаев раство-
римы или расплавляемы. Процесс твердения можно продолжить и довести до пол-
ного твердения.
Свойства искусственных смол из дуропластов можно изменять для различных
целей подмешиванием наполнителей, как, например, каменной муки, древесной
муки или обрезков текстиля. Дуропластовые синтетические материалы могут об-
рабатываться пилой, напильником, рубанком с образованием стружки. Их мож-
но склеивать и вспенивать, но нельзя сваривать. Не полностью затвердевшие ис-
кусственные смолы могут формоваться без стружек в формовочных прессах и там
же твердеть под давлением. Наиболее важными дуропластами являются феноло-
вые смолы, мочевиноформальдегидные смолы и меламиновые смолы, эпоксид-
ные смолы, ненасыщенные полиэстровые смолы и полиуретаны (табл. 3.57).
Особое значение в строительстве имеют синтет ические вспененные матери-
алы (пенопласты). Они объединяют свойства пластмасс, как, например, стой-
^оОо^с
> ° о°° о°о -
°OoOoOoQJoC ГЛ
тс/-. с С)ос/-.0<.с и '
Открытопористый
пенопласт
Закрытопористый
пенопласт
кость против расти-
тельных и животных
вредителей, со свой-
ствами пенистых мате-
риалов. Пенопласты
различают по виду син-
тетического материала,
строению, механичес-
кому поведению и по
Рис. 3.182. Структура пенопластов
3.11. Пластмассы
методу изготовления. Вспененные материалы со структурой с закрытыми пора-
ми препятствуют воздухообмену и капиллярному действию. Поэтому их при-
меняют преимущественно в качестве звукоизоляционных вкладышей. Вспенен-
ные материалы с открытыми порами подходят больше для звукопоглощения.
Структурные — или интегральные пенопласты, преимущественно из полиуре-
тана, имеют внутри закрытопористую, а снаружи плотную, почти беспористую
структуру. Из них производят самонесущие конструкции, как, например, двери
и стулья, а также имитацию деревянных балок и дверных полотен.
По механическому поведению различают твердые, полутвердые и упругомяг-
кие пенопласты. Твердые пенопласты получают из феноловых мочевиноформаль-
дегидных смол. Полиуретановые смолы могут применяться как для твердых, так и
для мягких и упругих пенопластов.
Таблица 3.57. Важные дуропласты
Описание/свойства Обрабатываемость Применение (примеры)
Феноловвя смолв (PF) р = 1,4 кг/дм3 желто-коричневая, со временем темне- ет, твердая и хрупкая, нерастворимая, наппавящаяся, трудно воспламеняемая, самогасящаяся, типичный запах, пого- достойкая J Режется со Q стружкой 2 Склеивается — L Тено- пластовые плит
О О
>| Местное зспенивание
Не сваривается Бетон на синте- тической смоле

/ \
Мочевиноформальдегидная смола (UF) Мелвминовая смола (MF) р = 1,5 кг/дм3 бесцветная, прозрачная, как стекло, тем- неет со временем, твердая и хрупкая, нерастворимая, не плавится, без запаха Склеивается — Вспенивается Не сваривается V ~ м ассы, например посуде для еды
- питы Клеи для дерева
Слоистые прессованные п
Ненасыщенные полиэстровые смолы (UP) р = 1,3 кг/дм3 бесцветные, прозрачные, как стекло, твер- дые и хрупкие, не плавятся, нераствори- мы, при усилении стекловолокном - высо- кая прочность (GF-UP), при линейных сетях структуры - термопластичные GF-UP - ограни- г ченно режутся У со стружкой Склеивается ' Li X гпг|.. ^КровелыСю^7^ покрытия ры Облицовки

Промыш lj Клеящие пенные раство
Не сваривается ,
Эпоксидные смолы (ЕР) р = 1,3 кг/дм3 медово-желтые, в жидком состоянии - ядовиты, твердые и хрупкие, не плавят- ся, нерастворимы, устойчивы против кислот, щелочей и растворителей, при переработке выделяются ядовитые газы Склеивается Ь"* Режется со д стружкой _1 ч-. Не сваривается V Добавки к растворам и • ’ • • о , I - бетонам ])

Клеи Контейнеоы
z_
Полиуретановые смолы (PUR) р = 1,26 кг/дм3 медово-жептые, прозрачные, в зависи- мости от сетчатой структуры твердые и вязкие или мягкие и эластичные, как резина, при линейной сетчатой структу- ре - термопластичные, устойчивы про- тив слабых кислот и щелочей, а также против почти всех растворителей, при наличии огнезащитных средств нормаль- но возгораемы (В2), PUR-пеноласты трудновозгораемы (В1) _ о о о о О Вспенивается Склеивается — Ао°<Ро — 1 О о
Пенопластовые плиты для теплоизоляции Местное вспенивание
Сваривается v
ион
Режется со -й стружкой — — U
Гидроизоляц для покрыти! ные шламы и массы
Глава 3. Строительные материалы
Синтетические вспененные материалы изготавливаются в виде плит или
формованных изделий на больших отливочных или шприцевальных установках.
Часто полиуретан вспенивают из картушей с помощью распылительных писто-
летов, приводимых в действие вручную или при помощи сжатого воздуха, полу-
чая «местную пену» прямо на стройплощадке. Так можно заполнять швы или
пустоты, например монтажные шлицы, или укреплять дверные петли и другие
детали (монтажная пена) (рис. 3.185).
Внутренняя структура
Сетка с широкими ячейками
Места соединения сеток
Поведение
при действии силы
Изменение
прочности
при нагревании
Температура ——
Рис. 3.183. Строение и поведение эластомеров
3.11.2.3. Эластомеры
Эластомеры — это син-
тетические материалы с
эластическими свой-
ствами. Они легко изме-
няют форму; если на-
пряжение снимается,
они снова принимают
свою первоначальную
форму. Эластомеры от-
личаются от прочих эла-
Таблица 3.58. Важные эластомеры
Описание Свойства/обрабатываемость Применение (примеры)
Бутадиен- стирольный каучук (SBR) Эластичный, как резина, прочный на истирание, бопее устойчив против старения и теплового воздействия, чем природный каучук, устойчив против масла и бензина, неприятный запах
! для ав1 1 -
Шины омобилей Резиновые пружины Шланги
Бутиловый каучук (HR) Эластичный, как резина, - до дли- тельно пластичного, вспенивающийся, наносится шпателем или через шприц, частично остается клеящим L-
Мастика Ленты для уплот для уплотнения швов швов нения
Полихлоро- преновый каучук (CR) Эластичный, как резина, устойчив против старения, наносится шпате- лем и шприцеванием, устойчив против масел и бензина Гаситель колебаний д/ й Уплотняющие лрофиг лгтг^ И
Полисуль- фидный каучук (SR) Эластичный, как резина, - до упруго- ппастичного, черный, наносится шприцем или шпателем, устойчив против воздействий погоды Уплотне мационн V А'1 ние дефор- Сборное Запвчать ых швов строительство вание
Полиурета- Коричневый, эластичный, как резина, О _ „
НОВЫЙ каучук очень прочный на истирание, устой- чив против старения, устойчив против кислот, щелочей и растворителей, может разливаться в формы, наносит- ся шпателем и шприцем 0 1 nrft- -
(PUR) Уплотнение швов в бетонном строительстве Покрытие швов
Силиконо- вый каучук (SI) Эластичный, как резина, до упруго- пластичного от -90 до +180 °C, про- зрачный, среднетвердый, водоотталки- Соединительные ш
вающий и отталкивающий клеящие вещества, наносится шпателем или через шприц зы Зале чатывание
3.11. Пластмассы
стичных синтетических материалов тем, что их эластичность, подобная резине, в
значительной степени зависит от температуры. Так, например, силиконовый кау-
чук остается упругим в диапазоне температур от —60 до +250 °C (табл. 3.58).
Эластомеры, также как и дуропласты, состоят из пространственно-сетчатых
макромолекул. Однако молекулярная сетка у эластомеров имеет более широкие
ячейки и более редкая, чем у дуропластов (рис. 3.183). При изменении формы
ячейки раздвигаются, не разрушая места связи. После снятия напряжения ячей-
ки, подобно резине, притягиваются в свое первоначальное положение, синтети-
ческий материал снова принимает свою первоначальную форму.
3.11.2.4. Силиконы
Силиконы относятся к группе синтетических материалов, которые имеют состав,
отличный от остальных пластмасс, и в которых главным образом атомы углеро-
да заменены атомами кремния. Свойства силиконов зависят от длины их макро-
молекул и от степени их сетчатости. Силиконы с нитеобразными (цепными) мак-
ромолекулами — это силиконовые
масла, слабосетчатые макромолеку-
лы дают силиконовые каучуки, а
сильносетчатые макромолекулы —
силиконовые смолы.
Силиконы — это маслянистые до
резиноэластичных, прозрачные до
молочно-матовых материалов. Они
водоотталкивающие и температуро-
устойчивые от —90 до +180°С. Уже
небольшие количества силиконового
масла делают лаки, бумагу и текстиль
водоотталкивающими. Растворы си-
ликоновой смолы поэтому часто при-
меняют как водоотталкивающие по-
крытия каменной кладки и бетона
(рис. 3.184). Силиконовые каучуки
можно также производить в вспенен-
ном виде. Силиконовые пенопласты
в основном применяют для высоко-
ценных мебельных работ.
Преимущественно применяемые
в строительстве синтетические пено-
пласты состоят из дуропластов, как,
например, из полиуретановых или
феноловых смол. Они бывают одно-
и двухкомпонентными и применяют-
ся для заполнения пустот и укрепле-
ния строительных конструкций (мон-
тажная пена) (рис. 3.185).
Рис. 3.184. Нанесение силиконовой запечаты-
вающей массы
Рис. 3.185. Запенивание шва двухкомпонент-
ным пенистым материалом
224 Глава 3. Строительные материалы
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Опишите возможности применения синтетических материалов в строительной
технике и обоснуйте это.
2. Представьте достоинства и недостатки пластмасс и сравните пластмассы между
собой.
3. Обоснуйте необходимость правильной утилизации остатков синтетических ма-
териалов на стройплощадке.
4. Пластмассы подразделяют по их физическому поведению на три группы. Сгруп-
пируйте применяемые в строительной технике пластмассы на эти три группы и
опишите их переработку и применение.
5. Вспененные синтетические материалы многогранно применяются в строитель-
ной технике. Назовите возможности их применения в зависимости от того или
иного вида вспененного материала.
6. Применение пластмасс в строительной технике представляет опасность для здо-
ровья человека. Проанализируйте это.
7. Назовите преимущества пластмасс по сравнению с обычными строительными
материалами на примерах.
8. Назовите примеры применения термопластов, дуропластов и эластомеров в стро-
ительной технике.
ГЛАВА 4
СТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Под строительным проектированием понимают процесс продумывания и офор-
мления в мыслях определенной строительной задачи, для того чтобы предста-
вить ее в чертежах и расчетах (рис. 4.1). Строительное проектирование продол-
жает вестись и во время строительства. Для каждой строительной задачи необхо-
димо строительное проектирование.
4.1. Виды
строительного
проектирования
В зависимости от строительной зада-
чи различают четыре различные об-
ласти строительного проектирова-
ния: проектирование надземного
строительства, проектирование инже-
нерных сооружений, дорог и ланд-
шафтное планирование, а также спе-
циальное проектирование (табл. 4.1).
Проектирование надземного
строительства ведется инженерами-
строителями (архитекторами), инже-
нерные вопросы решаются инженера-
ми-строителями (статиками). Проек-
тирование инженерных сооружений,
дорог и ландшафтное планирование
ведутся соответственно инженерами
подземного строительства, дорожно-
го строительства и планировщиками
ландшафта. Специальное проектиро-
вание берут на себя специалисты по
отоплению и вентиляции, по водо-
снабжению и водоотведению, инже-
неры-электрики и инженеры-маши-
ностроители.
В большинстве строительных за-
дач обычно переплетаются многие
области проектирования, причем ин-
Рис. 4.1. Строительная задача
женерная область, к которой относится данная строительная задача, принимает
на себя координацию работ и функции генерального подрядчика.
Глава 4. Строительное проектирование
Таблица 4.1. Виды строительного проектирования
Вид проектирования Примеры проектирования
Проектирование надземного строительства Жилые дома, административные здания, офисы, промышленные здания, школы, спортивные залы
Проектирование инженерных сооружений Мосты, резервуары, очистные сооружения, подпорные стенки, шлюзы
Проектирование подземных соору- жений, дорог и ландшафтное планирование Местное водоотведение, автодо- роги, пешеходные дороги, свал- ки, укрепление набережных
Специальное проектирование Отопительные, санитарно-техни- ческие установки, электрообору- дование, установки кондициони- рования воздуха, подъемно- транспортное оборудование
4.2. Основы
строительного
проектирования
Основами строительного проектиро-
вания являются правовые и техни-
ческие строительные правила, каса-
ющиеся функции и формы строи-
тельного проекта. Строительные
правовые правила (правовые нормы)
издаются федеральными органами,
земельными органами и органами
муниципальных образований. Стро-
ительные технические правила (при-
знанные правила техники строитель-
ства) являются законом для проектировщиков. Этим гарантируется соответ-
ствие проекта и его исполнения требованиям безопасности и потребительского
качества (рис. 4.2).
4.2.1. Основы строительного права
Основами строительного права, в первую очередь, являются законы и правила
федеральных органов (право строительного проектирования), как, например, за-
кон о землеустройстве, свод строительных законов, правила использования стро-
ительных объектов, законы об охране окружающей среды, а также те законы и
правила земель (право строительного порядка), как, например, строительные
правила, закон об охране памятников, а также закон о дорожном строительстве.
Надземное строительство
Инженерное строительство
Подземное, дорожнов и ландшафтное строительство
Специальное строительство
Строительное
проектирование
Правовые основы
строительства
(Правовые нормы)
Строительно-тех-
нические основы
(Признанные
правила техники)
Строительным
проект
Рис. 4.2. Основы строительного планирования
4.2. Основы строительного проектирования
На этих основах муниципальные органы разрабатывают свои градостроительные
планы (планы ведения строительства). Такими планами, например, являются
план использования земельных участков и план застройки. Эти планы являются
местными законами, если они необходимы для градостроительного развития или
градостроительного порядка муниципального района.
4.2.1.1. Свод строительных законов (Ваи GB)
Свод строительных законов содержится в четырех главах Правовых основ гра-
достроительства Федеративной Республике Германия. В первой главе «Общее
градостроительное право» определяется порядок планирования ведения всех
строительных работ. Вторая глава «Особое градостроительное право» касается
проведения градостроительных мероприятий по санированию и развитию.
В третьей главе «Прочие предписания» урегулируются методы определения цен-
ности участков и земли под строительство, а также порядок работы соответству-
ющих палат судов. Четвертая глава «Предписания по передаче и заключитель-
ные предписания» содержит положения о передаче предписаний предыдущих
изданий Норм в новый свод законов по строительству. Заключительные пред-
писания касаются специальных правил для отдельных земель ФРГ и для столи-
цы ФРГ Берлина.
4.2.1.2. Правила строительного использования участков
(BauNVO)
Правила строительного использования участков земли содержат дополняющие
нормы к Своду законов о строительстве, в особенности в отношении содержа-
ния и основных установочных положений Плана использования земли и плана
застройки.
В первом разделе «Виды строительного использования» определяются раз-
личия между площадями застройки и районами застройки (табл. 4.2). Далее ус-
танавливаются допустимые виды строительного использования.
Второй раздел «Размер строитель-
ного использования» устанавливает
количество участков, число площадей
этажей или число строительных объе-
мов в отношении к площади участ-
ка, выделенного под строительство
(рис. 4.3). Число полных этажей, атак-
же высота строительных сооружений
определяются ограничениями, уста-
новленными планом застройки.
Третий раздел «Способ строитель-
ства, застраиваемые площади участ-
ков» устанавливает формы зданий и
площади разрывов между ними.
Таблица 4.2. Виды строительного использо- вания. § 1 Bau NVO
Площади под застройку (FNP) Застраиваемые районы (Beb.-PI.)
Площади под жи- лую застройку (W) Районы малых поселений (WS) Чисто жилые районы (WR) Обычные жилые районы (WA) Особые жипые районы (WB)
Смешанные пло- щади под застрой- ку (М) Сельские жилые районы (MD) Смешанные районы (ML) Центральные районы (МК)
Площади под промышленную застройку (G) Промрайоны (GE) Индустриальные районы (GI)
Специальные площади под заст- ройку (S) Специальные районы (SO)
Глава 4. Строительное проектирование
Районы под застройку (Bob.- PI.). Примеры Коэффициент лпощади застройки (GRZ) Коэффициент площади этажей (GFZ) Коэффициент объема застройки (BMZ)
Чисто жилой район (WR) 0,2 0,4 -
Обычный жилой район (WA) Дачный район 0,4 1,2 -
Сельский район (MD) Смешанный район (Ml) 0,6 1,2 -
Промрайон (GE) Индустриальный район (GI) 0,8 2,4 10,0
Коэффициент площади Коэффициент плод застройки этажей GRZ GFZ А'\ ади Коэффициент объема застройки BMZ
_ _ Суммарная площадь Л „ Площадь засгроики этажей Строительным объем KjFit. — (jf-Z = IVI£ ~ Площадь участка Площадь участка Площадь участка
Рис. 4.3. Верхняя граница для определения размеров строи-
тельного использования (выдержки)
Последний раздел
устанавливает, в част-
ности, соответствую-
щие предписания по
передаче проектов под-
рядчику, создание кото-
рых или их изменение
уже запущено в дело.
4.2.1.3. Законы
о защите
окружающей среды
Федеральные законы
об охране окружающей
среды, как, например,
Закон о выбросах, За-
кон о водопользова-
нии, Закон об устране-
нии отходов и Закон о
защите природы, со-
держат все цели защи-
ты окружающей среды.
Федеральные земли от-
ветственны за исполне-
ние этих законов и дол-
жны в свою очередь со-
здавать соответствующие планы. Такими планами являются, например, планы
поддержания чистоты воздуха, планы отвода сточных вод, планы устранения от-
ходов и рамочные ландшафтные планы.
Обязанность учета защиты окружающей среды установлена также и в Феде-
ральном своде законов о строительстве (Bau GB 1 (5) 7).
4.2.1.4. Строительные нормы земель ФРГ
Строительные нормы содержат строительные правовые положения той или иной
земли ФРГ, причем строительные нормы отдельных земель отличаются друг от
друга. В своем содержании все нормы ориентируются на Образцовые строитель-
ные нормы (МВО) и подразделяются на два правовых раздела: по материальному
праву и по формальному праву. При этом раздел по материальному праву содержит
требования к сооружению, а раздел по формальному праву—методы получения раз-
решений на строительство. Однако, например, Строительные нормы земли Баден-
Вюртемберг (LBO В-V) подразделяются на 9 частей (табл. 4.3).
Земельные строительные нормы дополняются другими земельными закона-
ми и правилами, как, например, Земельный закон об охране памятников, кото-
рый, в частности, регулирует содержание старой (исторической) застройки.
4.2. Основы строительного проектирования
Таблица 4.3. Членение Строительных норм земли Баден-Вюртемберг (LBO)
Часть Предписания (выдержки) Содержание (выдержки)
1 часть. Общие предписания - Ограничение области применения Строительных норм - Объяснение понятия о строитель- ных сооружениях - Установление общих требований - Номы LBO действительны для всех строи- тельных сооружений с ограничениями, напри- мер, для общественных сооружений транс- порта - Строительные сооружения - это связанные с землей, изготовленные из строительных материалов и изделий сооружения
2 часть. Земельный участок и его застройка - Высказывания о застраиваемости (возможности застройки) земель- ных участков - Основы для получения величины разрывов — Установление высоты строитель- ных сооружений — Здания могут возводиться, только если участок признан застраиваемым по обще- ственно-правовым предписаниям, если он располагается вблизи от средств обществен- ного транспорта или если подъезд к нему обеспечен общественно-правовыми нормами
3 часть. Общие требова- ния к выполне- нию строитель- ства - Высказывания о внешнем виде строительного сооружения — Условия по ведению строительных работ на площадке при возведении сооружения - Расчеты по статической надежнос- ти, устойчивости при динамических воздействиях, теплозащиты, шумо- защиты и пожарной безопасности - Строительные сооружения необходимо устраивать таким образом, чтобы соотноше- ние строительных объемов и частей зданий по отношению друг к другу не было непро- порциональным и их вид не разрушал целост- ность общей картины улицы или населенного пункта — Обязанность сохранять зеленые насаждения по экологическим соображениям — Каждое строительное сооружение должно быть прочным, устойчивым и долговечным
4 часть. Продукты строи- тельства и виды строительства - Условия применения строительных продуктов — Регулирование общего строитель- но-правового допуска и примене- ния продуктов строительства и видов строительства в отдельных случаях - Признание испытательных, серти- фикационных и надзорных органи- заций - Продукты строительства могут применяться только в том случае, если они соответствуют Закону о строительных продуктах, указани- ям, касающимся продуктов, действующим в ЕС или техническим требованиям, содер- жащимся в списке Строительных правил - Для неурегулированных строительных про- дуктов или видов строительства в каждом отдельном случае требуется общий строи- тельно-правовой допуск или разрешение
5 часть. Здание и его части - Правила пожарозащиты стен, перекрытий, колонн и крыш - Заключения о транспортной, про- изводственной и пожарной безо- пасности лестниц, прихожих, пере- ходов. пандусов и лифтовых уста- новок - Заключения о производственной и пожарной безопасности печей и других установок, работающих с пламенем - Стены, перекрытия, колонны и крыши долж- ны в соответствии с требованиями пожаро- защиты быть огнестойкими - Брандмауеры должны быть устроены и рас- положены так, чтобы при пожаре они не теряли своей устойчивости и противодей- ствовали распространению огня
6 часть. Отдельные помещения, квартиры и особые элемен- ты зданий - Минимальные требования к поме- щениям для пребывания людей, к квартирам, туалетным комнатам и ванным - Создание необходимых мест хо- зяйственного назначения (кладо- вых) и гаражей - Создание элементов безбарьерной среды (устройств и конструкций для инвалидов) — Минимальная высота помещений в свету, необходимые окна, а также требования к помещениям для пребывания людей на первых этажах и в мансардах необходимо обязательно соблюдать - Установление необходимого количества мест для складирования для квартир и про- чих случаев использования зданий - Помещения и оборудование должны быть доступными для использования для опреде- ленного круга людей, таких, как маленькие дети или инвалиды, без посторонней помощи
Глава 4. Строительное проектирование
Окончание таблицы 4.3.
Часть Предписания (выдержки) Содержание (выдержки)
7 часть. Лица, занятые в строитепьстве, и органы строи- тельного права — Задачи и ограничение прав и обязанностей заказчиков, проекти- ровщиков, предприятий и произво- дителей работ — Построение, задачи, права и ответ- ственность органов строительного права - Заказчик должен нанять для подготовки, надзора и выполнения строительной задачи соответствующего проектировщика, предпри- нимателя-подрядчика и производителя работ - Органы строительного права должны надзи- рать за тем, чтобы выполнялись предписания строительного права о возведении и разру- шении объектов строительства, за соблюде- нием строительных норм
8 часть. Методы управле- ния. Обязатель- ные мероприя- тия при строи- тельстве - Определение того, является ли строительный объект обязатель- ным для согласования и разреше- ния властями, таким, для которого разрешение на строительство не требуется - Методы и порядок этого определения — Предпосылки для заключения договора на строительство. Строи- тельная документация и получение разрешения на строительство — Порядок надзора за строитель- ством, ведением строительных рас- ходов и выполнением обязательных строительных мероприятий - Строительные задачи, по которым требуется разрешение, должны быть представлены властям для его получения - Строительные задачи, по которым не требу- ется разрешение на строительство, как, например, здания без помещений с постоян- ным пребыванием людей или сараи, должны соответствовать установленному порядку размеров и не превосходить их - В случае задач, по которым требуется только уведомление властей, такие задачи с соот- ветствующими чертежами должны быть представлены к сведению местных муници- пальных органов
9 часть. Правовые пред- писания, наруше- ние установлен- ного порядка, переходные и заключительные предписания - Установление правовых и норма- тивных рамок строительных право- вых органов - Утверждение местных строитель- ных предписаний муниципальными органами - Устаноаление нарушений норм и правил - Проверка существующих или начатых строительством строи- тельных сооружений на соответ- ствие действующим нормам - Муниципальные органы могут путем установ- ки, например, соответствующих строитель- ных предписаний о внешнем виде зданий регулировать установку рекламных устройств или требовать соответствия характерным особенностям населенного пункта, которые являются местными ценностями, необходи- мыми для сохранения - При значительных изменениях существую- щих частей зданий или строительных соору- жений может потребоваться подтверждение соответствия новым строительным нормам
4.2.1.5. План использования земельных участков (FNP)
В плане использования земельных участков показывается планируемое градост-
роительное развитие муниципального района (BauGB 5 (1)) (рис. 4.4). При этом
планируемый район подразделяется на различные строительные площади, как,
например, на площадки под жилую застройку, площадки под производственную
застройку, а также площади под транспортные коммуникации, зеленые насажде-
ния, площади под устройства снабжения (газом, водой) и площади для удаления
отходов (рис. 4.5). Последние представлены согласно чертежно-планировочным
правилам в чертежной части FNP (рис. 4.6).
Как подготавливаемый генеральный план, план использования земельных
участков не обладает правами закона по отношению к гражданам, но налагает
обязательства на сам муниципалитет.
4.2.1.6. Градостроительные мероприятия по санированию
Градостроительные мероприятия по санированию служат для приведения в по-
рядок муниципальных участков, находящихся не в надлежащем состоянии
4.2. Основы строительного проектирования
Рис. 4.4. План использования земельных участков (вы-
держка)
Рис. 4.5. Строительные участки
II Район сани-
11 ’ЭсАМ | рования
-л? Площади
под озеле-
ни пение
Пожарная
команда
Общест-
венное уп-
равление
Рис. 4.6. Условные обозначе-
ния на планах
(BauGB 136 (2)). Такие районы устанавливаются в рамках разработки генпла-
нов муниципалитетами и включаются в состав работ по санированию. Подго-
товка и проведение мероприятий по санированию требуют наряду с подгото-
вительными обследованиями определения целей и задач санирования. Резуль-
таты отражаются в рамочном плане (плане застройки) с соответствующими
пояснениями.
Здесь в значительной степени учитывается охрана памятников в рамках мо-
дернизации, приведения в порядок застройки, а также защита ансамблей целых
групп зданий.
После проведения требуемых мероприятий по приведению в порядок муни-
ципальных территорий, таких, как земельный порядок, переселение населения
или строительство устройств подключения, могут осуществляться строительные
мероприятия.
4.2.1.7. План застройки (Beb.-Pl.)
План застройки как обязательный к исполнению генеральный план содержит
обязательные установки градостроительного порядка для строительного рай-
она внутри муниципалитета. Он разрабатывается на основе плана использова-
ния земельных участков (BauGB 8(1)) (рис. 4.7). В плане застройки точно
Глава 4. Строительное проектирование
устанавливаются вид и размеры строительного использования, вид строитель-
ства, нарезка участков, общественные площади, свободные площади, площад-
ки под устройства охраны окружающей среды (рис. 4.8). Эти условия могут
касаться даже отдельно каждого этажа строительного сооружения. Положения
необходимо пояснять предписанными условными обозначениями (рис. 4.9).
Вместе с обоснованием план застройки принимается как закон местного му-
ниципалитета.
4.2.2. Технические основы
Технические основы состоят в первую очередь из технических предписаний,
правил производства работ и указаний, а также из Норм и технической части
порядка землеотвода. Последние дополняются указаниями, советами и серти-
фикатами испытаний.
Технические основы служат для безопасности людей, устойчивости и долго-
вечности сооружений, а также для повышения качества во всей строительно-тех-
нической области. Технические основы имеют особенно большое значение при
проведении строительных работ.
Рис. 4.7. План застройки (фрагмент)
Рис. 4.8. Установления
,Л/Л Обычный Красная линия vv/л жил0Й район застройки г Г раНИЦы’сТрОИ- г-' г тельных участков 1 араж
Направление торцов ж Въезд
Шаблон использования
Строительный район Число полных этажей
WA
Коэффициент земельного участка Коэффициент площади этажей
GRZ 0,3 GFZ (Об)
Форма крыши - уклон SD max 50° Вид строительства - открытый offen
Рис. 4.9. Условные обозначе-
ния на плане
4.2. Основы строительного проектирования
4.2.2.1. Технические предписания, правила возведения, указания
Технические предписания вводятся как обязательные министерствами, напри-
мер «Предписания по энергосберегающей теплоизоляции и энергосберегающим
устройствам в зданиях (Предписания по экономии энергии — EnEV)», в которых
представлены особенности зданий, связанные с энергозатратами на его эксплуа-
тацию (рис. 4.10).
Правила возведения дополняют, например, строительные нормы земель ФРГ
и описывают минимальные требования, в особенности в отношении безопасно-
сти труда и пожарной безопасности. Примером являются «Общие правила возве-
дения» (AVO) или «Правила устройства гаражей» (GaVO).
Указания вводятся и рекомендуются министерствами. Их необходимо учи-
тывать соответствующим образом при проектировании и возведении в качестве
соответствующих разделов при заключении догово-
ров. Примерами являются «Указания по оформле-
нию проектов в дорожном строительстве» (RE) или
«Указания по устройству сечений дорог» (RAS-Q).
4.2.2.2. Немецкие инженерные нормы —
DIN, уазания по передаче
Нормы DIN разрабатываются специальными коми-
тетами Немецкого института по нормированию и
служат обязательными рекомендациями для всех
занятых в строительстве. Они гарантируют и актуа-
лизируют общедоступные технические специальные
знания и являются, например, в качестве Норм по
строительным материалам или Норм по возведению,
неизбежным условием для технически безупречно-
го ведения строительства.
Важные нормы по проектированию и возведе-
Рис. 4.10. Управленческие
предписания (Лист Закона
ФРГ)
нию касаются, напри-
мер, таких областей,
как строительство с
применением камен-
ной кладки, бетон-
ное и железобетонное
строительство, а также
теплозащита. Указа-
ния по передаче, как,
например, «Правила
передачи и заклю-
чения договоров на
строительные работы»
(VOB), регулируют пе-
редачу исполнения ра-
VOB
Порядок передачи
и заключения договоров
на строительные работы
Ausgabe 2002
Im Auftrage des Deutschen Vergabe- und
Vrtragsausschusses fr Bauleistungen herausqegcbcn
vom DIN Deutsches Institut fr Normung e. V.
Рис. 4.12. Листуказаний (Общий
допуск строительного надзора)
Рис. 4.11. Порядок передачи
и заключения договоров
Глава 4. Строительное проектирование
бот подрядчику, а также «Общие условия заключения договоров на выполнение
строительных работ» (с. 173). Кроме того, «Общие условия заключения догово-
ров» (ATV) устанавливают основы по поставкам материалов и оборудования и по
видам строительных работ (рис. 4.11).
4.2.2.3. Указания, советы, сертификаты испытаний
Указания издаются союзами по специальностям, например изготовителей строи-
тельных материалов, и служат для консультаций и советов специалистам при ис-
пользовании строительных материалов (рис. 4.12). Советы касаются, например,
отдельных продуктов. Они разрабатываются изготовителями и должны учиты-
ваться, так как в противном случае будет потеряна гарантия на данный материал.
Сертификаты испытаний (свидетельства) подтверждают общие стройнадзорные
или строительно-правовые разрешения на применение строительных деталей или
строительных материалов, как, например, огнезащитные преграды (Т 30 — двери).
4.3. Фазы строительного проектирования
и проведения строительных работ
Общее планирование строительного мероприятия делится на фазу собственно
строительного проектирования и фазу проведения строительных работ. На гра-
нице этих двух фаз находится процесс получения разрешения. После получении
строительно-правового и строительно-технического разрешения строительный
проект (строительное мероприятие) может быть превращен в строительный
объект (строительное производство) (рис. 4.13).
4.4. Процесс получения разрешения
на строительство
Процесс получения разрешения на строительство, например в земле Баден-Вюр-
темберг, происходит по правилам, принятым земельным законом о строительстве.
Он начинается передачей заказа на строительство, включая строительную доку-
ментацию, в муниципалитет места строительства и заканчивается получением
разрешения на строительство, выдаваемого строительно-правовыми органами.
Разрешение на строительство действительно в течение трех лет. Однако строи-
тельные работы могут начинаться только тогда, когда будет оформлено свидетель-
ство о свободном сроке начала строительства. В рамках строительного надзора,
проводимого строительно-правовыми органами, осуществляется приемка несу-
щих конструкций и приемка «под ключ» (рис. 4.14).
Земельный закон о строительстве (LBO) регулирует также процесс уведом-
ления. Здесь заказчик уведомляет муниципалитет о своих намерениях на строи-
тельство, передав ему обычную строительную документацию. Если нет никаких
препятствующих причин, то через две недели можно начинать строительство.
Процесс уведомления действителен в основном для жилых зданий, за исключе-
нием высотных домов, в рамках действия квалифицированного плана застрой-
4.4. Процесс получения разрешения на строительство
Ступени планирования Надземное строительство (Н) Инженерное строительство (1) Подземное, дорожное и ландшафтное строительство (Т, S)
1. Получение исходных дан- ных. Выяснение постановки задачи. Выбор участников процесса планирования Составление перечня основ правового и технического характера, влияющих на проектирование. Выбор инженеров-специалистов Эскизы идеи концепции по возведению
2. Предварительное проектиро- вание (Н, 1, Т). Генеральный эскиз (Е) Разработка возмож- ностей решения и концепции. Определение видов работ для инженеров-специалистов. Пред- варительные переговоры с влас- тями. Определение стоимости Предварительный проект с альтерна- тивными варианта- ми при учете функ- ции сооружения и строительной физики Предварительный проект в статичес- ки-конструктивном плане с учетом устойчивости Проект подземного или дорожного строительства с учетом экологических взаимозависимостей
Оценка затрат по DIN 276 Предварительный сметно- финансовый расчвт
3. Разработка проекта (Н, 1, Т). Предварительный проект (S). Проработка проектной концеп- ции с описанием проекта. Составление проектных черте- жей. Более точное определе- ние затрат Представление полного проекта, возможно, с де- тальными планами. Оптимизация вари- антов и альтернатив Разработка решений несущих конструк- ций. Г рубые стати- ческие ресчеты. Оп- ределение размеров основных строитель- ных конструкций Разработка плана распо- ложения и вертикальной планировки с узловыми точками, ландшафтных планов и произведений искусства (малых архитек- турных форм)
Составление сметы по DIN 276 Детальный сметно-финан- совый расчет с планом финансирования
4. Проектирование для получе- ния разрешения на строи- тельство (Н, 1). Строительный проект (S). Главный проект (Т). Дополнение проектных чертежей, описаний и расче- тов с использованием работы инженеров-специалистов. Разработка комплекта черте- жей и материалов пояснитель- ной записки, представляемых для получения разрешения Заказ на строительство с описан и вм проекта. Данные об огневых установ- ках. Генплан, описание. Генплан, чертежная часть. Строительные чертежи. Расчет прочности и устойчи- вости. Расчет теплозащиты. План водоотведения с участка. Статистичес- кая обработка опросных листов. Прочие материалы Планирование подземного и дорожного строительства с: пояснительным отчетом; ситуационным планом; сметнофинансовым расчетом; планом финансирования, представление сечений и разрезов с размерами; план расположения; вертикальная планировка; разрезы по исследованиям грунтовых условий площадки; специальные планы; проекты произведений искусства

Процесс получения разреше- ния на строительство с точки зрения строительного права и строительной техники Разрешение на строительство со свободной передачей подрядчику Утверждение плана с пометкой о разреше- нии на строительство
5. Проектирование производ- ства работ. Представление объекта со всеми необходимы- ми для возведения данными. Привлечение инженеров- специалистов Изготовление чертежей по возведению объекта и рабочих чертежей. Представле- ние конструкций с указаниями по укладке и монтажу. Разработка спецификаций Проработка специальных планов. Изготовление планов производства работ и конструктивных чертежей для произведений искусства
6. Подготовка и совместная работа при передаче объек- та подрядчику. Компоновка описаний работ. Обработка предложений строительных фирм Определение и составление количества деталей, материалов и обьемов работ. Определение объемов работ по отдельным видам. Составление сметно-финансового расчета по единичным расцен- кам или ло укрупненным показателям, исходя из отдельных предложений
7. Строительный надзор. Над- зор за возведением объекта. Приемка строительных работ. Передача объекта Надзор за производство работ на соответствие с разрешением на строительство, с проектом по возведению здания, с описанием работ и с предписаниями, имеющими обязательную силу. Надзор за сроками проведения работ. Ведение дневника строительства
8. Наблюдение за объектом в процессе эксплуатации и документация. Обходы объекта для устранения не- исправностей. Совместная работа при свободной пере- даче работ по поддержанию безопасности объекта Устранение недостатков в течение гарантийных сроков. Составле- ние планового списка и фотодокументации. Подготовка и получе- ние действительных данных о затратах на строительство
Рис. 4.13. Фазы строительного планирования с проведением строительства
Глава 4. Строительное проектирование

Заявка на строительство со строительной документацией
§ 52 LBO ( B-W)

Уведомление соседей Муниципалитет Уведомление муниципалитета
§ 55 LBO ( B-W) § 53 LBO ( B-W) § 53 LBO (B-W)

Строительно-пра- вовая экспертиза (например) Строительно-пра- вовые органы Строительно-техни- ческая экспертиза (например)
§ 54 LBO ( B-W)
• Заслушивание муниципальных специалистов • Площади раз- рывов • Обоснование посадки • Вид и размер строительного использования • Устойчивость и прочность • Строительные конструкции • Теплозащита • Шумозащита • Пожарозащита

Разрешение на строительство
§ 58 LBO ( B-W)

' Сертификат ' на свободное начало строительства i § 59 LBO ( B-W) ,
1 *
Приемка несущего остова здания Окончательная при- емка («под ключ»)
§ 67 LBO ( B-W)

Рис. 4.14. Процесс получения разрешения на строи-
тельство в земле Баден-Вюртемберг
ки. Общественно-правовые
предписания для ведения
строительства по уведомле-
нию соответствуют во всех
частях предписаниям для ве-
дения строительства по раз-
решению.
Требуемая строительная
документация устанавливает-
ся правилами процедуры к зе-
мельному закону о строитель-
стве (LBO-WO). По этим пра-
вилам, например, для надзем-
ного строительства в заявке
необходимо представить ген-
план с посадкой здания, стро-
ительные чертежи, описание
строительства, расчеты проч-
ности и устойчивости и другие
технические расчеты, как, на-
пример, расчет теплозащиты, а
также представление водоуда-
ления с площадки.
ГЕНПЛАН с посадкой
здания (М 1:500) состоит из
чертежной части как выкопи-
ровки из кадастрового плана и
из пояснительной записки.
В чертежной части должны
быть представлены существу-
ющие и планируемые строи-
тельные сооружения на участ-
ке под застройку ина соседних
участках. При этом для планируемых сооружений необходимо показать размеры,
отметки и высоту, расстояния до границ участка и между зданиями, а также подъез-
ды к ним. Далее необходимо показать коммуникации снабжения (газ, тепло, вода)
и удаления отходов, а также устройства водоотведения и дренажа. Письменная
часть должна содержать, например, описание участка и соседних участков с дан-
ными о владельцах, строительных нагрузках или ограничениях, установках плана
застройки, в особенности расчет плотности застройки участка по коэффициентам
плотности застройки, этажной плотности застройки (GFZ) и по объемному коэф-
фициенту (BMZ) для существующих и планируемых сооружений.
В СТРОИТЕЛЬНЫХ ЧЕРТЕЖАХ (М 1:100) должны быть представлены
планы всех этажей с указанием назначения помещений, причем на них должны
4.6. Планирование строительных затрат
быть показаны лестницы, дымовые и вентиляционные трубы, камины и печи,
резервуары и емкости для горючих жидкостей, шахты лифтов, унитазы, ванны
и душевые поддоны. Кроме того, должны быть представлены разрезы с высота-
ми этажей, разрез по лестнице с изображением перил, а также фасады с высота-
ми стен, уклоном кровли и высотами коньков. На всех строительных чертежах
проектируемых сооружений в значительной степени должны указываться ос-
новные размеры, строительные материалы и виды конструкций.
В СТРОИТЕЛЬНОМ ОПИСАНИИ (пояснительная записка) описывается
строительная задача, в особенности в отношении конструкций, отопительных
установок, инженерного оборудования и использования здания или сооружения.
Кроме того, там должны быть приведены расчеты застроенного пространства и
площадей плана по DIN 277.
РАСЧЕТЫ ПРОЧНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ (статистические) содер-
жат представление всех несущих конструкций строительной задачи с необходи-
мыми расчетами и чертежами. Это же относится и к расчетам тепло- и шумоза-
щиты, если это необходимо для оценки данной строительной задачи.
Если, однако, заказчик находится в сомнении, имеет ли строительная задача
шансы на разрешение на строительство с точки зрения строительного права или
с технической точки зрения, то он может перед передачей заявки представить
строительно-правовым органам письменный запрос, так называемый предвари-
тельный запрос по отдельным вопросам задачи.
4.5. Масштабы планов
Предпочтительные масштабы планов в зависимости от области планирования и
стадии планирования могут быть различными. Они устанавливаются в строи-
тельных правилах, указаниях по проектированию, указаниях для архитекторов
и инженеров или в отдельных случаях могут зависеть от вида и величины стро-
ительной задачи (табл. 4.4).
4.6. Планирование строительных затрат
Планирование строительных затрат разрабатывается в соответствии с фазами
проектирования и строительства. При этом каждый раз получается стоимость
строительных мероприятий согласно данной ступени проработки проекта.
Основой ступенчатого планирования стоимости для надземного строитель-
ства является DIN 276 (Стоимости в надземном строительстве). Задачей плани-
рования стоимости строительства на основе РАЗДЕЛЕНИЯ СТОИМОСТЕЙ
в соответствии со стадией проектирования и возведения здания является ОПРЕ-
ДЕЛЕНИЕ СТОИМОСТИ, которое позволяет заказчику (хозяину) разработать
соответствующий план финансирования и ритмично оплачивать работы. При
УСТАНОВЛЕНИИ СТОИМОСТИ после завершения всех работ устанавливает-
ся действительная стоимость строительства.
Глава 4. Строительное проектирование
Таблица 4.4. Предпочтительные масштабы планов
Область планирования Стадии планирования
Проектирование предварительного эскиза Проект Проект производства работ
Надземное строительство, инженерное строительство Генплан с посадкой здания: М 1:1000; М1:500 Генплан с посадкой здания: М1:500 Подробные планы: М 1:100
Планы, разрезы, фасады; Водоотведение из дома и с участка; Позиционные планы: М 1:100 Планы, разрезы, фасады; Планы укладки конструкций: М 1:50
Планы, разрезы, фасады: М1:200
Системный обзор несущих конструкций: М1:100 Конструктивные планы; Планы опалубки и армиро- вания: от М 1:50 до М 1:20
Отдельные представления. Типовые чертежи: до М 1:50
Отдельные представления и фрагменты планов: до М 1:50
Детальные планы: М 1:20 Узлы до М 1:1
Ситуационная карта: М 1:10 000
Подземное, дорожное и ландшафтное строительство Ситуационная карта: М 1:10 000 Генплан: М 1:1000 Генплан: М1:1000 или М 1:500
Генплан: М1:5000 Вертикальная планировка: М 1:1000:100 или М 1:500:50
Вертикальная планировка: М 1:500:50
Вертикальная планировка: М 1:1000:100
Планы трубопроводов М1:500 или М 1:100 Разбивочный план: М1:500 или М 1:100
Архитектурный разрез: М 1:50
Перекрестки дорог; Поперечные профили: М1:100 Перекрестки дорог; Планы высот перекрытий: М 1:100
Архитектурный разрез: М 1:50 Отдельные чертежи: от М 1:50 до М 1:5
Масштабы планов для произведений искусства и сооружений водоотведения соответствуют лланвм для построек надземного и инженерного строительства
Разделение стоимостей служит для систематической ревизии всех затрат (об-
щей стоимости), которые связаны со строительством. Они распределены соответ-
ственно процессу строительства. Отдельные разделы охватывают ограниченные
области затрат и позволяют таким образом сравнивать различные строительные
задачи между собой.
При этом в надземном строительстве общие затраты делятся на 7 групп (табл. 4.5).
Отдельные группы затрат подразделяются на отдельные подгруппы. Для плани-
рования затрат для инженерных сооружений также применяется DIN 276. При
проектировании подземного и ландшафтного строительства, как правило, дей-
ствуют другие разделения затрат на группы. Так, например, для дорожного стро-
ительства они делятся на 9 основных групп (табл. 4.6).
Определение стоимости служит для установления действительных стоимос-
тей (брутто, включая налог с оборота). Разделение стоимостей образует основу
для определения стоимости. В качестве величин, к которым относится стоимость,
могут служить площади участков или помещений согласно DIN 277, а также от-
дельные объемы для отдельных работ. В зависимости от стадии проектирования
или строительства различают различные виды определения стоимости.
Полученные на основе установления стоимости оценочные величины затрат,
как, например, стоимости единицы длины (евро на км дороги); стоимости еди-
4.7. Составление объемов работ, организация работ и расчет оплаты
ницы площади (евро на кв. м полезной площади); сто-
имости единицы объема (евро на куб. м объема брутто
сооружения) или стоимости полезной единицы (евро
на квартиру), могут быть снова использованы при
оценке стоимости других подобных строительных со-
оружений. При этом, однако, необходимо иметь в
виду, что эти ориентировочные значения должны из-
меняться в соответствии с изменениями состояния
строительной отрасли и изменением цен.
4.7. Составление объемов работ,
организация работ и расчет
оплаты за строительные
работы (AVA)
Для правильного ведения строительных работ между
заказчиком или хозяином и подрядчиком или испол-
нителем заключается договор на строительство. Об-
щие основы для составления этих договоров содер-
жатся, как правило, в Положении «Порядок переда-
чи заказа и оформления договоров на строительные
работы» (VOB).
VOB регулирует методику передачи заказа в отно-
Таблица 4.5. Группы затрат в надземном строительстве
100 Участок 200 Обустройство и подклю- чение 300 Строительное сооруже- ние, строительные конструкции 400 Строительное сооруже- ние, технические установки 500 Наружные устройства 600 Отделкв и произведения искусства 700 Побочные строительные затраты
Таблица 4.6. Группы затрат в дорожном строительстве
1 Землеотвод
2 Основание, нижняя конст- рукция, водоотведение
3 Верхняя конструкция
4 Мосты
5 Подпорные стенки
6 Туннели
7 Прочие сооружения
8 Отделка
9 Прочие особые установки и затраты
шении методов обсчета объемов работ, организации работ и расчетов оплаты. Оно
содержит также правила, по которым правила Европейского Сообщества в обла-
сти строительства применяются в Федеративной Республике Германия.
Положение разделяется на 3 части (рис. 4.15). VOB — это не закон, а нормы,
которые издаются по заданию Немецкого комитета по передаче заказов и состав-
лению договоров на строи-
тельные работы (DVA) Не-
мецким институтом норми-
рования (DIN). VOB дей-
ствует лишь в том случае,
если это положение одно-
значно согласовано в дого-
воре. Тогда как часть А, ко-
торая имеется также и в нор-
мах ЕС, не является состав-
ной частью договора, части
В и С являются составными
частями договора.
Положения VOB регу-
лируют в основном процесс
определения объемов работ,
Порядок передачи заказа и заключения договоров
на строительные работы (VOB)
Т
VOB часть А DIN 1960 VOB часть В DIN 1961 VOB часть С DIN 18299
Общие положения по передаче заказа на строительные работы Общие условия договоров на прове- дение строительных работ Общие технические условия договоров на строительные работы (ATV)
1
Регулирование процесса от опре- деления объемов работ до заключе- ния договора Составление строи- тельных условий, которые имеют силу в договоре на строи- тельство Установление норм на отдельные виды строительных работ с соответствующи- ми основами для расчетов
1
Не является сос- тавной частью договора Составная часть договора
Рис. 4.15. Деление VOB
Глава 4. Строительное проектирование
заключения договоров, а также ведение строительных работ, приемку готовых
объектов, устранение недостатков и рекламации (рис. 4.16).
4.7.1. Определение объемов работ и передача заказа
на исполнение
Основная часть определения объемов строительных работ — это описание работ.
При этом согласно VOB/A.9 различают описание работ со СПИСКОМ РАБОТ
(LV) и описание работе ПРОГРАММОЙ РАБОТ (рис. 4.17). Наиболее часто при-
Рис. 4.16. Методические шаги по VOB
Описание работ
Со списком работ
• Описание частичных
работ в отдельных облас-
тях работ
• Одинаковые работы
принимаются под одним
порядковым номером
(позицией)
• Описание отдельных
работ по виду, качеству
и количеству
С программой работ
• Описание всей строи-
тельной задачи
• Работы включают проект
и возведение
• Единица работы относит-
ся ко всему строительно-
му сооружению
Рис. 4.17. Описание строительных работ
меняемый вид описания
работ производится с по-
мощью списка работ. Пос-
ледний необходимо раз-
бить на обозримые отрезки
(титулы) по областям стро-
ительных работ или от-
дельным работам и распо-
ложить их в соответствии с
процессом производства
работ. Так, например, для
объекта надземного строи-
тельства — несущий остов
здания — его следует под-
разделить на разделы —
земляные работы, работы
по водоотведению и дре-
нажу, бетонные и железо-
бетонные работы, камен-
ные работы, а также часо-
вая оплата и стоимость ма-
териалов.
Наряду со списком ра-
бот в объемах приводятся
еще дальнейшие докумен-
ты для урегулирования до-
говоров. Это «Особые ус-
ловия договора», допол-
няющие VOB/B. «Общие
технические условия дого-
вора» (ATV) могут быть
расширены «Дополни-
тельными техническими
условиями договора».
Эти документы описа-
ния работ необходимы для
LV- Datei: EUROPAOi Europa-Muster-Bau, Haan
VN: 1© Verwaltungs- und Auslieferungsgebaude Seite: 1
1. 2. Beton- und Stahlbetonarbeiten DIN 18331
LEISTUNGSVERZEICHNIS
Rohbauarbei ten
Mauerarbeiten DIN 18330
STL-NR. 82 012/060 13 42 83 20
Mauerwerk der Aufienwand,
Mauerziegel DIN 105 - HLzW
12 -
0,8 -
20 DF (490 x 300 X 238) ,
HG II mit Leichtzuschlaegen DIN 4226 Teil 2,
Mauerwerksdicke 30 cm.
120.00 m3
OZ UB/K Leistungsbeschreibung Einh.-Preis Gesamtbetrag
STL-NR. 82 012/051 21 33 33 03
Mauerwerk der innenwand,
einseitig als Slchttnaucrwerk,
Fugenglattstrich / verfugung u-ird gesondert verguetet.
Kalksandsterne DIN 106 - KS Vm L -
12 -
1.6 -
2 DF (240 x 115 X 113),
MG IT a,
Mauerwerksdicke 11.5 cm.
210.000 tn’ ..............................
1.2 Beton- und Stahlbetonarbeiten DIN 18331
STL-Nr. 81 013/000 01 02
Hem in der Leistungsbeschreihung niches anderes
engegeben ist, wird Beton/Stahlbeton
getrennt nach Beton {einschl. Schalung) und Bewehrung
abgerechnet.
1. 2. ID. STL-Nr. 81 013/030 01 11 30 06
Ortbeton des Streifenfundamentes,
obere Betonfldche waagerechc,
aus unbewehrtem Beton
als Normalbeton DIN EM 206-1
C12/25,
Breite ueber 40 bie 100 eta.
B0,00 m3
1. 2. 20. STL-Nr. 81 013/037 00 21 30 04
Ortbeton der Wand,
aue Stahlbeton
als Normalbeton DIN EN 206-1
C20/2S,
Dicke ueber 20 bis 50 eta.
60,00 m3
1. 2. 30. STL-Nr. 81 013/CBO 11 11 20 03
Ortbeton der Deckenplatte,
Unterseite waagerecht,
Obere Betonflaeche waagerecht,
aus Stahlbeton
als Normalbeton DIN EN 206-1
C20/25,
Dicke ueber 10 bis 25 cm.
60,00 rn3 ....................
Beton- und Stahlbetonarbeiten DIN 18331
Рис. 4.18. Построение стандартизованных
текстов
Рис. 4.19. Стандартное описание работ
(фрагмент)
представления предложений на строительные работы и должны быть всеобъем-
лющи и однозначны как информация для подрядчика. Создание описания работ
может происходить в виде свободно формулируемых текстов или в виде стандар-
тизированных текстов. При этом строительные работы располагаются в виде по-
зиций списка, которые однозначно описывают работы и включают полученные
по планам объемы. Описания работ со свободными текстами часто описывают
одни и те же работы по-разному и часто понимаются предлагающими свои услу-
ги подрядчиками не одинаково. Описания работ по стандартным текстам произ-
водятся по КНИГАМ СТАНДАРТНЫХ РАБОТ (StLB) для работ в области над-
земного строительства или по КАТАЛОГУ СТАНДАРТНЫХ РАБОТ (StLK) для
дорожного и мостового строительства. Книга стандартных работ — это собрание
стандартизированных частей текста (текстовые кирпичи), из которых могут быть
составлены тексты описания работ. Последние построены на основе VOB/С и
состоят из технически безупречных, соответствующих нормам, нейтральных к
конкурсам и однозначно сформулированных текстов.
Для применения ЭВМ стандартизированные части текста обозначаются трех-
или двухзначными ключевыми номерами (рис. 4.18).
Стандартизованные описания StLB разделяются максимум на 5 тестовых час-
тей (Т1 до Т5). Они могут соответственно описываемой работе соединяться в стан-
дартное описание работ (рис. 4.19).
4.7.1.1. Виды описания работ и передачи заказа
Порядок передачи заказа и заключения договоров на строительные работы раз-
личает 3 вида методов описания и передачи: ОБЩЕСТВЕННОЕ ОПИСАНИЕ,
Глава 4. Строительное проектирование
ОГРАНИЧЕННОЕ ОПИСАНИЕ и СВОБОДНАЯ ПЕРЕДАЧА. При обще-
ственном описании выдача задания производится неограниченному количеству
подрядчиков. В рамках ограниченного описания в процессе передачи заказа при-
нимает участие только ограниченное количество избранных предпринимателей.
Свободная передача заказа применяется там, где требуется специальное умение
производить определенный вид работы и не существует конкурсной ситуации.
Эти три вида описания и передачи являются для общественных заказчиков
обязательными и в зависимости от вида и объема строительных работ должны быть
применены. Частные заказчики и подрядчики ориентируются на эти процедуры,
хотя в этом случае предпочитается ограниченный тендер (рис. 4.20).
4.1.1.2. Виды договоров на строительство
Договора на строительство согласно VOB подразделяются на договора на строи-
тельные работы, договора почасовой оплаты и договора возмещения себестои-
мости. В случае договоров на строительные работы они различаются на договора
единой цены и на договора общего типа, причем договора единой цены заключа-
ются более предпочтительно. В случае договоров почасовой оплаты стороны со-
глашаются на твердые расчетные параметры на все затраты. Договора возмеще-
ния себестоимости содержат наряду с себестоимостью отдельных строительных
работ также и согласованное предложение о рисках и прибыли (рис. 4.21).
4.7.2. Обсчет
По VOB/B подрядчик должен произвести доказательный обсчет своих работ. Для
этого в ходе строительного процесса и после выполнения строительных работ не-
обходимо путем расчета объемов работ определить выполненные работы.
При этом под определением объемов понимают учет всех поступивших на
стройку материалов и конструкций, связанных со строительством. Объемами,
например, являются каменная кладка в куб. м или в кв. м, монолитный бетон в
куб. м, опалубка в кв. м, трубопроводы водоотведения в м, строительные элемен-
ты в штуках или арматурные сетки из стали в кг.
Для получения объемов за основу принимаются размеры или количество в
Общественное описание Ограниченное описание Свободная передача заказа
Общественное объяв- ление тендера Заказ тендерной до- кументации и выдача задания предпринима- телям Опубликование пред- ложений Оценка и проверка предложений Заключение договора Пересылка тендерной документации ограни- ченному числу пред- принимателей Передача предложе- ний Опубликование пред- ложений Оценка и проверка предложений Заключение договора Предложение подходя- щему предпринимате- лю принять заказ Передача предложе- ния Проверка предложе- ния Заключение договора
Рис. 4.20. Процесс описания и передачи заказа
штуках в уже постро-
енном сооружении.
Так как они, как пра-
вило, получаются по
рабочим чертежам,
эти чертежи образуют
основу для сметных
расчетов. По обмерам
объемы рассчитыва-
ются с учетом усло-
вий, содержащихся в
VOB, часть С «Общие
технические условия
4.7. Составление объемов работ, организация работ и расчет оплаты
Договор на строительные работы
Договор единой цены Договор общего типа
Для строительных работ, которые обсчи- тываются единицам объема по современ- ным единым расцен- кам Для строительных работ, которые обсчи- тываются по всей работе в целом по единой цене
Для строительных
работ небольшого
объема с преобладани-
ем зарплаты в общей
стоимости
Договор почасовой
оплаты
Договор возмещения
себестоимости
Для строительных
работ, объем которых
не может быть точно
определен, так как
ясное определение
стоимости невозможно
Рис. 4.21. Виды договоров на строительство
договоров на строительные работы». Эти условия обеспечивают единое получе-
ние объемов на все виды строительных работ, как, например, земляные работы,
каменные работы, бетонные и железобетонные работы, и устанавливают «побоч-
ные работы» и «особые работы».
ПОБОЧНЫЕ РАБОТЫ необходимо оценивать по единым расценкам с до-
говорными работами. ОСОБЫЕ РАБОТЫ, как, например, устранение препят-
ствий или обеспечение безопасности электропроводки, каналов или посадок ра-
стений, должны быть обсчитаны отдельно.
Сметный расчет проверяется ответственным инженерным бюро или строи-
тельным органом муниципалитета и составляет, таким образом, основу для уста-
новления действительной стоимости строительного сооружения.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие основы различают при строительном планировании?
2. Какие правила содержит Положение о строительном использовании?
3. На какие области права подразделяются строительные законы земель?
4. В чем отличие между планом использования площадей и планом застройки?
5. На какие две фазы делится общее планирование строительного мероприятия?
6. Какой цели служат градостроительные мероприятия по санированию?
7. Чем сопровождается процесс получения разрешения на строительство жилого
дома и какие документы являются составными частями этого процесса?
8. Какую задачу имеет планирование строительных затрат?
9. На какие три части делится VOB?
10. Что регулирует VOB в части В?
11. Как может быть описана строительная работа?
12. Чем отличается договор единой цены от договора общего типа?
13. Муниципальное образование хочет дальнейшего развития в градостроительном
отношении и собирается развивать различные районы. Опишите требуемые для
этого порядок оформления и необходимые проектные мероприятия.
14. Покажите для несущего остова выбранного вами строительного проекта про-
цесс его сметного обсчета согласно VOB.
ГЛАВА 5
СТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Если строительное предприятие принимает заказ на производство строительных
работ, то для превращения строительного планирования в готовое сооружение
ему необходимо наряду со строительными работами планировать также органи-
зационные мероприятия (рис. 5.1). Все мероприятия, необходимые для гладкого
и экономичного процесса строительства, обобщают под одним понятием — стро-
ительное производство. Важными областями строительного производства явля-
ются подготовка работ и строительный надзор. Для проведения строительных
работ, кроме того, имеют большое значение мероприятия по предотвращению
несчастных случаев, по защите от шума, по защите окружающей среды.
5.1. Подготовка работ
В качестве подготовки работ понимают все мероприятия перед началом строитель-
ных работ, которые обеспечивают экономичное и ритмичное ведение строитель-
ства. С помощью подготовки работ создают условия для того, чтобы стройка была
обеспечена рабочей силой, строительными материалами, вспомогательными ма-
териалами для строительства, а также машинами и механизмами в нужное время,
в нужном количестве и в нужном месте. К подготовительным работам относятся
в значительной степени выбор метода строительства, планирование строительных
работ по времени (календарный план), а также планирование оборудования стро-
Рис. 5.1. Строительная площадка при возве-
дении производственного здания
ительной площадки. Каждое строи-
тельное сооружение требует своей
подготовки работ, так как условия на
стройплощадках и сами сооружения
всегда различны.
5.1.1. Способ строительства
Под способом строительства пони-
мают способ соединения строитель-
ных материалов и строительных дета-
лей в единое строительное сооруже-
ние. Из многих способов строитель-
ства необходимо выбрать наиболее
экономичный и технически целесо-
образный. Выбор способа строитель-
ства в значительной степени зависит
от имеющейся в наличие рабочей
силы, строительных материалов, ма-
шин и механизмов, а также от време-
5.1. Подготовка работ
Таблица 5.1. Факторы, влияющие на выбор
способа строитепьства
(примеры)
Предпосылки, не зависящие от подрядчика
• Вид строительного сооружения
• Рабочие чертежи, список строительных
работ
• Объемы строительных мероприятий, коли-
чество изготавливаемых деталей
• Договор на строительство, сроки, договор-
ные штрафы
• Данные исследований грунта на площадке,
влияние на производство земляных работ
и на основание сооружения уровня грунто-
вых вод
• Положение стройплощадки, пути подъезда
и выезда, транспортное сообщение
• Имеющиеся площади для оборудования
стройплощадки и складирования строймате-
риалов
• Специальные условия, например ограниче-
ния по охране окружающей среды, меропри-
ятия по строительству в зимнее время,
мероприятия по защите от шума
• Ограничения, налагаемые властями, напри-
мер ограничения движения транспорта,
обеспечение безопасности памятников
архитектуры
• Заданный заказчиком способ строитепьства
Предпосылки, связанные с производством
• Расчеты предложения подрядчика заказчику
• Наличие персонала, машин и механизмов,
вспомогательного оборудования
• Готовность к покупке или лизингу машин
и механизмов по новейшим технологиям
• Передача части работ субподрядчикам,
например укрепление стенок котлована
шпунтовыми стенами
ни, отпущенного на строительство
(табл. 5.1). Кроме того, способ стро-
ительства должен обеспечивать безо-
пасность работающих и быть по воз-
можности безопасным для окружаю-
щей среды. При этом необходимо,
например, решить:
• надо ли производить укрепление
стенок котлована озелененными
стенами или шпунтовыми стенами;
• будет ли бетон подаваться к месту
укладки с помощью крана, транс-
портерной ленты или бетонона-
соса;
• будет ли кладка стен производить-
ся обычным способом (из штучных
камней) или из крупных блоков или
панелей с помощью грузоподъем-
ных механизмов.
5.1.2. Время строительства
Время, в течение которого должно
быть построено строительное соору-
жение, называется временем строи-
тельства. Оно состоит из отрезков вре-
мени на выполнение отдельных стро-
ительных работ. При этом необходи-
мо учитывать, что различные
отдельные работы по времени могут совпадать друг с другом. При этом говорят о
пересечениях. Так, например, уже можно начинать устанавливать опалубку пе-
рекрытия над подвалом, когда только часть стен подвала возведена. Также и ар-
мирование может производиться еще до окончания опалубочных работ. Процесс
во времени может быть рассчитан и представлен графически.
5.1.2.1. Определение времени строительства
Время строительства зависит от производимых строительных работ. Чтобы его
рассчитать, строительное сооружение разделяется на строительные захватки и
строительные отрезки. При этом называется необходимое время и время изго-
товления, а также определяются пересечения работ. Для этого в СПИСКЕ РА-
БОТ позиции разделяются на шаги по изготовлению или возведению и опреде-
ляется потребность во времени на эти работы (рис. 5.2). Он содержит данные о
СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТАХ (объемы) и о ЗАТРАТАХ (затратах времени на еди-
ницу объема). Отсюда получается необходимое количество часов работы. По ко-
Глава 5. Строительное производство
Строительная конструкция (фрагмент) Рабочий процесс Объем Затраты времени в ч/ед. Требуемое время работы, ч Рабочее время ч/день Число рабочих Время выполнения работы, дней
Стены первого этажа Каменная кладка 36,5 67,3 м3 3,20 215 8 5 5,4
Каменная кладка 11,5 32,7 мг 0,60 19,6 8 5 0,5
Ж. б. перекры- тие Опалубочные работы 181 мг 0,75 135,7 8 5 3,4
Над первым этажом Армирование 3,1 20,0 62 8 5 1,6
d = 16 см Бетонирование 29 м3 0,9 26,1 8 5 0,65
Рис. 5.2. Список работ (выдержка)
личеству часов работы в день и по количеству имеющихся рабочих определяется
время работы по возведению данной конструкции или для проведения данной
работы. Время строительства получается, когда отдельные сроки возведения или
производства тех или иных работ складываются вместе и вычитают из них соот-
ветствующие пересечения.
При заданной в договоре продолжительности строительства ее можно достичь
с помощью удлинения дневного рабочего времени или путем привлечения боль-
шего количества рабочих.
5.1.2.2. Представление времени строительства
Если все отрезки времени и пересечения установлены, то можно представить все
время строительства и отдельные отрезки времени по отдельным работам в виде
Отрезки по возведению 1 Вр 2 эм 3 i в 4 ЭЗЕ 5 ед 6 ен 7 ИЯ 8 вр 9 аб 10 D41 11 IX/ 12 13 X 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
Оборудование стройплощадки 3
Выемка земли. Траншеи для фунда- ментов

Трубопроводы в грунте
Чистый слой + бетони- рование фундамента
Плита основания -
Наружные и внутрен- ние стены подземной части

Ж. б. перекрытие над подвалом

Наружные и внутрен- ние стены первого этажа

Ж.б. перекрытие первого этажа

Наружные стены чердачного этажа
L

Несущие конструкции кровли

Рис. 5.3. Календарный план работ по возведению несущего остова односемейного
жилого дома (выдержки)
5.1. Подготовка работ
календарного плана. При этом различают так называемый балочный план и ди-
аграмму путь—время (линейную диаграмму). В случае объемных строительных
задач, кроме того, может применяться техника сетевого планирования (сетевые
графики). Представление времени строительства в календарном плане делает стро-
ительный процесс наглядным и облегчает контроль сроков строительства.
БАЛ ОЧНЫ Й ПЛАН применяется чаще всего. Это изображение процесса стро-
ительства называется балочным планом, потому что отдельные отрезки времени
строительства во временной последовательности представляются в форме бало-
чек определенной длины. При таком графическом представлении отрезки вре-
мени в днях или неделях изображаются горизонтальными балочками, а отрезки
возведения здания по строительным работам располагаются вертикально один
под другим (рис. 5.3).
Если объединяются отрезки времени работ для одного этажа, например бето-
нирование и ведение кладки стен нижнего этажа и опалубочные работы, арма-
турные работы и бетонирование массивного перекрытия над нижним этажом, то
все они вместе занимают время возведения 14 рабочих дней. Если объединяют
отдельные частичные рабочие процессы в одну балку, то длина балки представ-
ляет собой время возведения нижнего этажа (рис. 5.4). Если все отрезки возведе-
ния представлены в одном балочном плане, то по нему можно проследить весь
процесс строительства.
Рис. 5.4. Балочный план рабочего отрезка —
подвальный этаж
ДИАГРАММА ПУТЬ—ВРЕМЯ особенно подходит для строительных задач с
ярко выраженным направлением строительства, как, например, для трубопрово-
дов, дорог, туннелей и подпорных стенок. Она особенно часто применяется в под-
земном и дорожном строительстве.
Горизонтальная ось называется здесь
также путевой осью, а вертикальная
ось — временной осью. Диаграмма
путь—время позволяет изобразить по-
ступательное движение рабочего про-
цесса. В противоположность балоч-
ной диаграмме в диаграмме путь—вре-
мя для каждого временного срока
можно прочитать прогресс строитель-
ных работ. Кроме того, можно точно
определить расстояние между различ-
ными группами работ, что позволяет
избежать возможных препятствий
при ведении работ. Например, при
строительстве туннеля участка линии
метро можно прочитать, что через
4 месяца строительства будет возве-
ден отрезок туннеля длиной 480 м и
будет закончена укладка пути на дли-
не 380 м (рис. 5.5). Рис. 5.5. Диаграмма путь—время (фрагмент)
Глава 5. Строительное производство
Самое позднее
Самое позднее начало —. Самое окончание
Самое раннее начало | р- раннее окончание
10.03.2003 -I П 11.04.2003 -Д—
1----24.02.2003 L— 28.03.2003
Строительная часть 37
Каменные работы 2,
верхний этаж
20 В 37 HOG 123
Продолжите!*- j Номер строи- [Номер рабочего | Текущий
ность времени тельной части отрезка номер
строительства фирмы
Рис. 5.6. Представление рабочего отрезка из
сетевого плана
Для СЕТЕВОГО ПЛАНА каждый
отдельный рабочий отрезок должен
быть определен и приведен во вре-
менную зависимость с другими рабо-
чими отрезками, например с помо-
щью наиболее раннего возможного и
наиболее позднего возможного нача-
ла и конца работы на рабочем отрез-
ке. С помощью взаимного расположе-
ния тех строительных отрезков, кото-
рые определяют срок окончания
строительства, может быть представ-
лен «критический путь». Составление
сетевого графика производится с помощью ЭВМ, причем каждый отдельный от-
резок может быть вызван из общего плана, например каменные работы во втором
верхнем этаже (рис. 5.6). Техника работы с ЭВМ позволяет производить быструю
корректировку строительного процесса при различных непредвиденных помехах,
например вызванных неблагоприятными погодными условиями.
5.1.3. Оборудование рабочей площадки
Под оборудованием строительной площадки понимают все склады, транспор-
тные и производственные устройства и оборудование, которые используются
временно на строительной площадке для возведения сооружения. Сюда входят
в основном машины и механизмы, бытовые помещения на стройплошадке, пло-
щади для обработки, складирования и транспортировки материалов, а также
снабжение электроэнергией и водой. Планирование оборудования строитель-
ной площадки имеет большое значение, так как изменение во время строитель-
ства вызывает большие затраты.
Оборудование стройплощадки определяется в основном видом и величиной
строительной задачи, способом строительства, сроками строительства и величи-
ной участка, отведенного под строительство, включая и его форму. Для графи-
ческого представления применяют условные обозначения, символы и сокраще-
ния (рис. 5.7).
Расположение отдельных элементов оборудования стройплощадки должно
соответствовать процессу строительства и обеспечивать его экономичность. В ка-
честве основы для планирования следует принимать стоимость транспортировки
строительных материалов, которая составляет преобладающую часть стоимости
сооружения. Так как башенный кран в качестве грузоподъемного механизма и
средства перемещения грузов является основным средством механизации надзем-
ного строительства, то его положение является основополагающим при органи-
зации стройплощадки (рис. 5.22).
Обязательным при планировании является учет требований техники безопас-
ности и защиты здоровья, а также правил организации строительных площадок и
защиты окружающей среды.
5.1. Подготовка работ
5.1.3.1. Подключение
Подключением стройплощадки обеспечивается
бесперебойный транспорт к площадке и от нее. На-
сколько это возможно, необходимо использовать
существующую уличную и дорожную сеть.
На самой стройплощадке прокладываются вре-
менные строительные дороги, для того чтобы транс-
портировать строительные материалы и машины к
местам их применения. Строительные дороги дол-
жны устраиваться таким образом, чтобы они вы-
держивали транспортные нагрузки на площадке.
По возможности их следует делать объездными.
Там, где это невозможно, в конце дороги должна
устраиваться разворотная площадка.
Подключение к общественной дорожной сети
или тупиковая часть строительной дороги должны
устраиваться таким образом, чтобы как можно
меньше мешать общественному транспорту. Выез-
ды должны достаточным образом обозначаться и
защищаться, загрязнение машинами, выезжающи-
ми со стройки, должны устраняться.
На стройплощадках, непосредственно примы-
кающих к общественным путям движения или ча-
стично выдвигающихся на них, необходимо пре-
дусматривать средства безопасности. Они обеспе-
чивают безопасность дорожного и пешеходного
движения и служат для безопасности стройплощад-
ки и работающих на ней людей. Такими средства-
ми безопасности могут быть, например, ограничи-
тельные ленты, ограждения с предупреждающей
световой сигнализацией или строительные заборы
(рис. 5.8). При высокой интенсивности движения
может потребоваться установка специальных за-
щитных приспособлений, таких, как направляю-
щие кегли, направляющие панели, а также дорож-
ные знаки и светофоры. Обеспечение безопаснос-
ти движения требует разработки плана дорожной
разметки и оповещения, который должен утверж-
даться соответствующими органами безопасности
движения.
5.1.3.2. Площадки для складирования
На строительной площадке должно быть достаточ-
но места для складирования. Площадки для скла-
Отделанная дорога
Укрепленная дорога
Железнодорожные пути
— Граница
X X -X- Забор
1111111111 Озелененный откос
j j Гравий, песок
Выемка, поверхность дна
о Вода
(т) Телефон
© Электроток
Г-- » Ziegel • Кирпич, строительные
материалы
San Санитарное
оборудование
Bauf. Baustellenunterknfte
z.B. Baufhre г
Г tl Бытовые помещения.
например, прораб
5*Zi "J Столярный станок
С ДИСКОВОЙ ПИЛОЙ
Силос для вяжущих
или готового раствора
0 Промежуточный силос для передачи бетона
IXI Скоростной строитель-
ный подъемник
1 lw' Винтовой подъемник
Башенный кран
с грузоподъемностью
и зоной работы
Рис. 5.7. Знаки и символы для
оборудования стройплощадок
Глава 5. Строительное производство
Рис. 5.8. Строительный забор
с защитной крышей
Рис. 5.9. Складирование сталь-
ных арматурных сеток
дирования должны быть горизонтальными, сухи-
ми и иметь достаточную несущую способность. Они
должны быть доступны для автотранспорта и нахо-
диться в зоне действия крана.
Площадки для складирования используют, на-
пример, для кладочных камней, арматуры, песка,
гравия и элементов опалубки, а также для сборных
элементов, строительных материалов и деталей,
которые перемещаются с помощью крана. Поэто-
му их необходимо складировать не на земле, чтобы
трос крана легко можно было подвести под них.
КЛАДОЧНЫЕ КАМНИ, как правило, скла-
дируются на поддонах, пакетируются или постав-
ляются большими штабелями и укладываются
друг на друга. Если имеется только небольшая
площадь для складирования, то кладочные камни
часто поставляются только для отдельных строи-
тельных отрезков. Кладочные камни необходимо
защищать от загрязнения, а также от дождя, мо-
роза или снега. Их необходимо при складирова-
нии разделять по видам, форматам и классам
прочности на сжатие.
АРМАТУРНАЯ СТАЛЬ поставляется и скла-
дируется в виде прутковой арматуры, сеток, каркасов и профильной стали. Ар-
матурную сталь следует защищать от загрязнений, от соприкосновения с мас-
лянистыми материалами, например с опалубочной смазкой. Ее необходимо ук-
ладывать на деревянные подкладки. Арматурные сетки могут складироваться
как в вертикальном, так и в горизонтальном положении (рис. 5.9). При верти-
кальном складировании для обеспечения надежности при вертикальной уста-
новке необходимо применять опорные каркасы. Сетки, складируемые в лежа-
чем положении, должны быть закреплены от бокового сползания из штабеля.
Необходимая площадь при вертикальном и горизонтальном складировании се-
ток определяется их размерами.
ПЕСОК для кладочного раствора и штукатурных растворов необходимо скла-
дировать на чистой, горизонтальной площадке. В песок ни в коем случае не дол-
жны попадать такие загрязняющие составляющие части, как гумус, глина или
листва. При опасности мороза песок необходимо защищать от замерзания.
ОПАЛУБОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ, ЭЛЕМЕНТЫ ОПАЛУБКИ и ЭЛЕМЕН-
ТЫ ПОДМОСТЕЙ необходимо складировать у строительных дорог в зоне дей-
ствия крана. Опалубочный материал и элементы подмостей, например доски,
брусья, окантованные бревна, круглые бревна, пороги и опалубочные панели,
складируются отдельно по размерам. Элементы опалубки, например крупнораз-
мерные опалубочные панели, следует складировать отдельно по цели примене-
5.1. Подготовка работ
ния. При складировании опалубочного материала
из дерева необходимо использовать деревянные
подкладки.
СБОРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ, например элементы
подоконных частей стены или сборные дымовые
трубы, складируются соответственно их положе-
нию в смонтированном состоянии. Так, например,
фасадные панели или стеновые панели должны
складироваться в вертикальном положении, а
сборные плиты перекрытий или лестничные мар-
ши — в горизонтальном (рис. 5.10). Если необходи-
мо штабелировать друг над другом несколько сбор-
ных элементов, то подкладочные доски должны
располагаться вертикально друг над другом. Все
сборные элементы должны разгружаться в непос-
редственной близости от крана.
Рис. 5.10. Складирование сбор-
ных элементов
5.1.3.3. Площадки для обработки
При обустройстве строительной площадки необ-
ходимо предусмотреть площадки для обработки
древесины и стали. В необходимых случаях следу-
ет предусмотреть и другие площадки, например
для изготовления сборных элементов. Площадки
для обработки, в особенности при расположении
стройплощадки в населенном пункте, необходи-
мо делать как можно меньшими по площади. Если есть возможность предва-
рительного изготовления сборных элементов, то ее необходимо обязательно ис-
пользовать.
На площадках для обработки древесины изготавливаются преимущественно
опалубочные элементы, например опалубка для колонн и балок. На такой пло-
щадке должны быть опалубочные столы, станок и циркулярная пила. Иногда к
ним добавляются цепная пила и строгальная машина. Их необходимо защищать
от неблагоприятных погодных условий и использования лицами без допуска.
С одной стороны площадки должна складироваться древесина, предназначен-
ная к обработке. С другой стороны складируются предварительно изготовлен-
ные элементы опалубки. Последние должны находиться в зоне действия крана.
5.1.3.4. Установки для приготовления материалов
Будут ли на площадке использованы установки для приготовления бетона и ра-
створа или же будет использоваться транспортный бетон или готовый раствор из
миксеров, решается на основе сравнения стоимостей.
В большинстве случаев стройплощадки обеспечиваются ТРАЕ1СПОРТЕ1ЫМ
БЕТОНОМ. При поставках бетона в автомобильных миксерах имеются различ-
ные возможности отдачи бетона. Его можно подавать, например, прямо из мик-
Глава 5. Строительное производство
сера в опалубку через лоток с помощью транспортерной ленты или бетононасоса,
если эти средства подачи установлены на автомобильном миксере. При подаче
краном выдача свежего бетона происходит в бетонную бадью или в передаточ-
ный силос. Если бетон подается с помощью автомобильного бетононасоса с рас-
пределительной мачтой, то выдача бетона производится в раздаточную воронку
на автомобиле (с. 413).
При кладочных работах в большинстве случаев используется заводской сухой
раствор или заводской свежий раствор. При применении сухого раствора его скла-
дируют в мешках на складе строительных материалов или россыпью в силосе.
Складируемый в силосе сухой раствор передается через встроенную мешалку пря-
мо в крановую бадью. Если кладка ведется на свежем заводском растворе, необ-
ходимо предусмотреть место для передаточного силоса или передаточной бадьи.
При назначении места раздачи бетона или раствора по отношению к башен-
ному крану необходимо учитывать, что поставка может производиться со стро-
ительной дороги и что кран может достигнуть места укладки только за счет по-
ворота и вылета стрелы. Это же относится и к установке раздаточного силоса.
При продвижении строительства эти места могут меняться.
5.1.3.5. Транспортное оборудование
Транспортным оборудованием считаются машины и механизмы, с помощью ко-
торых строительные материалы и элементы перемещаются горизонтально, вер-
тикально или под наклоном. Наряду с автопогрузчиками и автомобильными
подъемными кранами к ним относятся такие приводящиеся в действие моторами
механизмы, как транспортерная лента или скоростной винтовой подъемник или
лебедка. При выборе транспортного оборудования необходимо учитывать то, как
они подходят для данной строительной задачи с точки зрения перемещаемого
материала и его количества. Выбранные в зависимости от перемещаемого мате-
риала транспортные механизмы в большинстве случаев являются более произво-
дительными, чем те, которые обычно имеются в наличии.
ТРАНСПОРТЕРНАЯ ЛЕНТА применяется для горизонтального или на-
клонного перемещения строительных материалов или вынутого грунта. Она
Рис. 5.11. Ограничительный
брус и отбойный стальной
лист на конце транспортерной
ленты
состоит из трубчатой стальной опорной части и
гладкой или профилированной резиновой ленты
с моторным приводом. Максимальный угол на-
клона транспортерной ленты должен соответство-
вать транспортируемому материалу. Если транс-
портерные ленты применяются для транспорти-
ровки раствора или бетона, в конце транспортера
необходимо предусмотреть мероприятия по пре-
дотвращению отслаивания при сбросе. Это мо-
жет быть обеспечено, например, путем ограниче-
ния высоты падения или путем устройства вала
большого диаметра и отбойного жестяного листа
(рис. 5.11).
5.1. Подготовка работ
С помощью лебедки можно перемещать стро-
ительные материалы в вертикальном положении.
На строительных площадках применяются скоро-
стные лебедки с моторным приводом. Скорост-
ные строительные лебедки включают приводной
мотор с рукояткой управления, трос, барабан для
троса с тормозом и отклоняющим роликом, а так-
же стрела с роликом для троса. Скоростная стро-
ительная лебедка при подъеме груза наматывает
грузовой трос на барабан. Стрела, на которую
действует двойная нагрузка, должна укрепляться
особенно тщательно. Стрела может быть выпол-
нена в виде поворотной укосины (рис. 5.12).
5.1.3.6. Подъемные механизмы
К подъемным механизмам относятся подъемники
и краны. Подъемники — это в основном быстро-
ходные строительные подъемники, а краны — это
башенные поворотные краны и краны на транс-
портные средствах. Быстроходные строительные
подъемники состоят, как правило, из привода, на-
правляющих рельсов и транспортного устройства,
оснащенного улавливающим устройством и от-
кидным бугелем. Краны состоят из башни, стре-
лы, поворотного и транспортного оборудования и
противовеса.
БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ
ПОДЪЕМНИК
С помощью быстродействующих строительных
подъемников строительные материалы перемеща-
ются вертикально или наклонно по рельсам на
подъемной платформе. Быстродействующий стро-
ительный подъемник устанавливается под прямым
углом к сооружению (рис. 5.13). Направляющие с
рельсами могут перпендикулярно закрепляться на
—_— Стена в прочном
состоянии
Рис. 5.12. Поворотная стрела
быстроходной строительной
лебедки
Затяжка
Ulffi
Защитная
крыша
Брус поручня
Средний брус
ограждения
Нижний от-
бойный г~
брус____I.
\ Верхний откло-
/ няющий ролик
Ограждение ]
Преду-
прежда-
ющий
знак
Рис. 5.13. Быстроходный стро-
ительный подъемник
Направляющие
рельсы
„____Поперечные
брусья
Подъемник с улавли-
вающим устройством
и откидными
бюгелями
сооружении или быть наклоненными к сооружению. Каркас подъемника должен
быть застрахован от просадок. Крепление направляющих рельсов на сооружении
следует выполнять таким образом, чтобы их прочность и устойчивость были обес-
печены и под нагрузкой. Для этого предназначены затяжки при вертикальном и
подпорки при наклонном расположении подъемника.
КРАНЫ
С помощью кранов, называемых также кранами для надземного строитель-
ства, могут перемещаться строительные материалы и конструкции в любое место
Глава 5. Строительное производство
Нижнеповоротный,
ездящий
Нижнеповоротный,
ездящий
Ц Башня с выездной
тележкой
Тельферная стрела
Игольчатая стрела
Для малых и средних площадок
Стационарный
Вверху поворот-
ный, вверху само-
подъемный
Вверху поворотный,
вверху самоподъем-
ный
Тельферная и гуськовая
стрела
Стационарный
Тельферная стрела
Для больших и высоких сооружений
Рис. 5.14. Краны для надземного строитель-
ства (TDK)
строительного сооружения (рис. 5.14).
Краны для надземного строитель-
ства — это поворотные башенные кра-
ны (TDK). Техническими характери-
стиками крана являются, например,
вылет стрелы, грузоподъемность, вы-
сота подъема и скорость передвиже-
ния, так же как и транспортировоч-
ный вес и размеры в транспортном
положении. В зависимости от требо-
ваний, которые предъявляются к кра-
ну на стройплощадке, должны приме-
няться различные башенные краны.
Если, например, кран должен ездить,
то его нижняя часть состоит из ниж-
ней платформы с колесными тележка-
ми и поворотным кругом. Если ба-
шенный кран установлен на одном
месте, то говорят о стационарном ба-
шенном кране. Если поворотная
платформа установлена на нижней
платформе, то такой кран называется
НИЖНЕПОВОРОТНЫМ.
Если поворотная платформа установлена сразу под стрелой, то такой кран на-
зывают ВЕРХНЕПОВОРОТНЫМ. Противовес, называемый также балластом,
располагается на высоте поворотной платформы. Если башня может путем уста-
новки дополнительных промежуточных звеньев (лазающих звеньев) подстраивать-
ся под продвижение строительных работ, то кран называется ЛАЗАЮЩИМ или
САМОПОДЪЕМНЫМ (см. рис. 5.14).
Если башня башенного крана за счет раздельных нижней и верхней частей
может быть вывезена или быстро завезена на площадку, то этот кран легко при-
Рис. 5.15. Установка крана быстрого приме-
нения
меним и легко может быть демонти-
рован (рис. 5.15). Эта конструкция
башенного крана называется КРА-
НОМ БЫСТРОГО ПРИМЕНЕНИЯ.
Его можно перевозить по улицам вме-
сте с платформой и балластом, а так-
же со стрелой и башней в виде прице-
па к транспортному средству (тягачу).
Зона действия крана зависит от
длины рельсового пути вида стрелы.
Стрела может быть выполнена в виде
гуськовой или тельферной конструк-
5.1. Подготовка работ
ции (с перемещающейся по стреле те-
лежкой) (рис. 5.16).
ТЕЛЬФЕРНАЯ СТРЕЛА - это
по большей части горизонтальная
стрела, которая с помощью подъем-
ного механизма на перемещающихся
с помощью троса роликах, называе-
мого также тельфером, может пере-
мещать грузы внутри зоны действия
крана. Тельферная стрела из двух ча-
стей может перемещать грузы также
и как гуськовая стрела, чтобы оста-
ваться годной для применения и при
больших высотах сооружения. Грузо-
подъемность тельферной стрелы из-
меняется с расстоянием тельфера от
Рис. 5.16. Грузоподъемность крана с тельфер-
ной стрелой и крана с игольчатой стрелой
(пример)
башни. При этом говорят о вылете стрелы. Так, например, тельфер крана при
вылете 40 м имеет грузоподъемность 1250 кг, при вылете 30 м — 1780 кг и при вы-
лете 20 м - 2500 кг (см. рис. 5.16).
ГУСЬКОВАЯ СТРЕЛА, называемая также переставной стрелой, — это на-
клонно поставленная стрела, которая за счет изменения наклона с помощью
грузопдъемного механизма может перемещать грузы внутри зоны действия кра-
на. Грузоподъемность гуськовой или игольчатой стрелы изменяется с изменени-
ем ее наклона. Так, например, сравнимая с тельферной стрелой игольчатая стре-
ла при вылете 40 м имеет грузоподъемность 1300 кг, при вылете 30 м — 1800 кг
и при вылете 20 м - 3000 м (см. рис. 5.16).
Стоянку крана надо выбирать та-
ким образом, чтобы все строительное
сооружение и раздача бетона, а также
строительные дороги, площадки для
складирования и обработки находи-
лись бы в зоне действия крана. Кран
может быть установлен стационарно
или на передвижной платформе, пе-
ремещающейся по крановому пути.
При установке башенного крана не-
обходимо выдерживать безопасные
расстояния до строительного котло-
вана, сооружения, лесов и свободно
проложенных электрических кабелей
(рис. 5.17). Кроме того, необходимо
следить за тем, чтобы радиус поворо-
та балласта обеспечивал расстояние
до штабеля материала не менее 50 см.
Рис. 5.17. Безопасные расстояния при уста-
новке крана
Глава 5. Строительное производство
Рис. 5.18. Грузоподъемные захваты
Рис. 5.19. Перемещение грузов
Работа крана требует высокой степени безопасности. Полностью запрещает-
ся перевозка людей на поддонах, а также нахождение посторонних в зоне работы
крана. Ванейшими мероприятиями по безопасности являются следующие.
• Захваты на тросах согласно предписаниям (рис. 5.18).
• Надежное принятие и транспортировка грузов с помощью соответствую-
щих средств перемещения (рис. 5.19).
• Обеспечение безопасности против схода с рельсов, опрокидывания и не-
желательных движений крана. Концевые ограничительные выключатели,
ограничители грузовых моментов, ограничители кранового пути и очисти-
тели рельсов ни в коем случае удалять нельзя.
• Работа на кране, испытания крана и профилактические ремонты могут
производиться только людьми, получившими образование в области ра-
боты с кранами.
• Невидимый крановщиком груз должен транспортироваться только по зна-
кам сигнальщика.
• При покидании кабины крановщика привести приборы управления в ну-
левое или начальное положение.
• При остановке крана грузоподъемный крюк привести в верхнее положе-
ние, закрепить тормоз поворотного устройства и опустить стрелу в наибо-
лее низкое положение.
• Косое перемещение грузов запрещено.
КРАНЫ НА ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВАХ, называемые также подвиж-
ными или автокранами, сконструированы специально для быстро сменяемых
объектов. Они подходят для кратковременного применения, в особенности ког-
да подъемное устройство должно часто перемещаться, как, например, при затес-
ненных условиях стройплощадки. Краны на транспортных средствах — в боль-
шинстве случаев это поворотные краны, смонтированные на колесном шасси.
Стрела может быть решетчатой конструкции или гидравлически выдвигающей-
ся телескопической конструкции.
5.1. Подготовка работ
5.1.3.7. Бытовые помещения и склады
К оборудованию площадки относятся бытовки для рабочих, помещения для жи-
лья и спальные помещения для рабочих, не проживающих в данной местности,
строительная контора и помещения бригадира, санитарное оборудование, такие
как моечные установки (душевые) и туалеты, склад инструмента, склад стройма-
териалов. Для этого применяются на больших стройплощадках бараки или жи-
лые и санитарно-технические контейнеры, а на более мелких стройплощадках
строительные вагончики. Контейнеры и строительные вагончики имеют встро-
енное оборудование и мебель.
Бытовые помещения следует располагать вне
зоны работы крана. Из строительной конторы и
помещения мастера должен быть обеспечен обзор
всей стройплощадки, а также въездов и выездов, а
также склада. Особенно удобно располагать стро-
ительную контору и помещение бригадира около
въезда на стройплощадку. Строительная контора
на более мелких строительных площадках может
быть совмещена с помещением бригадира. Для
первой помощи в помещении бригадира необходи-
мо предусмотреть достаточное количество перевя-
зочных средств и аптечек. Кроме того, должны
быть указаны лица, ответственные за спасательные
работы, например лица, оказывающие первую по-
мощь, и ближайший врач. Спасательные службы
должны быть указаны на табличке, вывешенной в
конторе (рис. 5.20).
Санитарное оборудование должно быть обеспе-
чено в достаточном количестве. Оно должно соот-
ветствовать гигиеническим требованиям и всегда
содержаться в чистоте. Может быть затребовано
присоединение к городской системе канализации.
Склады служат для хранения инструмента,
оборудования малой механизации, запасных час-
тей, вспомогательных строительных материалов,
рабочей спецодежды и небольшого количества
строительных материалов. Склад должен нахо-
диться под замком. Он располагается часто рядом
со въездом, со строительной конторой или с поме-
щением бригадира или прораба. Складируемые на
складе производственные материалы и химикалии
необходимо содержать и применять в соответ-
ствии с предписаниями. Соответствующие обо-
значения опасности необходимо наклеивать так,
чтобы их было видно (рис. 5.21).
Служба спасения:
______________________Тел.: _________
Первая
помощь: _____________Тел.: ----------
Перевязочные аптечки у:
Производственная станция
по несчастным случаям:
______________________Тел.:__________
Ближайший врач первой помощи:
1 Тел.:
2 Теп.:
3 Тел.:
Врач организации профсоюза:
______________________Тел.:__________
Ближайшая больница:
______________________Теп.: _________
Рис. 5.20. Табличка с объявле-
нием о службах спасения
Взрывоопасные
Поддерживающие
пожар
Ядовитые
Легко-возгора-
емые
Разъедающие
Опасные для
здоровья
Рис. 5.21. Обозначения опас-
ности для производственных
материалов и химикалиев
Глава 5. Строительное производство
5.1.4. Оборудование стройплощадки
Оборудование стройплощадки производится согласно стройгенплану (рис. 5.22).
Он содержит взаимное расположение отдельных элементов оборудования строй-
площадки. Потребность в площадях для элементов оборудования стройплощад-
ки и строительных машин представляется, как правило, в масштабе 1:200 и снаб-
жается смысловыми картинками, знаками и сокращениями (см. рис. 5.7). При
работе с краном приводится также линия ограничения зоны работы крана.
На участке, отведенном под строительство, освобождается строительное про-
странство, необходимое для возведения сооружения, причем существующая рас-
тительность, как, например, деревья и кустарник, по возможности должны сохра-
няться. Затем производится разбивка сооружения на местности и окончательное
обозначение углов сооружения на продолжении разбивочных линий, так, чтобы
маркировка, например, не попадала на обозначенные на стройгенплане площади,
отведенные под дороги, или на места, предназначенные для складирования грун-
та, вынутого из котлована (с. 293). По окончании земляных работ устанавливает-
ся строительный забор. После этого производится разбивка положения предус-
мотренного по стройгенплану оборудования стройплощадки и его устройство.
Въезд и строительные дороги укрепляются. Оборудуются строительная контора,
бытовые помещения, санитарные помещения и склад. Подводка электроэнергии
и воды, как правило, производится от общественных сетей. Для снабжения элек-
троэнергией устанавливается электрораспределительный шкаф. Установка обя-
Строительный
Красная пиния
Бригадир
1^Покрытие
Склад
Опалубка
большой
площади
\ Строительный
г\ забор
Общественная дорога
Контейнеры для
отходов стройматериалов
; Подставки
- для деревян-
' ной :;и;«лубки '
Площадка для!
плотничных ’
работ цирку_:
лярнаг]
пила '
Склад камня
Выемка
Насыпь
Масштаб
— Откос
Рвбочееттространстео
Рис. 5.22. Стройгенплан
Доска с графиком хода у
{строительства и его выпопг
। Прорабах /
I _____—kz "у—Телефон
материалами
Раздача бетона
Вода для
Q затворения
Электро-
/ТА энергия Фана" "“Ь
czzj Распределительный электрощит--
Склад
сбор-
ных
эле-
мен-
тов
Сани-
тарные
поме-
щения
г;
Строительная проезжая дорога
щения Q вода затворения
Ж
5.2. Надзор за ведением строительных работ
зательно должна производиться специалистом-электриком (см. рис. 2.131). В слу-
чае собственного обеспечения стройплощадки водой необходимо проверить ее на
соответствие требованиям. Затем производится в зависимости от потребности ус-
тройство крановых путей и подготовительных площадок, а также устройство ра-
бочих площадок и площадок складирования кирпича, опалубки, арматуры и сбор-
ных элементов. Если на площадке производятся, например, исследования обес-
печения качества и надзорные исследования, то для них необходимо предусмот-
реть место и соответствующее оборудование.
5.2. Надзор за ведением строительных работ
Надзор за ведением строительных работ обеспечивает уверенность в том, что стро-
ительство велось по проекту и экономично. Строительный надзор распространя-
ется на ведение всех строительных работ вплоть до окончательной приемки и до
обмеров и окончательного расчета. Обязанность вести надзор лежит на руково-
дителе строительства со стороны подрядчика, отдельные элементы его могут вы-
полняться мастером, бригадиром или главным рабочим в рамках кооперативной
совместной работы. При ведении строительных работ отчетность имеет особое
значение. Кроме производственного надзора производится также надзор за стро-
ительством руководителем строительства со стороны заказчика и ответственны-
ми лицами со стороны властей.
5. 2.1. Отчетность
Отчетность охватывает записи в дневнике строительства и сообщения о произве-
денных работах. Так как различные работы на различных по величине и сложно-
сти объектах различны, то отчетность должна быть организована в зависимости
от объекта.
5.2.1.1. Дневник строительства
Дневник строительства ведется в форме книги, для того чтобы исключить под-
мену страниц. Поэтому он может быть привлечен для позднейшей проверки в
технической и правовой области. В дневнике строительства описывается каж-
дый день строительства (рис. 5.23). Наряду с местом строительства, датой и усло-
виями погоды указывается количество занятых рабочих, машин и оборудова-
ния. О проводимых работах сообщается отдельно: о работах, проводимых соглас-
но договору, и о работах, необходимых, но проведенных вне рамок договора.
Отмечаются распоряжения, препятствия и особые случаи на производстве. Каж-
дая страница дневника строительства должна быть подписана соответствующи-
ми представителями заказчика и подрядчика.
5.2.1.2. Отчет о проведенных работах
Все строительные работы на площадке, являются ли они плановыми работами,
побочными работами или работами, выполняемыми вне договора, приводятся
в отчете о проделанных работах. Отчет о проделанных работах, который состав-
Глава 5. Строительное производство
Дневник строительства отзаказчика Я ₽
Лист№ 12
Строительная фирма Scholz GmbH Bergstetten Стройпло- Muller — День Понедельник 10.03.03
В- Stad
ПОГОДЯ rnin.f2°C max. 19 °C Рабочая сила Над- r{W- Рабоч. Маши апп рзбо’ ПО еле- ' чин циальиробоч. Всего
с: 700 до; |230 1 1 3 1 2 8
Облачно, сухо с: 13*° До: 1730 11. СМ СП 8
Ветер слабый с: до:
Особенности
расстановки рабочих
Кол-во грузовых Кол-во и вид строительных
автомобилей машин

Камнеукладочная машина - 2 часа
Работы вне договора № в списке работ Работы в рамках договора Объем
Водопонижение 12 Кладка стен подвала 24 т3
Откачка воды с заболоченных уч-ков 34 Кладка стен подвала 66 тг
Рапорт № 67
Поступление строит, материалов Препятствия Строительный надзор
Кол-во Ед. измер Наименование —
4800 " Готовый раствор
Плановое поступление Посещения и распоряжения
100 шт. Плоские енкеры № Строительные детели Архитектор, см. особый отчет
из нерж, стали 7/Ь Перекрытия над подвалом
Выполнено: Испытано и признано: Проверено:
10.03.03 B&cfcer 13.03.03 Кгсш&е/ 19.03.03
Бригадир Руководатель строительства от заказчика
Рис. 5.23. Страница дневника строительства (фрагмент уменьшен)
ляется в большинстве случаев каждый месяц или еженедельно, служит для кон-
троля процесса строительства и отслеживания затрат. Простейший вид отчета о
проделанных работах — это отчет, который составляется бригадиром (прорабом)
(рис. 5.24). На листке отчета отмечаются отдельные работы или частичные ра-
боты с указанием числа рабочих и затраченного на них времени. Строительные
материалы, применение машин и механизмов также указываются.
5. 2.2. Строительный контроль
При строительстве необходимо выполнять большое число предписаний и правил.
Сюда в особенности относятся технические предписания, как, например, НОР-
МЫ, СТРОИТЕЛЬНЫЕ ПРАВИЛА, издаваемые местными властями, как, напри-
мер, ЗЕМЕЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬНОЕ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВО (LBO) с его пра-
вилами возведения, как, например, ПРАВИЛА ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ НЕСЧА-
СТНЫХ СЛУЧАЕВ (UW) строительных профсоюзов. Проверка выполнения этих
предписаний и правил называется строительным контролем.
5.2. Надзор за ведением строительных работ
Стройплощадка: Жилой дом Muller Рапорт № 15 Строительная Scholz 6mbH фирма
Заказчик: Ма||и
День недели: Вторник Дата: ц .03.03
Имя Сумма час. Брига- дир Кол-во часов главк, рабоч. Кол-во часов рабоч.- специал Кол-во часов подсоби, рабочих Маши- ночасы Описание работ
Amann, Vorarbeiter 8 4 4 4,5 Каменные работы
Belser, Facharbeiter 8 2,5 2,5 2,5 Опалубочные работы
Straub, Bauhelfer 8 1,5 1,5 1 Бетонные работы

Составлено: 11.03.03 Принято: 12.03.03 Пересчитано: 03.04.03 Ъескег ЧПаМвл, Hodder

Рис. 5.24. Рапорт (выдержка уменьшена)
В органе строительного контроля работают архитектор, руководитель стро-
ительных работ и статик (инженер-расчетчик) в тесном сотрудничестве с пред-
принимателем-подрядчиком. УПРАВЛЕНИЕ ПО НАДЗОРУ, например город-
ское строительное управление или окружное строительное управление, ведет
контроль в технической и правовой области. НАДЗОРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ
ПРОФСОЮЗА и ПРОФСОЮЗ СТРОИТЕЛЕЙ контролируют выполнение
требований (UW) закона об охране труда подростков и закона о рабочем време-
ни, а также гигиеническое оборудование на стройплощадке. На обозначение
опасностей с помощью символов опасности, а также на таблички с указаниями
данных о службе спасения строительный контроль обращает особое внимание
(см. рис. 5.20 и 5.21).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Объясните, почему для каждой стройплощадки необходима своя подготовка.
2. Назовите строительный метод из области железобетонного строительства и ка-
менного строительства.
3. Сравните типы календарных планов строительства относительно грубых и мел-
ких целей планирования.
4. Обоснуйте, почему планы оборудования стройплощадок необходимо представ-
лять в масштабе.
5. Объясните, при каких условиях на стройплощадке можно экономично применять
башенные поворотные краны или краны на колесном ходу.
6. Покажите, почему рабочие площадки должны только частично располагаться в
зоне действия башенного крана.
7. Назовите предписания, которые необходимо соблюдать при установке и работе
башенного крана.
8. Объясните, почему при стационарном башенном кране складирование и установ-
ка тяжелых строительных деталей должны особо учитываться.
9. Сделайте предложения по внесению в строительный дневник положений, кото-
рые в спорном случае могут служить доказательством.
Глава 5. Строительное производство
5.3. Техника безопасности
Работа на строительной площадке часто приводит к несчастным случаям, кото-
рые влекут за собой более или менее серьезные травмы или даже смерть. Чтобы
избежать таких несчастных случаев, СТРОИТЕЛЬНЫЕ ПРОФСОЮЗЫ выпу-
стили предписания, которые обязывают предпринимателей и работающих на
стройке их придерживаться и выполнять. Сюда относятся прежде всего общие
ПРАВИЛА НЕДОПУЩЕНИЯ НЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЕВ (UW) и предписа-
ния о ПОВЕДЕНИИ ПРИ НЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЯХ. Для предупреждения
несчастных случаев источники опасности на рабочих местах обозначаются зап-
ретительными знаками (рис. 5.25), обязывающими знаками (рис. 5.26) и предуп-
редительными знаками (рис. 5.27).
5.3.1. Недопущение несчастных случаев
• ПРАВИЛА НЕДОПУЩЕНИЯ НЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЕВ, а также связан-
Курить Открытый огонь
запрещается и курение запрещаются
Пешехдное движение Доступ для
запрещается посторонних запрещен
Не оставлять Водой гасить
и не складировать запрещается
Рис. 5.25. Запрещающие знаки
Носить Носить защитную
защитные очки каску
наушники (омбишюры) защиты дыхания
защитную обувь перчатки
Рис. 5.26. Предписывающие
знаки
ные с ними требования должны строго выполнять-
ся. Следует пренебречь всем, что может принести
вред себе или сотрудникам.
• Опасные работы могут выполняться только НА-
ДЕЖНЫМИ и ПОДХОДЯЩИМИ людьми.
Молодежь может только тогда заниматься таки-
ми работами, если они длительное время рабо-
тали под надзором взрослого специалиста.
• Машинами и механизмами, как, например,
краны, землеройные машины, бетономешалки,
могут управлять и обслуживать их только те,
кто ОБУЧЕН этому делу и имеет СООТВЕТ-
СТВУЮЩИЙ ДОПУСК. При этом необходи-
мо следовать указаниям инструкций по эксп-
луатации.
• ЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА должны использо-
ваться обязательно. Их нельзя изменять по соб-
ственному усмотрению. Они должны применять-
ся только для определенной цели, для которой
они предназначены. Об отсутствии защитных
средств или их недостаточном количестве следу-
ет сразу докладывать лицу, ответственному за бе-
зопасность на предприятии.
• ОЧИСТКА ДЕЙСТВУЮЩИХ МАШИН И МЕ-
ХАНИЗМОВ запрещена. Стоящие машины мож-
но чистить только тогда, когда будет исключено
их случайное включение.
5.3. Техника безопасности
Нахождение в ОПАСНОЙ ЗОНЕ действия
машин, например экскаваторов и погрузчи-
ков, не разрешается. Подъемные механизмы
для грузов не должны использоваться для пе-
ремещения людей.
ВБЛИЗИ ОТ ДВИГАЮЩИХСЯ ЧАСТЕЙ
МАШИН необходимо носить обтягивающую
одежду.
На стройплощадке предписывается НОШЕ-
НИЕ ЗАЩИТНОЙ КАСКИ.
На стройплощадке должна надеваться ЗА-
ЩИТНАЯ ОБУВЬ. При работах, которые
могут вызвать повреждения глаз осколками,
искрами или брызгами едких жидкостей, не-
обходимо надевать ЗАЩИТНЫЕ ОЧКИ.
Для защиты от вредной для здоровья пыли,
газов или паров необходимо использовать
СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ДЫХАНИЯ.
РАСПИТИЕ АЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТ-
КОВ на стройплощадке запрещено. ЗАПРЕТ
КУРЕНИЯ необходимо соблюдать в соответ-
ствующих местах.
Рабочее место, а также дороги на стройпло-
щадке необходимо держать свободными,
строительные материалы должны складиро-
ваться обозримо и надежно.
ПРОЕМЫ в перекрытиях, лесах, лестничных
клетках и лифтовых шахтах должны быть на-
дежно ЗАКРЫТЫ и ЗАПЕРТЫ. Подмости
на лесах, проходные мостики и лестницы дол-
жны быть защищены от падения боковыми
ограждениями.
Спрыгивать вниз на подмости на лесах зап-
рещается. Они не должны перегружаться
строительным мусором или строительными
материалами. Защитные леса нельзя пере-
гружать.
О недостатках в ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ОБО-
РУДОВАНИИ необходимо немедленно до-
ложить ответственному лицу. Обращаться с
Предупреждение об Предупреждение о взрыво-
огнеопасных материалах опасных материалах
Предупреждение Предупреждение о адких
о ядовитых материалах материалах
Предупреждение Предупреждение
о висящем грузе об опасном месте
Рис. 5.27. Предупреждающие знаки
К персональным средстаам за- щиты при строительных работах относятся:
Защита головы Шлем
Защита ног Строительные защитные ботинки с колпачком для защиты носков и с подо- швой, защищенной от протыкания (рис. 5.28)
Защита глаз Закрытые защитные очки
Защита слуха Вата, беруши или омби- шюры в зависимости от уровня шума
Защита дыхания Фильтрующие маски
Защита рук Различные перчатки в зависимости от вида работы
Защита тела Зимняя и погодозащит- ная одежда, предупреж- дающая одежда
Покрытие канта
колпачка на носке
Защита лодыжки
Суставная
шарнирная прокладка
Подошва с рифленым
Защитная прокладка профилем
от протыкания подошвы
Рис. 5.28. Защитный строительный
ботинок
Глава 5. Строительное производство
подвижными проводами, штекерами и разъемами необходимо осторожно.
Электрические провода нельзя протягивать через острые углы и канты и пе-
режимать.
5.3.2. Поведение при несчастных случаях
• Раненых необходимо сразу же вынести из опасной зоны. Необходимо сразу же
позвать на помощь или вызвать врача.
• Правильная первая помощь часто может спасти жизнь.
• Для предотвращения дальнейших несчастных случаев место несчастного слу-
чая следует немедленно обезопасить.
• При остановке сердца, например при ударе электротоком, при остановке ды-
хания необходимо сразу же начать пробовать проводить оживляющие меро-
приятия, а затем вызвать врача.
• На каждом предприятии должно быть достаточное количество перевязочных
аптечек для первой помощи. Они должны храниться в защищенном от пыли и
погодных воздействий месте. Содержание аптечек необходимо постоянно по-
полнять.
• На предприятиях с количеством работающих более 10 предписания о первой
помощи должны быть указаны на табличке, помещенной на видном месте. На
этой табличке должно быть указано место хранения аптечки, имя обученного
для первой помощи сотрудника, адреса и телефонные номера ближайших вра-
чей, больниц и пунктов спасения.
• Раненый должен доложить о своих повреждениях своему работодателю или
его представителю, если они находятся рядом.
• Раненый должен прервать работу до тех пор, пока ему не будет оказана соот-
ветствующая помощь, возвращающая его к работе.
• Если строительный профсоюз или по его поручению работодатель будет тре-
бовать от пострадавшего найти специального врача или определенную боль-
ницу, то он обязан, особенно в серьезных случаях, это сделать.
5.4. Леса
Леса (DIN 4420) — это приспособления, с которых рабочие на стройке могут про-
изводить работы или служащие для зашиты людей и механизмов. Различают ЗА-
ЩИТНЫЕ ЛЕСА и РАБОЧИЕ ЛЕСА и ПОДМОСТИ (рис. 5.29). Леса собира-
ются на стройплощадке из отдельных элементов и после их применения снова
разбираются. Они могу быть плоскостными (фасадные леса) и пространствен-
ными (пространственные леса).
Леса изготавливаются, содержатся, собираются и разбираются по «признан-
ным правилам техники». Они должны иметь такую несущую способность и они
5.4. Леса
должны быть так статически устойчивы, чтобы они могли воспринимать все на-
грузки, в том числе и при возведении и разборке. Леса должны быть надежны в
работе и быть защищенными от строительных производственных повреждений и
от повреждений автотранспортом.
5.4.1. Защитные леса
Защитные подмости, или леса — это УЛАВЛИ-
ВАЮЩИЕ подмости или леса, предназначен-
ные для предотвращения глубокого падения
людей и оборудования или служащие защитной
крышей для защиты людей и оборудования от
падающих сверху предметов.
5.4.1.1. Улавливающие подмости
Улавливающие подмости необходимы:
• когда высота, на которой производится
работа, больше 5,00 м;
• при работах на крышах, где высота паде-
ния составляет более 3,00 м;
• на других рабочих местах, где высота па-
дения может составить более 2,00 м.
Под высотой, на которой производится ра-
бота, понимают расстояние от поверхности
площадки до верхней грани стены готовой кир-
пичной кладки или при бетонных работах до
верхней грани опалубки. При продвижении
строительства рабочее место перемещается
вверх, причем высота падения увеличивается.
Когда высота падения превышает 3,00 м, улав-
ливающие подмости перемещаются кверху.
Ширина улавливающих подмостей устанавли-
вается в зависимости от пола подмостей до вер-
ха кладки (грани падения) (рис. 5.30). Чем оно
больше, тем шире должны быть подмости.
В качестве пола подмостей можно приме-
нять деревянные брусья, размеры сечения ко-
торых зависят от размеров лесов и высоты па-
дения. Наряду с деревянными брусьями могут
применяться горизонтальные рамы из метал-
ла с полом из досок, горизонтальные рамы из
швеллерных профилей с подогнанными и
прикрепленными к ним фанерными листами
Рис. 5.29. Рабочие леса
Рис. 5.30. Улавливающие подмости
Глава 5. Строительное производство
или стальными листами из рифленой, безопасной против скольжения сталь-
ной жести (рис. 5.36).
Расстояние между стеной здания и полом подмостей может составлять не бо-
лее 30 см. Если имеет место опасность падения и во внутрь здания, то улавливаю-
щие подмости должны ставиться и с внутренней стороны стены (см. рис. 5.30).
Если боковая защита проходит вертикально, то ее можно устраивать аналогично
Л k-ffl IL МШШ1 ИЙ
Рис. 5.31. Крышные улавлива-
ющие подмости
Рис. 5.32. Защитная крыша
тому, как это делается в рабочих лесах и подмостях.
Косая боковая защита должна выполняться как
сплошная защитная стенка из досок толщиной не
менее 30 мм или из брусьев.
В качестве улавливающих подмостей применя-
ются леса, катучие подмости, консольные подмос-
ти с укосинами и навесные подмости. В качестве
улавливающих подмостей могут служить покрытые
брусьями балки нижние пояса ферм, затяжки арок.
В качестве улавливаюших подмостей против
падения людей могут применяться улавливающие
сетки. Из-за опасности падения инструмента и
стройматериалов площадь под улавливающими сет-
ками должна быть закрыта для доступа.
5.4.1.2. Крышные улавливающие подмости
Крышные улавливающие подмости (DG) предпи-
сывается применять при кровельных работах, ког-
да высота карниза расположена более чем в 3,00 м
над землей. Согласно правилам предотвращения
несчастных случаев пол подмостей должен лежать
не более чем на 1,50 м ниже грани карниза. Мини-
мальная ширина плоскости пола подмостей долж-
на составлять 60 см (рис. 5.31).
Защитная стена должна иметь расстояние ми-
нимум 70 см от грани карниза, пол подмостей дол-
жен быть не менее чем на 1,50 м ниже ее. Вся защит-
ная стена не должна быть не менее 1,00 м высотой.
В качестве защитной стены подходят улавлива-
ющие сетки или проволочные сетки с размером
ячейки не более 10 см. В случае применения прово-
лочных сеток диаметр проволоки должен составлять
не менее 2,5 мм. Сетки и проволочные сетки долж-
ны крепиться в верхнем ряду за каждую ячейку к
трубе лесов или подмостей.
5.4.1.3. Защитные крыши
Защитные крыши требуются при работах над
транспортными путями, как, например, тротуары,
5.4. Леса
входы, въезды, а также над рабочими местами
и подъемниками. Защитные крыши состоят из
покрытия и боковой стены (рис. 5.32).
Покрытие должно быть таким плотным и
так близко подходить к стене сооружения, что-
бы работающие под защитной крышей люди
не подвергались воздействию падающей вниз
пыли или раствора. Ширина покрытия выби-
рается по местным условиям и должна состав-
лять по горизонтали не менее 1,50 м. Кроме
того, покрытие должно быть не менее чем на
0,60 м шире, чем леса или расположенное
выше рабочее место.
На наружной стороне покрытия должна
быть устроена бортовая стенка не менее 0,60 м
высотой. Бортовая стенка может быть верти-
кальной или наклонной, если не вся защитная
крыша является наклонной (рис. 5.33).
5.4.2. Рабочие леса и подмости
Рабочие леса и подмости — это леса и подмости,
служащие в качестве рабочего места. Они дол-
жны обеспечивать место для рабочих и их инст-
румента, а также для требующихся для непос-
редственной работы строительных материалов
и выдерживать их нагрузку (рис. 5.34).
Рабочие подмости могут устраиваться в виде
козловых подмостей, лесов, стремяночных под-
мостей, стальных трубчатых лесов с соединитель-
ными муфтами, стреловых подмостей, навесных
подмостей или консольных подмостей.
В зависимости от нагрузки рабочие подмости и
леса делятся на 6 групп (GG). Чтобы избежать
разрушения пола подмостей, для отдельных групп
подмостей устанавливаются максимальные зна-
Рис. 5.33. Строительные элементы
защитной крыши
Рис. 5.34. Нагрузка на рабочие под-
мости или леса
чения распределенной полезной нагрузки и давления на площадь (табл. 5.2).
Распределенная полезная нагрузка — это нагрузка, которой нагружены леса
или подмости на кв. м площади пола. Для установки поддонов с кирпичом с по-
мощью крана необходимо предусматривать запас в 20%. Давление на площадь
получается путем деления веса груза на площадь, которую он занимает. Для под-
мостей групп 1 —3 оно может не указываться.
Подмости группы 1 могут применяться только для работ по инспектирова-
нию, как, например, работы по обмерам и контролю фасадов здания. Только один
человек с легким инструментом может стоять на подмостях. На подмостях груп-
Глава 5. Строительное производство
Таблица 5.2. Группы подмостей и лесов
Группа лесов или подмостей Минималь- ная ширина плоскости настила, м Распреде- ленная полезная нагрузка, кг/м2 Давление на площадь, кг/м2 Примеры применения
1 0,50 - - Контроль фасадов
2 0,60 150 - Работы по уходу и отделке
3 0,60 200 - Бетонные работы
4 0,90 300 500 Штукатурные работы
5 0,90 450 750 Каменные работы
6 0,90 600 1000 Облицовочные работы природ- ным камнем
Таблица 5.3. Допустимые расстояния между опорами
в м для настилов подмостей из деревянных
брусьев или досок
Группа песов Ширина доски или бруса, СМ Толщина доски или бруса, см
3,00 3,50 4,00 4,50 5,00
1,2,3 20 1,25 1,50 1,75 2,25 2,50
24 и 28 1,25 1,75 2,25 2,50 2,75
4 20 1,25 1,50 1,75 2,25 2,50
24 и 28 1,25 1,75 2,00 2,25 2,50
5 20, 24,28 1,25 1,25 1,50 1,75 2,00
6 20, 24, 28 1,00 1,25 1,25 1,50 1,75
Пример расчета по полезной нагрузке и допустимой нагрузке
Предусматриваемая нагрузка Допустимая нагрузка
Вес одного Площадь горизонтальной карты
человека 100 кг лесов:
Вес поддона 2,50 м 0,95 м = 2,375 кв. м
с кирпичом 900 кг Допустимая нагрузка для группы
20% запаса на лесов 6:
транспортировку краном 180 кг 600 кг/м • 2,375 м == 1425 кг
Вес бадьи Результат:
с раствором 210 кг Полезная нагрузка < допусти-
Инструмент 10 кг мой нагрузки 1400 кг < 1425 кг

Итого 1400 кг
пы 2 могут производиться
работы по обслуживанию
объекта, как, например, очи-
стка фасадов. Также могут
производиться работы, в ко-
торых не предусматривается
промежуточное складирова-
ние строительных материа-
лов или сборных элементов.
Следует учитывать, что рас-
пределенная полезная на-
грузка на пол подмостей не
должна превышать 150 кг на
кв. м. При этом получается,
что при ширине подмостей
0,60 м и расстоянии между
опорами подмостей в 2,50 м
допустимая нагрузка на пол
подмостей может составлять
225 кг. Если покрытие пола
состоит из брусьев, которые
тоньше 35 см, то расстояние
между опорами должно рас-
считываться в зависимости
от ширины и толщины бру-
сьев (табл. 5.3).
Подмости и леса группы 3
могут, например, использо-
ваться для штукатурных и
отделочных работ на фасаде,
для работ по покрытию
(шпателевке) плоскостей, по
расшивке и заполнению
швов или для ремонтных ра-
бот, для работ по армирова-
нию или для монтажных ра-
бот, а также в качестве под-
мостей при бетонировании. Если на подмостях должны складироваться строи-
тельные материалы, то их нельзя доставлять туда краном и должно обеспечи-
ваться свободное пространство для прохода шириной не менее 20 см. Если при
машинных штукатурных работах с таких подмостей применяются разбрызгива-
ющие устройства типа торкрет-машин, то они должны эргономически удобно
обслуживаться при ширине подмостей 60 см.
Подмости и леса групп 5 и 6 требуются для ведения каменных, штукатурных,
плиточных и облицовочных работ с применением природного облицовочного
5.4. Леса
камня, а также для тяжелых мон-
тажных работ. Складируемые на
подмостях и лесах строительные
материалы могут доставляться
краном; при этом необходимо,
чтобы оставался свободный про-
ход шириной не менее 20 см. На
одного человека полагается вес 100
кг (см. пример расчета).
5.4.2.1. Сборные элементы
подмостей и лесов
Различают несущие элементы ле-
сов, настил пола, боковые ограж-
дения, связующие элементы для
частей подмостей, анкеровочные
Рис. 5.35. Строительные элементы лесов и под-
мостей
Опорная пластина —..
элементы и стремянки (рис. 5.35). Часто для устройства лесов применяются ком-
плектные системы, которые соответствуют всем требованиям DIN 4420 и требо-
ваниям безопасности строительных профсоюзов.
НЕСУЩИЕ ЧАСТИ ЛЕСОВ И ПОДМОСТЕЙ
В качестве несущих частей лесов и подмостей применяются защищенные от
коррозии стальные и алюминиевые трубы. Толщина стенок стальных труб долж-
на составлять минимум 2 мм, а алюминиевых труб — 2,5 мм.
Вертикальные элементы называются стойками, горизонтальные элементы —
ригелями, причем различают продольные и поперечные ригели. Стойки в боль-
шинстве случаев нуждаются в опорных пластинках. Штанги из круглой древеси-
ны, как правило, ставятся на обрезки больших брусьев; они могут подгоняться по
высоте с помощью деревянных клиньев. В случае стальных трубчатых стоек это про-
исходит за счет шпинделей между опорной пластиной и стойкой. Для обеспечения
жесткости применяются продольные перемычки и поперечные перемычки.
НАСТИЛ ПОДМОСТЕЙ может быть устроен
из деревянных брусьев, деревянных панелей, сталь-
ного настила, деревянных рамок-ящиков, алюми-
ниевых настилов или стальных горизонтальных рам
с раздельным деревянным настилом (рис. 5.36).
Металлические настилы с помощью рифления или
перфорации делаются безопасными против сколь-
жения. Настил подмостей толщиной минимум
30 мм лежит на промежуточных ригелях. После-
дние связаны с продольными ригелями таким об-
разом, что они не могут съехать с них. Настил под-
мостей должен быть уложен плотно и не должен
расходиться или качаться. Минимальная ширина
Полнотелые деревянные брусья
Стальной настил
Пустотелые ящики (коробчатый настил)
Алюминиевый настил
Стальные горизонтальные рамы
Рис. 5.36. Настилы подмостей
Глава 5. Строительное производство
Рис. 5.37. Боковое ограждение
Рис. 5.38. Соединительные
элементы
плоскости настила зависит от группы подмостей
или лесов (см. табл. 5.2). При складировании мате-
риалов должен быть обеспечен свободный проход
шириной минимум 20 см.
БОКОВОЕ ОГРАЖДЕНИЕ состоит из верх-
ней перекладины перил, промежуточной перекла-
дины с расстоянием в свету от перил 47 см. Борто-
вая доска шириной минимум 10 см должна препят-
ствовать падению. Перила должны быть высотой
1,00 м над настилом (рис. 5.37). Подмости при вы-
соте их над землей свыше 2,00 м должны быть обя-
зательно оборудованы боковым ограждением не
только с продольной стороны, но также и с торцов.
Если расстояние между стеной и настилом больше
30 см, то и с внутренней стороны должно быть пре-
дусмотрено боковое ограждение.
СВЯЗУЮЩИЕ ДЕТАЛИ элементов лесов и
подмостей — связующие муфты (рис. 5.38), болты
и консоли. С их помощью карты лесов могут удли-
няться, жестко скрепляться друг с другом. Диаго-
нальные связи для обеспечения жесткости лесов
в узлах соединяются с вертикальными и горизонтальными несущими элемента-
ми.
АНКЕРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ служат для крепления лесов к сооружению.
Горизонтальное и вертикальное расстояние анкерующих элементов между со-
бой в зависимости от видалесов должно составлять не менее 6,00 м. Верхний на-
стил лесов должен располагаться не выше чем на 1,50 м от места верхней анке-
ровки. Анкеровка должна устанавливаться вразбежку. Она может состоять из
оконных консолей и элементов жесткости щипцов. Консоли закрепляются
Предписания по предотвра-
щению несчастных случаев
при применении стремянок:
• Стремянки должны высту-
пать не менее чем на
1,00 м над выходом с них
• Плохие стремянки следует
немедленно изымать из
обращения
• Стремянки должны устанав-
ливаться устойчиво и зак-
репляться против падения
и опрокидывания, качания
и прогибов
• Сломанные перекладины
и тетивы стремянок нельзя
сращивать
между оконными проемами. Элементы жесткости
щипцов укрепляются на крюках, которые с помо-
щью дюбелей прикрепляются к стене.
СТРЕМЯНКИ служат для надежного доступа
на леса. В качестве внутренних стремянок на лесах
они должны устанавливаться под углом 65—70° к
горизонтали и могут достигать только следующего
этажа (вертикальной карты) лесов. Отверстия в на-
стиле лесов у стремянок должны быть снабжены
закрывающимися люками. Во время работы люки
должны быть закрыты.
Если высота подъема налеса составляет не бо-
лее 5,00 м, то попадать на них можно с пристав-
ных стремянок, поставленных снаружи парал-
5.4. Леса
лельно подмостям или под прямым углом к ним. Наружные стремянки долж-
ны приставляться к достаточно широким и прочным плоскостям.
Внутренние стремянки на лесах могут максимально связывать два этажа ле-
сов. Внутренний пролет стремянок может располагаться друг над другом или
смещенно относительно друг друга (рис. 5.39). Все чаще начинают применяться
системы лесов и подмостей со встроенными стремянками. Они имеют эргоно-
мические преимущества для пользователей и экономят рабочее время при
подъеме на леса и при спуске.
5.4.2.2. Виды подмостей
По несущей системе среди подмостей или лесов различают:
• стоячие подмости (S), например козлы и
стальные трубчатые леса;
• стреловые леса (А) и
• консольные подмости (К).
СТОЯЧИЕ ПОДМОСТИ (S)
КОЗЛОВЫЕ ПОДМОСТИ изготавливаются из
стальных трубчатых козел и лежащего на них насти-
ла (рис. 5.40). Козловые подмости используются как
рабочие подмости и как защитные подмости.
Козлы необходимо устанавливать на надежном
основании. Более чем двое козел нельзя устанавли-
вать друг над другом, причем общая высота не боль-
ше 4,00 м. Козлы должны быть достаточно связа-
ны между собой горизонтальными связями. В слу-
чае разъемных козел разъемная часть должна быть
включена в систему с помощью горизонтальных
связей. Расстояние между козлами не должно быть
больше 2,75 м, при раздвинутых козлах оно не дол-
Рис. 5.39. Внутренние стре-
мянки на лесах
жно превышать 2,00 м.
Доски настила толщи-
ной 3 см при каменных и
штукатурных работах не
должны свисать более чем
на 1,00 м. Если расстояние
между козлами больше, то
они должны быть усилены
кантовыми досками сечени-
ем 10 см/10 см.
СТАЛЬНЫЕ ТРУБЧА-
ТЫЕ СБОРНЫЕ ЛЕСА -
это рабочие и защитные леса
из стальных труб и соедини-
Рис. 5.40. Козловые подмости
Глава 5. Строительное производство
Рис. 5.41. Стальные трубчатые
сборные леса
Рис. 5.42. Опорная плита со
стойкой и шпиндельной подо-
швой
тельных элементов (см. рис. 5.38 и 5.41). Они мо-
гут применяться для всех работ.
Стальные трубы служат стойками, продольны-
ми и поперечными ригелями для придания системе
жесткости, а также для анкеровки. Стыки стоек не-
обходимо располагать вблизи узловых пунктов.
Продольные ригели должны проходить через два
поля и связываться со всеми стойками. Поперечные
ригели должны надежно опираться на проемы в сте-
не. Связанные со стойкой поперечные ригели мо-
гут удаляться только при разборке лесов.
Узловые соединения (муфты) применяются
для прямоугольных и косоугольных соединений
(рис. 5.41).
Стальные трубчатые сборные леса необходимо
затяжками закреплять против бокового сдвига. За-
тяжки или связи необходимо присоединять в узло-
вых точках и у основания лесов таким образом, что-
бы силы уходили в землю. Каждую стойку необходи-
мо устанавливать на опорной пластине так, чтобы
она была гарантирована от сдвига (рис. 5.42).
Стальные трубчатые сборные леса могут уста-
навливаться в зависимости от вида строительства и
нагрузки до высоты 100,00 м. Для лесов высотой
более 20,00 м необходимо применять трубы со стен-
ками толщиной 4 мм.
РАМНЫЕ ПОДМОСТИ (RG) — это системные подмости из стальных или
алюминиевых труб, которые сварены с несдвигаемыми вертикальными рамами.
Вертикальные рамы высотой 1,00, 1,50 или 2,00 м связываются горизонтальны-
ми рамами или продольными и поперечными ригелями в одно поле подмостей
длиной 1,25, 2,00, 2,50 или 3,00 м. В точно установленных точках устанавлива-
ются диагональные затяжки, так, чтобы подмости на горизонтальных площад-
ках стояли точно горизонтально. Неровности или косые участки основания вы-
равниваются с помощью шпиндельных опор. После укладки настилов могут ус-
танавливаться вертикальные рамы следующего этажа. Также и боковые ограж-
дения обусловливаются шириной поля подмостей и могут навешиваться на них.
Если вместо шпиндельных опор использовать колесики, то мы получим ка-
тучие подмости (рис. 5.43).
Рамные подмости вследствие их малого веса являются быстро сборно-раз-
борными.
МОДУЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ (MS) — это подмости, у которых на стойках на
равномерных расстояниях устроены узловые точки для крепления горизонталь-
ных и диагональных элементов. Их преимуществом является простое примене-
ние для круглых сооружений и для ведения кладки захватно-поточным мето-
5.4. Леса
дом, при котором каменщик располагается всегда
на идеальной рабочей высоте (рис. 5.44).
СТРЕЛОВЫЕ (ВЫНОСНЫЕ) ПОДМОСТИ
Стреловые (выносные) подмости (А) — это
подмости, которые выступают из сооружения
(рис. 5.45). Они могут служить рабочими подмос-
тями при нагрузке не более 200 кг/м2 и могут при-
меняться в качестве защитных подмостей.
В качестве несущих консолей должны приме-
няться только стальные профили I 80, IPE 80,1 100
и IPE 100; консольные балки из дерева не допуска-
ются. Вынос стреловых подмостей не должен пре-
вышать 1,30 м; расстояние между консольными бал-
ками не должно быть более 1,50 м. Плоскость на-
стила должна быть выполнена сплошной из досок
или брусьев толщиной минимум 3,5 см.
Анкеровка консольных балок в перекрытиях
из сборных элементов не разрешается. Их разре-
шается заанкеривать только в монолитных желе-
зобетонных перекрытиях. Они должны быть зак-
реплены таким образом, чтобы их нельзя было пе-
Рис. 5.43. Рамные подмости —
катучие
редвигать ни в верти-
кальном, ни в горизон-
тальном направлении.
На каждую консольную
балку полагается устраи-
вать 2 анкеровочных хо-
мута из стали В St 500 S
или St 37-2 с минималь-
ным диаметром 10 мм,
которые должны быть
забетонированы в пере-
крытие (рис. 5.46). Крю-
ки хомутов должны за-
цепляться за нижнюю
арматуру.
КОНСОЛЬНЫЕ ПОДМОСТИ
Консольные подмости (К) — это
подмости, которые опираются на кон-
соли (рис. 5.47). Они могут служить
рабочими подмостями при нагрузке
не более 200 кг/м2 и в качестве защит-
ных подмостей.
Рис. 5.45. Стреловые (выносные) подмости
Глава 5. Строительное производство
Рис. 5.46. Анкеровка консольных балок
Рис. 5.48. Установка нижних опор консолей
Отдельные консоли выполняют-
ся из дерева или из стали в форме
прямоугольных треугольников. Для
перекрытия проема в 2,25 м требует-
ся две деревянные балки 12 х 12 см
сортового класса S 10 или стальной
ригель 1100 или IPE 100. Вынос кон-
сольных подмостей может быть мак-
симум 1,30 м, а расстояние между
консолями должно составлять не бо-
лее 1,50 м.
Консольные подмости могут зак-
репляться только на железобетонных
перекрытиях. На каждую консоль
должны быть установлены по две на-
весные петли из BSt 500 S или St 37-2
с минимальным диаметром 10 мм, ко-
торые должны заделываться в пере-
крытие не менее чем на 50 см и заан-
кериваться в арматуре перекрытия
(см. рис. 5.47).
Настил подмостей должен быть
сплошным из досок толщиной 3,5 см
или из брусьев. Настил не должен
выниматься или смещаться. Разгруз-
ка грузов с кранов на консольные
подмости запрещается. В области
проемов в стене нижние упоры кон-
солей должны опираться на на дере-
вянные балки или стальные ригели
(рис. 5.48).
Для перекрываемых проемов ши-
риной до 1,00 м можно применять
окантованный брус 10 х 10 см, а до
2,25 м — либо два окантованных бру-
са 10 х 12 см, либо один стальной ри-
гель I 100 или IPE 100.
5.4.2.3. Установка и разборка подмостей
Под установкой понимают сборку подмостей на сооружении. Съем подмостей с
сооружения называется разборкой. Работы по установке лесов и подмостей мо-
гут производиться только под надзором специалиста. Ответственный предпри-
ниматель должен следить за установкой лесов и подмостей, которая должна соот-
ветствовать признанным правилам техники.
5.4. Леса
Стойки должны иметь надежные и не-
скользящие подкладки, например подкла-
дочные плиты, брусья или окантованную
древесину. Если необходимо многослойное
основание, его необходимо выполнять ус-
тойчивым против опрокидывания. Косые
подпорки необходимо закреплять от выгиба.
Запрещается устанавливать леса на ненесу-
щих перекрытиях или сводах. Заанкеривание
и установку затяжек (связей) следует произ-
водить параллельно с установкой лесов и
подмостей.
Время работ, при которых имеет место
опасность падения с лесов, следует делать
как можно меньшим. Во время установки и
разборки подмостей и лесов необходимо ус-
танавливать предупреждающие знаки на
транспортных путях и принимать меры по за-
щите людей и транспорта на этих дорогах.
Леса на общественных транспортных путях
в темное время должны быть освещены. Об-
щественные установки, как, например, пун-
кты пожарного оповещения, гидранты и ка-
бельные шахты, должны быть доступными
в любое время. При работах вблизи прово-
дов под током необходимо выдерживать бе-
зопасное расстояние (рис. 5.49).
После установки леса и подмости долж-
ны быть четко обозначены (рис. 5.50). Перед
использованием производитель лесов и
пользователь должны проверить леса на бе-
зупречное состояние деталей, устойчивость,
безопасность работы и видные на первый
взгляд недостатки. Если недостатки установ-
лены, то леса или подмости не должны ис-
пользоваться до их устранения. Целесооб-
разно составление протокола испытаний и
протокола заанкеривания при передаче ле-
сов постороннему пользователю.
При использовании подмостей и лесов
действуют следующие правила.
• Нельзя использовать леса до их пол-
ной сборки.
4 м при 110000 до
__________L 220000 Вольт напряжения
5 м при 220000 до
---------L 380000 Вольт напряжения
5 м при неизвестном напряжении
Рис. 5.49. Безопасные расстояния от
токопроводящих частей
Рабочие подмости по DIN 4420
Группа подмостей 5
Распределенная полезная
нагрузка 450 кг/м2
Предприятие
по производству лесов Hinauf
12345 Hochstand
Tel. 987654
Рис. 5.50. Обозначение подмостей
Испытания лесов перед
использованием
Применяемые строительные
элементы
• Качество
• Обозначение
• Размеры
Устойчивость
• Несущая способность основания
и мест подвески
• Анкеровка
• Расстояние между стойками
и консолями
• Обеспечение жесткости
• Исполнение
Безопасность работы
• Обозначение группы подмостей
• Боковые ограждения
• Подъемные приспособления
• Укладка настилов
• Выполнение углов
• Расстояние между настилом
и сооружением
• Защитная стенка в улавливающих
подмостях на крыше
• Устройство настила в зависимости
от высоты падения
Глава 5. Строительное производство
• Их необходимо постоянно проверять, в особенности после длительных пе-
рерывов в работе и после сильного ветра.
• Рабочие места на лесах должны быть доступны только через надежные под-
ходы. Также должна быть обеспечена надежная эвакуация с них.
• На лесах и подмостях должны складироваться стройматериалы только в
количестве, необходимом для непосредственной работы.
• На настил подмостей нельзя спрыгивать либо что-то бросать вверх или
вниз.
• Изменения в конструкцию лесов может вносить только их изготовитель.
• На подмостях, которые применяются как улавливающие или как защит-
ные крыши, нельзя сваливать никакие строительные материалы или ин-
струменты.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Объясните необходимость индивидуальных средств защиты от возможных источ-
ников опасности на стройплощадке.
2. Составьте таблицу видов подмостей с их областями применения и дайте эскизы
необходимых строительных элементов для них.
3. Проверьте, сколько кг кирпичей на подмостях типа GG 4 с площадью настила
2,50 х 0,85 м наряду с нагрузкой от двух человек и бадьи раствора в 250 кг с инстру-
ментом 20 кг можно расположить при подаче краном.
5.5. Строительные измерения
Работы по строительным измерениям включают измерения положения (горизон-
тальные измерения), измерения высоты (вертикальные измерения), съемку по-
верхности площадки, разбивку сооружения на местности, маркировку и измере-
ние безопасности. При этом необходимо производить измерения длин и углов, а
также высот. Под измерением положения понимают измерения точек площадки
и их нанесение на план, так же как и установление положения точек на площадке
по имеющемуся плану. Положение точек на площадке получается путем измере-
ния расстояний и углов и обозначается колышками или вешками. Их вертикаль-
ное положение определяется путем вертикальных измерений. Определение по-
ложения точек на площадке, например углов дома, называется разбивкой.
5.5.1. Разбивка точек
Под разбивкой точек на площадке понимают, например, установку вешек в ство-
ре линии в промежуточных точках, удлинение отрезка и определение точек пере-
сечений. Основой для разбивки служат реперы на площадке, т.е. опорные точки.
5.5.1.1. Обозначение точек на площадке
Вся страна подразделена геодезистами сеткой точек на отдельные треугольники
(триангуляционная сетка). Эти точки называются тригонометрическими точка-
5.5. Строительные измерения
ми или триангуляционными точками (ТР); они устанавливаются на высотных
точках, например шпили церквей и смотровые площадки на башнях, (часто уст-
раиваются специальные триангуляционные вышки), или в точках на земле (ре-
перы). Реперы на земле обозначаются, как правило, гранитными камнями с вы-
битым на них крестом и подкладочной плитой. Они служат преимущественно
для геодезических измерений территории.
При геодезических работах на площадке в основном основываются на поло-
жении граничных камней или на отдельно измеренном положении опорных то-
чек, как, например, вбитые в землю деревянные колышки или забетонирован-
ные стальные трубы.
На время измерений устанавливаются вспомогательные точки, которые обо-
значаются створными колышками, вбиваемыми в центр обозначаемой точки
(рис. 5.51). Это производится вбиванием стального кола в землю. Для установ-
ки створных колышков на твердой поверхности или над опорными точками или
граничными камнями применяют специальные
держатели. Если опорная точка используется толь-
ко для измерений в одном направлении, то доста-
точно воткнуть колышек в землю точно в направ-
лении створа рядом с камнем (спереди или сзади
от него). Проверка вертикальности створных ко-
лышков производится обычным отвесом или с по-
мощью уровня. Если эти вспомогательные сред-
ства отсутствуют, то колышек необходимо придер-
жать как можно выше с помощью большого и ука-
зательного пальцев и опустить его на землю, чтобы
он вертикально вошел в нее.
5.5.1.2. Провешивание
(расстановка вешек)
Целью провешивания является сделать отрезок АВ
на площадке видимым. Это производится марки-
ровкой начальной точки А и конечной точки В с
помощью створных вешек. Они должны быть вид-
ны из одного места стоянки наблюдателя. При
провешивании различают установку промежуточ-
ных точек, удлинение отрезка, провешивание с
обеих сторон и определение точки пересечения
двух прямых.
УСТАНОВКА ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ТОЧЕК
необходима тогда, когда необходимо достаточно
обозначить длинные отрезки или когда необходи-
мо промаркировать определенные точки, например
углы здания (рис. 5.52). Установка промежуточных
точек в створе прямой производится, как правило,
Рис. 5.51. Створная вешка
Рис. 5.52. Провешивание про-
межуточных точек
Рис. 5.53. Удлинение прямого
отрезка
Глава 5. Строительное производство
одним наблюдателем и одним помощником. Наблюдатель становится в несколь-
ких шагах от первой вешки и устанавливает направление взгляда на концевую
вешку створа.
Помощник становится рядом с провешиваемой линией, не заходя на нее. Он
смотрит на наблюдателя, держа промежуточную вешку вертикально между паль-
цами. Приближение вешки к створу производится короткими перемещениями
по словам наблюдателя (при коротких отрезках) либо по знакам наблюдателя
(при длинных отрезках). После установки вешки проверяется ее вертикальность
Провешивание через возвышенность,
препятствующую видимости
Рис. 5.54. Провешивание
Рис. 5.55. Определение точки
пересечения
с помощью отвеса или уровня. В заключение на-
блюдатель контролирует створ, причем в необхо-
димых случаях положение вешки может быть из-
менено с помощью повторного указания. При про-
вешивании многих промежуточных точек сначала
следует устанавливать вешки, наиболее удаленные
от наблюдателя.
УДЛИНЕНИЕ ОТРЕЗКА АВ, например от Адо
С, должно производиться не более чем на половину
его длины, так как свыше этого достаточная точ-
ность может быть обеспечена только с помощью со-
ответствующих оптических приборов (рис. 5.53).
Для выполнения достаточно одного человека, кото-
рый становится с вешкой С на удлинении отрезка АВ
и с помощью самоподгонки втыкает вешку, устанав-
ливает ее вертикально и контролирует работу.
Для ДВУХСТОРОННЕГО ПРОВЕШИВАНИЯ
(провешивание из центра) требуются два наблюда-
теля (рис. 5.54). Этот метод применяется, когда на
обоих концах видимость ограничивается, например
строительными сооружениями, или когда оба кон-
ца отрезка не видны, например в гористой местно-
сти. При этом оба наблюдателя становятся в створ
через вспомогательные точки. Наблюдатель 1 ста-
вит свою вешку С' вне створа АВ и направляет на-
блюдателя 2 с вешкой D' в створ С'А. После этого
наблюдатель 2 направляет наблюдателя 1 с вешкой
С' в створ D'B. Такое двухстороннее провешивание
продолжается до тех пор, пока с обеих сторон от-
клонения не сходят на нет и вешки С и D не будут
стоять на прямой АВ.
Для определения ТОЧКИ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ
ДВУХ ПРЯМЫХ на площадке, как правило, не-
обходимы два наблюдателя и один помощник
(рис. 5.55). Точка пересечения лежит как на пря-
мой АВ, так и на прямой CD. При этом оба на-
5.5. Строительные измерения
Рис. 5.56. Измерение с помо-
щью мерной ленты
блюдателя направляют по очереди стоящего в
центре помощника в створы своих линий. Точка
пересечения S будет найдена, когда она будет на-
ходиться как на прямой АВ, так и на прямой CD.
5.5.2. Измерение длины
При измерениях длины напрямую используются
полосовые рейки, рулетки, косвенным методом —
с помощью вспомогательных фигур, например
прямоугольных треугольников, с помощью опти-
ческих приборов (базисный дальномер) или с по-
мощью электронных дальномеров. Кроме того, для измерения длины применя-
ются также лазерные приборы.
Измерения прямых отрезков производятся на площадке путем их разбивки и
измерения. Отрезки, как правило, измеряются в горизонтальной плоскости в ство-
ре измеряемых отрезков. Исключениями, при которых измеряются отрезки под
наклоном, являются, например, наклонные плоскости при определении объемов
работ и при разделении отрезков (стационирование) в дорожном строительстве.
При ИЗМЕРЕНИЯХ МЕРНЫМИ РЕЙКАМИ измеряемый отрезок разбива-
ется колышками в начальной, конечной точках и в одной или нескольких проме-
жуточных точках. Измерение производится красно-белой рейкой из пары изме-
рительных реек. Для обслуживания рейки достаточно одного человека, который
устанавливает ее в створе по нужному направлению и перемещает ее в начальную
точку, например в центр вешки или граничного камня. Бело-красная рейка так-
же устанавливается по нужному направлению. Дальнейшее измерение происхо-
дит беспрерывным приставлением одной рейки к другой, причем при снятии крас-
но-белой рейки снимается число, делящееся на пять, а при снятии бело-красной
рейки снимается число, делящееся на десять. Таким образом, можно избежать
ошибок на пяти метрах. В конечной точке измерения получаются метры и деци-
метры на рейках и сантиметры от последней дециметровой отметки с помощью
сантиметровой линейки.
Если измерение производится с помощью реек на наклонной плоскости, то
говорят об ЭСТАФЕТНОМ ИЗМЕРЕНИИ (рис. 5.57). Таким методом измеря-
ются размеры участка для транспорт-
ного движения по нему, а также для
проектирования генеральных планов.
При этом длины измеряются всегда в
горизонтальной проекции. Под гори-
зонтальной проекцией понимают
отображение длины в горизонтальной
плоскости. Для эстафетного измере-
ния требуется пара измерительных
реек, водяной уровень, один отвес и
Рис. 5.57. Эстафетные измерения
Глава 5. Строительное производство
несколько вешек. Измерение, как правило, производится двумя помощниками
сверху вниз. На верхней начальной точке устанавливается красно-белая рейка в
створе измеряемого отрезка, с помощью водяного уровня регулируется ее гори-
зонтальное положение и с помощью вешки удерживается в нем. Затем от конеч-
ной точки рейки опускается шнуровой отвес, обозначающий промежуточную
точку на поверхности земли. На эту точку устанавливается бело-красная рейка,
выверяется ее направление. Рейка приводится в горизонтальное положение и
удерживается в нем. Ее конечная точка также проектируется на землю с помо-
щью отвеса. Этот процесс повторяется, пока не будет измерен весь отрезок. При
этом предпочтительно применять рейки большей стороной сечения вертикаль-
но, чтобы избежать прогибов.
Для ИЗМЕРЕНИЙ МЕРНОЙ ЛЕНТОЙ (рис. 5.56) необходимы два по-
мощника. Первый накладывает нулевое деление ленты на начальную точку от-
резка и указывает другому помощнику направление створа. При наложении лен-
ты всегда нужно следить за положением нулевой метки. Лента при этом должна
быть так натянута, чтобы она не провисала. Конечный пункт ленты маркируется
счетным колышком, а лента перемещается на всю длину вперед. Этот процесс
повторяется. Длина отрезка подсчитывается из количества длин ленты плюс ос-
таток последней ленты.
Измерения длины на малоуклонных площадках часто производятся поверен-
ными стальными мерными лентами. При этом действуют те же правила, что и при
измерениях с помощью реек. Точность измерений зависит, например, от темпе-
ратуры, различной силы натяжения и провисания ленты. Если измеренный сталь-
ной лентой отрезок при +20 °C составляет ее поверенную длину, то при +30 °C
разница будет составлять +2,3 мм. Если при 20-метровой ленте будет приложена
натягивающая сила вместо 50—100 Н, то ошибка измерения составит 2 мм. Если
сила натяжения слишком мала и при длине ленты 20 м образуется провисание в
20 см, то ошибка измерения составит —5 мм. С увеличением числа применений
ленты на одном отрезке ошибка будет увеличиваться. Поэтому этот метод подхо-
дит только для коротких отрезков.
ЭЛЕКТРОННОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ОТРЕЗКОВ дает высокую точность и при
больших отрезках (рис. 5.58). Электронный дальномер состоит из измеритель-
ного прибора — излучателя и из отражателя (приемника). Из инструмента, кото-
Рис. 5.58. Электронное измерение отрезков
рый центрируется над измеритель-
ной точкой, посылается сигнал, на-
пример инфракрасное световое излу-
чение, которое отражается обратно в
прибор, установленный над другой
измерительной точкой отражателем.
Одновременно измеряется зенитный
угол. По времени пробега электромаг-
нитных волн между излучателем и от-
ражателем, а также по зенитному углу
определяется горизонтальное рас-
5.5. Строительные измерения
стояние с помощью подключенной к прибору ЭВМ. Полученное значение выво-
дится в цифровом виде на дисплей. Изменяющиеся погодные условия могут влиять
на точность измерений. Поэтому в прибор должны вводиться соответствующие дан-
ные, например температура, влажность воздуха, давление. Для инструментов, соот-
ветствующих современному уровню развития техники, этого не требуется.
5.5.3. Измерение углов
Единицами углов являются градусы и гоны. Полный круг при шестеричном де-
лении состоит из 360 градусов, а при десятеричном делении, которое предписы-
вается с 1937 г., — из 400 гонов.
1 градус = 60 минутам; 1 минута = 60 секундам;
1 полный круг = 360 градусам = 21 600 минутам = 1 296 000 секундам;
1 полный круг = 400 гонам = 4000 дгонам = 40 000 сгонам = 4 000 000 мгонам.
Пересчет из градусов в гоны и обратно:
1 градус = 10/9 гон; 1 гон = 9/10 градусов.
Разбивка прямых углов на площадке имеет особое значение. В зависимости
от требуемой точности это можно делать с помощью приспособлений для из-
мерения длины, с помощью крестового лимба и с помощью угловой призмы.
Для углов любой величины используют нивелиры с горизонтальными лимбами
и теодолиты.
5.5.3.1. Разбивка прямых углов с помощью приспособлений
для измерения длины
При разбивке прямых углов с помощью инструментов для измерения длины ис-
ходят из теоремы Пифагора, по которой треугольник будет прямоугольным, если
соотношение его сторон составляет 3:4:5 (чередование чисел) (табл. 5.4).
При разбивке сначала обозначается вешками прямая АВ и промежуточная
точка С, из которой должен исходить прямой угол (рис. 5.59). Потом на отрезке
АВ отмеряют из точки С 3,00 м и получают вспомогательную точку. Из этой
вспомогательной точки отмеряют одной из реек 5,00 м и одновременно другой
рейкой из точки С 4,00 м, поворачивая их таким образом, чтобы отмеренные
точки совпали в точке D. Отрезок CD будет перпендикулярен прямой АВ.
Прямой угол может быть разбит также с помощью так называемого СТРО-
ИТЕЛЬНОГО УГОЛЬНИКА (см. рис. 5.59). В нем три доски жестко связаны
друг с другом. Соотношение сторон такого треугольника должно состав- лять 3:4:5. При разбивке прямого угла строительный угольник распола- гается короткой стороной в данной точке на отрезке АВ. При этом длин- ная сторона будет показывать требуе- мое перпендикулярное направление.
Таблица 5.4. Чередование чисел, м
1 часть 3 части 4 части 5 частей
0,20 0,30 0,40 0,60 1,00 0,60 0,90 1,20 1,80 3,00 0,80 1,20 1,60 2,40 4,00 1,00 1,50 2,00 3,00 5,00
Прямой угол может быть разбит также с помощью так называемого ДУГО-
ВОГО КОЛЕНА (см. рис. 5.59). При этом из промежуточной точки С на отрезке
АВ, из которой должен быть разбит прямой угол, откладываются отрезки, на-
пример по 5 м в сторону точек А и В. Затем два помощника из полученных таким
образом точек Н, и Н2 описывают круговые дуги одинакового радиуса, например
10 м. При этом мерные ленты закрепляются в точках Н( и Н2 колышками, натя-
гиваются и по радиусу ведутся друг к другу. Обе ленты пересекаются в точке D.
Отрезок CD стоит перпендикулярно к прямой АВ.
5.5.3.2. Разбивка прямых углов с помощью крестового лимба
и угловой призмы
Крестовый лимб в противоположность угловой призме позволяет наклонное ви-
зирование до 35 гон, поэтому его можно применять и в холмистой местности.
При разбивке прямого угла с помощью крестового лимба последний поме-
щается в точке С на прямой АВ и с помощью баночного уровня устанавливается
Рис. 5.59. Разбивка прямых уг-
лов
горизонтально (рис. 5.60, 5.61). Пара визирных
шлицов устанавливается в створе отрезка АВ и кон-
тролируется по точкам А и В. По целевой линии
второй визирной пары шлицов лежит линия пер-
пендикуляра, восстанавливаемого в точке С. Она
маркируется в точке D вешкой. Для проверки пря-
мого угла производится повторная его разбивка с
поворотным лимбом, повернутым на 100 гон.
При разбивке прямого угла с помощью ПРЯ-
МОУГОЛЬНОЙ ПРИЗМЫ последняя центрирует-
ся наблюдателем в точке С на прямой АВ или EF
(см. рис. 5.61). При этом он устанавливает призму
на уровне глаз так, чтобы ее стеклянная вершина
смотрела в сторону А. В случае твердого грунта он
может пользоваться шнуровым отвесом. При мяг-
ком грунте возможно использование стойки с отве-
сом. Помощник должен перемещаться в перпенди-
кулярном направлении по устным указаниям или по
знакам наблюдателя так, чтобы вешка, которую он
держит перед собой, совмещалась с зеркальным ото-
бражением вешки Ав призме. Точка D обозначает-
ся постановкой вешки.
Если надо из какой-либо точки на площадке,
например от граничного камня, разбить прямой
угол, например к красной линии застройки, то это
называется падением отвеса. Отвес под действием
собственного веса падает вниз, повисая в руке по-
мощника. Наблюдатель наблюдает отвес через уг-
ловую призму и перемещается до тех пор, пока веш-
5.5. Строительные измерения
ка, обозначающая граничную точку, не образует с
вешками красной линии прямой угол. Для разбив-
ки прямых углов и для падения отвеса подходят,
например, пятиугольная призма и двойная пяти-
угольная призма или крестовый визир.
5.5.3.3. Разбивка любых углов
Любые углы можно получать с помощью НИВЕ-
ЛИРА с горизонтальным лимбом, с помощью тео-
долита либо путем последовательных приближений
с помощью транспортира и метровой линейки.
При получении любого угла методом последо-
вательных приближений с помощью метровой ли-
нейки рисуют дугу радиусом 57,3 см (рис. 5.62). При
этом радиусе 1 см длины дуги соответствует углу
между средними точками в 1 градус. При длине
дуги, например, 19 см получается угол в 19 граду-
сов. Точное измерение углов производится ниве-
лиром с горизонтальным лимбом или с помощью
теодолита. Если угол задается в градусах, сначала
его надо пересчитать в гоны. Например, с помощью
нивелира надо отложить угол в 40 гон. Для этого на
отрезке АВ в точке В центрируется нивелир и уста-
навливается горизонтально (рис. 5.63). При уста-
новке нулевой градуировочный штрих прибора в
гонах устанавливается в направлении точки А. Для
отсчета угла подзорная труба вращается по часовой
стрелке до тех пор, пока в окуляре не появится гра-
дуировочный штрих 40 гон. Подзорная труба зак-
репляется. Точка С обозначается вешкой путем
сравнения штриховой перпендикулярной кресто-
вой оси с осью створа линии АВ (см. рис. 5.63).
С помощью теодолита можно дополнительно
измерять углы и в вертикальном направлении. Он
состоит из нижней части и верхней части (рис. 5.64).
Установка над точкой измерения производится с
Стальной труб
чатый вал
Пятиугольная
призма
Баночный
уровень
Визирная
прорезь
Крестовый лимб
Рис. 5.60. Крестовый лимб
Рис. 5.61. Разбивка прямого угла
помощью штатива, причем центрирование может происходить с помощью шну-
рового отвеса, с помощью жесткого отвеса или с помощью оптического отвеса.
Нижняя часть состоит из плиты основания с установочными винтами для уста-
новки в горизонтальном положении, горизонтального лимба и устройства для ус-
тановки верхней части. Верхняя часть состоит в основном из держателя подзор-
ной трубы с поворотной тубой и вертикальным лимбом, который движется в вер-
тикальной плоскости вместе с трубой. Кроме того, имеются баночные и трубча-
тые пузырьковые уровни. В теодолите различают вертикальную (установочную)
Глава 5. Строительное производство
Рис. 5.62. Разбивка любых углов
с помощью метровой линейки
Рис. 5.63. Разбивка угла с по-
мощью нивелира
Верти-
кальный
лимб
Горизон-
тальный
уровень
Штатив
Горизонталь-
ный лимб
Установоч-
ные винты
Плита
основания
— Устано-
вочная ось
Поворотная
подзорная
труба
Окуляр для
считывания
частей круга
Рис. 6.64. Теодолит
ось, вертикально-поворотную ось и целевую ось.
Для безошибочного измерения углов в горизон-
тальном и вертикальном направлении необходимо,
чтобы установочная ось была вертикальна, чтобы
вертикально-поворотная ось была горизонтальная,
а целевая ось была бы перпендикулярна вертикаль-
но-поворотной оси. Установочная ось выставляет-
ся в вертикальное положение с помощью баночных
и трубчатых пузырьковых уровней.
Если теодолит применяется для измерения мно-
гоугольного ряда отрезков, то к измерительному
оборудованию относятся дополнительно не менее
трех штативов и две целевые таблички. Под много-
угольным рядом отрезков понимают ломаную ли-
нию на площадке, которая устанавливается путем
измерения длин и углов. Каждая точка — вершина
многоугольника устанавливается путем расчета ко-
ординат в координатной системе X—У.
5.5.4. Измерение высот
Задачей измерения высот (нивелирование) являет-
ся получение разницы по высоте между двумя точ-
ками, причем превышением называется вертикаль-
ное расстояние между вышележащей точкой и ни-
жележащейточкой. Оно необходимо, например, для
определения высотного положения сооружения,
для получения уклонов в дорожном строительстве и
при строительстве трубопроводов водоотведения,
а также при строительстве туннелей для получения
точной сбойки двух частей туннеля.
На стройплощадке необходимо также опреде-
лить точки, разница высот которых равна нулю, на-
пример в плитах перекрытий, по длине балок и
ферм. Исходной точкой для измерения любых пре-
вышений является реперная точка (точно установ-
ленная точка по высоте), которая устанавливается
геодезическими измерениями и относится к уров-
ню Амстердамского нуля (в России — уровень Крон-
штадтского нуля). Последний обозначается как NN,
т.е. нормальный нуль. Высотные реперные точки
могут быть, например, в виде высотных отметок,
болтов, заложенных в стену или в столб, в виде подземных закладных камней
или реперных точек на трубах. Надземные реперы наносятся в большинстве слу-
чаев на общественные здания, как, например, церкви, ратуши, вокзалы. На стро-
5.5. Строительные измерения
ительной площадке необходим установить высот-
ный репер, к которому будут потом привязываться
все превышения строительного сооружения. Раз-
ница в высотах обозначается как относительные от-
метки, в противоположность относительным, ко-
торые рассчитываются от нормального нуля.
Для измерения высот на стройплощадке при-
меняют водяной уровень и установочную рейку,
трубчатый водяной уровень, визирные планшеты
и нивелиры.
ВОДЯНОЙ УРОВЕНЬ и УСТАНОВОЧНАЯ
РЕЙКА подходят для измерения превышений на
коротких отрезках при крутых уклонах, например
на откосах (рис. 5.65). Установочная рейка уста-
навливается в центре высотной точки А и с помо-
щью водяного уровня выравнивается горизон-
тально. На рейке или вешке, которая устанавли-
вается в точку В, измеряется вертикальное рассто-
яние до точки В.
ВОДЯНОЙ ТРУБЧАТЫЙ УРОВЕНЬ, работа
которого основывается на законе о сообщающихся
Рис. 5.65. Измерение высот с
помощью установочной рейки
Рис. 5.66. Трубчатый уровень
сосудах, применяется преимущественно для установления точек, имеющих оди-
наковое положение по высоте, например при установке сборных элементов пе-
рекрытий и при нанесении метровых рисок (рис. 5.66). Конец трубчатого уровня
удерживается у реперной точки. При заполнении шланга водой надо следить за
тем, чтобы вентиль для выпуска воздуха был открыт. При работе с прибором
следует следить за тем, чтобы шланг не перегибался.
Установление высот с помощью ВИЗИРНЫХ КРЕСТОВ часто применяет-
ся при строительстве дорог и каналов, когда между двумя реперными пунктами
надо разбить сколько угодно много промежуточных точек одной высоты (гори-
зонтальная прямая) или разбить пря-
мую одинакового наклона (рис.
5.67). В этом методе следует исполь-
зовать набор визирных табличек. Обе
реперные точки должны находиться
на расстоянии друг от друга не боль-
ше 50 м. Начальная точка А маркиру-
ется черным крестом. Конечная точ-
ка В обозначается черно-белой таб-
личкой. Промежуточная точка уста-
навливается в створе по высоте таким
образом, что верхняя грань креста со-
впадает с граничной чертой таблич-
Рис. 5.67. Установка превышений с помощью
визирных крестов
Глава 5. Строительное производство
Тонкая боковая
настройка
Поворотная кнопка
фокусировки
- Баночный уровень
- Наблюдательная
призма
Целевая ось
Штатив
Установочная
ось
Опорные винты
Плита
основания
Рис. 5.68. Нивелир
В
ки. Если необходимо определить
многие промежуточные точки, то
они устанавливаются аналогич-
ным образом.
НИВЕЛИР применяют для
большого объема работ по опре-
делению превышений с большой
точностью (рис. 5.68). Если инст-
румент снабжен горизонтальным
лимбом, то он может применять-
ся также и для измерения гори-
зонтальных углов. Кроме того,
некоторые инструменты с допол-
нительным оснащением могут
применяться для тахиметрии на пологих наклонных поверхностях. Под тахи-
метрией понимают метод быстрой съемки местности путем одновременных из-
мерений расстояний и превышений. Электронные нивелиры с цифровыми ука-
зателями измеренных значений позволяют производить измерения расстояний
и превышений с электронной обработкой картинки и автоматизированной ре-
гистрацией данных. При наличии соответствующих программ накопленные
данные могут быть подвергнуты дальнейшей обработке.
Нивелир состоит из собственно инструмента и штатива. Инструмент состо-
ит из нижней и верхней частей. Подзорная труба со встроенным трубчатым
уровнем или встроенным компенсатором (регулятором целевой линии) явля-
ется верхней частью инструмента (надстройкой). Частями подзорной трубы яв-
ляются объектив, штрих-крест и окуляр. Фокусировка, т.е. установка на рез-
кость, происходит с помощью вращающейся кнопки. Нижняя часть (основа-
ние) состоит из плиты основания с опорными винтами, баночного уровня и по-
воротной опоры подзорной трубы. Целевая ось и установочная ось образуют
прямой угол.
Если имеется частичный круг, то он относится к нижней части инструмента.
Нивелир может быть оснащен дальнейшими приспособлениями, облегчающими
работу с инструментом, как, например, призма для наблюдения за баночным уров-
нем, тонкое боковое смещение, стопорный винт и насадочные линзы для работы
на близких расстояниях.
Грубая установка в горизонтальном положении нивелира происходит с по-
мощью баночного уровня и установочных винтов. У инструментов без регуля-
тора целевой линии тонкая установка в горизонтальное положение производит-
ся с помощью трубчатых уровней, которые регулируются также с помощью ус-
тановочных винтов.
Инструменты с автоматической горизонтальной установкой имеют встро-
енный компенсатор. Последний заменяет трубчатые уровни и после установки
по баночному уровню за счет силы тяжести самостоятельно производит тонкую
установку в горизонтальное положение.
5.5. Строительные измерения 287
Рис. 5.69. Определение высоты с помощью ни-
велира
С помощью нивелирования
измеряются преимущественно
превышения между различными
точками или устанавливаются точ-
ки, находящиеся на одной высоте.
Превышения отсчитываются от го-
ризонтальной целевой линии (го-
ризонт инструмента) посредством
вертикально стоящих над измеря-
емыми точками нивелирных реек.
Точки одинаковой высоты изме-
ряют от горизонта инструмента по
одним и тем же штрихам.
Если, например, из точки вы-
сотного репера А, высота которого над NN составляет 551,78 м, необходимо полу-
чить высоту точки В, нивелир ставят в середине отрезка АВ (рис. 5.69). Сначала
устанавливают нивелирную рейку в точку А и считывают отсчет по ней R = 2,51 м.
R означает взгляд назад (Ruckblick) по отношению к точке В. Потом рейка устанав-
ливается в точку В. Через подзорную трубу делается отсчет V = 1,29 м. V обозначает
взгляд вперед (Vorblick) по отношению к точке В.
Разницу высот или превышение Ай рассчитывают следующим образом:
Превышение = Взгляд назад — взгляд вперед
Ай = R—V
Ай = 2,51 м — 1,29 м = 1,22 м
Высота точки В составляет:
Высота В = высоте А + превышение
Нв = На + АЙ
нв = 551,78 м + 1,22 м = 553,00 м над NN
При проведении измерений высоты с помощью нивелира необходимо учи-
тывать следующее.
• Расстояние до цели должно быть одинаковым (нивелир точно в центре от-
резка).
• Расстояния до цели не могут значительно превышать 50 м.
• Штативы устанавливать устойчиво и избегать сотрясений.
• Нивелиры тщательно приводить в горизонтальное положение.
• Нивелирные рейки всегда устанавливать на горизонтальную поверхность,
в необходимых случаях применять металлическую подкладку под рейку.
Если невозможно определить разницу высот двух точек с помощью только
одной установки инструмента, то необходимо несколько раз менять точки ус-
тановки инструмента. При каждой новой установке инструмента последняя из-
Глава 5. Строительное производство
Рис. 5.70. Нивелировка со сменой точек положения инструмента
ПОЛЕВАЯ Мрсто- Biberach Погода: Солнечно Лист: 1 КНИГА lingen- Нивелирование Инструмент: Zeiss Ni 2 383612 Подключено к: HP А с NN + 512,78 И
Точка Отсче Взгляд назад >твм Промежут. точка Взгляд вперед Горизонт инструмента Высота точки над NN Примечания
А 512,78 HP
3,73 0,79 516,51 515,72 WP,
3,46 0,53 519,18 518,65 WP2
В 1,36 3,39 520,01 516,62

Дата 05.03.03 Наблюдатель:
Е R = 8,55 Е V = 4,71 ИР = 512,78
A h = 3,84 A h = 3,84
516,62
Рис. 5.71. Полевая книга
меренная точка считается
исходной для последующе-
го измерения высоты. Но-
вая исходная точка назы-
вается точкой смены. Так
как речь идет о последова-
тельности отдельных уста-
новок инструмента, то об-
щее превышение получа-
ется из суммы отдельных
превышений.
Процесс нивелирования со
сменой стоянок инстру-
мента показан на рис. 5.70.
• Нивелирная рейка устанавливается вертикально в реперной точке А.
• Нивелир устанавливается с учетом расстояний до цели в точку IS,.
• Взгляд назад заносится в полевую книгу (рис. 5.71).
• Нивелирная рейка устанавливается в точку WP,.
• Взгляд вперед V] заносится в полевую книгу.
• Производится смена места инструмента в точку IS2, рейка на WP] пово-
рачивается.
• Взгляд назад R2 заносится в полевую книгу.
• Нивелирная рейка устанавливается в сменную точку WP2.
• Взгляд вперед V2 заносится в полевую книгу.
5.5. Строительные измерения
5.5.5. Строительные геодезические измерения
с помощью лазерного инструмента
Слово ЛАЗЕР — это аббревиатура из первых букв английского названия «Light
Amplification by Stimulated Emission of Radiation» Это означает «усиление света в
результате вынужденного излучения ». Для работы лазера необходим управляю-
щий прибор, который может приводиться в действие от переменного напряже-
ния 230 В или от аккумулятора. В строительстве применяются гелий-неоновые
лазеры и диодные лазеры. В отличие от гелий-неоновых лазеров диодные лазеры
не требуют трансформатора для повышения рабочего напряжения. Кроме того,
они имеют преимущество в том, что лазерный луч лучше виден. Лазерные лучи
при прямом действии могут влиять на силу зрения, поэтому необходимо выпол-
нять предписания, выпущенные профсоюзом строительных рабочих. Лазерные
приборы имеют то преимущество, что излучаемые ими лучи видны или могут
быть зафиксированы с помощью детектора (приемника). При отлаженном при-
боре измерения могут происходить быстро и без ошибок.
С помощью СТРОИТЕЛЬЕ1ЫХ ЛАЗЕРОВ производятся измерительные ра-
боты на стройплощадке. Преимущество в основном заключается в том, что ра-
боты могут выполняться одним человеком. Вследствие различных задач надзем-
ного строительства, инженерного строительства и внутренней отделки, а также
подземного и дорожного строительства разработаны различные типы лазеров, ко-
торые покрывают все задачи, ориентированные на практику. В надземном стро-
ительстве преимушественно встречаются ротационные лазеры, в подземном
строительстве применяются лазеры для строительства каналов.
РОТАЦИОННЫЕ ЛАЗЕРЫ могут устанавливаться горизонтально, верти-
кально и с наклоном (рис. 5.72). Вращающиеся призматические системы со ско-
ростью вращения до 800 об./мин образуют горизонтальную или вертикальную
круговую плоскость. При горизонтально вращающемся луче получают, напри-
мер, непрерывную относительную плоскость, которая позволяет в любом месте
в различных положениях по отношению к инструменту брать высотные отсчеты.
С помощью вертикальной относительной плоскости можно, например, рих-
товать опалубку, перегородки, колон-
ны и фасады. С помощью отвесного
луча инструмент может центриро-
ваться в любой точке, с помощью
справочного луча можно разбивать
прямые углы. Преимуществом явля-
ется также самонивелирующая авто-
матика с маятниковым компенсато-
ром, который в режиме собственного
горизонтирования может быстрее вы-
равнивать наклоны, чем приборы с
горизонтированием с помощью элек-
тромоторов. Точность лазеров можно Рис. 5.72. Ротационный лазер
Глава 5. Строительное производство
Рис. 5.73. Лазер для строительства каналов
видеть в связи с детектором (приемни-
ком). Так как для испытаний и поверок
ротационных лазеров еще не существу-
ет норм DIN, приходится пользоваться
данными изготовителя. Расстояния,
которые достигаются лазером, даются
от 100 до 600 м. Избранные принадлеж-
ности, как, например, целевые знаки,
дистанционное управление, адаптер,
закрепляющие хомуты, зарядное уст-
ройство и транспортировочный чемоданчик, способствуют облегчению работы.
ЛАЗЕРЫ ДЛЯ КАНАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА предназначены для гео-
дезических измерений, связанных с выраженным направлением в длину, как, на-
пример, прокладка труб между двумя шахтами. Они могут настраиваться гори-
зонтально, вертикально и с заданным наклоном (рис. 5.73). Кроме того, относи-
тельный луч может быть направлен отвесно и под прямым углом к оси инстру-
мента. Вращение вертикальной плоскости, как у ротационного лазера,
невозможно. Инструмент оснащен автоматикой самонивелирования. Расстояния,
достигаемые лучом, составляют от 100 до 300 м. К основному комплекту относят-
ся, например, целевые знаки, дистанционное управление, зарядное устройство и
транспортировочный чемоданчик.
ЛАЗЕРЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ КАНАЛОВ
Инструмент устанавливается на штативе или на плите основания (рис. 5.74).
Для прокладки труб лазер направляется таким образом, что он дает ось трубы.
В трубах большого диаметра или в шахтах инструмент для установки по высоте
перемещается по вертикальной колонке. Для работы в канавах небольшой глуби-
ны или на поверхности земли он может устанавливаться на штативе. Могут быть
установлены наклоны в диапазоне от —10 до +30%. Если лазер для строительства
каналов отходит от правильного уровня, то в определенном диапазоне самониве-
лирующая автоматика может самостоятельно корректировать его положение. За
пределами области самонивелирования прибор отключается и должен устанавли-
ваться снова. Планировка днища канавы для трубопровода производится с помо-
Рис. 5.74. Работы с лазером для
строительства каналов
щью шаблона, который так проводится нал плани-
руемой поверхностью, чтобы лазерный луч все вре-
мя совпадал с маркировкой на целевой табличке При
трассировке оси трубы необходимо учитывать раз-
ницу высот оси и подошвы. Прокладка труб произ-
водится с помощью целевого знака, который так зак-
репляется на конце трубы, чтобы ось цели и ось тру-
бы совпадали. Чтобы привести прокладываемую
трубу в нужное направление и придать ей нужный
наклон, ее перемещают до тех пор, пока целевой луч
не попадет в центр целевого знака.
5.5. Строительные измерения 291
ЛАЗЕРЫ В НАДЗЕМНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Ротационный лазер может либо стоять на шта-
тиве, либо, например, быть укрепленным на столбе
(рис. 5.75). Грубая установка в горизонтальное по-
ложение инструмента производится с помощью ба-
ночного уровня и работы с опорными винтами, тон-
кая установка в горизонтальное положение обеспе-
чивается автоматически с помощью встроенного
компенсатора. Эти лазерные инструменты подходят
при горизонтальной выверке шахт и при планиро-
вочных работах, нанесении метровых рисок, устрой-
стве выравнивающих стяжек или устройстве под-
весных потолков, при вертикальной выверке отвес-
ных реперов, необходимых для установки скользя-
щей опалубки, устройстве вертикальных шахт и при
установке направляющих рельс лифтов.
При выверке горизонтального положения
подвесных потолков инструмент устанавливается
примерно посередине комнаты (см. рис. 5.75). Об-
разуемая вращающимся лазером горизонтальная
относительная плоскость доступна во всех уголках
комнаты. Луч может быть пойман целевыми таб-
Рис. 5.75. Работы с ротацион-
ным лазером
личками, и по ним может рихтоваться подвесной потолок. Аналогично произ-
водится нанесение метровых рисок (см. рис. 5.75).
ДАЛЬНЕЙШЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРОВ
Лазерные дальномеры служат для измерения расстояний, в особенности если
точка измерения труднодоступна. Прибор переносится вручную и направляется
на целевую точку. Можно измерять горизонтальные размеры от 0,2 до 30 м без
отражателя и до 100 м с отражателем. Встроенные накопитель и расчетные функ-
ции позволяют накопление, сложение и вычитание частичных длин, а также рас-
чет площадей и объемов. Один человек, например, может проверить правиль-
ность размеров построенного здания или произвести обмеры существующего
сооружения.
Лазерные приборы применяются также для управления строительными ма-
шинами. Особенно подходят лазеры для управления планировочными машина-
ми, такими, как грейдеры, и гусеничными и колесными бульдозерами, а также
канавокопателями ковшового и роторного типа или машинами по бетонирова-
нию перекрытий. При строительстве туннелей ими могут управляться буровые
установки, проходческие машины и прессы.
5.5.6. Съемка продольных и поперечных профилей
Для проектирования, строительства и определения объемов в подземном строи-
тельстве, например при строительстве дорог, мостов и обводных каналов, а также
частично и в надземном строительстве, необходимо представить на чертеже повер-
хность площадки. Для этого через площадку проводятся вертикальные разрезы.
Они проходят по продольной и поперечной оси строительного сооружения. Гра-
фическое представление такого разреза называют профилем. В зависимости от
положения разрезов различают продольные и поперечные профили. Основой для
получения профиля является генеральный план с линиями высот слоев.
5.5.6.1. Съемка продольных профилей
Для съемки продольных профилей в зависимости от формы площадки на опре-
деленных расстояниях, например 20 м, устанавливаются точки, которые назы-
ваются стационарными (рис. 5.76). Они маркируются вешками. Высоты этих
стационарных точек над NN определяются с помощью измерения высот. Резуль-
таты заносятся в полевую книгу и выверяются.
Чтобы на чертеже высоты обозначить более отчетливо по сравнению с дли-
ной, как правило, расстояния между стационарными точками размечаются в мас-
штабе 1:1000. Для высот выбирается масштаб 1:100. Профиль наносится над от-
носительной линией (горизонтом). Этой относительной линии придается опре-
деленная высота над NN, например 540 м. На ней размечаются стационарные точ-
ки, от них проводятся вертикали. На вертикалях наносятся высотные размеры.
Полученные таким образом высотные точки необходимо соединить друг с дру-
гом прямыми линиями. На каждом профиле необходимо указывать масштабы.
5.5.6.2. Съемка поперечных профилей
Поперечные профили строятся поперек продольной оси при направлении взгля-
да в сторону стационирования (рис. 5.77). В стационарной точке, например
Рис. 5.76. Продольный профиль
5.5. Строительные измерения
0+100, с помощью инструмента для разбивки прямых углов разбивается попе-
речная ось. С помощью инструмента для измерения высот в зависимости от фор-
мы поверхности площадки в нескольких точках вправо и влево от стационарной
точки определяются высоты. Результаты заносятся в полевую книгу и проверя-
ются. Поперечный профиль пред-
ставляется аналогично продольному,
однако масштаб длин и масштаб вы-
сот выбираются одинаковыми. В то
время как продольный профиль по-
зволяет проследить за перемещения-
ми земли при планировании дороги
по всему проектируемому участку,
поперечный профиль применяется
для определения конкретных объе-
мов перемещаемого грунта при зем-
ляных работах. Если поверхность
земли расположена выше планиро-
вочной отметки, то землю надо сре-
зать. При этом возникает срез, назы-
ваемый выемкой грунта. Если проек-
тируемая поверхность лежит выше
поверхности земли на площадке, то
землю из выемки необходимо пере-
местить и отсыпать насыпь до плани-
ровочной отметки.
5.5.7. Строительная
разбивка
При строительной разбивке (раз-
бивка сооружения на местности)
данные из строительных чертежей
переносятся и маркируются на пло-
Глава 5. Строительное производство
щадке (рис. 5.78). При этом речь идет в основном об углах здания, осях здания
и о высотах.
При разбивке здания исходят из разбивочного плана, который разрабатыва-
ется на основе генерального плана. Последний содержит данные о размерах и
положении здания, а также другие данные, например граничные расстояния,
строительные линии и данные о высотах. Разбивка начинается от относительной
линии, например от границы участка или от красной линии. От относительной
линии, которую также называют разбивочной осью, с помощью инструментов
для разбивки прямых углов и рулетки переносятся точки с разбивочного плана
на площадку. Найденные таким образом точки маркируются. Разбивка проверя-
ется с помощью контрольных измерений, например с помощью получения диа-
гоналей. Для обеспечения точности положения важных точек, например, мар-
кируются еще несколько точек в продолжении створов основных разбивочных
линий здания. От этих страхующих точек можно восстановить основные разби-
вочные точки, которые могут быть потеряны при строительных работах. Прежде
чем выкапывать траншеи для ленточных фундаментов, необходимо установить
шнуровочные ограждения.
5.5.8. Шнуровочные ограждения
ШНУРОВОЧНЫЕ ОГРАЖДЕНИЯ НА ПЛОСКОМ УЧАСТКЕ
Шнуровочные ограждения служат для точной разметки плана здания на пло-
щадке. Чтобы определить местоположение шнуровочных ограждений, сначала
разбивается геометрия углов здания и маркируется колышками. После этого для
Рис. 5.79. Шнуровые ограждения
5.5. Строительные измерения
каждого угла здания изготавливаются шнуровые козлы. Они состоят, как пра-
вило, из трех круглых палок и двух горизонтально закрепленных на них брусьев.
Круглые палки устанавливаются параллельно створам здания и вертикально и
несдвигаемо вбиваются или вкапываются в землю (рис. 5.79). Расстояние между
круглыми палками и створами здания зависит от рабочего пространства, от сыпу-
чести строительного грунта и от зависящих от этого откосов котлована. Чтобы
избежать разрушения краев откосов, необходимо предусмотреть достаточные по-
лосы безопасности.
Брусья шнуровочных ограждений прибивают к стойкам гвоздями примерно
на высоте 50 см над будущей высотой пола первого этажа. Противолежащие бру-
сья прибиваются на такой же высоте. Это достигается с помощью нивелира. Пары
брусьев, которые маркируют продольный створ здания, как правило, располага-
ются ниже, чем пары брусьев, маркирующие поперечный створ.
После изготовления шнуровочных ограждений специалист, называемый в
Германии геометром, по размерам разбивочного плана нарезает внутри шнуро-
вого ограждения положение здания. С помощью двух противолежащих засечек
или перекрещивающихся гвоздей в брусьях шнуровых ограждений устанавли-
вается створ наружной стены плана первого этажа (см. рис. 5.79). Стеновой створ
маркирует створ несущего остова здания, он называется основанием дома. Со-
ответствующие засечки на шнуровых ограждениях должны быть обозначены
HG (Hausgrund). От этих засечек отмеряются и маркируются все другие разме-
ры, как, например, ширина фундаментов или стен подвала. На шнуровых ог-
раждениях геометр наносит также и высотные отметки. Маркировка произво-
дится, например, путем горизонтального разреза пилой забитого гвоздя в круг-
лую деревянную палку. Эта высотная отметка обозначает поверхность пола на
лестничной клетке на первом этаже (OFF). Она задается цифрами ±0,00 и ука-
занием высоты над NN.
По установленным с помощью шнурового ограждения размерам возводится
здание. Для этого в каждых двух противолежащих засечках в большинстве случаев
закладывается оцинкованная проволока и защемляется в них. Над таким образом
замаркированным створом можно с помощью шнурового отвеса получить на зем-
ле любую точку этого створа. При этом отвес должен располагаться вдоль верти-
кальной грани выреза засечки (рис. 5.80). Отклоне-
ния размеров от проектных таким образом могут
быть минимальными. Более длинные проволочные
отрезки протягиваюся сначала, так как они больше
провисают; более короткие проволоки защемляют-
ся на длинных. Проволоки над местами пересече-
ний не должны случайно смещаться, так как при
этом могут возникнуть ошибки измерений.
Шнуровые ограждения используются также
для установки опалубки стен подвала.
Все высоты разбиваются с помощью измери-
тельных реек и водяного уровня, с помощью ни-
велира или лазерного инструмента от высотной от-
Рис. 5.80. Отклонения разме-
ров при установке шнурового
отвеса
Глава 5. Строительное производство
метки на шнуровом ограждении и, например, размечаются штрихами на колыш-
ках в земле либо на опалубке или строительных деталях. После возведения стен
первого этажа шнуровые ограждения могут быть убраны.
ШНУРОВЫЕ ОГРАЖДЕНИЯ НА НАКЛОННЫХ ПЛОЩАДКАХ
Также и у шнуровых ограждений на склонах доски шнуровых ограждений
должны лежать в горизонтальной плоскости, для того чтобы избежать ошибок
измерений и ошибок при перенесении разбивочных чертежей на местность. Коз-
лы шнуровых ограждений на малоуклонных площадках должны быть более вы-
сокими в сторону уклона; их устойчивость должна быть обеспечена с помощью
более толстых столбов. Козлы шнурового ограждения могут монтироваться и
обслуживаться до высоты человеческого роста со стоячих стремянок. Жесткость
обеспечивается крестообразными связями из досок (рис. 5.81). При этом не тре-
буются никакие другие рабочие подмости для изготовления, разрезки и прове-
шивания. Козлы шнурового ограждения на поверхностях с большим уклоном
могут устраиваться и обслуживаться только с помощью дополнительных рабо-
чих подмостей (рис. 5.82). Также необходимы рабочие подмости для нарезки и
провешивания. Часто рабочие подмости и козлы шнурового ограждения устраи-
ваются в виде одной конструкции. При этом следует соблюдать предписания по
устройству строительных лесов.
Устройство шнурового ограждения, в особенности на больших уклонах, тре-
бует больших затрат. Поэтому на малоуклонных и горизонтальных плошадках
козлы шнуровых ограждений подобно инвентарным подмостям делаются по
типу стальных трубчатых лесов. С помощью специального заанкеривания в
грунте и диагональных стержней жесткости обеспечивается устойчивое поло-
Рис. 5.81. Шнуровое ограждение на малоуклонной пло-
щадке
Рис. 5.82. Шнуровое ограждение на площадке с большим
уклоном
жение козел против про-
садки и сдвижки. Пло-
щадки шнуровых лесов
укладываются в виде
вилкообразных элемен-
тов и переставляются по
высоте непрерывным об-
разом, затем проверяется
их горизонтальность.
После этого они закреп-
ляются хомутами в рабо-
чем положении. На пло-
щадках с большим укло-
ном рабочее пространство
делается в большинстве
случаев таким широким,
чтобы шнуровое ограж-
дение могло быть уста-
новлено на дне котлова-
на. Больший объем вы-
5.5. Строительные измерения 297
емки на дне котлована более выгоден, чем дорогостоящие деревянные конструк-
ции рабочих подмостей. Кроме того, выверка опалубки при применении опа-
лубки большой площади имеет небольшое значение. С помощью строительных
лазеров контроль опалубки производится точнее и быстрее.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Укажите, какие измерения необходимо провести, чтобы однозначно определить
положение точки на площадке.
2. Опишите способ провешивания многих промежуточных точек на отрезке АВ.
3. Нарисуйте эскиз измерения длины с помощью измерительных реек на наклон-
ной площадке.
4. Объясните геометрические зависимости для разбивки любого угла с помощью
метровой линейки.
5. Объясните, почему трубчатый уровень особенно подходит для нанесения метро-
вых рисок при многоугольных планах.
6. Покажите на примере, как определяются превышения с помощью нивелировки.
7. Опишите процесс нивелирования со сменой положения инструмента и с провер-
кой результатов в полевой книге.
8. Объясните, почему с помошью ротационного лазера можно одновременно сни-
мать высоты для различных работ.
9. Объясните различия между продольными и поперечными профилями по поло-
жению по отношению к строительному сооружению и по масштабам графичес-
кого представления.
10. Обоснуйте, почему при разбивке сооружения должны быть замаркированы точ-
ки безопасности снаружи от строительного поля.
11. Опишите устройство шнурового ограждения на горизонтальном участке.
12. Приведите различия в устройстве шнурового ограждения на малоуклонной пло-
щадке и на площадке с большим уклоном.
ГЛАВА 6
СТРОИТЕЛЬНЫЕ ГРУНТЫ,
ОСНОВАНИЯ, ВОДОУДАЛЕНИЕ
6.1. Строительные грунты
Строительные грунты — это естественным образом образовавшиеся грунты, на
которых возводятся строительные сооружения. Грунты различают по их матери-
альному составу на органические и неорганические грунты (рис. 6.1).
При возведении сооружений необходимо учитывать несущую способность
грунтов. Из-за своего различного поведения под нагрузкой строительные грун-
ты различают как строительные грунты по DIN 1054 по ВИДАМ ГРУНТОВ на
Грунты
j
Органические грунты Неорганические грунты
Гумус, торф, бурый уголь Песок, гравий, глина, скала
1
Не подходит в качестве строительного фунта Подходит в качестве строительного грунта
Рис. 6.1. Грунты
Виды грунтов
1
Растительный грунт (несвязан- ные камни) Скальные грунты (прочный камень) Насыпной грунт
- Непотревоженный грунт, возникший за счет выветрива- ния и наносных отложений ~ Прочный связанный камень ” Разрушенный скаль- ный грунт, скала, разрушенная на отдельные камни* - Образовавший- ся за счет насыпки или намыва грунт
Различение
- Несвязанные грунты, например, лесок, гравий, камни - Связанные грунты, например, суглинок, глина, мергель, лесс - Все виды камней, например, извест- няк, песчаник, фанит, базальт, порфир - Неуплотненная насыпь различ- ного состава - Уплотненная насыпь из растительного грунта
- Органические грунты, например, гумус, ил, торф
Несущая способность
- От малой до очень высокой - От высокой до очень высокой - От очень малой до очень вы- сокой
* В России такой грунт называется крупнообломочным и относится к нескапьным грунтам
Рис. 6.2. Виды грунтов
растительные грунты, скальные
грунты и насыпные грунты (рис. 6.2).
Так как строительный грунт часто
’состоит из связанных или несвязан-
ных грунтов, то несущая способ-
ность их должна учитываться при на-
сыщении их влагой.
НЕСВЯЗАННЫЕ ГРУНТЫ со-
стоят из зерен различной величины,
которые касаются друг друга. Несвя-
занные грунты не удерживают воду, и
наличие воды практически не влияет
на трение между зернами (рис. 6.3).
Так как такие грунты не размягчают-
ся, то их несущая способность не за-
висит от влагосодержания, а только от
их плотности.
СВЯЗАННЫЕ ГРУНТЫ состоят
из суглинка и глины с пластинчатым
строением (глиняные лепестки).
Вследствие строения поверхности
глиняных лепесточков связанные
грунты могут набирать воду и удер-
живать ее. Водовосприятие размягча-
ет поверхность глиняных пластинок,
что уменьшает трение между плас-
тинками. При этом изменяется кон-
систенция грунта и уменьшается его
несущая способность. При уменьша-
6.1. Строительные грунты
ющемся содержании влаги несущая способность таких грунтов, соответственно,
увеличивается (см. рис. 6.3).
6.1.1. Строительный котлован, укрепление котлованов
6.1.1.1. Строительный котлован
Фундаменты и подвальные помещения лежат ниже уровня земли. Поэтому
грунт под зданием должен быть вынут и должен быть образован строительный
котлован. Если требуются точные сведения о строении и последовательности слоев
грунта, то необходимо провести исследования грунтов, такие, как бурение сква-
жин, зондаж или устройство шурфов (рис. 6.4).
В соответствии с видом строительных грунтов принимается решение о типе
фундаментов и видах используемых строительных машин.
Кроме того, необходимо проверить, не проходят ли под участком трубопро-
воды водо- или газоснабжения, канализационные коллекторы, электрические
и телефонные кабели. После этого необходимо произвести геодезическую съем-
ку площадки и срезку верхнего слоя грунта на месте строительства сооружения
и в местах подготовительных работ и складирования. Верхним (материнским)
слоем грунта называют самый верхний слой живого грунта. Он особенно богат
живыми организмами и содержит гумус или глину. Этот слой может быть тол-
щиной до 40 см. Верхний слой грунта должен по возможности складироваться
на строительной площадке, так как он позже должен быть снова использован
для покрытия и благоустройства площадки.
Выемка грунта из котлована производится почти исключительно с помощью
погрузчиков и экскаваторов. Вынутый грунт отвозится с помощью грузовых ав-
томобилей. При выемке грунта из котлована надо следить за тем, чтобы его стены
укреплялись либо за счет откосов, либо за счет соответствующей обстройки. Дли-
тельные осадки, водоносные слои,
мороз и сотрясения могут способство-
вать обрушению стенок котлована.
Дно котлована (подошва котло-
вана) должно быть горизонтально,
иметь проектный профиль и быть
гладким. Для этого в дно котлована
вбиваются колышки одинаковой вы-
соты. Высота колышков снимается с
помощью нивелира или лазерного
инструмента из какой-либо относи-
тельной точки и с помощью нивелир-
ной рейки или приемника перено-
сится на местность. В зависимости от
глубины котлована получается раз-
бивочный размер от верха колышка
до верха дна котлована. Так достига-
ется горизонтальность дна котлова-
Рис. 6.3. Несвязанные и связанные грунты
Рис. 6.4. Шурфовал выемка (с уклонами)
Рис. 6.5. Рабочее пространство
в случае обстроенных и откос-
ных стенок котлована
Рис. 6.6. Глубина котлована до
1,25 м
на. Грунтовую воду, воду из слоев грунта, поверх-
ностные воды необходимо собирать и отводить.
Чтобы иметь достаточную свободу движений,
необходимо, чтобы вокруг сооружения в котлова-
не было достаточно широкое РАБОЧЕЕ ПРО-
СТРАНСТВО. Это пространство должно состав-
лять от опалубки фундамента до подошвы откоса
стенки котлована не менее 50 см (рис. 6.5).
6.1.1.2. Обеспечение безопасности
котлована
Строительные котлованы и траншеи глубиной бо-
лее 1,25 м при выемке грунта должны укрепляться
против обрушения или последующего сползания
земли. С каждой стороны котлована надо создавать
защитные полосы шириной не менее 60 см, кото-
рые должны быть свободными, или надо следить
за тем, чтобы вынутый грунт или верхний грунт не
могли скатиться обратно в котлован (рис. 6.6).
Тогда как по DIN 1054 для определенных видов
грунтов можно определить определенные значения
несущей способности, по DIN 18300 «Земляные
работы» для разрыхления, нагружения, перемеще-
ния, укладки и уплотнения обычные грунты и
скальный грунт подразделяются на 6 классов. Эти
КЛАССЫ ГРУНТОВ дают сведения об обрабаты-
ваемости строительных грунтов. По этим сведени-
ям выбирают и применяют машины и механизмы
для разрыхления, транспортировки и уплотнения
земли и скальных грунтов.
Кроме того, в зависимости от градации строи-
тельного грунта на землю или скальный грунт уста-
навливается угол откоса для строительных котлова-
нов. Он меньше, чем угол естественного откоса
(табл. 6.1).
При глубине котлована до 1,75 м при устойчи-
вом грунте на высоте 1,25 м над уровнем дна котлована должен начинаться откос
под углом 45° (рис. 6.7).
В грунтах, связность которых может ухудшиться при высыхании, проник-
новении воды, при морозе или за счет образования скользких поверхностей, не-
обходимо устраивать более пологие откосы или откосы с отступами (бермы).
Ступени в ступенчатых стенах строительных котлованов должны быть шириной
не менее 1,50 м; при этом глубина котлована не должна быть больше 3,00 м. Они
также должны иметь откосы (рис. 6.8). При глубине котлованов свыше 5,00 м
или при отклонениях от углов откоса необходимо рассчитать их устойчивость.
6.1. Строительные грунты
Таблица 6.1. Угол откоса при различных классах грунта и скалы по DIN 18300
Класс грунта Название Описание Угол откоса по UVV
1 Верхний грунт Самый верхний слой грунта. Состоит из гумуса с живыми организмами, а также со смесью гравия, песка, ила и глины Для этих классов грунтов не устанавливаются углы откосов
2 Текучие виды грунтов Жидкие или консистенции каши грунты, содержа- щие воду
3 Легко раствори- мые виды грунтов Несвязанные или слабо связанные пески, гравии и гравийно-песчаные смеси с примесями до 15% ила и глины .b*h
•с

4 Среднераствори- мые виды грунта Смеси песка, гравия, ила и глины. Связанные ви- ды грунтов легкой и средней пластичности. В зави- симости от водосодержания от мягких до твердых

5 Тяжело раствори- мые виды грунта Виды грунтов по классам 3 и 4, однако с содержа- нием более 30% камней с диаметром зерен свыше 63 мм. Устойчивый и полупрочный связанный грунт с ,>6=0,587)
/л
6 Легко растворимый скальный грунт и сравнимые с ним виды грунта Виды скального грунта, имеющие внутренние, минеральносвязанные силы сцепления, хотя и сильно расколотые, разрушенные, мягкие или выветренные 1 ,6=0,187)
Д80°
7 Тяжело раствори- мые скалы Виды скального грунта, имеющие высокую проч- ность и слабо растрескавшиеся или выветренные
Если предполагаются дополнительные нагрузки и
динамические воздействия или приходится счи-
таться с сильным вымыванием откосных стен кот-
лована, то поверхности откосов необходимо укры-
вать пленкой или укреплять нанесением тонкого
слоя бетона (торкретирование) (рис. 6.9).
В котлованах глубиной более 1,25 м необходи-
мо иметь стремянки, выступающие не менее чем на
1,00 м над уровнем земли. При глубоких котлова-
нах стремянки необходимо заменять лестничными
маршами. Так как устройство откосов требует боль-
ших площадей на площадке, то стенки котлована
могут укрепляться также и обстрой-
кой. Это необходимо также при вла-
гонасыщенных или равнозернистых
грунтах.
Обстройка — это вертикально сто-
ящая стена из балок или стальных ри-
гелей, которые обложены по всей
плоскости полнокантными брусьями
толщиной минимум 5 см. Этим пре-
дотвращается обрушение стены кот-
Рис. 6.7. Глубина котлована до
1,75 м
Рис. 6.8. Откосы на стенках котлована с бермой
лована.
Глава 6. Строительные грунты, основания, водоудаление
Рис. 6.9. Укрепление откосов
Для предотвращения обрушения
стенок котлованов брусья обстройки
должны выходить не менее чем на
5 см за пределы стенки котлована.
Брусья должны всей своей плоско-
стью подпирать землю стенки.
ОБСТРОЙКА с ГОРИЗОН-
ТАЛЬНОЙ ОПАЛУБКОЙ (укрепле-
ние брусьями) должна устраиваться
постоянно вслед за отрывкой котло-
вана. Эти работы следует начинать
при глубине котлована 1,25 м.
Вид обстройки
Укрепление обстройки
Рис. 6.10. Обстройка между стальными несу-
щими столбами
При ОБСТРОЙКЕ МЕЖДУ
РАМНЫМИ ИЛИ УСТАНОВЛЕН-
НЫМИ В БУРОВЫЕ СКВАЖИНЫ
СТАЛЬНЫМИ СТОЙКАМИ (БЕР-
ЛИНСКАЯ ОБСТРОЙКА) брусья
устанавливаются горизонтально
между фланцами вертикальных
стальных стоек. Брусья должны быть
такими длинными, чтобы глубина
опорной части соответствовала не
менее четверти ширины фланца.
Брусья необходимо закрепить доска-
ми и клиньями, причем клинья сле-
дует в свою очередь закрепить доска-
ми от смешения (рис. 6.10).
При ОБСТРОЙКЕ ВЕРТИ-
КАЛЬНОЙ ОПАЛУБКОЙ в узких
котлованах вертикально стоящие
брусья своими нижними торцами
вбиваются в подошву котлована и
раскрепляются горизонтальными деревянными стяжками на расстоянии 1,75 м
друг от друга. Деревянные стяжки должны иметь сечение минимум 12x16 см.
Закрепление стенок обстройкой должно вестись по мере отрывки котлована.
Предписания по устройству этого типа обстройки соответствуют предписаниям
для обстройки горизонтальной опалубкой.
Если котлован укрепляется ШПУНТОВЫМИ СТЕНАМИ, то перед нача-
лом земляных работ шпунтовые профили устанавливаются в землю. Шпунтовые
профили или шпунтовые брусья на длинных сторонах имеют так называемые
замки, которые служат направляющими при вбивании шпунта. Вследствие того,
что шпунт может воспринимать большие растягивающие и сжимающие нагруз-
ки, раскрепление и придание жесткости шпунтовым стенам необходимо устра-
6.1. Строительные грунты
ивать на больших расстояниях в про-
дольном направлении, чем в других
случаях обстройки. Шпунтовые сте-
ны имеют то преимущество, что они
в значительной степени водонепро-
ницаемы. Поэтому они применяют-
ся для укрепления стенок котлова-
нов при гидротехнических работах
(рис. 6.11).
Глубокие котлованы рядом с до-
рогами с интенсивным движением и
с застроенными участками укрепля-
ются СТЕНАМИ из БУРОНАБИВ-
НЫХ СВАЙ. Для этого в земле бу-
рятся скважины. В них вставляется
арматура. Потом их бетонируют.
Сваи могут стоять непосредственно
рядом друг с другом или на некото-
рых расстояниях. При этом проме-
жутки между ними заполняются бе-
тонными стенами (рис. 6.12).
6.1.2. Распределение
давления в грунте
Рис. 6.11. Шпунтовая стенка
Рис. 6.12. Стенка из буронабивных свай
Вследствие веса сооружения в фун-
даментах возникают напряжения сжатия, которые
должны быть распределены по грунту основания
как можно более равномерно. Упрощенно прини-
мают, что давление от фундамента на землю рас-
пространяется под углом в 45°. В действительнос-
ти, однако, давление распространяется в форме
луковицы под основанием сооружения. При этом
получаются линии равных сжимающих напряже-
ний, называемые изобарами. Распределение этих
изобар называется также «луковицей давлений»
(рис. 6.13). По распределению изобар видно, что
сжимающие напряжения под подошвой самые
большие. В случае точечного фундамента напря-
жения уже на глубине, равной удвоенной ширине
подошвы фундамента, почти равны нулю. В случае
ленточных фундаментов это происходит на глуби-
не, равной утроенной ширине подошвы. Изобары
Рис. 6.13. Напряжения сжатия
под фундаментом
различных фундаментов не должны пересекаться, так как в районе пересечения
происходит увеличение напряжений. Это может привести к осадкам здания.
Глава 6. Строительные грунты, основания, водоудаление
6.1.3. Осадки зданий и разрушение грунта
Грунт как строительное основание должен воспринимать силы и нагрузки от
сооружения. При этом строительное основание под нагрузкой может сжиматься
и деформироваться. Здание осаживается равномерно на несколько миллимет-
ров. Это называется осадкой. РАВНОМЕРНЫЕ ОСАДКИ обычно не угрожают
зданию, и в нем не возникает осадочных разрушений. Однако если напряжения
от двух рядом стоящих фундаментов пересекаются, то есть накладываются друг
на друга, или под зданием имеет место неравномерное строение слоев грунта ос-
нования, то это может иметь следствием НЕРАВНОМЕРНЫЕ ОСАДКИ. При
этом здание может наклониться в сторону или могут возникнуть осадочные тре-
щины. Могут даже возникнуть строительные
повреждения, которые сделают невозможным
дальнейшее использование здания или соору-
жения (рис. 6.14).
Связанные и несвязанные грунты имеют
различное поведение в смысле осадок во вре-
мени, которое можно определить с помощью
испытания грунта на сжатие (рис. 6.15). При
нагружении связанных грунтов вода, находя-
щаяся между отдельными зернами или плас-
тинками грунта (вода в порах), будет выдавли-
ваться. Вытеснение воды из пор происходит
очень долго. Поэтому осадки в связанных грун-
тах могут продолжаться в течение многих лет.
Размер осадок в зависимости от количества
воды в порах может быть очень большим. Так,
например, Хольстенские ворота в Любеке, по-
строенные в 1477 г. за прошедшие столетия
осели на 1,50 м.
При нагружении несвязанного грунта
большие осадки произойти не могут. Зерна та-
ких грунтов расположены очень тесно относи-
тельно друг друга. Таким образом, нагрузка
передается от зерна к зерну и распределяется
между ними. Однако каркас из зерен (гранул)
тем не менее может более тесно сжиматься под
нагрузкой. Это происходит уже при нагруже-
нии грунта.
Для того чтобы избежать опасности осадок
в связанных грунтах, на практике связанный
грунт на определенную глубину заменяется
несвязанным грунтом (замена грунта). Если
несущая способность грунта будет превышена,
Рис. 6.16. Разрушение грунта наступает РАЗРУШЕНИЕ ГРУНТА. При этом
6.1. Строительные грунты
фундамент начинает скользить по шву скольжения вбок и сооружение резко оса-
живается или разрушается (рис. 6.16).
6.1.4. Поведение грунта при морозе (промерзание)
Мокрый связанный грунт особенно чувствителен к морозу. Мороз проникает в
зависимости от климатических условий примерно от 0,80 до 1,20 м в глубину
грунта. До этой глубины, ГЛУБИНЫ ПРО-
МЕРЗАНИЯ, вода, находящаяся в грунте, мо-
жет замерзать. При этом объем воды увеличи-
вается примерно на 10% (с. 68). Так как в про-
мокшем пространстве в порах связанного грун-
та нет места для увеличения объема, то грунт
начинает подниматься кверху. При этом го-
ворят о морозном пучении грунта (рис. 6.17).
Ледяные линзы возникают потому, что
вследствие капиллярного действия влага под-
нимается из незамерзших слоев грунта и замер-
зает при попадании в зону мороза. Эти мороз-
ные выпучивания обусловлены ледяными лин-
зами, которые в зависимости от влажности и
капиллярности грунта могут быть различной
величины и могут приводить к значительным
морозным разрушениям. Морозные разруше-
ния в большинстве случаев проявляются толь-
ко после оттаивания грунта, например как
выпучивание садовых стен, как трещины в
строительных конструкциях или как повреж-
дения дорожного покрытия (рис. 6.18).
6.1.5. Водоудержание
Возведение сооружений требует, как прави-
ло, сухих котлованов. Попадание поверхнос-
тной воды (веховодки), воды, текущей по во-
доупорному слою, или грунтовых вод в кот-
лован вызывает опасность обрушения откосов
и стен котлована. Для того чтобы эту опасность
исключить, необходимо предотвратить попа-
дание воды в котлован или, соответственно,
удалить воду, попавшую туда. Все мероприя-
тия для поддержания котлована в сухом со-
стоянии называют водоудержанием.
При удалении воды из котлованов или
траншей различают открытое водоудержание
Глубина про-
мерзания от
0,80 до 1,20 м
Выпучивание
за счет увели-
чения объема
о
. «>
.0
“ ~ 6 • С °
. а 0 о сое
Незамерза-
ющий грунт
Поднимающаяся
капиллярная вода
Рис. 6.17. Морозное выпучивание
Рис. 6.18. Повреждения от мороза
Рис. 6.19. Открытое водоудержание
Глава 6. Строительные грунты, основания, водоудаление
Рис. 6.20. Водопонижение
и водопонижение. При ОТКРЫТОМ ВОДО-
УДЕРЖАНИИ попадающая в котлован повер-
хностная вода или вода в слоях грунта собира-
ется в углубленной части котлована, так на-
зываемое насосное болото, вне периметра сто-
ящегося здания и откачивается из котлована.
Поэтому дно котлована надо спланировать та-
ким образом, чтобы к этому месту проходили
уклоны (рис. 6.19). По краям котлована могут
быть устроены дренажные трубы или канавы,
в которых должна собираться вода из слоев
грунта или просачивающаяся вода, выходящая
из откосов, которая затем должна отводиться к насосному болоту. С помощью
этих мероприятий предотвращается заболачивание дна котлована и обеспечива-
ется нормальное проведение работ по устройству фундаментов. Открытое водо-
удержание возможно также тогда, когда дно котлована в незначительной степе-
ни лежит ниже уровня грунтовых вод.
Если подошва колована лежит глубже существующего уровня грунтовых вод,
то в случае грунтов с определенным водопроницанием с началом земляных ра-
бот требуется ПОНИЖЕНИЕ УРОВНЯ ГРУНТОВЫХ ВОД. С помощью вса-
сывающих труб, которые расставляются на небольших расстояниях по площади
котлована и объединяются кольцевым трубопроводом, связанным с откачиваю-
щим наосом, уровень грунтовых вод понижается и удерживается ниже уровня дна
котлована по меньшей мере на 50 см (рис. 6.20). Таким образом, котлован может
поддерживаться сухим для проведения фундаментных работ. Однако необходи-
мо следить за тем, чтобы водопонижение не привело к осадкам сооружения, не
повлияло на водоснабжение и не привело к изменениям окружающей среды.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назовите мероприятия для установления несущей способности строительного
грунта перед началом строительства.
2. Назовите различные виды грунтов и опишите их свойства.
3. Опишите виды обстройки для укрепления котлованов.
4. Сделайте предложения по укреплению откосов на стенках котлована.
5. Опишите распределение давлений в грунте под влиянием нагрузок от соору-
жения.
6. Назовите формы, причины и возможные последствия разрушения грунта.
7. Опишите различия между открытым водоудержанием и водопонижением.
6.2. Фундаменты
Фундаменты имеют задачу обеспечить устойчивость сооружения и предотвратить
неравномерные осадки. Фундаменты воспринимают все нагрузки от сооружения
и передают их на грунт основания. Они выполняются в виде плоских фундамен-
тов и заглубленных фундаментов.
6.2. Фундаменты
6.2.1. Разновидности фундаментов
ЛЕНТОЧНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ
Ленточные фундаменты устраиваются под та-
кими частями зданий, как стены, которые нагру-
жены равномерно (рис. 6.21). Они имеют прямо-
угольное сечение и протяженны по длине. Ленточ-
ные фундаменты выполняются в большинстве слу-
чаев из неармированного бетона. Как правило, они
бетонируются до уровня земли. Если они должны
воспринимать отдельные нагрузки, то требуется их
армировать.
Для назначения размеров фундаментов наряду
с нагрузкой от здания определяющим является так-
же несущая способность грунта. В DIN 1054 для раз-
личных видов грунта приводятся ориентировочные
значения допустимого давления на грунт (табл. 6.2).
Эти значения действительны только тогда,
когда грунты защищены от вымывания текучей
водой, против размягчения и замораживания.
Кроме того, в фундаментах необходимо учитывать
глубину заделки. Под глубиной заделки понимают
величину от подошвы фундамента до дна котлова-
на (рис. 6.22).
Давление на грунт от сооружении получают из
соотношения нагрузки и площади подошвы фун-
дамента.
Рис. 6.21. Ленточный фунда-
мент
Рис. 6.22. Глубина заделки
фундаментов
Давление на грунт = нагрузка/площадь подошвы
<y=F/A [МН/м2].
Чтобы допустимое давление на грунт не было превышено, фундамент должен
иметь соответствующую площадь подошвы. Последняя рассчитывается как тре-
буемая площадь подошвы:
Требуемая площадь подошвы = нагрузка/допустимое давление на грунт
АРе6 =^,га, [МН/(МН/м2)].
Отсюда следует, что при меньшем допустимом давлении на грунт требуется
большая площадь подошвы фундаментов, при большем допустимом давлении —
меньшая площадь подо-
швы.
Нагрузка, которая пере-
дается на фундамент, рас-
пределяется с подошвы сте-
ны на подошву фундамента.
Таблица 6.2. Допустимые давления на грунт в МН/м2
Связанные грунты от 0,09 до 0,4
Грунты со смешанной зернистостью от 0,15 до 0,5
Несвязанные грунты (сооружение не чувстви- тельно к осадкам) от 0,2 до 0,7
Скала от 1,0 до 4,0
Рис. 6.23. Передача и распре-
деление нагрузки
Рис. 6.24. Ступенчатый фун-
дамент
Высота фундамента при ленточных фундаментах из
неармированного бетона получается из удвоенного
расстояния между границей стены на фундаменте
и внешним обрезом фундамента. Это расстояние
называется обрезом фундамента е. При этом исхо-
дят из того, что стоящая на фундаменте стена про-
ходит по центральной оси фундамента и нагрузка
распределяется на подошву фундамента под углом
63,5° (рис. 6.23).
Высота фундамента h > 2 • обрез фундамента е.
Высота фундамента при некоторых обстоятель-
ствах должна быть выше, чем это статически необ-
ходимо, например для того, чтобы достигнуть сло-
ев ниже глубины промерзания. Также и ширина
фундамента зависит, например, от толщины стены
или от ширины ковша траншейного экскаватора.
При высоких фундаментах можно сэкономить стро-
ительный материал с помощью придания сечению
фундамента ступенчатой или скошенной (трапеце-
идальной) формы. Однако ступенчатая форма тре-
бует повышенного расхода опалубки (рис. 6.24).
Размеры фундаментов в простых сооружениях
можно получить из рабочих чертежей. При больших
сооружениях или для фундаментов, которые имеют различное положение по вы-
соте, необходим специальный чертеж фундаментов. На плане фундаментов изоб-
ражаются все фундаменты с нижними частями стен, стоящих на них.
Фундаменты разбиваются на дне котлована с помощью шнуровых огражде-
ний. Траншеи для фундаментов отрываются вручную или машинным способом.
При этом стенки фундаментов должны быть вертикальны, а подошва фундамен-
та — горизонтальна. Если подошва фундамента располагается на том же уровне,
что и подошва котлована, то фундаменты должны возводиться в опалубке. Арми-
рованные фундаменты в фундаментных траншеях также необходимо устраивать
в опалубке, чтобы обеспечить требуемый защитный слой бетона. Кроме того, для
укладки арматуры под фундаментами должен устраиваться так называемой чис-
тый слой (арматура должна укладываться на специальные подставки из пласт-
массы или другого материала).
Фундаментные траншеи должны иметь четкие края и быть вертикальными.
Поэтому ленточные фундаменты на площадке с уклоном должны быть ступен-
чатыми. Ступени должны располагаться таким образом, чтобы подошва фунда-
ментов всегда располагалась ниже глубины промерзания грунта на глубине от
0,80 до 1,20 м. Фундаменты под второстепенные постройки или части зданий,
как, например, гаражи, крыльца или лестницы в подвал, должны устраиваться
по тем же правилам.
6.2. Фундаменты
Если подошва фундаментов сооружаемого
здания лежит глубже, чем фундаменты на сосед-
нем участке, то под ними необходимо устройство
«улавливающих» (подпорных) стенок (рис. 6.25).
При этом существующие фундаменты постепен-
но подпираются на небольших участках этими
подпорными стенками из полнотелой каменной
кладки или бетона. Участки улавливающих стен
необходимо возводить за один рабочий проход на
всю высоту. Кроме того, фундаменты должны
противостоять длительному увлажнению и быть
устойчивыми против агрессивных вод.
ТОЧЕЧНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ
При точечной нагрузке основания, например
от колонн и столбов из железобетона, каменной
кладки, стали или дерева, устраиваются отдель-
но стоящие фундаменты. При этом различают
фундаменты из блоков, ступенчатые и откосные
фундаменты, плитные фундаменты, а также фун-
даменты стаканного типа (рис. 6.26).
ФУНДАМЕНТЫ ИЗ БЛОКОВ часто приме-
няются при строительстве жилых зданий, как,
например, под стойками балконов или под ка-
Рис. 6.25. Улавливающая под-
порная стенка
минами, а также при строительстве
садовых сооружений, например пер-
гол. Если отдельные большие на-
грузки требуют большей площади
подошвы фундамента, то для значи-
тельной экономии бетона можно
применять ступенчатые или откос-
ные фундаменты. Угол распределе-
ния нагрузки 63,5° в таких фунда-
ментах может быть особенно хорошо
воспроизведен. По причине сложно-
сти опалубки ступенчатые фунда-
менты применяются меньше.
ПЛИТНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ яв-
ляются одним из экономичных видов
фундаментов при больших сосредото-
ченных нагрузках, как, например,
под колоннами. Из-за небольшой
толщины плиты эти фундаменты не-
обходимо армировать как против раз-
Блочный фундамент
Разрез
Разрез
Рис. 6.26. Точечные фундаменты
Глава 6. Строительные грунты, основания, водоудаление
Рис. 6.27. Фундаментная плита
Рис. 6.28. Фундамент ванного типа
рушения плиты за пределами угла
распределения нагрузки, который в
этом случае принимается равным 45°,
так и против продавливания плиты
стоящей на ней колонной.
Отдельно стоящие фундаменты
под колонны в сборном строительстве
часто выполняются в виде ФУНДА-
МЕНТОВ СТАКАННОГО ТИПА
или гильзовых фундаментов. Эти фун-
даменты — армированные и состоят из
распределяющей нагрузку фундамен-
тной плиты, а также армированного
стакана для защемления колонны.
ПЛИТНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ
подходят в качестве фундаментов для
слабых грунтов или в случае грунтов
различного типа под одним сооруже-
нием (рис. 6.27). При применении в
качестве основания фундаментных
плит нагрузка от всего сооружения
распределяется на всю фундамент-
ную плиту и тем самым снижается
давление на грунт. Плитные фунда-
менты (плиты подошвы) — это про-
ходящие подо всем сооружением железобетонные плиты.
ФУНДАМЕНТЫ ВАННОГО ТИПА необходимы, когда помимо вертикаль-
ных нагрузок необходимо воспринимать также и горизонтальные нагрузки, на-
пример от давления воды (рис. 6.28). Эти воздействия передаются на землю с по-
мощью фундаментной плиты и обрамляющих стен подвала. Для этого плита ос-
нования, обрамляющие стены и внутренние стены ванны с помощью армирова-
ния связываются в одно замкнутое тело основания.
6.2.2. Фундаменты глубокого заложения
Рис. 6.29. Столбчатый фунда-
мент
Фундаменты глубокого заложения необходимы,
когда сооружение должно строиться на водосодер-
жащих и болотистых грунтах. При этом пробивают
слабо несущие слои грунта до нижележащих грун-
тов с большей несущей способностью, на которые
уже можно опирать сооружение. Различают столб-
чатые фундаменты, свайные фундаменты и фунда-
менты в виде опускных колодцев или фундаменты
сжатого воздуха.
6.2. Фундаменты
С помощью СТОЛБЧАТЫХ ФУНДАМЕНТОВ
устраиваются опоры под углы стен и пересечения
стен (рис. 6.29). Стены, лежащие между ними, мо-
гут опираться на лежащие на этих столбах железо-
бетонные балки. Столбы делаются из бетона или
железобетона.
В СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТАХ сваи, как
правило, погружаются в землю на такую глубину,
чтобы они могли передать нагрузку на несущие
слои грунта (сваи — стойки). Если строительный
грунт состоит только из мягких слоев, то нагрузки
от сооружения могут передаваться на грунт только
за счет трения между поверхностями сваи и грун-
том (сваи трения или висячие сваи). Для свайных
фундаментов применяют сваи из монолитного бе-
тона или предварительно изготовленные сваи
(рис. 6.30).
Сваи из монолитного бетона, которые называ-
ют также буронабивными сваями, бетонируются в
грунте. При этом бурятся скважины диаметром до
2,5 м и глубиной до 50 м. При недостаточно проч-
ных видах грунтов для укрепления в скважину уста-
навливаются стальные трубы, которые при бетони-
ровании постепенно вытягиваются из скважины.
Монолитные бетонные сваи могут быть армирован-
Рис. 6.30. Свайный фундамент
ными и не армированными.
Предварительно изготовленные сваи за-
биваются, погружаются вибрационным ме-
тодом или вибрационно-гидравлическим
методом или вставляются в подготовленную
буровую скважину. Они могут быть из дере-
ва, стали, железобетона или предварительно
напряженного железобетона. Железобетон-
ные предварительно изготовленные сваи
могут быть круглого, квадратного, прямо-
угольного и двутаврового сечения.
В случае ФУДАМЕНТОВ СЖАТОГО
ВОЗДУХА или ОПУСКНЫХ КОЛОДЦЕВ
фундамент бетонируется на площадке в виде
открытого снизу объема в виде ящика или
Шлюз для
сжатого
воздуха
----Вход
!/Сжатый Водяная Отсос ила
Плоскость
установки
Рабочее
пространство
Балласт
Понукаю-
щийся
стакан
Бетонная
воронка
воздух пушка
Рис. 6.31. Опускной колодец
Лестничная башня
Плоскость
погружения
стакана (рис. 6.31). Для погружения такого колодца грунт под ним вынимается
или вымывается. Чтобы предотвратить проникновение воды, внутри ящика со-
здается с помощью сжатого воздуха соответствующее избыточное давление. Этот
метод устройства оснований подходит в основном для шахтных сооружений в грун-
Глава 6. Строительные грунты, основания, водоудаление
Пример устройства
заземляющего
стержня
Шина выравнивания
потенциалов
- Контактная шина заземления
фундамента; свободный конец
длиной > 1,50 м
Рис. 6.32. Заземление фундамента
Заземление фундамента,
полосовая сталь, оцинко-
ванная, размером >30x3,5
или круглая сталь
диаметром >ю
Заземляющие полосы
или стержни через
каждые 2,00-3,00 м
Защитный
слои бетона >5 см
тах с высокими слоями ила, песка и
гравия. Таким образом возводятся,
например, насосные станции для от-
качки воды или шахты метро в рамках
градостроительных мероприятий по
санированию и развитию Берлина.
6.2.3. Заземление
фундаментов
Каждому зданию требуется заземле-
ние. Для новостроек предписывается
устройство заземления фундамента,
которое закладывается в фундамент
для защиты от коррозии.
Это заземление необходимо ус-
траивать в фундаментах наружных
стен в виде замкнутого кольца из
оцинкованной полосовой стали се-
чением минимум 30 х 3,5 мм или
25x4 мм или из круглой стали диаметром 10 мм с бетонным покрытием ми-
нимум 5 см (рис. 6.32).
В техническом помещении, в котором сосредоточены вводы всех коммуни-
каций, от закольцованного заземления должна выходить наружу контактная
шина длиной 1,50 м (т. II, разд. 18.2.). Свободный конец контактной шины вы-
водится около наружной стены подвала кверху и связывается с шиной вырав-
нивания потенциалов. К последней должны подключаться нейтральные и за-
щитные проводники и все металлические трубопроводы в здании, такие, как га-
зовые трубы, водопроводные трубы и трубы отопления, а также провода зазем-
ления от антенны и телефона. Молниезащита должна быть также связана с
заземлением фундамента (т. II, разд. 18.3).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назовите различные виды плоских фундаментов.
2. Объясните понятие «давление на грунт».
3. Объясните процесс морозного выпучивания и обоснуйте требование опускать
подошву фундамента ниже глубины промерзания.
4. Опишите различные виды фундаментов глубинного типа.
6.3. Водоотведение из дома и с участка
Все строительные площадки необходимо оборудовать водоотведением согласно
DIN 1986 «Устройства водоотведения для зданий и участков». Сточные воды со-
бираются в канализации, отводятся без ущерба для конструкций и окружающей
среды и очищаются в очистных сооружениях.
6.3. Водоотведение из дома и с участка
6.3.1. Виды водоотведения
По степени загрязненности грязную воду разделяют на бытовую сточную воду,
промышленную сточную воду и поверхностную воду от дождя и снега. Грязная
вода, смешанная с поверхностной водой, называется смешанной.
6.3.1.1. Бытовое водоотведение
Бытовое водоотведение имеет дело с грязной водой от домашнего хозяйства. Она
содержит в основном отходы из ванных, кухонных моек, туалетов и постироч-
ных. Из-за увеличивающегося применения химических веществ и из-за высоко-
го суточного потребления в 100—200 л воды на человека жилые здания должны
согласно предписаниям иметь систему водоотведения. Домашнее водоотведение
направляет сточную воду в очистное сооружение (рис. 6.33).
6.3.1.2. Промышленное водоотведение
Промышленное водоотведение имеет дело с водой из ремесленных и производ-
ственных предприятий. Эта вода часто имеет химические загрязнения или вы-
сокую температуру. Часто в зависимости от вида предприятия в сточные воды
попадают бензин, масла и кислоты. С помощью очистных или сепараторных ус-
тановок, как, например, сепараторы бензина и масел, необходимо предотвратить
возможность попадания такого рода стоков в канализацию. Требования к тру-
бопроводам водоотведения, а также к их прокладке, которая должна строго со-
ответствовать предписаниям, очень высоки. При неплотностях или неквалифи-
цированной прокладке трубопроводов грунтовые воды или водоемы могут быть
загрязнены (см. рис. 6.33).
6.3.1.3. Поверхностные
воды
Поверхностные воды—это вода от дож-
дя и снега, которая прямо попадает на
поверхность, например крыши, двора
или улицы. Эту воду необходимо со-
брать и препроводить в канализацию.
Кроме того, при водопроницае-
мых грунтах возможно, чтобы повер-
хностная вода с крыш и дворов снова
направлялась в грунтовые воды через
специальные фильтровальные уст-
ройства просачивания, как, напри-
мер, через пруды просачивания или
закрытые дрены. Закрытые дрены —
это каналы просачивания, ведущие в
дренажные канавы, в которых повер-
хностные воды отстаиваются и проса-
чиваются в землю. Более сильно заг-
Промышленное
водоотведение
Поверхностные
ВОДЬ!
Домашнее
водоотве-
Рис. 6.33. Виды водоотведения
Европейская хартия по воде (выдержка)
«Загрязнять воду - означает приносить вред
людям и всем другим живым существам».
«Использованная вода должна возвращаться
в водоемы в таком состоянии, которое не
препятствует ее дальнейшему использованию
для общественных и личных нужд».
Глава 6. Строительные грунты, основания, водоудаление
Рис. 6.34. Раздельный метод
Рис. 6.35. План водоотведения по раздельно-
му методу
рязненная дождевая вода с улиц при
таких мероприятиях все равно отво-
дится в канализацию.
6.3.2. Методы
водоотведения
В соответствии с отведением грязной
или дождевой воды различают раз-
дельный и смешанный методы водо-
отведения. Выбор метода водоотве-
дения зависит от условий местного
законодательства по водоотведению
у соответствующего муниципально-
го образования.
6.3.2.1. Раздельный метод
Если грязная вода и дождевая вода
отводятся раздельно, то в этом случае
говорят о раздельном методе. При
этом грязная вода должна очищаться
в очистных сооружениях. Тем самым
обеспечивается более равномерная
нагрузка на очистные сооружения и
на канализационные системы гряз-
ной воды. Дождевая вода отводится в
ближайшие сточные системы, как,
например, в канавы, ручьи или озеро.
Для этого метода водоотведения тре-
буется два параллельных, смещенных
по высоте канала (рис. 6.34).
6.3.2.2. Смешанный метод
При смешанном методе грязная и
дождевая вода отводится по одному
каналу через местную канализацион-
ную сеть в очистные сооружения и там
очищается. Для этой системы водоот-
ведения требуется только один канал,
который, однако, должен иметь соот-
ветственно большее сечение. При та-
ком методе уличная грязь, как, напри-
мер, продукты истирания шин, отво-
дится в очистные сооружения и там
очищается (рис. 6.36).
6.3. Водоотведение из дома и с участка
6.3.3. Канализационные
трубопроводы
Канализационные трубопроводы со-
стоят из различных частей, таких, как
трубы, фитинги, переходники и кон-
трольные устройства. При этом в за-
висимости от расположения и уста-
новки в здании и на участке различа-
ют вентилирующие трубопроводы,
дождевые водосточные трубопрово-
ды, стояки, трубопроводы в земле и
каналы подключения к сети. Конт-
рольными устройствами являются за-
порные вентили на трубах для их очи-
стки, контрольные колодцы внутри
здания и контрольный колодец у гра-
ницы участка при переходе трубопро-
вода в земле к каналу подключения к
сети (т. II, разд. 18.2.2).
Рис. 6.36. Смешанный метод
При СМЕШАННОМ МЕТОДЕ
трубопроводы ливневой канализации
и канализации грязной воды, как
правило, объединяются уже снаружи
здания в трубопровод в грунте перед
контрольным колодцем. От конт-
рольного колодца отводящаяся вода
уже поступает в канал подключения
к сети и оттуда в городскую сеть в
виде смешанной воды (рис. 6.37).
При РАЗДЕЛЬНОМ МЕТОДЕ
дождевая и грязная вода могут отво-
диться только отдельно (рис. 6.35).
При прокладке трубопроводов
водоотведения необходимо учиты-
вать также дренирование здания
(т. II, разд. 15.4.4). Так как оно вос-
принимает просачивающуюся и сто-
ячую воду, то дренирующие трубы
только в виде исключения могут под-
соединяться к общественной сети во-
доотведения. Трубопроводы водоот-
ведения необходимо прокладывать на
глубине ниже глубины промерзания.
Рис. 6.37. План водоотведения по смешанно-
му методу
Глава 6. Строительные грунты, основания, водоудаление
Таблица 6.3. Части установки водоотведения
Канал подклю- чения к сети Канал от общественного уличного канала до первого контрольного устройства на участке
Основной трубопровод в грунте Трубопровод, который отводит воду к контрольному колодцу. Он прокла- дывается в земле на участке и под зданием
Стояки Вертикальные трубопроводы, про- ходящие через один или несколько этажей, вентилируются через кры- шу и отводят стоки в основной трубопровод в грунте
Дождевые водосточные трубы Внутренние или наружные верти- кальные трубы для отведения во- ды с крыши, балконов и лоджий
Вентиляцион- ные трубопро- воды Трубопроводы, которые вентилиру- ют устройства водоотведения через крышу, но не воспринимают стоки
Таблица 6.4. Детали трубопроводов
Труба |——--Д Для частей трубопрово- дов на прямолинейных участках
Разветвле- ние Л Для соединения двух трубопроводов одинако- вых или различных но- минальных диаметров
Изгиб Для изменения направ- ления трубопроводов
Переход- ник Для изменения номи- нального диаметра трубопровода
Рис. 6.38. Детали трубопроводов
Таблица 6.5. Применение материалов для трубопроводов водоотведения
Материал Применение
Железобетон, камен- ное литьё, твердый ПВХ, твердый поли- этилен Основные трубопроводы в грунте, трубопроводы под- ключения к общественным коллекторам
Волокнистый цемент Основные трубопроводы в грунте, трубопроводы под- ключения, стояки
Бетон Основные трубопроводы в грунте, трубопроводы под- ключения, только для дожде- вой воды
При этом глубина прокладки труб
канализации измеряется от уровня
земли до верха сечения трубы.
6.3.1.1. Детали
трубопроводов
При прокладке основных трубопро-
водов в грунте и участков подключе-
ния к общественным коллекторам
кроме труб используются фитинги
различной формы. Ими являются раз-
ветвления, изгибные колена и пере-
ходные элементы (табл. 6.4).
Части трубопроводов с муфтами в
соответствии с чертежами водоотве-
дения соединяются в полную систему
водоотведения из дома и с участка.
При этом следует учитывать прежде
всего номинальные размеры отрезков
(DN), требуемые уклоны, направле-
ние уклонов, а также соответствую-
щие материалы (рис. 6.38). Детали
трубопроводов изготавливаются из
каменного литья, бетона и железобе-
тона, ПВХ, полиэтилена или волок-
нистого цемента.
Области применения этих матери-
алов в трубах водоотведения и фитин-
гах в зданиях и на участках ограниче-
ны. В DIN 1986 однозначно определя-
ются допустимые области примене-
ния различных материалов (табл. 6.5).
Выбор материалов для трубопро-
водов канализации зависит от метода
водоотведения, встройки в здание и
прокладки в земле, а также от диамет-
ров трубопроводов. Возведение сис-
тем водоотведения из домов и с учас-
тков представляется на чертежах во-
доотведения. Для этого для отдель-
ных частей системы применяются
условные обозначения (табл. 6.6).
Когда производится прокладка
трубопроводов водоотведения, от-
дельные части их сбираются вместе
6.3. Водоотведение из дома и с участка
согласно данным чертежей
водоотведения и указаниям
предписаний (рис. 6.39).
6.3.4. Устройство
траншеи для
прокладки труб
Трубопроводы водоотведе-
ния необходимо проклады-
вать защищенными от за-
мерзания. Поэтому они дол-
жны заглубляться в землю не
менее чем на 0,80 до 1,20 м.
Чтобы обеспечить безупреч-
ный сток, уклон трубопро-
водов должен составлять от
1 до 2% (табл. 6.7). Значи-
тельно большие уклоны
вместе с удаляемыми отхо-
дами в сточных водах ведут к
повышенному износу сте-
нок труб и к отложениям у
подошвы трубы.
Таблица 6.6. Обозначения важных частей трубопроводов
Наименование Представление
В плане В разрезе
Трубы грязной воды —
Трубы дождевой воды — 1 1
Трубы смешанной воды — i i
Стояк о je nach Leitungs- artwievor
Изменение материала (в зависимости от вида трубо- провода, как указано выше) РУС STZ pvc 1 stz T
Изменение номинального диаметра 100 f 150 150 100
Очистная труба 1 | n J
Выпуск канала водоотве- дения с замком запаха | ц r-|
Запорный элемент для предотвращения обратного тока для водоотвода без фекалий —I II I— —1 ~ll 1—
Траншеи для прокладки труб в за-
висимости от вида грунта и глубины
необходимо укреплять от обрушения.
При этом при выемке грунта и устрой-
стве укрепляющих мероприятий дей-
ствуют те же предписания по предот-
вращению несчастных случаев, как и
при отрывке котлованов (с. 300).
Траншеи для труб глубиной свыше
1,25 м должны в зависимости от вида
грунта быть снабжены откосами или
укреплены обстройкой. Только в ус-
тойчивом растительном грунте в тран-
шеях глубиной до 1,75 м обстройкой
можно пренебречь, если край траншеи
укреплен бортовым брусом или ког-
да верхний край канавы до глубины
1,25 м имеет откос (рис. 6.40). Тран-
шеи для прокладки труб глубиной
свыше 1,75 м должны обстраиваться.
При этом различают среди котлова-
Рис. 6.39. Чертеж водоотведения (фрагмент)
Глава 6. Строительные грунты, основания, водоудаление
Таблица 6.7. Минимальные уклоны трубопро- водов водоотведения (в %)
Номинальные значения (DN) Смешанная и грязная вода Дождевая вода
DN 100 2 1
DN 125 1.5 1
DN 150 1,5 1
DN 200 1 1
Рис. 6.40. Укрепление краев траншей для про-
кладки труб канализации
Рис. 6.41. Соединения труб
Рис. 6.42. Устройство для обстройки траншей
нов горизонтальную обстройку бру-
сьями и вертикальную обстройку
брусьями или канальными щитами.
Для экономии затрат при строи-
тельстве канализационных траншей
применяются предварительно изго-
товленные обстроенные элементы из
стали, которые устанавливаются в ка-
навы с помощью экскаватора или мо-
бильного крана. Эти обстроенные
элементы состоят из двух неподвиж-
но или с возможностью перестановки
закрепленных боковых частей. Они
переставляются вслед за отрывкой
канавы и прокладкой труб (рис. 6.42).
В траншеях должно быть обеспе-
чено достаточно широкое рабочее
пространство. При этом рабочее про-
странство должно иметь одинаковую
ширину с обеих сторон трубы и поэто-
му должно составлять половину об-
щей ширины с каждой стороны.
Определение минимальной ши-
рины траншеи, с одной стороны, за-
висит от диаметра трубы и мини-
мального рабочего пространства
между трубой и стенкой траншеи или
обстройкой (табл. 6.8).
С другой стороны, ширина тран-
шеи без учета диаметра трубы зависит
от требуемой ее глубины (табл. 6.9).
6.3.5. Прокладка труб
Трубы для основных трубопроводов
в грунте и для каналов подключения
к общей системе канализации, как
правило, выполняются из ПВХ, ка-
менного литья или бетона. Они со-
единяются между собой муфтами,
причем в муфты или на вставляемые трубы вставляются уплотняющие элемен-
ты из синтетического материала. Безмуфтовые трубы соединяются уплотняю-
щими манжетами (рис. 6.41).
Канализационные трубы прокладывают по дну канавы на подушке из песка
с гравием. При этом следует следить за тем, чтобы муфтовые трубы укладыва-
6.3. Водоотведение из дома и с участка
лись муфтами против течения
воды от уличного канала к
дому. Все трубы должны укла-
дываться с одинаковым укло-
ном в 2% (1:50) для того, что-
бы обеспечить безупречный
сток отводимой воды. Трубо-
провод может входить в другой
трубопровод только большего
диаметра с помощью переход-
ника. Изменение направления
и соединение трубопроводов
могут производиться только с
помощью фитингов. Ответвле-
ния могут происходить только
под углом не более 45°; двой-
ные ответвления недопустимы.
Изменения направления могут
производиться с помощью эле-
Таблица 6.8. Минимальная ширина траншеи в соотно-
шении с диаметром трубы
Внешний диаметр
трубы или колодца
О(м)
Минимальная ширина траншеи Ь (м)
Обстроенная Необстроенная траншея
траншея йТбСГ В <60°
< 0,225 D + 0,40 D+0,40
0,225 <D< 0,350 D + 0,50 D + 0,50 D + 0,40
0,350 <D< 0,700 D+0,70 D + 0,70 D + 0,40
0,700 <D< 1,200 D+0,85 D+0,85 D + 0,40
> 1200 D+ 1,00 D+ 1,00 D + 0,40
ментов закругления под углами 15, 30 или 45°.
Закругления на 90° допустимы только в случае
перехода от стояков к трубам в земле.
Канализационные трубы при прохождении
через перекрытия, стены и фундаменты могут
жестко не закрепляться, для того чтобы избе-
жать поломок при осадках здания. Поэтому в
таких местах устанавливают защитные трубы
(футеровочные трубы) с большим внутренним
Таблица 6.9. Минимальная ширина траншеи относительно ее глубины
Глубина траншеи h (м) Минимальная ширина траншеи (м)
<1,00 Нет указаний
1,00 <h< 1,75 0,80
1,75 <h <4,00 0,90
>4,00 1,00
диаметром. На угрожаемых разрушениями участках трубы могут обматываться
мягким материалам (деформационными матами).
6.3.6. Контрольные устройства
В качестве контрольных устройств в устройствах водоотведения из домов и с уча-
стков рассматривают очистные отверстия и смотровые колодцы.
Очистные отверстия — это элементы труб, которые устраиваются, например,
при переходе от стояков к трубам в грунте или в длинных участках труб в грунте
на расстоянии около 40 м, при изменениях направления на угол больше 45°, а
также перед общественным канализационным коллектором. Чтобы эти очист-
ные отверстия были доступны, они должны встраиваться в шахты, называемые
смотровыми колодцами. Смотровые колодцы — это сооружения, служащие для
контроля трубопроводов водоотведения. Они устраиваются в местах изменений
направлений, а также при преодолении больших разниц высот.
Колодцы должны быть прочными и устойчивыми и должны закрываться
крышками — люками. Шахты с закрытым прохождением труб должны быть гид-
роизолированы. Шахты с открытыми лотками должны иметь крышки и венти-
ляционные отверстия. При установках водоотведения раздельного типа необхо-
димо устраивать раздельные смотровые колодцы. Очистные трубы или откры-
тые лотки здесь не должны располагаться в одном общем колодце. Колодцы с
доступом могут иметь круглое, прямоугольное или квадратное сечение. Сечение
колодца зависит от его глубины.
Колодцы глубиной до 0,80 м имеют сечение минимум 0,60 х 0,80 м и не тре-
буют устройства стремянок или других приспособлений для доступа. Шахты
большей глубины имеют минимальный диаметр, равный 1,00 м, или минималь-
ное сечение 0,90 х 0,90 м или 0,80 х 1,00 м. Здесь необходимо устройство лест-
ничных скоб через каждые 25 см. Шахты глубже 1,60 м могут иметь уменьшаю-
щийся кверху диаметр сечения. Часто смотровые колодцы делаются из сборных
бетонных элементов по DIN 4034 (рис. 6.43). Они состоят из нижней части ко-
лодца с проточным каналом, шахтных колец, верхнего опорного кольца и крыш-
ки шахты. Кольца устанавливаются на раствор группы III или снабжаются уп-
лотняющими прокладочными кольцами. Крышка люка должна соответствовать
существующим транспортным нагрузкам.
Проток в нижней части шахты должен быть организован в виде лотка та-
ким образом, чтобы стоки не могли распространяться за его пределы. Внутри
зданий колодцы должны иметь закрытый проток. Присоединение трубопровода
к колодцу должно быть шарнирным, чтобы возможные осадки и деформации
шахты могли восприниматься трубопроводами без повреждений. Это достига-
ется установкой муфт непосредственно перед входом и после выхода трубы из
колодца или с помощью установки специальных шарнирных элементов.
Крышка люка ------ ----Верхнее опорное
кольцо
Конус шахты
Чистый слой
Железные
скобы
Открытый
лоток
(полутрубе
из каменного
литья)
Бетон лотка
------Фундамент-
ная плита
Рис. 6.43. Смотровой колодец из сборных бе-
тонных элементов
—— Сборные
кольца
6.3.7. Обратная засыпка
траншей канализации
Перед обратной засыпкой траншеи
трубопровод должен быть уложен на
специальную подушку точно по мес-
ту прокладки. Для этого в траншею
засыпается подходящий грунт или
крупный песок с диаметром гранул
до 22 мм слоями от 10 до 15 см тол-
щиной. С помощью равномерного
трамбования с обеих сторон трубы он
уплотняется так, чтобы труба не мог-
ла смещаться.
Заполнение такими слоями про-
должается примерно до тех пор, пока
не образуется слой около 30 см над
верхом трубы. На этой высоте можно
производить механическое уплотне-
ние заполнения с помощью легкого
6.3. Водоотведение из дома и с участка
Основная за-
сыпка. Заполне-
ние, например,
подходящим и
уплотняемым вы-
нутым грунтом.
Уплотнение по-
слойно: высота
слоя 20-50 см
в зависимости
от инструмента
уплотнения
Зона трубопро-
вода. Заполнение
смесью с зернами
£ 22 мм до DIN 200
< 40 мм начиная
с DIN 200 до
DIN 600
Начало механичес-
кого уплотнения
легким уплотняю-
щим инструментом
начиная от 30 см
над верхом трубы
трамбовочного инструмента (трамбо-
вочной пластины). После этого про-
изводится основная обратная засып-
ка послойно с уплотнением с толщи-
ной слоя от 20 до 50 см до верха тран-
шеи (рис. 6.44).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Приведите различия разных видов
водоотведения.
2. Объясните оба метода водоотведе-
ния.
3. Определите минимальную ширину
обстроенной траншеи, в которой
должны быть проложены трубы
внутренним диаметром 22,5 и 35 см.
4. Обоснуйте требование шарнирно-
го присоединения труб к шахте
колодца.
5. Назовите различные элементы
трубопроводов и их область применения в трубопроводах водоотведения.
6. Назовите различные слои обратной засыпки в зоне трубопровода.
7. Сделайте предложения по укреплению траншей для труб канализации.
Верх засыпки -
уровень земли
Зоне покрытия
> 15 см над вер-
хом трубы,
*10 см над муф-
той трубы
Боковая засыпка с
цельным
юкового
Нижний слой по-
стели г 10 см
▲ Дно траншеи
Рис. 6.44. Обратная засыпка траншеи для ка-
нализации
ГЛАВА 7
КАМЕННЫЕ РАБОТЫ
При каменных работах конструкции выполняются из искусственных и природ-
ных кладочных камней.
7.1. Порядок размеров
Искусственные кладочные камни, как, например, стеновой кирпич, по своим раз-
мерам соответствуют DIN 4172 «Порядок размеров в надземном строительстве».
Размеры стен рассчитывают как строительно-ориентировочные и как конструк-
тивные размеры.
7.1.1. Строительно-ориентировочные размеры
и форматы камней
СТРОИТЕЛЬНО-ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ РАЗМЕРЫ являются основой для
Рис. 7.1. Строительно-ориентировочные раз-
меры и восьмеричные размеры
конструктивных размеров и отделоч-
ных размеров. Строительно-ориенти-
ровочные размеры устанавливаются в
восьмых долях метра (ам). Восьмая
доля метра составляет 12,5 см. Стро-
ительно-ориентировочные размеры
даются в целых восьмых долях метра
или в половинах одной восьмой доли
метра.
В обычной кладке между камня-
ми необходимо устраивать раствор-
ные швы. Чтобы выдержать строи-
тельно-ориентировочные размеры,
необходимо, чтобы длина,
ширина и толщина кирпичей
всегда были меньше на тол-
щину шва. Размеры камней,
полученные из строительно-
ориентировочных размеров,
называют ФОРМАТАМИ
КАМНЕЙ.
Форматы камней бывают:
• Тонкие форматы (DF) 24 см/11,5 см/5,2 см
• Нормальные форматы (NF) 24 см/11,5 см/7,1 см
Примеры расчета форматов камней
Формат камней Длина X ширина X толщина (высота) количество целых ам
DF 2 X 1 X 1/2 1
2DF 2 X 1 X 1 2
3DF 2 X 1 1/2 X 1 3
16 DF 4 X 2 X 2 16
Все дальнейшие форматы
получаются как кратные
из значений
длины/ширины/толщины
в ам
7.1.2. Конструктивные размеры
КОНСТРУКТИВНЫМИ РАЗМЕРАМИ называются размеры выложенной, су-
ществующей в натуре, конструкции. Они отличаются в зависимости от формы
выкладываемой конструкции из-за учитываемых толщин швов от строительно-
ориентировочных размеров.
7.1.2.1. Толщины стен
Толщина стены зависит от устройства и от количества примененных камней
(рис. 7.2).
Наименьшая толщина стен составляет 11,5 см, когда камни укладываются
ЛОЖКАМИ (рис. 7.11). Если стена выкладывается ТЫЧКАМИ, то получается
толщина стены 24 см. Та же величина получается, когда стена выкладывается в
два ЛОЖКА, включая продольный шов между ними. Дальнейшие толщины сте-
ны получаются с применением крупноформатных камней.
7.1.2.2. Длина стен
При определении длины частей сте-
ны различают стеновые проемы, по-
доконную часть стены и короткие
стены или контрофорсы и пилоны
(рис. 7.3). Длину стен рассчитывают
как многократное количество вось-
мых долей метра (1 ам = 12,5 см).
Конструктивные размеры рассчиты-
ваются из соответствующих строи-
тельно-ориентировочных размеров
(рис. 7.4). При расчете необходимо
учитывать, нужно ли отнимать шири-
ну шва или прибавлять ее.
7.1.2.3. Высота стен
Высота стен определяется высотой
слоя и количеством слоев камней.
Высота слоя получается из высоты
камня, включая высоту горизонталь-
ного шва (постели). Толщина гори-
зонтального шва различна в зависи-
мости от применяемого формата
г DF 3 DF 2 DF 3 DF 4 DF
24/Ц5/ЦЗ 24/J7S/„3 24/115/ЦЗ 24/175/113 24/24/1Р
2 DF + 3 DF
24/Ц5/113 +24/175/113
2 DF 3 DF
24Л15/ЦЗ 24/175/113
8DF 10 DF 10 DF
24/24/233 30/24/238 365/24/238
Рис. 7.2. Толщины стен с мало- и среднефор-
матными камнями
камня. Она рассчитывает-
ся по количеству камней
на метр высоты кладки и
составляет при тонком
формате 1,05 см, при нор-
мальном формате 1,23 см,
Длина кладочных камней в строи-
тельно-ориентировочном размере:
Действительная длина камней:
Ширина строительных камней:
Действительная ширина камней:
2 ам
25 см - 1 см = 24 см
1 ам
12,5 см- 1 см = 11,5 см
Глава 7. Каменные работы
при средне- и крупноформатных камнях 1,2 см (рис. 7.5). Количество слоев за-
висит от высоты стены и от выбранного формата камней. Количество слоев рас-
считывается как отношение: высота стены/высота слоя.
Пример расчета количества слоев:
Высота стены 2,625 м
Формат камней 3DF
Количество слоев =
= 262,5 см/12,5 см = 21
Рис. 7.3. Проемы в стенах, подоконная часть
стены и короткие стены (контрофорсы, пило-
ны, простенки)
7.2. Перевязка
камней
Кладка получается путем регулярной
горизонтальной, без отклонений, ук-
ладки рядом друг с другом и верти-
кальной послойной установки и
скрепления раствором кладочных
камней.
Если камни укладываются в створ
стены таким образом, что можно ви-
деть их длинную сторону, то это на-
зывается ЛОЖКОВОЙ КЛАДКОЙ.
Ложки стыкуются своими торцовыми
сторонами, называемыми ТЫЧКА-
МИ. Эти швы называются ТЫЧКО-
ВЫМИ. Если при большой толщине
стен ложки лежат своими длинными
сторонами друг к другу, то такие швы
называют продольными швами. Если
тычки видны на фасаде стены, то та-
кую кладку называют ТЫЧКОВОЙ.
Тычки стыкуются своими длинными
сторонами через вертикальные попе-
речные швы. Все установленные кам-
ни в одной горизонтальной плоскости
образуют СЛОЙ КЛАДКИ (рис. 7.6).
Горизонтальные швы между слоями
кладки называются ПОСТЕЛЬНЫ-
МИ ШВАМИ.
При кладке можно компенсиро-
вать отклонения размеров камней от
стандартных с помощью толщины ра-
створных швов. В затвердевшем ра-
створе камень сидит прочно и его
нельзя вынуть. Кладка достигает тре-
буемой прочности, когда связь кам-
ней обеспечивается не только раство-
ром, нои ПЕРЕВЯЗКОЙ КАМНЕЙ.
7.2. Перевязка камней
Рис. 7.4. Длины стен как конструктивные
размеры
Рис. 7.5. Высоты слоев
С помощью перевязки камней нагрузки и силы передаются не только вер-
тикально, но и равномерно по всему сечению кладки (рис. 7.7). Это достигается
Постель-
ный (гори-
зонталь-
ный) шов
Вертикальным
продольный
[—ШОВ
Ложковый
еяд
Рис. 7.6. Слои кладки
Вертикальный
г— поперечный
шов
Ложковый слой
Полереч-
ная лож-
ковая
сторона
Тычковый слой
Тычковая сторона
путем смещения вертикальных лежащих друг над другом продольных и тычко-
вых швов. Это смещение называют РАЗМЕРОМ
ПЕРЕВЯЗКИ (и); он должен составлять не менее
4,5 см (рис. 7.8). Если применяются более высокие
(толстые) кладочные камни, то он должен состав-
лять и > 0,4 hst (табл. 7.1). По DIN 1053 совпадение
вертикальных швов не допускается. Оно угрожает
несущей способности стены.
Камни одного слоя должны иметь одинаковую
высоту. У концов стены и под карнизами допусти-
мо устройство дополнительного постельного шва в
каждом втором слое для выравнивания стен по дли-
не и по высоте (рис. 7.9).
В дополнительных слоях размер камней по вы-
соте должен быть не менее 11,5 см. Камни и раствор
должны быть того же вида и той же прочности, что и
в остальной кладке. В слоях с продольными швами
высота камней должна быть не больше, чем их ши-
рина. Отклоняясь от этого, ширина камней высотой
23,5 см должна составлять не менее 11,5 см. Размер
перевязки должен соответствовать DIN 1053.
В зависимости от укладки камней в кладке по-
лучаются различные картины стены, которые на-
зывают серединной перевязкой. По применению
кладки в сооружении различают концевую пере-
вязку, прямоугольные и косоугольные присоеди-
нения стен, а также перевязку швов в вытяжных
каналах. При облицовочной кладке особые худо-
жественные возможности дают различные виды
декоративных перевязок.
Рис. 7.7. Распределение на-
грузки в каменной кладке
Рис. 7.8. Размеры перевязок
Глава 7. Каменные работы
Таблица 7.1. Размеры пере-
вязки
Высота камней /1, см и по DIN 1053 и в ам
5,2 4,5 ’/2
7,1
11,3 4,52
23,8 9,52 1
Рис. 7.9. Выравнивание по вы-
соте и дайне частей стен
7.2.1. Серединная перевязка
При серединной перевязке различают ложковую
перевязку, тычковую перевязку, цепную или одно-
рядную перевязку, а также крестовую перевязку.
7.2.1.1. Тычковая перевязка
При тычковой перевязке все слои состоят из тыч-
ковых камней (рис. 7.10). Слои относительно друг
друга смещены с размером перевязки V2- Эта пе-
ревязка при мало- и среднеформатных камнях дает
толщину стены 24 см. Такая перевязка применяет-
ся редко. Напротив, при средне- и крупноформат-
ных камнях часто встречается чистая тычковая пе-
ревязка в сенах шириной, например, 36,5 см.
7.2.1.2. Ложковая перевязка
При ложковой перевязке все слои состоят из лож-
ков. Как правило, два лежащих друг над другом кла-
дочных камня при всех форматах камней смещают-
ся на 1 ам или на 1/2 ам (рис. 7.11). Однако размер
перевязки должен составлять не менее 4,5 см. Лож-
ковая перевязка применяется только при толщинах
стен 11,5 см из мелкоформатных камней и при тол-
щинах стен 17,5 см из среднеформатных камней. Стены толщиной 30 см выкла-
дываются из мелко- и среднеформатных камней. Крупноформатные камни по-
зволяют выкладывать стены толщиной 24, 30 и 36,5 см.
7.2.1.3. Цепная кладка
При цепной кладке регулярно меняются ложковые и тычковые слои. Начинают
с тычкового слоя. Лежащий над ним слой должен быть ложковым. Он состоит из
двух лежащих рядом друг с другом ложковых рядов кирпичей. Ложки смещены
относительно тычков на '/2 ам (рис. 7.12). Это правило действительно для стен
толщиной 24 см при применении мелкоформатных камней, а при стенах толщи-
ной свыше 30 см также и для среднеформатных камней.
7.2.1.4. Крестовая перевязка
Рис. 7.10. Тычковая перевязка
Крестовая перевязка по-
лучается, когда ложковый
слой смещается по отно-
шению к тычковому слою
на V2 ам и, кроме того,
ложковые ряды смещают-
ся относительно друг дру-
га на 1 ам (рис. 7.13). Кре-
7.2. Перевязка камней
стовая перевязка возмож-
на только при толщине
стен начиная с 24 см, и ее
можно различить только
после укладки 4 слоев
кирпича.
Если крестовая пере-
вязка применяется при
толщине кладки начиная
с 36,5 см, то при мало- и
среднеформатных кам-
нях ложки и тычки лежат
в одном слое. Однако на
фасаде стены в ложковом
слое видны только лож-
ки, а в тычковом слое —
только тычки. Внутри
слоя кладки здесь могут
стыковые швы проходить
через всю толщину сте-
ны. Крестовая перевязка
повторяется через каж-
дые 4 слоя.
7.2.2. Концевые
перевязки
Обе торцовых части сте-
ны называют концами
стены. Если свободно
стоящая стена короткая,
то говорят о кирпичных
столбах или пилонах (ко-
роткие стены). Подоб-
ные правила действуют
для устройства выступов
и ниш.
Рис. 7.11. Ложковая перевязка при мелкоформатных и при
среднеформатных камнях
Спой п
Рис. 7.12. Цепная перевязка при мелкоформатных камнях
7.2.2.1. Концы стен
Кладка концов стен производится с ТРЕХЧЕТВЕРТНОЙ ПЕРЕВЯЗКОЙ. При
этом ложковые ряды заканчиваются трехчетвертными камнями, а тычковые
ряды — целыми камнями (рис. 7.14). На стройплощадке два рядом лежащих трех-
четвертных камня формата 2D заменяться форматом 3D. Это экономичнее, так
как не надо рубить камни и не возникает отходов. Трехчетвертная перевязка мо-
жет применяться, когда длина стены составляет многократное значение 1 ам.
Глава 7. Каменные работы
Рис. 7.13. Крестовая перевязка с мелкоформатными камнями
Рис. 7.14. Перевязка трехчетвертными камнями
Рис. 7.15. Переброшенные перевязки
Если при толщинах
стен начиная с 24 см дли-
на стены составляет крат-
ное значение V2 ам, то
конец стены может быть
выложен только с ПЕРЕ-
БРОШЕННОЙ ПЕРЕ-
ВЯЗКОЙ. Начинают на
одном конце стены, как
при трехчетвертной пере-
вязке. Ложковые слои на-
чинаются с трехчетверт-
ных камней, тычковые
слои — с целых камней.
На другом конце стены
ложковый ряд заканчива-
ется тычками, а ложко-
вый — трехчетвертными
камнями, как ложками
(рис. 7.15).
При применении
среднеформатных кам-
ней, например в стенах
толщиной 30 см из кам-
ней 2 DF и 3 DF, оба фор-
мата камней лежат рядом
в одном слое. Ложковые
слои оканчиваются на од-
ном конце стены ложка-
ми, а на другом — попе-
речно уложенным кам-
нем. Перевязка должна
быть переброшенной, т.е.
на втором конце кладка
должна начинаться лож-
ками, а на первом конце
заканчиваться поперечно
уложенным камнем.
7.2.2.2. Столбы
кладки
Столбы из кладочного
камня — это конструкции
с минимальным попереч-
7.2. Перевязка камней
ным сечением 11,5x36,5 см
или 17,5 х 24 см (рис. 7.16).
Для обеспечения несущей
способности необходимо,
чтобы размер перевязки
составлял не менее 4,5 см.
Расположение швов над
швами недопустимо.
Для столбов прямо-
угольного сечения дей-
ствуют те же правила, что
и для концов стен. Самым
важным при этом являет-
ся менять послойно лож-
ки и тычки. Также и квад-
ратные столбы из кладки
в первом слое выклады-
ваются как короткие кон-
цы стен. Каждый следую-
щий слой выкладывается
с поворотом на 90° или на
180° по отношению к пер-
вому слою.
7.2.2.3. Выступы
и ниши
Выступы и ниши увели-
чивают или уменьшают
толщину стены. Ниши не-
большой ширины называ-
ют шлицами и выклады-
ваются как ниши. При
Рис. 7.16. Перевязка прямоугольных и квадратных столбов
из кладки
Рис. 7.17. Перевязка выступов, ниш и шлицов
выкладывании выступов наружный ложковый слой идет непрерывно; последний
нормальный шов этого слоя перед выступом располагается на У 2 ам от его начала
(рис. 7.17). В тычковом слое выступ перевязывается со стеной, например трехчет-
вертными камнями.
В стеновых нишах и шлицах ложковые и тычковые слои проходят по всей дли-
не и смещаются на ширину ниши или шлица. Каждый слой заканчивается как на
конце стены с помощью трехчетвертных камней или переброшенной перевязкой.
Величина ниш и шлицов в стенах ограничивается DIN 1053 (с. 341).
7.2.3. Присоединения стен под прямым углом
При прямоугольных присоединениях стен действует правило, что проходит на-
сквозь тот слой, который на фасаде имеет ложок. Подходящий к нему под пря-
Глава 7. Каменные работы
мым углом слой должен быть тычковым. Во внутреннем углу при мало- и сред-
неформатных камнях получается смещение на '/2 ам или на 1 ам относительно
регулярного шва, при крупноразмерных камнях — на 1 ам. Укладываемый сверху
слой по правилам перевязки устраивается таким образом, что на фасаде над лож-
ковым слоем лежит тычковый, и наоборот.
7.2.3.1. Углы стен
Углы стен выкладываются так, что при толщине стены в один камень каждый
слой проходит насквозь, чередуясь друг с другом. Это правило действительно
для мелко-, средне- и крупноразмерных камней (рис. 7.18). В случае стен тол-
щиной в два или три камня створ слоя, перевязывающегося в продольном на-
правлении, не изменяется, а слой, перевязывающийся в поперечном направле-
нии, — присоединяется. Поперечные и продольные вертикальные швы в слое,
перевязывающемся в поперечном направлении, в углу устраиваются таким об-
кладка толщиной
11,5 см из камней
формата DF, NF,
2DF
Кладка толщиной
24 см из камней
формата 3 DF
с тычковой
перевязкой
Кладка толщиной
30 см из камней
формата 5 DF
(30 x 24x11.3)
с тычковой
перевязкой
Кладка толщиной
36,5 см из камней
формата 12 DF
(36,5 x 24 x 23,8)
С тычковой
перевязкой
Рис. 7.18. Перевязка в углах стен толщиной в один камень
Слой II
Слой I
Кладка толщиной
24 см из камней
DF, NF, 2 DF
Слой и
'. '2 ат
Рис. 7.19. Углы стен при толщине их в два и три камня
7.2. Перевязка камней
разом, чтобы швы не совпадали по вертикали и чтобы перевязка выдерживалась
(рис. 7.19). В кладке из мелкоформатных камней в углу так же, как и в концах
стен, применяются трехчетвертные кирпичи; при среднеформатных камнях не
надо камни разбивать на части. Таким образом можно устраивать как цепную,
так и крестовую перевязку.
7.2.3.2. Присоединения стпен
При присоединениях стен (присоединение стены, стык стен) проходящие и при-
соединяющиеся стены должны выкладываться одновременно до самого верха.
Другим способом является выкладывание присоединяющейся стены ступенча-
тым образом. Каждый второй слой присоединяющейся стены должен быть пере-
вязан с проходящей стеной. Таким образом, при соединении стен обеспечивает-
ся крепкая связь. Независимо от толщины каменной кладки при мало- и средне-
форматных камнях регулярный шов проходящего насквозь слоя смещается на
'/зам, а при большеразмерных камнях — на 1 ам (рис. 7.20). Если нужно присое-
динить стену, которая не позволяет устройство смещенных швов с проходящей
стеной, например, можно заменить в месте примыкания стен формат камней.
7.2.3.3. Перекрещивающиеся стены
При стенах, пересекающихся под прямым углом, слои проходят попеременно
насквозь (рис. 7.21). Каждый регулярный шов проходящего слоя необходимо
смещать относительно примыкающего слоя на '/2 ам при мелкоформатных кам-
нях, на '/2 ам или на 1 ам при мелко- и среднеформатных камнях и на 1 ам при
крупноформатных камнях.
7.2.4. Косоугольные присоединения стен
При косоугольных присоединениях стен различают углы стен, присоединения
стен и перекрещивание стен.
Рис. 7.20. Перевязка при присоединении стен
Глава 7. Каменные работы
7.2.4.1. Остроугольные углы стен
ОСТРОУГОЛЬНЫЕ УГЛЫ СТЕН выкладываются с внешнего угла. Угловой ка-
мень проходящего слоя своей длинной стороной должен примерно соответствовать
трехчетвертному камню. Этот размер получают, когда к косому размеру b обреза-
емого камня еще добавляют х/2 ам (рис. 7.22).
ТУПОУГОЛЬНЫЕ УГЛЫ СТЕН выкладываются с внутреннего угла. Совпа-
дения швов по вертикали можно избежать, если регулярный шов проходящего
слоя смещен минимум на J/2 ам от внутреннего угла (рис. 7.23). В остальном дей-
ствуют те же правила перевязки, что и при прямоугольной кладке.
7.2.4.2. Косоугольные присоединения стен
При косоугольных присоединениях стен присоединяемый слой заводится до
ложкового ряда проходящего слоя. Для того чтобы избежать совпадения швов
Рис. 7.21. Правила перевязки стен, перекрещивающихся под прямым углом
Рис.7.22. Остроугольный угол стены
7.2. Перевязка камней
по вертикали, последний регулярный шов проходящего слоя смещается не ме-
нее чем на '/2 ам от внутреннего угла. Регулярный шов присоединяемого слоя
лежит всегда у внутреннего угла (рис. 7.24). Слои попеременно проходят на-
сквозь (или почти насквозь) и перевязываются.
7.2.4.3. Косоугол ъные
перекрещивания
стен
При косоугольных пере-
крещиваниях стен не бы-
вает совпадений швов по
вертикали, если все регу-
лярные швы смещены
относительно внутренне-
го угла не менее чем на
'/2 ам (рис. 7.25). В ос-
тальном можно приме-
нять правила при косоу-
гольном присоединении
стен. При применении
крупноформатных кла-
дочных камней расстоя-
ние последнего регуляр-
ного шва от внутреннего
угла должно быть выдер-
жано в размере 1 ам.
7.2.5. Перевязка
при кладке
дымовых труб
Дымовые трубы дол-
жны выкладываться с
профессиональной пере-
вязкой так, чтобы внут-
ренние стенки трубы бы-
ли бы вертикальными,
дымонепроницаемыми и
плоскими.
В качестве основного
правила можно считать,
что размер перевязки в
4,5 см должен быть вы-
держан, чтобы применя-
лись по возможности
Рис. 7.23. Тупоугольный угол стены
Рис. 7.24. Косоугольное присоединение стен
Рис. 7.25. Косоугольное пересечение стен
Глава 7. Каменные работы
только целые камни, и необходимые четвертушки должны укладываться на на-
ружных сторонах щек трубы. На внутренних углах в каждом слое кладки мо-
жет располагаться только один шов; следует избегать перекрещивающихся
швов. Языки труб (разделительные стенки между двумя дымоходами) должны
перевязываться со щеками труб. Перевязка камней в трубах различна для от-
дельно стоящих труб и для труб в стенах.
Перевязка кладки для СВОБОДНО СТОЯЩИХ ТРУБ зависит от числа дымо-
ходов (рис. 7.26). Если дымоход выкладывается из щек толщиной 11,5 см, то пере-
вязка укладывается обходным образом, т.е. второй слой выкладывается обратным
образом по отношению к первому. Если необходимо выложить группу дымоходов в
трубе, разделенных языками со щеками толщиной 11,5 см, то каждый последующий
слой поворачивается по отношению к предыдущему на 180°. Трубы с одним дымо-
ходом и трубы с группами дымоходов могут выкладываться также и со щеками тол-
щиной 24 см. При этом целые кладочные камни, как при кладке с толщиной щек
11,5 см, смещаются на тычок. Слои одинаковы, но при сечениях труб прямоуголь-
ной формы они поворачиваются относительно друг друга на 180°, при квадратных
сечениях они поворачиваются относительно друг друга на 90°.
Перевязка в местах дымоходов в стенах зависит от толщины примыкающей
кладки. При этом различают стены без выступов, когда стена по меньшей мере
Рис. 7.26. Перевязка кладки в вертикальных трубах со стенка-
ми толщиной 11,5 см и 24 см
Рис. 7.27. Перевязка кладки в местах дымоходов в стенах с
выступами и без них
имеет ту же толщину, что
и наружные размеры щек.
Здесь можно сэкономить
на сечении трубы внутри
стены (рис. 7.27). В лож-
ковых слоях по обе сторо-
ны от группы дымоходов
лежат трехчетвертные
камни в качестве ложков,
а в поперечном, тычковом
слое трехчетвертные кам-
ни выполняют роль пере-
вязочных камней. Это
правило перевязки дей-
ствительно для групп ды-
моходов с многократной
длиной из восьмых долей
метра. Если длина группы
дымоходов делится на
*/2 ам, то кладка ведется
по правилам переверну-
той перевязки. В каждой
группе дымоходов лежат с
одной стороны группы
ложки, с другой сторо-
7.2. Перевязка камней
ны — трехчетвертные камни как тычки. О СТЕНАХ С ВЫСТУПАМИ говорят,
когда стена тоньше, чем труба по своим наружным размерам щек, как, например,
при кладке стен толщиной 24 или 30 см. Как правило, выступ выкладывается лож-
ками в ложковом слое перед створом стены. В тычковом слое он перевязывается
со стеной по краям и по языку трехчетвертными камнями. Эти правила перевяз-
ки действуют для труб длиной, равной многократному повторению ам. Если дли-
на группы дымоходов в стене делится на J/2 ам, то кладка ведется по правилам
перевернутой перевязки.
7.2.6. Декоративные перевязки
Декоративные перевязки используются для облицовок и декоративных элемен-
тов и остаются неоштукатуренными. Кроме обычных типов перевязок сюда от-
носятся также и исторические типы кладок.
Декоративные перевязки служат для украшения каменной кладки, например
в стенах ограждений или при кладке заполнения в фахверковом строительстве.
В качестве декоративных перевязок могут служить исторические типы кладок.
ГОТИЧЕСКАЯ ПЕРЕВЯЗКА — это перевязка с чередованием ложков и тыч-
ков в каждом слое (рис. 7.28). Тычковые камни от слоя к слою смещаются на
'/2 ам. С помощью смещения только на 1 /2 ам внешний вид кладки может быть
«успокоен», т.е. когда тычки лежат по вертикали друг над другом или образуют
косую линию.
При ПЕРЕВЯЗКЕ
типа МАРК в каждом
слое между двумя ложка-
ми лежит один тычковый
камень (рис. 7.29). Сме-
щение устанавливается на
1 х/2 ам. При этом в каж-
дом втором слое тычко-
вые камни лежат друг над
другом. С помощью
уменьшения смещения
на V 2 ам получаются из-
мененные формы перевя-
зок типа Марк.
При ПЕРЕВЯЗКЕ
СИЛЕЗСКОГО ТИПА в
каждом слое между тремя
ложками лежит один тыч-
ковый кирпич (рис. 7.30).
Тычки могут послойно
смещаться на 1/2 ам, на
1 !/2 ам или на 2!/2 ам.
Рис. 7.28. Готическая перевязка и ее варианты
Рис. 7.29. Перевязка типа Марк и ее варианты
Рис. 7.30. Силезская перевязка и ее варианты
Глава 7. Каменные работы
Рис. 7.31. Голландская перевязка и ее
варианты
Рис. 7.32. Дикая
перевязка
При ГОЛЛАНДСКОЙ ПЕРЕВЯЗКЕ
ложково-тычковые слои и тычковые слои
регулярно чередуются друг с другом. Тыч-
ки каждого ложково-тычкового слоя лежат
друг над другом (рис. 7.31).
Если в декоративной перевязке созна-
тельно должна господствовать нерегуляр-
ность, то кладка ведется с так называемой
ДИКОЙ ПЕРЕВЯЗКОЙ (рис. 7.32). При этом в каждом слое
ложки и тычки чередуются нерегулярно.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Каково различие между строительными номинальными раз-
мерами и размерами неотделанных конструкций?
2. Как рассчитываются размеры неотделанных конструкций
проема в стене, выступа в стене и столбов из кладки?
3. Сколько слоев необходимо уложить на 1 м высоты стены при
применении камней формата DF, NF, 3-DF и 10-DF?
4. Какие правила существуют при выкладывании концов стен?
5. На что следует обращать внимание при устройстве прямоугольных примыканий
стен, чтобы швы не располагались друг над другом по вертикали?
6. Какие правила перевязки действуют при выкладывании дымовых труб?
7.3. Каменная кладка стен
Для кладки из искусственных камней могут применяться только строительные
материалы, соответствующие требованиям норм. При ненормируемых материалах
их пригодность по прочности и применимости должна быть доказана расчетом.
7.3.1. Прочность каменной кладки
Прочность на сжатие кладочных камней и кладочных растворов в значительной
степени определяет несущую способность стеновой кладки. Обычные кладоч-
ные камни имеют прочность на сжатие от до 28 Н/мм2, а камни с особыми требо-
ваниями к прочности имеют ее в пределах от 36 до 60 Н/мм2. Прочности на сжа-
тие строительных растворов при испытаниях качества составляют от 2,5 Н/мм2
для MG II до 20 Н/мм2 для MG Ша, а при испытаниях на соответствие — между
3,5 Н/мм2 для MG II и 25 Н/мм2 для MG Ша.
УПРОЩЕННЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА может быть применен, если:
• высота здания (средняя между высотой карниза и конька крыши над зем-
лей) составляет не более 20 м;
• пролет перекрытий составляет не более 6 м;
• толщина внутренних и наружных стен, по которым определяется высота
стен в свету, соответствует данным табл. 7.2.
7.3. Каменная кладка стен
Прочность на сжатие каменной
кладки дается в зависимости от проч-
ности камней, видов раствора и групп
растворов в качестве основного зна-
чения (сигма нулевое) допустимого
напряжения сжатия.
Существуют основные значения
для кладки с нормальным раствором
(табл. 7.3), основные значения для
кладки с тонкослойным и легким ра-
створом (табл. 7.4) и основные зна-
чения для кладки при испытаниях на
соответствие (табл. 7.5). Так, напри-
мер, основное значение допустимого
напряжения на сжатие о0 при приме-
нении камней класса прочности 8:
• для кладки с нормальным раство-
ром MG II - 1,0 МН/м2;
• для кладки с тонким слоем раство-
ра, например из плоских цемент-
но-песчаных камней — 2,0 МН/м2;
Таблица 7.2. Предпосылки для применения упрощенных методов
Строительная деталь Предпосылки
Толщина стены d, мм Высота стены в свету hs, м Транспорт- ная на- грузка р, кН/м2
Внутренние стены >115 <240 <2,75 <5
>240 -
Однослойные наружные стены > 1751> <240 <2,75
>240 < 12 d
Несущая внутрен- няя стенка двух- слойных наружных стен и двухслойных стен между секци- ями домов блоки- рованного типа LO Ю AI V <2,75 <33>
>175 <240 <5
>240 <12-d
1) В одноэтажных гаражах и сравнимых постройках, которые не предназначены для длительного пребыва- ния людей, допустимо и лри d> 115 мм. 2) Количество этажей - максимально два полных этажа включая отделанный мансардный этаж, поперечные стены жесткости на расстоянии < 4,5 м или лри рас- стоянии между проемами < 2,0 м. 3) Включая добавку для ненесущих внутренних стен — перегородок.
• для кладки на легком кладочном растворе ЛМ 36 — 1,0 МН/м2;
• для кладки по испытаниям на соответствие с раствором MG II — произведение
номинального значения прочности: 7 МН/м2 • 0,35 = 2,45 МН/м2.
При определении размеров кладки по упрощенному методу необходимо по-
казать, что допустимые напряжения
сжатия не превышаются. Это рассчи-
тывается по формуле:
ос = Л-о0.
Основное значение (очевидно,
сигма нулевое) умножается на коэф-
фициент ослабления к (коэффициент
запаса). Этот коэффициент имеет зна-
чение, равное 1:
• при стенах, служащих промежуточ-
ными опорами;
• при стенах, служащих односторон-
ними конечными опорами, когда
их «стройность» равна
hj d< 10,
Таблица 7.3. Основные значения а0 допусти- мых сжимающих напряжений для кладки с нормальным раствором
Класс проч- ности камней Основные значения о0 для нормального раствора, МН/м2
Группа растворов
I II На III Illa
2 4 6 8 12 20 28 36 48 60 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 0,5 0,7 0,9 1,0 1,2 1,6 1,8 0,5’> 0,8 1,0 1,2 1,6 1,9 2,3 0,9 1,2 1,4 1,8 2,4 3,0 3,5 4,0 4,5 1,9 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
= 0,6 МН/м2 при наружных стенах толщиной >300 мм. Это увеличение не действительно для расчета давления на кледку в местах опирания балок или плит
Глава 7. Каменные работы
Таблица 7.4. Основные значения Go допусти- мых сжимающих напряжений для кладки с тонким швом и швами из легкого раствора
Класс прочности камней Основные значения о0, МН/м2
Раствор тонкого швама Легкий раствор
LM21 LM 36
2 4 6 8 12 20 28 0,6 1,1 1,5 2,0 2,2 3,2 3,7 0,52> 0,74> 0,7 0,8 0,9 0,9 0,9 О.э2»'3» 0,85> 0,9 1,0 1,1 1,1 1,1
’> Применение только при гладких камнях из пенобето- на но DIN 4165 и при гладких известково-песчаных камнях. Значения действительны для беспустотных камней. Для известково-песчаных камней с дырчаты- ми и щелевыми пустотами ло DIN 106-1 действитель- ны соответствующие значения из табл. 7.3 при группе раствора III и классе прочности камней 20. г) Для кладки из кладочного кирпича по D1N 105-1 до DIN 105-4 действительно о0 = 0,4 МН/м2. Э) О0 - 0,6 МН/м2 в наружных стенах толщиной > 300 мм. Однако это повышение не действительно для случая в сноске 2 и не для расчетов давления на опорах (смятия). 4) Для известково-песчаных камней по DIN 106-1 класса плотности > 0,9 и для кладочных кирпичей no DIN 105-1 до DIN 105-4 = 0,5 МН/м2. 5) Для кладки из кладочных камней, названных в сноске 4, О0 = 0,7 МН/м2.
где hk — свободная высота, d — тол-
щина стены;
• при конечных опорах на внутрен-
ние и наружные стены, когда про-
лет междуэтажных перекрытий
1= 4,20 м, и
• при коротких стенах (кирпичных
столбах, когда они в сечении со-
стоят из одного или нескольких
сплошных кладочных камней или
из пустотных камней с пустотное -
тью менее 35% и не ослаблены
шлицами или выступами).
Для всех других случаев примене-
ния коэффициенты ослабления дол-
жны определяться отдельно.
БОЛЕЕ ТОЧНЫЙ МЕТОД
РАСЧЕТА может быть применен для
отдельных частей зданий, отдельных
этажей или целых сооружений. Он
может дать более целесообразные и
выгодные размеры каменной кладки.
Таблица 7.5. Основные значения а0 допусти- мых напряжений на сжатие для кладок при испытаниях на соот- ветствие
Номинальная прочность Рм в МН/м2 от 1,0 ДО 9,0 11,0 и 13,0 от 16,0 ДО 25,0
а0 в 0,01 МН/м2 0,35 Рм °.35 Рм 0.35 Рм
1)РМ ло DIN 1053-2. 2)g0 надо округлять до 0,01 МН/м2.
7.3.2. Кладка стен
Стены из кладки различаются на несу-
щие и ненесущие, а по положению —
на наружные и внутренние стены.
7.3.2.1. Несущие стены
Несущие стены — это стены, преиму-
щественно нагруженные сжимающи-
ми нагрузками, которые должны не-
сти нагрузку более, чем собственный вес от одного этажа, и воспринимают также
горизонтальные силы, например от ветра (рис. 7.36). НЕСУЩИЕ ВНУТРЕН-
НИЕ И НАРУЖНЫЕ СТЕНЫ следует устраивать толщиной не менее 11,5 см,
если по причинам прочности и устойчивости, а также из условий строительной
физики и пожарозащиты они не должны быть толше. Нагрузки от несущих стен
должны передаваться на землю через фундаменты.
КОРОТКИМИ СТЕНАМИ называются стены или стеновые пилоны, пло-
щадь сечения которых меньше 1000 см2. Сечения кладки площадью менее 400
см2 недопустимо использовать в качестве несущих стен. Минимальные размеры
несущих пилонов 11,5 х 36,5 см или 17,5 х 24 см.
7.3. Каменная кладка стен 339
СТЕНЫ ЖЕСТКОСТИ служат для придания
дополнительной изгибной жесткости несущим сте-
нам или для придания жесткости зданию. Они счи-
таются также несущими стенами. Стены жесткости
должны иметь рабочую длину не менее х/5 высоты
этажа в свету hs и толщину, равную'/ з толщины сте-
ны, которой придается дополнительная изгибная
жесткость, но не менее 11,5 см. Если в стене жест-
кости имеются проемы, то оставшаяся стена между
проемами должна иметь по меньшей мере ширину,
равную 1 /5 средней арифметической величины вы-
сот этих проемов (рис. 7.37).
СТЕНЫ ПОДВАЛОВ должны выдерживать
давление земли. Они могут возводиться без расче-
та, если выполняются следующие условия.
• Высота в свету стены подвала не больше 2,60 м, и
ее толщина составляет не менее 24 см.
• Перекрытие над подвалом работает как диафраг-
ма и может воспринимать силы давления грунта.
• Транспортные нагрузки на площадке в районе
стен подвала не более 5 кН/м2, поверхность пло-
щадки не имеет уклонов, и высота насыпи he не
более высоты стены hs (рис. 7.38).
• Нагрузка на стену подвала под перекрытием над
подвалом Ао лежит между Ао max и Ао min. При
этом для стены подвала рассчитывают так: max
No = 0,45 х толщину стены d х базовое значение
допускаемого напряжения сжатия; min No зави-
сит от толщины стены (табл. 7.6).
Для того чтобы иметь возможность определить
экономичное значение требуемой минимальной
нагрузки No, различные изготовители кладочных
камней разработали точный табличный метод для
кладки на растворе и насухо. По этим таблицам
можно определить min No при различных насы-
пях, углах откоса и транспортных нагрузках для
обычных толщин стен подвалов.
Междуквартирная стена
Внутренняя -----
стена, не несущая
Внутренняя -----
стена, несущая
Наружная
стена, несущая
Наружная стен-
ка жесткости
Рис. 7.36. Стены из кладки
Рис. 7.37. Минимальные раз-
меры стен жесткости
Рис. 7.38. Нагрузки на стены
подвалов
7.3.2.2. Ненесущие стены
Под ненесущими стенами понимают части зданий в виде пластин, которые на-
гружены преимущественно только собственным весом и не предназначены для
придания жесткости зданию или увеличения изгибной жесткости несущих стен.
Глава 7. Каменные работы
Ненесущие стены не должны нести нагрузку ни от
какихдругихчастей зданий, однако они должны пе-
редавать действующие на их плоскость усилия на
соседние конструкции, как, например, на плиты
перекрытий. Они могут быть НЕНЕСУЩИМИ
НАРУЖНЫМИ СТЕНАМИ (стенами заполнения)
в фахверке (рис. 7.39) и в каркасе (с. 259), а также
НЕНЕСУЩИМИ ВНУТРЕННИМИ ПЕРЕГО-
РОДКАМИ для разграничения помещений. Такие
стены с малой толщиной и малым весом называют
легкими перегородками. Они выполняют только ог-
раниченные теплотехнические требования, требо-
Таблица 7.6. min NQ для стен подвалов без расчета
Толщина стены d, мм Min Л/о в кН/м при высоте насыли he
1 м 1,5 м 2,0 м 2,5 м
240 6 20 45 75
300 3 15 30 50
365 0 10 25 40
490 0 5 15 30
Промежуточные значения находятся прямой интерпо- ляцией.
вания по звукоизоляции и по пожар-
ной защите.
При ненесущих стенах можно
пренебречь расчетом, если:
• стены раскреплены со всех сторон;
• выдерживаются предписанные раз-
меры плоскостей стен в зависимо-
сти от высоты над уровнем земли и
от толщины стены;
Рис. 7.40. Устройство шлицов и выступов
• применяется нормальный раствор
минимум группы Па, тонкошов-
ный раствор или легкий раствор
LM 36.
7.3.2.3. Выступы и выемки
Выемки (шлицы) и выступы могут
влиять на несущую способность и ус-
тойчивость стен, а также на их зву-
ко- и теплоизоляцию. В щеках ды-
мовых труб шлицы и выступы недо-
пустимы. Они могут выкладываться
из кирпича, вырезаться фрезами или
выполняться специальными инстру-
ментами.
Выложенные с перевязкой верти-
кальные вырезы (шлицы) и выступы
могут выполняться при соблюдении
определенных условий в стенах с тол-
щиной начиная с 17,5 см (рис. 7.40).
При этом ширина выреза может быть
разделена на несколько малых шли-
7.3. Каменная кладка стен
Рис. 7.41. Горизонтальные и вертикальные не-
расчетные шлицы (примеры)
цов. Общая ширина их, однако, не
должна превышать допустимый раз-
мер, отнесенный к длине стены, рав-
ной 2,00 м. Расстояние выложенных
вырезов и выступов от проемов дол-
жно быть не менее двукратной ши-
рины выреза, но не менее 24 см; рас-
стояние вырезов и выступов друг от
друга должно соответствовать по
меньшей мере ширине выреза.
Для принимаемых без расчета
размеров шлицов и выступов дей-
ствуют следующие правила.
• Вертикальные шлицы и выступы,
которые выполняются после того,
как выложены стены, не должны
быть глубже 3 см и шире 20 см.
• В сильно нагруженных местах, как, например, под опорами балок, а также в
коротких стенах выемки и выступы устраиваться не должны.
• Горизонтальные шлицы (штрабы), которые устраиваются после того, как будут
выложены стены, могут выполняться без расчета при толщине стены 17,5 см и
более, если они не длинее 1,25 м и не глубже 3 см.
• Шлицы, которые имеют высоту не более 1 м над полом при толщине стен 24 см
и более, могут иметь глубину до 8 см и ширину до 12 см.
• Горизонтальные шлицы могут располагаться по высоте не менее 40 см над по-
лом и не менее 40 см от потолка.
Шлицы после вставки шумо- и теплоизоляционных материалов необходимо
профессионально заделать кладкой, плитными материалами или штукатуркой
по сетке-рабице.
7.3.2.4. Сборные элементы в кладке
Готовые сборные элементы в каменном строительстве могут служить дополни-
тельными строительными деталями для завершения кладки стен, как, например,
перемычки, короба для роль-ставен и поясные (карнизные) камни, подоконные
сливы, парапетные камни, а также покрытия отдельно стоящих стен. Кроме того,
в каменном строительстве применяются такие сборные элементы, как своды под-
валов и световые шахты.
ПЕРЕМЫЧКИ
Проемы в стенах, как, например, двери, имеют несущее перекрытие в виде
балок, называемых перемычками. Перемычки могут быть монолитными или сбор-
ными железобетонными. Они могут быть плоскими (горизонтальными) или в
форме круговых арок, сегментных арок, коробчатых или стрельчатых арок.
Глава 7. Каменные работы
Рис. 7.42. Встроенная сборная
перемычка
Рис. 7.43. Размеры сборных
перемычек
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПЕРЕМЫЧКИ постав-
ляются в виде сборных элементов или изготавли-
ваются на стройплощадке. Их ширина соответству-
ет ширине стены; высота подгоняется под высоту
облицовочной кладки. Из-за лежащей внизу арма-
туры необходимо, чтобы на перемычке был обозна-
чен верх и низ, для того чтобы избежать их непра-
вильной установки.
СБОРНЫЕ ПЕРЕМЫЧКИ, называемые так-
же плоскими (брусковыми), состоят из балочек-
оболочек U-образного сечения. Они армируются
и заполняются бетоном. Для этих балочек приме-
няется тот же материал, что и для основной кладки
стен, например кирпичная керамика или извест-
ково-песчаный искусственный камень. Размеры
оболочек соответствуют размеру камней NF, 2-DF
и 3-DF и поставляются длиной от 1,00 до 3,00 м с
градацией по длине через 25 см. Глубина опирания
их должна быть не менее 11,5 см (рис. 7.42). Сбор-
ная перемычка после выполнения над ней кладки
образует растянутый пояс готовой перемычки. До
набора прочности за семь дней при пролетах пере-
мычки от 1,25 м требуется установка одной монтажной подпорки, а от 2,50 м —
двух подпорок. Для наружной кладки начиная от толщины стены 30 см имеют-
ся теплоизолирующие перемычки (рис. 7.43).
КОРОБА ДЛЯ РОЛЬ-СТАВЕН
Короба для роль-ставен — это сборные элементы, которые позволяют устанав-
ливать в стенах над окнами и дверьми роль-ставни. Они должны обеспечивать
для роль-ставен с камнем для
пропуска ремня управления
теплозащиту стены в месте установки роль-ставен.
Поэтому они выполняются из того же материала,
что и основной материал стен, или изготавливаются
из легкого бетона и облицовываются плитками или
сайдингом из материала стены. Они могут изготав-
ливаться также из пенопластовых изоляционных
материалов в сочетании с твердоволокнистыми пли-
тами (рис. 7.44). Во всех случаях установленные из-
нутри и снаружи штукатурные планки позволяют
вести их дальнейшую отделку. Короба для роль-ста-
вен имеют стабильную форму, являются самонесу-
щими, не чувствительны к погодным воздействиям
и соответствуют предписаниям по теплозащите,
шумо- и пожарозащите (рис. 7.45). Они соответству-
ют толщине стен, их длина соответствует ширине
7.3. Каменная кладка стен
проемов с учетом глубины опирания, определяе-
мой изготовителем. Каменный элемент для пропус-
ка ремня управления устанавливается справа или
слева у нижней грани проема в стене, причем с этой
стороны глубина опирания короба для роль-ставен
должна быть больше.
ПОДОКОННЫЕ СЛИВЫ
Под подоконным сливом понимают верхнее за-
вершение подоконной части наружной стены, рас-
положенное со стороны фасада здания (рис. 7.46).
Сливы как сборные элементы могут изготавливать-
ся из бетона или из природного камня. Они долж-
ны достаточно выступать за оштукатуренную на-
ружную поверхность стены и иметь капельник на
нижней плоскости. Сливы устанавливают на ра-
створе с уклоном наружу к капельнику. По бокам
элемент слива должен примыкать к неоштукату-
ренной кладке, для того чтобы штукатурка пере-
крывала шов и он был бы не проницаем для дожде-
вой воды при ветровом напоре. При облицовочной
кладке шов должен быть заполнен уплотняющим
материалом.
Рис. 7.45. Коробадля роль-ста-
вен
Рис. 7.46. Подоконный слив
ПОКРЫТИЕ СВОБОДНО СТОЯЩИХ СТЕН И ПАРАПЕТОВ
Свободно стоящие стены и парапеты необходимо защищать сверху от погод-
ных воздействий с помощью парапетных камней и специальных покрытий. Та-
кими покрытиями могут быть слой рулонного материала с уклоном в одну сторо-
ну, пояс из монолитного бетона с покрытием из жести или черепицы с уклоном в
одну или две стороны, а также сборные бетонные парапетные камни. Сборные
элементы могут иметь различные формы, однако с каждой стороны они должны
иметь достаточный свес, для того чтобы можно было устроить карниз с капель-
ником (рис. 7.47). Если из декоративных соображений парапетный камень не
должен выступать за грани стены, то растворный шов между стеной и парапет-
ным покрытием должен быть герметично заделан
пластичным герметиком.
СВЕТОВЫЕ ШАХТЫ - ПРИЯМКИ
Световые шахты — приямки — это U-образные
сборные элементы из бетона или усиленной стек-
ловолокном пластмассы. Они служат для освеще-
ния и вентиляции помещений ниже уровня земли.
Световые шахты могут устанавливаться на бетон-
ной плите, консольно выступающей из стены под-
вала, и прикрепляться к стене с помощью дюбелей
Уплотняющий материал
Рис. 7.47. Покрытие свободно
стоящих стен и парапетов
Глава 7. Каменные работы
Рис. 7.48. Световая шахта
или подвешиваются к соответствующим крепле-
ниям в элементах оконных проемов (рис. 7.48).
Из-за возможных осадок они должны быть всегда
укреплены на сооружении. Подошва световой
шахты для защиты от брызг дождевой воды долж-
на располагаться ниже подоконника окна на 15 см.
Там должно быть организовано надежное водоуда-
ление. В укрепленных на стене шахтах дно, как
правило, оставляют открытым и покрывают его
только крупным гравием. Из-за опасности несча-
стных случаев световые шахты должны накрывать-
ся решетками.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие факторы определяют прочность кладки на
сжатие?
2. Как изменяется основное значение о допустимого напряжения на сжатие ка-
менной кладки, если применяются кладочные камни 6-го класса прочности с
различными видами растворов?
3. Что понимают под короткими стенами?
4. Какие задачи имеют несущие внутренние и наружные стены, а также стены жес-
ткости?
5. Какие условия действуют для возведения ненесущих стен?
6. Почему для устройства вырезов и выступов в стенах надо выполнять многочис-
ленные предписания?
7. В стене из облицованной каменной кладки толщиной 24 см из камней стандарта
2-DF предусмотрена дверь шириной 2,01 м. Как может быть устроена дверная
перемычка из сборных элементов?
7.4. Каменные работы
Под каменными работами понимают изготовление частей зданий из искусствен-
ных или природных кладочных камней.
7.4.1. Рабочие приспособления
Для ведения каменных работ необходимы вспомогательные средства, которые
называют инструментами и приспособлениями, а также оснасткой.
7.4.1.1. Инструменты и устройства
ИНСТРУМЕНТАМИ для ведения каменных работ являются мастерки и кельмы,
молотки, водяные уровни, отвесы, направляющие шнурки, строительные угольни-
ки, визирки или нивелирные рейки, правила, наугольники, визирки для опреде-
ления толщины слоя, трубчатые уровни и стальная измерительная лента (рис. 7.49).
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ для каменных работ — это вспомогательные средства,
как, например, лопаты, растворные ящики (корыта) и тачки, а также строитель-
7.4. Каменные работы
ные машины. К ним относятся растворомешалки,
строительные подъемники, кран, захватные и сме-
щенные цанги, пилы по камню, разделительные и
шлифовальные машины.
7.4.1.2. Оснастка
Если кладка достигает высоты, при которой нельзя
быстро и профессионально работать, то необходи-
мо устройство оснастки. К ней относятся подмости
и стремянки. Подмости должны легко монтировать-
ся, надежно и прочно стоять и нести вес строитель-
ных материалов и рабочих. При каменных работах
обычно применяются инвентарные подмости и леса
из дерева или стали.
Наряду с постоянными по высоте деревянны-
ми козлами часто применяют стальные козлы, пе-
реставляемые по высоте. Для того чтобы залезать
на подмости, применяются стремянки, которые
должны выступать за верхнюю площадку подмос-
тей минимум на 1 м. Все чаще применяются эрго-
номически правильно устроенные подмости. В них
кладочные камни и растворные корыта располага-
ются выше, чем площадка, где стоит каменщик
(рис. 7.50). При этом он может брать камни и ра-
створ в удобном для себя положении, часто не на-
клоняясь. Кроме того, подмости могут перестав-
ляться по высоте и перекатываться с места на мес-
то в соответствии с продвижением строительных
работ.
7.4.2. Рабочее место
При оборудовании рабочего места необходимо сна-
чала определить место для складирования камней
и раствора. Растворное корыто стоит справа от шта-
беля камня, так, чтобы левая рука брала камень, а
правая могла работать с кельмой. Расстояние от
оборудования и строительных материалов до воз-
водимой стены должно составлять от 50 до 60 см.
Рис. 7.49. Инструменты для ве-
дения каменной кладки
Рис. 7.50. Эргономические
подмости
Этого размера достаточно в качестве ширины рабочего пространства каменщика
(рис. 7.51).
Если кладка ведется из крупноформатных камней, то рабочее простран-
ство должно быть больше. Это же касается случаев, когда крупноформатные
камни устанавливаются с помощью захватных и подъемно-транспортных при-
способлений.
Глава 7. Каменные работы
Рис. 7.51. Рабочее место и ра-
бочее пространство
Рис. 7.52. Горизонтальная гид-
роизоляция из рубероида
Рис. 7.53. Угол стены, выло-
женный заранее
7.4.3. Производство работ
При ведении каменных работ необходимо убе-
диться, что выполненная каменная кладка достиг-
ла требуемой прочности. Наряду с обычной техни-
кой ведения каменной кладки новейшие методы
позволяют вести кладку более экономично.
7.4.3.1. Закладка и кладка в высоту
Перед ЗАКЛАДКОЙ стены разбиваются, измеря-
ются и прорисовываются на земле или на между-
этажном перекрытии все необходимые размеры,
например для углов стены, присоединений стен,
расположения проемов.
При закладке первого слоя камни устанавлива-
ют на подушку из раствора и выравнивают их с по-
мощью визирки по створу стены. Растворная по-
душка или постель позволяет выравнивание неров-
ностей и устройство горизонтального каменного
слоя с помощью водяного уровня. Прямоугольные
углы стены, присоединения стен и пересечения
стен выравнивают с помошью строительного уголь-
ника и метровой рейки. Прямой угол может быть
отмерен с помощью метра измерением треугольни-
ка с соотношением сторон 3:4:5.
Если в слое стены необходимо устройство гори-
зонтальной гидроизоляции, то для этого, как пра-
вило, применяется битумокартон, посыпанный пес-
ком (бронированный рубероид). Последний постав-
ляется в рулонах в соответствии с толщиной стены.
Сначала слой стены выравнивают с помощью слоя
раствора, для того чтобы избежать возможности по-
вреждения рубероида острыми краями камней. Для
того чтобы защитить рубероид от повреждений и
сверху, он и сверху покрывается слоем раствора
(рис. 7.52). Этот слой раствора служит одновремен-
но выравниванию размерных допусков камней следующего слоя.
Кладка последующих рядов вверх происходит в большинстве случаев в не-
сколько рабочих шагов. Начинают кладку у углов стены, камни слоев укладыва-
ют с выступом вперед и ступенчато подходят к створу стены (рис. 7.53). Для того,
чтобы выдержать размер стены по высоте. Существуют специальные визирные
рейки слоев, на которых промаркированы высоты слоев для отдельных форматов
камня. Они устанавливаются вертикально по углам кладки и служат шаблонами
при кладке стен в высоту. Створ между углами кладки маркируется створным шну-
ром (рис. 7.54). Он должен всегда быть натянут, чтобы выдерживать высоту слоя.
7.4. Каменные работы
При ведении кладки следует придерживаться
общепризнанных правил.
• Кладочные камни всегда должны укладываться
горизонтально и вертикально.
• Следует применять только кладочные камни од-
ного вида. Смешанной кладки из камней различ-
ного вида следует избегать.
• При камнях с большой способностью всасывания
влаги, как, например, у стенового кирпича, не-
обходимо с помощью предварительного замачи-
вания камня ограничивать сильное преждевре-
менное всасывание влаги из раствора или при-
менять растворы с повышенной водоудержива-
ющей способностью либо влажную обработку
кладки во время твердения раствора.
• Постельные швы должны быть заполнены пол-
ностью и не должны состоять из двух полосок
раствора по краям стены. Это необходимо для
обеспечения требуемой прочности кладки на
сжатие (рис. 7.55).
• Продольные и стыковые швы заполнять полно-
стью, для того чтобы выполнялись требования к стене в отношении защиты от
косого дождя, а также тепло-, шумо- и пожарозащитные требования.
Рис. 7.54. Установка створно-
го шнура
• В одном слое следует применять камни одной высоты, чтобы постельный шов
проходил насквозь.
• Уложенный кладочный камень должен по воз-
можности мало «двигаться» и больше не подни-
маться.
• Свежую кладку следует своевременно защи-
щать от мороза, например с помощью укрытия
тепляками. Замороженные строительные мате-
риалы и средства защиты от мороза не должны
применяться. Поврежденную морозом кладку
перед продолжением каменных работ следует
снести.
• Соединение двух стен в продольном направле-
нии или под прямым углом друг к другу может
осуществляться стоячим или лежачим зубчатым
соединением, а также дырчатым зубчатым со-
единением или стержневым зубчатым соедине-
нием (рис. 7.56).
Рис. 7.56. Зубчатые соединения
Глава 7. Каменные работы
7.4.3.2. Ведение кладки из камней большого формата
Применение крупноформатных кладочных камней уменьшает затраты времени
при кладке. Составляющая швов в каменной кладке, а также количество раство-
ра могут быть уменьшены. Крупноформатные камни при укладке вручную не
должны, по условиям профсоюзов, превышать определенный вес. Поэтому их
размеры ограничены. Так как каменщик для укладки таких камней использует
обе руки, то говорят о двуручных камнях. Если необходимо применять еще боль-
шие камни, то применяют укладочные механизмы (см. с. 352).
Крупноформатные камни укладываются по одному. При этом раствор нано-
сится полностью на постель, а от нанесения раствора на боковые стенки камня
отказываются. При рядовой укладке камня растворную постель подготавливают
для многих камней и камни укладывают, плотно придвигая друг к другу. Задел-
ка боковых швов раствором происходит путем заполнения растворных шлицов.
Камни с зубчатым соединением также плотно придвигаются друг к другу и оста-
ются без заделки стыковых швов раствором (рис. 7.57). Во всех случаях швы,
если они больше 5 мм, должны быть с обеих сторон заделаны раствором.
Растворный стыковой -я
шов . *j
Стыковой шов сдвинутый с заполне-
нием растворного шлица раствором
Стыковой шов зубчатой формы,
камни плотно придвинуты друг к другу
Рис. 7.57. Устройство стыко-
вых швов при крупноформат-
ных камнях
Камни одного слоя должны лежать на одной
высоте. На концах стен для компенсации перевяз-
ки кладки доборные камни или целые камни могут
отпиливаться по размеру. Кроме того, в каждом вто-
ром ложковом ряду для выравнивания по длине и
по высоте допустимо устройство дополнительного
ложкового шва (см. рис. 7.9). При этом необходимо
выдерживать размер перевязки.
Перевязка кладки зависит от толщины стены и
от применяемого формата камней. Кладка толщи-
ной 36,5 и 30 см может выкладываться с тычковой
перевязкой. При этом каждый стыковой шов лежит
над центром нижележащего камня. Кладка толщи-
ной 24 см выкладывается с ложковой перевязкой.
Рис. 7.58. Доборные камни
Причем размер перевязки составляет 11,5 см. По
концам стены у соединений стен и в середине сте-
ны доборные камни обеспечивают правильную пе-
ревязку без смещений (рис. 7.58). В кирпичных сте-
нах люки в середине стены шириной от 10 до 25 см
можно закрывать сдвижными камнями. Для обес-
печения предписанной прочности кладки на сжа-
тие необходимо придерживаться обычных правил
перевязки.
7.4.3.3. Кладка из камней
высокоточной формы
При применении очень точных по размерам боль-
шеформатных камней, как, например, «ровные
7.4. Каменные работы
камни», толщина постельных и вертикальных сты-
ковых швов может быть уменьшена до 1—3 мм. При
этом возможно размеры камней в натуре прибли-
зить к размерам стен; действительные длины и вы-
соты камней на 1—2 мм меньше.
«Ровные камни» укладываются на тонкую ра-
створную постель (рис. 7.59). Раствор для тонкой
постели нормируется по DIN 1053, соответствует
группе растворов III и поставляется в виде сухой
растворной смеси на стройплощадку. Он наносит-
Рис. 7.59. Нанесение тонко-
шовного раствора с помощью
зубчатой кельмы
ся на плоскость камня с помощью растворных шпа-
телей, зубчатых кельм, растворных валиков или по-
гружения в тонкошовный раствор. Раствор следует
наносить так, чтобы с обеих наружных сторон кам-
ней оставалось 0,5—1 см свободными, для того что-
бы раствор не вытекал под весом камня.
«Ровные камни» укладываются на растворную
постель ложкового шва, выравниваются и прижи-
маются. Стыковой шов может быть растворным.
Перевязка камней должна выполняться очень тща-
тельно, так как вследствие малого нанесения ра-
створа последующее выравнивание почти невоз-
можно. Чтобы облегчить перевязку, «ровные камни»
могут быть снабжены соединением «шпонка-паз».
При укладке сверху они так плотно придвигаются
и прижимаются друг к другу, что раствор не может
Рис. 7.60. Укладка «ровных
камней»
попасть в шов, и камни практически соединяются насухо. Для кладки из таких
камней по наземной плите или по плите междуэтажного перекрытия необходим
горизонтальный слой кладки. Для этого все камни первого слоя для лучшего
выравнивания по высоте укладываются на нормальную растворную постель обыч-
ной толщины. Дальнейшая кладка такими камнями производится по обычным
правилам перевязки (рис. 7.60).
Стена из «ровных камней» как почти бесшовная и безрастворная конструк-
ция не имеет мостиков холода. Ее можно возводить более быстро, просто, более
точно и более экономично. Вследствие малого количества раствора кладка высы-
хает быстрее и образует прекрасную основу для штукатурки.
7.4.3.4. Кладка насухо
Определенные большеформатные «ровные камни» могут укладываться без ра-
створа (рис. 7.61). Камни устанавливаются насухо друг на друга, выравниваются
и фиксируются ударом кувалды. При этом камни соединяются друг с другом
вследствие их шероховатой поверхностной структуры (рис. 7.62). В любом слу-
чае первый слой камней должен для выравнивания по высоте укладываться в
толстый слой обычного раствора.
Рис. 7.61. Укладка «ровных
камней» без раствора
Рис. 7.62. Структура поверх-
ности
Рис. 7.63. Кладка заполнени-
ем пустот жидким раствором
Сухая кладка допускается для зданий не выше
3 этажей, включая подвал. Высота здания над уров-
нем земли не должна превышать 10 м. Таким спосо-
бом можно выкладывать несущие стены и стены же-
сткости; они должны быть нагружены и раскреплять-
ся плитами перекрытий. Наружные стены могут быть
толщиной от 24 см, внутренние стены жесткости и
двухслойные перегородки допускается устраивать
толщиной 17,5 см, стены подвалов — от 30 см.
Преимуществом сухой кладки является эконо-
мия стоимости при укладке камней. Так как в
кладку не вносится с раствором дополнительная
«построечная» влажность, то кладку можно вести
и в морозный период.
7.4.3.5. Кладка и соединение камней
на жидком растворе
Кладка может возводиться с применением раствор-
ных швов без нанесения раствора кельмой. Плос-
кие ровные стеновые камни из обычных стеновых
строительных материалов укладываются насухо в
стену толщиной в один камень с ложковой перевяз-
кой. Камни имеют один или несколько рядов от-
верстий для заполнения раствором. Эти отверстия
должны располагаться друг над другом. На нижней
стороне кладочных камней имеются расширения,
которые обеспечивают возможно большее распро-
странение раствора в ложковый шов (рис. 7.63). Ра-
створ растворной группы II, Па и III для этого дол-
жен быть как можно более текучим. Это достига-
ется не добавлением воды, а применением гидрата
извести и добавок.
На каждой стройплощадке надо доказать пригод-
ность раствора. Для этого надо построить пробную
стенку и заполнить ее данным раствором. Необходи-
мо установить, насколько заполнены каналы и гори-
зонтальные расширения раствором. При разрушении
пробной стенки проверяется, как глубоко пустоты
заполнены раствором. После этого обычно прихо-
дится изменять консистенцию раствора.
При заполнении стен раствором обычно дости-
гается увеличение веса стены. Это хорошо сказы-
вается на шумозащите. Поэтому такая кладка осо-
бенно подходит для межквартирных перегородок
и разделительных стен в домах блокированного
7.4. Каменные работы
типа. Для теплозащитной кладки наружных стен
применяют камни с непрерывным теплоизоляци-
онным слоем из пенопласта или пробки.
Стены с заливкой жидким раствором допуска-
ются строительным надзором. Для их применения
и возведения необходимо учитывать указания в акте
допуска таких конструкций.
7.4.3.6. Кладка с применением
опалубочных камней
При строительстве стен могут применяться опалу-
бочные элементы, подобные кладочным камням.
Эти элементы имеют вертикальные пустоты и по-
перечные прорези и изготавливаются из пористо-
го бетона или нормального бетона (рис. 7.64). Они
могут иметь гладкие поверхности со всех сторон
или быть снабжены на тычковых и ложковых гра-
нях системой «шпонка-паз». Камни в зависимос-
ти от вида наружных поверхностей могут уклады-
ваться с ложковой перевязкой насухо, или на ра-
створе обычных растворных групп, или на тонко-
шовном растворе.
Пустоты при возведении стен заполняются бе-
тоном С8/10, С12/15 или LC12/13 с консистенци-
ей Fl, F2, F3 или F4 и уплотняются глубинным
вибратором. Бетонные колонны в опалубочных
камнях связываются между собой за счет бетона,
Рис. 7.64. Углы стены с опалу-
бочными камнями
Рис. 7.65. Кладка стены с опа-
лубочными камнями из дре-
весно-стружечного бетона
перетекающего из одной вертикальной пустоты в другую через горизонтальные
вырезы. Высота заполнения зависит от строительного вида камней и может со-
ставлять от высоты одного слоя до высоты этажа. Кладка с опалубочными кам-
нями требует допуска строительного надзора.
В БЕТОННОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ могут применяться также опалубочные
камни из других строительных материалов, например из древесно-стружечного
бетона или из пенопласта (рис. 7.65). Заполнение бетоном здесь происходит со-
гласно DIN 1045 и производится бетоном С12/15 и С20/25.
7.4.3.7. Рациональное ведение кладочных работ
Ведение кладки вручную с применением малоформатных и среднеформатных
камней требует высоких затрат рабочего времени. Повышение производитель-
ности труда и разгрузка каменщиков достигается с помощью УКЛАДОЧНЫХ
МАШИН. Укладочные машины — это перемещающиеся по рабочей плоскости
поворотные легкие краны с грузоподъемностью около 300 кг. С помощью ин-
вентарного цангового захвата за один подъем они могут укладывать за один ра-
бочий проход до 2-метрового ряда камней (рис. 7.66). Растворная постель может
Глава 7. Каменные работы
Рис. 7.66. Укладка ряда камней с помощью
цангового захвата укладочной машины
Рис. 7.67. Бесконечные соединения (глухие
стыки)
Рис. 7.68. Установка стеновых панелей
быть из нормального или тонкошов-
ного раствора. Для того чтобы обеспе-
чить горизонтальные ровные плоско-
сти, преимуществом является, если гра-
ни камней выполнены в виде шпонок
и пазов, а ложковые швы выполнены с
коническими центрирующими болта-
ми в аналогично выполненных шпон-
ках на нижней стороне камней.
Дальнейшей рационализацией яв-
ляется ведение кладочных работ в
ТЕХНИКЕ БЕСКОНЕЧНЫХ СО-
ЕДИНЕНИЙ. При этом стены могут
пристыковываться друг к другу без
зубчатых соединений. Преимущество
заключается в рабочем процессе. Сте-
ны необходимо только выкладывать
по створу. При этом можно легче ис-
пользовать укладочные машины.
У стыков стен и их пересечений не тре-
буется никаких связей. При кладке от-
дельных стен возможно применение
различных высот слоев и различных
строительных материалов. В любом
случае условия по обеспечению проч-
ности и устойчивости здания должны
выполняться. При применении тех-
ники бесконечных соединений реко-
мендуется по причинам строительной
практики закладывать плоские анке-
ры из нержавеющей стали длиной
30 см в районе стыка в каждый слой
кладки (рис. 7.67). Кроме того, такой
«глухой» стык необходимо дополни-
тельно замоноличивать раствором из
условий звукоизоляции и статики.
С помощью установки ПРЕДВА-
РИТЕЛЬНО ИЗГОТОВЛЕННЫХ
СТЕНОВЫХ ПАНЕЛЕЙ время стро-
ительства можно значительно сокра-
тить. Выложенные на площадке сте-
новые панели устанавливаются на
площадке в технике бесконечных соединений или монтируются как сборные па-
нели с помощью кранов (рис. 7.68). Стеновые панели и элементы, как правило,
7.5. Виды каменной кладки
плоские, в них возможны оконные и дверные про-
емы. Размер стеновых панелей определяется воз-
можностями транспортировки и имеющимися на
площадке грузоподъемными механизмами. Суще-
ствуют панели площадью до 24 кв. м.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие правила следует выполнять при ведении
кладки из кладочных камней?
2. Какие преимущества имеют зубчатые стыковые
соединения?
3. Какие возможности возведения стен из каменной
кладки вы знаете?
4. Как можно сэкономить затраты при кладочных
работах?
7.5. Виды каменной кладки
Различают однослойную кладку и многослойную
кладку с двумя плотными слоями (рис. 7.69), а так-
же арки из кладочных камней и своды.
7.5.1. Однослойная кладка
Наружная
штукатурка ----
Скрытая
кладка —
Внутрен-
Внутренняя шту-
катурка Внутрен. J
ним ряд камней
Промежуточный слой,
например утеплитель
Наружный слой камней -
Однослойная Многослойная
Рис. 7.69. Виды кладки
Однослойная кладка несет нагрузку всей толщиной стены. Она подходит как
для наружных, так и для внутренних стен. Стены могут быть выполнены в виде
«спрятанной кладки», т.е. со штукатуркой со всех сторон, или в виде кладки с
наружным или с наружным и внутренним отделанными слоями, т.е. без шту-
катурки (лицевая кладка).
7.5.1.1. «Спрятанная» кладка
Для «спрятанной кладки» подходят все виды камней и все их форматы. В преде-
лах одного этажа для упрощения возведения и надзора за ведением кладки ко-
личество видов камней должно быть по возможности ограничено. Стены, как
правило, оштукатуриваются, чтобы получить гладкую и ровную поверхность.
Наружную сторону кладки необходимо защищать от воздействия погоды, на-
пример с помощью штукатурки или облицовки.
7.5.1.2. Лицевая кладка
В случае ВНУТРЕННИХ СТЕН однослойная кладка с оштукатуренной задней
стороной при всех толщинах стены может выполняться из камней всех видов.
Если кладка должна оставаться неоштукатуренной с двух сторон, то при толщине
стены 11,5 и 17,5 см камни необходимо подбирать. Так как кладочные камни
должны укладываться ложками, то они на обеих продольных сторонах не долж-
ны иметь изъянов. Этого особенно трудно достичь, потому что у этих камней для
лицевой кладки подходит только одна ложковая сторона и две тычковых.
Глава 7. Каменные работы
Рис. 7.70. Однослойная лице-
вая кладка (наружная стена)
В случае НАРУЖНЫХ СТЕН на наружной сто-
роне для лицевой кладки следует применять моро-
зостойкие камни. Каждый слой стены должен
иметь по меньшей мере два ряда камней одной вы-
соты, между которыми для повышения безопасно-
сти от проникновения косого дождя проходит не-
прерывный, смещенный через слой, продольный
шов толщиной 2 см, тщательно, без пустот заделан-
ный жидким раствором (рис. 7.70). Из-за этого по-
вышается толщина стены на 1 см, например с 30 до
31 см или с 36,5 и 37,5 см. Все швы должны быть на
всю толщину заполнены раствором.
Для изготовления ЛИЦЕВОЙ КЛАДКИ не-
обходимо выполнять следующие правила.
• Кладочные камни для лицевой кладки должны осторожно транспортировать-
ся и складироваться, для того чтобы избежать сколов на ребрах и щербин на
ложках и тычках.
• У двухсторонней лицевой кладки часто бывает необходимо подыскивать под-
ходящие камни.
• Для заполнения швов раствором необходимо применять раствор группы II и Па.
• Части камней должны отпиливаться «болгаркой» или пилой по камню.
• При укладке камней следует выдерживать постоянную толщину швов.
Рис. 7.71. Немедленное загла-
живание швов
Рис. 7.72. Выскабливание швов
в кладке
• Раствор должен заполнять полностью весь шов,
однако вытекания раствора следует избегать, для
того чтобы камни оставались как можно более
чистыми.
• Следует постоянно проверять на глаз, лежат ли
швы вертикально друг над другом.
• После выполнения лицевой кладки ее следует
защитить от проникающей влажности специ-
альным покрытием.
ЗАДЕЛКА ШВОВ В ЛИЦЕВОЙ КЛАДКЕ мо-
жет происходить непосредственно после укладки
слоя стены. При этом раствор полностью запол-
ненного шва придавливается кельмой или куском
водопроводного шланга или кабеля и ровно загла-
живается (рис. 7.71).
Заполнение швов после того, как кладка вы-
полнена, также возможно, если застывший ра-
створ удаляется из шва на глубину 1,5 см без кро-
шек и пыли (рис. 7.72). Применяемый для этой
7.5. Виды каменной кладки
Рис. 7.73. Уплотненный сталь-
ным шовным шаблоном шов
цели раствор соответствует обычному кладочно-
му раствору. Он не должен быть слишком тонко-
зернистым и слишком жирным, чтобы не возни-
кали усадочные трещины и капиллярный подсос
влаги в конструкцию. Рекомендуется примене-
ние заводского раствора для наружных стен с до-
бавками трасса.
Швы следует заполнять за два рабочих прохо-
да. Говорят также о двухпроходном заглаживании
раствора в швах. При первом рабочем проходе в
последовательности стыковые швы/ложковый
шов необходимо сильным надавливанием обеспечить плотное примыкание во
внутреннем шве. При втором проходе в последовательности ложковый шов/сты-
ковые швы необходимо уплотнить раствор в швах с помощью заглаживания
стальным шовным шаблоном и крепко прижать его к камням (рис. 7.73).
ОЧИСТКА ЛИЦЕВОЙ КЛАДКИ в большинстве случаев необходима пос-
ле затвердевания раствора и стены. Сначала необходимо осторожно удалить зат-
вердевший раствор с помощью кельмы. Если это не удается, то можно попробо-
вать сделать это при помощи чистящего камня того же вида, что и камни кладки,
потерев этим камнем загрязненные места. После этого необходима мокрая чист-
ка водой с добавлением моющего средства с помощью корневой щетки. Возмож-
на также очистка с помощью струи пара под давлением. Большие загрязнения
раствором в большинстве случаев могут быть удалены только с помощью кис-
лотной обработки. При этом следует выполнять следующие правила.
• Обильно смочить лицевую кладку водой СНИЗУ ВВЕРХ, чтобы поры запол-
нились водой и оставались заполненными водой при дальнейшей обработке.
• Обработка 6%-ным раствором уксусной кислоты, специальными средствами
для очистки камня или разбавленной соляной кислотой (1:20) СНИЗУ ВВЕРХ.
Известково-песчаные камни и бетонные камни на должны подвергаться кис-
лотной обработке.
• После кислотной обработки кладку необходимо обильно промыть водой СНИ-
ЗУ ВВЕРХ.
• При кислотной обработке следует надевать защитную одежду (резиновые са-
поги, резиновые перчатки, резиновый фартук), а также защитные очки.
ЗАЩИТА ЛИЦЕВОЙ КЛАДКИ может производиться только тогда, когда
камни и швы полностью высохнут. В качестве защиты может применяться по-
крывающая окраска, которая, однако, изменяет цвет кладки, или бесцветная
пропитка, например силиконом (с. 250). Последнее обеспечивает уменьшение
водовосприятия кладки. Для этого применяется прозрачный раствор силиконо-
вой смолы, который наносится на лицевую кладку набрызгом или кистью. Пос-
ле испарения растворителя он образует невидимую, тонкую пленку. Водооттал-
кивающие свойства держатся, как правило, годами. Дышащие свойства кладки
Глава 7. Каменные работы
при этом сохраняются. При пропитке кладки сле-
дует выполнять следующие предписания по безо-
пасности от несчастных случаев.
• Защищать лицо и руки от соприкосновения с ра-
створом силиконовой смолы.
• Рабочее место защищать от открытого огня и от-
крытого света.
• Запачканную силиконовой смолой одежду не-
медленно чистить.
7.5.1.3. Примыкания к кладке
При строительстве стен имеются примыкания в
уровне земли, в области междуэтажных перекры-
тий и в районе примыкания к конструкции чер-
дачного перекрытия и кровли. Все примыкания
необходимо выполнять таким образом, чтобы не
возникало мостиков холода и наружная сторона
кладки имела однородную поверхность для шту-
катурки. Этим предотвращается возникновение
трещин при воздействиях погоды и колебаний
температур.
В УРОВНЕ ЗЕМЛИ (у цоколя и в районе воздействия дождевых брызг) стена
подвала переходит в стену этажа. В зависимости от высоты расположения цоколя
над уровнем земли часть поколя, на которую воздействуют брызги дождя, отде-
лывается по-разному на высоту 30 см от уровня земли (рис. 7.74). При этом стена
подвала и стена этажа могут быть заподлицо. Наружная штукатурка стены и цо-
коля разделяются штукатурной рейкой. Обе штукатурки отличаются, как прави-
ло, различной поверхностной структурой и цветом, а также различным составом.
Если стена этажа выступает за поверхность стены подвала на 2,5 см (в подрезку),
то получается капельная грань. Вместо цокольной штукатурки в области дожде-
вых брызг может устраиваться лицевая кладка или бетонная стена.
В УРОВНЕ МЕЖДУЭТАЖНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ могут быть различные кон-
струкции, так как толщины перекрытий не привязаны к ворсьмеричному размеру
каменной кладки. Остается высота 25 см для обкладки перекрытия. Если толщина
перекрытия составляет 18 или 16 см, то под перекрытием необходимо устраивать
выравнивающий слой толщиной 7 или 9 см. Последний может либо бетонироваться
вместе с перекрытием, либо выравниваться с помощью кладочных камней DF или
NF, либо устраиваться из особых кладочных камней L-образного профиля (L-об-
разные камни) (рис. 7.75). Размеры L-образных оболочек соответствуют обыч-
ным толщинам перекрытий. Обкладка перекрытий с наружной стороны проис-
ходит камнями NF, 2-DF или L-образными камнями. Расположенная между же-
лезобетонным перекрытием и обкладкой теплоизоляция со стороны бетона дол-
7.5. Виды каменной кладки
жна состоять из плиты из пенопласта толщиной 2 см
и из слоя волокнистого утеплителя толщиной 5 см.
В области примыкания стены к КРОВЛЕ или
ЧЕРДАЧНОМУ ПЕРЕКРЫТИЮ во все наружные
стены и поперечные стены должны быть заложены
кольцевые анкеры или железобетонные пояса, рас-
считанные на восприятие растягивающих усилий
от внешних нагрузок, например от ветра или от не-
равномерных деформаций железобетонных плит.
Это важно, например, в сооружениях высотой бо-
лее двух полных этажей при длине сооружения бо-
лее 18 м или в стенах, суммарная ширина проемов
в которых составляет более 60% длины стены.
КОЛЬЦЕВОЙ АНКЕР надо устраивать непос-
редственно под перекрытием. Он состоит из арми-
рованной кладки или из железобетона (рис. 7.76).
При выполнении его из железобетона на стену укла-
дываются U-образные камни из обычного материа-
ла стены, которые затем армируются 2 стержнями
арматуры диаметром 10 мм и заполняются бетоном.
КОЛЬЦЕВЫЕ ПОЯСА необходимы, когда по
причине изменения формы чердачного перекры-
тия под его опорными частями устанавливаются
слои скольжения из пленки или небронированно-
го рубероида.
Рис. 7.75. Кладка в области при-
мыкания междуэтажного пере-
крытия
Рис. 7.76. Кладка в области при-
мыкания чердачного перекры-
тия
7.5.2. Кладка с двумя слоями из камня
Кладка с двумя слоями из камня подходит как для
междуквартирных перегородок, так и для наруж-
ных стен. Несущие слои толщиной 11,5 и 17,5 см
могут быть высотой не более 2,75 м и проходить
только через полные этажи включая мансардный
этаж. В наружных стенах наружный слой кладки
часто выполняется из лицевой кладки устойчивым
против погодных воздействий.
7.5.2.1. Междуквартирные стены
Междуквартирные стены, например между дома-
ми блокированного типа или между рядом распо-
Стена с облицовоч-
ным слоем и слоем
утеплителя
Стены, отделяющие
квартиры или дома
блокированного типа
Рис. 7.77. Виды кладки с на-
грузкой
ложенными квартирами, состоят из отделенных друг от друга стен на расстоя-
нии минимум 3 см (рис. 7.77). Они должны обеспечивать достаточную звуко-
изоляцию и служить для защиты от пожара. Двухслойные перегородки могут
Глава 7. Каменные работы
Высота
перекрытия
Минераловолокнис- —
тые изолирующие пли-
ты для полов типа Т
Закрывающий Толщинч
слоев ----й-
орусок каменной кладки
Рис. 7.78. Ведение кладки двух-
слойных стен — перегородок
быть толщиной от 11,5 см на один слой. Они выкладываются из крупноформат-
ных камней класса плотности не менее 1,0. Возможно также устройство различ-
ных по толщине каменных слоев, например из кладки толщиной 17,5 и 24 см,
или можно применять сборные железобетонные панели вместе со слоями из ка-
менной кладки.
Предпосылкой для хорошей звукоизоляции является звукоизоляционная
прослойка, по возможности толщиной от 4 до 6 см, которая начинается поверх
фундамента и проходит через всю высоту здания. Эту прослойку нельзя запол-
нять жесткими на изгиб материалами. Между слоями также не должны падать
остатки раствора. Этого можно избежать, например, с помощью закрывающего
бруска в воздушной прослойке, который подтягивается вверх по мере выклады-
вания стенок. Также можно использовать плиты из минерального изоляцион-
ного материала, которые устанавливаются в прослойку перед возведением вто-
рой стенки у уже возведенной первой стенки перегородки. В области примыка-
ния междуэтажных перекрытий уширенный шумозащитный шов улучшает зву-
коизоляцию стены (см. рис. 7.77). Шумозашитный
шов может оставаться незаполненным, если отне-
сенная к площади поверхности стены масса или по-
верхностная масса каждой стенки составляет не
менее 200 кг/м2. В противном случае прослойка за-
полняется минераловатными звукоизоляционны-
ми плитами для пола, по возможности многослой-
но и со смещением швов между слоями. Плиты из
пенопласта и древесноволокнистые плиты из-за их
высокой жесткости меньше подходят для повыше-
ния звукоизоляции перегородок.
7.5.2.2. Наружные стены
Стены с двумя каменными слоями могут выпол-
няться с вертикальной воздушной прослойкой и без
нее. Часто между каменными стенками устраивают
слой теплоизоляции. Ненесущий наружный слой
должен быть устойчив против погодных воздей-
ствий, поэтому его необходимо выкладывать из мо-
розостойких камней. Наружная стенка должна
иметь толщину минимум 9 см. Минимальная длина
коротких стенок (пилонов), которые должны нести
нагрузки только от наружной стенки, составляет
24 см. Кладка толщиной менее 11,5 см не должна
возводиться на высоту более 20 м над уровнем зем-
ли. Через каждые 6 м она должна закрепляться на
внутренней несущей стене (рис. 7.79). В домах вы-
сотой в 2 полных этажа треугольник фронтона вы-
сотой до 4 м может устраиваться без дополнитель-
ного крепления. Наружная стенка может выступать
Рис. 7.79. Крепление облицо-
вочного слоя кирпича к утеп-
лителю
7.5. Виды каменной кладки
не более чем на 1,5 см над опорой. Наружные стен-
ки толщиной 11,5 см должны крепиться к внут-
ренней стене через каждые 12 м. Они могут высту-
пать выше опоры не более чем на 2,5 см.
Если для крепления облицовочного слоя в
каждом этаже применяются допущенные строи-
тельным надзором анкеры, то крепление слоев
друг к другу с помощью консолей из нержавеющей
стали может быть излишним. Подвижные в себе
анкеры, воспринимающие разницу температур-
ных и других деформаций обоих слоев кладки,
должны всегда быть заделаны в раствор не менее
чем на 60 мм (рис. 7.80).
Наружный слой должен быть закреплен во
внутреннем слое. Для этого при возведении внут-
реннего слоя кладки устанавливаются не менее
5 проволочных анкеров из нержавеющей стали ди-
аметром не менее 3 мм на каждый кв. м. Проволоч-
ные анкеры устанавливаются в раствор постельных
швов на расстоянии по вертикали не более 25 см и
по горизонтали не более 75 см. На всех свободных
краях кладки, например в углах стен или у проемов,
необходимо дополнительно устанавливать 3 анке-
ра на 1 м длины края стены (рис. 7.81). Если высо-
та стены превышает 12 м и толщина прослойки
между стеной и облицовочным слое кирпича со-
ставляет от 7 до 12 см, то следует применять анке-
ры диаметром 4 мм. Если расстояние между стен-
ками составляет от 12 до 15 см, то на каждый кв. м
стены следует устанавливать по 7 анкеров. Если
проволочные анкеры устанавливаются в постель из
легкого раствора, то следует применять LM 36. Для
того чтобы через проволочные анкеры во внутрен-
нюю оболочку не могла проникнуть влага, на про-
волочные анкеры должны быть надеты пластмас-
совые шайбы таким образом, чтобы, например, конденсационная вода могла
капать в воздушную прослойку (рис. 7.82).
При ДВУХСЛОЙНОЙ НАРУЖНОЙ СТЕНЕ СО ШТУКАТУРНЫМ СЛО-
ЕМ внутренний слой представляет собой стену толщиной не менее 11,5 см, кото-
рая возводится, как правило, вначале. На наружной стороне внутреннего слоя
наносится составной слой штукатурки в качестве влагоизоляции. Наружный слой
состоит из облицовки толщиной не менее 9 см из морозостойких кладочных кам-
ней (рис. 7.83). Так как строительные материалы наружного и внутреннего слоев
Рис. 7.80. Подвижный в себе
анкер
Внутренняя Наружная
станка от 50 стенка
82,5Д0 9б[ др 75 I ОТ 82,5 до 95
* 240 7
Расстояние между
проволочными анкерами
по горизонтали всех СВ0б0дНЬ1Х
S
ЪС
краях дополнительно
3 анкера на и длины
— края
г-ПрОВОЛОЧНЫЙ
анкер из нерж?
веющей стали
Рис. 7.81. Устройство анке-
ровки
Глава 7. Каменные работы
Рис. 7.83. Двухслойная наруж-
ная стена со слоем штукатурки
Рис. 7.84. Двухслойная наруж-
ная стена с внутренней тепло-
изоляцией
Рис. 7.85. Подошва двухслой-
ной наружной стены с внут-
ренней теплоизоляцией
имеют различные величины деформаций, то оба
слоя необходимо разделять воздушной прослойкой
толщиной примерно в палец.
ДВУХСЛОЙНАЯ НАРУЖНЯЯ СТЕНА С
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЕЙ ВНУТРИ состоит из на-
ружной и внутренней стенок, разделенных слоем
теплоизоляции (рис. 7.84). Оба слоя кладки долж-
ны быть толщиной не менее 11,5 см. Их надо со-
единять друг с другом с помощью проволочных
анкеров. Теплоизоляционный слой, называемый
также внутренним утеплением, остается без воз-
душной прослойки и не должен превышать тол-
щины 15 см. Если применяются теплоизоляцион-
ные плиты типа минераловатных плит или плит из
пенопласта, то лучше применять анкеры с отгибом
только на одном конце. Плиты утеплителя тогда
могут протыкаться анкерами и подтягиваться к
внутренней стенке. Только после этого концы ан-
керов отгибают соответствующим инструментом,
причем длина отогнутых коленец анкеров должна
быть не менее 2,5 см.
Если пространство между двумя стенками за-
полняется утепляющей засыпкой, то ее следует
укладывать в прослойку постепенно вместе с вык-
ладыванием наружного облицовочного слоя. За-
сыпка состоит из водоотталкивающего легкого за-
полнителя, например из вулканического камня.
Постепенная засыпка и тщательное уплотнение
обеспечивают заполнение прослойки без пустот
и разрывов.
У подошвы двухслойной стены с внутренним
утеплением необходимо устройство горизонталь-
ной гидроизоляции. В облицовочном слое необхо-
димо предусмотреть открытые стыковые швы или
промежутки между камнями для вентиляции, что-
бы влага могла выходить. Величина этих отверстий
должна составлять не менее 50 см2 на каждые 20 м2
площади стены, включая окна и двери (рис. 7.85).
ДВУХСЛОЙНАЯ НАРУЖНАЯ СТЕНА С ВОЗДУШНОЙ ПРОСЛОЙКОЙ
состоит из наружного облицовочного слоя толщиной минимум 9 см, внутреннего
слоя толщиной минимум 11,5 см и лежащей между ними воздушной прослойки
толщиной от 6 до 15 см (рис. 7.86). Внутренняя и наружная стенки должны быть
скреплены друг с другом анкерами.
7.5. Виды каменной кладки
Для вентиляции в наружном слое стены устра-
иваются вверху и внизу открытые стыковые швы.
Согласно DIN 1053 на каждые 20 м2 вентилируемой
площади стены, включая окна и двери, следует уст-
раивать верхние и нижние вентиляционные отвер-
стия общей площадью 75 см2. Необходимое сечение
отверстий для вентиляции в наружном слое стены
достигается, если стыковые швы первого и после-
днего ряда кладки остаются открытыми. Это спра-
ведливо для камней высотой 11,3 см. Если ведется
кладка из тонких камней с ложковой перевязкой, то
стыковые швы ложкового и тычкового слоев обоих
нижних и обоих верхних рядов кладки должны быть
открытыми. Кроме того, следует учитывать, что под окнами и над перемычками
вентиляция также должна быть обеспечена через открытые стыковые швы. Вмес-
то открытых стыковых швов в кладку облицовки могут быть включены специаль-
Рис. 7.86. Двухслойная наруж-
ная стена с воздушной про-
слойкой
ные вентиляционные камни.
Так как, несмотря на все предосторожности, в нижнюю часть воздушной
прослойки могут попадать остатки раствора, то для обеспечения полноценной
вентиляции открытые стыковые швы должны располагаться только во втором и
в третьем ряду кладки облицовочного слоя. По причинам защиты от погодных
условий и от дождевых брызг рекомендуется в цокольной части стены откры-
тые стыки располагать не ниже 10 см над уровнем земли и по их нижней грани
расположить горизонтальную гидроизоляцию, чтобы отводить падающую и ка-
пающую воду.
ДВУХСЛОЙНАЯ НАРУЖНАЯ СТЕНА С ВНУТРЕННИМ УТЕПЛЕНИ-
ЕМ И ВОЗДУШНОЙ ПРОСЛОЙКОЙ состоит из двух скрепленных друг с
другом слоев кладки с лежащей между ними воздушной прослойкой и утепляю-
щим слоем (рис. 7.87). Минимальная толщина наружного слоя 9 см, внутреннего
слоя 11,5 см. Толщина воздушной прослойки не менее 4 см, когда счищен вытек-
ший раствор. Толщина утеплителя не должна превышать 11 см, так как вместе
толщина воздушной прослойки и утеплителя не
должна превышать 15 см. Укрепленный на внут-
реннем слое стены утеплитель уменьшает теплопо-
тери помещений. Циркулирующий в прослойке
воздух отводит влагу, препятствуя образованию
конденсата. Вентиляция должна быть обеспечена
через отверстия в облицовочном слое у подошвы
стены и под карнизом.
При устройстве двухслойных наружных стен с
вентилированием воздушной прослойки плиты
утеплителя должны быть плотно пристыкованы
друг к другу и приклеены к внутреннему слою сте-
ны или укреплены на нем с помощью когтевых пли-
Рис. 7.87. Двухслойная наруж-
ная стена с внутренней тепло-
изоляцией и вентилируемой
воздушной прослойкой
Глава 7. Каменные работы
Рис. 7.88. Стены-заполнения
в железобетонных каркасных
зданиях
ток на анкерах. Кроме того, на анкеры должны быть
надеты пластмассовые шайбы, так, чтобы конден-
сат мог капать в центр воздушной прослойки.
Если, например, при утеплении существующей
стены применяются забивные анкеры, их надо за-
бивать уже с надетыми гильзами в дюбели, встав-
ленные в предварительно пробуренные отверстия
в стене. Гильзы защищают анкер от сгибания при
забивке и могут быть использованы для последую-
щего отгиба концов анкера.
7.5.3. Стены-заполнения
Под стенами-заполнениями понимают заполнение между несущими строитель-
ными элементами, как, например, между колоннами и перекрытиями в фахвер-
ковом и каркасном строительстве (рис. 7.88). Стены-заполнения — это ненесу-
щие стены, которые передают свой собственный вес и ветровую нагрузку, как,
например, наружные стены, на несущие строительные элементы. Статическим
расчетом можно пренебречь, если:
• стены раскреплены с четырех сторон, например с помощью зубчатого соеди-
нения, перевязки или анкеровки;
• применен нормальный раствор MG Па, тонкошовный раствор или легкий ра-
створ LM 36;
• максимально допустимая площадь заполнения не превышена (табл. 7.7). Она
зависит от толщины стены, высоты над уровнем земли и от соотношения:
Е = болшая сторона плоскости стены/меньшая сторона плоскости стены.
Для заполнения наружных стен подходят все морозостойкие кладочные кам-
ни. Если применяются другие строительные материалы, необходимо обеспечить
Таблица 7.7. Наибольшие допустимые значения площади заполнения в ненесущих наружных стенах без расчета
Толщина стены d, мм Наибольшие допустимые значения1* площади заполнения в м2 при высоте над уровнем земли
от 0 д р 8 от 8 до 20
Е = 1.0 £>2,0 Е= 1,0 £ = 2,0
115г> 175 240 >300 12 20 36 50 8 14 25 33 8 13 23 35 5 9 16 23
1) при соотношении сторон 1,0 < е < 2,0 наибольшие до- пустимые значения площади заполнения могут интер- полироваться в прямо пропорциональной зависимости. 2) При применении камней класса прочности п > 12 значения этой строки могут быть увеличены на Vs.
соответствующую защиту от погод-
ных воздействий (выветривания). Пе-
ред выкладыванием первого слоя
кладки необходимо всегда делать про-
кладку из рубероида.
7.5.3.1. Стены-заполнения
в фахверковом
строительстве
Площади заполнения ограничивают-
ся вертикальными стойками, порога-
ми, ригелями, раскосами, прогонами
и балками. Они, как правило, имеют
ширину от 90 до 120 см и высоту, рав-
ную высоте этажа. Так как дерево ко-
7.5. Виды каменной кладки
робится, кладка заполнения не может соприкасать-
ся с деревом. Для этого обычно применяется анкер-
ная шина и анкеры. На боковых деревянных строи-
тельных элементах устанавливаются анкерные
шины, на которые подвешиваются анкеры из не-
ржавеющей стали на расстоянии 2—3 слоев. Приби-
тые к деревянным стойкам треугольные бруски или
забитые гвозди являются часто применяемыми воз-
можными средствами крепления стен-заполнений
к фахверку. Шов между кладкой и деревянными
элементами должен заполняться минеральным вой-
локом и эластично запечатываться мастикой. Если
Рис. 7.89. Анкеровка с помо-
щью анкерных шин и анкеров
для герметизации шва применяется самоклеющая-
ся лента из пенистого материала, то ее необходимо
устанавливать на деревянных элементах фахверка
перед началом ведения кладки.
7.5.3.2. Стены-заполнения
в каркасном строительстве
Стены-заполнения в ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
КАРКАСНЫХ ЗДАНИЯХ, как правило, имеют
большую площадь. Анкеровка в железобетонных
колоннах происходит либо за счет перевязки с бо-
ковыми выступами в колоннах, либо с помощью
Длительно эластичный материал
для уплотнения швов
Рис. 7.90. Анкеровка во флан-
цы стальных профилей
анкеровки, как в фахверковом строитель-
стве (рис. 7.89). При этом анкерные шины
устанавливаются в опалубке колонн и ри-
гелей перед бетонированием.
Стены-заполнения в зданиях со СТАЛЬ-
НЫМ КАРКАСОМ связываются с колонна-
ми путем встройки их в стальные профили
либо с помощью стальных уголков, дополни-
тельно установленных на колонны (рис. 7.90).
Вместо кладки для стен-заполнений могут
применяться крупноразмерные плиты, стено-
вые панели или сборные стеновые элементы.
7.5.4. Каменные арки и своды
Выложенными из камня арками и сводами
перекрывают проемы в стенах и целые поме-
щения. Среди арок различают сегментные
арки и круговые арки; особыми формами
отличаются плоские арки, стрельчатые арки
Высокая-------
Нормальная —
Вершина ----
Пропет s
Рис. 7.91. Формы арок
и коробчатые арки (рис. 7.91). Среди сводов
Глава 7. Каменные работы
Рис. 7.92. Сегментная арка
различают, например, бочарный свод и сег-
ментный свод. Бочарный свод похож по виду
и исполнению на круговую арку, сегментный
свод — на сегментную арку. Арки и своды,
как правило, выкладываются из камней фор-
матов DF или NF. Для арок малого радиуса
и для сводов целесообразно применять клин-
чатые камни.
7.5.4.1. Сегментные арки
Сегментные арки выкладываются по ароч-
ному лекалу (кружалу) из дерева, которое
имеет ту же форму, что и выкладываемая
арка (рис. 7.92). Для того чтобы можно было
изготовить кружало из досок, необходимо
определить радиус арки и серединную точ-
ку арки. Радиус и серединная точка арки за-
висят от длины проема в стене, называемого
пролетом, и от высоты подъема арки h, на-
зываемой стрелой арки.
По серединной точке арки рихтуются
обе пяты арки и все ряды камней. Пяты
арки необходимо устраивать так, чтобы вер-
хняя поверхность арки в пяте попадала на
опорный шов. При рихтовке камни следует
устанавливать таким образом, чтобы шири-
на шва внизу была не менее 0,5 см, а ввер-
ху — не более 2,0 см. Количество рядов кам-
ней получается в зависимости от высоты
ряда и длины арки. Количество рядов мож-
„ „ но рассчитать. Необходимо исходить всегда
Рис. 7.93. Плоская арка с кружалом
из нечетного количества рядов. Они всегда
откладываются на кружале справа и слева до вершины арки. Контроль ведется
по положению среднего слоя, который должен лежать по центру арки. При клад-
ке арок действительны в основном правила перевязки при кладке столбов. Слои
выкладываются попеременно справа и слева, начиная с ложковых рядов, чтобы
нагрузка на кружало была более равномерной и можно было выложить замко-
вый слой. Все камни и слои выкладываются с полностью заполненными швами
из раствора растворных групп II, Па или III.
Круговые арки и коробчатые арки так же, как и сегментные арки, выкладыва-
ются по кружалам.
7.5.4.2. Плоские (клинчатые) арки
Особой формой каменных арок являются плоские арки. Плоская арка являет-
ся горизонтальной перемычкой с небольшой стрелой подъема. Стрела подъе-
7.6. Кладка из природного камня
ма зависит от пролета и составляет около 2 см. Кружало для плоской арки
состоит из доски с малой стрелой подъема (рис. 7.93). Стрела подъема может
быть обеспечена не выгибом доски, а песчаной подушкой. Плоскости пят плос-
ких арок устраиваются наклонными, что создает определенное предваритель-
ное напряжение в арке. Целесообразными уклонами пят арок являются укло-
ны от 4:1 до 6:1.
7.6. Кладка из природного камня
Кладка из природного камня дает возможность получить при правильном вы-
боре и технологичном изготовлении камней стены высокой долговечности.
Природные камни для кладки могут состоять только из здоровых пород камня.
Таблица 7.8. Свойства и применение природных камней
Вид и составные части Свойства Применение
•• .--т * Гранит, полевой шпат, кварц, слюда Очень прочен на сжатие, твердый до очень твердо- го, устойчив против выветривания, структура в большинстве грубо-, средне- и тонкозернистая, плот- ность от 2,6 до 2,8 кг/дм3, прочность на сжатие 160 Н/мм2, цвет часто черно-серый, бело-серый, частично желтоватый, зеленоватый, красноватый, тяжело обрабатывается, хорошо полируется Наружная кладка стен, колонны, опоры, ступени лестниц, памят- ники
Порфир, полевой шпат, кварц Очень твердый, очень долговечный, прочный на сжатие, хрупкий, мелкозернистый, плотный, плот- ность от 2,5 до 2,8 кг/дм3, прочность на сжатие от 180 до 300 Н/мм2, цвет красноватый, коричнево- зеленый до черноватого, трудно обрабатывается, хорошо полируется Кладка стен, цоко- лей, ступени лест- ниц, инструмен- тальные камни
№Я| Туф. Вулканическая изверженная порода Пористая и легкая, часто устойчивая против вывет- ривания и огнестойкая, тонко- до грубозернистой структуры, Плотность от 1,8 до 2,0 кг/дм3. Прочность на сжатие от 20 до 30 Н/мм2. Цвет серый, светло- желтый, от красноватого до голубоватого, легко обрабатывается во влажном состоянии Облицовка, покры- тия, наружная и внутренняя отдел- ка, выступы
к* ’ * Е ' * Базальт. Черный авгит, полевой шпат, опивин Твердый, жесткий, прочный на сжатие, структура зернистая, плотная, также и стекловидная, плот- ность от 3,0 до 3,1 кг/дм3. Прочность на сжатие от 250 до 400 Н/мм2. Цвет серо-синий до черного, на свежем сколе - зеленоватый, трудно обрабатыва- емый, хорошо полируется Стеновая кладка, облицовки, отдел- ка, технический камень
Известняк. Углекислая известь с при- месями песка, угля, оксидов В большинстве случаев плотный, прочный, устойчи- вый против выветривания, в большинстве случаев зернистый, пористый, плотность от 1,7 до 2,85 кг/дм3. Прочность на сжатие от 20 до 180 Н/мм2. Цвет белый до серого, частично желтоватый, зеленоватый, красноватый, хорошо обрабатывается, хорошо поли- руется Стеновая кладка, облицовки, отдел- ка, технический камень
|МЯ| Песчаник. Кварцевые зерна с глинис- тым или извест- ковым связую- щим В большинстве случаев твердый, прочный и частич- но устойчивый против выветривания. Структура глинистая или известковая, тонко- до грубозернис- той, плотность от 2,0 до 2,9 кг/дм3, плотность на сжатие от 30 до 200 Н/мм2. Цвет желтоватый до коричневатого, хорошо обрабатывается Стеновая кладка, лестничные ступе- ни, отделка, техни- ческие камни
Не защищенная от выветривания, открытая для погодных воздействий кладка
должна быть выполнена из камня, устойчивого против погодных воздействий.
7.6.1. Природные кладочные камни
К важнейшим природным каменным породам относится гранит, порфир, туф и
базальт в качестве затвердевших пород, а также известняк и песчаник, представ-
ляющие собой осадочные породы. Свойства природных камней в значительной
степени определяют их применение и способ работы с ними (табл. 7.8).
7.6.2. Работа с природным камнем
Заострен-
Скарпель Зубчатка Долото ное и плос-
кое зубило
Рис. 7.94. Инструменты для
обработки природного камня
Природные камни следует применять в кладке в соответствии с их природным
положением и такими же слоями. При перевязке природных камней ложковые
швы и слои камня должны лежать под прямым углом к направлению сжимающих
усилий. Кроме того, природные камни не должны укладываться своей ложковой
стороной на фасад, так как с этой стороны они легко выветриваются. Природные
камни вследствие их небольшой прочности на растяжение ограничены в разме-
рах. Как правило, отношение высоты камня к его длине не превышает 1:5.
Для того чтобы природные камни можно было применять для кладки стен, они
должны, как правило, иметь обработанные грани и канты. Это происходит в ка-
меноломнях или на заводе природного камня. На
строительной площадке часто обрабатывается толь-
ко фасадная сторона камня. Для грубой обработка
плоскостей камня применяют молоток каменотеса
или кувалдочку. Для обработки фасадной стороны
камня применяют широкое долото, насечку, скар-
пель, зубчатку (рис. 7.94). Пилами по камню распи-
ливают большие куски камня по заданным размерам.
С помощью фрезеровочных, строгальных, шлифо-
вальных и полировальных машин позже обрабаты-
вают плоскости камня, видимые на фасаде. Поверх-
ности камней твердых пород часто остаются такими,
Рис. 7.95. Природные камни в
ручной перевязке
как они получились при выемке камня из камено-
ломни, или же их обтесывают, обивают кувалдочка-
ми, пилят и фрезеруют, шлифуют и полируют. По-
верхности камней мягких пород часто обтесывают,
выскребывают, пилят и фрезеруют. Кладка из при-
родного камня ведется вперевязку (рис. 7.95).
Важнейшими правилами перевязки являются:
• На фасадной стороне кладки никогда не должно
сходиться больше трех швов.
• Стыковые швы могут проходить не более чем
через два слоя. Они должны нахлестываться на
10—15 см.
7.6. Кладка из природного камня 367
• Ложок должен перевязываться не менее чем на высоту камня.
• Ложки должны своей большой плоскостью лежать в растворной постели.
• Тычок должен перевязываться не менее чем на 1,5 высоты камня и не менее
чем на 30 см по глубине.
• Ложковые и тычковые слои могут чередоваться, или же могут чередоваться два
ложковых и один тычковый слои.
• Пустоты, заполненные раствором, не должны получаться в толще стены. Слу-
чайные промежутки должны заполняться кусками камня.
• Следует стремиться к регулярной кладке из природного камня.
7.6.3. Виды кладки
Различают по виду и способу возведения, а также по способу обработки камня
сухую кладку, кладку из неотесанных камней, слоистую кладку и облицовоч-
ную кладку.
Кладка стен из природного камня в зависимости от способа ее ведения клас-
сифицируется на четыре класса качества от N 1 до N 4 с установленными для каж-
дого класса минимальными значениями прочности камня и основными показа-
телями для отдельных групп растворов. Минимальная толщина несущей стены
из природного камня — 24 см, минимальное сечение — 0,1 м2.
7.6.3.1. Сухая кладка и кладка из неотесанного камня
При сухой кладке слабообработанные камни укладываются друг на друга с пе-
ревязкой послойно без раствора с по возможности более тонкими швами. Оста-
ющиеся пустоты между большими камнями должны заполняться более мелки-
ми камнями (рис. 7.96). Сухая кладка не должна
применяться в стенах большого веса, например в
подпорных стенках. Фасадная сторона сухой клад-
ки не должна быть наклонена к вертикали более
чем на 10%.
При КЛАДКЕ ИЗ НЕОТЕСАННОГО КАМНЯ
(N 1) приблизительно равномерные неотесанные
камни укладываются на растворе с перевязкой.
Ложковые и тычковые слои чередуются между со-
бой (рис. 7.97). Получающиеся при этом неравно-
мерные швы полностью заполняются кладочным
раствором. Кладка должна выравниваться через
каждые 1,5 м по высоте, это означает, что ложко-
вый слой должен проходить на этом уровне по всей
длине стены.
Для углов стен применяют плоские камни боль-
Рис. 7.97. Кладка из неотесан-
ного камня
ших размеров, которые должны перевязываться
попеременно со всех сторон.
Рис. 7.98. Циклопическая кладка
Рис. 7.99. Обколотая слоистая
кладка
Рис. 7.100. Нерегулярная слои-
стая кладка
Рис. 7.101. Регулярная слоистая
кладка
Рис. 7.102. Квадровая кладка
Особой формой является ЦИКЛОПИЧЕС-
КАЯ КЛАДКА (рис. 7.98) Слабо обработанные
камни из каменоломен укладываются в стену на
обильную растворную подушку, при этом появля-
ется только небольшое количество ложковых
швов. Вертикальные и косые швы обильно запол-
няются раствором.
7.6.3.2. Слоистая кладка
При слоистой кладке различают молотковую, не-
регулярную кладку и регулярную слоистую клад-
ку, а также квадровую кладку. При молотковой и
нерегулярной слоистой кладке высоты слоев внут-
ри одного слоя могут меняться, однако через каж-
дые 1,50 м по высоте кладку следует выравнивать
ложковым слоем.
Для МОЛОТКОВОЙ КЛАДКИ (N 2) приме-
няют камни, имеющие по меньшей мере на 12 см в
глубину обработанные постельные плоскости. Пос-
ледние должны проходить примерно под прямым
углом друг к другу. Размеры камней лежат пример-
но между 25 х 10 х 7 см и 80 х 40 х 40 см. Толщина
швов от 1 до 1,5 см (рис. 7.99).
Для НЕРЕГУЛЯРНОЙ КЛАДКИ (N 3) при-
меняются камни, которые имеют обработанные по-
стельные плоскости не менее чем на 15 см в шири-
ну и обработанные стыковые плоскости. Последние
должны быть перпендикулярны друг к другу и к
плоскости фасада. Швы проходят горизонтально и
вертикально и имеют толщину не более 3 см. Вы-
соты слоев должны лишь немного отличаться друг
от друга (рис. 7.100).
Для РЕГУЛЯРНОЙ СЛОИСТОЙ КЛАДКИ
(N 3) камни должны быть обработаны на своих по-
стельных и стыковых сторонах на всю толщину.
На глубину 15 см ложковые и тычковые стыки
должны проходить параллельно или под прямым
углом друг к другу. Высота каждого отдельного
слоя должна быть одинакова по всей длине стены
(рис. 7.101).
Для КВАДРОВОЙ КЛАДКИ (N 4) необходи-
мо применять только идентичные по размерам
камни, обработанные со всех сторон на всю глуби-
Т. 6, Кладка из природного камня
ну. Ложковые и тычковые слои чередуются. Высоты отдельных слоев могут быть
различны, однако внутри одного слоя они должны быть одинаковы на всю дли-
ну стены (рис. 7.102).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какая разница имеется в способе строительства двухслойной наружной стены
и стены, разделяющей квартиры в домах блокированного типа?
2. Как возводится однослойная наружная стена из лицевой кладки?
3. Какие рабочие проходы необходимы для заполнения швов в лицевой кладке?
4. Как можно очистить и защитить лицевую кладку?
5. Как решается стена, разделяющая квартиры в домах блокированного типа?
6. Какие различные способы возведения существуют для двухслойных наружных
стен?
7. Какие формы арок можно выкладывать из камня?
8. По каким правилам выкладываются слои камня в арке?
9. Какие свойства должны иметь природные камни, которые применяются для на-
ружных стен?
10. Чем отличаются отдельные виды кладки из природных камней?
ГЛАВА 8
УСТРОЙСТВО ОПАЛУБКИ
Для того чтобы изготовить строительную конструкцию из бетона, необходимо
устройство опалубки для принятия свежего бетона. Опалубка — это вспомога-
тельное средство, устанавливаемое только на короткий срок. Однако ее изготов-
ление часто требует больших затрат.
Опалубка должна всегда быть устроена в соответствии с различными частями
зданий, для которых она применяется, например фундаменты, стены, колонны,
перекрытия, перемычки. Для того чтобы опалубка соответствовала желаемой
форме, сначала изготавливаются опалубочные планы, которые показывают фор-
му элементов, для которых эта опалубка предназначена. Они образуют основу для
опалубочных планов, по которым производятся опалубочные работы. При при-
менении системных опалубок опалубочные планы могут изготавливаться в сис-
Рис. 8.1. Опалубочный план в компьютерном
исполнении
Рис. 8.2. Применение системной опалубки
теме автоматизированного проекти-
рования CAD (рис. 8.1).
Экономически целесообразно
применение СИСТЕМНОЙ ОПА-
ЛУБКИ. Она состоит из опалубоч-
ных плит, опалубочных ригелей и де-
талей-принадлежностей, которые,
будучи предварительно изготовлен-
ными, собираются вместе в опалубоч-
ные элементы стеновой опалубки или
опалубки перекрытий (рис. 8.2). Для
обеспечения экономичности приме-
нения опалубки, опалубочные рабо-
ты должны быть хорошо заранее
спланированы. В случае плоских кон-
струкций, таких, как стены и пере-
крытия, следует избегать выступов за
счет колонн или балок. Примыкания
стен, изменение направления стен
или перерывы в конструкциях необ-
ходимо планировать таким образом,
чтобы они соответствовали размерам
системных частей, так как каждое от-
клонение от модульной системы оз-
начает увеличенные затраты труда.
Уже при планировании опалубки не-
обходимо учитывать возможность ее
разборки (распалубку), повторное
8.1. Части опалубки
применение часто достаточно боль-
ших опалубочных элементов и их
складирование.
НЕСИСТЕМНАЯ ОПАЛУБКА
применяется, например, для работ
меньшего объема. Она подходит так-
же для опалубок, которые применя-
ются только один раз и для устрой-
ства которых применение системной
опалубки было бы неэкономично или
невозможно (рис. 8.3). Несистемная
опалубка делается из опалубочных
досок, деревянных ригелей и брусьев.
8.1. Части опалубки
Рис. 8.3. Изготовление системной опалубки
Опалубка должна выдерживать вес свежего бетона, а также выдерживать усилия,
возникающие при бетонировании, например при вибрационном уплотнении.
И после бетонирования она не должна изменять свою форму и положение. Эти
задачи выполняются совместной работой «опалубочной одежды» и несущих
конструкций.
8.1.1. «Опалубочная одежда»
«Опалубочной одеждой» называется часть опалубки, которая при бетонирова-
нии входит в непосредственный контакт со свежим бетоном. Она придает кон-
структивному элементу форму и определяет внешний вид его поверхностей.
«Опалубочная одежда» при бетонировании и во
время твердения бетона должна удерживать разме-
ры конструкции и быть плотной, а также равно-
мерно распределять возникающие нагрузки на не-
сущие конструкции опалубки. «Опалубочная
одежда» собирается из опалубочных плит, которые
часто значительно различаются по материалу, ве-
личине и возможностям соединения.
8.1.1.1. Опалубочные панели
Опалубочные панели могут изготавливаться на
стройплощадке из опалубочных досок и быть раз-
личной величины. В качестве опалубочных досок,
как правило, применяются доски толщиной 24 мм из
сосны или ели. Доски могут быть не строганными
(пилеными) или строганными с одной стороны. Они
сбиваются вместе на специальном рабочем верстаке
(опалубочном столе) с помощью досчатых накладок.
Рис. 8.4. Предварительно изго-
товленные опалубочные плиты
Глава 8. Устройство опалубки
Предварительно изготовленные опалубочные панели снижают затраты тру-
да при опалубочных работах, и их применение может многократно повторяться
(рис. 8.4). Они могут укладываться по отдельности, например в опалубках пере-
крытий, или устанавливаться вертикально, например при бетонировании фун-
даментов или стен.
ОПАЛУБОЧНЫЕ ПЛИТЫ ИЗ ЦЕЛЬНОЙ ДРЕВЕСИНЫ состоят из стро-
ганных с двух сторон досок. Доски удерживаются по своим торцовым сторонам с
помощью стальных профилей. Одновременно таким образом защищаются канты
и углы (см. рис. 8.4).
ОПАЛУБОЧНЫЕ ПЛИТЫ ИЗ ФАНЕРЫ имеются различной толщины и раз-
личного состава по слоям (с. 193). Поверхности и края плит покрыты искусст-
венной смолой, чтобы предотвратить проникновение влаги и защитить поверх-
ности от выщербин и сколов. Опалубочные плиты из фанеры с покрытием или
без покрытия дают гладкие поверхности лицевого бетона. Они могут применяться
Рис. 8.5. Рамный элемент
Рис. 8.6. Опалубочные вставки
многократно и с обеих сторон.
8.1.1.2. Рамные элементы
Рамные элементы — это опалубочные плиты, у ко-
торых опалубочная одежда и ее рамы жесткости
образуют один опалубочный элемент. Различают
комбинированные опалубочные плиты и цельно-
стальные опалубочные плиты. При комбиниро-
ванных опалубочных плитах опалубочная одежда
из дерева укрепляется на стальных или алюминие-
вых рамах (рис. 8.5). При цельностальных опалу-
бочных плитах «опалубочная одежда» из стальной
жести сваривается с рамами из стальных профи-
лей. Эти плиты могут покрываться лаком, быть
оцинкованными или снабжены другим покрыти-
ем. Размеры рамных элементов нормированы на
заводе. С помощью выравнивающих панелей и за-
полняющих элементов они могут монтироваться в
единую РАМНУЮ ОПАЛУБКУ большой площа-
ди, например для стен.
8.1.1.3. Опалубочные вставки
Для особых конструкций перекрытий, как, напри-
мер, для кессонных потолков, применяют опалу-
бочные вставки соответствующей формы (съемные
вставки), например из твердоволокнистых плит или
из пластика. Для перекрытий большой толщины
подходят пустотные плунжеры из свернутого в ци-
линдры стального листа (рис. 8.6).
8.1. Части опалубки
Когда удаление этих эле-
ментов опалубки невозмож-
но или неэкономично, то их
оставляют в конструкции.
В таких и подобных случаях
говорят о ПОТЕРЯННОЙ
ОПАЛУБКЕ.
8.1.2. Несущая
конструкция
Несущая конструкция имеет
задачу воспринимать нагруз-
ки от опалубки, арматуры и
свежего бетона, а также от
рабочих, приборов и машин,
и передавать их на землю.
Наряду с этим несущая кон-
струкция должна восприни-
мать имеющие место при бе-
тонировании сотрясения, а
также давление свежего бе-
тона (рис. 8.7). Последнее
должно особо учитываться в
вертикальных опалубках, на-
пример в стенах, колоннах и
фундаментах.
Давление свежего бетона
зависит от:
• состава бетона (грану-
лометрического соста-
Рис. 8.7. Давление свежего бетона на вертикальную опа-
лубку (по DIN 18218)
Пример получения давления свежего бетона
и скорости подъема
1. Найти допустимое давление бетона pfc.
Дано:
Консистенция: пластичная
Скорость подъема vb: 4 м/ч
Допустимое давление бетона рь: 60 кН/м2
2. Найти допустимую скорость подъема бетона v.
Дано:
Консистенция очень мягкая, текучая.
Допустимое давление бетона: 50 кН/м2.
Допустимая скорость подъема бетона vb: 2,0 м/ч
ва, цемента, консистенции, добавок, температуры свежего бетона);
• сечения бетонируемого элемента;
• обработки поверхности опалубочной одежды;
• наклона и жесткости опалубки;
• высоты бетонирования и быстроты подъема (бетонирование послойно или
непрерывное);
• вида уплотнения (поверхностная или глубинная вибрация), глубина уп-
лотнения.
Несущая конструкция состоит из опалубочных ригелей, опалубочных сто-
ек и элементов жесткости одежды опалубки, таких, как, например, раскосы,
опалубочные струбцины и анкеровка.
Рис. 8.8. Примеры ригелей опалубки
из дерева
Рис. 8.10. Ригели опалубки из металла
8.1.2.1. Опалубочные ригели
Опалубочные ригели поддерживают «одеж-
ду» опалубки и обеспечивают ее жесткость.
Они могут быть из дерева, стали и из алю-
миния (рис. 8.8).
ОПАЛУБОЧНЫЕ РИГЕЛИ из дерева
могут быть брусьями сортового класса S 10 с
различными размерами (с. 188). Чаще ис-
пользуют ригели со сплошными стенками
или раскосные ригели (решетчатые ригели)
из дерева, например для стеновых опалубок
или опалубок перекрытий. Ригели со сплош-
ными стенками и раскосные ригели имеют
большую несущую способность, чем брусья.
Ригели состоят из верхнего и нижнего пояса
и стенки. Верхний и нижний пояс делаются
из цельного дерева.
В случае ригелей со сплошной стенкой
для стенки применяют, например, трехслой-
ную клееную фанеру или специальные стру-
жечные плиты. Пояса и стенки соединяются
между собой соединениями с прямыми ши-
пами на клею.
Ригели имеются в продаже в клееном ис-
полнении высотой до 26 см и длиной около
6,00 м. Если длины ригеля недостаточно для
устройства опалубки перекрытия, то для пе-
рекрытия нужного пролета применяются два
ригеля с перехлестом (рис. 8.9).
ОПАЛУБОЧНЫЕ РИГЕЛИ ИЗ МЕ-
ТАЛЛА существуют как стальные и алюми-
ниевые ригели (рис. 8.10). При неправильном
обращении они могут деформироваться. По-
этому их применение также и при распалуб-
ке требует повышенного внимания.
ОПАЛУБОЧНЫЕ РИГЕЛИ ИЗ СТАЛИ
имеют особую профилировку, так что при
ограниченном весе обеспечивается доста-
точная жесткость.
ОПАЛУБОЧНЫЕ РИГЕЛИ ИЗ АЛЮ-
МИНИЯ — это легкие, профилированные, холоднотянутые прогоны для пере-
крытий, которые могут бесступенчато подгоняться по длине за счет перехлеста.
Без промежуточных опор могут перекрываться пролеты до 3,70 м. Широкая опор-
8.1. Части опалубки
ная часть ригелей препятствует их опроки-
дыванию набок. В профиль прогона вклады-
вается деревянный брусок, так, что «одеж-
да» опалубки может прибиваться к ригелям
гвоздями. Если одежда опалубки выполне-
на из металла или требуется соединение ри-
гелей, то применяют зажимные винты.
8.1.2.2. Стойки опалубки
Стойки опалубки служат для ее поддержки
как подпорки. Для этого применяют метал-
лические стойки из алюминия или стали
(рис. 8.11). Нагрузка должна передаваться на
верх стойки (оголовок) и со стойки на осно-
вание строго центрально.
СТОЙКИ ОПАЛУБКИ ИЗ МЕТАЛЛА Рис. 8.11. Стойки из металла
состоят в большинстве случаев из двух входя-
щих друг в друга труб (внутренняя и наружная трубы) и могут переставляться по
высоте. Внутренняя труба может вытягиваться и может грубо устанавливаться с
помощью вставного болта. Тонкая установка происходит с помощью резьбы. Ме-
таллические стойки переставляются по высоте бесступенчато между 1,70 и 3,70 м.
Плита оголовка и опорная плита снабжены отверстиями для нагелей. Вместо при-
варенной плиты оголовка для опирания ригеля опалубки могут применяться на-
детые сверху оголовные вилки, которые могут опускаться вниз (утапливающиеся
оголовки), что облегчает распалубку. Насаживающиеся и раскладывающиеся ноги
стоек обеспечивают свободную и надежную установку. С помощью привинчива-
ющихся на оголовок и подошву стоек шарниров стойки могут применяться в ка-
честве наклонных стоек или раскосов. Если резьба закреплена контргайкой, то
стойка может воспринимать и растягивающие усилия.
Таблица 8.1. Допустимая нагрузка для стойки (длина 2,60 м)
DIN 4421 PrEN 1065
Нагрузка в кН Длина в м Нагрузка в кН Длина в м
30,0 1.80 20 1,80
28,8 1,90 20 1,90
26,0 2,00 20 2,00
23,6 2,10 20 2,10
_25'4_ 2,60 20 2,60
Согласно DIN 1045 вытягивающиеся стойки могут применяться только в том
случае, когда на них имеется действующий знак об испытаниях. Их допустимую
нагрузку регулирует DIN 4421 и нормы на испытания Pr EN 1065. При размерах
стоек согласно DIN 4421 необходимо показать расчетом, что стойки под нагруз-
кой не подогнутся. Нагрузка на стойку в ос-
новном зависит от толщины профиля внут-
ренней и внешней трубы стойки и от длины
ее вытягивания. Стойки нового типа имеют
большие толщины профилей. При этом со-
единение с помощью вставляемых в отвер-
стия внутренней и наружной труб болтов
представляет ослабление стойки. Это учиты-
вается при определении размеров стоек по
Pr EN 1065 с помощью давления на края от-
верстий. Стойки могут в этом случае при любой длине выдвижения восприни-
мать установленную нагрузку (табл. 8.1).
Если требуются стойки для больших строительных высот, например для мо-
стов или зальных построек, то применяются инвентарные подпорки или башен-
ные подпорки из инвентарных конструкций.
ИНВЕНТАРНЫЕ ПОДПОРКИ состоят из трех или четырех металлических
труб, раскрепленных между собой (рис. 8.12). Инвентарные подпорки могут из-
менять свою длину за счет стыковки промежуточных элементов различной дли-
ны и могут достигать высоты 20 м. Оголовки и опорные части подпорок для
тонкой подстройки стоек по высоте снабжены шпинделем.
БАШЕННЫЕ ПОДПОРКИ ИЗ ИНВЕНТАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ (под-
порные башни) собираются из стальных трубчатых рам, устанавливаемых друг на
друга для получения подпорных конструкций различной высоты. Диагональные
Рис. 8.12. Инвентарные подпорки
Рис. 8.13. Установка башенных подпорок из инвен-
тарных конструкций
стержни служат связями жест-
кости. Башенные подпорки мо-
гут стоять свободно и достигать
в зависимости от нагрузки высо-
ты от 4,00 до 10,00 м. Тонкая
подстройка по высоте происхо-
дит с помощью шпинделей на
оголовках и опорных частях. Ба-
шенные подпорки собираются
на стройплощадке и переставля-
ются краном. Если они крепят-
ся к строительным конструкци-
ям или связаны между собой, то
можно получить подмости, с
помощью которых можно воз-
водить конструкции на еще
большей высоте (рис. 8.13).
8.1.2.3. Ригели
Ригели относятся к несущим
конструкциям стеновой опалуб-
ки (рис. 8.14). Ригелями являют-
ся сваренные между собой
стальные профили. Они в боль-
шинстве случаев устанавлива-
ются в горизонтальном положе-
нии стенкой профиля перпен-
дикулярно плоскости опалубки,
держат опалубку в проектном
положении и служат для вое-
8.1. Части опалубки
приятия анкеровки. С помо-
щью специальных прилагае-
мых деталей, таких, как соеди-
нительные хомуты и выравни-
вающие планки, элементы опа-
лубки связываются между
собой (см. рис. 8.14). Если тре-
буется изготовить опалубку
специальной формы, как, на-
пример, круглую опалубку,
применяют шарнирные ригели
(см. рис. 8.14). С их помощью
можно обеспечить непрерывное
изменение направления опа-
лубки. Шарнирные ригели со-
стоят из коротких стальных
профилей, которые связаны
между собой болтами и устано-
вочными гайками. Соединения
являются прочными на сжатие
и на растяжение.
8.1.2.4. Опалубочные
стяжные скобы
Рис. 8.15. Опалубочные стяжные скобы
Опалубочные стяжные скобы служат для обеспечения жесткости и восприятия
нагрузок опалубок прямоугольного сечения, например у балок, перемычек, про-
гонов, фундаментов и колонн. Они изготавливаются из листовой или уголковой
стали. Раздвижные стяжные скобы состоят в большинстве случаев из подвижной
и неподвижной планок (рис. 8.15). При стягивании подвижная планка отодвига-
ется так далеко, пока обе планки не будут плоско-
стями примыкать к плоскостям опалубки.
В системных опалубках применяют скобы,
которые образуют треугольную связь. С помощью
установки скоб давление в опалубке передается
через растянутый профиль на поперечный ригель
(см. рис. 8.15).
8.1.2.5. Обеспечение жесткости
Любая опалубка должна быть защищена от горизон-
тальных и действующих наклонно сил, таких, как,
например, ветровая нагрузка. Это обеспечивается
за счет элементов жесткости или диагональных
креплений с помощью треугольных связей. Обес-
печение жесткости происходит с помощью сталь-
Рис. 8.16. Придание жесткос-
ти стене
Глава 8. Устройство опалубки
ных подпорок. Они называются рихтовочными подпорками и оснащены оголо-
вочными и опорными шарнирами, для того чтобы обеспечить лучшее присоедине-
ние элементов опалубки. Бывают подпорки, состоящие из двух частей (рис. 8.16).
8.2. Изготовление опалубки
Для того чтобы устройство опалубки было экономичным, оно должно быть тща-
тельно продумано. Необходимо следить за тем, чтобы как можно большее ко-
личество частей и деталей опалубки было бы сборным. Дополнительно следует
учитывать удобство распалубки, возможность ее многократного применения и
складирования, а также транспортные габариты часто очень больших элемен-
тов опалубки (рис. 8.17).
Рис. 8.17. Транспортировка
элементов опалубки
Рис. 8.18. Сборка элементов
опалубки
8.2.1. Установка опалубки
Установка опалубки для частей зданий начинается
с определения точек створа будущего конструктив-
ного элемента и точек, определяющих его высоту.
В случае расположения частей зданий в подвальном
или на первом этажах эти точки можно определять
с помощью шнуровой оснастки. На верхних этажах
их положение определяют с помощью измерений с
существующих уже конструкций. По этим точкам
можно, например, определять положение стен и
колонн и маркировать его с помощью рисок на кон-
струкции перекрытия. Эти риски устанавливают на-
ружную грань конструкции или, соответственно,
переднюю грань опалубки. Опалубка изготавлива-
ется на месте либо из отдельных элементов, либо из
заранее изготовленных крупных частей опалубки
(рис. 8.18).
Одежда опалубки должна быть такой плотной,
чтобы тонкие бетонные частицы при укладке и уп-
лотнении бетона не могли вытекать из ее щелей.
Если к бетонным поверхностям предъявляются
требования по внешнему виду (лицевой бетон), то
это необходимо учитывать уже при проектирова-
нии и установке опалубки, например при устрой-
стве анкеровки. Кроме того, одежда опалубки дол-
жна быть точной по размерам и устойчивой по
форме. Ей необходимо придать такую жесткость,
чтобы она не могла деформироваться при заполне-
нии ее бетоном и ее уплотнении. В рамной опалуб-
ке это производится с помощью различных напря-
гающих устройств, например с помощью быстро-
8.2. Изготовление опалубки
действующих натяжных устройств или с помощью универсальных натяжных
устройств (см. рис. 8.18).
Правильное положение по высоте опалубки для балок, перемычек и пере-
крытий достигается поворотом вверх струбцины в металлических стойках. Опа-
лубка для стен и колонн должна устанавливаться строго вертикально, под пря-
мым углом к перекрытию. Это достигается с помощью соответствующих эле-
ментов жесткости из наклонных стоек опалубки или подпорных козел.
Для обеспечения устойчивости опалубки необходимо при лежащей опалуб-
ке, например для перекрытий, обеспечить ее жесткость, а при стоящей опалубке,
например для стен или стоек, ее необходимо раскрепить растяжками. Для такого
раскрепления имеются различные возможности.
8.2.2. Раскрепление опалубки
Боковые части опалубки вследствие сильного давления свежего бетона должны
быть так раскреплены, чтобы они оставались в пре-
дусмотренном для них (проектном) положении.
При укладке бетона кроме давления на опалубку
действуют и другие силы, например при резком из-
менении скорости подачи бетона и при уплотнении
вибраторами. При небольших высотах опалубки,
например для фундаментов, балок и перемычек,
эти силы могут восприниматься навесными досча-
тыми планками, настилом поверх короба опалуб-
ки, опалубочными струбцинами и распорками
(рис. 8.19).
При больших высотах опалубки, например для
стен, необходимы раскрепления растяжками. Рас-
тяжки работают на растяжение и поэтому делают-
ся из стали. Количество растяжек и расстояние меж-
ду ними зависит от давления бетона и конструкции
опалубки. Растяжки следует устанавливать по мень-
шей мере вверху и внизу опалубки. Растяжки кре-
пятся к опалубке опалубочных анкеров. Опалубоч-
ный анкер состоит из анкерного стержня, анкерно-
го запорного устройства и фиксатора расстояния
(дистанционной трубы) (рис. 8.20).
АНКЕРНЫЕ СТЕРЖНИ должны восприни-
мать усилия давления бетона на опалубку. В сис-
темной опалубке применяются стержни, имею-
щие грубую прокатную резьбу с закругленными
гранями. Анкерные стержни поставляются сорти-
рованными по длине. В зависимости от диаметра
они могут воспринимать растягивающие усилия
Рис. 8.19. Раскрепление
Анкерный
стержень
Дистанционная труба
с конусом
Анкерный стержень
с натяжным
конусом
стержень с водоот-
боиным элементом
Рис. 8.20. Детали опалубочных
анкеров
до 250 кН и после снятия опалубки могут снова применяться. Равноценные
гладкие или профилированные стержни также могут применяться в качестве
анкеров.
АНКЕРНЫЕ ЗАПОРНЫЕ УСТРОЙСТВА служат для передачи усилий на
раму опалубки или на ригели опалубки. Они удерживаются в своем положении
с помощью гаек. Перед свинчиванием на анкерные стержни надеваются дистан-
ционные трубы с коническими наконечниками. Они предотвращают сжимание
опалубки при свинчивании.
ФИКСАТОРЫ РАССТОЯНИЯ — это стержни, работающие на сжатие, ко-
торые противодействуют растягивающим усилиям, возникающим в анкерных
стержнях. Они имеют задачу держать на нужном расстоянии элементы опалуб-
ки. Фиксаторы расстояния состоят в большинстве случаев из пластмассы или из
волокнистого цемента и часто выполняются в виде трубчатых кожухов для ан-
керных стержней. Площадь их поперечного сечения должна составлять не ме-
нее 5 см2, чтобы они могли передать давление на «одежду» опалубки. Если пло-
щадь сечения для передачи давления недостаточна, то на стержни могут наде-
ваться конические концевые элементы (конусы) из пластмассы с увеличенной
площадью сечения. Фиксаторы расстояния не должны выгибаться. Поэтому их
сечение должно быть круглым, шестиугольным или звездчатой формы.
Вместо дистанционных труб могут также применяться конусы из бетона в со-
четнии с анкерными стержнями из двух частей. Конусы имеют внутреннюю резь-
бу, в которую вкручиваются анкерные стержни. Своим большим диаметром кону-
сы лежат на «одежде» опалубки. Средняя часть анкера после распалубки остается в
бетоне, тогда как конусы и концевые части стержней вывинчиваются. Остающие-
ся конические отверстия заделываются раствором или закрываются заглушками.
В водонепроницаемом бетоне на остающийся в
бетоне средний стержень накладывается пластин-
ка из волокнистого цемента или рифленая пласт-
массовая трубка. Тогда эта деталь служит в качестве
водоотбойного элемента (рис. 8.21).
8.2.3. Опалубка в местах выемок
Выемки — это отверстия, вырезы и ниши в строи-
тельных конструкциях. Выемки в стенах, перекры-
тиях и фундаментах служат в большинстве случаев
для проведения трубопроводов инженерного обо-
рудования зданий, газа, воды, электричества, ото-
пления и канализации. Большие выемки в стенах
предназначаются для дверей и окон (рис. 8.22).
В опалубках для выемок «одежда» опалубки нахо-
дится снаружи, а элементы жесткости — внутри.
Рис. 8.21. Возможности анке- При строительстве из бетона приходится устраи-
ровки опалубки вать отверстия разного размера.
8.2. Изготовление опалубки
Одежда опалубки отверстий составляется из от-
дельных элементов опалубки. Опалубка для вые-
мок должна плотно прилегать к опалубке основной
конструкции и может раскрепляться планками из
досок, окантованными брусками и клиньями или
переставными стальными рамами. С помощью ус-
тановки диагональных раскосов можно обеспечи-
вать форму и неизменяемость размеров отверстий
и выемок. При устройстве выемок следует предус-
матривать простое удаление опалубки из готовой
конструкции.
Опалубка для проемов в стенах по ширине дол-
жна соответствовать толщине стены. Она закреп-
ляется на одной стороне опалубки стены. После
установки арматуры может быть установлена и
другая сторона стеновой опалубки. В опалубках
для широких выемок необходимо устраивать про-
емы, позволяющие производить уплотнение бето-
на глубинными вибраторами под опалубкой и уда-
лять оттуда воздух.
Часто вместо опалубки для проемов в опалуб-
ку стен вставляют готовые строительные элемен-
ты, например оконные коробки для окон в подва-
лах. Таким образом можно сократить затраты на
изготовление и удаление опалубки. Проемы затем
снова плотно закрываются. В области грунтовых
вод стенки отверстий выполняются коническими,
так, чтобы большая сторона находилась со сторо-
ны воды.
Опалубка для выемок в перекрытиях соответ-
ствует по изготовлению опалубке в стенах. Для того
чтобы при выемке опалубки не повредить плиту пе-
рекрытия, необходимо, чтобы ширина опалубки
соответствовала толщине перекрытия. Если выем-
ка видна на поверхности бетона, то рекомендуется
на лицевой стороне вокруг скоса установить разре-
занные по размерам проема треугольные бруски для
обеспечения скосов под 45° в бетонном элементе.
Выемки, например для трубопроводов, после их
установки снова заделываются. При этом надо учи-
тывать мероприятия по шумозащите. Вместо опа-
лубки из древесины могут применяться вытесняющие элементы из вспененного
синтетического материала, картона или металла (рис. 8.23). Вытесняющие эле-
менты должны закрепляться от сдвига или всплытия. Для этого их необходимо
закрепить на одежде опалубки или на арматуре.
Рис. 8.22. Выемки для дверей
и окон
Вытесняющие элементы из
синтетического материала
Рис. 8.23. Вытесняющие эле-
менты
Глава 8. Устройство опалубки
8.3. Снятие опалубки (распалубка)
Распалубка происходит, как правило, в обратном порядке по сравнению с уста-
новкой опалубки. Для того чтобы при распалубке по возможности не повредить
и не разрушить части опалубки, необходимо уже при планировании опалубочных
работ продумать процесс снятия опалубки с готового элемента здания. Гвоздевые
соединения необходимо снова разъединить и отделить «одежду» опалубки от по-
верхности бетона. Иногда полезно встраивать узкие доски в одежду опалубки, так
как при этом при распалубке образуется место, для того чтобы зацепить и снять
«одежду» опалубки с конструкции.
Снимать опалубку со строительных конструкций можно только тогда, когда
бетон набрал достаточную прочность. При этом к моменту распалубки элемент
сможет воспринять действующие на него нагрузки без образования в теле бето-
на недопустимых трещин. В DIN 1045 приведены данные о сроках снятия опа-
лубки (табл. 8.2). Иногда их следует
Таблица 8.2. Сроки снятия опалубки (по DIN 1045) удлинять. Так, например, срок сня- тия опалубки должен быть увеличен в два раза, если температура бетона во время твердения преимуществен- но лежит ниже +5 °C. Если затверде- вающий бетон в опалубке подверга- ется воздействию мороза, то срок снятия опалубки должен быть про-
Класс прочности цемента Для боковых плоскостей опалубки балок и для опалубки стен и колонн, дней Для опалубки плит пере- крытий, дней Для оснаст- ки (поддерж- ки) балок, рам и ппит больших пролетов, дней
32,5 3 8 20
32,5 R и 42,5 2 5 10 длен на время мороза. Решение о снятии опалубки принимает ответ- ственный руководитель работ после того, как он убедится в достаточной прочности бетона.
42,5 R и 52,5/52,5 R 1 3 6
Для распалубки действуют следующие правила.
• Необходимо соблюдать сроки распалубки.
• Необходимо соблюдать предписания по предотвращению несчастных случаев,
например долгое пребывание под конструкцией во время снятия опалубки зап-
рещено, при работах по распалубке необходимо надевать защитный шлем.
• Стены, колонны и консоли распалубливаются в первую очередь. Только пос-
ле этого опалубка снимается с таких элементов, как балки, перемычки и пере-
крытия.
• Для того чтобы избежать прогибов и трещин на свежераспалубленных пере-
крытиях, при пролетах между стойками свыше 3 м необходимо устанавливать
вспомогательные стойки. Для плит и балок пролетом до 8 м достаточно поста-
вить одну вспомогательную стойку посередине пролета.
• В многоэтажных зданиях вспомогательные стойки должны располагаться по
возможности одна над другой и оставаться так долго, пока бетон не наберет
достаточную прочность.
8.3. Снятие опалубки (распалубка)
В опалубках перекрытий сначала необходимо понизить несущую конструк-
цию опалубки и ее разобрать. Этот процесс упрощается с помощью стоек с по-
нижающимися оголовками. Резкое отбивание несущей конструкции и «одеж-
ды» опалубки запрещается. Для освобождения опалубочных плит большой пло-
щади имеются механические приспособления, например резьбовые болты, ук-
репленные на одежде опалубки. При вращении болтов «одежда» опалубки
отходит от поверхности бетона и облегчает снятие опалубки. Снятые части опа-
лубки освобождаются от гвоздей и удаляются с сооружения. Для этого имеют-
ся специальные контейнеры и транспортные тележки, применение которых
экономит рабочее время.
8.3.1. Уход и складирование опалубки
После проверки опалубки на устойчивость и точность размеров каждая опалубка
перед бетонированием очищается от остатков древесины опалубки, опилок и ли-
ствы. Для этого согласно DIN 1045 в основном у подошвы колонн и стен, в ниж-
ней грани выемок и на нижней стороне глубоких
опалубок для балок следует предусматривать отвер-
стия для очистки. Отверстия должны иметь такие
размеры, чтобы вырезанная часть опалубки легко
вставлялась обратно и плотно запиралась.
Части опалубки перед новым применением не-
обходимо очистить от остатков бетона (рис. 8.24).
Это можно мягко сделать, например, с помощью
струи воды. При очистке вручную поверхности
одежды опалубки могут быть сильно повреждены.
Бетонный рубанок может образовывать глубокие
царапины и отдирать части древесины. Поэтому
такие инструменты можно применять только для
опалубки из исстроганных досок и панелей. Руч-
ные инструменты для очистки опалубки, как, на-
пример, специальные шлифовальные машины или
вращающиеся щетки, могут также применяться для
опалубки с улучшенной поверхностью.
Уход за системными опалубками предлагает-
ся также фирмами-поставщиками. Объем работ по
уходу включает, например, очистку опалубки, ре-
монт или замену поврежденных частей опалубки
(рис. 8.25).
К уходу за опалубкой относится также обра-
ботка ее разъединяющими средствами. Последние
закрывают поры «одежды» опалубки и снижают
таким образом сцепление между «одеждой» опа-
лубки и свежим бетоном. Тем самым снижается
затрата труда при распалубке и уменьшается коли-
Рис. 8.24. Очистка опалубки
Рис. 8.25. Уход за опалубкой на
заводе-изготовителе
Глава 8. Устройство опалубки
чество повреждений поверхности бетона и опалубки. Кроме того, разъединяю-
щие средства защищают опалубку от коррозии и плесени. Разъединяющими
средствами для бетона являются масла, пасты, ваксы и покрытия. В качестве ма-
сел, например, применяются биологически удаляемые парафиновые масла, син-
тетические и растительные масла с или без растворителей. Выбор разъединяю-
щих средств зависит в большинстве от всасывающей способности «одежды» опа-
лубки. Эти разъединяющие средства наносятся обычно с помощью шприцев вы-
сокого давления.
Пасты и ваксы либо малотекучие, либо твердые. Они преимущественно при-
меняются только для высококачественных поверхностей лицевого бетона и силь-
но изогнутых опалубок. Они наносятся очень тонким слоем с помощью щеток,
тряпок или машинным способом и держатся лучше, чем жидкие разъединяющие
средства. При этом следует учитывать указания изготовителя. Следует избегать
распыления разъединительных средств на примыкающие конструкции.
8.4. Опалубки для частей зданий
Рис. 8.26. Опалубка фунда-
ментов
Рис. 8.27. Устройство рамной
опалубки
8.4.1. Опалубка для фундаментов
Опалубка для ленточных и точечных фундамен-
тов или фундаментных плит устраивается, если
подошва фундамента лежит на уровне подошвы
котлована. При несистемной опалубке она может
выполняться из досок, брусьев или опалубочных
плит, которые удерживаются в своем положении
досками по кантам, поясными досками, распорка-
ми и кольями или опалубочными струбцинами.
Более экономичным является применение сис-
темной опалубки. Их модульная система постро-
ена таким образом, что для элементов небольшой
высоты также можно устраивать системную опа-
лубку (рис. 8.26). Выравнивание и закрепление в
створе опалубочных плит производится либо с по-
мощью растяжек, закрепляемых в граничащий с
фундаментом грунт, либо за закрепляемый в вер-
хней области опалубки плоский анкер. Давление
бетона воспринимают анкера опалубки.
8.4.2. Стеновая опалубка
Стеновая опалубка состоит из двух одинаковых ча-
стей опалубки, установленных напротив друг дру-
га. Расстояние между ними соответствует толщине
стены. Различают плоские стеновые опалубки и ис-
кривленные стеновые опалубки.
8.4. Опалубки для частей зданий
8.4.2.1. Плоская стеновая опалубка
Плоская стеновая опалубка может быть выполнена в виде рамной или ригель-
ной опалубки. С помощью РАМНОЙ ОПАЛУБКИ и комбинации различных
ее модулей можно устраивать стеновую опалубку для стен различной высоты и
длины (рис. 8.27). Отдельные плиты опалубки связываются между собой с по-
мощью натяжных устройств. Выравнивание по длине производится выравни-
вающими металлическими листами, доборными деревянными элементами и
особыми напрягающими устройствами. Давление бетона воспринимается опа-
лубочными анкерами. Выравнивание по высоте (установка щитов друг на друга)
производится с помощью более мелких элементов.
Наряду с этим имеется возможность составлять элементы как в лежачем, так
и в стоячем положении. Чтобы достичь достаточно большой жесткости в местах
надстраиваемых элементов, в них
встраиваются стальные профили, на-
пример защемляющие или направля-
ющие шины.
Если стены бетонируются захват-
ками, то необходимо устраивать опа-
лубку в местах присоединения эле-
ментов. При этом переставляемая
опалубка перекрывает конец стены.
Крепление конца опалубки произво-
дится с помошью заанкеривания.
Если конец стены не может быть вы-
полнен в опалубке из нормальных
рамных элементов, то применяют
универсальные элементы, которые
имеют в поперечных ригелях сетку
отверстий с расстоянием в 5 см между
ними для заанкеривания.
При устройстве опалубки в местах
соединений стен и в углах стен ис-
пользуют подходящие формовые эле-
менты или также универсальные эле-
менты (рис. 8.28).
Для образования прямых углов
имеются элементы для внутренних и
наружных углов. В случае необходи-
мости выравнивания по длине при-
меняются подходящие формовые
элементы из дерева или стали. Появ-
ляющиеся в углах растягивающие
усилия воспринимаются встройкой
дополнительных растяжек элементов
Рис. 8.28. Опалубка соединений стен, углов
стен и лобовой части стен
Глава 8. Устройство опалубки
опалубки, защемляющих шин или угловых струбцин, которые соединены с гра-
ничащими элементами стен. Острые или тупые углы образуют с помощью жест-
ких угловых элементов или с помощью шарнирных углов, которые могут быть
подстроены под требуемый угол.
Для образования концов стен (лобовые опалубки) между опалубочными
плитами вставляются формовые элементы и защемляются в опалубке с помо-
щью опалубочных анкеров, защемляющих шин или опалубочных ригелей. Вид
защемления зависит от величины растягивающего усилия, которое возникает
под действием давления свежего бетона на опалубку. Также здесь подходят для
опалубки универсальные элементы (см. рис. 8.28).
При устройстве опалубки наружных стен в многоэтажном строительстве на-
ружная опалубка должна перекрывать торец перекрытия без надставок. Крепле-
ние наружной опалубки производится к ранее забетонированным опалубочным
анкерам или с помощью заанкеривания под перекрытием на уже существующих
анкеровочных элементах стеновой опалубки.
Кроме того, существует возможность устанавливать опалубку на ОТКИДНЫЕ
ПОДМОСТИ. Откидные подмости — это рабочие и защитные подмости. Кон-
Рис. 8.29. Стеновая опалубка с рабочими под-
мостями
сольная подвеска зацепляется за анкерные крюки, вмонтированные в готовое пе-
рекрытие. Откидные подмости закрепляются завинчиванием анкерных конусов.
Крепление внешней опалубки проис-
ходит либо прикреплением ее к внут-
ренней части опалубки (установочной
опалубки), либо распорками на откид-
ные подмости (рис. 8.29).
РИГЕЛЬНЫЕ ОПАЛУБКИ для
изготовления стеновых опалубок со-
стоят из полностенных или фахвер-
ковых ригелей, которые обложены
одеждой опалубки. В противополож-
ность рамным опалубкам, здесь наря-
ду с обычными фанерными плитами
возможны и другие виды одежды опа-
лубки, например многослойные пли-
ты с гладкой или структурированной
поверхностью для высококачествен-
ных поверхностей лицевого бетона.
Для обеспечения жесткости ригели
связываются проходящими под пря-
мым углом к ним обвязочными сталь-
ными ригелями.
Ригельные опалубки поставляют-
ся в виде элементов различной шири-
ны и высоты, так что из них можно
Рис. 8.30. Возведение ригельной опалубки
собирать опалубку для стеновых эле-
ментов любых размеров (рис. 8.30).
Горизонтальное соединение элемен-
тов производится стальными планка-
ми, которые прикрепляются к сталь-
ным ригелям с помощью болтов. Вер-
тикальная связь элементов (надстав-
ка) производится с помощью накла-
док на ригели или с помощью встрой-
ки вертикальных стальных ригелей
или стальных струбцин. Также и об-
разование острых или тупых углов
Рис. 8.31. Образование углов в ригельной опа-
лубке
возможно, например, с помощью шарнирных соединений, так же как это имело
место при устройстве лобовой опалубки и опалубки соединений стен (рис. 8.31).
8.4.2.2. Криволинейная опалубка
Криволинейная стеновая опалубка, называемая также круглой опалубкой, чаще
всего встречается в инженерном строительстве, например при строительстве
очистных сооружений, резервуаров для воды и водонапорных башен. Криво-
линейные опалубки могут выполняться в виде ригельных опалубок или в виде
рамных опалубок. Для подгонки одежды опалубки под требуемый радиус зак-
ругления изготавливаются деревян-
ные шаблоны, соответствующие по
форме искривления элемента ри-
гельной опалубки. С помощью рав-
номерного напряжения шпинделей,
укрепленных на ригелях, и с помо-
щью постоянного контроля по шаб-
лонам элемент приводится к нужной
форме (рис. 8.32).
Для выбора одежды опалубки ра-
диус закругления является определя-
ющим. Для малых радиусов подходят
фанерные плиты толщиной от 4 мм.
Они позволяют легко изгибать себя.
Для больших радиусов можно при-
менять «одежду» опалубки толщиной
до 21 мм.
Изготовление круглой опалубки
рамной системы возможно только
при больших радиусах и только там,
где не требуется очень точного выдер-
живания кривой изгиба опалубочно-
го элемента, так как рамы нельзя из-
гибать. Закругление достигается кри-
волинейными стальными листами,
Рис. 8.32. Подготовка круглой опалубки
Рис. 8.33. Круглая опалубка рамной системы
Глава 8. Устройство опалубки
устанавливаемыми между элементами опалубки, соединяющимися с «одеждой»
рамной опалубки. С помощью натяжных устройств криволинейные стальные ли-
сты легко искривляются. При этом получается полигональная форма опалубки
(рис. 8.33).
8.4.3. Опалубка стоек
Для изготовления опалубки стоек (опалубки колонн) квадратного или прямо-
угольного сечения подходят также как ригельные, так и рамные опалубочные си-
стемы. Если ширина сторон элемента соответствует размерам рамной опалубки, то
можно применить соответствующие основные элементы. Элементы соединяются
между собой, как и в углах стен, наружными угольниками и стяжками. Если раз-
меры отклоняются от стандартных, то применяются колонные элементы или уни-
версальные элементы опалубки. Опалубочные рамы при этом могут подобно вет-
ряной мельнице выступать по краям за пределы сечения колонны (рис. 8.34).
В случае применения для колонн ригельной опалубки давление бетона вос-
принимается ригелями. Если необхо-
димо устройство опалубки для колонн
с особой формой сечения, то для ос-
новной формы выбирают прямо-
угольное или квадратное сечение.
Особая форма сечения при этом дос-
тигается с помощью устройства вы-
резов и выемок. Для устройства опа-
лубки круглых колонн применяются
стальные элементы различной высо-
ты, гнутые трубы из стального листа
или трубы из твердоволокнистого ма-
териала (рис. 8.35).
Рис. 8.34. Устройство опалубки для стоек
Рис. 8.35. Опалубка для круглых соек
8.4.4. Опалубка балок
Балки, перемычки и прогоны могут
иметь обычную опалубку из элемен-
тов опалубки из дерева или из более
мелких элементов рамной опалубки.
В опалубке балок сначала уста-
навливают днище опалубки на высо-
те нижней грани балки. Днище опа-
лубки состоит, как правило, из опа-
лубочных плит шириной, равной
ширине балки, и опирается на попе-
речные брусья, которые в свою оче-
редь опираются на продольные де-
ревянные балки. Подпорки переда-
ют нагрузку на основание. Обе бо-
8.4. Опалубки для частей зданий
ковины состоят из опалубочных
плит, которые для восприятия дав-
ления бетона усилены горизонталь-
ными или вертикальными опалубоч-
ными ригелями. Последние устанав-
ливаются на поперечные брусья и
особыми балочными струбцинами
прижимаются к днищу опалубки.
Балочные струбцины сконструиро-
ваны таким образом, что они препят-
ствуют боковому сдвигу боковин
опалубки и давление бетона воспри-
нимается поперечными ригелями
(рис. 8.36). В случае балок, которые
бетонируются не совместно с плитой
перекрытия, особые опалубочные
струбцины могут надеваться на опа-
лубку. Для предотвращения изменения формы балочной опалубки в нее необ-
ходимо встраивать дистанционные бруски или другие элементы, сохраняю-
щие расстояние между боковинами.
Рис. 8.36. Опалубка балок
8.4.5. Опалубка перекрытий
Опалубка перекрытий изготавливается из опалубочных плит и опалубочных ри-
гелей (рис. 8.37). С помощью подпорок под ригелями нагрузки передаются на
основание. Изготовление опалубки перекрытия начинается с установки главных
подпорок, которые для надежной установки снабжены опорными треногами.
В вилки оголовников главных подпорок укладываются продольные ригели (про-
летные ригели) и выравниваются по высоте (см. рис. 8.37). Следующим шагом
могут устанавливаться промежуточные подпорки.
После этого на продольные ригели укладываются поперечные ригели
(см. рис. 8.37). Расстояние между подпорками и, следовательно, пролет
продольных и поперечных ригелей зависят от их несущей способности, рас-
стояния между ними и толщины перекрытий.
После укладки продольных и поперечных ригелей укладываются опалубоч-
ные плиты. При этом надо следить за тем, чтобы под каждым стыком плит был бы
поперечный ригель, чтобы плита при нагружении в стыке не могла приподни-
маться (см. рис. 8.37). Оставшиеся площади закрываются обрезками опалубоч-
ных плит.
При панельных опалубках речь идет о системе, в которой продольные и попе-
речные ригели образуют единую конструкцию, которая укладывается на подпор-
ки. «Одежда» опалубки либо аналогично рамной опалубке укрепляется на этих
элементах, либо может укладываться после установки системы ригелей (рис. 8.38).
При другой системе время установки опалубки сокращается тем, что размеры
опалубочных плит (панелей), расстояния между стойками и расстояние между
Глава 8. Устройство опалубки
Рис. 8.37. Устройство опалубки перекрытий
продольными и поперечными риге-
лями точно согласованы друг с дру-
гом. Маркировка на ригелях дает со-
ответствующее расстояние между ри-
гелями и подпорками, так что подгон-
ка ригелей и колонн уже не нужна.
Применение подпорок с понижаю-
щимися оголовниками дополнитель-
но облегчает распалубку перекрытий.
8.4.6. Опалубка лестниц
Опалубка лестниц изготавливается
на стройплощадке как несистемная
опалубка. Прямолинейные лестницы
с нижней стороны имеют опалубку,
подобную опалубке перекрытий. Не-
сущая конструкция «одежды» опалуб-
ки состоит, как правило, из брусьев и
стальных подпорок. Подпорки под
наклонным лестничным маршем ус-
танавливаются перпендикулярно
нижней стороне марша и на опоре
подклиниваются. Тщательное рас-
крепление подпорок препятствует их
выгибу или сдвигу (рис. 8.39).
В качестве опалубки для ступе-
ней лестницы применяются лобовые
доски, ширина которых соответству-
ет высоте ступеней. Лобовые доски
укрепляются на тетивных досках,
которые укрепляются на боковинах
марша с помощью гвоздей. Чтобы
предотвратить выгибание лобовых
досок при бетонировании, они должны раскрепляться продольной доской,
прибитой к лобовым доскам в середине лестничного марша. Самая нижняя
лобовая доска должна быть раскреплена доской к стене лестничной клетки.
При большой ширине лестниц укрепление лобовых досок следует произво-
дить с помощью брусьев или с помощью деревянных тетив и напорных досок.
Напорные доски могут устанавливаться как вертикально, так и горизонтально
(см. рис. 8.39).
Криволинейные лестницы требуют больших затрат на опалубку. Нижняя часть
марша имеет изогнутую форму, для опалубки которых требуются соответствую-
щие шаблоны. Форма шаблона получается прочерчиванием плоскости нижней
стороны лестницы и положения ступеней.
8.4. Опалубки для частей зданий
8.4.7. Опалубка для
лицевого бетона
Плоскости лицевого бетона могут
быть либо гладкими, либо структу-
рированными (рис. 8.40). Требова-
ния к плоскостям лицевого бетона
должны быть зафиксированы в спис-
ке работ. Например, устанавливают-
ся закрытость поверхности, структу-
ра и цветовое решение поверхности
лицевого бетона. В качестве «одеж-
ды» опалубки для гладкого лицевого
бетона подходят опалубочные плиты
из фанеры с покрытием искусствен-
ной смолой со средним слоем с про-
кладками из ленточной фанеры,
стерженьков или фанеры (с. 194), а
также опалубочные панели из метал-
ла. Если хотят избежать острых кра-
ев, то в углы опалубки вставляются
треугольные бруски или треуголь-
ные бруски из синтетического мате-
риала. Необходимо следить за тща-
тельным уплотнением, чтобы пре-
пятствовать образованию выщербин
от выбившегося гравия и видимых
слоев укладки. В случае рабочих
швов на «одежде» опалубки укрепля-
ются трапецеидальные бруски.
В качестве одежды опалубки для
структурированных бетонных повер-
хностей в большинстве случаев при-
меняют опалубки с насадками (матри-
цы) из эластичных пластмасс, таких,
как полиуретан, полисульфид, или из
природного каучука (с. 222) в струк-
турах различного рисунка. Часто они
являются отливками с природных ма-
териалов, таких, как соломенные
маты, бамбуковые циновки или дос-
ки, обработанные пескоструйным ап-
паратом (см. рис. 8.40). Таким обра-
зом можно также воспроизвести фор-
мы, подобные природному камню.
Рис. 8.38. Панельная опалубка
Рис. 8.39. Опалубка лестничной клетки
Рис. 8.40. Структуры лицевого бетона
Глава 8. Устройство опалубки
Если структурированная бетонная поверхность обрабатывается механичес-
ки, например путем обивки краев, то получается оббитая лицевая поверхность
(разорванный бетон) (см. рис. 8.40).
Важные правила изготовления лицевых бетонных поверхностей следующие.
• Новую, всасывающую деревянную опалубку, например, надо предвари-
тельно обрабатывать разделяющими средствами.
• Разделяющие средства следует наносить тонким равномерным слоем.
• В случае досчатой опалубки необходимо предусмотреть глубокое шпунто-
вание, например клиновое шпунтование.
• Новые и старые опалубки нельзя применять вместе вследствие их различ-
ного воздействия на окраску бетонной поверхности.
• Лицевые поверхности следует защищать от подтеков ржавчины, например
от соединительного армирования.
• Опалубочные анкеры должны устанавливаться на регулярном расстоянии
друг от друга, например по заданной сетке.
8.4.8. Опалубки стен и перекрытий большой площади
Применение опалубки большой площади должно быть подготовлено таким об-
разом, чтобы была возможна надежная работа. Поэтому необходимо достаточ-
ным образом подготовить всех людей, занятых проектированием, подготовкой и
возведением зданий при таком способе проведения работ.
Опалубка большой плоскости часто транспортируется с помощью крана (рис. 8.41).
Это требует особого внимания. Но и при установке опалубки имеют место опасно-
сти несчастных случаев при ее опрокидывании, в основном при залезании на нее и
Рис. 8.41. Транспортировка опалубки боль-
шой площади
при ударах по ней. Поэтому необхо-
димо придерживаться предписаний по
предотвращению несчастных случаев
при работах с опалубкой большой
площади, выпускаемых профсоюзом
строительных рабочих. При транспор-
тировке и установке опалубки боль-
шой площади необходимо учитывать
следующее.
• На стройплощадке должно иметь-
ся руководство по монтажу опалуб-
ки большой площади.
• Упоры могут сниматься только
тогда, когда элементы опалубки
надежно раскреплены в стоячем
положении.
8.4. Опалубки для частей зданий
• Незакрепленные мелкие деталь должны быть с опалубки удалены или закреп-
лены от падения вниз.
• При подъеме или укладке опалубки по ней нельзя ходить.
• Транспортировка людей на элементах опалубки запрещается.
• При сильном ветре опалубку необходимо направлять с помощью направляю-
щих тросов или остановить работу крана.
• Элементы опалубки можно устанавливать только на основании, обладающем
достаточной несущей способностью.
• Стеновые опалубочные элементы необходимо раскреплять на обоих концах
выше центра тяжести.
• Взбираться на конструкцию опалубки запрещается.
• Работа со стремянок должна быть ограничена до минимума.
• При распалубке перед съемом анкеров элементы опалубки должны быть рас-
креплены от опрокидывания.
Среди опалубок большой площади следует различать плоские опалубки боль-
шой площади и пространственные опалубки, которые монтируются из готовых
системных элементов. Для особых строительных задач, например для туннель-
ных сооружений или мостовых конструкций, опалубка изготавливается из сис-
темных элементов и специально изготовленных для данного объекта конструк-
ций ригелей. Такую опалубку называют также объектной опалубкой.
8.4.8.1. Стеновые опалубки большой площади
С помощью плоской опалубки большой площади возводят стены и перекрытия.
Опалубка большой площади для стен может быть выполнена в виде рамной или
ригельной опалубки (рис. 8.42). При этом два эле-
мента опалубки одинаковой величины устанавли-
ваются напротив друг друга. Расстояние между ними
соответствует толщине стен. Основание под опалуб-
ку должно иметь достаточную несущую способ-
ность. Отдельные элементы опалубки должны зак-
репляться рихтовочными стойками, образующими
жесткое и прочное на сжатие и растяжение треуголь-
ное соединение. Необходимые рабочие подмости,
которые должны соответствовать DIN 4420, обыч-
но закрепляются на элементах опалубки.
БЕЗАНКЕРНАЯ ОПАЛУБКА
Если раскрепление противостоящих элементов
опалубки через тело бетона для восприятия давле-
ния бетона невозможно, например при бетониро-
вании у существующих стен или при массивных
Рис. 8.42. Опалубка большой
площади как рамная опалубка
Глава 8. Устройство опалубки
Рис. 8.43. Безанкерная опалубка
Рис. 8.44. Применение склад-
ных подпорок
строительных конструкциях, то применяют безан-
керную опалубку (рис. 8.43). Давление бетона при
этом воспринимается у подошвы опалубки анкера-
ми, которые заделаны в основание. Анкера свинчи-
ваются с опорными козлами. Растягивающие уси-
лия в анкерах могут передаваться на опорные козлы
с помощью поперечных ригелей (см. рис. 8.43).
Количество требуемых анкеров и расстояние
между опорными козлами зависит от величины дав-
ления бетона. На задних сторонах опорных козел на
основание действуют силы сжатия, которые долж-
ны им восприниматься. Поэтому перед установкой
опалубки необходимо проверить, будет ли иметь
основание достаточную для такой нагрузки несу-
щую способность. Для восприятия боковых усилий
во время бетонирования опорные козлы связыва-
ются между собой.
8.4.8.2. Опалубки перекрытий
большой площади
Опалубки перекрытий большой площади могут
быть выполнены в виде опалубочных столов или
ящичных опалубочных элементов. В случае опалу-
бочных столов речь идет об опалубочных элемен-
тах большой площади, у которых «одежда», ригель-
ная конструкция и подпорки образуют единое це-
лое. Она может транспортироваться к месту уста-
новки либо с помощью крана, либо на специальных
катучих подмостях. Предпосылкой для ее исполь-
зования на стройплощадке является наличие поме-
щений, открытых по крайней мере с одной сторо-
ны для того, чтобы этот опалубочный стол можно
было вывезти после использования.
Для помещений, которые, например, частично закрыты подоконной частью
ленточных проемов, имеются опалубочные толы со складывающейся несущей
конструкцией (складные подпорки) (рис. 8.44). Если опалубку нельзя вывезти из
данной части здания, то для распалубки применяют особую переставную вилку,
которая может подвешиваться к тросу подъемного крана (рис. 8.45).
При ящичной опалубке опалубка перекрытия подпирается короткими
стальными подпорками на консоли в стенах. Стальные подпорки оборудованы
шпинделями для перестановки опалубки по высоте. Для укрепления консолей
в боковых стенах должны быть вставлены анкеры. При распалубке опалубка
опускается и вывозится. Ящичная опалубка подходит в случае бетонирования
перекрытий на большой высоте, при которых их подпирание снизу невозмож-
но или неэкономично.
8.4. Опалубки для частей зданий
8.4.8.3. Объекты ые опалубки
Опалубки для особых сооружений, как, например, для мостов или туннелей.
В большинстве случаев изготавливаются для одноразового применения. Они вы-
полняются как плоские, сводчатые или пространственные опалубки. Для них мо-
гут применяться также и элементы системной опалубки, такие, как опалубочные
ригели, подпорки и подпорные башни. Однако часто применяется и несущая кон-
струкция, которая рассчитана на особую форму и большой вес опалубки и обес-
печение жесткости которой рассчитано на особое применение этой опалубки. Под-
пирание опалубки (несущая конструкция) в этом случае выполняется из сталь-
ных профилей различных форм сечения (рис. 8.46).
8.4.9. Переставная опалубка
В опалубках, например, высоких стен, которые
многократно переставляются по высоте, можно
применять переставную (карабкающуюся) опалуб-
ку. Она состоит из одного элемента стеновой опа-
лубки, одного переставного по высоте устройства
и в некоторых случаях — из подвешенной снизу ра-
бочей площадки. Элемент стеновой опалубки мо-
жет быть большой площади и достигать 25 м2. Он
имеет наверху рабочие подмости для бетонирова-
ния. Переставное по высоте устройство зависит от
вида переставной опалубки. Различают самоподъ- Рис. 8.45. Транспортировка
емную и несамоподъемную опалубку.
У НЕСАМОПОДЪЕМНЫХ
ОПАЛУБОК опалубочные элементы
большой площади перемещаются по
участкам с помощью крана. Для
подъема вверх необходима карабкаю-
щаяся консоль. Она состоит из раз-
личных стальных профилей, соеди-
ненных в жесткую треугольную кон-
соль. На переднем конце горизонталь-
ного профиля находится подвесное
устройство, которое прочно привин-
чено к анкеровке в бетоне. На нижнем
конце наклонных подкосов нагрузка
передается на готовую строительную
конструкцию (рис. 8.47).
Карабкающаяся консоль вместе с
ригелями и с настилом из брусьев
одновременно образует рабочие
опалубочного стола
Рис. 8.46. Примеры объектной опалубки
Глава 8. Устройство опалубки
Рис. 8.47. Переставная опалубка
подмости. На них при распалубке мо-
гут откидываться элементы стеновой
опалубки или отъезжать от бетонной
стены на роликах. Этим обеспечива-
ется рабочее пространство, с которого
может осуществляться обслуживание
«одежды» опалубки и устраиваться
армирование следующего участка
стены. Под рабочими подмостями на
консоли подвешивается рабочая пло-
щадка (инерционная площадка).
С нее могут производиться последую-
щие работы, например заделка анкер-
ных отверстий.
При САМОПОДЪЕМНЫХ ОПА-
ЛУБКАХ опалубочный элемент вме-
сте с рабочими подмостями образуют
одну систему, которая поднимается с
помощью подъемного механизма с
гидравлическим приводом. Он состо-
ит из выдвижной штанги и собствен-
но подъемного механизма. При пере-
становке опалубки сначала подъем-
ный механизм поднимает выдвиж-
ную штангу и потом рабочую пло-
щадку с опалубкой на выдвижной
штанге на новую рабочую высоту. Во время перемещения вверх консоль и выд-
вижная штанга закрепляются в опорных башмаках, которые заанкериваются в
готовом бетоне (см. рис. 8.47).
Переставная опалубка подходит для высоких конструкций, таких, как сте-
ны, лестничные клетки, шахты лифтов и опоры мостов.
8.4.10. Скользящая опалубка
В скользящей опалубке в противоположность переставной опалубке элемен-
ты опалубки не переставляются, а подтягиваются кверху, причем процесс бе-
тонирования не должен прерываться. Скользящая опалубка состоит из опа-
лубки стен, несущего пролета с рабочими площадками и скользящего устрой-
ства (рис. 8.48).
В качестве опалубки применяются стеновые элементы высотой от 1,2 до 1,5 м.
Несущий пролет держит оба стеновых элемента на расстоянии толщины стены и
воспринимает боковое давление опалубки, так как заанкеривание стеновых эле-
ментов опалубки невозможно. На несущем пролете находятся рабочие площадки
для бетонирования и площадки для последующих работ. К устройству скольже-
ния относятся подъемная штанга и подъемное устройство. Подъемная штанга
8.4. Опалубки для частей зданий
проводится в полой трубе до полного
выхода из нее. Окружающий бетон
делает невозможным ее выгиб.
Несущий пролет прочно связан с
подъемным устройством, которое
приводится в действие гидравличес-
ким мотором и передает нагрузки на
подъемную штангу (рис. 8.49). При
скольжении опалубка и рабочие пло-
щадки одновременно перемещаются
кверху. Равномерность перемещения
вверх может, например, контролиро-
ваться лазером. Бетон укладывается
слоями высотой от 20 до 30 см. Ско-
рость скольжения зависит от времени,
необходимого для установки армату-
ры и бетонирования. Она составляет
от 15 до 30 см/ч. Бетон в нижней час-
ти опалубки должен набрать доста-
точную прочность. Скользящая опа-
лубка применяется при высоких кон-
Рис. 8.48. Скользящая опалубка
Рис. 8.49. Подземное устройство
струкциях, размеры, сечения которых
остаются примерно одинаковыми,
как, например, в случае силосных со-
оружений, мостовых опор и башен
лифтовых шахт.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Объясните разницу между систем-
ной опалубкой и несистемной опа-
лубкой.
2. Опишите функцию частей опалубки.
3. Какие факторы влияют на давление свежего бетона?
4. Каково допустимое давление свежего бетона для четырех областей консистен-
ции при скорости подъема 5 м/ч?
5. Какими мероприятиями удовлетворяются требования к «одежде» опалубки?
6. Какие правила действуют при распалубке?
7. Расскажите о возможностях устройства плоских стеновых опалубок.
8. В чем заключается преимущество ригельной опалубки по сравнению с рамной
опалубкой в случае круглой опалубки?
9. Расскажите о возможностях устройства опалубки колонн.
10. Расскажите о возможностях устройства опалубки большой площади. Какие пред-
писания действуют для транспортировки элементов опалубки?
11. Какое условие действует при применении безанкерной опалубки? Как она устра-
ивается и на что следует обращать внимание при ее устройстве?
12. Чем отличаются переставная и скользящая опалубки?
ГЛАВА 9
СТРОИТЕЛЬСТВО ИЗ БЕТОНА
Бетон — это материал, который многообразно применяется в строительстве. Он
приготавливается из смеси цемента, воды (цементный клей) и каменного запол-
нителя. Для достижения определенных свойств к этой смеси могут добавляться
различные добавки или дополнительные материалы. При твердении бетонного
клея получается искусственный камень с прочной структурой (рис. 9.1). Строи-
тельный материал бетон применяется для армированного и неармированного бе-
тона, а также для строительных конструкций из предварительно напряженного
бетона. Бетон подходит также для дорожного строительства и для строительных
конструкций под водой.
Требования, предъявляемые к бетонным конструкциям, определяют во мно-
гом требуемые свойства бетона.
9.1. Виды и нормирование
Обычно НОРМАЛЬНЫЙ БЕТОН называют бетоном. В качестве каменного за-
полнителя применяют преимущественно песок и гравий. Путем выбора легкого
каменного заполнителя, например керамзита, получают ЛЕГКИЙ БЕТОН с хо-
Таблица 9.1. Виды бетона по виду заполнителя
Вид бетона Заполнитель Плотность (кг/дм3)
Нормальный бетон Гравий, песок, щебень > 2, < 2,6
Легкий бетон Например, ке- рамзит, вспучен- ный аргиллат < 0,8, < 2,0
Tяжепый бетон Например, железная руда, тяжелый шлат > 2,6
рошими теплотехническими свой-
ствами.
При строительстве реакторов или
в помещениях с рентгеновской аппа-
ратурой конструкции должны пре-
пятствовать выходу наружу радиации.
Для этих конструкций подходит, на-
пример, ТЯЖЕЛЫЙ БЕТОН с запол-
нителем из железной руды или тяже-
лого шпата (табл. 9.1).
Для определенных конструкций
применяют бетон с особыми свой-
ствами, например водонепроницае-
мость, высокая морозостойкость или
высокая сопротивляемость химичес-
кой агрессии.
Для унификации и гарантии каче-
ства разработаны нормы. Последние
определяют как изготовление бетона
и его укладку, так и свойства свежего
и затвердевшего бетона.
9.2. Свежий бетон
Бетон в Германии изготавливает-
ся и укладывается согласно DIN 1045
«Несущие конструкции из бетона,
железобетона и предварительно на-
пряженного бетона». Они служат
Нормами при использовании наци-
ональных правил на основе европей-
ских Норм DIN EN «БЕТОН». Эти
нормы являются Нормами по мате-
риалу и регулируют состав, свойства,
изготовление и однородность бето-
на. DIN EN 206 представляют собой
содержащиеся в DIN EN 1992 (Евро-
код 2) «Проектирование железобе-
тонных и преднапряженных бетон-
ных конструкций» правила для опре-
деления размеров и возведения бе-
тонных сооружений и действуют
только совместно с Нормами DIN
EN «БЕТОН» (рис. 9.2).
ЕС 2: Бетонное ст оительство
(Основы,
мосты и др.)
EN 206: Бетон
Правила, записанные в этих двух
Евронормах, могут только тогда быть
' Определение
размеров,
возведение,
конструкция
(Национальные предписания
по возведению DIN 1045)
DIN EN - нормы: Испытания бетона
Свежий бетон
DIN EN 12350 T1 - T7
Часть1. Отбор проб
Часть 2. Размер усадки
Часть 3. Испытания Вебе
(жесткости бетонной
смеси)
Часть 4. Величина уплотнения
Часть 5. Величина растекания
Часть 6. Плотность
Часть 7. Воздухосодержание
Твердый бетон
Часть 3. Прочность на сжатие
образцов
Часть 4. Определение прочности
Часть 5. Прочность на растяжение
при изгибе
Часть 6. Прочность на скапывание
при изгибе
Часть?. Плотность
Часть 8. Глубина проникания воды
Часть 9. Сопротивление морозу
и действию солей при
опаивании
Рис. 9.2. Европейские правила бетонного
строительства (выдержки)
применены совместно с Нормами DIN по бетону и железобетону, когда это од-
нозначно разрешено.
DIN EN 206 действительны для нормального бетона, тяжелого бетона и лег-
кого бетона с закрытой структурой. Они могут также применяться для сборных
конструкций из бетона. Однако они не действительны для бетонных изделий, та-
ких, как кладочные камни или трубы.
Методы испытаний для определения свойств бетона регламентируются дру-
гими Нормами EN, например DIN EN 12350 «Испытания свежего бетона», ча-
сти 1—7.
9.2. Свежий бетон
Бетон в укладываемом состоянии называют свежим бетоном. Для него устанав-
ливаются определенные правила, например Предписания по укладке и Меро-
приятия по уходу за бетоном во время твердения, для того чтобы затвердевший
бетон достиг также ожидаемых свойств.
9.2.1. Фазы твердения
При смешении составных частей бетона из воды и цемента образуется БЕТОН-
НЫЙ КЛЕЙ, который полностью обволакивает зерна заполнителя и заполняет
Глава 9. Строительство из бетона
пространство между ними. При твердении цементного клея возникает СВЕЖИЙ
БЕТОН и ТВЕРДЫЙ БЕТОН. Так как для твердения необходима вода, говорят
о ГИДРАТАЦИИ.
Процесс твердения бетона происходит в три фазы: СХВАТЫВАНИЕ, ЗА-
ТВЕРДЕВАНИЕ и НАБОР ПРОЧНОСТИ. В течение этого процесса образу-
ются кристаллы, связывающие воду. В этом физико-химическом процессе выс-
вобождается тепло (гидратационное тепло).
СХВАТЫВАНИЕ начинается непосредственно после смешивания составля-
ющих частей. Цементные зерна связываются по своей поверхности с частью воды
в ГИДРАТ, который называют ЦЕМЕНТНЫМ ГЕЛЕМ.
При ЗАТВЕРДЕВАНИИ гидраты сращиваются друг с другом все больше и
больше и частично перекрывают пустоты между цементными зернами, называе-
мые гелевыми порами. Одновременно из цементного геля образуются шестиуголь-
ные кристаллы, и пластичное цементное тесто затвердевает. Затвердевание мо-
жет начинаться не ранее 1 часа после смешивания.
НАБОР ПРОЧНОСТИ начинается с образования длинноволокнистых кри-
сталлов (игольчатых кристаллов), которые соединяются своими волокнами друг
с другом и, таким образом, образуют прочную структуру (рис. 9.3). Так из це-
ментного геля образуется цементный камень.
При наборе прочности зерна заполнителя фиксируются в своем положении.
Набор прочности или гидратация оканчивается, когда все цементные зерна пре-
вращаются в цементный камень. Этот физико-химический процесс может про-
Рис. 9.3. Образование иголь-
чатых кристаллов
должаться очень долго (рис. 9.4).
Для окончательной гидратации необходимо
наряду с созданием определенных температурных
условий обеспечить бетон достаточным количе-
ством воды. Например, портландцемент требует
количество воды около 40% от его веса. Из этого
количества около 25% связывается химически,
около 15% остается в кристаллизации.
Гидратация при высоких температурах проте-
кает ускоренно, так как при этом быстрее могут
образовываться длинноволокнистые гидраты.
Следствием этого является более высокая началь-
ная прочность. При низких температурах гидрата-
ция замедляется, поэтому начальная прочность
достигается позже. При температурах ниже 5 °C
гель уже не может образовываться.
При досрочном высыхании бетона образование
геля прерывается. Бетон «усыхает от жажды». Он не
достигает требуемой конечной прочности, что,
9.2. Свежий бетон
например, видно по отслоению песка на поверхно-
сти бетона. Слишком малое количество воды, кро-
ме того, может привести к уменьшению объема це-
ментного геля, т.е. к усадкам. При этом вода высы-
хает в порах геля. Усадка тем больше, чем выше со-
ставляющая геля в общем объеме бетона. Однако
если снова будет добавлена вода, то говорят о раз-
бухании, т.е. об увеличении объема. Во всяком слу-
чае, разбухание значительно меньше усадки. Изме-
нения объема могут привести к напряжениям в бе-
тоне и к ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЮ.
9.2.2. Водоцементное отношение
Требуемое для окончательной гидратации количе-
ство воды зависит от количества бетона. Отношение
по массе количества воды к количеству цемента на-
зывают ВОДОЦЕМЕНТНЫМ ОТНОШЕНИЕМ.
Водоцементное отношение определяет теку-
честь цементного клея, твердеющего и превращаю-
щегося в цементный камень, и, следовательно,
прочность бетона. При затвердевшем бетоне (проч-
ном бетоне) цементный камень должен прочно со-
единять каменные зерна и заполнять пространство
между ними. Наиболее прочная структура образу-
ется при водоцементном отношении, равном 0,4.
При высоких водоцементных отношениях про-
странство между двумя цементными зернами так
велико, что оно не может быть заполнено при полной гидратации цемента. Остает-
ся ИЗБЫТОЧНАЯ ВОДА, которая испаряется и оставляет ПУСТОТЫ. Эти пусто-
ты, называемые также ПОРАМИ или КАПИЛЛЯРАМИ, уменьшают прочность
бетона на сжатие и повышают его капиллярность (рис. 9.5). У бетонов со слишком
высоким водоцементным отношением избыточная вода собирается на поверхнос-
ти, и частички цемента осаждаются. При этом говорят о КРОВОТОЧЕНИИ.
Слишком высокое содержание цемента в бетоне, кроме того, не только не
экономично, но и невыгодно, потому что цемент при твердении усаживается.
При этом повышается опасность ОБРАЗОВАНИЯ УСАДОЧНЫХ ТРЕЩИН.
Капилляры в бетоне вследствие высокого содержания воды и цемента ведут
к уменьшению ПРОЧНОСТИ EIA СЖАТИЕ затвердевшего бетона. Прибавля-
ется также и его способность всасывать воду. Это приводит в железобетоне к
ОПАСНОСТИ КОРРОЗИИ арматуры.
Водоцементное отношение = массе воды (кг)/масса цемента (кг);
или водоцементное отношение = w/z,
Рис. 9.4. Твердение бетона
где w — масса воды; z — масса цемента.
Глава 9. Строительство из бетона
Слабая всасывающая
способность
Рис. 9.5. Бетон с различными значениями
w/z
Рис. 9.6. Влияние величины w/z на прочность
бетона (по Вальцу)
DIN 1045 допускает максималь-
ное значение величины w/z, равное
0,75. Однако бетон с w/z в 0,75 имеет
только половину прочности бетона с
w/z= 0,40 (рис. 9.6). Согласно DIN
1045 для защиты арматуры от корро-
зии, например для определенных на-
ружных конструкций, следует выдер-
живать значение w/z = 0,60.
DIN 1045 устанавливает для бе-
тонов определенных классов проч-
ности минимальное содержание це-
мента. Для стандартного бетона
класса прочности С16/20 предписы-
вается минимальное содержание це-
мента 290 кг/м3. Самое маленькое
соотношение w/z = 0,40 получается
при добавлении 116 л (кг) воды. За-
мешанный таким образом бетон
очень жесткий и трудно поддается
уплотнению.
Если условия требуют более плас-
тичной консистенции свежего бетона,
правильное количество воды и цемен-
та для бетонной смеси можно опреде-
лить с помощью величины w/z.
ПРИМЕР
Заданное водоцементное отноше-
ние, равное 0,40, можно получить при
изготовлении 1 м3 бетона с использо-
ванием 140 кг цемента (32,5R) и
56 л (кг) воды. Если для повышения
удобоукладываемости добавить еще
50 л, то величина w/z возрастет до 0,76.
Прочность бетона на сжатие снижается
при этом почти в половину. Чтобы ком-
пенсировать потерю прочности и дос-
тичь первоначального значения w/z,
нужно добавить к бетону еще 125 кг
цемента (рис. 9.7).
Если необходимо улучшить удо-
боукладываемость свежего бетона, то
в бетонную смесь нельзя просто доба-
9.2. Свежий бетон
вить некоторое количество воды зат-
ворения, так как при этом повыша-
ется водоцементное отношение и
уменьшается прочность на сжатие.
Необходимо одновременно добавлять
еще и цемент, чтобы выдержать тре-
буемое значение величины w/z.
Существующее значение w/z
Добавление воды 50 кг
Величина
w/z
0,40
, 56 кг воды
w/z = —---------------
140 кг цемента
Добавка цемента 125 кг
Требуемое значение w/z
106 кг воды
w/z= —----------------
265 кг цемента
Величина
w/z
0,40
Рис. 9.7. Изменение консистенции бетонной
смеси (пример)
9.2.3. Консистенция
Консистенция (жесткость) служит ха-
рактеристикой способности бетона не
расслаиваться и легко укладываться.
Ее необходимо выбирать таким обра-
зом, чтобы бетон укладывался не рас-
слаиваясь и мог бы уплотняться при
данных условиях. Это достигается с
помощью подходящего количества
цементного клея в бетонной смеси.
Необходимое для определенной кон-
систенции количество цементного
клея зависит в основном от грануло-
метрического состава (ситовой ли-
нии) заполнителя.
Богатые песком заполнители, на-
пример, для достижения одинаковой консистенции требуют больше цементного
клея, чем менее богатые песком заполнители. Наряду с этим также и форма зерен
и шероховатость их поверхности определяют требуемое количество бетонного
клея. Смеси одинаковых ситовых линий из недробленого заполнителя для дос-
тижения одинаковой консистенции требуют меньшего количества цементного
клея, чем заполнители из дробленого материала. Так как улучшение подвижно-
сти бетонной смеси только за счет повышенного добавления цементного клея
может также воздействовать на бетон отрицательно, например повышенная го-
товность к образованию усадочных трещин, то в бетон с хорошими свойствами
текучести и с хорошим сцеплением составляющих (текучий бетон) добавляется
пластифицирующая добавка (FM). Чтобы уменьшить количество цемента, до-
пустимо также использовать в каче-
стве добавки летучую золу (FA).
9.2.3.1. Классы по консистенции
КЛАССЫ ПО КОНСИСТЕНЦИИ
ПО DIN 1045
Согласно DIN 1045 среди свеже-
го бетона различается 4 или 6 КЛАС-
Таблица 9.2. Классы коэффициентов уплотне- ния по DIN 1045
Класс Коэффициент уплотнения v Описание консистенции
СО > 1,46 Очень жесткая
С1 от 1,45 до 1,26 Жесткая
С2 от 1,25 до 1,11 Пластичная
СЗ от 1,10 до 1,04 Мягкая
Глава 9. Строительство из бетона
Таблица 9.3. Класс растекания по DIN 1045
Класс Коэффициент растека- ния а (диаметр в мм) Описание консистенции
F1 <340 Жесткая
F2 от 350 до 410 Пластичная
F3 от 420 до 480 Мягкая
F4 от 490 до 550 Очень мягкая
F5 от 560 до 620 Текучая
F6 >630 Очень текучая
СОВ КОНСИСТЕНЦИИ (разрядов
жесткости). Обозначение класса кон-
систенции ориентируется на соответ-
ствующую методику испытаний. При
ИСПЫТАНИЯХ НА УПЛОТНЕ-
НИЕ устанавливается КОЭФФИ-
ЦИЕНТ УПЛОТНЯЕМОСТИ (v) и
при ИСПЫТАНИЯХ НА РАСТЕКА-
НИЕ устанавливается КОЭФФИ-
ЦИЕНТ РАСТЕКАНИЯ («). По ре-
зультатам испытаний бетон может быть приписан к соответствующему классу
консистенции. Отклоняясь от DIN EN 206, DIN 1045 добавляет к классам кон-
систенции еще и описания консистенции (табл. 9.2 и 9.3).
КЛАССЫ КОНСИСТЕНЦИИ ПО DIN EN 206
В области действия DIN EN 206 наряду с испытаниями уплотнения и испы-
таниями на растекание обычно для определения консистенции бетона применя-
ются также ИСПЫТАНИЯ ПОДВИЖНОСТИ БЕТОННОЙ СМЕСИ (опыт
осадки конуса) и ИСПЫТАНИЯ ВЕБЕ. Поэтому DIN EN 206 расширяет описа-
ние классов консистенции по сравнению с DIN 1045 на КЛАСС ВЕЛИЧИНЫ
ОСАДКИ КОНУСА и КЛАСС ВРЕМЕНИ ОСАДКИ, не прибегая к описаниям
консистенции (табл. 9.4). Сопоставление описания консистенции по величине
осадки конуса и по классу времени осадки относительно описания консистен-
ции в DIN 1045 возможно только с большими ограничениями.
9.2.3.2. Испытания консистенции
Консистенция испытывается при первой укладке бетона и при изготовлении об-
разцов. Во время процесса бетонирования онадолжна постоянно контролироваться
Таблица 9.4. Классы консистенции по DIN EN 206
Описание консистенции по DIN 1045 (недействительно для DIN EN 206) Очень жесткая Жесткая Пластич- ная Мягкая Очень мягкая Текучая Очень текучая
Класс растекания (испытание на растекание) F1 F2 F3 F4 F5 F6
Коэффициент растекания a (диаметр) в мм <340 350-410 420-480 490-550 560-620 >630
Класс уплотнения (испытание на уплотнение) со С1 С2 СЗ
Коэффициент уплотнения v > 1,46 1,45-1,26 1,25-1,11 1,10-1,04
Класс величины осадки конуса (испытания подвижности бетон- ной смеси) S1 S2 S3 S4 S5
Осадка конуса в мм 10-40 50-90 100-150 160-210 >220
Класс Вебе (испытания Вебе) V0 V1 V2 V3 V4
Время осадки в секундах >31 30-21 20-11 10-6 5-3
9.2. Свежий бетон
визуально, чтобы можно было установить отклонения от обычного внешнего вида.
В зависимости от вида консистенции для испытаний подходят различные опыты,
проведение которых установлено в DIN EN 12350 «Испытания свежего бетона,
части 1—7».
При ИСПЫТАНИИ НА РАСТЕКАНИЕ резервуар в форме усеченного ко-
нуса заполняется бетоном в два слоя, каждый из которых уплотняется 10 ударами
рейкой. Применяемый стол для растекания должен быть размерами 70 х 70 см.
Излишки бетона снимаются стальной линейкой. После этого резервуар снима-
ется вертикально вверх. Плоскость стола приподнимается с одной стороны 15 раз
и так же резко отпускается. При этом бетон растекается подобно блинному тесту.
Средняя величина из двух перпендикулярно друг другу измеренных диаметров
бетонного блина дает нам ВЕЛИЧИНУ РАСТЕКАНИЯ (а) (рис. 9.8). Путем срав-
нения с табличными значениями можно получить существующую консистен-
цию и установить соответствие с тре-
буемой консистенцией. Этот опыт
подходит для консистенций от плас-
тичной до текучей.
При проведении ИСПЫТАНИЯ
НА УПЛОТНЕНИЕ бетоном сво-
бодно наполняется резервуар высо-
той 40 см и сечением 20 х 20 см. Бе-
тон уплотняется на вибростоле. Пос-
ле этого по 4 углам резервуара изме-
ряются ВЕЛИЧИНЫ ОСАДКИ s,
рассчитывают среднюю величину из
них и определяют высоту заполне-
ния h = 40 см — s. Коэффициент уп-
лотнения получают из отношения
высоты резервуара к высоте заполне-
ния (рис. 9.9).
Испытания на уплотнение подхо-
дят для мягких, пластичных и жест-
ких, но не для текучих бетонов.
При ИСПЫТАНИЯХ ПОДВИЖ-
НОСТИ БЕТОННОЙ СМЕСИ (ис-
пытания на осадку) для установления
КЛАССОВ ВЕЛИЧИНЫ ОСАДКИ
резервуар в форме усеченного конуса
высотой 30 см заполняется бетоном в
три слоя, уплотняется по 25 ударов
рейки каждый слой, после чего фор-
ма снимается. Время от заполнения
формы до ее снятия должно состав-
лять не более 150 секунд. Бетон оса-
Рис. 9.8. Определение величины растекания
Рис. 9.9. Определение коэффициента уплот-
нения
Глава 9. Строительство из бетона
Рис. 9.10. Получение величины осадки конуса
Свежий бетон
частично касает-
ся нижней старо-
ны стеклянной
пластины
Конец вибрации
Начало вибрации
Свежий бетон
полностью каса-
ется нижней сто-
роны стеклян-
ной пластины
Рис. 9.11. Определение времени осадки (ис-
пытания Вебе)
живается после снятия формы, сохра-
няя очертания усеченного конуса.
Величиной осадки конуса является
расстояние от верхней грани резерву-
ара до верхней части осевшего конуса
из бетона (рис. 9.10).
Испытания подвижности бетон-
ной смеси проводятся для мягких и
пластичных бетонов.
При ИСПЫТАНИЯХ ВЕБЕ (ис-
пытания времени осадки) для опре-
деления КЛАССА ПО ВРЕМЕНИ
ОСАДКИ для данной консистенции
(Вебе) металлическая форма в виде
усеченного конуса заполняется, как
и при испытаниях подвижности бе-
тонной смеси, после чего она снима-
ется с образца. Образец стоит в сосу-
де. Стеклянная пластина, которая
может свободно двигаться в верти-
кальном направлении на рычаге, ус-
танавливается на поверхность бетона.
После этого включается вибростол.
Время осадки — это время до того, как
стеклянная пластина будет полнос-
тью соприкасаться с поверхностью
бетона (рис. 9.11). Так же можно из-
мерить и величину осадки.
Испытания Вебе подходят для
бетона с жесткой и жесткопластичной консистенцией.
9.2.4. Транспортный бетон
Бетон преимущественно производится на транспортных бетонных заводах и на-
зывается ТРАНСПОРТНЫМ БЕТОНОМ (рис. 9.12). Приготовление транспор-
тного бетона включает складирование и дозирование исходных материалов и
смешивание бетона.
ЦЕМЕНТ гигроскопичен (притягивает воду). При наборе влаги образуются
комки, которые влияют на способность твердения. Поставка чистого цемента
производится в специальных автомобилях. Цемент перегружается из машины в
силос с помощью сжатого воздуха. Силосы обозначаются в соответствии с видом
цемента для исключения возможных ошибок при компановке состава.
КАМЕННЫЙ ЗАПОЛНИТЕЛЬ должен складироваться отдельно по груп-
пам крупности зерен, для того чтобы было удобно выдерживать состав по сито-
9.2. Свежий бетон
вым линиям и предотвратить смеши-
вание разных ситовых линий. Запол-
нитель должен поставляться свобод-
ным от загрязнений, например от
земли и листвы. Он складируется под
открытым воздухом в звездчатых
складах или в бункерах и силосах.
Складирование каменного зернисто-
го заполнителя в бункерах и силосах
имеет преимущество равномерной
собственной влажности.
ДОЗИРОВКА происходит в
транспортных бетонных заводах с по-
мощью электронно-управляемых до-
заторных установок по документиро-
ванному РУКОВОДСТВУ ПО СМЕ-
ШИВАНИЮ, которое содержит все
подробности о виде и количестве ис-
ходных материалов (рис. 9.13). Дози-
ровка составляющих бетона цемента
и заполнителя производится по мас-
се в кг, так как их плотность может
быть различной. Вода затворения, ко-
торая не должна содержать вредных
для бетона составляющих, вследствие
своей постоянной плотности измеря-
ется счетчиком воды в м3.
СМЕШИВАНИЕ БЕТОНА про-
изводится в тарельчатых или емкост-
ных мешалках до тех пор, пока не об-
разуется равномерная смесь. Счита-
ется, что нормальный бетон равно-
мерно смешан уже через 30 секунд.
Время смешивания начинается с мо-
мента, в который все составляющие
Рис. 9.12. Транспортный бетонный завод
(схема)
Рис. 9.13. Установка управления на транспор-
тном бетонном заводе
смеси загружены в бетономешалку. Состав бетона после освобождения мешалки
не должен изменяться без согласования с бетонным заводом.
9.2.5. Поставки транспортного бетона
Если бетон не приготавливается на стройплощадке, то его надо доставлять с транс-
портного бетонного завода. Там имеется возожность смешивать и отправлять по-
требителю также и небольшие количества бетона (начиная с 1 / 3 м3). Так как состав
свежего бетона после смешивания не должен больше меняться, то необходимо до
начала приготовления бетона установить его требуемые свойства и его состав.
Глава 9. Строительство из бетона
9.2.5.1. Заказ бетона
Требования, которые предъявляются к изготавливаемой конструкции из бетона,
определяют свойства, которые должен иметь поставляемый бетон. Они получа-
ются, с одной стороны, из данного КЛАССА ЭКСПОЗИЦИИ. На такие классы
бетон подразделяется по вредным условиям внешней среды, например действие
влажности или химическое действие солей оттаивания и сульфатосодержащих
соединений (см. с. 430). С другой стороны, необходимо учитывать особые усло-
вия, например транспорт и условия укладки, а также требования к исходным
материалам для бетона. Заказать бетон можно также по требуемым его свойствам
и по его составу. Однако можно заказать и стандартный бетон. По заказу на по-
ставку бетона образуется ответственность поставщика — насколько поставляе-
мый бетон соответствует поставленным требованиям.
БЕТОН заказывается по СВОЙСТВАМ. При этом переработчик бетона оп-
ределяет требования, которым он должен соответствовать на основе DIN 1045.
При этом для нормального бетона необходимо представить следующие данные.
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
• Требования по соответствию DIN EN 206-1.
• Класс прочности на сжатие.
• Класс экспозиции.
• Номинальная величина наибольшего зерна заполнителя.
• Класс консистенции
• Вид применения бетона (например, неармированный бетон, железобетон,
предварительно напряженный бетон).
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
• Вид цемента и класс цемента.
• Развитие прочности.
• Развитие тепла во время гидратации.
• Задержка твердения.
• Сопротивление проникновению воды.
• Сопротивление истиранию.
• Разрывная прочность на растяжение.
• Другие технические требования (например, особый метод укладки, особые
требования по отделке поверхности).
БЕТОН заказывается ПО СОСТАВУ. При этом заказчик определяет исход-
ные материалы для бетона и состав бетона для достижения требуемых свойств.
Он отвечает за то, что поставленный бетон будет иметь требуемые свойства. Из-
готовитель гарантирует заказанный состав бетона. При этом заказчику следует
представить следующие данные.
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
• Требования по соответствию DIN EN 206, часть 1.
• Содержание цемента.
9.2. Свежий бетон
• Вид цемента и класс прочности цемента.
• Величина w/z или класс консистенции.
• Вид заполнителя.
• Номинальная величина наибольшего зерна заполнителя.
• Применение добавок или дополнительных материалов.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
• Происхождение исходных материалов для бетона.
• Дополнительные требования к заполнителю.
• Требования к температуре свежего бетона при поставке.
• Другие технические свойства.
СТАНДАРТНЫЙ БЕТОН применяется ограниченно. Его применение огра-
ничивается бетонными конструкциями из нормального бетона класса прочности
на сжатие < С16/20 и класса экспозиции < ХС2. Если должен поставляться стан-
дартный бетон, то бетонному заводу нужно задать следующие данные.
• Класс прочности на сжатие.
• Класс экспозиции.
• Развитие прочности во времени.
• Номинальная величина наибольшего зерна заполнителя.
• Класс консистенции.
9.2.5.1. Поставка
Так как состав бетона не должен меняться во время поставки, то при заказе необ-
ходимо выбрать подходящий бетон.
В транспортном бетонном заводе ответственный за диспозицию работник
принимает заказ на поставку бетона. В заказе должны указываться ПОЛУЧАТЕЛЬ,
АДРЕС СТРОЙПЛОЩАДКИ, иногда ПУТЬ ПОДВОЗКИ и СРОК ПОСТАВКИ,
а также КОЛИЧЕСТВО БЕТОНА. Если никаких других соглашений не подписа-
но, то выбирают также СОРТ БЕТОНА в соответствии с СОРТАМЕНТОМ дан-
ного транспортного бетонного завода (табл. 9.5).
Все это содержит данные о виде и классе прочности цемента и виде заполни-
теля. Кроме того, заказчик бетона информируется о виде и количестве добавок
или дополнительных материалов, а также о консистенции бетона и об изменении
его прочности во времени. Эти данные требуются для обеспечения правильной
укладки и для планирования ухода за
бетоном в процессе твердения.
9.2.5.2. Транспортировка
Смешанный на заводе свежий бетон
доставляется на стройплощадку в
транспортных бетономешалках (авто-
миксерах) (рис. 9.14).
Приготовленный на площадке бе-
тон может перевозиться на соседнюю
Рис. 9.14. Автомиксер
Таблица 9.5. Сортамент бетона по DIN 1045 (выдержки) 410 Глава 9. Стщ
Сорт бетона № Класс проч- ности С Содер- жание цемента и добавок (кг/м3) Консис- тенция Цемент Вода Вели- чина w/z Добавки Заполнитель Присадки Нараста- ние проч- ности во времени
Вид, класс прочности Содер- жание (кг/м3) Содер- жание (кг/м3) Вид Содер- жание (кг/м3) Вид, область ситовой линии, наибольшее зерно (мм) Содер- жание (кг/м3) Вид Содер- жание % V.Z.G.
Бетон для неармированных конструкций - жесткая консистенция С) й 5
1111 8/10 120 С1 СЕМ I 32,5 R 100 140 1,40 FA 20 гравий А/В 32 2170 - - - В
2111 16/20 180 С1 СЕМ I 32,5 R 150 150 1,00 FA 30 гравий А/В 32 2090 - - - с
3111 16/20 205 С1 СЕМ I 32,5 R 175 150 0,86 FA 30 гравий А/В 32 2070 - - - 5
Железобетон - мягкая консистенция В
23221 16/20 250 F2 СЕМ I 32,5 R 250 176 0,70 - - гравий А/В 16 1975 BV 0,5 среднее а
24221 25/30 320 F2 СЕМ I 32,5 R 260 175 0,67 FA 60 гравий А/В 16 1890 BV 0,5 среднее
Железобетон - мягкая консистенция - для наружных конструкций
24311 25/30 300 F2 СЕМ I 32,5 R 300 165 0,55 - - гравий А/В 32 1950 BV 0,5 среднее
25222 35/45 320 F2 СЕМ I 42,5 R 315 170 0,53 - - гравий А/В 16 1925 BV 0,5 среднее
26222 35/45 320 F2 СЕМ I 42,5 R 315 170 0,53 - - гравий А/В 16 1870 BV 0,5 быстрое
9.2. Свежий бетон
стройплощадку в простых грузовиках-самосвалах. Во время перевозки бетон сле-
дует защищать от вредных погодных воздействий (жара, холод, осадки, ветер).
Особенно следует следить за тем, чтобы цементный клей не пропадал.
9.2.5.3. Передача бетона
КОНТРОЛЬ ПОСТАВОЧНОЙ НАКЛАДНОЙ
Принимающий на стройплощадке перед разгрузкой получает пронумерован-
ное свидетельство о поставке (накладную) (рис. 9.15). Она должна быть подписа-
на ответственным лицом от поставщика и принимающим бетон.
Согласно DIN 1045 накладная должна содержать следующие данные.
• Название бетонного завода, иногда с указанием о надзоре, например с по-
мощью товарного или надзорного знака.
• Принимающий поставку и стройплощадка.
• Количество бетона в м3 уплотненного свежего бетона.
• Класс(ы) экспозиции.
• Класс прочности бетона.
Ultra-Beton-GmbH
Номер машины 024
CZB-AS-95
|о||©1
Номер клиента
Номер стройплощадки
F. Muller
Berliner Platz
65432 Berndorf
Ostring 21
65432 Berndorf
Tief garage, Los II
НАКЛАДНАЯ № 1846
Дата
25.07.03
Вы получили согласно нашим торговым, поставочным и оплатным условиям,
которые Вы признаете, и согласно переданному Вам сортаменту
Объем поставки в м3
Должно быть Есть Остаток
Количество
м3
4,50
Сорт бетона -
№ по DIN 1045
4376
Класс
экспозиции
хсз
Класс
прочности
C20/25
Область
консистенции
F3
Сиговая линия
А/В 32
Присадки
Подходит для:
железобетон
Развитие
прочности -
среднее
См. на
обороте
х - раздра-
жающая
Цемент
СВИТ 32,5 N
00, 78kg/щЗ
Isola (BV)
Дополнительный материал
Дополнительное добавление или дозирование
пластифицирующих добавок (ПД)
Время внесения добавки
Ориентировочный остаток перед внесением ПД
Консистенция перед внесением
Добавка произведена (Ф.И.О.)
после внесения
м3
еля
Ответстеенный
от изготов
Время загрузки
миксера
8.35
Прибытие на
стройплощадку
Y 05
Поставка произведенв по правилам.
Водитель миксера
Время ожидания
в минутах
Выезд со стройплощадки
Начало разгрузки
Конец разгрузки
Примечания
За бетоном согласно DIN 1045 необходимо тщательно ухаживать после укладки
Поставленный сорт бетона подлежит - не подлежит - внешнему надзору и контролю качества
Рис. 9.15. Накладная на транспортный бетон
Глава 9. Строительство из бетона
• Консистенция бетона и развитие прочности.
• Указания, особенности или сообщение об указаниях при заказе, например
номер сорта бетона.
• Применение (например, для неармированного или армированного бетона).
• Фамилия приемщика.
• Дата и время отгрузки и разгрузки.
КОНТРОЛЬ ПОСТАВЛЕННОГО БЕТОНА
Рис. 9.16. Контроль бетона
Рис. 9.17. Предварительные
работы
Перед разгрузкой автомиксера отбирается
пробное количество свежего бетона для его испы-
тания (рис. 9.16). При этом из него изготавлива-
ются образцы и проверяется его консистенция.
Если консистенция бетона к моменту его переда-
чи выше установленной в заказе, то бетон отправ-
ляется обратно. В случае бетонов жесткой конси-
стенции DIN 1045 допускает изменение консис-
тенции. Это относится к внесению добавок и воды
под ответственность изготовителя. Для этого ав-
томиксер должен быть оборудован предназначен-
ным для этой цели дозатором. После внесения до-
бавок бетон должен быть снова перемешан. До-
полнительное внесение добавок должно быть от-
мечено в накладной.
На площадке следует следить за тем, чтобы ав-
томиксеры полностью освобождались от бетона не
позже чем через 90 минут после первого добавле-
ния воды к цементу. При перевозке бетона в авто-
мобилях без мешалки бетон жесткой консистенции
должен разгружаться не позже чем через 45 минут
после смешивания. При теплой погоде или силь-
ном солнечном облучении это время должно быть
сокращено, чтобы избежать высыхания бетона.
9.2.6. Укладка
Перед укладкой бетона необходимо провести важ-
ные ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ (рис. 9.17).
• Все загрязнения должны быть удалены из опа-
лубки.
• Деревянная опалубка должна быть предвари-
тельно увлажнена, чтобы швы закрылись вслед-
ствие набухания древесины и при уплотнении
тонкий раствор не выливался наружу. Кроме
того, сухая опалубка вытягивает часть воды из
9.2. Свежий бетон
бетона и осложняет распалубку. Это предупреждается распылением раздели-
тельных средств, например опалубочного масла.
• Опалубку с местами растяжек и обеспечением жесткости необходим прове-
рить на устойчивость.
• При работах с железобетоном необходимо проверить, обеспечена ли арматура
достаточным количеством дистанционных прокладок для создания защитного
слоя бетона. Загрязнения, например опалубочное масло, которое влияет на
сцепление арматуры и бетона, нужно тщательно удалить.
• При бетонировании плит перекрытий необходимо встроить выравнивающие
шаблоны, обеспечивающие требуемый защитный слой верхней арматуры.
9.2.6.1. Перемещение
Перемещение начинается с разгрузки автомобиля на площадке и заканчивается
на месте укладки. Свежий бетон при перемещении не должен расслаиваться, по-
этому вид перемещения зависит от той или иной консистенции свежего бетона.
Кроме того, выбор средства перемещения, например крановая бадья, бетонона-
сос, конвейерная лента или лоток миксера, зави-
сит от условий на данной площадке, от произво-
дительности укладки, от высоты и расстояния пе-
ремещения.
В КРАНОВЫХ БАДЬЯХ перемещается преиму-
щественно пластичный и мягкий бетон (рис. 9.18).
Применение КОНВЕЙЕРНЫХ ЛЕНТ подходит
преимущественно для пластичного бетона.
Бетон может подаваться к месту укладки также
и с помощью бетононасоса (рис. 9.19). Бетонона-
сосы в большинстве случаев монтируются на гру-
зовике и имеют двух- или трехколенную сгибаю-
Рис. 9.18. Перемещение с по-
мощью крановой бадьи
щуюся стрелу. Перемещение с помо-
щью БЕТОНОНАСОСОВ требует
определенного состава бетона. Насос-
ный бетон должен быть хорошо свя-
занным, т.е. иметь хорошее сцепле-
ние компонентов, не должен отслаи-
вать воду, хорошо изменять форму и
иметь равномерную пластичную
консистенцию. Мягкий бетон с вы-
соким добавлением воды не подходит
для прокачки бетононасосом, так как
он под давлением, создаваемым бето-
нонасосом, может расслаиваеться и
засорять трубопроводы.
Рис. 9.19. Подача бетона бетононасосом
Глава 9. Строительство из бетона
Пластификаторы или средства придания текучести бетону улучшают способ-
ность прокачки и облегчают укладку бетона. Кроме того, уменьшенное значение
w/z приводит к меньшей усадке свежего бетона.
Заполнитель по своему гранулометрическому составу должен соответство-
вать области ситовой линии A/В с наибольшим зерном 32 мм и по возможности с
округлой формой зерен.
9.2.6.2. Укладка
После перемещения начинается укладка бетона в конструкцию и его уплотнение
(рис. 9.20). Для того чтобы избежать перерывов в работе, машины и инструменты
Рис. 9.20. Укладка и уплотнение
Рис. 9.21. Разравнивание бетонной поверх-
ности
должны быть проверены на произво-
дительность. При больших отрезках
(захватках) бетонирования необходи-
мо подготовить и держать в готовно-
сти заменяющее оборудование.
В конструкциях типа стен бетон
должен укладываться слоями по воз-
можности одинаковой толщины и по
возможности вертикально. Толщина
укладываемых слоев зависит от вида
уплотняющего инструмента. При глу-
бинных вибраторах она составляет не
более 50 см, при поверхностных виб-
раторах — не более 20 см. Укладкадол-
жна вестись от провибрированного
бетона, так как в противном случае в
бетоне могут оставаться воздушные
пузыри и возможно расслоение бето-
на. На заключительном этапе проис-
ходит заглаживание поверхности
(рис. 9.21).
Во время бетонирования надо
следить за тем, чтобы арматура, заан-
керивающие устройства и опалубка
не сдвигались. При бетонировании
наклонных плоскостей работают с
ПЕРЕДВИЖНОЙ ОПАЛУБКОЙ.
Сводчатые и изогнутые конст-
рукции должны бетонироваться сим-
метрично от устоев или опор к вер-
шине, для того чтобы сохранять фор-
му опалубки. Если конструкция не
может быть забетонирована за один
9.2. Свежий бетон
Рис. 9.22. Правильная высота
падения бетона
рабочий проход, то необходимо запланировать
РАБОЧИЕ ШВЫ.
Из-за опасности расслаивания бетон при уклад-
ке должен как можно более плавно скользить в опа-
лубку. При бетонировании стен и колонн бетон не
должен при укладке ударяться об опалубку.
ВЫСОТА ПАДЕНИЯ бетона должна быть по
возможности малой, чтобы бетон не отслаивался.
Лотки и распределительные рукава от бетононасо-
сов необходимо подводить как можно ближе к мес-
ту укладки (рис. 9.22). При высотах падения свыше
2 м для того, чтобы предотвратить расслаивание,
устраиваются раздаточные трубы.
РАБОЧИЕ ШВЫ
Если конструкцию нельзя забетонировать за
один рабочий проход, то неизбежные рабочие швы
необходимо планировать уже перед ведением ра-
бот (т. II, разд. 15.4.3.2). Их необходимо устраи-
вать таким образом, чтобы крепким и плотным со-
единением старого и нового бетона была обеспече-
на надежная передача сил. Это может быть сделано
с помощью ступенчатого соединения, зубчатого со-
единения или путем устройства шовных лент. Для
этого применяют, например, синтетические шов-
ные ленты из ПВХ или искусственного каучука
или спрессованные инъекционные шланги (т. II, разд. 15.4.3.2). Скосов швов,
особенно в фундаментах, из-за опасности скольжения необходимо избегать. Плос-
кость шва необходимо сделать шероховатой и удалить тонкий слой цемента и
свободные частички бетона. Если необходимо добетонировать конструкцию на
старом сухом бетоне, то последний необходимо перед этим промочить достаточ-
но долгое время, чтобы из более молодого бетона не вытягивалась вода. Ко вре-
мени добетонирования поверхность старого бетона должна немного подсохнуть
и иметь только матовый блеск. Выступающая наружу соединительная арматура
должна быть основательно очищена от остатков бетона, для того чтобы она имела
лучшее сцепление с новым бетоном.
9.2.6.3. Уплотнение
Важнейшие свойства прочного бетона — его прочность на сжатие и водонепрони-
цаемость зависят от его хорошего уплотнения. В железобетоне арматура должна
быть окружена бетоном без пустот, чтобы была обеспечена защита от коррозии.
Предпосылкой для хорошего уплотнения является состав бетона, при кото-
ром более мелкие частички заполняют промежутки между более крупными час-
тичками. Цементный раствор полностью должен обволакивать зерна заполните-
Глава 9. Строительство из бетона
Рис. 9.23. Уплотняющие уст-
ройства
ля. Кроме того, должно оставаться еще достаточно раствора для того, чтобы за-
полнять оставшиеся маленькие поры. Возможности уплотнения бетона ограни-
чены. Бетон с пористостью 1—1,5% при равномер-
ном распределении пор в теле бетона называется
полностью уплотненным.
УСТРОЙСТВА ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ БЕТОНА
Устройства для уплотнения бетона создают ме-
ханические колебания, которые передаются на
свежеуложенный бетон. Колебания, как правило,
создаются центробежными силами, когда масса
вращается на определенном расстоянии от центра
тяжести источника колебаний.
Приводом может служить мотор внутреннего
сгорания, электромотор или сжатый воздух. По их
применению различают ГЛУБИННЫЕ ВИБРАТО-
РЫ, НАРУЖНЫЕ ВИБРАТОРЫ (опалубочные
вибраторы), ПОВЕРХНОСТНЫЕ ВИБРАТОРЫ
и МАШИННЫЕ ТРАМБОВКИ (рис. 9.23).
В случае применения электрических уплотня-
ющих устройств необходимы соответствующие ме-
роприятия по безопасности работы.
Рис. 9.24. Уплотнение машин-
ной трамбовкой
МЕТОДЫ УПЛОТНЕНИЯ
Бетон может уплотняться различными метода-
ми в зависимости от его консистенции.
С помощью ТРАМБОВАНИЯ с помощью МА-
ШИННЫХ или РУЧНЫХ ТРАМБОВОК можно
уплотнять жесткий бетон (рис. 9.24).
Предпосылкой для применения машинных
трамбовок являются относительно большие разме-
ры сечения конструкций, которые неармированы
или слабоармированы. Трамбовать необходимо по-
слойно. Полностью уплотненный слой не должен
быть толще 15 см. Трамбование может быть окон-
чено, когда бетон станет мягким и образуется
сплошная поверхность.
С помощью ВИБРИРОВАНИЯ уплотняется
пластичный бетон. При уплотнении ГЛУБИН-
НЫМ ВИБРАТОРОМ вибрирующая колба погру-
жается в свежеуложенный бетон (рис. 9.25). При
этом колебания распространяются кругообразно.
Вибрирующая колба погружается под собственным
9.2. Свежий бетон
весом в бетон и при медленном вытягивании за-
мыкает место погружения.
Величина вибратора зависит от размеров стро-
ительной конструкции и от расстояния между стер-
жнями арматуры. Большие вибраторы не могут про-
ходить в узкую опалубку, так как последняя под воз-
действием создаваемых ими усилий распирается.
При малом расстоянии между стержнями армату-
ры следует применять вибраторные колбы меньше-
го диаметра и соответственно уменьшать расстоя-
ния между местами погружений. В отдельных слу-
чаях необходимы особые проходы вибрирования.
При уплотнении с глубинными вибраторами
необходимо поступать следующим образом.
Рис. 9.25. Уплотнение глубин-
ным вибратором
• Бетон надо равномерно распределить, а затем уплотнять. Бетон никогда нельзя
распределять с помощью вибратора.
• Вибраторную колбу следует быстро погружать и при этом вести ее вертикаль-
но. Вибрировать необходимо до тех пор, пока из бетона не перестанут выхо-
дить пузырьки воздуха и на месте вибрирования не образуется плоская круго-
образная поверхность.
• Вибраторную колбу необходимо вынимать из бетона медленно, чтобы могла
образоваться закрытая поверхность, на которой собирается ограниченное ко-
личество растворного жидкого теста.
• Расстояния между местами погружениями следует выбирать таким образом,
чтобы не было неуплотненных клиньев и пазух (рис. 9.26). В качестве ориенти-
ровочной формулы можно выбирать устройства средней производительности,
с тем чтобы расстояние между точками погружения в см не было больше диа-
метра вибраторной колбы в мм. На практике расстояние от 50 до 60 см рассмат-
ривается как верхний предел.
• Слишком долгое вибрирование может привести
к расслоению бетона. При этом водянистая со-
ставляющая цементного клея всплывает наверх.
• Вибраторную колбу следует приближать к опалуб-
ке не более чем на 10—20 см, так как она в этом слу-
чае будет колебаться вместе с бетоном и вибратором
и бетон рядом с опалубкой можетрасслаиваться. Это
может привести к получению негладких и неодно-
родных бетонных поверхностей, которые особен-
но нежелательны в случае лицевого бетона.
• Вибраторы не должны соприкасаться с армату-
рой. При этом колба вибратора может быть по-
Рис. 9.26. Расстояние между
точками погружения
Глава 9. Строительство из бетона
Рис. 9.27. Вибрирование в опа-
лубке с арматурой
вреждена. Кроме того, бетон может частично от-
деляться от арматуры. Это можно увидеть по по-
явлению воды в непосредственной близости от
арматурных стержней (рис. 9.27).
В конструкциях, которые бетонируются многими
слоями, например в стенах, следующий бетонный
слой может вибрироваться не позже чем через час.
Вибратор должен погружаться на 10—20 см в ниж-
ний, уже уплотненный слой (рис. 9.28). При этом
существующее жидкое растворное тесто нижнего
слоя смешивается с новым слоем бетона и обеспе-
чивается хорошее сцепление между слоями.
• Высоты слоев бетонирования следует выбирать в зависимости от уплотняю-
щего действия глубинного вибратора. В случае устройств средней производи-
тельности, которые применяются на строительных площадках жилищного и
промышленного строительства, высота слоя должна составлять от 40 до 60 см.
• Свежий бетон может уплотняться после укладки. При этом пустоты под гори-
зонтальными стержнями арматуры, а также усадочные и осадочные трещины
будут закрываться. Дополнительное вибрирование может производиться толь-
ко до тех пор, пока бетон снова не станет пластичным и будет закрываться
после вытягивания колбы вибратора.
• После окончания процесса вибрирования вибратор следует вынуть из бетона и
только после этого отключить.
НАРУЖНЫЕ ВИБРАТОРЫ применяются в основном при изготовлении сбор-
ных железобетонных конструкций и на бетонных заводах. Так как уплотняющее
действие распространяется только на 25 см в глубину, то этот вид уплотнения под-
ходит преимущественно для тонких конструкций, таких, как стены, балки и кон-
струкции с высококачественными поверхностями лицевого бетона. Вибраторы
укрепляются на элементах жесткости опалубки (рис. 9.29). Этим обеспечивается
Рис. 9.28. Бетонирование нескольки-
ми слоями
равномерное распространение колебаний.
Следует следить за тем, чтобы наружный
вибратор действовал перпендикулярно глав-
ным элементам жесткости. Расстояния меж-
ду вибраторами принимаются в зависимос-
ти от величины вибратора, от остава бетона
и от вида опалубки. Бетон должен быть жест-
че, чем при применении глубинного вибри-
рования. Например, водоцементное отноше-
ние должно оставлять 0,40 и величина рас-
текания — от 28 до 36 см.
С помощью ШТЫКОВАНИЯ уплот-
няется в основном мягкий и текучий бетон
9.2. Свежий бетон
(рис. 9.30). Последний не может уплотняться с
помощью обычных устройств, так как в против-
ном случае наступает отслоение бетона. При рас-
пределении текучего бетона уже при укладке сле-
дует производить штыкование, до тех пор пока все
воздушные пузыри полностью не лопнут и не об-
разуется равномерно плотная структура.
САМОУПЛОТНЯЮЩИЙСЯ БЕТОН (SVB)
Вибрирование с помощью глубинных вибрато-
ров может отпасть, если применять самоуплотняю-
щийся бетон. При добавлении определенных коли-
честв высокопроизводительных пластификаторов в
сочетании с высоким содержанием каменной муки
в качестве заполнителя самоуплотняющийся бетон
получает особенно хорошую текучесть (вязкость)
без расслоения.
Получаются свободные от пор поверхности бе-
тонных строительных конструкций. Самовырав-
нивание по высоте на большой площади облегча-
ет распределение бетона. С помощью самоуплот-
няющегося бетона можно изготавливать бетонные
элементы с закладной арматурой или сложных
форм без особых затрат на уплотнение.
9.2.6.4. Последующий уход
Рис. 9.29. Наружный вибратор
Рис. 9.30. Уплотнение штыко-
ванием
За свежеуложенным и уплотненным бетоном (молодой бетон) должен быть пос-
ледующий уход. Он должен быть защищен от вредных влияний. Это делается для
того, чтобы достичь требуемых свойств прочного бетона. Это относится не толь-
ко к близким к поверхности слоям материала, но и к внутренней части бетониру-
емой конструкции. Так, например, из-за сильного прямого солнечного облуче-
ния или из-за сильного ветра из свежего бетона будет быстро вытягиваться влага.
Это оказывает негативное влияние на набор прочности бетона, и возникает опас-
ность, что на поверхности будут образовываться ранние усадочные трещины, ко-
торые могут развиваться в глубину конструкции. Они уменьшают прочность,
водонепроницаемость, а также морозостойкость и сопротивляемость химичес-
кой агрессии. Кроме того, поверхность бетона имеет тенденцию к сильному от-
делению песка. Еще свежий незакрытый бетон без опалубки должен быть защи-
щен от дождя.
Работы по последующему уходу должны начинаться сразу после укладки.
МЕРОПРИЯТИЯМИ ПО ПОСЛЕДУЮЩЕМУ УХОДУ ЯВЛЯЮТСЯ:
• Устройство влажных укрытий.
• Равномерное распыление (не разбрызгивание) нехолодной воды.
• Влажное содержание деревянной опалубки.
Глава 9. Строительство из бетона
• Защища стальной опалубки от прямого солнечного облучения.
• Укрытие теплозащитными матами.
• Укрытие синтетическими пленками.
• Нанесение образующих защитную пленку средств последующего ухода.
• Оставление свежего бетона в опалубке позже срока распалубки.
МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПОСЛЕДУЮЩЕМУ УХОДУ ЗА БЕТОНОМ ПРЕДОТВРАЩАЮТ:
• Досрочное высыхание, прежде всего за счет прямого солнца и ветра.
• Большой внутренний перепад температур.
• Низкие температуры или мороз в бетоне и быстрое охлаждение в первые
дни после бетонирования.
Рис. 9.31. Мероприятия по последующему
уходу
• Вымывание цементного клея дож-
дем и текучей водой,
• Сотрясения или удары (например,
при ранней распалубке, сильном
движении грузовых автомобилей),
которые ведут к образованию тре-
щин и влияют на связь арматуры и
бетона.
Мероприятия по последующему
уходу за бетоном могут проводиться
по отдельности или вместе (рис. 9.31).
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ
ПОСЛЕДУЮЩЕГО УХОДА
DIN 1045 устанавливает продол-
жительность последующего ухода за
бетоном в днях (табл. 9.6). Она зави-
сит от класса экспозиции (с. 430) и
нарастания прочности бетона (г) при
20 °C. Последняя получается из от-
ношения средних значений прочно-
сти на сжатие после 2 дней и после
28 дней (/cm2//cm28). При этом могут
быть включены промежуточные зна-
чения. Для бетонных поверхностей,
которые подвержены истиранию в
соответствии с классом экспозиции
ХМ, бетон должен подвергаться пос-
ледующему уходу так долго, пока
прочность близкого к поверхности
бетона не достигнет 70% норматив-
ной прочности^. Это относится, на-
пример, к промышленным полам, по
9.2. Свежий бетон
Таблица 9.6. Минимальная продолжительность последующего ухода за бетоном при классах экспозиции по DIN 1045 (кроме ХО, ХС1 и ХМ)
Набор прочности бетона Г ~ 4пй^4пйв Быстрое Среднее Медленное Очень медленное
г >0,50 г >0,30 г> 0,15 г <0,50
Температура поверхности о в “С3 Минимальная продолжительность в днях1
и >25 1 2 2 3
25 > о >15 1 2 4 5
15 > 1> > 10 2 4 7 10
10 > 1> > 52 3 6 10 15
1 При более чем 5-часовой укладке продолжительность последующего ухода соответственно увеличивается. 2 При температурах ниже 5 °C продолжительность последующего ухода увеличивается на то время, пока температура была ниже 5 °C. 3 Вместо температуры поверхности бетона может приниматься температура воздуха.
которым ездят транспортные средства на резиновых шинах, вилочные погруз-
чики и гусеничные транспортные средства. Если не проводится точного расчета,
то значения из табл. 9.6 должны удваиваться.
9.2.6.5. Повторное использование остатков бетона
Больше не требующийся свежий бетон возвращается за деньги и разделяется на
составляющие на принадлежащей бетонному заводу установке по переработке
остатков бетона (рис. 9.32). Освобожденный от цемента оставшийся заполнитель
и оставшаяся вода применяются снова. Это служит охране окружающей среды.
9.2.6.6. Бетонирование в особых условиях
Нередко случается, что
приходится бетонировать
при особых условиях. Та-
кие условия бывают при
холодной погоде и при
возведении массивных
конструкций (массивного
бетона).
БЕТОНИРОВАНИЕ ПРИ
ХОЛОДНОЙ ПОГОДЕ
И ПРИ МОРОЗЕ
Окружающая темпе-
ратура имеет значитель-
ное влияние на набор
прочности бетона. При
низких температурах бе-
тон твердеет медленнее,
чем при средних темпера-
Рис. 9.32. Установка по переработке остатков бетона на
бетонном заводе
Глава 9. Строительство из бетона
Таблица 9.7. Требуемые температуры свежего бетона
Содержание и вид цемента Температура воздуха Температура свежего бетона
> 240 кг/мЗ +5 °C ... -3 ° С > +5 °C ... < +30 “С
< 240 кг/мЗ или VW-цемент +5 °C ... -3 °C >+10 °C ...<+30 °C
Обычно <-3°С +10 °C ... <+30 °C
Дополнительно следует учитывать: Свежий бетон может промерзать только тогда, когда перед этим 3 дня температура его поддерживалась +10 °C или его прочность на сжатие составляет > 5 Н/мм2.
турах. Так, например, для бетона, ук-
ладываемого при 5 °C, требуется в два
раза больше времени для достижения
им такой же прочности, как и при
температуре 20 °C.
Если случаются температуры
ниже точки замерзания, то гидрата-
ция может остановиться. Кроме
того, несвязанная вода в бетоне при
замерзании увеличивается в объеме.
Многократное замерзание и оттаива-
ние приводит к разрыхлению струк-
туры, потере влаги и к выветрива-
нию бетона. Если бетон уже набрал прочность свыше 5 Н/мм2, то он становится
устойчивым против однократного замерзания. Однако срок распалубки следу-
ет продлить на время, в течение которого бетон находился при температуре ниже
0 °C. Поэтому нужно следить за тем, чтобы бетон именно при низких темпера-
турах быстро твердел и промерзание наступало только тогда, когда бетон уже
набрал достаточную прочность. Бетон надо в течение месяца защищать от снега
и дождя. В первую зиму он не должен соприкасаться с рассыпной солью против
обледенения.
Согласно DIN 1045 температура свежего бетона не должна быть ниже значе-
ний, принимаемых в зависимости от температуры воздуха и количества и вида
цемента (табл. 9.7).
При мероприятиях по подогреву свежего бетона, кроме подвода пара, темпе-
ратура свежего бетона не должна превышать +30 °C. Она должна составлять так-
же не менее +5 °C. Температура бетона свыше +30 °C ведет к быстрому снижению
пластичности и к твердению, что затрудняет работу с бетоном. Это ведет также к
большим усадкам, к раннему набору прочности и низкой конечной прочности
бетона.
Для защиты свежего бетона необходимо проводить следующие мероприятия.
• Вода затворения и заполнитель необходимо подогревать. Никогда не приме-
нять замороженный заполнитель!
• Необходимо применять цементы повышенных классов прочности. Они твер-
деют скорее и выделяют больше тепла при твердении, чем цементы более низ-
ких классов прочности.
• Содержание цемента следует увеличивать для ускорения набора прочности.
• Водоцементное отношение необходимо понизить. Это ведет к быстрому твер-
дению и набору прочности при одновременном высоком выделении тепла.
• В особых случаях следует после испытания на соответствие добавлять ускори-
тель твердения (BE). В предварительно напряженном бетоне применение хло-
росодержащих ускорителей твердения запрещается.
9.2. Свежий бетон
Мероприятия при транспортировке и укладке:
• Транспортные средства следует защищать от оттока тепла. Транспортерные
ленты и открытые лотки применять нельзя.
• Предварительно подогретый бетон следует по возможности укладывать в по-
догретую опалубку и сразу же уплотнять.
• Плоскости опалубки и арматуру держать свободными от снега, например про-
гревать нагретым воздухом или пламенными горелками, однако никогда не
применять струю горячей воды.
• Нельзя укладывать бетон на замерзшую землю или на замерзшие конструкции.
• Температура бетона в течение первых трех дней должна поддерживаться по
возможности не ниже +10 °C. Примыкающие помещения необходимо отап-
ливать.
9.2.6.7. Специальная техника бетонирования
В качестве специальной техники бетонирования рассматриваются методы бе-
тонирования, которые на одном или нескольких участках одного объекта от-
клоняются от обычного процесса изготовления бетона и обычного процесса
его укладки.
ВАКУУМНОЕ БЕТОНИРОВАНИЕ
Под вакуумным бетонированием понимают метод бетонирования, при кото-
ром внутри бетона образуется пониженное давление, в то время как на его повер-
хность одновременно действует атмосферное давление. При этом из свежего бе-
тона вытягивается часть ненужной для гидратации воды (рис. 9.33). С помощью
особого ухода за свежим бето-
ном, например, исключается об-
разование усадочных трещин.
Получаются плотные и устойчи-
вые против истирания бетонные
поверхности. Кроме того, с помо-
щью этого метода уже очень рано
достигается высокая прочность,
что позволяет ускорить сроки
распалубки, возможно раннее
использование поверхностей бе-
тона и бетон получает высокую
морозостойкость.
Свежий бетон сначала укла-
дывается обычным образом, уп-
лотняется и разравнивается рей-
кой или правилом. Сразу после
разравнивания на бетонную по-
верхность расстилаются фильт-
Вакуумный насос
Избыточная
вода и воздух
Вакуумный
ковер
Эффективное давление 0,09 Н/мм2
Резервуар
Рукав
Рулонная по-
лоса с утолщениями
Вакуумный
ковер
Давление —7-J
воздуха / ~
Подробное
изображение Z
с вырезом
Утолщения
Рулонная
полоса с
утолщениями
Дырочки
Избыточная
вода
Бетон
Рис. 9.33. Принцип вакуумирования
Глава 9. Строительство из бетона
ровальные маты из синтетического материала. Они имеют на стороне, обра-
щенной к бетону, воздухонаполненные утолщения. Через маленькие отвер-
стия в фильтровальных матах высасывается избыточная вода. На фильтро-
вальные маты накладываются «вакуумные ковры». Это водо- и воздухонепро-
ницаемые специальные синтетические ткани, которые с помощью шланга под-
ключаются к вакуумному агрегату (насосу низкого давления). Это устройство
образует между бетонной поверхностью и вакуумным ковром низкое давле-
ние. Из разницы низкого давления и нормального давления воздуха получает-
ся давление порядка 0,09 Н/мм2, которое сдавливает бетон. Избыточная вода
удаляется через дренирующие каналы, которые образуются между вакуумным
ковром и фильтровальными матами. Ее это давление выдавливает сквозь ма-
ленькие отверстия.
Через специальный рукавный шланг она отводится к вакуумному насосу и
собирается в специальную емкость. После снятия вакуумной установки бетон-
ная поверхность заглаживается, и за ней производится обычный последующий
Рис. 9.34. Рабочие шаги при вакуумировании
бетона
уход (рис. 9.34).
Этот метод применяется, напри-
мер, при укладке дорожных плит на
мостах, а также прочных на истирание
полов в промышленном и гражданс-
ком строительстве, а также при стро-
ительстве паркингов для автомоби-
лей. При этом отпадает устройство
выравнивающей стяжки вследствие
высокого качества вакуумированной
поверхности бетона. Из-за малой глу-
бины проникания воды в бетон этот
метод применяется также при строи-
тельстве очистных сооружений и ре-
зервуаров чистой воды.
ПОДВОДНЫЙ БЕТОН
Подводное бетонирование при-
меняется при бетонных работах в спо-
койной воде. Свежий бетон должен
укладываться под водой таким обра-
зом, чтобы перед началом твердения
не происходило вымывание цемент-
ного клея или мелких частиц запол-
нителя. Для этого требуется хорошо
сцепленный бетон с содержанием це-
мента не менее 350 кг/м3, значением
величины w/z < 0,60 и с консистен-
цией от мягкой до текучей. В общем,
для такого бетона применяются це-
9.2. Свежий бетон
менты класса > 42,5 R. При соответ-
ствующем гранулометрическом соста-
ве заполнителя такой бетон водонеп-
роницаем. Из-за опасности сильного
обогащения водой в областях, близких
к поверхностям свежего бетона, он не
должен уплотняться.
Укладка должна производиться
быстро с равномерным потоком бето-
на. Подводный бетон может, напри-
мер, укладываться бетононасосом
(рис. 9.35). При этом методе под дей-
ствием бетононасоса под давлением
свежий бетон заталкивается в уже су-
ществующую массу бетона. Для этого
применяют высокопроизводительные
бетононасосы с коленчатой стрелой.
Для того чтобы выход бетона проис-
ходил у подошвы котлована, на конце
шланга укрепляется стальная труба,
длина которой больше глубины воды.
Это предотвращает вырывание трубы
из массы бетона под давлением бето-
нонасоса (рис. 9.36). Процесс бетони-
рования контролируется с помощью
пеленгаторной установки, например с
помощью лазера.
Подводный бетон применяется в
сооружениях и их частях, для которых
нецелесообразно удерживание воды.
Область применения охватывает, на-
пример, изготовление плит подошвы
в туннелях и портовых сооружениях,
бетонирование буронабивных свай в
области грунтовых вод, при устройстве
облицовки набережных и в очистных
сооружениях.
ТОРКРЕТБЕТОН
Торкретбетон может наноситься
методом сухого торкретирования и
мокрого торкретирования. При мето-
де СУХОГО ТОРКРЕТИРОВАНИЯ
сухая смесь из заполнителя и цемента
воздушным потоком проталкивается
Рис. 9.35. Укладка подводного бетона
Рис. 9.36. Укладка подводного бетона (схема)
Рис. 9.37. Мокрое торкретирование в тун-
нельном строительстве
Глава 9. Строительство из бетона
Рис. 9.38. Примеры применения бетона
через шланг, перед выходом из него
смешивается с водой и под давлением
набрызгивается на подготовленную
поверхность для нанесения.
При МОКРОМ ТОРКРЕТИРО-
ВАНИИ вместо сухой смеси применя-
ется готовый смешанный бетон. Тор-
кретбетон подходит для нанесения
тонких слоев бетона на плоскости под
любым наклоном, например при ра-
ботах по санированию, для укрепле-
ния откосов и в туннельном строитель-
стве (рис. 9.37).
9.3. Высокопрочный
бетон
Под прочным бетоном понимается
затвердевший бетон. Он должен соот-
ветствовать заранее установленным
требованиям для данной конструкции
(рис. 9.38).
9.3.1. Свойства
Бетон имеет задачу нести нагрузку.
Поэтому требуется соответствующая
нагрузке прочность на сжатие. Если
бетон при изгибе работает на растя-
жение, он получает трещины или
разрушается. Изменение формы под
нагрузкой называют ПОЛЗУЧЕС-
ТЬЮ, изменение формы на основе
уменьшения объема бетона во время
процесса гидратации называют
УСАДКОЙ.
Чтобы улучшить сопротивление
трещинообразованию из-за измене-
ния формы бетона, можно применять
ВОЛОКНИСТЫЙ БЕТОН.
Здесь речь идет о бетоне, у кото-
рого кроме заполнителя подмешива-
ются волокна различных материалов.
В качестве таких материалов приме-
няют стальные волокна, волокна из стекловолокна, синтетические волокна или
углеродистые волокна. Эти волокна не могут заменить арматуры, однако они
снижают трещинообразование и повышают прочность бетона на растяжение.
Структура бетона должна быть такой плотной, чтобы была обеспечена защи-
та от коррозии. При применении бетона для наружных деталей требуется МО-
РОЗОСТОЙКОСТЬ бетона. При хорошем уплотнении содержание пор в теле бе-
тона достаточно мало, однако ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТЬ целенаправленно
может быть обеспечена только, например, за счет применения добавок и приса-
док, а также за счет выбора заполнителя соответствующего гранулометрического
состава.
Из-за своей высокой плотности бетон имеет плохую теплоизолирующую спо-
собность, однако это же свойство придает ему высокую звукоизолирующую спо-
собность от воздушного шума. Однако его жесткая структура является причиной
недостаточной звукоизоляции бетонных конструкций от корпусного шума и удар-
ного шума по междуэтажным перекрытиям в жилищном строительстве.
ПРОЧНОСТЬ НА СЖАТИЕ является важнейшим свойством бетона. Она за-
висит от прочности цемента, водоцементного отношения и гранулометрическо-
го состава заполнителя. Бетон с грубозернистым заполнителем имеет меньшую
поверхность соприкосновения зерен, и в нем возникает больше пустот (поры на-
сыпи), чем в бетоне с разноразмерным заполнителем. Эти поры должны запол-
няться цементным клеем. Поэтому следует стремиться к гранулометрическому
составу заполнителя согласно регулярной ситовой линии области 3, так как тогда
при наибольшем возможном количестве точек соприкосновения зерен заполни-
теля получается мало воздушных пор.
Твердение начинается через 12 часов после смешивания бетона. Через 3 дня он
имеет, например, при применении цемента СЕМ 32,5 R и наружной температуре
+20 °C от 50 до 60% своей прочности. После 7 дней его прочность составляет от 65
до 80%, и через 28 дней бетон достигает своей МИНИМАЛЬНОЙ ПРОЧНОС-
ТИ НА СЖАТИЕ. Дальнейшее нарастание прочности возможно. Она, однако, не
учитывается при расчете бетонных конструкций на допустимые нагрузки.
БЕТОНЫ С ОСОБЫМИ СВОЙСТВАМИ
Если к конструкциям предъявляются особые требования, как, например, во-
донепроницаемость или сопротивление воздействию химических материалов или
сильным механическим воздействиям, применяют бетон классов экспозиции XD,
XF, ХА или ХМ (рис. 9.39).
ВОДОНЕПРОНИЦАЕМЫЙ БЕТОН (WU-бетон) для конструкций толщиной
около 10 см до 40 см должен быть таким плотным, чтобы глубина проникновения
воды в него не превышала 0,6, а при более толстых конструкциях — 0,7 толщины.
БЕТОН С ВЫСОКОЙ МОРОЗОСТОЙКОСТЬЮ применяется, если он во
влажном состоянии подвергается резким колебаниям замораживания и оттаива-
ния. Если конструкции подвергаются воздействию еще и солей для оттаивания,
Глава 9. Строительство из бетона
Рис. 9.39. Применение бетона с особыми
свойствами
то применяют БЕТОН С ВЫСОКОЙ
МОРОЗОСТОЙКОСТЬЮ И СО-
ПРОТИВЛЕНИЕМ ДЕЙСТВИЮ
ОТТАИВАЮЩИХ СОЛЕЙ. В обо-
их случаях водонепроницаемость бе-
тона необходима. Заполнитель должен
обладать высокой морозостойкостью
(eF). Водоцементное отношение не
должно превышать граничных значе-
ний, установленных нормами. Иног-
да требуется ограниченное примене-
ние порообразуюших добавок. Для бе-
тона, подверженного агрессивному
воздействию мороза и солей оттаива-
ния, как, например, дорожное полот-
но и перекрытия парковок, следует
применять виды цемента СЕМ I, СЕМ
II класса прочности 32,5 N или СЕМ
III класса прочности 42,5 N.
БЕТОН С ВЫСОКОЙ СОПРО-
ТИВЛЯЕМОСТЬЮ ХИМИЧЕС-
КОЙ АГРЕССИИ устанавливается
по плотности и по отношению w/z бе-
тона. При сильных воздействиях SO4
на конструкции, например за счет ды-
мовых газов, загрязненных вредными
веществами почвы и промышленных
сточных вод, требуется применение
цемента с высоким сопротивлением
воздействию сульфатов.
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ
БЕТОН до 250 °C приготавливается с
использованием заполнителя, имею-
щего по возможности малый коэффи-
циент температурного расширения,
например известняка. За бетоном сле-
дует в два раза дольше осуществлять
последующий уход, чем это требуется
при самых невыгодных условиях. Пе-
ред первым нагреванием бетон должен
просохнуть.
Для предотвращения трещин пер-
вое нагревание должно происходить
медленно.
9.3. Высокопрочный бетон
БЕТОН С ВЫСОКОЙ СОПРО-
ТИВЛЯЕМОСТЬЮ ИСТИРА-
НИЮ должен выдерживать особо
высокие механические воздействия,
например от сильного транспортного
движения, падающего насыпного ма-
териала, от быстро текущей и содер-
жащей твердые вещества воды, а так-
же от частых ударов при перемеще-
нии тяжелых предметов (рис. 9.40).
Зерна заполнителя диаметром до
4 мм должны быть преимущественно
из кварца или из материалов по мень-
шей мере такой же твердости. Для бо-
лее грубых зерен следует применять
каменную породу или искусственно
приготовленные материалы с высо-
ким сопротивлением истиранию (из-
носостойкостью). При особо высоких
Рис. 9.40. Полы на складах из износостойко-
го бетона
нагрузках подходят такие твердые материалы, как металлические шлаки или ме-
таллическая стружка. Для любого заполнителя требованием является наличие
равномерно шероховатой поверхности и жатой формы зерен. Каменный запол-
нитель должен быть по возможности грубозернистым и по ситовой линии лежать
вблизи ситовой линии А или при гранулометрическом составе с выбросами —
вблизи ситовых линий В или U. Уход за бетоном после укладки должен произво-
диться в два раза дольше обычного.
9.3.2. Классификация набравшего прочность бетона
Наряду с классификацией бетона по плотности и консистенции бетон подразде-
ляется по прочности на сжатие (на классы прочности на сжатие) и по условиям
окружающей среды (классы экспозиции).
9.3.2.1. Классы бетона по прочности на сжатие
Требуемая минимальная прочность на сжатие зависит от требований к бетону и
к конструкциям из него. В DIN EN 206 бетон обозначается сокращенно С
(Concrete) и бетоны подразделяются на КЛАССЫ ПРОЧНОСТИ (табл. 9.8).
Присвоение бетону того или иного класса прочности производится по резуль-
татам ИСПЫТАНИЙ ПРОЧНОСТИ затвердевших образцов после выдержки
в течение 28 дней. По DIN 1045 прочность на сжатие проверяется на образцах в
виде кубиков с длиной стороны 150 мм, если другое не оговаривается. Соглас-
но DIN EN 206 допустимыми являются также цилиндрические образцы диамет-
ром 150 мм и высотой 300 мм.
Полученная прочность считается характеристической прочностью образца
и при цилиндрических образцах обозначается ^ксу1, а при кубических— /сксцЬе.
Глава 9. Строительство из бетона
Таблица 9.8. Классы прочности на сжатие для нормального и тяжелого бетона по DIN EN 206
Класс прочности на сжатие Характерная минимальная прочность на сжатие цилиндра н/мм2 Характерная минимальная прочность кубиков Г „ , Н/мм2 ск cube’ Класс прочности на сжатие Характерная минимальная прочность на сжатие цилиндра f. ,, Н/мм2 ck.cyl’ Характерная минимальная прочность кубиков f. . , Н/мм2 ck.cube’
08/10 8 10 045/55 45 55
012/15 12 15 050/60 50 60
С16/20 16 20 055/67 55 67
020/25 20 25 060/75 60 75
025/30 25 30 070/85 70 85
0X30/37 30 37 080/95 80 95
035/45 35 45 С90/105 90 105
040/50 40 50 0100/115 100 115
Это та прочность, которая согласно ожиданиям будет только на 5% ниже всех
возможных измеренных значений.
9.3.2.2. Классы экспозиции
Бетонные конструкции подвержены внешним воздействиям. Они могут приве-
сти к повреждениям конструкций. Если, например, бетонная конструкция под-
вержена постоянному воздействию влажности и мороза, то плотная структура
бетона разрушается и арматура больше не будет защищена от коррозии. Также и
химические вещества, например соль оттаивания или морская вода, могут выз-
вать повреждение конструкции.
При определении состава бетона поэтому необходимо учитывать влияния,
которым впоследствии будет подвергаться строительная конструкция. Различ-
ные условия окружающей среды подразделяются по виду вредных влияний на
7 классов. Их называют КЛАССАМИ ЭКСПОЗИЦИИ, сокращенно X (табл. 9.9).
1. Нет риска коррозии и агрессивных воздействий (ХО = без агрессивных воз-
действий).
2. Коррозия арматуры, инициированная карбонизацией (ХС = карбониза-
ция).
3. Коррозия арматуры, обусловленная хлоридами, за исключением морской
воды (XD = Deicing Salt — солевой антиобледенитель дорожных покрытий).
4. Коррозия арматуры, обусловленная хлоридами морской воды (XS =
Seawater — морская вода).
5. Удар мороза без оттаивающих средств (XF = Freesing — замораживание).
6. Химическая агрессия против бетона, например от природных грунтов или
сточных вод (ХА = химическая кислота).
7. Агрессия против бетона истирающих нагрузок (ХМ = механическое ис-
тирание).
9.3. Высокопрочный бетон
Однако бетонная конструкция может подвергаться многим влияниям. Это
может быть выражено с помощью комбинации классов экспозиции.
Для того чтобы бетон для конструкции достиг желаемых свойств, DIN 1045
устанавливает граничные значения для минимального содержания цемента и наи-
большего допустимого значения w/z для применяемых классов по прочности на
сжатие (см. табл. 9.9).
Таблица 9.9. Классы экспозиции и граничные значения для состава и свойств бетона по DIN 1045
Классы экспози- ции Описание окружающей среды Класс прочности на сжатие Минималь- ное содер- жание цемента, кг/м3 Наибольшее допустимое значение w/z Конструкции (примеры)
1. Коррозия и риск воздействий отсутствуют
ХО Для бетона без арматуры С8/10 - - Фундаменты (без воздействия моро- за), внутренние неармированные конструкции
2. Коррозия арматуры вследствие карбонизации
ХС1 Сухо/постоянно мокро С16/20 240 0,75 Внутренние армированные конструк- ции при обычной влажности воздуха включая кухни, ванные, моечные
ХС2 Мокро, редко сухо С16/20 240 0,75 Фундаменты, стены подвалов под землей, армированные плиты подо- швы (без воздействия мороза)
ХСЗ Умеренная влажность С20/25 260 0,65 Армированные конструкции на наружном воздухе
ХС4 Попеременно мокро и сухо С20/25 280 0,60 Конструкции снаружи, армирован- ные. Конструкции с высоким сопро- тивлением проникновению воды5 стены подвалов над уровнем грунта
3. Коррозия арматуры, обусловленная хлоридами, за исключением морской воды
XD1 Умеренная влажность С30/37 300 0,55 Конструкции снаружи, с влиянием мороза (горизонтальные), туман от разбрызгиваемой антиобледенитель- ной соли
XD2 Мокро, редко сухо С35/45 320 0,50
XD3 Попеременно мокро и сухо С35/45 320 0,45 Конструкции снаружи, с влиянием мороза (вертикальные), солевой туман
4. Коррозия арматуры, обусловленная хлоридами из морской воды
XS1 Соленый воздух, но нет непосред- ственного кон- такта с морской водой С30/37 300 0,55 Наружные конструкции, например устои плотин и заградительных сооружений
XS2 Под водой С35/45 320 0,50 Конструкции портовых сооружений, постоянно находящиеся под водой, например подошвы заградительных сооружений
XS3 Районы прили- вов, места, под- верженные брызгам воды и тумана от раз- брызгивания С35/45 320 0,45 Стенки причалов в портовых соору- жениях, стены шлюзов
Глава 9. Строительство из бетона
Окончание таблицы 9.9
Классы экспози- ции Описание окружающей среды Класс прочности на сжатие Минималь- ное содер- жание цемента. кг/м3 Наибольшее допустимое значение W/Z Конструкции (примеры)
5. Воздействие мороза с и без антиобледенительных средств
XF1 Умеренное водо- насыщен ие без антиобледени- тельных средств С25/30 280 0,60 Наружные конструкции
XF2 Сраднее водона- сыщение при ис- пользовании ан- тиобледенителей С25/30 300 0,55 Конструкции в водяном тумане или в местах воздействия брызг воды на обрабатываемых антиоб- леденителями дорожных поверхно- тях, если это не XF4, конструкции в местах воздействия брызг морс- кой воды
С35/45 320 0,50
XF3 Высокое водона- сыщение без ан- тиобледенителей С25/30 300 0,55 Открытые резервуары для воды, строительные конструкции при периодическом воздействии пресной воды
С35/45 320 0,50
XF4 Высокое водона- сыщение лри воз- действии антиоб- леденительных средств С30/37 320 0,50 Плоскости дорожного покрытия, обрабатываемые антиобледени- телями, преимущественно гори- зонтальные конструкции дорож- ных покрытий, находящиеся под воздействием брызг воды, при воздействии антиоблединитель- ных солей
6. Коррозия бетона при химических воздействиях
ХА1 Окружающая среда, химически слабо воздейст- вующая на бетон С25/30 280 0,60 Стены подвалов и водонепроницае- мые сооружения со слабым хими- ческим воздействием на них, ре- зервуары очистных сооружений, дождеприемные резервуары
ХА2 Химически сред- нее воздействие на окружающую среду С35/45 320 0,50 Стены подвалов в земле и водо- непроницаемые сооружения при среднем химическом воздействии, бетонные конструкции, соприкаса- ющиеся с морской водой
ХАЗ Химически силь- ное воздействие на окружающую сраду С35/45 320 0,45 Промышленные водоотводные сооружения при наличии химически агрессивных стоков, сипосные ямы, градирни с отведением дымовых газов
7. Коррозия бетона из-за истирающих нагрузок
ХМ1 Умеренные истирающие нагрузки С30/37 300 0,55 Несущие промышленные полы или полы жесткости при нагрузке от транспортных средств на надувном резиновом ходу
ХМ2 Сильные истира- ющие нагрузки С30/37 300 0,55 Несущие промышленные попы и попы жесткости лри нагрузке от вилочных погрузчиков на надувном или цельном резиновом ходу
С35/45 320 0,45
ХМЗ Очень сильные истирающие нагрузки С35/45 320 0,45 Поверхности, по которым часто перемещаются гусеничные транс- портные средства
9.4. Обеспечение качества
9.4. Обеспечение качества
Для обеспечения качества бетона последний подлежит постоянному контролю.
Контроль бетона производится как на транспортном бетонном заводе, так и на
строительном предприятии. Для этого организуются собственные испытательные
станции (собственный надзор) (рис. 9.41). Наряду с этим в качестве стороннего
надзора может быть нанята признанная испытательная станция. Контроль каче-
ства включает контроль производства и контроль соответствия качества.
9.4.1. Контроль производства
При контроле производства на транспортном бетонном заводе в качестве ПЕР-
ВОГО ШАГА КОНТРОЛЯ признанной надзорной организацией проверяется
соответствие квалификации персонала, складирование исходных материалов, а
также дозирующие и смешивающие устройства. Кроме того, контролируется
оборудование для проведения испытаний бетона.
В отчете по оценке бетона отмечаются резуль-
таты контроля. Если все требования по изготовле-
нию бетона выполняются, то транспортный бетон-
ный завод получает СЕРТИФИКАЦИЮ БЕТОНА
от сертификационного центра (рис. 9.42). При
ПЛАНОВОМ НАДЗОРЕ проверяется, остаются ли
предпосылки для производства, соответствующего
нормам, постоянно выполняющимися в течение
времени работы.
9.4.2. Контроль соответствия
качества
К производственному контролю на транспортном
бетонном заводе относится также наблюдение за
произведенным бетоном в форме контроля каче-
ства. При этом проверяется, будет ли соответство-
вать бетон конкретному заказу. Испытания про-
водятся по нормативным методикам и по заранее
установленному плану испытаний. При этом раз-
личается контроль качества бетона по его свой-
ствам и контроль качества бетона по его составу и
соответствию стандартному бетону. При этом
проверяется:
ДЛЯ БЕТОНА ПО СВОЙСТВАМ:
• Прочность на сжатие.
• Прочность на растяжение и образование
трещин.
• Плотность.
Рис. 9.41. Испытательная стан-
ция транспортного бетонного
завода
Рис. 9.42. Сертификационный
знак
Глава 9. Строительство из бетона
Таблица 9.10. Классы контроля нормального и тяжелого бетона по DIN1045 • Водоцементное отношение. • Содержание цемента. • Консистенция. • Содержание воздушных пор. • Содержание хлоридов. ДЛЯ БЕТОНА ПО СОСТАВУ И СООТВЕТСТВИЮ СТАНДАРТНОМУ БЕТОНУ: • Содержание цемента. • Номинальная величина наиболь-
Класс контроля 1 Класс контроля 2 Класс контроля 3
Класс проч- ности на сжатие < С25/30 > С30/37 и < С50/60 > С55/67
Класс экс- позиции Х0, ХС, XF1 XS, XD, ХА ХМ > XF2 -
Особые свойства Например WU-бетон, подводный бетон -
шего зерна заполнителя.
• Распределение зерен по размерам или ситовая линия.
• Водоцементное отношение.
• Содержание добавок и присадок.
• Консистенция.
На стройплощадке строительное предприятие должно согласно DIN 1045 на-
ряду с надзором, например, за лесами, опалубками и арматурой проводить конт-
роль соответствия качеству поставленного бетона.
При укладке стандартного бетона надзор ограничивается правильной уклад-
кой и проверкой накладных.
Если укладывается бетон, заказанный по составу или по свойствам, то, с од-
ной строны, должны контролироваться свойства бетона, а с другой — его профес-
сиональная укладка. Вид контроля и его частота зависят от конкретного КЛАС-
СА КОНТРОЛЯ (табл. 9.10).
9.4.2.1. Контроль соответствия качества свежего бетона
Надзор за соответствием заказанного бетона поставленному бетону производит-
ся как на заводе поставщика, так и на стройплощадке. Вид, объем и время испы-
таний устанавливаются DIN 1045 и зависят от вида заказа бетона и класса надзора
(табл. 9.11). Предприятие должно для этого иметь свою собственную постоян-
Таблица 9.11. Объем и частота испытаний свежего бетона по DIN 1045
Предмет Метод испытаний Частота испытаний для класса надзора
1 2 3
Накладная Визуальное обследование Каждая машина бетона
Консистенция Визуальное обследование Выборочные образцы При первом привозе, при изготовлении исследуемых образцов, в сомнительных случаях
По DIN EN 12350 Только в сомни- тельных случаях
Плотность све- жего бетона По DIN EN 12350 При изготовлении образцов и в сомнительных случаях
Однородность бетона Визуальное обследование Выборочные образцы Каждая машина бетона
Сравнение свойств Только в сомнительных случаях
9.4. Обеспечение качества
ную испытательную станцию (собственные испытания). Соответствие ее подле-
жит контролю признанной испытательной станцией (сторонний контроль).
Если бетон поставляется на площадку как транспортный бетон, заказанный
по составу, то проведение испытаний производится предпринимателем как ис-
пытание бетона по свойствам на бетонном заводе.
9.4.2.2. Испытание на соответствие прочного бетона
Испытания качества, которые необходимо произвести, служат доказательством
того, что приготовленный бетон достиг требуемых свойств. Испытание на зат-
вердевание дает представление о прочности бетона в конструкции к определен-
ному времени. Оно проводится на образцах или на самой конструкции.
ИСПЫТАНИЕ НА ЗАТВЕРДЕВАНИЕ НА ОБРАЗЦАХ
При испытаниях прочности согласно DIN EN 12390 образцы нагружаются
под прессом до разрушения. На мессуре или на дисплее можно прочитать вели-
чину усилия, требуемого для разрушения образца (рис. 9.43). Отсюда можно
получить прочность на сжатие, т.е. отношение силы к площади образца в Н/мм2.
Прочность на сжатие необходимо получить на не-
скольких образцах.
Образцами являются, как правило, кубики с
длиной стороны 15 см. В области действия DIN
EN 206 допускается для испытаний использовать
цилиндрические образны диаметром 150 мм и дли-
ной 300 мм (рис. 9.44).
Установленная после испытаний на прессе куби-
ковая прочность на сжатие обозначается/* cub. При-
менение цилиндрических образцов обозначается
/* . Испытание на прочность при сжатии проводит-
ся, как правило, после 28 дней с момента изготовле-
ния образца. Эта величина является определяющей
при подразделении бетона на классы прочности.
СЕМЬИ БЕТОНА
Надзор за бетоном может быть упрощен и улуч-
шен, если бетоны объединяются в бетонные семьи.
Это особенно целесообразно при применении мно-
гочисленных бетонов различного состава. Измене-
ние свойств при производстве может быть замече-
но уже на более ранних стадиях, чем это происхо-
дит при раздельных испытаниях отдельных бетонов.
Основой образования семьи бетонов является, на-
пример, применение цементов одного вида, класса
прочности и происхождения, а также применение
заполнителя одного вида и происхождения. Также
и бетоны с ограниченным диапазоном классов проч-
Рис. 9.43. Испытание тверде-
ния
Рис. 9.44. Формы для изготов-
ления образцов
Рис. 9.46. Испытание с помощью молотка от-
скока
ности, например от С8/10 до С25/30,
могут быть объединены в одну семью
и поставлены в зависимость друг от
друга. Для этого для каждой семьи бе-
тонов устанавливается некий относи-
тельный бетон, на результаты испы-
таний которого должны пересчиты-
ваться результаты испытаний других
членов семьи.
ИСПЫТАНИЕ ЗАТВЕРДЕВШЕГО
БЕТОНА В КОНСТРУКЦИЯХ
Если прочность бетона на сжатие
должна испытываться на уже изготов-
ленной конструкции, то из нее могут
быть извлечены образцы и нарезаны
на кубики. Другая возможность состо-
ит в том, чтобы извлечь из конструк-
ции цилиндрические образцы в виде
буровых кернов (рис. 9.45). После-
дние после выравнивания торцовых
поверхностей для получения прочно-
сти раздавливаются под прессом.
При неразрушающих методах
контроля на готовой конструкции с помощью специального молотка, создающе-
го удар и отскок, определяется твердость поверхности. При этом необходимо,
чтобы выступающий спереди ударник располагался как можно ближе к перпен-
дикуляру к поверхности бетона (рис. 9.46). Последнюю желательно предваритель-
но шлифовать. При давлении на бетон сжимается пружина, которая освобождает
ударник и ударяет им по бетону. Ударник отскакивает назад. При еще нажатом
молотке считывается длина обратного отскока.
Чем больше длина обратного отскока, тем более твердым является бетон. При
этих испытаниях по твердости поверхности судят о прочности бетона на сжатие.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Расскажите о процессе твердения и наборе прочности бетона.
2. Какое значение имеет слишком большое добавление воды для свойств бетона?
3. Какие возможности имеются для изменения консистенции бетона?
4. Какие методы испытаний подходят для проверки пластичной консистенции, ка-
кие для очень жесткой консистенции?
5. Обоснуйте тот факт, что составляющие бетона определяются по массе, а не по
объему.
6. По каким критериям происходит выбор подходящего бетона?
7. Какое значение имеет в этой связи приписывание бетона к тому ли иному классу
экспозиции?
8. Какие мероприятия необходимы при передаче транспортного бетона на площадке?
9.5. Легкий бетон
9. Какое значение имеет присвоение стройплощадке класса надзора?
10. Расскажите о мероприятиях, которые необходимо провести перед укладкой бетона.
11. На что следует обращать внимание при уплотнении бетона?
12. Какое значение имеет уход за бетоном после укладки?
13. Расскажите о возможностях последующего ухода за бетоном.
14. Какими преимуществами обладает метод вакуумирования бетона?
15. Что понимают под стандартным бетоном?
16. К какому времени следует проводить испытания прочности на сжатие?
9.5. Легкий бетон
Бетон с плотностью в сухом состоянии не более 2,0 кг/м3 и с заполнителем плотной
или пористой структуры согласно DIN 1045 считается легким бетоном с кратким
обозначением LB, а в EN 206 он обозначается
LC. Легкий бетон в противоположность нор-
мальному бетону обладает большей пористо-
стью. Кроме того, он отличается от нормаль-
ного бетона по своему составу и свойствам.
9.5.1. Виды легкого бетона
В соответствии с различными областями
применения существуют различные легкие
бетоны с различной пористостью (рис. 9.47).
К ним относятся поробетон, легкий бетон с
пористостью насыпи с плотным или порис-
тым заполнителем и легкий бетон с плотной
структурой и пористым заполнителем.
ПОРОБЕТОН
Из ПОРОБЕТОНА изготавливаются, на-
пример, кладочные камни, строительные
плиты и армированные плиты перекрытий
или покрытий (рис. 9.48).
ЛЕГКИЙ БЕТОН С ПОРИСТОСТЬЮ НАСЫПИ
Легкий бетон с пористостью насыпи по-
лучается при применении заполнителя с оди-
наковым размером зерен или с малой града-
цией размеров зерен заполнителя. Количе-
ство бетонного клея рассчитывается таким
образом, что его достаточно для обволакива-
ния зерен заполнителя. Пустоты между зер-
нами заполнителя им не заполняются.
ЛЕГКИЙ БЕТОН С ПОРИСТОСТЬЮ
НАСЫПИ И ПОРИСТЫМ ЗАПОЛНИТЕ-
Поробетон Пористый запол-
нитель с порами
насыпи
Плотный заполни- Пористый запол-
тель с порами нитель с плотной
насыпи структурой
Рис. 9.47. Легкий бетон различной
пористости
Рис. 9.48. Укладка кровельных плит
из поробетоиа
Глава 9. Строительство из бетона
ЛЕМ вследствие своих хороших теплозащитных качеств и малого веса применя-
ется для изготовления верхней легкобетонной монолитной плиты плит покры-
тий и перекрытий с применением профнастила, кладочных камней и стеновых
панелей для легких перегородок.
ЛЕГКИЙ БЕТОН С ПОРИСТОСТЬЮ НАСЫПИ С ПЛОТНЫМ ЗАПОЛ-
НИТЕЛЕМ служит для изготовления, например, дренажных труб и кладочных
камней.
ЛЕГКИЙ БЕТОН И ЛЕГКИЙ СТАЛЕБЕТОН С ПЛОТНОЙ СТРУКТУРОЙ
И ПОРИСТЫМ ЗАПОЛНИТЕЛЕМ
Легкий бетон с плотной структурой и пористым заполнителем нормируется
по DIN 4219 и применяется в жилищном строительстве как неармированный
легкий бетон, легкий сталебетон и преднапряженный легкий сталебетон. Лег-
кий сталебетон и преднапряженный легкий бетон называются также конструк-
ционным легким бетоном. Из легкого бетона с плотной структурой изготавли-
ваются стеновые элементы, стены и перекрытия. Вследствие малого веса из него
можно изготавливать строительные конструкции больших размеров, чем сбор-
ные конструкции (рис. 9.49).
9.5.2. Состав
Легкий бетон с плотной структурой и пористым заполнителем изготавливается
(см. с. 139), цемента и воды затворения. Со-
из легкого каменного заполнителя
Рис. 9.49. Строительные конструкции
из конструкционного легкого бетона
став легкого бетона определяется всегда на ос-
нове испытаний на пригодность. Наиболь-
шее зерно легкого заполнителя ограничива-
ется диаметром зерна 25 мм.
Для легкого бетона более высокой проч-
ности применяют размеры зерен до 16 мм.
Легкий каменный заполнитель вносится в
бетон раздельно по группам зерен. Если заме-
няют часть грубого каменного заполнителя
тонким каменным легким заполнителем (лег-
кий песок) или природным песком, можно
достичь дальнейшего увеличения прочности
на сжатие. Во всяком случае, одновременно
увеличивается и плотность бетона (табл. 9.12).
Содержание цемента при неармирован-
ном бетоне по причине удобоукладываемос-
ти должно составлять на каждый м3 уплотнен-
ного бетона не менее 200 кг. За счет повыше-
ния содержания цемента, например, на 20%
можно повысить прочность примерно на 10%.
Из-за развития тепла при твердении в связи с
малой теплоотдачей содержание цемента не
9.5. Легкий бетон
должно превышать 450 кг/м3. Сокращение содержания цемента, как это возмож-
но при назначении состава нормального бетона, например при цементе класса
прочности 42,5R, в данном случае является недопустимым. Если конструкции из
легкого сталебетона или легкого преднапря-
женного бетона подвержены влияниям, вы-
зывающим коррозию, как, например, пере-
менное увлажнение или агрессивные газы, то
легкий бетон должен приготавливаться как
водонепроницаемый бетон.
Вследствие высокой всасывающей спо-
собности легкого каменного заполнителя
легкий бетон требует большего количества
воды затворения, чем нормальный бетон.
Требуемое для затвердевания цемента коли-
чество воды примерно соответствует нор-
мальному бетону. Дополнительно для легко-
го бетона надо применять такое количество
воды, какое может вобрать в себя легкий ка-
менный заполнитель за 30 минут. В случае
слишком малого количества воды имеется
опасность «пересыхания». Из-за защиты от
коррозии арматуры, которая может изготав-
ливаться из стальных прутков или из сталь-
ных сеток, необходимо придерживаться ми-
нимального количества цемента в готовом
бетоне 300 кг/м3.
Жидкие добавки из-за высокой всасыва-
ющей способности зерен заполнителя долж-
ны иметь повышенную дозировку по сравне-
нию с нормальным бетоном.
9.5.3. Свойства
Легкий железобетон и легкий преднапря-
женный бетон подразделяются на 6 классов
плотности с плотностью от 0,8 до 2,0 кг/м3.
Обозначение классов по плотности соответ-
ствует верхней границе их плотности в сухом
состоянии (табл. 9.13). Она определяется на
пробных замесах, при которых применяют
каменный заполнитель, который высуши-
вался при 105 °C.
ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ
Теплоизолирующая способность связа-
на с плотностью легкого бетона (табл. 9.14).
Таблица 9.12. Отправные значения классов прочности и плотности у легкого бетона
Класс прочности Класс плотности
С природным песком С легким леском
LC8/9 - аЬ 1,0
LC8/9 аЬ1,4 аЬ 1,2
LC 16/18 аЬ 1,4 или аЬ 1,6 аЬ 1,2 или аЬ 1,4
LC 25/28 аЬ 1,6 аЬ 1,4
LC 35/38 аЬ 1,4 или аЬ 1,6 аЬ 1,4 или аЬ 1,6
LC 40/44 аЬ 1,6 аЬ 1,6
Таблица 9.13. Классы плотности для легкого железобетона
Классы плотности Граничные значения плот- ности в сухом состоянии, кг/м
D 1,0 >0,80 и < 1,00
D 1,2 > 1,00 и < 1.20
D 1.4 > 1.20И < 1,40
D 1,6 >1,40и<1,60
D 1,8 >1,60и<1,80
D 2,0 > 1,80 и < 2,00
Таблица 9.14. Расчетные значения теплопроводности
Классы плотности Расчетные значения теплопроводности X , Вт/мК
D 1,0 0,49
D 1,2 0,62
D 1.4 0,79
D 1,6 1,00
D 1,8 1,30
D 2,0 1,60
Значения действительны только для ка- менного заполнителя с пористой структу- рой без добавок кварцевого песка.
Глава 9. Строительство из бетона
Чем больше воздуха заключено в порах и чем меньше поры, тем выше теплоизо-
лирующая способность. Она у легкого бетона примерно в 3—5 раз выше, чем у
нормального бетона.
ОГНЕСТОЙКОСТЬ
Сопротивление воздействию огня основано на теплоизолирующей способ-
ности легкого бетона. Воздушные включения уменьшают теплопроводность и
обеспечивают тем самым лучшую защиту арматурных стержней от перегрева.
СОПРОТИВЛЕНИЕ ДЕЙСТВИЮ МОРОЗА
И АНТИОБЛЕДЕНИТЕЛЬНЫХ СОЛЕЙ
Сопротивление действию мороза и антиобледенительных солей у легкого бе-
тона с плотной структурой соответствует нормальному бетону. У легкого бето-
на с открытыми порами проникшая в поры вода при замерзании расширяется,
не причиняя разрушений.
ПРОЧНОСТЬ НА СЖАТИЕ
Тогда как у нормального бетона прочность определяется прочностью цемен-
тного камня, а не прочностью заполнителя, у легкого бетона прочность на сжатие
в большой степени зависит от прочности зерен каменного заполнителя.
Так как у легкого бетона прочность на сжатие уже через 7 дней достигает проч-
ности заполнителя, то после этого прочность увеличивается лишь незначитель-
но. Легкий бетон подразделяется на 14 групп по прочности (табл. 9.15).
Таблица 1.15. Классы прочности на сжатие для легкого бетона (по DIN EN 206)
Классы прочности на сжатие Цилиндрическая прочность на сжатие ^ck.cyl Кубиковая прочность на сжатие ^ik.cube Применение
LC8/9 8 9 Для неармированных конструкций11 Только при пре- имущественно неподвижных нагрузках
LC 12/13 12 13 Неармированный легкий бетон, легкий железобетон
LC 16/18 16 18
LC 20/22 20 22
LC 25/28 25 28
LC 30/33 30 33
LC 35/38 35 38 Неармированный легкий бетон, легкий железобетон и легкий преднапря- женный бетон Также при пре- имущественно неподвижных нагрузках
LC 40/44 40 44
LC 45/50 45 50
LC 50/55 50 55
LC 55/60г> 55 60 1) При легком железобетоне только для ненагруженных конструкций. 2) Для легкого бетона высокой прочности на сжатие.
LC 60/66 60 66
LC 70/77 70 77
LC 80/88 80 88
9.5.4. Укладка
Легкий бетон укладывается так же, как и нормальный бетон. Из-за своего не-
большого веса легкий бетон распределяется в опалубке не так хорошо, как нор-
мальный бетон. При этом его поверхность тяжелее заглаживать, чем у нормаль-
ного бетона. При укладке легкого бетона необходимо учитывать следующее.
• Защитный слой у легкого бетона из-за пористости каменного заполнителя в
основном должен быть больше на 0,5 см, чем у нормального бетона.
• Места подачи бетона на укладку должны располагаться ближе друг к другу,
чем у нормального бетона.
• Укладываемые слои бетона ограничиваются по высоте до 50 см.
• Расстояние между местами расположения вибраторов следует уменьшать в два
раза по сравнению с нормальным бетоном, так как колебания в легком бетоне
хуже распространяются.
• Продолжительность вибрирования необходимо сокращать из-за опасности
расслоения, так как грубый заполнитель при вибрировании имеет тенденцию
к всплытию.
• Тщательный последующий уход особенно важен, так как вследствие малой
теплопроводности гиротационное тепло отводится не так быстро. При этом
между наружной поверхностью и ядром конструкции имеет место большой
температурный перепад, который может привести к трещинообразованию.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назовите различные виды легких бетонов.
2. Чем отличается легкий бетон от нормального бетона с точки зрения его состава?
3. Что понимают под конструкционным легким бетоном?
4. Каковы области применения легкого бетона?
5. Как отличается легкий бетон от нормального бетона по своим свойствам?
6. Обоснуйте правила добавления воды и цемента для легкого бетона.
7. Чем отличается набор прочности легкого бетона от нормального бетона?
8. Объясните правила, которые следует применять при укладке легкого бетона.
9. Обоснуйте особую тщательность при последующем уходе за легким бетоном.
ГЛАВА 10
СТРОИТЕЛЬСТВО
ИЗ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
Под железобетонным строительством понимают строительство сооружений или
строительных конструкций из армированного бетона (рис. 10.1). Железобетон
может возводиться монолитным способом или применяться для сборных конст-
рукций. Железобетонные конструкции должны иметь достаточную несущую спо-
собность и удовлетворять требованиям строительной физики. Кроме того, они
должны иметь красивый внешний вид и быть экономичными в изготовлении и
при эксплуатации.
10.1. Железобетон
Железобетон — это связанный материал, чья несущая способность достигается
за счет совместной работы стали и бетона. Стальные вложения, называемые ар-
матурой, могут состоять из арматурной стали или арматурных сеток. Арматура
воспринимает растягивающие усилия, повышает прочность на сжатие бетона и
ограничивает трещинообразование в конструкции. Бетон может воспринимать
только усилия сжатия. Он образует форму строительной конструкции, осуще-
ствляет защиту от коррозии арматуры и служит для пожарозащиты.
Предпосылками для долговечной совместной работы стали и бетона, напри-
мер, являются:
• Примерно одинаковое температурное расширение стали и бетона в области
— Бортовая балка
------ Покрытие
L Плита пола подвала
-----------Стена подвала
Рис. 10.1. Железобетонные конструкции
обычных температур.
• Прочное соединение между бето-
ном и арматурой вследствие сцеп-
ления (адгезии), сцепления за счет
трения (сопротивление трению) и
сцепления среза (дюбелеподобное
зубчатое сцепление стальной по-
верхности и бетона).
• Защита арматуры от коррозии ок-
ружающим ее бетоном (бетонное
покрытие).
Минимальные требования к
строительным материалам и их при-
менению предписываются DIN 1045
«Несщие конструкции из бетона,
железобетона и преднапряженного
бетона» следующие.
10.1. Железобетон
• Следует учитывать минимальные классы бетона по прочности на сжатие в
зависимости от классов экспозиции.
• Следует придерживаться граничных значений содержания цемента и водо-
цементного отношения.
• Наибольшее зерно заполнителя не должно превышать '/3 наименьшего раз-
мера строительной конструкции.
• Преобладающая часть заполнителя должна быть меньше, чем расстояние
между стержнями арматуры или расстояния между арматурой и опалубкой.
• Поверхность арматуры должна быть свободна от несвязанной ржавчины, мас-
ла, жира и прочих загрязнений, а также свободна ото льда.
Так как конструкции в сооружении подвержены различным нагрузкам (дей-
ствующим силам), то, соответственно, возникают различные напряжения от сил
реакций. Большинство железобетонных конструкций, например балки, плиты и
балочные плиты, работают на изгиб. При этом на основе внешней нагрузки воз-
никают изгибающие моменты и поперечные силы, которые вызывают внутри бал-
ки напряжения растяжения при изгибе, напряжения сжатия при изгибе и напря-
жения сдвига. Эти напряжения часто выступают совместно, их распределение
может быть представлено линиями главных направлений напряжений (траекто-
рий) (рис. 10.2). Арматура должна быть расположена соответственно силовому
потоку по линиям главных напряжений, что возможно только приблизительно.
Для назначения размеров в стро-
ительстве из железобетона исходят
из допущений, на которых основаны
методы статических расчетов. При
чистом изгибе образуется сжатая и
растянутая зоны. В растянутой зоне
сталь работает на растяжение. В сжа-
той зоне бетон работает на сжатие
(рис. 10.3).
Прочность связи в бетоне обеспе-
чивает одинаковые деформации при
внешней нагрузке. Так как способ-
ность стали к растяжению значитель-
но больше, чем у бетона, то он при
превышении его прочности на растя-
жение в зоне растянутой арматуры
начинает растрескиваться. Для того
чтобы это не влияло на защиту арма-
туры от коррозии и на внешний вид
конструкции, предписывается огра-
ничение ширины раскрытия трешин.
Равномерно распределенная нагрузка (равномерная нагрузка)
Рис. 10.2. Напряжения (траектории) в желе-
зобетонной балке
Рис. 10.3. Напряжения при чистом изгибе
Это может быть достигнуто, напри-
Глава 10. Строительство из железобетона
мер, путем назначение минимального армирования, уменьшения допустимого
напряжения в стали, ограничения диаметра стержней арматуры и расстояния меж-
ду стержнями.
Несущая способность и долговечность железобетонных конструкций может
быть повышена за счет применения более высоких классов прочности бетона.
10.1.1. Положение и форма арматуры
Армирование предполагает знание распределения усилий в железобетонных
конструкциях. Положение и форма арматуры зависят от нагрузки и должны для
каждой конструкции определяться отдельно.
АРМИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ, РАБОТАЮЩИХ НА ИЗГИБ
В конструкции, работающей на изгиб, например в перемычке (балке), возни-
кают изгибающие моменты и поперечные силы. Названная в примере перемычка
над дверью может рассматриваться как балка на двух опорах с равномерно рас-
пределенной нагрузкой.
Это упрощенное представление называют статической системой (рис. 10.4).
У этой перемычки изгибающие моменты в центре балки — наибольшие и умень-
шаются к опорам. Балка прогибается. При этом она в верхней части сжимает-
ся. Возникает сжатие, называемое также сжатием при изгибе. Эта область по-
тому и называется сжатой зоной. В нижней области балка растягивается. В этой
Рис. 10.4. Изгиб вследствие равномерно рас-
пределенной нагрузки
области говорят о растяжении или о
растяжении при изгибе. Эту область
поэтому называют растянутой зоной
(см. рис. 10.3).
Поперечные силы проходят по-
перек (под прямым углом) к оси бал-
ки. При равномерно нагруженной
балке на двух опорах они имеют са-
мую большую величину и уменьша-
ются к центру балки до нуля. Попе-
речные силы создают в балке в про-
дольном направлении продольные
напряжения сдвига, а в поперечном
направлении — поперечные сдвиго-
вые напряжения. Оба этих типа на-
пряжений создают вместе напряже-
ния сдвига. Они проходят наклонно
к оси балки и называются сдвигом.
Сдвиг вызывает растягивающие на-
пряжения, действующие под накло-
ном (рис. 10.5). Сдвиговые усилия
воспринимаются вертикальными хо-
мутами и отогнутыми стержнями (от-
10.1. Железобетон
гибами). Кроме того, вертикальные
хомуты у опор ставятся чаще (рис. 10.6).
Для того чтобы обеспечить несущую
способность балки, необходимо там, где
имеют место растяжение и сдвиг, уста-
новить арматуру (рис. 10.7). Арматура,
как правило, состоит из прямолиней-
ных несущих стержней, хомутов и мон-
тажных стержней. Прямые несущие
стержни воспринимают растягивающие
усилия. Отогнутые несущие стержни
воспринимают дополнительно в райо-
не отгибов сдвиговые усилия. Хомуты
служат в основном для восприятия уси-
лий сдвига и устанавливают взаимоза-
висимость между сжатой и растянутой
зоной. Монтажные стержни облегчают
изготовление и установку арматуры.
В строительных сооружениях кро-
ме балок на двух опорах имеются и
другие конструкции, которые подвер-
гаются изгибу, например опертые на
несколько опор балки и балки с консо-
лями (рис. 10.8). Для того чтобы мож-
но было определить положение и фор-
му арматуры, необходимо определить
поперечные силы и изгибающие мо-
менты и представить их графически
(см. рис. 10.8). Изгибающие моменты,
которые лежат под осью балки, образу-
ют растяжение в нижней ее части; мо-
менты, которые показаны над осью
балки, образуют растяжение в ее верх-
ней части. Моменты, которые показа-
ны в нижней части балки, называю
пролетными моментами, а те, что ле-
Рис. 10.5. Сдвиг вследствие изгиба
Сжатие при изгибе
Напряжения в конструкции (схематично)
Вертикальные хомуты без или Наклонные хомуты
с отгибами рабочей арматуры
Рис. 10.6. Обеспечение работы на сдвиг в
местах вблизи опор
Рис. 10.7. Работающая на изгиб балка на
двух опорах
Глава 10. Строительство из железобетона
Равномерно распределенная нагрузка
Статическая система
Сдвиг
Сжатие при изгибе
Растя ение Сдвиг
при изгибе
Сжатие при изгибе
Растяжение
при изгибе
Распределение сип и прогибы
Положение арматуры
Балка на двух опорах с консолью
Равномерно распределенная нагрузка
Статическая система
Изгибающие моменты
Сдвиг
Сжатие при изгибе
Сдвиг Сдвиг Расгажение Сдвиг
I Сжатие при изгибе | ^Ри изгибе,
Растяжение „ - Растяжение
при изгибе Сжатие при изгибе При ИЭГИбе
Распределение сил и прогибы
Положение арматуры
Балка на трех опорах
Рис. 10.8. Конструкции, работающие на изгиб
жат в верхней части балки, — опор-
ными моментами. Возникающие в
области изгибающих моментов рас-
тягивающие усилия должны быть
восприняты арматурой. Возникаю-
щие вблизи опор сдвиговые напря-
жения должны также воспринимать-
ся арматурой.
Конструкции, работающие на
изгиб, это, например, балки, такие,
как перемычки и ригели, плиты, та-
кие, как лестничные марши и плиты
перекрытий, балочные плиты, как,
например, ребристые плиты.
10.1.2. Бетонные покрытия
Арматурные стержни для обеспече-
ния связи с бетоном и защиты от
коррозии и воздействия пожара дол-
жны иметь достаточный защитный
слой бетона. Кроме того, железобе-
тонные конструкции должны быть
устойчивы против химических и фи-
зических воздействий. Эти влияния
классифицированы в условиях окру-
жающей среды. При этом следует
различать воздействия, приводящие
к коррозии арматуры, и влияния,
воздействующие на бетон.
Для обеспечения долговечности
в зависимости от класса экспозиции
назначается класс бетона по проч-
ности и минимальная толщина за-
щитного слоя бетона (табл. 10.1).
В качестве толщины защитного слоя
бетона принимается расстояние вне-
шних стержней арматуры, например
хомутов, от опалубки. Этот слой
также называется чистым слоем бе-
тона. Различают минимальную ве-
личину с и номинальную величи-
ну сном защитного слоя. Номиналь-
ная величина складывается из ми-
нимальной величины и допуска —
10.1. Железобетон
Таблица 10.1. Размеры защитного слоя бетона в см и минимальный класс бетона по прочно- сти в зависимости от класса экспозиции (выдержки)
Класс экспозиции/ описание окружающей среды11 Примеры присвоения классов экспозиции Защитный слой бетона3’4’-5161 Минималь- ный класс бетона по прочности71
с mm Ас С пот
Коррозия арматуры вследствие карбонатизации
ХС1 Сухо ИЛИ постоянно мокро Внутренние помещения с нормальной влажностью воздуха; строительные конст- рукции, находящиеся постоянно под водой 1,0 1,0 2,0 С16/20
ХС2 Мокро, редко сухо Части резервуаров, конструкции фунда- ментов 2,0 1,5 3,5
ХСЗ Средняя влажность воздуха Открытые залы, гаражи, внутренние поме- щения с высокой влажностью С20/25
ХС4 Попеременно мокро и сухо Наружные конструкции, подвергающиеся воздействию дождя, строительные конст- рукции в зоне изменения уровня воды 2,5 4,0 С25/30
Коррозия арматуры, вызванная хлоридами, за исключением морской воды
XD1 Средня я я влаж- ность Конструкции в области распыленного тумана от проезжей части дорог, отдель- ные гаражи 4,0 1,5 5,5 С30/37
XD2 Мокро, редко сухо Плавательные бассейны и солевые ванны, конструкции, подверженные воздействию хлоридосодержащих промышленных стоков С35/45
XD3 Попеременно мокро и сухо Конструкции в области действия водяных брызг от дорог, обработанных антиобледе- нителем, используемые для парковки крыши автостоянок21
Коррозия арматуры, вызванная хлоридами из морской воды
XS1 Соленый воздух, нет контакта с морской водой Наружные конструкции вблизи побережья 4,0 1,5 5,5 С30/37
XS2 Под водой Конструкции в портовых водоемах, посто- янно находящиеся под водой С35/45
XS3 Зоны приливов и отливов Стенки пирсов в портовых сооружениях
Коррозия арматуры при воздействии истирающих нагрузок (без мероприятий по технике бетонирования)
ХМ1 Средний износ Строительные конструкции проезжей части со средней интенсивностью движения Повышение сиш на 0,5 см С30/37
ХМ2 Сильный износ Конструкции, по которым ездят тяжелые вилочные погрузчики, конструкции под прямым воздействием в промышленных установках, силоса Повышение смин на 1,0 см
ХМЗ Очень сильный износ Конструкции, по которвым часто ездят гусеничные транспортные средства Повышение сыин на 1,5 см С35/45
’’Для защитного слоя бетона и минимального класса бетона по прочности определяющим является класс экспозиции с наивысшими требованиями. 21 Дополнительная защита поверхности для парковочных перекрытий, по которым непосредственно ездят автомобили, является необходимой, например покрытие изолирующим слоем. 3)смик может быть уменьшено на 0,5 см, если класс бетона по прочности на 2 класса выше, чем минимальный класс бетона по прочности; для конструкций класса экспозиции ХС1 это уменьшение недопустимо. 4) Для обеспечения связи необходимо, чтобы смин > ds ипи dsv (d5V- сравнительный диаметр пучка арматуры). 5>При передающем усилия соединении монолитного бетона и сборной конструкции для минимального значения смин у шва примыкающих поверхностей действует правило: в монолитном бетоне смин = 1,0 См; в сборной конструкции смин = 0,5 см. Следует учитывать условия обеспечения связи согласно прим.4) при использовании арматуры в строительных условиях. е’При бетонировании на неровных поверхностях величину Ас следует умножать на коэффииент неравномерности поверх- ности и увеличивать ее не меньше, чем на 2,0 см; при бетонировании непосредственно на грунте - на 5,0 см. 7)Если по классам экспозиции для воздействия на бетон не получаются большие значения.
Глава 10. Строительство из железобетона
упреждающей (гарантирующей) величины (Ас), которая для класса экспозиции
ХС1 составляет 1,0 см, а для классов экспозиции ХС2, ХСЗ, ХС4, XD и XS — 1,5 см.
С помощью допуска учитываются возможные отклонения при проектировании
и возведении. Номинальная величина защитного слоя бетона приводится на ар-
матурных чертежах.
Слои из естественного или искусственного камня, дерева или бетона пори-
стостью насыпи не могут причисляться к защитному слою бетона. Увеличение
защитного слоя может быть необходимым по причине повышенных требований
пожарозащиты, при бетонных поверхностях из железненного (замываемого) бе-
тона или при поверхностях, которые будут обрабатываться пескоструйным спо-
собом или предназначены для резьбы по камню.
Защитный слой в конструкции образуется с помощью дистанционных про-
кладок, кроме того, предусматриваются меры по предотвращению сдвига арма-
туры при укладке и уплотнении бетона. Точечные прокладки применяются для
нижней арматуры, например для плит, балок и фундаментов, а также между стер-
жнями и боковой опалубкой, например в балках, колоннах и стенах. В качестве
дистанционных прокладок для верхней арматуры плит подходят поддерживаю-
щие короба линейной формы из стальных арматурных сеток в зависимости от
вида укладки с или без защищенных от коррозии выступающих опорных частей.
В случае толстых плит, например плит подошвы, устраивают особые формы, как,
например, козлы из круглой стали.
Дистанционные прокладки являются вспомогательными монтажными эле-
ментами и состоят из синтетического материала, волокнистого бетона или из про-
стого бетона. Они должны просто и надежно устанавливаться, быть устойчивыми
Рис. 10.9. Дистанционные прокладки
Рис. 10.10. Поддерживающие элементы в
плитах
против разрушения и не деформиро-
ваться под нагрузкой. Дистанцион-
ные прокладки не должны вызывать
повреждений на «одежде» опалубки.
Дистанционные прокладки из
пластмассы являются самыми распро-
страненными, таккакони сточки зре-
ния удобства в работе и затрат време-
ни на их установку являются более
предпочтительными (рис. 10.9). Арма-
тура удерживается в предназначенной
для этого выемке. Площадь соприкос-
новения с опалубкой мала. Пластмас-
совые дистанционные прокладки
имеют такую форму, что обеспечива-
ется их зубчатое сцепление с бетоном.
При морозе они могут становить-
ся хрупкими и ломкими или изменять
форму при высоких температурах.
Зимой это отрицательно сказывается
10.1. Железобетон
на качестве конструкций, особенно тогда, когда армированные конструкции,
находясь еще в опалубке, должны защищаться от снега и льда с помощью тепло-
вых пушек или других генераторов тепла.
Для стен, армированных арматурными сетками, имеются дистанционные про-
кладки, которые обеспечивают как расстояние сеток друг от друга, так и расстоя-
ние крайних сеток от опалубки. Такие дистанционные прокладки заменяют
подъемные петли.
Дистанционные прокладки из волокнистого бетона и из бетона имеют хоро-
шее сцепление с основным бетоном (см. рис. 10.9). Они особенно подходят для
конструкций с лицевым бетоном.
При проведении строительных работ необходимо учитывать, что чем меньше
высота конструкции, тем тщательнее надо устанавливать дистанционные проклад-
ки. Например, отклонение в 1 см от запланированного положения арматуры умень-
шает несущую способность сечения высотой 20 см примерно на 10%, а сечения
высотой 100 см — только на 1%.
10.1.3. Указания по армированию
Для того чтобы соответствовать высоким требованиям в железобетонном строи-
тельстве, необходимо учитывать при проектировании и выполнении работ в на-
туре указания по армированию. Наряду с этим имеются указания, например, об
арматурных стендах, об изгибе арматуры, о заанкеривании арматуры и о стыках
арматуры.
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО АРМИРОВАНИЮ
Для того чтобы арматура могла выполнять свои задачи, необходимо наряду с
обеспечением правильного расположения в конструкции выполнять следующие
правила по армированию.
• Арматура должна быть свободна от частиц материала, который может повли-
ять на связь арматуры и бетона, например от грязи, жира, льда и отслоившейся
ржавчины. Слегка заржавевшая сталь не влияет отрицательно на сцепление,
однако она может иногда влиять на внешний вид бетона, что особенно важно
при лицевом бетоне.
• Арматуру необходимо изготавливать и устанавливать по проверенным арма-
турным чертежам и связывать ее в жесткие каркасы. Растянутая и сжатая ар-
матура (рабочая арматура) соединяется в каркас с помощью поперечной и
распределительной арматуры или с помощью хомутов. Соединение произво-
дится с помощью соединительной проволоки.
• Для сгибания крюков, угловых крюков и петель, а также отгибов и других ис-
кривлений необходимо выдерживать минимальный диаметр изгибных роли-
ков (Jbr).
Заканчивающиеся арматурные стержни необходимо достаточно заанкеривать
в бетоне.
Глава 10. Строительство из железобетона
• Арматура, особенно верхний слой арматуры плит, необходимо закреплять от
прогибов с помощью подставок.
• Если при вложенной арматуре бетон уплотняется вибраторами глубинного дей-
ствия, то необходимо предусмотреть проходы для вибратора. При скоплении
верхней арматуры, например над опорами при безригельных перекрытиях, не-
обходимо предусматривать специальные люки для заполнения бетоном.
• Связь бетона и арматуры необходимо обеспечивать за счет достаточно толсто-
го защитного слоя бетона, который одновременно обеспечивает долговечную
защиту арматуры от коррозии.
• Для обеспечения защитного слоя необходима установка достаточного количе-
ства дистанционных прокладок.
• Монтажная арматура и дистанционные прокладки должны устанавливаться
таким образом, чтобы обеспечить правильное положение арматуры при уклад-
ке и уплотнении бетона.
• В конструкциях, которые бетонируются на земле, как, например, плиты фун-
даментов, землю следует покрыть чистым слоем. Он состоит, как правило, из
бетона толщиной не менее 5 см.
10.1.3.1. Расстояния между стержнями
Для того чтобы параллельные стержни арматуры достаточно обволакивались бе-
тоном, расстояние между ними в свету а должно составлять не менее 2 см или
быть равным диаметру стержня (рис. 10.11). Если это требование из-за ширины
строительной конструкции не может быть выполнено, то арматуру следует рас-
полагать в несколько слоев. При этом стержни при выдерживании минималь-
ных расстояний между ними укладываются друг над другом, и расстояние между
ними по вертикали обеспечивается с помощью устройства поперечных стержней
соответствующего диаметра.
При плотно расположенной арматуре для позднейшей укладки бетона пре-
дусматриваются специальные пути вибрирования.
Если стальная арматура стыкуется внакладку, то в районе стыков арматурные
стержни должны лежать по возможности более плотно друг к другу (см. рис. 10.11).
Минимальные расстояния
параллельно проходящих
стержней
Близко лежащие
друг к другу стержни
Наибольшее расстояние
состыкованных стержней
Расстояния стержней
в районе стыка
Рис. 10.11. Расстояния между стержнями
Расстояние между ними не должно
быть больше 4Js. Полные стыки не
должны располагаться в сильно на-
груженных местах.
Стальная арматура в районе сты-
ков, а также арматура в пучках и
двойные стержни сварных арматур-
ных сеток могут касаться друг друга.
Наибольшие значения расстоя-
ний между стержнями для ограниче-
ния трещинообразования рассчиты-
ваются в каждом отдельном случае с учетом класса экспозиции. Для отдельных
конструкций, таких, как, например, плиты, колонны и стены, наибольшие рас-
стояния между стержнями задаются нормами.
10.1.3.2. Сгибание арматуры
Распределение сил в конструкции может сделать необходимым, чтобы арматура
в определенных местах была согнута или уложена с закруглением. Это необходи-
мо, например, для заанкеривания, для восприятия растягивающих или сдвиго-
вых усилий и для отведения сил, как, например, в углах рам. При этом стержни
должны изгибаться под определенным углом и с заданным радиусом изгиба. Сги-
бание арматуры — это процесс холодной деформации, при котором структура ма-
териала наружных волокон растягивается, а внутренних - сжимается. Для того
чтобы возникающие при этом напряжения держать в определенных границах,
круглые стержни необходимо гнуть вокруг вращающихся изгибных роликов, ди-
аметр которых ^устанавливается DIN 1045 (рис. 10.12). Это справедливо для сги-
бания крюков, угловых крюков, петель и хомутов, а также отгибов арматуры и
других искривлений. Для определения минимального диаметра изгибного роли-
ка определяющими являются либо способность данного сорта стали к изгиба-
нию, либо предполагаемые напряжения в бетоне в районе искривлений. В местах
отгибов, которые работают на растя-
жение, в бетоне возникают значи-
тельные усилия, которые называют
растягивающими усилиями трещи-
нообразования. Они могут быть вос-
приняты или уменьшены, если у на-
ружных стержней диаметр изгибного
ролика или боковой защитный слой
бетона делают толще.
Крюк круглого арматурного стер-
жня диаметром ds = 14 мм вследствие
свойств материала — стали — должен
изгибаться вокруг изгибного ролика
диаметром 4d = 4-14=60 мм. Косо ото-
гнутый стержень арматуры J = 16 мм
при боковом защитном слое бетона
6 см вследствие свойств бетона должен
сгибаться вокруг изгибного ролика
15-16 мм = 240 мм.
При сгибании сваренной армату-
ры следует избегать случаи, когда ра-
стяжение или сжатие волокон попа-
дает на место изгиба. Поэтому наряду
с диаметром изгибного ролика задает-
ся также минимальное расстояние
Рис. 10.12. Минимальные значения диаметра
изгибного ролика аЪг
Рис. 10.13. Положение мест сварки
Глава 10. Строительство из железобетона
места сварки от начала изгиба. Если изгибаются сварные арматурные сетки, то
изгиб может начинаться не ближе расстояния в 4ds изгибаемого стержня от места
сварки. От этого можно отклоняться, если у лежащих снаружи или внутри мест
сварки радиус закругления составляет не менее 20т/ (рис. 10.13).
10.1.3.3. Заанкеривание
Заанкеривание арматурных стержней в бетоне является предпосылкой надежно-
го восприятия усилий арматурой. Она может осуществляться за счет связи бетона
и стали. При этом возможны прямые концы стержней, крюки, угловые крюки,
петли с или без приваренных поперечных стержней. Особой формой анкеровки
являются анкерные устройства.
Связь арматурной стали и бетона в большой степени зависит от формы повер-
хности арматуры, класса прочности бетона, размеров конструкции, а также по-
ложения и угла наклона стержней при бетонировании. Измеренные значения до-
пустимого напряжения связи установлены DIN 1045. С помощью разделения стер-
жней на два типа связи учитываются процессы усадки в свежем бетоне (рис. 10.14).
ТИПЫ СВЯЗИ
Ктипу связи I (хорошие условия связи) приписываются стержни, которые при
бетонировании наклонены к горизонтальной поверхности > 45°. Отогнутые ме-
нее чем на 45° стержни и горизонтальные стержни принадлежат только тогда к
типу связи I, когда они при бетонировании лежат не более чем на 30 см над ниж-
ней поверхностью свежего бетона либо не менее 30 см ниже верхней поверхности
бетона или поверхности захватки бетонирования. Изготовленные в лежачем по-
ложении конструкции высотой более 50 см также приписываются к типу связи I,
если они уплотняются наружными вибраторами.
К типу связи II (средние условия связи) относятся все стержни, которые не
относятся к типу связи I, а также все горизонтальные стержни в конструкциях,
изготавливаемых методом скользящей опалубки.
ДЛИНА ЗААНКЕРИВАНИЯ
Основной размер /ь длины заанкеривания является определяющим для заанке-
ривания стержней арматуры, полностью использующей свою несущую способ-
ность, имеющих прямые концы. Он служит относительной величиной для расче-
Тип связи 1 (VB1) Тип связи II (VB II)
Стержни С а >45° Стержни с а < 45° в конструкции или на отрезке бетонирования с Стержни с а < 45° в конструкции или на отрезке бетонирования с
h < 30 cm 30 cm < h £ 60 ст h 60 ст 30 cm > D < 60 ст h > 60 cm
Все стержни Стержни <30 см над нижней поверхностью Стержни > 30 см ниже верхней поверхности Стержни >30 см над нижней поверхностью Стержни > 30 см под верхней поверхностью
Е Нвлравление бетонирования II , Направление бетонирования v0K Е о Направление бетонирования
о со К7<Ж о со v0K
с Н С
г
дик 4ЩК '' Лик
Рис. 10.14. Типы связи
10.1. Железобетон
та длины заанкеривания в отдель-
ных случаях. Длина заанкерива-
ния зависит от сорта стали, от диа-
метра стержней, типа связи и клас-
са прочности бетона (табл. 10.2).
Если устанавливаемая армату-
ра (Луст) больше, чем требуемая
арматура (А^), то растягивающее
или сжимающее усилие в стерж-
нях меньше, чем это возможно на
основе допустимых напряжений.
В этом случае длина заанкери-
вания /ь может быть сокращена в
отношении A „/А,-
s, треб/ s, факт.
I _ > '^s, треб. > >
^Ь, сокр. л ^Ь, мин*
факт.
Минимальная величина дли-
ны заанкеривания для растянутых
стержней I. > 10 d.
г Ь, мин. s
Если, например, для армиро-
Таблица 10.2. Основная величина (/ь) длины заанкеривания в см для арматур- ной стали BSt 500 S
Диаметр стержня Тип связи Класс прочности бетона
С16/20 С20/25 С25/30 С30/37 С35/45
6 I 33 28 24 22 19
II 47 40 35 31 28
8 I 43 38 32 29 26
II 62 54 46 41 37
10 I 54 47 40 36 32
II 78 67 58 51 46
12 I 65 56 48 43 38
II 94 80 70 61 55
14 I 76 66 56 50 45
II 109 94 81 71 64
16 I 86 75 64 58 51
II 125 107 93 82 74
20 I 108 94 80 72 64
II 156 134 116 102 92
25 I 135 118 100 90 80
II 195 168 145 128 115
28 I 151 132 112 101 90
II 218 188 162 143 129
вания на опорах неразрезной балки b/h = 30 см/50 см в С20/25 — BSt 500 S требу-
ется сечение стали 10,2 см2 и применены 4 стержня 0 20 с Л = 12,6 см2, то длина
заанкеривания может быть уменьшена:
1Ь (тип связи П) = 134 см (см. табл. 10.2).
Действительная длина заанкеривания: = 134 см -10,2 см2/12,6 см2;
4 сокр = см для конца стержня.
ВИДЫ ЗААНКЕРИВАНИЯ
В случае применения арматурной стали ребристого (рифленого) профиля до-
пустимо заанкеривание с помощью прямых концов стержней, с помощью крюков,
угловых крюков, петель, с или без приваренных поперечных стержней (рис. 10.15).
Анкеровка сеток из гладкой стали или из стали периодического профиля, в про-
тивоположность сеткам из стали ребристого профиля, возможна только привар-
кой поперечных стержней.
Прямые концы стержней образуют простейший способ заанкеривания, если
возможно обеспечение требуемой длины анкеровки (см. рис. 10.15). Крюки, уг-
ловые крюки и петли из-за искривленных концов арматуры имеют преимуще-
ство, заключающееся в том, что длина заанкеривания может быть сокращена по
сравнению с прямыми концами стержней. С помощью заанкеривания с прива-
ренным поперечным стержнем внутри длины заанкеривания или с двумя прива-
ренными поперечными стержнями на коротком расстоянии можно значительно
сократить длину анкеровки за счет совместного действия поперечной арматуры.
ьство из железобетона
Вид заанкеривания,
форма окончания стержней
Коэффи-
циенты
«а
Прямые концы стержней
заанкеривания »ь net
Приваранный поперечный стер-
жень внутри /b.net
1,0
'b, net
Два приваренных попереч-
ных стержня внутри /b.net
0.7
-5 ds
>5 ст
< 10 cm
Угловой крюк
Петля
Значения в скобках действительны, когда защитный
слой бетона перпендикулярно оси искривления
составляет < з ds, или нет поперечного давления,
или нет часто расположенных хомутов
Рис. 10.15. Д лина заанкеривания
4, пеА.сокр) в Растянутых стержнях
Допустимое сокращение длины анкеровки
у растянутых стержней зависит от формы кон-
цов стержней и учитывается коэффициентом а1
(см. рис. 10.15).
В общем случае действительна формула:
/ =п ./ ^.треб- > /
€Ь,сокр. b . — *Ь,мин '
^s, факт.
При полностью используемой несущей спо-
собности стержневой арматуры 0 16 мм из BSt
500S в бетоне С20/25 в типе связи I для прямых
концов стержней получается размер заанкерива-
ния 75 см, при устройстве углового крюка длина
заанкеривания становится равной 75 см-0,7 =
= 52,5 см (рис. 10.16).
Если анкеровка производится посредством
крюков или угловых крюков (см. рис. 10.15), то
для определения длины стержня необходимо при-
плюсовать длину стержня, требуемую для форми-
рования крюка (стр. 326).
АНКЕРОВКА ОТОГНУТЫХ СТЕРЖНЕЙ
Для отогнутых кверху или вниз стержней, ко-
торые служат для восприятия усилий сдвига, не-
обходимо рассчитывать другие длины заанкери-
вания. В области растягивающих напряжений в
бетоне требуется длина заанкеривания, увеличен-
ная в 3 раза по сравнению с прямыми концами
стержней, в области сжимающих усилий в бетоне
ее нужно умножать на 0,6 (рис. 10.17).
АНКЕРОВКА НА КОНЦЕВЫХ ОПОРАХ
Для восприятия существующего растягиваю-
щего усилия на концевых опорах необходимо часть
пролетной арматуры завести за расчетную линию
опоры (R) и там заанкерить (рис. 10.18). Она про-
ходит при треугольно-воспринимаемом давлении
на опору в первой трети глубины опоры. Армату-
ра, которая должна заводиться на опору, в общем
случае должна составлять '/3, а в плитах без арма-
туры, работающей на сдвиг, — половину пролет-
ной арматуры.
Различают прямое заведение на опору, напри-
мер в стенах, и непрямое (косвенное) заведение
10.1. Железобетон,
на опору, например во второстепенных балках при заведении арматуры на глав-
ные балки. Длина анкеровки отмеряется от передней грани опоры и составляет:
при прямом заведении на опору: 1Ь dir > 2/3-1Ь nel > 6J;
при косвенном заведении на опору: 1Ь indlr > 2/3 1Ъ > KW.
АНКЕРОВОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ применяются только в особых случаях.
Они состоят, например, из стальных пластин, стальных профилей или попереч-
ных стержней, которые привариваются к анкеруемой арматурной стали. Их при-
менение может быть необходимым, например, в сборных элементах при очень
малой глубине опоры.
ЗААНКЕРИВАНИЕ НА ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ОПОРАХ
Проходящие через промежуточные опоры неразрезные конструкции, на-
пример плиты или балки, или на концевых опорах у балок с консолями должны
иметь на опорах по меньшей мере четверть наибольшего пролетного армирова-
ния, в плитах без арматуры, работа-
ющей на сдвиг, — не менее полови-
ны пролетной арматуры, которую
надо заводить за преднюю грань опо-
ры и заанкеривать (см. рис. 10.18).
Размер заанкеривания составляет не
менее 6ds, отмеряя это расстояние от Рис. Ю.16. Анкеровка стержней с ребристым
грани опоры. профилем
10.1.3.4. Стыки арматуры
Если нельзя сделать арматуру из од-
ного стержня подлине, то необходи-
мы стыки арматуры. Стыки по воз-
можности не должны располагаться
в местах наибольших усилий, и сты-
куемые стержни должны перекры-
вать друг друга в продольном на-
правлении. Нагруженные стыки
стержней арматуры могут быть вы-
полнены в виде прямого и непрямо-
го соединения.
НЕПРЯМЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
устраиваются за счет нахлестки, т.е.
за счет расположения рядом друг с
другом стержней на определенную
длину. При стыках внахлестку для
передачи усилий между стыкуемыми
стержнями дополнительно нагружа-
ется бетон. Выполнение стыковки
Прямые концы
стержней
о,б/ь
Для восприятия сдвига отогнутые вверх
или вниз стержни
Растянутая зона Сжатая зона
бетона бетона
Рис. 10.17. Длина заанкеривания прямых кон-
цов стержней
Рис. 10.18. Заанкеривание на опорах
ьство из железобетона
Торцевой стык, сварной
Cd
Стыке перехлестом, сварной
"sd
Г1- - '
Стык с резьбовой муфтой
--------------------Шестигранная гайка
I---Круглая разьбовая муфта
"sd
Cd
Cd
Рис. 10.21. Продольное смещение ар-
матурных стержней в районе стыка
может быть осуществлено с помощью пря-
мых концов стержней, крюков, угловых
крюков и петель, а также с помощью пря-
мых концов с приваренными поперечными
стержнями, например в арматурных сталь-
ных сетках (рис. 10.19).
ПРЯМЫЕ СОЕДИНЕНИЯ производят-
ся за счет соединения концов стержней с по-
мощью сварки или с помощью гаек и муфт
(рис. 10.20). Осевые стыки с помощью гаеч-
ных и запрессованных муфтовых соединений
требуют применение арматурной стали с
резьбовидным профилем, с конической или
цилиндрической резьбой на стыкуемых кон-
цах, а также применение напрессованных
или надевающихся муфт. Соединения долж-
ны быть допущены строительным надзором.
При прямых стыках бетон дополнительно не
нагружается.
По виду передаваемого усилия стыки раз-
личаются на растянутые и сжатые. Если стер-
жни стыкуются торцами, то через такие сты-
ки могут передаваться только силы сжатия.
ДЛИНА НАХЛЕСТА Ц
Длина нахлеста в непрямых стыках уста-
новлена в DIN 1045. В стержнях ребер швы
в нахлестку в продольном направлении дол-
жны смещаться относительно друг друга.
Они считаются смещенными подлине, если
расстояние в длину между центрами стыков
соответствует по меньшей мере 1,3 длины
нахлеста (рис. 10.21).
ШВЫ ВНАХЛЕСТКУ СВАРНЫХ
АРМАТУРНЫХ СЕТОК
Если для армирования применяются сет-
ки со склада, то для того, чтобы они подхо-
дили по размерам к размерам конструкции,
их необходимо состыковывать как в про-
дольном, так и в поперечном направлении.
За счет применения дополнительных спи-
сочных или чертежных сеток количество
стыков сеток может быть уменьшено. Среди швов внахлестку в арматурных сет-
ках различают между устройством стыков в стержнях в продольном направле-
10.1. Железобетон
нии и в поперечном направлении. В основ-
ном сеточные швы могут быть выполнены
как одноплоскостные швы или двухплоско-
стные швы, причем двухплоскостные швы
являются основными.
ОДНОПЛОСКОСТНЫЕ СТЫКИ -
это стыки сеток, у которых стыкующиеся
стержни лежат рядом друг с другом в одной
плоскости (рис. 10.22). Они могут изготав-
ливаться с применением сеток с длинными
выпусками стержней, например списочных
сеток, или с помощью поперемен-
ного отгибания стержней, причем
поперечные стержни могут лежать
попеременно сверху и снизу. Так
как длина стыков по правилам
стыкования для арматурной стали
должна иметь размеры без учета
приваренных в области стыка по-
перечных стержней, то примене-
ние их ограничивается специаль-
ными случаями.
ДВУХПЛОСКОСТНЫЕ
СТЫКИ — это стыки сеток, в ко-
торых стыкуемые стержни лежат
другнаддругом (см. рис. 10.22).При
этом снабженные поперечными
стержнями концы сеток уклады-
ваются друг над другом. В арма-
турных сетках с as < 12 см2/м мо-
гут выполняться полные стыки.
При многослойной сеточной ар-
матуре стыки отдельных слоев се-
ток необходимо смещать на 1,3
длины нахлеста. Подробности о
длинах нахлеста при растянутых
стыках установлены в DIN 1045
(табл. 10.3).
Однако в большинстве случаев
следуют правилу петель. Оно име-
ет то преимущество, что петли при-
близительно перекрываются и мо-
гут легко связываться между собой
(см. табл. 10.3).
Таблица 10.3. Длины перехлеста стыков несущих стержней при двухппоскостных стыках, бетон С20/25, область стыковки 1 и aself/asvorh = 1,00
Длина перехлеста /в в см
Обозначение । сеток Боковые выпуски (в продоль- ном на- правлении) Сетки в продольном направлении Сетки в поперечном направлении
Q Q 188 А без 29 29
Q257A 34 34
Q335A 38 38
Q377A С 41 50
Q513A 49 50
R R 188 А без 29 29
R 257 А 34 29
R335 А 38 29
R 377 А С 41 29
R513 А 49 29
Правило петель, количество петель
Q Q 188 А без 1 2
Q257A 1 2
Q335 А 2 3
Q377A С 2 3
Q513A 3 3
R R 188 А без 1 Стыки рас- пределитель- ных стерж- ней в попе- речном на- правлении с перекры- тием в одну петлю
R257 А 1
R 335 А 1
R377A С 1
R513A 1
из железобетона
Длина перехлеста поперечной арматуры как распределительной арматуры
короче, чем у продольной арматуры. Стыки распределительной арматуры в сет-
ках со склада с концевыми выпусками зависят от расстояния продольных край-
них стержней друг от друга и от боковых выпусков поперечных стержней. Внутри
длины перехлеста ls должны лежать по меньшей мере два поперечных стержня.
Не требуемая по условиям статики поперечная арматура арматурных сеток в пли-
тах и стенах может стыковаться в одном месте.
При устройстве стыков несущей и распределительной арматуры необходимо
следить за тем, чтобы друг на друга ложились не более трех сеток.
10.1.3.5. Пучки арматуры
Пучки стержней состоят из двух или трех отдельных стержней периодического
профиля диаметрами < 28 мм. Отдельные стержни касаются друг друга и долж-
ны быть связаны между собой, например, с помощью связывающей проволоки.
Связывание арматурных стержней в пучки применяется, как правило, тогда,
когда растягивающее усилие так велико, что нельзя выдержать требуемое рас-
стояние в свету между стержнями в сечении. Для того чтобы при наличии пуч-
ков не создавалось больших нагрузок на окружающий их бетон, чем при отдель-
но уложенных стержнях, необходимо увеличить расстояние между пучками (а),
а также толщину защитного слоя бетона сном. Кроме того, заанкериванию, сты-
ковке и установке хомутов на пучках следует придавать большее значение. По-
этому следует непременно следовать всем указаниям арматурных чертежей.
За счет увеличенной толщины защитного слоя арматуры в растянутой зоне
могут возникнуть трещины. Чтобы эту опасность по возможности свести к мини-
муму, в случае пучков арматуры с большим сечением стержней в растянутой зоне
всегда устраивается АРМИРОВАНИЕ ЗАЩИТНОГО СЛОЯ. Оно выполняется из
узкоячеистой арматурной сетки со стержнями периодического профиля с шири-
ной ячейки < 15 см (рис. 10.23). Армирование защитного слоя уже необходимо,
когда пучки состоят из двух стержней по 28 мм диаметром.
10.1.4. Армирование
Защитный слой
бетона
Хомут
Сварная арматурная
сетка, армирующая
толстый защитный
слой бетона
Рис. 10.23. Армирование пучками
Армирование включает
подготовку арматуры,
предварительное изготов-
ление арматурных карка-
сов и установку арматуры
в конструкцию.
Основой для выпол-
нения работ и расчетов
является арматурный чер-
теж (рис. 10.24). Он вклю-
чает, как правило, изоб-
ражение арматуры в кон-
струкции, план изгибов
10.1. Железобетон
или выборку стали и спецификацию арматуры (рис. 10.25). Для изображения
арматуры выбирается упрощенная форма (рис. 10.26). Арматурный чертеж, кро-
ме того, дает сведения о классе прочности бетона, сорте стали, количестве и диа-
метре, а также форме и положении арматурной стали, минимальных размерах
изгибных роликов, поддержке верхней арматуры и о защитном слое бетона сталь-
Поз. (ОЕ): Перемычка на 1-м этаже, b/Ь = 24 см / 37,5 см
Выполнить 2 раза
2,95
_______Бетон С20/25
Арматурная сталь BSt 500S
Защитный слой бетона cnom = 3 cm
Рис. 10.24. Арматурный чертеж (фрагмент)
Спецификеция по весу арматурной стали №: к плану 1зтаж-№3 О6ъекгстроительста:жилойдомсмагазином Сорт арматурной стали: BSt5005 Конструкция: Железобетонные перамычки на 1 эт. Заказчик: Hans Muller, BStadt
Поз. № Кол- во «S mm Einzel lange m Общая длина m ds=8 mm mit 0,395 kg/m Onp ds=10mm mit 0,617 kg/m эделение ве ds=12mm mit 0,886 kg/m савкгдпя: ds=l4mm mit 1,210 kg/m ds=16mm mit 1,580 kg/m d,=20mm mit 2,470 kgfm
1 4 ю 2,35 11,80 7.28
2 4 12 3,15 12,60 11,13
3 4 /4 2,35 11,80 14,28
4 32 в 1,15 36,80 14,54

Вес по каждому диаметру, кг 14.54 7,28 11.13 14,28
Общий вес, кг 47,23
Составил: Tostensen B-Stadt Дата
Рис. 10.25. Спецификация арматурной стали
Глава 10. Строительство из железобетона
Изображение арматурного чертежа
Пример:
Номер
позиции
Кол-во
стержней
Диаметр
стержней
014 BSt 500S; I = 4,10 m, s = 10 cm
L Расстояние
между стержнями
~ Разрезная длина
- Сорт стали
Изгибные размеры - это наружные размеры
Рис. 10.26. Изображение отдельных арматурных
стержней
ных закладных деталей. Арма-
турные чертежи контролируют-
ся и проверяются в инженерных
бюро инженерами-контролера-
ми. При изготовлении армату-
ры должен обязательно быть в
наличии соответствующий ар-
матурный чертеж.
10.1.4.1. Подготовка
арматуры
Подготовка арматуры включа-
ет складирование, измерение и
разрезку, а также изгибание ар-
матурных стержней. Сталь по-
ставляется в готовом к приме-
нению состоянии, но может также изгибаться на стройплощадке.
СКЛАДИРОВАНИЕ
Складирование необработанной арматурной стали раздельно, по диаметрам
стержней производится на специальных складских поверхностях, которые дол-
жны располагаться по возможности вблизи подъездной дороги в зоне действия
стрелы крана (с. 250). Арматурные сетки могут складироваться в лежачем или в
вертикальном положении.
ИЗМЕРЕНИЕ И РАЗРЕЗКА
Для того чтобы придать стали нужную длину, необходимо определение дли-
ны разрезки. В качестве длины разрезки называют длину стального стержня в не-
Рис. 10.27. Определение длины разрезки /
согнутом виде; в качестве
краткого обозначения ис-
пользуется I (рис. 10.27).
При прямых стержнях к
наибольшей длине при-
бавляется размер крю-
ков. Последние состав-
ляют у крюков, в зависи-
мости от диаметра стерж-
ней, около 10J до 12 ds, а
при угловых крюках —
примерно 8Д,. При ото-
гнутых стержнях, кроме
того, необходимо учиты-
вать длину косой части
отгиба (рис. 10.28). При
этом высота отгиба h все-
10.1. Железобетон
Рис. 10.28. Приспособление для изгиба и процесс изгиба
гда измеряется от наруж-
ной до наружной стороны
отгиба. В зависимости от
высоты конструкции от-
гибы могут производить-
ся под углом 30, 45 или
60°. Чтобы обрезков по
возможности было мень-
ше, необходимо следить
затем, чтобы длины плат-
форм складирования в 12 или 14 м без отходов делились бы на заданную длину
разрезки. Прежде чем начать разметку по длине, целесообразно еще раз проверить
данные о размерах по арматурным чертежам.
Разметка и разрезка производится на измерительном столе и на металлорежу-
щей машине. Длины разрезаемых стержней отмечаются рисками согласно плану
изгибов, после чего стержни режутся по длине. При этом следует учитывать допу-
стимые допуски размеров. Отклонения размеров арматурных стержней должны не
превышать предельных отклонений (табл. 10.4). Предельным отклонением назы-
вается разница между допустимым максимальным или минимальным размером и
номинальным размером. После этого арматурные стержни разрезаются на специ-
альных машинах для резки арматурной стали. Для разрезки тонких стержней под-
ходят ручные инструменты для резки стали. Машины для резки с приводом от мо-
тора применяются при больших объемах работ и при больших диаметрах стерж-
ней. Для разрезки по длине арматурных сеток применяют режущие инструменты,
приводимые в действие вручную или с помощью гидравлики. Могут применяться
резаки для арматурных сеток, работающие по принципу машин для резки болтов.
ИЗГИБАНИЕ
Изгибание арматурной стали производится на ручных изгибных плитах или с
помощью изгибных машин с приводом от мотора. Для последующего изгиба вруч-
ную на стройплощадке служит также двойное колено или стальной уступ.
Устройство для изгиба состоит из поворачивающейся изгибной тарелки, на
которой могут закрепляться изгибные ролики различного диаметра, и из экс-
центрика (см. рис. 10.28). При изгибе эксцентрик давит на стержень относи-
тельно изгибного ролика. При этом стержень удерживается от отклонения не-
подвижным роликом (пятой). Изготовление отгибов может быть осуществле-
но за один рабочий проход с
помощью соответствующих ус-
тройств. С помощью дополни-
тельных приспособлений мож-
но изгибать кольца, хомуты и
спирали. Для изготовления хо-
мутов имеются специальные
изгибные машины.
Таблица 10.4. Предельные отклонения (Д/, см) длин отрезков при обрезке арматурных стержней
Длина стержня 1, м <5,00 >5,00
Предельное отклонение Д/ в общем случае ±1,50 ±2,00
Предельное отклонение А/ при длине с допуском от +0 до -0,50 от +0 до -1,00
Глава 10. Строительство из железобетона
Таблица 10.5. Предельные отклонения от номинального размера (Д/ [см]) длины отрезка при обрезании арматурных стержней
1 1 b 1 -1 Г ft

Диаметр стержня d [мм] < 14 >14 <14 > 14 <10 > 10
Предельное отклонение Д/, общее +0...-1.50 +0... -2,50 +0...-1.00 +0... -2,00 +0... -1,00 +0...-1.50
Предельное отклонение А/ при длине с допуском +0...-1.00 +0...-1,50 +0... -1,00 +0... -2,00 +0... -0,50 +0...-1.00
11 При этом размере необходимо учитывать предельное отклонение соответствующего хомута.
При многократно изогнутых стержнях, например у хомутов, целесообразно
изогнуть пробный стержень и дополнительно измерить наружные размеры. При
этом отклонения размеров не должны превышать допустимые граничные зна-
чения (табл. 10.5).
Для изгибания арматурных сеток применяются специальные изгибные маши-
ны. В зависимости от количества, толщины стержней, ширины сетки и расстоя-
ния между стержнями могут использоваться ручные изгибные машины или ма-
шины с моторным приводом. Изгибные машины с моторным приводом позволя-
ют изгибать сетки с диаметром стержней до 12 мм шириной изгиба в 2,15, 2,45 и
5,00 м. Процесс изгиба происходит с помощью крутящейся изгибной балки-вала,
на которой можно предварительно установить три угла изгиба до 180°. Для этого
на бесступенчато переставляемых с боков изгибных пальцах устанавливаются
сменные изгибные сердечники. Их необходимо установить на расстоянии ячей-
ки между стержнями изгибаемой сетки. Изгиб арматурных сеток производится
по эскизу изгиба, который задает номер позиции, форму изгиба, размеры, а так-
же диаметр изгибного ролика.
10.1.4.2. Установка арматуры
Для достижения несущей способности железобетона в конструкцию нужно уста-
новить арматуру точно по чертежам. При этом необходимо отдельные арматур-
ные стержни сделать жесткими и связать их в несдвигаемые арматурные плоские
или пространственные каркасы. Это производится с помощью различного вида
связывания арматуры.
ВИДЫ СВЯЗЫВАНИЯ
Связывание арматуры в каркасы осуществляется непосредственно путем свя-
зывания арматуры проволокой и путем сварки. В арматурных сетках перекрещи-
вающиеся стальные стержни на заводе связываются друг с другом посредством
электрической сварки путем использования электрического сопротивления (кон-
тактной сварки).
ВЯЗАНИЕ (ПЛЕТЕНИЕ) производится в основном с помощью вязальных
плоскогубцев или монтажных щипцов и вязальной проволоки. Вязальная прово-
10.1. Железобетон
лока — это отожженная проволока толщиной 1 или
2 мм. Для вязания каркасов применяется также вя-
зальный стержень, при этом применяют проволоч-
ные скрутки (рис. 10.29). Проволочные скрутки —
это снабженные петлями отрезки вязальной прово-
локи длиной от 8 до 30 см. При вязании каркасов
следует следить за тем, чтобы концы проволок не
проходили в защитный слой бетона
Существуют различные виды связывания арма-
туры, которые называют узлами (рис. 10.30). ПРО-
СТОЙ УГЛОВОЙ УЗЕЛ (тетрадная петля) приме-
няется для крепления несущих стержней к распре-
делительным стержням или монтажным стержням.
Угловой узел с двойной вязальной проволокой при-
меняется, когда стержни должны подтягиваться
один к другому или при стержнях большого диамет-
ра. ДВОЙНОЙ УГЛОВОЙ УЗЕЛ. Двойной тетрад-
ный узел или крестовая петля подходит, как прави-
ло, при тесном расположении арматуры или при
арматуре большого диаметра. Двойной угловой узел
с двойной вязальной проволокой отличается от
двойного углового узла только тем, что вязальная
проволока берется двойной. ГАЧНЫЙ УЗЕЛ (пет-
ля вперед) преимущественно применяется при ар-
мировании колонн или балок. При этом несущие
стержни разводятся по углам хомутов; одновремен-
но предотвращается сдвиг стержней. ДВОЙНОЙ
ГАЧНЫЙ УЗЕЛ отличается отгачного узла тем, что
для него берется двойная вязальная проволока. Ра-
стянутая петля (подвесная петля) препятствует
сползанию стержней. Она применяется особенно в
том случае, когда требуется обеспечить обязатель-
ную несдвигаемость стержней
СВАРКА арматурной стали на площадке — это
еще один вид соединения стержней. С помощью
Рис. 10.29. Скручивающий
стержень и проволочные со-
единения
Простой угловой узел (тетрадная петля)
Двойной угловой узел (перекрестная петля)
Гачныый узел (петля вперед)
Растянутый узел (подвесной узел)
Рис. 10.30. Виды соединений
сварки достигается особая неизменяемость формы арматурных каркасов. Чаще
всего применяется огневая контактная сварка торцов (RA), металлогазосварка
(MAG) и электродуговая ручная сварка (Е). Сварочные работы по сварке армату-
ры могут производиться только специально обученным персоналом.
УСТАНОВКА АРМАТУРЫ
Армирование может производиться с помощью отдельных стержней или с
помощью предварительно изготовленных арматурных элементов (каркасов), на-
пример пространственных каркасов (коробов). Следует стремиться как можно
Глава 10. Строительство из железобетона
большее количество арматуры объединять в такие каркасы и подготавливать их
заранее. При этом пространственные каркасы для колонн или балок собираются
в защищенном от непогоды месте. При изготовлении пространственных карка-
сов количество точек связи зависит от жесткости арматуры. В основном стержни
связываются между собой в каждом втором узле пересечения, причем следует сле-
дить за тем, чтобы места связывания были смещены относительно друг друга. Для
обеспечения защитного слоя бетона и положения арматуры в достаточном коли-
честве должны применяться дистанционные прокладки, опорные элементы (под-
держивающие каркасы стоячие хомуты) и крепления слоев (S-образные крюки,
U-образные крюки).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назовите требования к строительным материалам и их применению по DIN 1045.
2. Опишите напряженные состояния, которые возникают в однопролетном ригеле
с консолью при равномерно распределенной нагрузке.
3. Покажите, почему многие стержни с меньшим диаметром более выгодны, чем
меньшее количество стержней большого диаметра.
4. Обоснуйте, почему так необходимо выдерживать защитный слой бетона и выпол-
нять указания по армированию.
5. Объясните, почему при изгибании арматуры необходимо учитывать минималь-
ный диаметр изгибного ролика.
6. Поясните, как влияет положение арматурных стержней на длину заанкерива-
ния /ь.
7. Опишите возможности оформления концов стержней в зависимости от вида за-
анкеривания и их влияние на длину заанкеривания /bnet (/bcoxp).
8. Обоснуйте, почему при непрямых стыках арматуры окружающий их бетон допол-
нительно нагружается за счет передачи усилий.
10.1.5. Армирование железобетонных конструкций
Чтобы арматура могла выполнять свою задачу, она должна быть расположена в
конструкции в соответствии с распределением усилий, соответствовать указани-
ям по армированию и удовлетворять условиям по установке ее в конструкции. По
назначению арматура различается на главную арматуру, конструктивную арма-
туру и транспортировочную арматуру.
Для устойчивости сооружений важнейшими конструктивными элементами
являются, например, фундаменты, колонны, стены, плиты, лестницы, балки и
балочные плиты.
10.1.5.1. Фундаменты
Фундаменты могут быть армированными и неармированными. Они должны
быть армированными, когда фундамент не может быть возведен той высоты,
которая позволяет ему работать только на сжатие, или если они устраиваются на
чувствительном к осадкам основании. Строительное основание перед укладкой
арматуры должно покрываться чистым слоем бетона или раствора толщиной не
менее 5 см. Фундаменты могут быть центрально нагруженными ленточными и
точечными.
10.1. Железобетон
ЛЕНТОЧНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ
Ленточные фундаменты под стены имеют в по-
дошве фундамента в поперечном направлении ар-
матуру, работающую на растяжение при изгибе, а в
продольном направлении — распределительную ар-
матуру (рис. 10.31). Дополнительная верхняя арма-
тура требуется в том случае, когда в вышерасполо-
женной стене имеются проемы, например двери.
Ленточные фундаменты под рядом колонн вы-
полняются в большинстве случаев как фундамент-
ные балки (см. рис. 10.31). При этом продольное ар-
мирование устраивается как в неразрезных балках,
как арматура, работающая на растяжение при из-
гибе. В поперечном направлении устанавливаются
хомуты, которые вблизи колонн могут иметь мень-
шее расстояние между собой.
Соединительная арматура для стен и колонн
устраивается одновременно с арматурой фундамен-
тов (см. рис. 10.31).
Ленточный фундамент под стену
О U-образный хомут из BSt
Ленточный фундамент под
отдельные колонны
Рис. 10.31. Армирование лен-
точных фундаментов
ОТДЕЛЬНЫЕ (ТОЧЕЧНЫЕ) ФУНДАМЕНТЫ
Центрально нагруженные точечные фундамен-
ты имеют в большинстве случаев квадратную в пла-
не форму со стороной Ь. Здесь исходят из двухосно-
го восприятия нагрузки, причем изгибающие мо-
менты уменьшаются от колонны к краю фунда-
мента. При этом получается средняя область, которая более нагружена, чем
краевые области. Средняя область принимается шириной 2-Ь/4, а средняя об-
ласть — шириной Ь/4. Арматура устанавливается в продольном и поперечном
направлении по подошве фундамента. В большинстве случаев на обоих концах
устанавливаются единичные стержни одинакового диаметра с угловыми крюка-
ми. При этом расстояние между стержнями арматуры в краевой области фунда-
мента (s) в два раза больше, чем в серединной области, например х = 10 см/20 см
или х = 12,5 см/25 см. Отдельные стержни сначала укладываются по всей шири-
не фундамента с выдерживанием расстояния друг от друга, соответствующего
краевой области фундамента. После этого в области шириной Ь/2 под колонной
укладываются еще промежуточные стержни (рис. 10.32).
10.1.5.2. Железобетонные колонны
Колонны — это вертикально стоящие строительные конструкции, размеры попе-
речного сечения которых малы по сравнению с высотой, которую также называ-
ют длиной. Они называются стержневыми сжатыми элементами. В большинстве
случаев они служат опорами для других строительных конструкций, таких, как
балки, ригели, прогоны, и передают нагрузки с них дальше вниз. При этом речь
Глава 10. Строительство из железобетона
Рис. 10.32. Армирование квадратных точеч-
ных фундаментов
Рис. 10.33. Изгибная длина железобетонных
колонн
идет преимущественно о сжатии в на-
правлении длины колонны, которое
называется нормальной силой (N).
Кроме того, колонны могут работать
на изгиб за счет горизонтальных на-
грузок, например ветровых и динами-
ческих (ударных). По виду нагрузки
различают центрально сжатые и вне-
центренно сжатые колонны. В случае
стройных колонн с небольшим сече-
нием дополнительно имеет место
опасность продольного изгиба. Про-
дольным изгибом называют внезап-
ное боковое искривление колонны
под нагрузкой. Продольный изгиб
может возникнуть под нагрузкой, при
которой напряжение в бетоне еще да-
леко не достигло своего предельного
значения напряжения на сжатие.
В качестве критерия опасности
продольного изгиба служит в основ-
ном стройность колонны, которая
определяется как отношение высоты
или длины колонны к ее толщине.
В колоннах вместо длины использу-
ется понятие свободной длины про-
дольного изгиба. Свободная длина
продольного изгиба (.vk) принимает-
ся в зависимости от того, защемлена
ли колонна или шарнирно оперта
(рис. 10.33). В железобетонных кон-
струкциях шарнирами называются
такие соединения, которые на осно-
ве их армирования передают только
усилия сжатия или растяжения на
другие элементы, но не передают из-
гибающие моменты.
В зависимости от изготовления,
независимо от нагрузки и опасности
продольного изгиба предписывают-
ся минимальные толщины колонн
(табл. 10.6). Колонны могут быть не
армированными, армированными с
хомутами, ошнурованными или арми-
рованными спиральной арматурой.
10.1. Железобетон
В надземном строительстве применяются в основном колонны армированные
с хомутами. Арматура состоит из продольной арматуры и хомутов. Бетонное сече-
ние колонны несет нагрузку совместно с арматурными стержнями и хомутами.
Хомуты имеют задачу предотвратить продольный изгиб продольных стержней.
В случае колонн высотой на этаж продольная арматура оканчивается в ого-
ловнике колонны и заанкеривается в присоединяемой строительной конструк-
ции. В случае колонн, проходящих
насквозь через несколько этажей, по
крайней мере, угловые продольные
стержни должны быть пропущены
через перекрытие в качестве соедини-
тельной арматуры с вышележащей
колонной. Необходимые для этой
цели стержни должны быть отогнуты.
Непосредственно под и над балками
или плитами на высоте, равной наи-
большему размеру сечения, и при
стыках внахлест продольных стерж-
ней с > 14 мм расстояние между хо-
мутами sv следует уменьшить с коэф-
фициентом 0,6.
ПРОДОЛЬНЫЕ СТЕРЖНИ
следует размещать преимущественно
по углам и удерживать от продольно-
го изгиба с помощью хомутов. Каж-
дый угол колонны следует армировать
минимум одним стержнем, но не бо-
лее 5 стержней. Диаметр стержней за-
висит от размеров сечения колонны.
У колонн с высотой поперечного се-
чения h > 20 см диаметр стержней со-
ставляет ds} > 12 мм. При установке
стержней наибольшие расстояния
между ними не должны превышаться.
Наибольшие расстояния между
продольными стержнями должны
быть не более 30 см, что при сечении
колонны, сторона которой не превы-
шает 40 см, соответствует одному стер-
жню в каждом из 4 углов (рис. 10.34).
Если продольные стержни должны
быть отогнуты, то в нижних точках из-
гиба должны устанавливаться допол-
нительные хомуты (рис. 10.36).
Таблица 10.6. Правила возведения железо-
бетонных колонн
Минимальные размеры колонн цельного сечения
Колонны, бетонируемые вертикально
• h > 20 см
Сборные колонны, бетонируемые в лежачем поло-
жении
• h >12 см
Минимальные диаметры стержней продольной
и поперечной арматуры
Продольная арматура
• minds|>12MM
Поперечная арматура (хомуты, петли или спирали)
• min о>а >6 мм или > 0,25 max ds|
При применении арматурных сеток в качестве хому-
тов Цч должен составлять >5 мм
Минимальные расстояния между стержнями про-
дольной арматуры
Прямоугольные колонны с b < 40 см
• Минимум 1 стержень в углу
Прямоугольные колонны вообще
• s < 30 см и по меньшей мере 1 стержень в углу
Круглые колонны
• s< 30 см и минимум 6 стержней
Минимальные расстояния между поперечной
арматурой (хомуты, петли или спирали)
sw < 12 min d, < 30 см
Следует принимать наименьшее значение
Рис. 10.34. Установка хомутов в случае мно-
гих продольных стержней
Глава 10. Строительство из железобетона
ХОМУТЫ могут быть отдельными хомутами или хомутами из арматурных
сеток. Минимальный диаметр хомута зависит от вида армирования и диаметра
продольных стержней. Он составляет для отдельных хомутов > 6 мм, для арматур-
ных сеток > 5 мм, а относительно диаметра продольных стержней > 0,25 max d&,
причем принимается наибольшее значение.
Продольная арматура должна быть окружена поперечной арматурой, которая
достаточно заанкерена в бетоне. Каждый хомут должен завершаться крюком.
Крюки должны быть смещенными относительно друг друга по высоте. Если в од-
ном углу сечения колонны установлено более трех стержней, то крюки должны
быть смещены относительно друг друга. Хомутами в каждом углу от выгиба мож-
но закрепить до пяти продольных стержней. При этом, однако, расстояние от оси
последнего стержня до углового стержня должно быть не более 15-кратного диа-
метра хомута d^ (рис. 10.35). Другие продольные стержни и стержни на большем
расстоянии от углового стержня необходимо раскреплять промежуточными хо-
мутами и S-образными крюками. Последние могут располагаться на удвоенном
расстоянии друг от друга по сравнению с главными хомутами (см. рис. 10.35).
Расстояние между хомутами sw может быть не более наименьшего размера се-
чения h колонны или не более 12-кратного диаметра Jsi продольных стержней с
наименьшим диаметром стержня, т.е. < 30 см, причем принимается наименьшая
величина (см. рис. 10.35). Меньшие расстояния между хомутами требуются, на-
пример, у оканчивающейся продольной арматуры, в местах стыков внахлест и у
подошвы колонны и у ее оголовка.
УСТАНОВКА АРМАТУРЫ
Арматура колонн должна обязательно изготавливаться в виде пространствен-
ного каркаса. Предварительное изготовление пространственных колонн произ-
водится частичными рабочими шагами.
Рис. 10.35. Армирование хомутами
• Укладка продольной арматуры (не-
сущих стержней) одной стороны
колонны на монтажные козлы.
• Установка расстояний между хому-
тами путем нанесения рисок на
продольные стержни с учетом из-
меняющихся расстояний.
• Навеска и закрепление хомутов
(крюки хомутов располагать со
смещением).
• Вдвижка диагональных стержней
для придания жесткости каркасу.
• Установка дистанционных прокла-
док на хомуты.
• Проверка армирования.
10.1. Железобетон
10.1.5.3. Железобетонные
стены
Стены — это конструкции в виде пла-
стин, которые преимущественно ра-
ботают на сжатие. Согласно DIN 1045
стены отличаются от опор отношени-
ем их ширины b и высоты h. Работаю-
щие на сжатие конструкции, называ-
ющиеся также сжатыми элементами,
ширина которых больше пятикратной
толщины, называются стенами, а те,
у которых это соотношение меньше,
называются опорами или пилонами
(рис. 10.37). Стены образуют боковые
ограничения застроенного простран-
ства. Стены как вертикальные пласти-
ны и перекрытия как горизонтальные
пластины обеспечивают жесткость
друг друга и тем самым влияют на
прочность и устойчивость всего со-
оружения.
По выполняемым функциям раз-
личают несущие стены, стены жест-
кости и ненесущие стены. Работаю-
щие преимущественно на изгиб стро-
ительные конструкции в виде пластин
называют подпорными стенами.
Рис. 10.36. Армирование внутренней колонны
Рис. 10.37. Название сжатых элементов
Если стены жестко соединены с плитой подошвы, то получаются бассейны или
лотки, которые находят, например, применение в строительстве очистных сооруже-
ний (т. II, разд. 19.3.1.2.). В сооружениях типа резервуаров для воды (т. II, разд. 19.1.4.1)
плиты подошвы, стены и плиты покрытия также жестко соединяются между собой.
Если при этом требуется обеспечить водонепроницаемость, то надо, чтобы усадочные
напряжения могли восприниматься конструкцией без образования трещин. Для это-
го в области стыкования стены с подошвой горизонтальная арматура должна распола-
гаться с меньшим расстоянием друг от друга.
НЕСУЩИЕ СТЕНЫ — это конструкции для восприятия вертикальных на-
грузок или для передачи горизонтальных нагрузок. Вертикальные нагрузки —
это, например, собственный вес и полезная нагрузка на перекрытиях, горизон-
тально действующая нагрузка — это, например, ветровая нагрузка. Несущие сте-
ны должны удовлетворять требованиям статики. Несущая способность опреде-
ляется в основном толщиной стены и ее «стройностью». При этом должны вы-
держиваться минимальные толщины стен согласно DIN 1045 (табл. 10.7).
Несущие наружные стены наряду с их несущей способностью должны удов-
летворять требованиям тепло-, влаго-, шумо- и пожарозащиты.
Глава 10. Строительство из железобетона
Таблица 10.7. Минимальные толщины несущих стен в см
Класс прочности бетона Изготовление Стены из
неармированного бетона железобетона
разрез- ные нераз- резные разрез- ные нераз- резные
С12/15 Монолитный бетон 20 14 - -
ab С16/20 Монолитный бетон 14 12 12 10
Сборный эле- мент 12 10 10 В
*> Минимальная толщина несущих и наружных слоев у трехслойных пане-
лей типа «сэндвич» > 7 см.
Стены могут быть ар-
мированными и неарми-
рованными. Они должны
армироваться при нагруз-
ках на растяжение, при
опасности продольного
изгиба, при внецентрен-
ной нагрузке и если они
не раскреплены стенами
жесткости или другими
конструкциями.
Расположение арма-
туры зависит от характера
нагрузки. При этом различают стены, работающие на сжатие, стены, работаю-
щие на изгиб, и стены, работающие на сжатие с изгибом. Стены, работающие на
сжатие, например внутренние стены, армируются как колонны. Стены, работаю-
щие на изгиб, например подпорные стены, армируются как плиты. В случае стен,
работающих на сжатие с изгибом, как, например, наружные стены подвалов, при-
меняется арматура, соответствующая преобладающей нагрузке.
Стены, работающие на сжатие, имеют арматуру, расположенную с обеих сто-
рон. Она состоит из главной арматуры (продольной арматуры), которая называет-
ся также сжатой арматурой, и из поперечной арматуры. Главная арматура распо-
лагается вертикально в направлении нагрузки, поперечная арматура располагает-
ся под прямым углом к ней. Она служит в основном для распределения нагрузки и
для предотвращения образования усадочных трещин. Наружные арматурные стер-
жни заанкериваются в теле стены с помощью S-образных крюков или закладных
хомутов. В углах и на свободных концах требуется дополнительное армирование.
ГЛАВНАЯ АРМАТУРА состоит из продольных стержней, минимальный ди-
аметр которых da у отдельных стержней должен составлять 8 мм, а в случае при-
менения арматурных сеток — каркасов — 5 мм. Продольные стержни должны рас-
полагаться на расстоянии не более 20 см друг от друга. Они могут в первом слое
находиться снаружи (от хомутов), если защитный слой бетона соответствует по
меньшей мере двукратному диаметру несущих стержней или если несущие стер-
жни имеют диаметр не более 14 см. При применении арматурных сеток несущие
стержни всегда могут располагаться снаружи. В прочих случаях продольные стер-
жни надо устанавливать во втором ряду. При этом они должны охватываться по-
перечной арматурой (рис. 10.38).
ПОПЕРЕЧНАЯ АРМАТУРА должна составлять не менее 25% сечения глав-
ной арматуры. С каждой стороны стены необходимо располагать поперечные стер-
жни на расстоянии s< 35 см с диаметром отдельных стержней 6 мм (рис. 10.41).
Лежащие снаружи арматурные стержни с обеих сторон стены необходимо свя-
зывать не менее чем в четырех, смешенных относительно друг друга местах на
каждый квадратный метр стены S-ОБРАЗНЫМИ КРЮКАМИ. В толстых стенах
10.1. Железобетон
анкеровка главной арматуры в толще стены может осуществляться закладными
хомутами, причем свободные концы хомутов должны иметь длину 0,5/ь (рис. 10.39).
S-образные крюки могут отпасть, если
несущие стержни имеют диаметр не
более 14 мм, и защитный слой бетона
соответствует по меньшей мере дву-
кратному диаметру стержней.
На свободных концах, например
у концов стены, у окон и дверей, до-
полнительно к главной арматуре не-
обходимо устанавливать угловые
стержни и закреплять их с помощью
U-образных закладных хомутов. Рас-
стояние между закладными хомута-
Перекрытие
Продольная арматура
в первом слое
Перекрытие
крюк,
4 ШТ./КВ. м
Продольная арматура
во втором слое
_ Продольная
арматура
dsi > 16 mm
ми должно быть не более толщины
стены h или 12-кратного диаметра
угловых стержней. Длина заделки
свободных концов хомутов должна
соответствовать 2-кратной высоте
сечения стены или длине заанкери-
вания 1Ъ (рис. 10.40).
Углы стен и присоединения попе-
речных стен требуют дополнительно-
го армирования. Оно осуществляется,
как правило, с помощью угловых угол-
ков или с помощью закладных хому-
тов. В надземном строительстве обыч-
но достаточно применять для этого
диаметр стержней 8 мм с расстоянием
между хомутами 20 см (см. рис. 10.40).
УКАЗАНИЯ ПО АРМИРОВАНИЮ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СТЕН
• ПРОДОЛЬНОЕ АРМИРОВАНИЕ:
минимальный диаметр dsl > 8 мм,
расстояние между стержнями <
< 20 см с каждой стороны стены.
• ПОПЕРЕЧНАЯ АРМАТУРА: с
каждой стороны стены 25% про-
дольной арматуры (по площади се-
чения), на расстоянии < 35 см.
• ЗААНКЕРИВАНИЕ наружных ар-
матурных стержней с обеих сторон
стены четырьмя расположенными
Рис. 10.38. Положение главной арматуры
Установка хомутов
U-образные хомуты
S-образные крюки
или закладные хомуты
4 шт. / кв. м
Рис. 10.40. Дополнительное армирование в
углах стен и в местах присоединения попереч-
ных стен
со смещением друг относительно друга S-образными крюками на каждый м2
площади стены, в случае толстых стен предпочтительно с помощью заклад-
ных хомутов. Если защитный слой бетона составляет по меньшей мере 2(/, то
S-образные крюки при несущих стенах d 14 мм могут не применяться.
• ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ АРМИРОВАНИЕ, например у концов стен, у дверей
и окон U-образными закладными хомутами и угловыми стержнями.
Стены, проходящие через несколько этажей, требуют устройства соедини-
тельной арматуры для вышележащих стен, если эти стены должны передавать
силы растяжения при изгибе.
УСТАНОВКА АРМАТУРЫ
Для армирования стен часто применяются арматурные сетки. Там, где это
невозможно, устанавливается стержневая арматура. Как правило, арматуру уста-
навливают у опалубки одной из сторон стены. Армирование отдельными стерж-
нями производится с помощью следующих рабочих операций.
• Выравнивание соединительной арматуры.
• Укрепление отдельных продольных стержней на опалубке с выдерживани-
ем толщины защитного слоя бетона.
• Установка отдельных поперечных стержней.
• Укрепление дистанционных прокладок.
• Установка остальных стержней продольной и поперечной арматуры.
• Армирование другой стороны стены.
• Установка S-образных крюков.
При армировании стен арматурный каркас не должен служить козлами для
подмостей. Для ведения арматурных работ, начиная с определенной высоты,
необходимо устройство подмостей. Если стержни укрепляются на опалубке с
помощью гвоздей, они должны быть перед бетонированием удалены для защи-
ты от коррозии.
10.1. Железобетон
Для стен подвалов в жилищном строительстве все в большем количестве
применяются панели высотой на этаж шириной до 2,5 м из изготавливаемых на
заводе сборных железобетонных изделий в виде решетчатых ферм, бетонируе-
мых против друг друга и потом заливаемых монолитным бетоном. Этот смешан-
ный, сборно-монолитный способ строительства соединяет преимущества сбор-
ного строительства с преимуществами монолитного строительства. Трудозат-
ратные опалубочные и арматурные работы перемещаются на завод. Готовая за-
литая бетоном стена имеет гладкие поверхности, которые со стороны помещения
не требуют дальнейшей обработки. С помощью стандартных, угловых, двер-
ных и оконных элементов, а также доборных деталей можно создать любую
форму плана.
10.1.5.4. Подпорные стены
Подпорные стены служат для удерживания объемов грунта, например при стро-
ительстве дорог в выемках или у въездов в подземные гаражи. Так как они в
большинстве случаев нагружены давлением грунта с одной стороны, то подпор-
ные стены преимущественно работа-
ют на изгиб. Часто они выполняются
в виде угловых подпорных стен.
Угловая подпорная стенка состо-
ит из плиты основания, которая назы-
вается подошвой, и вертикальной сте-
ны (рис. 10.42). Подошва и стена же-
стко связаны друг с другом и образу-
ют в большинстве случаев прямой
угол. По виду подошвы различают
стены с подошвой в сторону грунта и
с подошвой в сторону воздуха. Расши-
рение подошвы за пределы толщины
стены, называемое также шпорой,
Рис. 10.42. Форма подошвы подпорных стен
повышает устойчивость подпорной
стенки против опрокидывания. На-
грузка от веса грунта у угловых под-
порных стен также повышает их ус-
тойчивость против опрокидывания.
У таких подпорных стен стена со сто-
роны грунта, плита подошвы сверху
и шпора снизу работают на растяже-
ние (рис. 10.43). Особо опасное сече-
ние находится между плитой подо-
швы и вертикальной стеной. Так как
здесь, как правило, проходит рабочий
шов, при выполнении работ в этом
месте требуется особая тщательность.
Рис. 10.43. Растягивающая нагрузка в угловой
подпорной стенке
Глава 10. Строительство из железобетона
Подпорные стены — это конструкции, работающие преимущественно на из-
гиб. Они имеют арматуру, работающую на растяжение при изгибе, а также кон-
структивное армирование. Арматура, работающая на растяжение при изгибе,
устанавливается на растянутой стороне подпорной стены и состоит из главной
арматуры и поперечной арматуры.
ГЛАВНАЯ АРМАТУРА стены расположена вертикально, главная арматура
подошвы лежит в поперечном направлении. Диаметр и расстояния между стерж-
нями арматуры берутся из арматурных чертежей. Наибольшие расстояния в об-
ласти наибольшей изгибающей нагрузки должны быть выдержаны. Они не долж-
ны превосходить 25 см при толщине конструкции h > 25 см и 15 см при толщине
конструкции h > 15 см.
ПОПЕРЕЧНАЯ АРМАТУРА проходит перпендикулярно главной арматуре.
Она должна составлять не менее 20% сечения главной арматуры. Поперечную
арматуру следует устанавливать с шагом 5q < 25 см.
Рис. 10.44. Армирование угловой подпорной
стены
Рис. 10.45. Укрепление хомутами места зак-
ладки шовной ленты
КОНСТРУКТИВНАЯ АРМА-
ТУРА находится со стороны воздуха
подпорной стенки, а в плите подо-
швы — снизу. Здесь особенно подхо-
дят арматурные сетки с квадратными
ячейками (сетки Q). Кроме того, на
верхнем конце стены должно быть
установлено концевое армирование
из двух стержней, например, диамет-
ром 14 мм, которые должны быть
закреплены хомутами. Арматура вер-
тикальной стены связывается в боль-
шинстве случаев S-образными крю-
ками или хомутами. В плите подо-
швы для закрепления верхней арма-
туры устраиваются поддерживающие
элементы (с. 449) (рис. 10.44).
В подпорных стенах большой вы-
соты арматура подошвы и арматура
стены должны устанавливаться от-
дельно с соединительной арматурой.
При этом соединительная арматура
должна так далеко выступать за верх-
нюю грань плиты подошвы, чтобы
выдерживался размер перехлеста ls с
арматурой стены. Он соответствует,
как правило, длине заанкеривания 1Ь.
В подпорных стенах с подошвой
со стороны воздуха (см. рис. 10.43)
10.1. Железобетон
стена со стороны грунта и подошва снизу работают на растяжение. Арматура, на-
груженная на растяжение при изгибе, устанавливается в соответствии с распре-
делением усилий, конструктивная арматура устанавливается в стене со стороны
воздуха, а в подошве — сверху.
Если подпорные стены разделяются швами и герметизируются шовными
лентами, то место расположения шва дополнительно должно армироваться хо-
мутами (рис. 10.45). Расстояния между швами необходимо устанавливать в со-
ответствии с ожидаемыми деформациями от усадки, ползучести и температур-
ных перепадов. Подпорные стены, подверженные прямому солнечному облу-
чению, требуют меньших расстояний между швами, чем те, которые находятся
в защищенном от солнца положении.
10.1.6. Перекрытия
Перекрытия разделяют сооружение на отдельные этажи. Как конструкции в виде
пластин, они во многих случаях принимают на себя функцию обеспечения жестко-
сти для сооружения. Перекрытия состоят из конструктивной части, нижней части
перекрытия и верхней части перекрытия. КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ образует
несущую конструкцию. Она имеет задачу передавать на опоры собственный вес и
полезную нагрузку. НИЖНЯЯ ЧАСТЬ перекрытия состоит из штукатурки, дере-
вянной обшивки или плитных материалов. Сюда же относятся необходимые конст-
рукции для их крепления, такие, как несущий слой для штукатурки, реечный кар-
кас и подвесные элементы. К ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ относятся выравнивающие стяж-
ки и устройство полов. Верхняя и нижняя части перекрытия выполняют задачу в
основном по звукоизоляции и теплоизоляции (т. II, разд. 15.3.6.2.). Конструктив-
ная часть перекрытий возводится из сборных или монолитных плит перекрытий.
Монолитные перекрытия выполняются из железобетона, иногда из преднапря-
женного бетона, причем промежуточные элементы (элементы заполнения) могут
быть из нормального бетона, из легкого бетона или из керамических вкладышей.
Массивные перекрытия выполняются из монолитного бетона, из сборных желе-
зобетонных конструкций и как сборно-монолитные конструкции. Среди массив-
ных перекрытий различают в основном железобетонные полнотелые плиты, желе-
зобетонные многопустотные плиты, плитно-балочные перекрытия, железобетон-
ные ребристые перекрытия, перекрытия по железобетонным балкам и сталека-
менные перекрытия.
10.1.6.1. Железобетонные полнотелые плиты
Толщина перекрытия h рассчитывается исходя из требований статики. Мини-
мальные толщины плитных перекрытий устанавливаются согласно DIN 1045 и
составляют в основном 7 см. В случае плит, по которым будут ходить только в
исключительных случаях, — 5 см. Плиты, по которым предусматривается движе-
ние легковых автомобилей, должны иметь толщину не менее 10 см, а при движе-
нии более тяжелого транспорта — 12 см. Кроме того, минимальная толщина плит
зависит от допустимого прогиба, от расстояния между опорами и от статической
системы. При этом к перекрытиям, несущим перегородки, предъявляются более
Глава 10. Строительство из железобетона
Таблица 10.8. Толщина плит h по ограничению прогиба
Статическая система • При многопролетных плитах min / „ > 0,8 • max L, ей ’ eff Минимум h
вообще нагруженные перегородками
>/k/15 > 4„2 / 150 >42/26
2 2k . jeff T 4
4
k IV IV jC s'" £ t IV IV s s M КЗ — Ю no no s к
2 £ "2 /eff, 1 /eff, 2

IV IV C" s'" Ю -* W СЛ > CO £ IV IV ! s'" .s'" M М ‘Ы * no ~NI
2 г T /eff, 1 , /eff, 2 /eff,3 k

erf h [см] = d+ c+da/2
L J nom si
ПРИМЕР: Толщина плит двухпролетного междуэтаж-
ного перекрытия с одинаковыми пролета-
ми = 5,45 м рассчитывается следующим
образом:
Решение: h = 545/44 + 2,0 + 1,0/2 = 14,9 см;
Выбираем: h = 16 см
Наружная ------
штукатурка
Кладка ---------
------Битумокартон
пш
Передняя -
часть стены
Междуэтажное перекрытие
Утеплитель —
Глубина
опирания
Краевая полоска
при /ед > 6 m
Битумокартон
Рис. 10.46. Опора на перекрытии из кладки
высокие требования, если ме-
шающие трещины в перего-
родках не могут быть предотв-
ращены с помощью других ме-
роприятий (табл. 10.8). Меж-
дуэтажные перекрытия в
жилых зданиях из-за шумои-
золяции должны быть толщи-
ной не менее 16 см.
Глубина заделки на опорах
плитных перекрытий зависит
от величины опорных реакций
и от несущей способности
опорных конструкций. Она,
кроме того, должна быть дос-
таточной для анкеровки арма-
туры. При опирании на клад-
ку или на бетон классов проч-
ности С12/15 и С16/20 глуби-
на опирания должна составлять
не менее 7 см. При более высо-
ких классах прочности бетона
и на стали глубина опирания
требуется не менее 5 см. При
пролетах до 2,5 м при опреде-
ленных предпосылках глуби-
на опоры в 3 см может быть до-
статочной.
Устройство опоры пере-
крытия в каменной кладке
ориентируется на требования
теплоизоляции и недопущения
образования трещин. В случае
стен толщиной свыше 24 см
перекрытие не должно пере-
крывать всю толщину стены,
так как в противном случае у
торцовой стороны перекрытия
могут образовываться трещи-
ны. Чтобы этого избежать, глу-
бина опирания должна быть
меньше. Между перекрытием
и наружной стороной стены следует устанавливать слой теплоизоляционного ма-
териала толщиной около 5 см (рис. 10.46). Наружняя часть стены и теплоизоля-
ция служат одновременно для теплоизоляции в месте опирания перекрытия. При
10.1. Железобетон
пролетах перекрытий свыше 6 м вследствие ожидаемых деформаций перекрытия
необходимо предусматривать мероприятия по центрированию опор перекрытий,
например путем устройства войлочной полосы на краю опоры перекрытия.
ОДНООСНО-НАПРЯЖЕННЫЕ ПЛИТЫ имеют опоры на противополож-
ных двух стенах или ригелях. Нагрузки в значительной части воспринимаются
такими плитами в одном направлении, в направлении пролета leff. При равно-
мерно распределенной нагрузке на плиту нагрузка распределяется пополам на
каждую опору (рис. 10.47). Это требует установки несущей арматуры в направле-
нии пролета. На нагрузки, действующие поперек направления пролета, такие,
как распределение нагрузки, в перпендикулярном направлении к несущей арма-
туре устанавливается поперечная арматура, называемая также распределитель-
ной арматурой. Она состоит из более тонких стержней, чем рабочая несущая ар-
матура. Плитные перекрытия предпочтительно армируются арматурными сетка-
ми, которые имеют при одноосно-напряженных плитах более толстые стержни в
направлении пролета и более тонкие стержни в поперечном направлении.
ДВУХОСНО-НАПРЯЖЕННЫЕ ПЛИТЫ несут нагрузку в двух взаимно
перпендикулярных направлениях. Они могут опираться по четырем сторонам,
по трем сторонам и, как консольные плиты, по двум взаимно перпендикуляр-
ным сторонам. Бетон и арматура у них работают в двух взаимно перпендикуляр-
ных направлениях /effx и / У плит, квадратных в плане, равномерно распреде-
ленная нагрузка / равномерно распределяется по всем опорам (рис. 10.47). У плит,
прямоугольных в плане, главная нагрузка имеет место в направлении более ко-
роткого пролета. Если, например, соотношение пролетов по длине /efrx и /сГГу со-
ставляет 1:2, то нагрузка /на более коротком пролете будет составлять 8/18 Д а
на более длинном пролете 1/18 F (см. рис. 10.47). По этим нагрузкам должна
рассчитываться арматура. Для двухосно-напряженных плит применяются в боль-
шинстве случаев арматурные сетки, имеющие приблизительно одинаковые диа-
метры сечения стержней. Лучшее соответствие распределению усилий может быть
обеспечено при применении заказных сеток.
СБОРНО-МОНОЛИТНЫЕ ПЛИТНЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ состоят из сбор-
ных плит толщиной минимум 4 см и статически работающего совместно слоя
монолитного бетона. Такие плитные перекрытия подходят для однопролетных и
неразрезных многопролетных перекрытий, которые работают как плиты на двух
Рис. 10.47. Распределение нагрузки при одноосно- и двухосно-напряженных плитах
Глава 10. Строительство из железобетона
опорах, так и как плиты, работающие по двухосной системе. Готовые плиты из-
готавливаются на заводе железобетонных изделий с заданной длиной и шириной
до 2,5 м. При изготовлении их на площадке они могут изготавливаться согласно
размерам помещений. Они имеют полностью или частично необходимую ниж-
нюю рабочую арматуру, а также связевую арматуру. В качестве связевой армату-
ры применяются решетчатые ригели из стали или прутковые ригели из арматур-
ной стали. Они устанавливаются таким образом, что они выступают из сборных
плит в монолитную часть бетона. При одноосно-напряженных плитах вся несу-
щая арматура находится в сборных плитах. Стыки плит перед заливкой монолит-
ного бетона должны армироваться стыковой арматурой (рис. 10.48). При двухос-
но-напряженных плитах несущая арматура имеется только частично в одном на-
правлении сборных плит. В другом направлении несущая арматура в виде от-
дельных стержней должна укладываться после установки сборной части
перекрытия в проектное положение (рис. 10.49). Верхняя арматура, как краевая
арматура и как армирование углов или над колоннами, должна также устанавли-
ваться по месту. После укладки арматуры производится бетонирование перекры-
тия монолитным бетоном на требуемую толщину.
С помощью таких предварительно изготовленных конструкций сборно-мо-
нолитных перекрытий соединяются преимущества сборного строительства с пре-
имуществами монолитного бетона. Укладка частично сборных плит производит-
ся без устройства опалубки и временных подпорок, количество которых и рас-
стояния между которыми преимущественно зависят от пролета между опорами
Рис. 10.48. Одноосно-напряженнаяплитаизпред-
варительно изготовленных плитных полос
Рис. 10.49. Двухосно-напряженная плита из пред-
варительно изготовленных плитных полос
и толщины монолитного слоя бетона.
Если применяются особые, допу-
щенные строительным надзором ре-
шетчатые ригели, то возможно укла-
дывать такие плиты пролетом до 5 м
без промежуточных временных мон-
тажных подпорок. Это особенно
экономично при больших высотах
этажей, так как капитальные затраты
на решетчатые ригели, как правило,
ниже, чем стоимость монтажных
подпорок. В монтажном положении
сборные плиты должны иметь опоры
не менее 3,5 см. Это может происхо-
дить также и с опиранием на вспомо-
гательные опоры. В окончательном
проектном состоянии, т.е. после ук-
ладки монолитного бетона, глубина
опирания должна соответствовать
глубине опирания полнотелых плит
(с. 475). Это достигается за счет вы-
пусков арматуры или решетчатых ри-
гелей.
10.1. Железобетон
ГРИБООБРАЗНЫЕ ПЕРЕКРЫ-
ТИЯ — это железобетонные плиты
толщиной минимум 15 см, точечно
опирающиеся на равномерно установ-
ленные краевые и внутренние колон-
ны. Колонны могут в районе оголовка
иметь проходящее вокруг колонны
утолщение, которое придает конструк-
ции форму гриба (рис. 10.50). Если
утолщение у колонн отсутствует, то
говорят о безригельном ПЛОСКОМ
ПЕРЕКРЫТИИ (рис. 10.51).
10.1.6.2. Железобетонные
пустотные плиты
Для снижения собственного веса при
Рис. 10.50. Грибовидное перекрытие
Рис. 10.51. Плоское перекрытие
больших пролетах и больших нагрузках применяются железобетонные плиты
с пустотами (рис. 10.52). Пустотные плиты имеют непрерывный верхний и ниж-
ний слои, которые связаны ребрами в направлении вдоль пролета и частично
поперек пролета в единое целое. Верхний и нижний слои имеют толщину не
менее 6,5 см, ребра — не менее 8 см в ширину. В районе опор и над несущими
внутренними стенами можно не делать пустот. Действующие в этих местах на-
пряжения должны восприниматься полосками полнотелого бетона. Для обра-
зования пустот применяются водонепроницаемые картонные трубы, трубы из
профилированных металлических листов и вкладыши из пенопласта. Для того
чтобы предотвратить всплытие форм, образующих пустоты, при бетонирова-
нии, они должны прикрепляться к
опалубке.
Изготовленные в виде сборных
элементов преднапряженные бе-
тонные пустотные плиты имеют,
как правило, 33,3 или 50 см в шири-
ну, и имеют высоту обычно до 20 см
(см. рис. 10.52). Узкие стороны
плит, которые выполнены в виде
конических шпонок или в виде со-
единений «шпонка—паз», должны
заливаться раствором для швов.
10.1.6.3. Плитные балочные
перекрытия
Плитные балочные перекрытия в
сечении состоят из железобетонной
полнотелой плиты с железобетон-
Железобетонная многопустотная плита (несущая часть
перекрытия)
Напрягаемая___|
арматура
Железобетонные многопустотные плиты. Сборные
элементы
Рис. 10.52. Многопустотное плитное пере-
крытие
Глава 10. Строительство из железобетона
Рис. 10.53. Плитно-балочное перекрытие
Вид с торца Вид спереди
на опоре
Рис. 10.54. Сборные плиты формы 2Т
ными плитами с нижней стороны
(рис. 10.53). Балки имеют мини-
мальное расстояние друг от друга
более чем 70 см, их максимальное
расстояние друг от друга может быть
более 3 м.
Плита должна иметь толщину не
менее 7 см. В направлении пролета,
которое проходит, как правило, по-
перек балок, плиты имеют несущую
арматуру. Кроме того, плиты необ-
ходимо присоединить к балкам так,
чтобы не было сдвига. У плитно-ба-
лочных перекрытий балки могут
быть относительно тонкими, так как связь балки с плитой препятствует их бо-
ковому отклонению.
Плитно-балочные перекрытия могут часто выполняться как сборные эле-
менты, причем арматура может быть предварительно напряженной. Из сообра-
жений транспортировки ширина плит выбирается равной около 2,5 м. Балки могут
быть выполнены с выступающими четвертями на 1,25 м или в виде боковых
ребер. Эти сборные элементы называют плитами 2Т или, соответственно, швел-
лерными плитами 9 (рис. 10.54).
10.1.6.4. Железобетонные ребристые перекрытия
Плитно-балочные перекрытия, у которых расстояния между ребрами составля-
ют не более 150 см, называют ребристыми перекрытиями (рис. 10.55). У таких
плит толщина hf сжатой плиты должна составлять не менее 5 см или V10 рассто-
яния между ребрами в свету. Ширина ребер Z>w должна составлять не менее 5 см,
а высота ребер Aw< 4Z>m. Арматура ребер, работающая на сдвиг, которая может
состоять из хомутовых каркасов, отдельных хомутов или из арматурных стерж-
ней скошенной формы, обычно заходит в сжатую плиту. Необходимое для жа-
той плиты поперечное армирование должно лежать среди монтажных стержней
Рис. 10.55. Ребристое перекрытие из монолит-
ного железобетона
армирования ребер.
Железобетонные ребристые пере-
крытия допустимо применять только
для полезной нагрузки до 5 кН/м2.
Глубина опирания несущих ребер
должна составлять не менее 10 см.
Если перекрытие на опоре на-
гружено продолжающимися кверху
ограждающими стенами, то необхо-
димо устройство бетонной полосы,
которая часто выполняется в виде
краевого анкера. При неразрезных
10.1. Железобетон
ребристых перекрытиях в районе внутренних опор требуется устраивать уши-
рение ребер или массивную поперечную полосу.
Железобетонные ребристые перекрытия могут иметь одноосное и двухосное
напряженное состояние. При двухосном напряженном состоянии продольные и
поперечные ребра перекрещиваются на одинаковых или на приблизительно оди-
наковых расстояниях. Более часто применяющийся вид одноосно-напряженных
плит, как правило, при пролетах между ребрами до 4 м или когда полезная на-
грузка не превосходит 2,75 кН/м2, не имеет при пролетах между опорами до 6 м
поперечных ребер. При больших пролетах между опорами поперечные ребра ус-
траивать необходимо. Расстояние между ними .sq зависит от полезной нагрузки,
от расстояния между продольными ребрами и от толщины перекрытия. Расстоя-
ние между поперечными ребрами в свету не должно превосходить 10-кратную
толщину плиты перекрытия й0. Железобетонные ребристые перекрытия могут
быть выполнены с промежуточными элементами заполнения или без них, как из
монолитного бетона, так и с применением предварительно изготовленных эле-
ментов-ребер.
В случае применения МОНОЛИТНЫХ РЕБРИСТЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ БЕЗ
ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ-ВКЛАДЫШЕЙ требуется использование
опалубки, которая имеет форму, соответствующую форме сечения перекрытия.
Для этого применяют, как правило, стальные опалубочные листовые элементы и
опалубочные формы.
В случае применения МОНОЛИТНЫХ РЕБРИСТЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ С
ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ-ВКЛАДЫШАМИ пространство меж-
ду ребрами заполняется вкладышами
из легкого бетона или керамическими
вкладышами (рис. 10.56). Керамичес-
кие вкладыши для перекрытий или
легкобетонные камни снабжены выс-
тупающими опорными четвертями.
Они укладываются на полную или
полосовую опалубку. В промежутки
между опорными четвертями и боко-
выми сторонами вкладышей устанав-
ливается рабочая арматура и уклады-
вается монолитный бетон.
Среди вкладышей для монолит-
ных бетонных ребристых перекрытий
различают статически не работающие
и статически совместно работающие
промежуточные элементы.
Статически не работающие со-
вместно с перекрытием вкладыши
Стыковые швы,
забетониро-
ванные
Ребра -
Полеречная
арматура
Рабочая
Керамические вкладыши перекрытий арматура
(статически работающие совместно с ж.-б. ребрами)
Рис. 10.56. Монолитное ребристое перекры-
тие с промежуточными элементами
служат для улучшения звуко- и теп-
лоизоляции перекрытия. Над стати-
Глава 10. Строительство из железобетона
Керамические вкладыши, работающие совместно
Рис. 10.57. Ребристые перекрытия со сборны-
ми ребрами
укладывается в выемки, образованные
чески не работающими совместно
элементами необходимо устраивать
сжатую плиту из монолитного бетона
с поперечной арматурой толщиной не
менее 5 см.
При статически работающих со-
вместно промежуточных элементах-
вкладышах, как, например, при со-
ответственно отформованных кера-
мических вкладышах, устройство
монолитной сжатой плиты над пе-
рекрытием не является необходи-
мым. Керамические вкладыши уси-
лены в верхней их части. Кроме
того, они имеют выступы стыковых
швов, которые бетонируются совме-
стно с ребрами. Это образует сжатую
зону. Требуемая согласно DIN 1045
поперечная арматура в этом случае
выступами вкладышей в поперечном
направлении.
РЕБРИСТЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ИЗГОТОВЛЕН-
НЫМИ СБОРНЫМИ РЕБРАМИ требуют установки на определенных рассто-
яниях поперечных подпорок. Между целиком или частично предварительно из-
готовленными ребрами, которые снабжены рабочей арматурой и арматурой, ра-
ботающей на сдвиг, укладывают керамические вкладыши перекрытий или про-
межуточные элементы из бетона (рис. 10.57). Они в большинстве случаев сидят
фальцем на сборных ребрах, заполняющих нижнюю часть вкладыша. После ук-
ладки сборных конструкций бетонируют пространство в верхней части ребер.
Аналогично ребристым перекрытиям из монолитного бетона промежуточные
элементы могут статически работать или не работать совместно с ребрами. В со-
ответствии с этим устраивается сжатая плита из монолитного бетона или вместо
нее на сжатие работают усиленные в верхней части вкладыши и бетонируемые
стыковые швы.
10.1.6.5. Железобетонные балочные перекрытия
Перекрытия из железобетонных балок или балок из предварительно напряжен-
ного железобетона отличаются от ребристых перекрытий отсутствием сжатой
плиты. Для улучшения несущей способности балок их сжатая зона может быть
расширена до 1,5 толщины перекрытия, но не более чем до 35 см. Балочные пе-
рекрытия могут устраиваться из плотно приставленных друг к другу сборных
балок, из сборных балок с промежуточными элементами и из монолитного бе-
тона с промежуточными элементами-вкладышами.
10.1. Железобетон
СОСТАВЛЕННЫЕ РЯДОСБОР-
НЫЕ БАЛКИ имеют в большинстве
случаев форму двутавра (рис. 10.58).
Как правило, верхняя полка вслед-
ствие воспринимаемых ею сжимаю-
щих усилий имеет большие размеры,
чем нижняя, в которой проходит не-
сущая арматура. Для возведения пере-
крытия на уложенные балки требует-
ся укладка слоя монолитного бетона с
поперечным армированием.
В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БА-
ЛОЧНЫХ ПЕРЕКРЫТИЯХ ИЗ
МОНОЛИТНОГО БЕТОНА подоб-
но тому, как это имеет место в ребри-
стых перекрытиях из монолитного
бетона, укладываются промежуточ-
ные элементы с опорными брусками
(рис. 10.59). В свободное простран-
ство между их боковыми плоскостя-
ми устанавливается арматура и укла-
дывается монолитный бетон. За счет
формы вкладышей сжатая зона ба-
лок, как правило, расширяется. В не-
которых особо допущенных к приме-
нению системах сборных элементов
для уширения сжатой зоны встраива-
ются усиленные в верхней части
вкладыши с замоноличиваемыми ра-
створом швами.
В случае БАЛОЧНЫХ ПЕРЕ-
КРЫТИЙ СО СБОРНЫМИ БАЛ-
Рис. 10.58. Перекрытие из прислоненных друг
к другу сборных балок
Рис. 10.59. Балочное перекрытие из монолит-
ного бетона
Рис. 10.60. Перекрытие из сборных балок и
вкладышей
КАМИ И ВКЛАДЫШАМИ пространство между балками и вкладышами пос-
ле укладки должно быть забетонировано (рис. 10.60). Часто вкладыши форму-
ются таким образом, что балки получают уширенные сжатые зоны из монолит-
ного бетона. Так как верхний слой бетона в нормальном случае не требуется,
поверхности вкладышей в неотделанном состоянии перекрытия видны сверху.
Балки состоят в большинстве случаев только в их нижней части из готового бе-
тона. С помощью выступающей арматуры, работающей на сдвиг, образуется
хорошая связь с монолитным бетоном.
10.1.6.6. Сталекаменные перекрытия
Сталекаменные конструкции изготавливаются в большинстве случаев из статичес-
ки совместно работающих керамических вкладышей перекрытия, отчасти также с
Глава 10. Строительство из железобетона
Рис. 10.61. Сталекаменное перекрытие
применением вкладышей из бетона
шириной не более 25 см (рис. 10.61).
Керамические или бетонные вклады-
ши в верхней части или через всю вы-
соту сечения формуются таким обра-
зом, чтобы они могли воспринимать
силы сжатия. При изготовлении пере-
крытия для этой цели заливаются бе-
тоном выемки стыковых швов. При
больших нагрузках в эти стыковые
швы необходимо укладывать поперечную арматуру. Сталебетонные перекрытия
кроме монолитного бетона изготавливаются из плитных сборных элементов, кото-
рые предлагаются на рынке под названием керамо-элементных перекрытий. Эле-
менты изготавливаются на заводах толщиной от 16,5 до 24 см и имеют требуемую
длину при ширине до 2,5 м. При толщине перекрытий, например, в 24 см можно
перекрывать пролеты помещений до 7,30 м. Монтажные подпорки, как правило,
не являются необходимыми, что не касается, однако, краевых подпорок вдоль пе-
ремычек с каналами для рольставен, обычных перемычек и надоконных частей стен.
В местах выступающих балконов для размещения верхней арматуры поверх плос-
ких перекрытий устраивается массивная полоса из бетона.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. При каких условиях выгодно применять железобетонные многопустотные пли-
ты?
2. Как велико расстояние между балками в плитно-балочном перекрытии?
3. Какие задачи имеют статически работающие совместно промежуточные элемен-
ты-вкладыши?
4. Как различаются балочные перекрытия и ребристые перекрытия из железобетона?
5. Для чего применяется пропадающая опалубка?
6. Чему равна наибольшая ширина керамических вкладышей в перекрытия в стале-
каменных перекрытиях?
10.1.6.7. Армирование железобетонных плит
Плиты — это строительные конструкции, работающие на изгиб. В отношении
несущей способности различают одноосно-напряженные и двухосно-напряжен-
ные плиты. По количеству пролетов, которые необходимо перекрывать, разли-
чают однопролетные и многопролетные перекрытия. Плиты, которые выходят
за одну концевую опору, называют консольными плитами.
По положению арматуры в плите различают нижнюю и верхнюю арматуру.
Нижняя арматура называется также пролетной арматурой, верхняя называется
опорной арматурой. Плиты перекрытий в надземном строительстве преимуще-
ственно армируются арматурными сетками.
ОДНООСНО-НАПРЯЖЕННЫЕ ПЛИТЫ
Армирование одноосно-напряженных плит состоит из главной арматуры и по-
перечной арматуры (рис. 10.62). Рабочей арматурой называются стержни, располо-
10.1. Железобетон
женные в направлении пролета и вос-
принимающие растягивающие на-
пряжения при изгбе. Поперечная ар-
матура устанавливается под прямым
углом к рабочей арматуре и служит для
распределения нагрузок. Кроме того,
поперечная арматура воспринимает
нагрузки, действующие поперек на-
правления пролета. Поэтому рабочая
арматура называется также главной
или несущей арматурой, а поперечная
арматура называется распределитель-
ной арматурой. Для армирования плит
действительны указания по армирова-
нию согласно DIN 1045 (табл. 10.9).
ГЛАВНАЯ АРМАТУРА состоит из
несущих стержней, диаметр которых и
расстояния между которыми следует
принимать согласно арматурному чер-
тежу. При укладке стержней нельзя
нарушать указания по максимальным
и минимальным расстояниям между
стержнями. Сечение главной армату-
ры дается на 1 м ширины полосы пли-
ты и обозначается кратко а&.
ПОПЕРЕЧНАЯ АРМАТУРА со-
стоит из стержней меньшей площади
сечения. В арматурных сетках со
склада допустимые расстояния меж-
ду стержнями и сечения согласно
DIN 1045 учитываются уже при из-
готовлении сеток.
Дополнительное армирование —
это, например, армирование краев, до-
Рис. 10.62. Положение арматуры
Таблица 10.9. Указания по армированию для
одноосно-напряженных плит
Главная арматура
• Наибольшие расстояния s (по осям)
Slmax — 15 СМ при ТОЛЩИНЭХ ПЛИТ Ь < 15 СМ
Slmax - 25 см ПРИ толщинах плит h < 25 см
• Минимальные расстояния (в свету)
Одинаково расположенные арматурные стержни,
исключая арматурные стержни в местах стыков
и двойные стержни арматурных сеток, которые
могут касаться друг друга а > 2 см > d
• Арматура на опоре
2 50% пролетной арматуры необходимо завести
на опору и заанкерить
Поперечная арматура
• Минимальная поперечная арматура при равномер-
но распределенной нагрузке asq > 20% сечения
главной арматуры, у арматурных сеток ds > 5 мм
• Наибольшие расстояния sQmax < 25 см
Кроме того, может потребоваться конструктивная
АРМАТУРА ЗАЩЕМЛЕНИЯ (верхняя краевая арма-
тура) и КРАЕВАЯ АРМАТУРА на свободных неопер-
тых краях плит.
бавочное армирование или нижнее армирование консольных плит. Краевое арми-
рование устраивается как верхнее армирование на конечных опорах. Оно является
защемляющим армированием и служит для восприятия нагрузок при непредвиден-
ных защемлениях плиты, например в каменной кладке. Краевую арматуру называ-
ют также обрывной арматурой. Ее длина должна составлять около '/4 ширины про-
лета плиты, ее сечение должно составлять не менее 25% сечения пролетной армату-
ры (рис. 10.63). Для этого часто применяются остатки сеток.
Добавочная арматура под отдельными и полосовыми нагрузками задается,
как правило, в арматурных чертежах. Если это не имеет места, то необходимо
Глава 10. Строительство из железобетона
-0.25/eff j.
1 1—про* L лета
3 1 1 7 V »
I as пролета
/eff = Расстояние между
опорами пролета
Рис. 10.63. Краевая арматура
Рис. 10.64. Обрамляющая арма-
тура на свободном крае плиты
Однослойное пролетное армирование
Двухслойное пролетное армирование
как добавочное штабельное
расположение сеток
Двухслойное пролетное армирование,
как расположенное в разбежку
штабелирование
Рис. 10.65. Установка армату-
ры при применении арматур-
ных сеток
стержни располагать в продольном и поперечном
направлении. Добавочная арматура по свободным
неопертым краям плит, например у консольных
плит, состоит из арматуры вдоль края и хомутов об-
рамления. Для обрамления краевой арматуры мо-
гут применяться закладные хомуты или соответ-
ствующим образом изогнутые арматурные стерж-
ни, причем свободная длина хомута должна соот-
ветствовать двойной толщине плиты (рис. 10.64).
Добавочная арматура необходима также в мес-
тах отверстий и выемок, например у проемов для
каминных труб. Также и консольные плиты долж-
ны иметь добавочное армирование. Добавочное ар-
мирование устанавливается как нижняя арматура.
Для этого особенно подходят Q-сетки.
ОДНООСНО-НАПРЯЖЕННЫЕ
ОДНОПРОЛЕТНЫЕ ПЛИТЫ
Однопролетные плиты имеют в нижней части
плиты пролетную арматуру, которая изображена
на арматурном чертеже как нижняя арматура. Если
на опорах возникает защемление, то может потре-
боваться краевая арматура как верхняя арматура
(см. рис. 10.63).
Пролетная арматура может в соответствии с
распределением усилий быть уложена ступенча-
тым образом. Однако в этом случае все равно по
крайней мере половина арматуры должна идти от
опоры до опоры. Если для пролетной арматуры
применяются арматурные сетки со склада, то по
расположению сеток различают однослойное и
двухслойное армирование. Однослойное армиро-
вание представляет собой наиболее экономичное
решение с точки зрения затраты труда при арма-
турных работах. При двухслойном армировании
пролетная арматура может быть расположена сту-
пенчато путем штабельного размещения стерж-
ней, и тем самым может быть достигнута эконо-
мия стали.
Различают штабельное размещение добавоч-
ной арматуры и расположенное в разбежку шта-
бельное размещение. Двухслойное сеточное арми-
рование со штабельным размещением добавочной
арматуры состоит из основной и добавочной сеток.
С помощью сеток, расположенных в разбежку,
10.1. Железобетон
получают двухслойное армирование с расположенным в разбежку штабелиро-
ванием (рис. 10.65).
ОДНООСНО-НАПРЯЖЕННЫЕ МНОГОПРОЛЕТНЫЕ
(НЕРАЗРЕЗНЫЕ) ПЛИТЫ
При многопролетных плитах требуется как пролетное армирование, так и
армирование на опорах. Опорная арматура и краевая арматура показываются
в арматурных чертежах как верхняя арматура. Опорная арматура проходит над
несущими стенами в верхней части сечения плиты и может быть ступенчато
оборвана согласно распределению усилий. Ее положение должно быть зафик-
сировано достаточным количеством поддерживающих каркасов.
Если применяют арматурные сетки со склада для опорного армирования, то,
как и при пролетном армировании, различают различные схемы расположения
арматуры (рис. 10.66).
Краевая арматура в углах плит усиливается, причем в большинстве случаев
в качестве армирования углов применяют половину Q-сетки. Она должна ук-
реплять углы от поднятия, так как при нагрузке возникает опасность выгиба-
ния углов.
В надземном строительстве часто применяются двухпролетные плиты, на-
грузка на которые является равномерно распределенной. При этом различают
двухпролетные плиты с равными и с неравными пролетами. Неразрезные пли-
ты с одинаковыми пролетами имеют в обоих пролетах пролетное армирование с
одинаковым поперечным сечением арматуры и опорное армирование, которое,
как правило, имеет большее сечение арматуры, чем пролетная арматура. Опор-
ная арматура устанавливается симметрично по центру несущей стены.
В случае неразрезных плит с неравными пролетами в пролетах меньшей
длины пролетная арматура имеет меньшую площадь в сечении, чем в больших
пролетах. Опорная арматура заходит дальше в меньший пролет, чем в пролет
большей длины (рис. 10.67).
Если неразрезная плита подвешивается к прогону (с. 493), то пролетная ар-
матура должна отгибаться с небольшим уклоном и достаточно далеко заводить-
ся над нижней арматурой прогона. Опорную арматуру вследствие частого рас-
положения хомутов в прогоне следует выполнять из отдельных стержней. При
Рис. 10.66. Расположение арматуры при использовании арматурных сеток (опор-
ное армирование)
Глава 10. Строительство из железобетона
Рис. 10.67. Двухпролетная плита с одно-
слойным армированием
Рис. 10.68. Двухпролетная плита с двухслой-
ным армированием
этом следует учитывать, что отдельные стержни требуют большей длины заан-
керивания, чем сетки.
Если требуются большие сечения арматуры, то армирование может быть вы-
полнено двухслойным. При штабельном расположении пролетной арматуры од-
нослойная часть арматуры в районе концевой опоры всегда меньше, чем у сред-
ней опоры. Также и при двухслойном армировании на опорах опорная арматура
выступает дальше в меньший пролет (рис. 10.68). При применении ступенчато
расположенных сеток со склада, так называемых экономичных пролетных сеток,
при однослойной арматуре площадь сечения арматурной стали может быть по-
добрана соответственно распределянию растягивающих усилий.
ОДНООСНО-НАПРЯЖЕННЫЕ ПЛИТЫ С КОНСОЛЬЮ
Главная арматура однопролетной плиты с консолью состоит из пролетной
арматуры и опорной арматуры в районе консоли. Кроме того, требуется установ-
ка дополнительной арматуры консольной плиты в нижней части сечения, уст-
ройство хомутов на свободных краях и краевое армирование. Главная арматура
может быть однослойной (рис. 10.69) или двухслойной (рис. 10.70).
ДВУХОСНО-НАПРЯЖЕННАЯ ОДНОПРОЛЕТНАЯ ПЛИТА
Двухосно-наряженные плиты под равномерно распределенной нагрузкой
имеют нижнюю арматуру как главное армирование и верхнюю арматуру как ар-
мирование углов и краевое армирование (рис. 10.71).
10.1. Железобетон
ГЛАВНАЯ АРМАТУРА образуется двумя слоями перекрещивающихся не-
сущих стержней. При квадратном плане в обоих направлениях стержни имеют
одинаковую площадь сечения. Прямоугольные плиты в направлении более ко-
роткого пролета более нагружены, чем в направлении более длинного пролета.
Поэтому говорят о главном несущем направлении и второстепенном несущем
направлении. В главном несущем направлении для наибольших расстояний
Рис. 10.69. Однопролетная плита с консо-
лью, однослойное армирование
Рис. 10.70. Однопролетная плита с консо-
лью, двухслойное армирование
Рис. 10.71. Двухосно-напряжспная однопролетная плита
Глава 10. Строительство из железобетона
между стержнями действуют правила для одноосно-напряженных плит. Арма-
турные стержни во второстепенном несущем направлении необходимо укла-
дывать вторым слоем. В главном и второстепенном несущих направлениях для
наибольших расстояний между стержнями действуют предписания для одно-
осно-напряженных плит.
УГЛОВАЯ АРМАТУРА, называемая также арматурой кручения, необходима
для предотвращения образования трещин в углах плиты. Если угловая арматура
устанавливается конструктивно, то сечение главной арматуры должно быть соот-
ветствующим образом увеличено.
КРАЕВАЯ АРМАТУРА на концевых опорах устанавливается так же, как и в
одноосно-напряженных плитах. Для армирования двухосно-напряженных плит
применяются в большинстве случаев арматурные сетки, причем армирование
может быть выполнено однослойным или двухслойным (см. рис. 10.71).
ПЛИТЫ ЛЕСТНИЧНЫХ МАРШЕЙ И ПЛОЩАДОК
Лестницы из железобетона могут быть выполнены с несущими ступенями и с
ненесущими ступенями на маршевых плитах. Ненесущие ступени устанавливают-
ся на несущие маршевые плиты. Маршевые плиты воспринимают нагрузки и пе-
редают их на стены или каркас здания. Часто применяются ребристые лестницы.
Как правило, лестничные плиты напряжены, т.е. работают в продольном на-
правлении. Образуется изогнутая (ломаная) плита, которая в большинстве слу-
чаев армируется как одноосно-напряженная плита. В местах переломов требует-
ся дополнительное армирование. В местах излома различают выступающие углы
Рис. 10.72. Армирование мест перелома
и внутренние углы. В местах высту-
пающих углов арматура проходит, не-
прерывно обрамляя угол снизу. В ме-
стах внутренних углов она перекре-
щивается у верхней части угла и про-
ходит далее непрерывно по нижней
части плиты (рис. 10.72).
Лестничные плиты могут опи-
раться на торцовые стены лестнич-
ных клеток и работать по всей длине
лестничной клетки или лежать на
площадках.
Напряженные по всей длине лес-
тничной клетки лестничные плиты
называются лестничными плитами с
одинаково защемленными площад-
ками (рис. 10.74). Главная арматура
проводится от опоры до опоры. У ле-
стничных маршевых плит, которые
опираются на площадки, работаю-
щие в поперечном направлении,
10.1. Железобетон
главная арматура марша заанкеривается в плитах площадок (рис. 10.75). Пло-
щадки либо опираются по двум противоположным сторонам и одноосно напря-
жены, либо опираются по трем сторонам и напряжены по двум осям.
Арматура из-за мест переломов выполняется в большинстве случаев из от-
дельных стержней. Главная арматура маршей и площадок может быть выполне-
на также из арматурных сеток. При
этом следует учитывать, что сетки
применяются без краевых выпусков
или по краям должны быть установ-
лены отдельные стержни. Часто в ме-
стах перелома для распределения уси-
лий устанавливают непрерывно про-
ходящие через этот участок дополни-
тельные стержни.
УСТАНОВКА АРМАТУРЫ
Для армирования плоскостных
конструкций, как, например, массив-
ных плит, подходят преимуществен-
но арматурные сетки, в особенности
арматурные сетки со склада, потому
что они всегда имеются в наличии.
Рис. 10.74. Армирование пл и гы лестничного марша с равнозащемленными пло-
щадками
Глава 10. Строительство из железобетона
Рис. 10.75. Армирование плиты лестничного марша с площадками, опертыми на
продольные стены и работающими в поперечном направлении
Армирование производится по проверенным арматурным чертежам. При при-
менении сеток со склада для подготовки арматуры, кроме того, требуется эскиз
разрезки (рис. 10.73).
При однослойном армировании сетками несущие стержни должны быть об-
ращены к наружной поверхности бетона. При двухслойном армировании сетка-
ми несущие стержни могут располагаться в одной плоскости или в двух плоско-
стях (рис. 10.76). Укладка нижней
Верхняя сетка
— Стержни главной
арматуры
Стержни поперечной
ар атуры —
Верхняя сетка
— Стержни главной
арматуры
_ Стержни попереч-
ной арматуры
И....р
Защитный слой бетона
Защитный слой бетона
Нижняя сетка
Нижняя сетка
- Стержни поперечной
арматуры
—Стержни главной
арматуры
Несущие стержни в одной
плоскости
-----Стержни попереч-
ной арматуры
------Стержни главной
арматуры
Несущие стержни
в разных уровнях
Рис. 10.76. Несущие стержни при однослойном
и двухслойном армировании
арматуры производится, как прави-
ло, от одного угла пролета перекры-
тия при соблюдении предписанного
перехлеста. Если пролет перекрытия
опирается на железобетонную балку,
то несущие стержни должны захо-
дить в арматуру балки. При этом
стержни поперечной арматуры в ме-
стах хомутов могут вырезаться. Ук-
ладка верхней арматуры произво-
дится так же, как и у нижней армату-
ры, однако она должна опираться на
устойчивые поддерживающие кар-
касы, высота которых должна быть
согласована с толщиной плиты и по-
10.1. Железобетон
ложением арматуры. Расстояния между поддерживающими каркасами зависят
от жесткости арматуры и вида бетонирования. Арматура из более тонких стерж-
ней требует более коротких расстояний между поддерживающими каркасами,
чем в случае более толстых стержней. Перед началом бетонирования арматуру
должен проверить ответственный руководитель строительства.
10.1.7. Железобетонные балки
и железобетонные балочные плиты
БАЛКИ перекрывают отверстия в сооружениях, несут нагрузку и передают ее
через опоры на поддерживающие конструкции, как, например, на колонны или
стены. В большинстве случаев они имеют прямоугольное сечение шириной b
и толщиной h, которая также называется высотой (рис. 10.77). Так как балки
преимущественно работают на изгиб, они должны быть выполнены так, чтобы
сечение было вертикальным. Размеры поперечного сечения по сравнению с
длиной балки малы. Поэтому говорят о стержнеобразных изгибных прогонах.
Балки вблизи опор могут быть усилены увеличенными размерами сечения,
называемыми также вутами.
Рис. 10.77. Железобетонная балка с вутом
БАЛОЧНЫЕ ПЛИТЫ — это балки, которые в верхней части расширены пли-
тами (рис. 10.78). Несущая способность балочных плит основана на совместном
действии балок и плит. Поэтому пли-
ты и балки должны быть связаны меж-
ду собой арматурой так, чтобы была
обеспечена прочность на сдвиг. Тол-
щина плит должна составлять мини-
мум 7 см, а высота сечения балок не
должна быть меньше 10 см. Балочные
плиты, как правило, бетонируются за
один рабочий проход. Различают од-
носторонние и двухсторонние балоч-
ные плиты. Ширина балки (ребра)
обозначается Z>w, общая толщина (вы-
сота) балочной плиты обозначается
h\, а ширина плиты, которая совмес-
тно работает под нагрузкой, обозна-
чается ЬЛ.
За счет прочного на сдвиг соеди-
нения возникающие в верхней части
усилия сжатия при изгибе частично
передаются на плиту. При этом полу-
чается большая площадь сечения, ра-
ботающая на сжатие. Это приводит к
тому, что линия нулевых напряжений
смещается в сторону плиты и несу-
щая арматура в растянутой зоне на-
Односторонние
Рис. 10.79. Балочные плиты плитой вниз
t>eff
Двухсторонние
: — Ребро
Плите
Глава 10. Строительство из железобетона
гружается более эффективно. Если балочные плиты выполняются как неразрез-
ные балки, то плита воспринимает напряжения сжатия при изгибе только в про-
летах. В районе опор плита находится в растянутой зоне, причем силы сжатия
должны восприниматься только балкой с шириной сечения bw. Если невозмож-
но устройство балочных плит с плитой сверху, то ребро может устраиваться и над
плитой. При этом говорят о железобетонном прогоне сверху (рис. 10.79). В слу-
чае железобетонного прогона сверху плиты, как балки на двух опорах, все уси-
лия воспринимаются только балкой (ребром). Если балка является многопро-
летной, то в районе опор плита также участвует в работе по восприятию усилий
сжатия при ширине сечения плиты be!f.
Балки и балочные плиты — это конструкции, работающие преимущественно
на изгиб, у которых нагрузка распределяется в продольном направлении. Арма-
тура состоит в основном из продольной арматуры и хомутов. Кроме того, в высо-
ких сечениях требуется также стержневая арматура.
ПРОДОЛЬНАЯ АРМАТУРА может быть растянутой, верхней стержневой
и монтажной. Растянутая арматура воспринимает усилия от изгиба. Она может
состоять из отдельных стержней или из пучков арматуры, суммарное сечение
которых обозначается Л . Арматурные стержни растянутой арматуры могут быть
расположены не более чем в два слоя один над другим, причем минимальные
расстояния между стержнями должны выдерживаться.
По форме изгиба различают прямые и отогнутые стержни. Прямые стержни
Рис. 10.80. Расположение арматуры в балках
и балочных плитах
воспринимают силы растяжения, а
отогнутые стержни — дополнительно
в местах отгибов — усилия сдвига.
Стержни отгибаются в большинстве
случаев под углом в 45°. В случае вы-
соких балок отгибы целесообразно
устраивать под углом 60°. Отогнутые
стержни по возможности следует рас-
полагать внутри, а в углах хомутов
должны устанавливаться только пря-
мые стержни. Растянутая арматура в
соответствии с распределением уси-
лий может располагаться ступенчато,
причем ступенчатое окончание стер-
жней может быть с прямыми конца-
ми стержней или с отогнутыми кон-
цами стержней. При этом концы
стержней должны быть заанкерены в
бетоне на соответствующую длину
заанкеривания. Много стержней
меньшего диаметра дают лучшую
ступенчатую градацию, чем меньше
их количество большего диаметра.
10.1. Железобетон
Часть растянутой арматуры необходимо вести от опоры до опоры, а именно на
концевых опорах — минимум одну треть всего количества растянутых стержней,
а у промежуточных опор — одну четверть от всех растянутых стержней.
Если для восприятия сдвиговых усилий применяются отогнутые стержни, то
места отгибов должны располагаться на расстоянии от опор согласно DIN 1045
(рис. 10.80). Отогнутые стержни только тогда ра-
ботают на сдвиг, когда они вблизи опор дополня-
ются хомутами, расположенными на меньшем рас-
стоянии, чем в пролете.
Армирование ребер применяется для предотв-
ращения трещинообразования на боковых поверх-
ностях в балках и ребрах балочных плит высотой
более 1 м. Оно состоит из продольных стержней,
сечение которых должно составлять не менее 8%
сечения растянутой арматуры. Стержни армирова-
ния ребер могут устанавливаться на расстоянии не
более 20 см.
Монтажная арматура обеспечивает связывание
жесткого арматурного каркаса. Монтажные стерж-
ни устанавливаются в верхних углах хомутов. При
неразрезных балках монтажные стержни по воз-
можности не должны стыковаться, для того чтобы
они могли использоваться для опорной арматуры.
Если стыки неизбежны, то места стыковки должны
располагаться от концевых опор до середины про-
лета и выполнены с перехлестом.
ХОМУТЫ служат преимущественно для воспри-
ятия сдвиговых усилий. Хомуты охватывают сечение
балки по всей ширине и высоте, обеспечивают совме-
стную работу сжатой и растянутой зон и помогают
избежать усадочных трещин. Кроме того, они позво-
ляют изготовить жесткий арматурный каркас. Арма-
тура хомутов может состоять из отдельных стержней,
из арматурных сеток или из хомутовых сеток. По
форме выгиба различают открытые и закрытые хо-
муты. Чаще всего устанавливаются закрытые хому-
ты. Хомуты могут быть выполнены, например, двух-
разрезными и четырехразрезными. У низких, широ-
ких балок необходимо применение многоразрезных
хомутов (рис. 10.81). Хомуты могут устанавливаться
вертикально или наклонно, в основном под углом 45°
к оси балки. Расстояния между хомутами принима-
ются по арматурным чертежам. Замыкание хомутов
должно производиться по примерам изготовления,
приведенным в Нормах (рис. 10.82).
Двухразрез-
ныи хомут
Четырехразрезный
хомут
Рис. 10.81. Установка хомутов
Рис. 10.82. Замыкание хомутов
Глава 10. Строительство из железобетона
Рис. 10.83. Армирование неразрезной балки
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ БАЛКИ
Железобетонные балки выполняются как однопролетные балки, неразрез-
ные (многопролетные) балки и консольные балки (рис. 10.83). Силы растяжения
при изгибе воспринимаются продольной арматурой, сдвиговые усилия воспри-
нимаются вертикальными хомутами, отогнутыми стержнями или наклонными
хомутами. Часто расстояния между хомутами уменьшают в направлении опор.
Арматура может изготавливаться заранее или устанавливаться отдельными
стержнями в опалубку. Предварительное изготовление арматурных каркасов про-
изводится в следующем порядке.
• Установка монтажных козел на соответствующем расстоянии друг от друга.
• Укладка монтажных стержней.
• Разметка расстояний между хомутами на монтажных стержнях с учетом из-
меняющихся расстояний.
• Надевание хомутов и привязывание их монтажной проволокой.
• Укладка прямых и отогнутых продольных стержней.
• Привязывание стержней в местах пересечений.
• Установка нижних и боковых дистанционных прокладок.
• Проверка арматурного каркаса по чертежу.
• Обозначение каркаса позиционной маркой.
Постержневое изготовление каркаса в опалубке производится в порядке сле-
дующих операций.
• Очистка опалубки.
• Установка дистанционных прокладок на опалубке.
• Установка хомутов и отгибание их концов.
• Установка верхних угловых стержней или монтажных стержней.
• Укладка дистанционных прокладок для нижней арматуры.
• Установка прямых и отогнутых продольных стержней.
• Укрепление боковых дистанционных прокладок.
• Выгибание открытых концов хомутов
• Устройство концевых крюков.
10.1. Железобетон
Рис. 10.84. Защитное армиро-
вание
• Выравнивание арматуры и связывание ее в
узловых точках.
• Проверка арматуры по чертежу.
БАЛОЧНЫЕ ПЛИТЫ
Армирование однопролетных балочных плит
производится так же, как и в балках. При нераз-
резных балочных плитах около половины опорной
арматуры укладывается вне ширины ребра, по обе
стороны от ребра в плите. При этом следует учиты-
вать, что для заанкеривания стержней получаются
различные длины, так как большинство стержней
в плите относятся к области связи I, а в ребрах — к
области связи II. Кроме того, в районе промежу-
точных опор должно быть устроено сдвиговое армирование из хомутов, а не из
отогнутых продольных стержней (рис. 10.84). Это устройство арматуры имеет то
преимущество, что арматура укладывается в один слой и может быть образован
промежуток для вибрирования. Высоту хомутов надо выбирать таким образом,
чтобы защитный слой бетона плиты выдерживался бы и при двухслойном распо-
ложении арматуры.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Сравните ленточные фундаменты под стеньг с такими же фундаментами под ряда-
ми колонн с точки зрения распределения усилий и положения главной арматуры.
2. Объясните, как выполняется армирование точечных квадратных фундаментов
для того, чтобы обеспечить равномерное давление на грунт.
3. Начертите колонну 40 х 50 см с минимальным армированием согласно DIN 1045
и всеми данными, необходимыми для ее возведения.
4. Объясните по распределению усилий расположение арматуры в угловой подпор-
ной стене.
5. Определите из условия ограничения прогиба толщину плиты h для двухпролет-
ной железобетонной плиты с /с1Т) = /с|Т2 = 5,75 м.
6. Приведите различия одноосно-напряженной плиты и двухосно-напряженной
плиты в отношении передачи нагрузки и устройства арматуры, работающей на
растяжение при изгибе.
7. Расскажите, какие конструктивные и производственные преимущества могут быть
достигнуты при устройстве частично сборных плитных перекрытий.
8. Сравните однослойное и двухслойное расположение арматуры в отношении рас-
пределения усилий и трудозатрат при укладке арматуры.
9. Объясните расположение арматуры лестниц с равнозащемленными площадками
и лестниц с площадками, опертыми на продольные стены лестничной клетки.
10. Приведите различие между балками и балочными плитами в отношении их пове-
дения под нагрузкой.
11. Оцените выполнение сдвигового армирования с помощью отогнутой несущей
арматуры и с помощью близко друг к другу расположенных вертикальных хому-
тов у промежуточной опоры mi югопролетной балки.
12. Сделайте эскиз расположения опорной арматуры из 12 стержней диаметром 16 мм
в балочной плите bjhjh2 = 30 см/60 см/20 см.
Глава 10. Строительство из железобетона
10.2. Реконструкция железобетонных
сооружений
Рис. 10.85. Строительные повреждения
Если после истечения определенного срока службы в конструкциях появятся по-
вреждения, то необходима реконструкция. Повреждения появляются, когда ус-
тойчивость, долговечность или внешний вид ухудшаются (рис. 10.85). Большин-
ство повреждений в наружных строительных конструкциях возникают вслед-
ствие коррозии. Защита от коррозии арматуры обеспечивается тогда, когда со-
держащаяся в порах структуры бетона влага реагирует как основание или щелочь
и показывает значение величины pH более 10 (рис. 10.86). Свежий бетон вслед-
ствие содержания составляющей гидрата окиси кальция (Са(ОН)2) имеет вели-
чину pH 12,5—13,5 и поэтому является высокощелочным. Свежий бетон обвола-
кивает арматуру и способствует образованию на поверхности стали тонкого слоя
оксида железа (Fe2O3), который препятствует коррозии арматуры. Этот слой ок-
сида железа называют ПАССИВНЫМ СЛОЕМ. Также и при гидротации или
твердении бетона образуется гидрат окиси кальция (Са(ОН)2), что способствует
сохранению щелочного действия бе-
тона. Количество гидрата окиси каль-
ция (Са(ОН)2) в твердом бетоне тем
больше, чем выше содержание цемен-
та или класс прочности бетона.
10.2.1. Воздействие
на железобетонные
конструкции
В железобетонных конструкциях по-
вреждения могут возникать как в
структуре бетона, так и в арматурной
стали. Причиной повреждений пре-
имущественно являются погодные
воздействия, которые приводят к хи-
мическим и физическим воздействи-
ям. Ошибки при проектировании,
назначении размеров и при возведе-
нии конструкций усугубляют разви-
тие повреждений.
10.2.1.1. Химическое
воздействие
Воздействия на конструкцию, кото-
рые приводят к химическим реакци-
ям, происходят в большинстве слу-
чаев снаружи в течение длительного
времени. Снаружи в конструкцию
Рис. 10.86. Величина pH и защита от кор-
розии
10.2. Реконструкция железобетонных сооружений
проникают, например, кислотообразующие газы, как двуокись углерода (СО2),
двуокись серы (SO2) или оксиды азота (NOx), которые развивают свое действие
в соединении с влагой воздуха. При применении солей оттаивания в бетонную
поверхность могут попадать, например, брызги хлоридных растворов. Также и
воздействующие на бетон субстанции из земли и воды могут иметь следствием
повреждения бетона. Говорят о химических воздействиях вообще, если действу-
ющие на бетон материалы химически реагируют с цементным камнем, запол-
нителем или арматурной сталью. Важными химическими реакциями при этом
являются карбонатизация, реакции с хлоридами и образование ржавчины.
КАРБОНАТИЗАЦИЕЙ называется химическая реакция гидрата окиси каль-
ция (Са(ОН)2) с двуокисью углерода (СО2) воздуха. При этом содержащаяся в воз-
духе двуокись углерода (углекислый газ) проникает в поры бетона и соединяется
с гидратом окиси кальция (Са(ОН)2) цементного камня, превращаясь в СаСО3 и
воду (Н2О).
КАРБОНАТИЗАЦИЯ
Са(ОН)2 + Н2О
гидрат окиси вода
кальция
+ СО2
углекислый
газ
СаСО3 + Н2О
карбонат вода
кальция
С этим процессом, который продолжается вовнутрь, связано понижение ве-
личины pH до 8—9, причем щелочное действие бетона уменьшается и начинается
разложение пассивного слоя. Это имеет следствием то, что защита от коррозии
арматуры больше не обеспечивается (рис. 10.88). Карбонатизации целиком избе-
жать нельзя, ее можно только отдалить, причем последняя при высоких классах
прочности бетона происходит медленнее и имеет меньшую глубину проникно-
вения, чем у бетонов меньшего класса прочности (рис. 10.87). Для установления
глубины карбонатизации свежие разрушения обрызгивают индикационной жид-
костью, например раствором фенолфталеина. При этом карбонатизированные
части бетона не будут изменять цвет.
ХЛОРИДЫ попадают в бетон в
большинстве случаев с солями оттаи-
вания, содержащими хлор. Если на
поверхности арматурной стали повы-
шается хлоросодержание, то пассив-
ный слой может в отдельных местах
разрушиться даже при высокощелоч-
ном окружении. Хлоридные соедине-
ния вызывают дырчатую коррозию
(с. 211). Она не проявляется в отка-
лывании бетона, так как она раство-
ряет арматуру изнутри коррозионных
отверстий (нижняя коррозия). Часто
уже большая часть сечения арматуры
Рис. 10.87. График карбонатизации
Глава 10. Строительство из железобетона
Защитный слой
бетона
слой
Коррозия,
ржавчина
Карбонатизация
развивается
Коррозия,
ржавчина
Трещины,
отколы
Арматура
незащищена,
коррозия про-
должается
Разрушение
структуры бетона
Рис. 10.88. Возникновение
строительных повреждений
при химических воздействиях
Рис. 10.89. Корродированная
арматура
бывает разрушена, прежде чем разрушения стано-
вятся заметными. Хлоридные соединения устанав-
ливаются в большинстве случаев на транспортных
сооружениях, как, например, на бетонированных
дорогах, монолитных мостах и в зданиях парковоч-
ных гаражей. В стенах наиболее повреждается зона
брызг воды от отмостки (в районе цоколя), так как
содержание влаги в материале там выше. Такие об-
ласти отличаются от остальных бетонных частей
конструкции заметно более светлым цветом.
РЖАВЧИНА возникает, когда на арматурную
сталь воздействуют кислород и влага. При образо-
вании ржавчины происходит увеличение объема,
которое ведет к откалыванию защитного слоя бе-
тона (см. рис. 10.88).
ОБРАЗОВАНИЕ РЖАВЧИНЫ
2Fe + 1,5О2 + Н2О -> 2FeO(OH)
железо кислород вода гидроокись железа
Объем ржавчины примерно в 2,5 раза больше,
чем арматурной стали.
10.2.1.2. Физическое воздействие
Физические воздействия имеют своей причиной
погодные условия, или они возникают от непред-
виденных физических воздействий или непредви-
денных механических нагрузок на конструкции.
Экстремальные температуры, а также резкая
смена температур приводят к деформациям. В осо-
бенности воздействие мороза в промокших конст-
рукциях является причиной напряжений, которые
еще более усиливаются воздействием солей оттаи-
вания.
Также и усадка и ползучесть бетона могут при-
водить к изменению формы. Осадки, колебания
влажности воздуха и ветер относятся также к фи-
зическим воздействиям. Если вызванные ими де-
формации не будут погашены соответствующими
деформационными швами или слоями скольжения,
то возникнут повреждения. Также и большие прогибы стройных конструкций, а
также осадка основания сооружения могут привести к повреждениям. Большин-
ство повреждений влияют на плотность и толщину защитного слоя бетона. Ме-
ханические воздействия в конструкциях проявляются в виде износа.
10.2. Реконструкция железобетонных сооружений
10.2.1.3 . Ошибки при производстве строительных работ
Повреждения железобетонных конструкций могут быть вызваны также за
счет ошибочного проектирования и плохого качества производимых работ,
например за счет:
• некомпетентного решения опор, швов и слоев скольжения;
• применения бетона со слишком высоким значением w/z и с недопустимым
содержанием воды;
• несоблюдения предписанного защитного слоя бетона;
• ошибки при укладке, уплотнении и последующем уходе за бетоном.
10.2.1.4 . Коррозия арматуры
Коррозия арматуры наступает, когда вследствие прогрессирующей КАРБОНА-
ТИЗАЦИИ пассивный слой на поверхности арматуры полностью или частично
растворяется. Из-за слишком малого или поврежденного защитного слоя бетона,
обусловленного физическими воздействиями ТРЕЩИН в поверхности бетона
или вследствие слишком пористого бетона, в него могут проникать РАЗРУШИ-
ТЕЛЬНЫЕ СОЛИ, такие, как, например, хлориды, и достигать арматуры, вы-
зывая ее разрушение. Кроме того, туда могут проникать ВЛАЖНОСТЬ и КИС-
ЛОРОД, что приводит к РЖАВЛЕНИЮ арматуры.
10.2.2. Проектирование мероприятий по реконструкции
Основой планирования мероприятий по реконструкции является обследование
состояния конструкции. Сюда относится оценка состояния здания, а также ис-
пытания конструкции в натуре и в лаборатории.
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЯ распространяется на определение мест
загрязнений, промоканий, высолов, выветривания, разложения структуры ма-
териала, изменения окраски от ржавчины, откалываний бетона, коррозии арма-
туры, мест разрушений структуры бетона, пустот, повреждений швов и пороста-
ние растениями.
ИССЛЕДОВАНИЯ НА СООРУЖЕНИИ могут представлять собой, например,
испытания близких к поверхности слоев на плотность, влагосодержание, поверх-
ностную прочность, прочность на отрыв, глубину карбонатизации, установление
защитного слоя бетона и положения арматуры, а также испытание на содержание
хлора. При наличии трещин исследуют возникновение трещин, их положение,
распространение, картину трешинообразования, ширину и глубину трещин.
ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ требуют отбора проб. С помощью буро-
вых кернов могут быть точно установлены свойства бетона, а также вредные при-
меси и нарушения структуры бетона. В большинстве случаев ограничиваются ос-
вобождением арматуры от остатков бетона в конструкции, очисткой их от ржав-
чины и определением оставшегося поперечного сечения. Выбор защитных мероп-
риятий и мероприятий по приведению в порядок конструкции и санирующих
материалов должен быть согласован с картиной повреждений (табл. 10.10).
Глава 10. Строительство из железобетона
Таблица 10.10. Мероприятия по приведению в порядок конструкций при различных картинах повреждений
Небольшие недостатки выполне- ния работ на поверхности бетона, небольшое количество небольших трещин. Коррозионные поврежде- ния не видны, арматура еще ле- жит в щелочной области бетона Коррозионные повреждения имеют место. Поверхность бетона имеет отдельные сколы, несущая способность не уменьшена, арма- тура еще лежит в большей части в щелочной области бетона Поверхность бетона сильно разру- шена и имеет сколы на всей по- верхности, арматура так сильно корродирована, что она должна быть усилена, структура бетона пористая и покрыта трещинами
Мероприятия
V V
Предупредительная защита по- верхностей Приведение в порядок поверх- ностей Приведение в порядок всей конструкции
10.2.3. Методы приведения в порядок конструкций
(санирование)
Мероприятия по санированию в зависимости от картины повреждений подраз-
деляются на ЗАЩИТУ БЕТОНА и САНИРОВАНИЕ БЕТОНА, причем могут
использоваться различные методы. Мероприятия по приведению в порядок кон-
струкций, при которых необходимо наносить новые материалы, требует хороше-
го сцепления со старым бетоном.
ЗАЩИТА ПОВЕРХНОСТЕЙ производится путем заполнения трещин с по-
мощью пропитки (без давления) эпоксидной смолой или путем инъекций (под
давлением) эпоксидной смолой или цементным клеем, путем импрегнирования
(не образующей пленки гидрофобизации), запечатывания (поры в бетоне час-
тично закрываются) и покрытия слоем материала (покрытие тонким слоем тол-
щиной d < 1 мм или покрытие толстым слоем по грунтовке 1 мм < d < 5 мм).
САНИРОВАНИЕ НЕГЛУБОКИХ ОТДЕЛЬНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ (рис.
10.90) производится с применением МЕТОДА ШПАКЛЕВКИ, т.е. точечного
улучшения поверхностей реконструкционным раствором (рис. 10.91). Метод
шпаклевки, называемый также методом замены бетона, требует хорошего сцеп-
ления со старым бетоном и защиты поверхностей.
САНИРОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ производит-
ся с помощью поверхностного нанесения слоя раствора или бетона, например из
торкретбетона, на увлажненный старый бетон (см. рис. 9.39). Нанесение может
происходить в несколько слоев от 3 до 5 см толщи-
ной. В заключение наносится слой тонкого раство-
ра и поверхностная защита (рис. 10.93). Последую-
щий уход также необходим.
10.2.4. Проведение санирования
Санирование, в особенности транспортных соору-
жений, должно ответственно производиться специ-
альными предприятиями согласно Указаниям
Рис. 10.90. Скалывание бетона DalStb «Защита и санирование бетонных конструк-
10.2. Реконструкция железобетонных сооружений
ций», ZTB-SIB «Дополнительные технические
указания и предписания по защите и санированию
бетонных конструкций» и ZTV-RISS «Дополни-
тельные технические условия договоров и указа-
ния по заполнению трещин в бетонных строитель-
ных конструкциях».
10.2.4.1. Подготовка основания
Подготовка основания в значительной части (см.
рис. 10.91) состоит из:
• очистки бетонных поверхностей и удаления ос-
татков краски и выравнивающих слоев, а также
растительной поросли;
• обивания поверхности бетона на местах пустот и
местах с пониженной прочностью;
• удаления слоев с пониженной прочностью, как,
например, цементных шламов;
• удаления вредоносных частей бетона, например
карбонизированного бетона и бетона с высоким
содержанием хлоридов;
• освобождения от бетона корродированных стер-
жней арматуры;
• освобождения открытой арматуры от ржавчины;
• очистки основания от рыхлых частичек и пыли.
Для этих работ имеются различные способы,
как, например, очистка под высоким давлением,
очистка струей воды под давлением, пескоструй-
ная обработка, очистка струей воздуха в смеси
кварцевого песка и воды под давлением, очистка
струей воздуха с металлическими шариками, фре-
зерование, обработка долотом и огневая обработ-
ка поверхностей.
После окончания подготовительных работ ос-
нование необходимо проверить, соответствует ли
оно свойствам, необходимым для предусмотренных
мероприятий по санированию. Могут требоваться,
- Основание подготовить и проверить
- Освободить арматуру и очистить
от ржавчины
- Нанести слой для сцепления со ста-
рой поверхностью;
- Нанести коррозионную защиту на
арматуру;
- Заделать выщербленную часть
реконструкционным раствором
Рис. 10.91. Рабочие шаги при
методе шпаклевки
например, следующие свойства.
• Бетон должен соответствовать примерно классу прочности С25/30.
• Прочность на отрыв должна приблизительно составлять 1,5 Н/мм2.
• Поверхность должна быть прочной и умеренно шероховатой.
10.2.4.2. Восстановление коррозионной защиты
Для защиты от коррозии необходимо освободить арматуру, очистить ее от ржав-
чины и предварительно обработать. Освобождение производится за один рабо-
Глава 10. Строительство из железобетона
Рис. 10.92. Нанесение торкрет-
бетона
Подготовленное основание
Склеивающая грунтовка между —
старым и реконструкционнь1м бетоном
Защита арматуры от коррозии —
Арматура, освобоедешаяотржавчиы
Рсшод^дшьйраствор
Тонкая шпаклевка -т
Рис. 10.93. Санирование
строительной конструкции
чий шаг с подготовкой основания. Освобождение
от ржавчины может производиться только механи-
чески вручную, с помощью пескоструйной обра-
ботки или обработки струей воды под высоким дав-
лением. Особенно тщательно следует освобождать
от ржавчины места перекрещивания арматуры. Хло-
риды удаляются с помощью очистителя высокого
давления. При освобождении от ржавчины повер-
хность стали должна обрабатываться таким обра-
зом, чтобы она соответствовала степени чистоты со-
гласно DIN 55928, т.е. выглядела бы металлически
блестящей. Сразу же после удаления ржавчины сле-
дует нанести слой коррозионной защиты.
Если коррозионная защита должна обеспечи-
ваться, как в бетонном строительстве, плотным
щелочным слоем бетона, то покрытия специальным
антикоррозионным слоем арматуры не требуется.
Этот слой бетона может наноситься, например, как
слой торкретбетона (рис. 10.92).
Если коррозионная защита производится путем
покрытия антикоррозионным слоем арматуры, то
его необходимо наносить по меньшей мере в два
слоя. Для покрытия применяются материалы на ос-
нове эпоксидной смолы, а также связанные цемен-
том шламы с добавками синтетических смол.
На выбор имеются многочисленные продукты
и системы. Указания производителей должны со-
блюдаться, в особенности должны выдерживаться
заданные граничные значения температуры и
влажности. Большинство методов требуют обеспе-
чения мостика сцепления между старым бетоном
и наносимым слоем бетона и реконструкционного
раствора.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назовите важные пункты, которые необходимо учитывать при проектировании
и выполнении бетонных строительных конструкций, для того чтобы избежать
строительных повреждений.
2. Объясните взаимозависимость между карбонатизацией бетона и образованием
ржавчины на арматуре.
3. Определите по рис. 10.87 среднюю глубину карбонатизации конструкции через
15 лет, если для ее изготовления применялся бетон С25/ЗО (С35/45).
4. Обоснуйте, почему мероприятия по санированию могут планироваться только на
основании обширных предпроектных исследований.
5. Назовите свойства, которыми должна обладать подготавливаемая поверхность для
успешного проведения мероприятий по санированию.
10.3. Предварительно напряженный бетон
6. Опишите, как достигается коррозионная защита при методе замены бетона и
при нанесении нового защитного слоя путем торкретирования.
7. Определите по картинам повреждений, где должны применяться мероприятия
по защите и где — по санированию.
8. Обоснуйте, почему в системах санирования рекомендуется нанесение поверх-
ностного защитного слоя.
10.3. Предварительно-напряженный бетон
Предварительно-напряженный бетон получается при совместном действии бе-
тона и высокопрочной стали, которая предварительно напрягается. Применяе-
мая для этого сталь называется преднапрягаемой сталью, а предназначенный для
преднапряжения арматурный элемент называется напрягающим элементом.
Предварительное напряжение возникает, когда напрягаемые элементы натяги-
ваются и в напряженном состоянии связываются с бетоном. При этом внутри
конструкции получается сжатие, которое обеспечивает жатое состояние всего
сечения конструкции. Конструкции предварительно напрягаются преимуще-
ственно в продольном направлении. В предварительно-напряженных бетонных
конструкциях кроме напрягаемой арматуры требуется еще и арматура из обыч-
ной прутковой стали, которая называется ненапрягаемой или вспомогательной
арматурой.
В преднапряженном бетоне согласно DIN 1045 различаются несколько ви-
дов. Различие заключается в степени преднапряжения, по времени напряжения
и по виду связи между напрягающим элементом и бетоном. Различаемыми при-
знаками являются величина напрягающего усилия и техника преднапряжения.
10.3.1. Принцип предварительно-напряженного бетона
Принцип предварительно-напря-
женного бетона основан на том, что-
бы в бетоне под нагрузкой создать
сжатие там, где под нагрузкой долж-
но было бы возникнуть растяжение.
При этом прочности строительных
материалов могут быть использова-
ны полностью. Это позволяет при-
менять меньшие сечения элементов
и иметь меньшие нагрузки от соб-
ственного веса, чем при обычном
железобетоне, в котором на основе
связи между арматурой и бетоном в
растянутой зоне сечения при увели-
чивающемся прогибе могут возник-
нуть трещины (рис. 10.94).
Под полезной нагрузкой все сече-
ние будет работать на сжатие. Поэто-
Собственный вес
Собственный вес и полезная нагрузка
Железобетон
Ненапрягемая арматура
Трещины в растянутой зоне
Предварительно напряженный бетон Собственный
____________—------------------------ вес
Напряжение сжатия в растянутой зоне
Собственный вес и полезная нагрузка
Бетон без трещин
Рис. 10.94. Поведение железобетонных и пред-
варительно-напряженных бетонных конструк-
ций под нагрузкой
Глава 10. Строительство из железобетона
Собственный вес и полезная нагрузка
Рис. 10.95. Внецентренное предварительное
напряжение
Собственный вес и полезная нагрузка
Рис. 10.97. Расположение напрягающего эле-
мента в двухпролетной балке
му в растянутой зоне конструкции в
бетоне не будет образовываться тре-
щин. Путем установки напрягаемого
элемента в сечении можно по-разно-
му влиять на собственное напряжен-
ное состояние конструкции.
По виду установки напрягаемых
элементов различают внецентренное
и центральное предварительное на-
пряжение. При внецентренном пред-
напряжении в растянутой зоне кон-
струкции, работающей, например, на
изгиб, возникает такое большое пред-
варительное напряжение, которое бу-
дет равно тому растягивающему на-
пряжению, которое могло бы иметь
место в будущем при действии полез-
ной нагрузки (рис. 10.95). Таким об-
разом, под действием этой полезной
нагрузки не будет возникать растя-
жение, а произойдет снижение сжи-
мающей нагрузки. При центральном
преднапряжении напрягаемые эле-
менты располагаются по оси центра
тяжести сечения (рис. 10.96). При
этом по всему сечению возникает рав-
номерное усилие сжатия. Под дей-
ствием полезной нагрузки в растяну-
той зоне балки сжимающее усилие
снижается полностью или частично,
а в сжатой зоне образуется дополни-
тельное сжимающее усилие.
Внецентренное преднапряжение
требует, в противоположность цент-
ральному, меньшее усилие напряже-
ния и применяется, как правило, в
изгибаемых элементах. Положение
напряженных элементов должно со-
ответствовать эпюре изгибающих мо-
ментов (рис. 10.97).
Центральное преднапряжение
ограничивается конструкциями, у
которых моменты не имеют опреде-
ленного направления, как, например, в железобетонных мачтах вследствие пе-
ременной по направлению нагрузки.
10.3. Предварительно напряженный бетон
10.3.2. Виды предварительно напряженного бетона
По виду связи и по времени напряжения напрягающего элемента согласно DIN 1045
различают между преднапряжением с немедленной связью, преднапряжением с
последующей связью, преднапряжением перед твердением бетона на натяжном стен-
де и преднапряжением после твердения бетона с последующей связью. (В россий-
ской практике различаются два вида предварительного напряжения, которые на-
зываются преднапряжением на бетон и преднапряжением на упоры.)
НАПРЯЖЕНИЕ ПЕРЕД ТВЕРДЕНИЕМ БЕТОНА
(напряжение на упоры)
Этот метод требует особых приспособлений, таких, как, например, натяж-
ной стенд. Натяжным стендом называется установка, которая состоит из двух
несдвигаемых упоров и напрягающего домкрата (рис. 10.98). Напрягаемые
элементы или напрягаемая проволока вместе с ненапрягаемой арматурой ус-
танавливаются в опалубку и напрягаются. Они располагаются, как правило,
прямолинейно. После этого можно производить бетонирование, причем меж-
ду бетоном и напрягаемым элементом возникает непосредственная связь. Бе-
тон должен соответствовать классу прочности не менее С30/37. После тверде-
ния бетона и набора расчетной прочности анкеровка напрягаемых элементов
освобождается, при этом напрягающее усилие передается бетону. Этот метод
применяется на бетонных заводах для серийного производства балок. Он на-
зывается также напряжением на стенде с немедленной связью.
НАПРЯЖЕНИЕ ПОСЛЕ ТВЕРДЕНИЯ
БЕТОНА С ПОСЛЕДУЮЩЕЙ СВЯЗЬЮ
(напряжение на бетон)
Этот метод применяется, как пра-
вило, для изготовления предваритель-
но напряженных конструкций на
строительной площадке. Напрягаю-
щие элементы прокладываются в спе-
циальных трубах, служащих каналами
скольжения (рис. 10.99). После этого
можно бетонировать, причем бетон
должен соответствовать классу проч-
ности не менее С25/30. Способ работы
при установке напрягающих элемен-
тов зависит от условий на стройпло-
щадке и от положения напрягающего
элемента. Более короткие напрягаю-
щие элементы могут устанавливаться
вместе с ненапрягаемой арматурой, а
длинные напрягающие элементы ус-
танавливаются после установки не-
напрягаемой арматуры.
Рис. 10.98. Предварительное напряжение на
стенде
Рис. 10.99. Предварительное напряжение с
последующей связью (на бетон)
Глава 10. Строительство из железобетона
Таблица 10.11. Минимальные прочности бетона 1 [МН/м2] при предварительном напряжении
Класс прочности бетона С25/30 С 30/37 С35/45 С40/45
Цилиндрическая проч- ность на сжатие при час- тичном преднапряжении 13 15 17 19
Цилиндрическая проч- ность на сжатие при окончательном пред- напряжении 26 30 34 38
Кроме того, имеется воз-
можность напрягаемую арма-
туру заводить в забетонирован-
ные каналы после твердения
бетона (рис. 10.100). При этом
говорят о подключении напря-
гаемой арматуры. Когда бетон
достигнет определенной проч-
ности, напрягающие элементы
с помощью гидравлических
прессов натягиваются и затем закрепляются (табл. 10.11). После напряжения и
закрепления на бетоне кожуховая труба канала запрессовывается раствором. При
этом возникает связь между бетоном и напрягающим элементом. Для изображе-
ния напрягающих элементов в арматурных чертежах применяются символы со-
Рис. 10.100. Предварительно
изготовленные каналы — ко-
жуховые трубы
Вид сбоку напрягающего элемента
Нормальное ____________________
изображение
Вид анкеровки напрягаемой арматуры
Напрягаемый
анкер
Прочный
(глухой)анкер
Разрез напрягающего элемента
Напрягающий элемент z~\
в трубе канала
Напряжение на стенде —|—
Разрез анкеровки напрягающего
элемента
Напрягаемый анкер
Прочный (глухой) анкер
гласно DIN 1356-10 (рис. 10.101).
10.3.3. Строительные материалы
Использование свойств бетона и стали до допусти-
мого предела напряжений требует применения вы-
сококачественных строительных материалов.
Для изготовления бетона могут применяться все
нормальные цементы классов прочности 42,5 и 52,5,
а также портланд- и доменный портландцемент
класса прочности 32,5. Состав и гранулометричес-
кий состав заполнителя должны быть определены
при испытаниях на соответствие. Зерна заполните-
ля и вода затворения должны быть свободны от
вредных примесей. Значение w/z необходимо дер-
жать как можно ниже. Добавки к бетону могут при-
меняться только тогда, когда они допущены к при-
менению для преднапряженного бетона в испыта-
тельном сертификате.
При применении преднапряженного бетона
особые требования предъявляются к твердению бе-
тона. Ими являются высокая прочность на сжатие
и малая склонность к усадкам и ползучести. При-
чиной УСАДКИ является высыхание молодого бе-
тона. Величина усадки в значительной степени за-
висит от водосодержания бетона, от влажности воз-
духа и от размеров конструкции. ПОЛЗУЧЕСТЬ
бетона наступает под длительно действующей на-
грузкой. Величина ползучести в особенности зави-
Рис. 10.101. Изображение на-
прягающих элементов
сит от размеров конструкции, от степени твердения
бетона и от нагрузки. Усадка и ползучесть являют-
10.3. Предварительно напряженный бетон
ся причиной укорочения конструкции, которая
должна учитываться при напряжении конструкции.
В качестве НАПРЯГАЕМОЙ СТАЛИ для на-
прягающих элементов (рис. 10.102) может приме-
няться только сталь, для которой имеется допуск
строительного надзора (с. 207). Так как напрягаю-
щие элементы служат для создания предваритель-
ного напряжения в бетоне, то напрягаемые стали
должны иметь особые свойства, как, например,
очень высокую прочность на растяжение и хорошее
сцепление с бетоном.
РАСТВОР ДЛЯ ЗАПРЕССОВКИ служит при
преднапряжении с последующей связью для обес-
печения связи и в качестве коррозионной защиты.
Он запрессовывается в трубы каналов таким обра-
зом, чтобы пустоты между преднапрягаемой арма-
турой и между преднапрягаемой арматурой и стен-
Рис. ЮЛ 02. Напрягающие эле-
менты
кой канала были полностью заполнены. Это требует применения раствора, ко-
торый обладает достаточной текучестью и не осаждается при запрессовывании.
Затвердевший раствор должен иметь прочность не менее 30 МН/м2, а также быть
плотным и, кроме того, морозостойким. В качестве раствора для запрессовки
применяется водоцементная смесь со значением w/z < 0,4, с допущенными для
предварительно напряженного бетона добавками, например ЕН.
10.3.4. Напрягающий элемент
Стальные элементы, которые служат для создания предварительного напряже-
ния в конструкции, называются напрягающими элементами. Напрягаемая сталь
со связью, которая обеспечивается сразу, забетонируется без кожуховых каналов.
При предварительном напряжении с последующей связью напрягаемая сталь
должна заводиться в кожуховые каналы. Различают напрягающие элементы из
отдельных стержней и из пучков. Пучки могут приготавливаться из гладких или
из ребристых проволок или из прядей. Напрягаемая сталь должна быть чистой и
свободной от вредящей ржавчины и не должна быть мокрой. Поэтому изготовле-
ние готовых напрягающих элементов должно производиться в крытых цехах.
КОЖУХОВЫЕ КАНАЛЫ изготавливаются из волнистой стальной жести. Из-
за волнообразной формы поверхности обеспечивается хорошая жесткость трубы
и хорошая связь с бетоном конструкции, а также возможность на стыках навин-
чивать соединительные муфты. Кожуховые трубы должны быть плотными, что-
бы внутрь не могло попасть цементное молоко при бетонировании конструкции.
Они не должны сгибаться или получать другие повреждения при заполнении опа-
лубки бетоном. Для того чтобы при последующем запрессовывании канала ра-
створом из него мог выходить воздух, в длинные напрягающие элементы должны
встраиваться трубочки для воздухоотведения.
Глава 10. Строительство из железобетона
Трубочка для отвода
воздуха
Кожуховая
труба
Напрягаемая сталь -1
----Тело анкера
---- Гайка
---- Резьба
Заанкеривание на резьбе
- Отверстие для запрессовки
Коягоховая
труба -------
L Спиралевидная арматура
-------Анкерная плита
-------------Тело анкера
-------------Клин
--------Напрягаемая ствльная прядь
Клиновидное заанкеривание
Рис. 10.103. Напрягаемй анкер
Рис. 10.104. Прочный (глухой)
анкер
ЗААНКЕРИВАНИЯ служат как для закреп-
ления напрягаемых проволок, так и для передачи
напрягающих усилий на бетон конструкции. Раз-
личают напрягающие анкеры и прочные (глухие)
анкеры. Тогда как глухие анкеры просто держат
напрягаемую сталь на бетоне (рис. 10.104), напря-
гающие анкеры используют для напряжения и
анкеровки напрягаемой арматуры. Напрягающие
анкеры, называемые также напрягающими голов-
ками, состоят, как правило, из анкерной плиты и
тела анкера (рис. 10.103). Анкерная плита закры-
вает со стороны бетона через переходный штуцер
кожуховую трубу канала. Тело анкера устроено та-
ким образом, что концы напрягаемой арматуры
после натяжения могут удерживаться. В случае
пучковых напрягающих элементов анкерная пли-
та имеет приспособление для распирания напря-
гаемой стали. Часто применяемые приспособле-
ния для заанкеривания — это резьбовое заанкери-
вание, заанкеривание расклиниванием и петлевое
заанкеривание. Заанкеривание при больших уси-
лиях напряжения требует применение спирально-
навивной арматуры в районе передачи усилий.
При этом усилия распределяются и повышается
связь арматуры с бетоном.
10.3.5. Предварительное напряжение
Под предварительным напряжением понимают пе-
редачу напрягающего усилия и заанкеривание
концов стержней через напрягающий анкер на зат-
вердевшем бетоне. Предварительное напряжение в
преднапряженном бетоне с последующей связью
может происходить только тогда, когда бетон при-
обретет определенную прочность (см. табл. 10.11).
Преднапряжение передается по определенной про-
грамме. О процессе преднапряжения составляется
протокол предварительного напряжения.
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ПРЕДНАПРЯЖЕНИЯ
Для натяжения напрягаемой арматуры приме-
няются почти исключительно гидравлические на-
прягающие прессы (рис. 10.105). При натяжении
напрягающее усилие и путь натяжения должны
быть точно измеряемыми. В качестве плоскости
10.3. Предварительно напряженный бетон
сопротивления для прессов служат
анкерные плиты напрягающих эле-
ментов. Усилие пресса должно быть
согласовано с напрягающим усилием
напрягающего элемента, видом пере-
дачи усилия на его поперечное сече-
ние и видом его заанкеривания.
Конструкция
Анкерная
плита
ДЛМЗЦ Пресс для
натяжения натяжения
Кожуховая]
труба
- Напрягае-
мые стальные
стержни
Рис. 10.106. Пролетное строение и плита про-
езжей части
10.3.6. Процесс натяжения Рис- 10-105- Гидравлический пресс для натя-
жения арматуры
Предварительное напряжение долж-
но происходить таким образом, чтобы усилия сжатия по всему сечению бетона
равномерно увеличивались. Поэтому напрягающие элементы напрягаются один
за другим в последовательности, указанной в программе напряжения.
Преднапряжение производится ступенчато. Если достигнуто полное усилие
преднапряжения, то концы стержней удерживаются на местах анкеровки, и пос-
ле этого кожуховые трубы запрессовываются раствором.
Запрессовка должна происходить как можно быстрее по условиям защиты
от коррозии. Необходимо следить за тем, чтобы температура в кожуховой трубе
и в окружающем бетоне конструкции не была ниже +5 °C. Процесс запрессовки
должен проводиться с одной стороны непрерывно и без перерывов. Перед за-
прессовкой канал напрягаемой арматуры промывается водой и продувается сжа-
тым воздухом. С помощью запрессо-
вывающего насоса раствор под не-
большим давлением медленно и рав-
номерно подается прямо из миксера
или растворомешалки по насосному
шлангу через запрессовочное отвер-
стие в кожуховый канал. Запрессо-
вочное отверстие, как правило, нахо-
дится в анкерной плите напрягаю-
щего элемента. Через трубочки для
удаления воздуха, которые в боль-
шинстве расположены в верхней ча-
сти напрягающего элемента, можно
наблюдать процесс запрессовки. От-
верстия для удаления воздуха будут
закрываться, когда раствор продви-
нулся достаточно далеко. Если ра-
створ выходит из отверстий для уда-
ления воздуха на противоположном
конце напрягающего элемента при
одинаково остающейся консистен-
ции, то процесс запрессовки может
быть окончен.
Глава 10. Строительство из железобетона
10.3.7. Преимущества предварительно-напряженного бетона
Предварительно-напряженный бетон представляет собой дальнейшее развитие
железобетона. В железобетоне вследствие малой прочности бетона на растяжение
могут быть только частично использованы свойства бетона и стали. В то же время
в преднапряженном бетоне они используются полностью. Если сравнивать меж-
ду собой железобетон и преднапряженный бетон, то преднапряженный бетон более
предпочтителен для конструкций больших пролетов. Экономичность предвари-
тельно-напряженного бетона основана на более высокой несущей способности
его при одновременной экономии материалов. Его преимущество в строитель-
но-технической области — это малые деформации строительных конструкций,
отсутствие трещин в бетонных поверхностях и связанная с этим защита от корро-
зии. Без предварительного напряжения нельзя изготовить экономичные строй-
ные большепролетные конструкции и сооружения, например, в строительстве
мостов (рис. 10.106) и в сборном строительстве.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Сравните железобетонные конструкции и конструкции из преднапряженного
бетона с точки зрения их поведения под изгибающей нагрузкой.
2. Обоснуйте, почему метод предварительного напряжения на упоры примуществен-
но используется при изготовлении сборных конструкций.
3. Объясните метод предварительного напряжения с передачей напряжения сразу и
после твердения. Назовите области применения.
4. Нарисуйте расположение напрягающего элемента в изгибаемой двухпролетной
балке, включая диаграмму напряжений.
5. Назовите преимущества внецентренного расположения напрягающих элементов
в конструкции, работающей на изгиб.
6. Расскажите, какие виды заанкеривания различаются и какие задачи они должны
выполнять.
7. Опишите, какое влияние оказывает усадка и ползучесть бетона на величину при-
лагаемой силы натяжения.
8. Назовите преимущества и области применения предварительно-напряженных
бетонных конструкций.
ГЛАВА 11
СБОРНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
ИЗ БЕТОНА
При сборном строительстве из бетона строительные сооружения или части зда-
ний монтируются из предварительно изготовленных железобетонных или пред-
варительно-напряженных бетонных конструкций, причем существуют различ-
ные способы строительства. При этом монтаж или соединение сборных элемен-
тов в узлах имеет особое значение (рис. 11.1).
11.1. Способы строительства
из сборных элементов
При возведении строительных сооружений из сборных бетонных элементов раз-
личают в основном каркасное строительство и панельное строительство. Если
здание возводится только из сборных конструкций, то говорят о полномонтаж-
ном строительстве. При частично монтажном, в том числе сборно-монолитном,
строительстве несущие конструкции, как, например, перекрытия, изготавлива-
ют из монолитного бетона.
Еще одним видом строительства из сборных бетонных элементов является
объемно-блочное строительство. При объемно-блочном строительстве на строй-
ке монтируются сборные элементы объемом на комнату, которые могут быть
полностью изготовлены и отделаны на заводе. Этот вид строительства позволяет
предварительно изготавливать на за-
воде большими блоками целиком все
здание. Объемно-блочное строитель-
ство из-за больших монтажных зат-
рат имеет второстепенное значение.
Оно не нашло практического приме-
нения в сборном строительстве из бе-
тона вследствие большой стоимости
строительных работ.
При проектировании сборных со-
оружений вместо порядка размеров в
надземном строительстве применяет-
ся «МОДУЛЬНАЯ СИСТЕМА» со-
гласно DIN 18000. Исходный размер
(основной модуль) составляет •/ ю м
(10 см). Этот основной модуль М как
целый множитель определяет осевые
размеры в сборном строительстве (сет-
ку осей).
Рис. 11.1. Строительство из сборных бетонных
элементов
Глава 11. Сборное строительство из бетона
Рис. 11.2. Каркасное строительство
11.1.1. Каркасное
строительство
Каркасное строительство применяет-
ся в большинстве случаев для зданий
с большими помещениями, как, на-
пример, производственные цеха, а
также для зданий с изменяющимися
планами, как, например, промыш-
ленные здания, школы и админист-
ративные здания. При таком способе
строительства обычные конструкции
из монолитного бетона заменяют
предварительно изготовленными
элементами каркаса, как, например,
фундаменты стаканного типа, колон-
ны, ригели, плиты перекрытий, фер-
мы покрытия и прогоны.
Эти элементы монтажным спосо-
бом соединяются на строительной
площадке в несущий каркас. При этом
следует особое внимание уделять пе-
редающим усилия соединениям от-
дельных элементов каркаса (рис. 11.2).
Элементы перекрытий связыва-
ются в диски перекрытий и выполня-
ют функцию элементов горизонтальной жесткости. Вертикальная жесткость обес-
печивается стенами-диафрагмами или ядрами жесткости, в которых располагаются
коммуникации. Последние выполняются из монолитного железобетона.
Чтобы строить как можно более экономично, для проектирования и строи-
тельства разработана «Типовая программа каркасного строительства» с четко ус-
тановленными сечениями сборных элементов (рис. 11.3).
При этом различают:
• элементы, воспринимающие нагрузку, например плиты перекрытий;
• элементы, передающие нагрузку, например ригели;
• элементы, снимающие нагрузку (передающие нагрузку вниз), например
колонны;
• элементы, распределяющие нагрузку, например фундаменты стаканно-
го типа.
ФУНДАМЕНТЫ выполняются в большинстве случаев из монолитного бе-
тона в виде фундаментов стаканного типа или пеньковых фундаментов.
КОЛОННЫ изготавливаются квадратного или прямоугольного сечения. При
этом в большинстве случаев в высоте этажа устраиваются консоли. Колонны мо-
гут изготавливаться высотой на этаж или высотой на несколько этажей.
11.1. Способы строительства из сборных элементов
РИГЕЛИ выполняются преимущественно прямоугольной формы в сечении
или сечением в виде швеллеров. При этом определяющими могут быть конструк-
ционная высота помещений или опирание плит перекрытий.
СБОРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПЕРЕКРЫТИЙ изготавливаются из железобе-
тона и предварительно-напряженного бетона. Преимущественно это плиты с двой-
ными ребрами типа ТТ, ребристые плиты с ребрами по краям и многопустотные
плиты. Они связываются друг с другом в жесткие диски путем заполнения швов
бетоном или монолитным слоем бетона поверх плит.
Также как и для сечений элементов, для стыков элементов каркаса имеются
типовые решения, как, например, решение опорной части плит перекрытий на
ригелях, опирание ригелей на колонны или опирание колонн на фундаменты
(рис. 11.4). Монтаж в каркасном строительстве начинается с установки и точ-
ной выверки положения колонн в стаканах фундаментов. После заливки стака-
нов монтируются ригели, плиты перекрытий, балки покрытия и прогоны, узлы
соединений которых заливаются бетоном или соединяются на болтах. Этим до-
стигается устойчивость каркаса.
11.1.2. Панельное строительство
Панельное строительство применяется в системных постройках, таких, как зда-
ния офисов или большие жилые здания. При таком способе строительства при-
меняются несущие стеновые панели и панели перекрытий. Эти плиты устанавли-
Рис. 11.3. Сечения сборных элементов
Рис. 11.4. Стыки конструкций в каркасном
строительстве
Рис. 11.5. Панельное строительство
Штукатурка
Несущая внутрен-
няя плита
Теплоизоляция
Наружная плита
Разделительный
спой
Теплоизоли-
рующая
шту атурка
Стеновая
плита
Внутренняя
штукатурка
Многослойная железобетон-
ная панель типа сэндвич
ваются рядом друг с другом и друг над
другом таким образом, что после залив-
ки стыков получается устойчивое со-
оружение (рис. 11.5).
Для выполнения связей и узлов
между панелями требуются особые де-
тальные чертежи, разработанные с уче-
том статических требований, требова-
ний строительной физики и технологии
возведения (рис. 11.7).
Различают панели наружных стен,
панели внутренних стен и панели пере-
крытий (рис. 11.6).
В качестве ПАНЕЛЕЙ НАРУЖ-
НЫХ СТЕН для лучшей теплозащиты
применяют панели из легкого железо-
бетона однослойной конструкции или
панели из железобетона многослойной
конструкции (панели типа сэндвич).
ВНУТРЕННИЕ СТЕНОВЫЕ ПА-
НЕЛИ однослойные и изготавливают-
ся из железобетона или из легкого же-
лезобетона. В зависимости от толщины
стены они могут использоваться как
несущие стеновые панели или как па-
нели диафрагм жесткости. Ненесущие
внутренние стены в большинстве случа-
ев монтируются как панели-перегород-
ки легкой конструкции.
Панели наружных стен
Однослойная панель из
легкого железобетона
Плитный элемент со слоем
монолитного бетона Е
Железобетонная
полнотелая панель
с круглыми пустотами
Плиты перекрытий
Угловой стык
Присоединение
внутренней стены
Стык элементов
(шов между конст-
рукциями)
------Фасадный элемент
Элемент перекрытия
Узел сопряжения
перекрытия и наруж-
ной стены
Узел сопряжения
перекрытия и внут-
ренних стен
Панель внутренней
стены
Рис. 11.6. Элементы панельного строи-
тельства
Рис. 11.7. Узловые соединения в панель-
ном строительстве
ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЙ
выполняются в виде частично
сборно-монолитных плитных
элементов со слоем монолитно-
го бетона, в виде полнотелых
железобетонных панелей или в
виде многопустотных плит с
круглыми пустотами. Они свя-
зываются между собой в жест-
кие диски. В последующем для
обеспечения вертикальных ком-
муникаций между отдельными
этажами устраиваются сборные
лестничные марши.
В зависимости от внутрен-
ней отделки в крупнопанельные
элементы встраиваются двер-
ные коробки, кожуховые трубы
для вентиляционных каналов
или пустые трубчатые каналы
для проводки кабелей электро-
оборудования. Связь элементов
в стыках производится с помо-
щью арматурных петель, анке-
ров, дюбелей, гаек и болтовых
соединений, с заливкой или без
армированным
— Стеновой
элемент
Раствор для
заливки швов
VGIII
Соединитель-
ная арматура
Опирание перекрытия
на наружную стену
\ / Бетон заделки
У у шва
, Элемент
перекрытия
Опирание перекрытия
на внутреннюю стену
Рис. 11. 8. Конструкции узлов
заливки швов. Особое значение
имеет выполнение и заливка стыков стеновых
панелей и панелей перекрытий после их монтажа. Уже при монтаже следует вни-
мательно следить за положением соединительной арматуры (рис. 11.8).
Заливка швов производится бетоном с мелким заполнителем или раствором
растворной группы III. Стыковая арматура в рядовых и угловых стыках, а также
глубина опирания плит перекрытий должны выполняться согласно DIN 1045, так
как от этого зависит прочность и устойчивость здания.
11.2. Изготовление и монтаж сборных элементов
При проектировании сооружения из сборных элементов составляется список-
спецификация всех сборных элементов, по которому они заказываются и изго-
тавливаются на заводе сборных конструкций. Затем они транспортируются на
стройплощадку и там монтируются согласно монтажным чертежам.
11.2.1. Изготовление
Сборные конструкции должны и отапливаться по условиям соответствия про-
дуктов из бетона (с. 431). При этом должна учитываться точность размеров при
соблюдении соответствующих допусков. Изготовление ведется по опалубочным
Глава 11. Сборное строительство из бетона
чертежам элементов и арматурным чертежам элементов. В них должны даваться
дополнительно сведения об установке транспортных и монтажных анкеров.
Для изготовления сборных железобетонных конструкций сначала устраива-
ются требуемые опалубки или формы. Они могут состоять из дерева или стали.
Устройство опалубки производится на больших вибрационных столах, которые
могут переворачиваться вертикально механическим способом. После этого в опа-
лубке устанавливаются детали армирования. Дополнительно устанавливаются
монтажные приспособления, такие, как, например, гильзы или резьба, которые
должны быть заанкерены на арматуре согласно предписаниям. После приемки
армирования и монтажных приспособлений ответственным заводским руково-
дителем или инженером-расчетчиком сборные элементы бетонируются и уплот-
няются. При использовании высоких классов прочности бетона и твердения с
помощью водяного пара (автоклавное твердение) сборные элементы уже через
короткое время могут быть отправлены из цеха на склад.
Размеры сборных элементов выбираются из условий транспортировки и гру-
зоподъемности подъемно-транспортного оборудования при монтаже. Для обыч-
ного уличного транспорта транспортировочная ширина 2,50 м, транспортировоч-
ная высота 4,00 м и транспортировочная длина 30 м не должны быть превышены.
11.2.2. Монтаж
На строительную площадку сборные элементы должны доставляться в соответ-
ствии с планом укладки и монтажным планом с помощью башенных кранов или
автокранов. При этом должны выполняться требования по предотвращению не-
счастных случаев при монтаже сборных конструкций.
В соответствии со способом строительства из сборных элементов сначала про-
изводится установка конструкций (грубый монтаж). При этом отдельные конст-
рукции устанавливаются в проектное положение, после чего производится их
Рис. 11.9. Шов между сборными строительными
конструкциями
Таблица 11.1. Указания по размерам швов
Размеры швов Длина сборного элемента, м
ДО 2 от 2 до 4 от 4 до 6 ОТ 6 ДО 8
Ширина (Ь), мм 15 20 25 30...35
Глубина (1), мм 10 12 15 15
выверка с помощью нивелира
или лазерным прибором. Затем
они приводятся в вертикальное
положение и производится их
окончательная рихтовка с помо-
щью клиньев, подкладочных
шайб, кондукторов или наклон-
ных подпорок (рис. 11.10).
При окончательном монтаже
закладывается требуемая армату-
ра стыков, после чего стыки зали-
ваются бетоном, стеновые пане-
ли устанавливаются на плотный
слой раствора, а стаканы фунда-
ментов под колонны заливаются
бетоном. Другие элементы анке-
ровки, такие, как стальные угол-
ки или стальные накладки, проч-
11.2. Изготовление и монтаж сборных элементов 519
но скрепляются болтами. После зат-
вердевания заливки швов вспомога-
тельные приспособления удаляются и
случайные повреждения устраняются.
При монтажной стыковке отдель-
ных элементов появляются монтажные
швы. Их необходимо заделывать пого-
доустойчивым образом. Они должны
обеспечивать требуемую влаго- и теп-
лозащиту и воспринимать деформации,
которые возникают, например, при
температурном расширении и сжатии
элементов. Ширина швов учитывается
уже при изготовлении стеновых пане-
лей (табл. 11.1). Вследствие серьезных
воздействий на стыки сборных элемен-
тов для их уплотнения должны приме-
няться высококачественные длительно
эластичные уплотняющие материалы
(с. 224; т. П,разд.15.4.3.2.). Перед запол-
нением швов уплотняющими материа-
лами необходимо со стороны здания
вставить в шов подкладочный шнур из
вспененной резины (в России, как пра-
вило, гернитовый), который служит не-
сущим материалом для последующего
заполнения шва снаружи. Для этого су-
хие бетонные поверхности шва предва-
рительно промазывают соответствую-
щей грунтовкой сцепления (прайме-
ром). После этого шов заполняется дли-
тельно эластичной уплотняющей
массой с помощью пневматического
шприца (рис. 11.9).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Опишите оба важнейших способа Рис. 11.10. Монтаж колонны
сборного строительства.
2. Объясните разницу между полносборным и частично сборным строительством.
3. Различите элементы в каркасном строительстве в отношении их нагрузки и срав-
ните их со стеновым строительством из мелкоразмерных элементов.
4. Какие условия обеспечивают устойчивость сооружений в сборном строительстве?
5. Назовите элементы в панельном строительстве.
6. Опишите процесс производства сборных конструкций и сравните его с изготов-
лением конструкций из монолитного бетона.
7. Приведите различия между «грубым» монтажом и окончательным монтажом в
сборном строительстве.
Заявки на книги присылайте по адресу:
125319, Москва, а/я 594
Издательство «Техносфера»
e-mail: knigi@technosphera.ru
sales@technosphera.ru
факс: (495) 956 33 46
В заявке обязательно указывайте
свой почтовый адрес!
Подробная информация о книгах на сайте
http://www.technosphera.ru
Справочник строителя.
Строительная техника, конструкции и технологии (в 2-х томах)
Том I
Сборник под ред. X. Нестле
Компьютерная верстка — В.В. Павлова, О.Н. Поспелова
Дизайн — И.А. Куколева
Корректор — О.Ч. Кохановская
Выпускающий редактор — О.Н. Кулешова
Ответственный за выпуск — С.В. Зинюк
Формат 70x100/16. Печать офсетная.
Гарнитура Ньютон.
Печ. л. 32,5. Тираж 5000 экз. (2-й завод 2500 экз.). Зак. № 753.
Бумага офсет № 1, плотность 65 г/м2.
Издательство «Техносфера»
Москва, Лубянский проезд, 27/1
Диапозитивы изготовлены ООО «Европолиграфик»
Отпечатано в ООО «Чебоксарская типография №1»
428019, г. Чебоксары, пр. И. Яковлева, 15