Руководство для каменщика и бетонщика мостовых и тоннельных работ (1942 год) - часть 4

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КАМЕННЫХ, БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ РАБОТ

§ 8. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

1. Естественные каменные материалы

Земная кора состоит из горных пород; горные породы отложены в виде сплошных твердых образований, т. е. скал, или в виде скалы, распавшейся на отдельные слои и куски, иногда с прослойками

2. Минералы

Естественные каменные материалы сложены из мелких частиц, называемых минералами. Минерал представляет однородное по своему химическому составу и свойствам тело, образовавшееся в земле. В природе наблюдается большое количество минералов, и каждый камень может быть сложен из большого числа разных минералов. Однако в каждом камне можно выделить главные минералы, т. е. породообразующие, и второстепенные. Кроме того, минералы могут быть объединены в группы по своим химическим свойствам.

Вулканические горные породы составлены из минералов, которые по своему химическому составу представляют кремнистые соединения. Из этих минералов главнейшими являются: кварц, полевой шпат, слюда, роговая обманка, авгит.

3. Камни вулканических пород

Грани т состоит из кристаллических зерен минералов: кварца, слюды, полевою шпата и др. Кварц наблюдается на поверхности камня в виде бесцветных кристаллов; полевой шпат — в виде непрозрачных кристаллов белого, желтого, розового цвета; слюда — в виде блестящих чешуек светлого и черного цвета. Общий цвет гранитов чаще всего серый или красный. Чем мельче составляющие гранит кристаллы, тем камень прочнее, но в общем гранит является одной из наиболее прочных каменных пород. Вследствие этого гранит применяется для частей сооружений, где требуется большая прочность, а также для облицовки опор, мостов и труб. Гранит залегает большими массивами, а иногда встречается отдельными валунами и булыгами.

4. Камни осадочных пород

Песчаники состоят из зерен песка, сцементированных различными веществами: глиной, известью, кремнекислотой. В зависимости от рода цементирующего вещества прочность разновидностей песчаников различна: наибольшей прочностью обладают кремнистые песчаники, так называемые кварциты. Глинистые песчаники являются наименее прочными и в строительстве не применяются.

Песчаники довольно широко распространены по СССР: они имеются в центральных областях Европейской части СССР, в Поволжье, на Украине и в других местах.

Известняки состоят главным образом из мелких зерен минерала кальцита, связанных каким-либо цементирующим веществом: кальцитовым, известково-глинистым и т. д.

Известняки разделяются на: а) плотные известняки, в которых зерна нельзя разглядеть простым глазом; б) землистые известняки — мел; в) пористые породы — известковые туфы; г) крупнопористые породы, состоящие из раковин, — ракушечник; д) зернисто-кристаллические известняки — мраморы (относятся собственно к превращенным породам). Цвет известняков самый разнообразный: белый, бурый, серый, желтый, красноватый.

Плотные известняки идут в дело как строительный камень; более слабые породы идут на обжиг для приготовления воздушной извести. Известняки с примесью глины, называемые мергелями, идут для производства портланд-цемента. Землистые известняки (мел) применяются для побелки зданий в гражданском строительстве, а также идут на обжиг для получения воздушной извести и портланд-цемента.

Известняки имеют повсеместное распространение в СССР.

5. Камни превращенных пород

Наиболее часто встречаются гнейсы. По составу гнейс имеет сходство с гранитом, но в нем слюда располагается прослойками,

отчего гнейс легко колется но этим слоям. Слои слюды в гнейсах являются слабым местом камня. Встречается гнейс в СССР очень часто: на Украине, Кольском полуострове, Урале и в Сибири.

Мрамор представляет собой мелкокристаллический известняк. Мрамор имеет очень красивый рисунок и разнообразный цвет. Применяется как отделочный материал (отделка станций Московского метрополитена).

§ 9. СТРОИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. Механическая прочность

Сила, действующая на материал извне, например удар кувалды но камню при раскалывании, удар бабы по свае при забивке, проходящий по мосту поезд и т. п., стремится изменить форму материала: сжать, изогнуть, растянуть или разделить на части. Под действием внешней силы в материале возникают внутренние силы, которые, противодействуя внешней силе, не допускают или лишь частично допускают изменение формы материала.

Способность материала не поддаваться изменению от действия внешней силы или поддаваться только в известной мере (сопротивляться) называется механической прочностью материала.

Изменение формы материала называется деформацией. Соответственно возрастанию действия силы возрастает деформация. После того как сила переходит известный предел для определенных размеров и свойств материала, он разрушается.

Сжатие. В искусственных сооружениях каменные материалы работают главным образом на сжатие.

Если взять кубик (фиг. 54), сделанный из камня, положить его на твердое основание, а сверху положить тяжелую гирю, то кубик будет сжиматься положенным на него грузом или нагрузкой и передавать это давление основанию.

Если величину нагрузки на кубик разделить на площадь, которой он опирается на основание, то можно найти нагрузку на единицу площади основания. Например, кубик имеет стороны по 5 см, площадь его основания равна 25 см2. Допустим, что груз, лежащий на кубике, равен 100 кг, тогда нагрузка на 1 см2 основания кубика будет равна 100 : 25 = 4 кг на 1 см2.

Нагрузка, приходящаяся на 1 см2 поперечного сечения кубика, называется напряжением и измеряется числом килограммов на 1 см2 площади поперечного сечения.

С увеличением нагрузки на кубик наступит момент, когда кубик не выдержит нагрузки и будет раздавлен.

Напряжение, которое испытывает материал при разрушении его сжатием, называется временным сопротивлением

2. Морозоустойчивость

Как известно, вода при низкой температуре обращается в лед и при этом объем образовавшегося льда примерно на 10% больше

§ 10. ВИДЫ ЕСТЕСТВЕННЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. Общие сведения

Естественные каменные материалы применяются для каменных и бетонных работ при строительстве искусственных сооружений в виде отдельных камней и в виде сыпучих материалов (песок, гравий, щебень).

При применении отдельных камней каменные материалы подвергаются почти исключительно только механической обработке (расколка, обтеска, иногда распиловка). Так, щебень получается дроблением более крупных кусков естественного камня с последующей сортировкой — грохочением раздробленного материала. Каменный сыпучий материал кроме его сортировки подвергается иногда промывке.

Применяемый для строительства каменный материал, как и вообще всякий материал, должен удовлетворять в отношении его качества техническим требованиям и до поступления на работы должен быть подвергнут испытанию в лаборатории. Строительство должно получить официальное заключение лаборатории на пригодность материала. Это заключение сохраняется строительством до сдачи сооружения

в эксплуатацию и должно быть предъявлено комиссии при приемке сооружения в доказательство пригодности принятых для сооружения материалов.

Технические требования на материалы, их обработку изложены в «Технических требованиях (временных) к производству работ но искусственным сооружениям железнодорожного транспорта», изданных Управлением железнодорожного строительства НКПС.

Равным образом на основные строительные материалы изданы Общесоюзные стандарты (сокращенно ОСТ), которыми также следует руководствоваться при определении качества материалов.

2. Бутовый камень

Бутовый камень, применяемый для бутовой кладки искусственных сооружений, заготовляется двух видов: рваный и булыжный. Рваный камень получается выламыванием его из скалы; он имеет неправильную форму и разные размеры. Крупные куски раскалываются на более мелкие для непосредственного применения их в кладке. Куски камня не должны быть слишком мелки, гак как в кладке в таком случае будет слишком много швов, а швы кладки менее прочны, чем целый камень. С другой стороны, слишком крупные камни неудобны в работе, так как каменщику трудно с ними обращаться и укладка их требует много времени. Наименьший размер камня в поперечнике должен быть не менее 10 см, а наибольший — не более 50 см.

Наиболее желательно, чтобы бутовый камень имел вид плиты. Из плиты кладка может вестись правильными рядами, что повышает прочность кладки. Такой камень получается при разработке природного камня слоистого залегания. Если такого залегания не имеется, то при разработке и расколке камня стараются искусственно придать ему вид плиты, или, как говорят, получить постел истый камень. Для кладки искусственных сооружений следует применять только постелистый камень, если нельзя иметь плиту.

Булыжный камень встречается в природе в виде отдельных окатанных валунов, имеющих разные размеры. Крупные валуны разбиваются на куски таких размеров, которые пригодны для кладки. Более мелкие валуны требуется разбивать хотя бы пополам. Применять валуны без расколки для кладки нельзя, так как такие камни нельзя устойчиво уложить и кладка из таких камней будет иметь малую прочность. Камень для бутовой кладки должен быть твердых пород, однообразного строения, без трещин и признаков разрушения от выветривания.

Перед применением камня в кладку он должен быть испытан в лаборатории на механическую прочность и морозоустойчивость.

Прочность камня (временное сопротивление на сжатие) должна быть не менее 400 к2 на 1 см2.

Каменный материал для строительства при заготовке выкладывается в штабели с вертикальными стенками (фиг. 55). При осмотре штабелей во время приемки бутового камня нужно обращать внимание на плотность укладки и качество камня. В штабелях не должно быть камней очень больших размеров, а с другой стороны, не должно быть много мелочи. Камень должен быть постелистый. Форма шта-

белей должна быть правильной для более точного обмера их; штабели должны быть выложены на выровненных площадках.

3. Штучный камень

Штучный камень применяется для облицовки: мостовых опор, оголовков труб, порталов тоннелей, лицевой стороны сводов в трубах, арочных мостов, тоннелей и подпорных стенок.

Штучный камень представляет собой крупный рваный или булыжный камень, соответственным образом отесанный. Обычно передняя сторона камня (лицо) отесывается полностью; грани, прилегаю щие к лицу (постели, по которым камень укладывается в сооружение, и заусенки — боковые грани), отесываются частично, и задняя, хвостовая, часть камня остается без отески и подвергается только, если нужно, околке. Часть постелей (верхней и нижней), прилегающая к лицу, подвергается иолучистой теске в виде ленты неодинаковой ширины. Посередине ширины камня лента имеет наибольшую ширину, а по концам наименьшую. Заусенки также отесаны получистой теской, как и постели. На остальной части постели и заусенки подвергаются околке.

Облицовочные камни заготовляются двух типов: ложки и тычки (фиг. 56). Это делается для лучшей заделки облицовки в тело сооружения.

Ложки своей длинной частью укладываются вдоль облицовываемой поверхности, а тычки, наоборот,—длинной частью входят в толщу кладки. Соответственно положению ложков и тынков в кладке производится и самая отеска камней. В кладке ложки чередуются с тычками, т. е. в ряду камни укладываются таким образом: ложок, тычок, ложок, тычок и т. д.

4. Песок, гравий и щебень

Песком называется рыхлая смесь зерен кварца и других материалов, образовавшаяся в результате выветривания горных пород. Песок применяется для приготовления раствора каменной кладки, а также приготовления бетона для бетонной и железобетонной кладки.

По условиям образования и залегания пески подразделяются на морские, озерные, речные, овражные (горные). Эти условия пред-
Определяют в известной степени качество песка. Морской песок имеет мелкие округленные зерна; иногда к кварцевым зернам примешиваются известковые зерна и обломки раковин. Эти примеси понижают прочность раствора и бетона, приготовленных на этом песке. Кроме того, в морском песке могут быть вредные для цемента соли морской воды.

Речной песок, обычно чистый, имеет также округленные зерна и может иметь вредные для цемента органические примеси. Горный песок, не переносившийся водой, имеет остроугольные зерна. Он бывает засорен глиной и пылью. По крупности зерен песок разделяют на

5. Приемка и хранение на складе щебня, гравия и песка

Применяемые для растворов и бетонов щебень, гравий и песок

носят общее название инертных, или заполнителей.

Инертные материалы складываются на выровненных площадках в штабели правильной формы с прямоугольными (нижним и верхним) основаниями (фиг. 58). Откосы штабелей оправляются по шаблону. Длина и ширина штабелей могут быть взяты любые в зависимости от местных условий, но высота штабелей должна быть не менее 1 м.

В штабелях инертные материалы должны быть обмерены для определения их объема. Пригодность их для работ определяется в лаборатории. Поэтому из выставленных штабелей должны быть отобраны пробы и отосланы в лабораторию. До получения результатов испытания инертные материалы не должны допускаться к применению и к вывозке на строительство.

Отбор проб делается следующим образом. Все количество инертных, которое должно быть принято для работ, делится на партии но 100 м3 каждая. Количество менее 100 м3 принимается как полная партия, От каждой партии в нескольких местах (не менее 3 — 4) отбирается

§ 11. ДОБЫВАНИЕ И ОБРАБОТКА КАМЕННЫХ И ИНЕРТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. Добывание каменных материалов

Каменные материалы добываются: а) в карьерах или каменоломнях; б) из камней-валунов, разбросанных на нолях, берегах рек и

морей; в) из камней, встречающихся при разработке выемок, и пр.
Особенно большое распространение валуны имеют в северных и западных областях СССР.

В зависимости от характера залегания камня для разработки его открывают карьеры, где камень добывается из открытой выемки, или добывают камень подземным способом.

Карьерный способ разработки применяется в том случае, если камень залегает неглубоко. В этом случае после вскрытия разработка ведется или с «обрыва» уступами (фиг. 60) или «в яму» (фиг. 61). Последний способ менее выгоден, так как при этом способе разработки весь камень приходится поднимать наверх.

Далее обработка камня ведется долотом или шпунтом (фиг. 72) и молотком. Этими инструментами достигается получистая теска. Для твердых пород обычно применяют шпунт, имеющий вид заостренной четырехгранной пирамиды; для мягких пород применяют плоские долота, напоминающие слесарные зубила и называемые скарпелью (фиг. 73). Обработка камня производится в направлении от краев камня к середине, чтобы не выколоть края (фиг. 74).

содержание .. 2 3 4 5 ..