31. Предварительно-напряженные жбк: особенности работы, эффективность, применение.

Предварительно-напряженный железобетон – это армированный бетон, в котором предварительно, на стадии изготовления изделий и элементов конструкций, создают начальные внутренние напряжения, обратные напряжениям от внешних нагрузок. Различают 2 основных способа предварительного напряжения железобетона – напряжением (растяжением) арматуры до затвердевания бетона и после приобретения им определённой начальной прочности. Применение высокопрочной стали является необходимым условием успеха предварительного напряжения железобетонных изделий. Один из ранних патентов на предварительно-напряженный железобетон (1923г) предусматривал изготовление несущих элементов без сцепления бетона с напрягающей арматурой.

В настоящее время для изготовления предварительно-напряженных железобетонных изделий применяют электротермическое или механическое натяжные арматуры на форму или упоры стенда или на затвердевший бетон.

Применение предварительного напряжения позволило значительно увеличить пролётность железобетонных конструкций (прежде всего балочных), снизить их массу, сократить (до 70%) общий расход арматурной стали, повысить их жесткость, трещиностойкость, выносливость к многократным нагрузкам. Архитектурные железобетонные конструкции стали более изящными, «легкими», сохраняя при этом характерную для бетонных сооружений статичность и монументальность.

Высокая собственная масса – главный недостаток несущих и тем более ограждающих железобетонных конструкций – особенно проявляются с увеличением высоты возводимых из него зданий и при увеличении перекрываемых пролётов. Эффективность применения этого материала в высоких и большепролётных конструкциях резко снижается.

Вместе с тем, высокая огнестойкость, жесткость, технологичность возведения и другие достоинства бетонных конструкций могут играть определяющую роль в выборе материала.

Для приготовления железобетонных изделий применяют все виды бетонов – особо тяжелые, лёгкие и особо лёгкие; преимущественное применение имеют тяжелые и лёгкие бетоны.

32. Отделочные материалы на основе природных горных пород.

Горные породы – это природные агрегаты ( механические сочетания ) минералов более или менее постоянного состава, образующие геологические тела, слагающие земную кору. Термин горные породы введён русским химиком и минералогом Севергиным, который классифицировал их на простые, или мономинеральные, состоящие из одного минерала ( глинистый сланец, кварцевый песок, известняк, яшма и др.), и сложные, или полиминеральные, состоящие из нескольких минералов (граниты, порфиры, базальты, сиениты и др.)

Минералы – природные тела, примерно однородные по химическому составу и физическим свойствам. Минералы образуются в результате сложных физико-химических процессов на поверхности или в глубине Земли и других космических тел и являются составной частью горных пород, руд , метеоритов. Большинство минералов – массивные и твёрдые тела, однако встречаются рыхлые и сыпучие ( почвы, гравий, песок) пластические и жидкие (битумы нефть ртуть, вода).

По происхождению горные породы делят на три группы:

Изверженные (магматические), осадочные (пластовые) и видоизменённые( метаморфические).

Изверженные породы образовались (и теперь образуются) в результате застывания магмы. При быстром остывании магмы, излившейся на земную поверхность в виде вулканической лавы, образовывались массивные излившиеся породы. Обломочные породы образовывались при охлаждении твёрдых раздробленных продуктов извержений; часть их подвергалась цементированию, от чего образовывались вулканические туфы.

Осадочные породы формируются в результате преобразования продуктов разрушения первичных пород, морских и континентальных осадочных в виде отдельных пластов и слоёв на земной поверхности и вблизи её при относительно низких температурах и давлении.

Видоизменённые породы образуются в толще земной коры в результате метаморфизма( более или менее глубокого преобразования) изверженных или осадочных горных пород под влиянием высоких температур давления, а также химического воздействия.

Облицовочные каменные материалы – это широкая номенклатура плит, плиток, фасонных и профильных элементов облицовки для наружной и внутренней отделки стен, для облицовки колонн, цоколей, порталов, проступей и подступёнколв лестниц, для покрытия полов и площадок, для плинтусов, карнизов, подоконников и т.д. Лицевая поверхность облицовочных материалов может иметь самую разную фактуру – от грубо – рельефной колотой ( фактура скалы ) до зеркально полированной. Все облицовочные материалы изготавливают на камнеобрабатывающих предприятиях распиливанием или раскалыванием блоков полуфабрикатов с последующей обработкой поверхностей и кромок. Плиты для наружной облицовки зданий изготавливают обычно из твёрдых пород ( гранита, габбро, кварцита, сиенита и др.), а также из мрамора, известняка, туфа. Все эти породы в виде тонких плит и плиток могут использоваться и для внутренней облицовки. Плиты для облицовки стен выпускают шириной от 400-600 мм ( в зависимости от твёрдости породы), длиной до 1м. Для лестниц, полов и площадок, подвергающихся интенсивному истиранию, используют твёрдые породы ( граниты) с показателем истираемости не выше 0,5 г/см2. В помещениях со слабым движением полы могут быть и из износостойких видов мрамора.

Для облицовки зданий используется широкое разнообразие горных пород. Наличие алмазного инструмента и термообработки позволяет с успехом обрабатывать такие твёррдые камни как лабрадорит, диорит, габбро, базальт. Ограниченные декоративные возможности твёрдых камней расширяются путём придания ему рельефной или зеркальной поверхности.

1. Гранит – богатая кремнекислотой зернистая порода. Обычно имеет полнокристаллическое строение, обеспечивающее продолжительность эксплутации даже в неблагоприятных условиях до 1000 лет.

2. Гнейс отличается от гранита наличием сланцеватости. Это позволяет легко получать из массива материал в виде плит. Изза сланцеватости снижается и погодоустойчивость гнейса, поэтому плиты рекомендуется располагать параллельно плоскости стены.

3. Диорит – хорошо сопротивляется истиранию и плохо полируется, давая жирный блеск без чёткого изображения. Его предпочтительно использовать для ступеней и плит для полов с интенсивным движением.

4. Сиенит – полное отсутствие или незначительное присутствие кварца делает породу легко обрабатываемой по сравнению с гранитом. Хорошо полируется, придаётся заркальный блеск. Достаточно погодоустойчива и может применятся для наружной облицовки.

5. Габбро средне и мекло криссталические разновидности, непогодостойки.

6. Лабрадорит – некоторые разновидности минерала Лабрадора, входящие в состав горной породы, обладают высокодекоративным свойством ирризации ,т.е. синим или зеленовато синим отблеском в изломе или на полированной поверхности. Имеет относительно невысокую прочность вследствие крупнокристаллической структуры.

7. Тешенит – порода относится к семейству щёлочных габроидов, имеет относительно невысокую блочность в месторожддениях.

8. Диабаз – особой декоративностью обладает порода с уралитовой роговой обманкой. Она придаёт зеленоватый оттенок. Отличается большой вязкостью и малой истираемостью.

9. Кварцевый порфир – изверженная излившаяся горная порода, близкая по составу к граниту. Присутствие минералов и слюд делает её достаточно декоративной.

10. Базальт – в зависимотси от условий остывания горная порода может быть стекловатой или полной кристаллической.

11. Мрамор – метаморфическая горная порода, образованная в результате воздействия высоких температур и давления на массивы известняка и доломита. Мрамор хорошо обрабатывется всеми видами инструментов. Это позволяет при помощи разных приёмов обработке значительно обогатить палитру его расцветок. Расцветка мрамора обусловлена наличием в его составе оксидов марганца, металлов ,железа, углистого вещества.

Камни мягкие. Кэтой группе относятся горные породы с твёрдостью по шкале мооса менее 3, а именно гипсовый камень, талько – хлорид и известняки ракушечники.