Основы строительного дела

Раздел: Строительство

Естественные каменные материалы находят самое разнообразное применение в строительстве промышленных, жилых и общественных зданий и в инженерных сооружениях. Для этих целей основное значение имеют следующие свойства камней: механическая прочность, твердость, морозостойкость и объемный вес.

Механическая прочность камня, т. е. его способность сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих в конструкциях, определяется испытанием образцов в основном на сжатие. Образцы камня выпиливают в виде кубиков размером 5X5X5 или 7X7X7 см для пород высокой и средней прочности и размером 10X10X10 см для пород малой прочности. Иногда для испытания на сжатие берут образцы в виде цилиндров, высверливаемых специальными сверлами из массива.

Легкие камни (ракушечники, пористые известняки, вулканические туфы), используемые главным образом для стен зданий, различают по маркам, характеризующим предел прочности камня при сжатии в кг/см2: 4; 7; 10; 15; 25; 35; 50; 75 и выше. Камни тяжелых пород имеют марки: 100; 150; 200; 300 и т. д. до 1 000 и выше. Марки камней, имеющих в разных направлениях различное строение, определяются испытанием нагрузкой в том направлении, в котором она будет действовать в кладке.

Напряжение в каменных материалах в стадии эксплуатации строительных конструкций принимается от 7б до V20 предела прочности в зависимости от вида и структуры камня, действующих в нем усилий (сжатие, растяжение и т. п.) и других признаков.

Твердость камня, характеризующаяся главным образом сопротивлением его истиранию, измеряется потерей веса испытуемого образца за определенный промежуток времени при испытании на специальной машине (круг истирания).

Сопротивляемость камня истиранию имеет существенное значение для материалов, используемых в дорожных покрытиях, для изготовления ступеней лестниц, плит для полов и пр.

Морозостойкость характеризуется сопротивлением камня влиянию попеременного замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии. В зависимости от назначения сооружения и условий работы материала требуется, чтобы образцы выдерживали 10, 15, 25, 50 или более циклов замораживания и оттаивания. Образцы считаются выдержавшими испытание, если на них нет видимых повреждений и потеря в весе образцов не превышает 5%, а снижение прочности не превосходит 25%. Морозостойкость имеет большое значение для материалов наружных стен отапливаемых зданий, особенно при повышенной влажности внутреннего воздуха (бани, прачечные, промышленные цехи со значительными влаговыделениями).

Процесс естественного разрушения камня под действием воды, ветра, солнца и мороза называется выветриванием. Стойкость камня против выветривания находится в прямой зависимости от химических и физических свойств, структуры и однородности породы. Выветривание обусловливает понижение прочности камня и при значительном развитии делает камень совершенно непригодным для строительных целей.

Объемный вес камня (вес 1 ж3 в естественном состоянии) имеет важное значение для строительства, так как влияет на вес элементов сооружения и транспортные расходы. От объемного веса камня зависит в основном и его теплопроводность: чем меньше объемный вес, тем ниже теплопроводность. Объемный вес камней колеблется в широких пределах — от 1 800 до 2 800 /сг/ж3 для тяжелых и от 750 до 1 800 /сг/ж3 для легких горных пород. Так, граниты имеют объемный вес 2 бОО-г-2 800 /сг/ж3 и более; плотные известняки — 1 800-^- 2 600 /сг/ж3; известковые туфы — 1 400 -г- 1 700 /сг/ж3; ракушечники — 800 1 800 /сг/ж3; вулканические туфы — от 700 до 1 400 /сг/ж3.