Каменные и армокаменные материалы

Каменные материалы — один из древнейших используемых человеком строительный материал. Сырьем для получения природных каменных материалов служат горные породы. По геологическому происхождению горные породы разделяются на изверженные (магматические), осадочные (пластовые) и метаморфические (видоизмененные). К изверженным породам относятся граниты, диориты, базальт, диабаз и др., к осадочным породам — известняки, песчаники и ракушечник. Мрамор, гнейс и глинистые сланцы являются метаморфическими породами.

Природные каменные материалы и изделия получают путем обработки горных пород. По способу получения каменные материалы подразделяют на рваный камень (бут), который добывают взрывным способом; грубоколотый камень, получаемый раскалыванием породы без обработки; дробленый камень (щебень, искусственный песок) и сортированный камень (булыжник, гравий). Каменные материалы по форме делят на камни неправильной формы (щебень, гравий) и штучные изделия, имеющие правильную форму (плиты, блоки). Щебень — остроугольные куски горных пород размером 5−70 мм, получаемые при механическом или природном дроблении бута или естественных камней. Его используют в качестве крупного заполнителя для приготовления бетонных смесей, устройства оснований. Гравий — окатанные куски горных пород размером 5−120 мм, также используется для приготовления искусственных гравийно-щебеночных смесей. Песок — рыхлая смесь зерен горных пород размером 0,14−5 мм. Он образуется обычно в результате выветривания горных пород, но может быть получен и путем дробления гравия, щебня и кусков горных пород.

Широкий диапазон физико-механических свойств и распространенность природных каменных материалов обусловили их широкое применение в строительстве. Их используют для возведения фундаментов и стен зданий, защитных и декоративных облицовок строительных конструкций, полов и лестниц, в качестве дорожных покрытий и т. п. В настоящее время к каменным и армокаменным конструкциям и материалам причисляют:

• а) наружные стены из пустотелых керамических и силикатных камней и кирпича, бетонных пустотелых блоков и камней, полнотелых камней и блоков из бетона на пористых заполнителях, многослойные стены из облегченной кладки е заливочным утеплителем, засыпкой из керамзитового гравия, шлака и т. д.;
• б) стены из бетонных, кирпичных и каменных блоков и панелей, изготовленных из кирпича или камней;
• в) местные природные каменные материалы.

Каменная кладка представляет собой конструкцию, состоящую из камней, уложенных в определенном порядке, скрепленных строительным раствором. Армированные кирпичные конструкции представляют собой кладку, усиленную стальной арматурой, которую укладывают на растворе в швы между кирпичами. Армирование может быть поперечное и продольное. Поперечное армирование выполняют сетками или отдельными стержнями. Продольное и вертикальное армирование кладки применяют для восприятия растягивающих усилий в изгибаемых и внецентренно сжатых конструкциях (столбах, тонких стенах и перегородках) для повышения их устойчивости, а также в конструкциях, подверженных сейсмическим воздействиям.

Начальный модуль деформаций (модуль упругости) кладки при кратковременной нагрузке должен приниматься равным для неармированной кладки.

для кладки с продольным армированием.

где? — упругая характеристика кладки, принимаемая по табл. 15 СНиП П-22−81 «Каменные и армокаменные конструкции» в зависимости от вида кладки и марки раствора; - временно? е сопротивление (средний предел прочности) сжатию кладки.

k = 2 для кладки из кирпича и камней, из крупных блоков, рваного бута и бутобетона, k = 2,25 для кладки из крупных и мелких блоков из ячеистых бетонов; R — расчетное сопротивление сжатию кладки; - временное сопротивление сжатию армированной кладки из кирпича или камней при высоте ряда не более 15 см, определяемое по формуле.

где i = 1 для кладки с продольной арматурой, i = 2 для кладки с сетчатой арматурой;? — процент армирования кладки, равный.

для кладки с продольной арматурой, а для кладки с сетчатой арматурой? определяется н. 4.30 СНиП ??-22−81; и -соответственно площади сечения арматуры и кладки; - нормативные сопротивления арматуры в армированной кладке.

Упругую характеристику кладки с сетчатым армированием следует определять по формуле.

Модуль деформаций кладки Е должен приниматься при расчете кладки на сжатие и при определении деформаций кладки от продольных или поперечных сил в статически неопределимых рамных системах.

Относительная деформация кладки с учетом ползучести определяется по формуле.

где? — напряжение, при котором определяется ?;? = 1,8 для кладки из керамических камней,? = 3,5 для кладки из мелких и крупных блоков или камней из автоклавных ячеистых бетонов,? = 4 для кладки из мелких и крупных блоков или камней из неавтоклавных ячеистых бетонов.

Автоклавный ячеистый бетон — это материал, который проходит специальную обработку в автоклаве. Автоклав — это аппарат, который предназначен для проведения процессов при температуре и под давлением выше обычного.

Модуль упругости при постоянной и длительной нагрузке с учетом ползучести следует уменьшить путем деления его на коэффициент ползучести ?.

Модуль сдвига кладки следует принимать равным G = 0,4E.