книги / Общий курс путей сообщения

эстакадные мосты, трубы с отверстиями диаметром от 1,5 до 10 м, опоры контактной сети электрифицированных железных дорог, пассажирские платформы, тяговые подстанции, водонапорные башни и другие инженерные сооружения.

Сборный железобетон используют при строительстве тоннелей различного назначения (железнодорожных, автодорожных, метрополитенов).

Шпалы изготовляют из бетона марки М500, для армирования применяют холоднотянутую проволоку периодического профиля диаметром 3–5 мм.

Из сборного железобетона изготовляют трубы для безнапорных и напорных сетей, плиты для покрытий автодорог, сваи для устройства искусственных оснований зданий и сооружений.

Сборный железобетон

Железобетоном называют строительный материал, в котором соединены в единое целое бетон и стальная арматура.

Введение в бетон стальной арматуры позволило получить новый материал с высокой прочностью как на сжатие, так и на растяжение.

Совместная работа бетона и стальной арматуры в железобетоне обеспечивается тем, что:

а) между бетоном и стальной арматурой возникают значительные силы сцепления, препятствующие скольжению арматуры в бетоне; это сцепление определяется клеящей способностью цементного раствора и трением стержня бетона, и неровности поверхности стержней увеличивают трение между бетоном и арматурой;

б) сталь и бетон в пределах изменений температуры от 0 до 80 °С имеют почти одинаковые температурные коэффициенты линейного расширения, и поэтому при изменении температуры не нарушается монолитность железобетона. Точнее, температурные коэффициенты линейного расширения стали и бетона незначительно отличаются друг от друга,

82

поэтому возникающие при изменении температуры усилия, стремящиеся сдвинуть арматуру по отношению к бетону, меньше силы сцепления между ними;

в) бетон надежно защищает арматуру от коррозии. Железобетонные конструкции подразделяют на моно-

литные и сборные.

Монолитные железобетонные конструкции бетонируют на месте строительства. Сборные железобетонные конструкции монтируют на строительстве из отдельных элементов, изготовленных на заводах или полигонах, располагаемых вблизи строительной площадки. Широкое применение сборного железобетона в строительстве позволяет экономить металл, сокращает расход лесных материалов, так как отпадает необходимость устройства, подмостей и опалубки, обеспечивает повышение производительности труда и темпов строительства, снижает его стоимость. Применение сборного железобетона значительно упрощает работу в зимний период и повышает качество строительства.

Широко применяют в строительстве конструкции из предварительно напряженного железобетона. В обычном железобетоне под действием эксплуатационных нагрузок возможно образование трещин вследствие низкой предельной растяжимости бетона. Этот существенный недостаток обычного железобетона ограничивает применение его в конструкциях, в которых по условиям эксплуатации недопустимо появления трещин, например в трубах, резервуарах, изгибаемых и растягиваемых элементах конструкций, работающих в коррозионных средах.

Материалы для сборного железобетона

Песок при просеивании через сито с отверстиями 0,14 мм должен полностью оставаться на сите, а при размере отверстий 5 мм остатка на сите не должно быть совсем. Содержание пылевидных илистых и глинистых частиц, определяемое отмучиванием, не должно превышать в природном

83

песке 3 %. В нем не должно также быть комьев глины и суглинка. Дробленый песок должен быть изготовлен из невыветренных изверженных, метаморфических или плотных карбонатных осадочных пород с пределом прочности (при сжатии последних в насыщенном водой состоянии) не менее

400 кг/см2.

Щебень и гравий должны заготовляться в виде фракций, раздельно дозируемых при приготовлении бетонной смеси: от 5 до 10 мм, от 10 до 20 мм, от 20 до 40 мм, от 40 до 70 мм. Они не должны иметь зерен пластинчатой (лещадной)

иигольчатой формы более 15 % по весу; не допускаются также комья глины и суглинков.

Марка щебня по прочности исходной породы должна быть выше марки бетона не менее чем в 1,5 раза для бетона марок 300 и не менее, чем в 2 раза для бетона марок 300

ивыше. Щебень из изверженных горных пород должен иметь марку не ниже 800, метаморфических не ниже 600 и карбонатных не ниже 300. Морозостойкость щебня и гравия, применяемых в бетонах, должна обеспечивать получение бетона требуемой проектом марки морозостойкости.

Цемент, применяемый в бетонах для искусственных сооружений в качестве вяжущего, характеризуется сортом и маркой. Сорт указывает на область применения данного цемента. Для подземных частей искусственных сооружений применяют: портландцемент, пуццолановый портландцемент, шлако-портландцемент, пластифицированный портландцемент и гидрофобный портландцемент.

Марка цемента характеризуется прочностью на сжатие в кг/см2, определяется испытанием под прессом кубиков из жесткого раствора состава 1: 3 по весу в возрасте 28 сут. Обычный портландцемент выпускается марок от 300 до 700. Сульфатостойкие и пуццолановые цементы имеют высшую марку 500.

84

но армируют предварительно пропитанной битумом стеклотканью или металлической сеткой. Их применяют для устройства оклеечной гидроизоляции и заполнения деформационных швов, особенно при производстве работ в зимнее время.

Камни получают, пропитывая пористые материалы (кирпич, бетон, туф и др.) битумами или дегтями. Их используют для гидроизоляции в виде кладки и футеровки на цементном и асфальтовом растворах.

Мастики и эмульсии

Мастиками называют искусственные смеси нефтяных битумов или отогнанных и составленных дегтей с тонкоизмельченными минеральными или органическими наполнителями. Наполнители мастик подразделяют на пылевидные (известняковый, доломитовый и кварцевый порошки, цемент, мел, золы минеральных видов топлива и т.д.) и волокнистые (хризолитовый асбест 7 и 8 сорта, минеральная вата и др.). Наполнители повышают теплостойкость, уменьшают хрупкость при пониженных температурах и расход битума или составленных дегтей.

По виду связующего мастики подразделяют на битумные, битумо-полимерные, резинобитумные, дегтевые и др.; по способу кладки – на горячие, применяемые с предварительным подогревом до 160–180 °С для битумных мастик и 130–160 °С для дегтевых, и холодные, применяемые без подогрева при температурах окружающего воздуха до 5 °С и подогревом до 60–70 °С при более низких температурах.

По назначению горячие мастики разделяют на приклеивающие, кровельно-изоляционные, гидроизоляционные, асфальтовые и антикоррозионные. Приклеивающие мастики используют для склеивания рулонных материалов при устройстве многослойных кровельных покрытий и для гидроизоляции. Приклеивающие мастики разделяют на битумные, применяемые для склеивания битумокартонов (рубероид,

86

пергамин) и других содержащих битум рулонных материалов, и дегтевые для приклеивания дегтекартонов (толь, толькожа и др.).

Стали, применяемые на железнодорожном транспорте

Для изготовления рельсов, рельсовых скреплений частей подвижного состава и металлических строительных конструкций на железнодорожном транспорте широко применяют различные углеродистые и легированные стали (табл. 8).

Таблица 8 Стали, применяемые на железнодорожном транспорте

Рельсовая сталь. Химический состав сталей, из которых прокатываются рельсы, приведен в табл. 8. Наилучшее сочетание механических свойств (вязкости и твердости) в условиях работы в пути показывают рельсы имеющие сорбитную структуру. Рельсы подвергаются испытаниям на растяжение и удар.

Согласно принятым технических условиям предел прочности при растяжении мартеновской и бессемеровской стали для рельсов всех типов должен быть не менее 84 кгс/мм2 (840 МПа), а термически обработанной (после объемной закалки в масле) – не менее 17 кгс/мм2 (1170 МПа).

Древесные строительные материалы и изделия

Древесными называют материалы и изделия, состоящие полностью или преимущественно из древесины. Преимуще-

87

ства натуральной древесины сравнительно высокая прочность при небольшой объемной массе, малая тепло- и звукопроводность, легкая обрабатываемость и способность соединяться при помощи врубок, шпонок, гвоздей, болтов и клеев. Однако древесина обладает рядом недостатков, таких как формоизменяемость при изменении влажности, сгораемость, подверженность при определенных условиях загниванию, анизатропность как следствие неоднородности строения и др.

С целью повышения качества и долговечности древесных материалов, а также устранения недостатков, присущих натуральной древесине, в современном строительстве широко применяют новые виды древесных материалов, в частности из древесины, пропитанной и склеенной различными синтетическими смолами.

Пиломатериалы

Пиломатериалы, получаемые путем продольной распиловки пиловочных бревен, подразделяются на брусья, доски, бруски, шпалы и др.

Брусья представляют собой пиломатериалы, ширина

итолщина которых превышает 110 мм. Строительные брусья изготовляют преимущественно из хвойных пород. Подразделяются они на четырехбитные, т.е. опиленные со всех сторон,

идвухкантные, опиленные с двух взаимно противоположных сторон. Строительные брусья применяют для несущих конструкций зданий, балок, межэтажных перекрытий, стропил

ит.п., а также для пролетных строений мостов.

Досками называют пиломатериалы толщиной 100 мм и менее при отношении ширины к толщине более 2. Пиломатериалы толщиной не более 100 мм и при отношении ширины к толщине менее 2 называются брусками.

Доски и бруски подразделяются на обрезные с пропиленными кромками и необрезанными, у которых кромки не пропилены. Шпалы изготовляют из древесины сосны, ели, лиственницы, пихты, кедра или бука. По форме поперечного

88

сечения их делят на два вида: А (обрезные) – пропилены все четыре стороны; Б (необрезные) – пропилены только две противоположные стороны.

Деревянные шпалы для железных дорог широкой колеи в зависимости от назначения изготовляют трех типов: I, II, III.

Консервирование древесины

Если в условиях службы в конструкции древесина подвергается систематическому увлажнению, например в сваях, шпалах, деревянных опорах линий электропередач и т.п., или конструкции изготовляют из сырой и плохо просушенной древесины, то с целью увеличения срока службы деревянных конструкций и предохранения их от загнивания необходимо консервировать древесину, т.е. обрабатывать ее антисептиками.

Антисептическими называют вещества, применяемые в строительстве для защиты деревянных конструкций и частей зданий от гниения. Антисептики или непосредственно убивают грибы, или создают среду, в которой их жизнедеятельность становится невозможной. Антисептики должны удовлетворять следующим требованиям: обладать высокой токсичностью по отношению к низшим микроорганизмам, но быть безвредными для людей и животных; сохранять высокую токсичность в течение заданного срока; легко проникать в древесину на требуемую глубину; не ухудшать фи- зико-механические свойства древесины, в частности не повышать ее гигроскопичность и электропроводность; не вызывать коррозии металлических частей, применяемых для соединения и крепления деревянных элементов; быть стойкими при повышенных температурах в процессе обработки древесины.

К антисептикам, применяемым в водных растворах, относятся фтористый натрий, кремнефтористый натрий, кремнефтористый аммоний, хлористый цинк, пентахлорфенолат натрия, оксидифенолат натрия, уралит и препарат ГР-48.

89