Будівельна справа лекції. Конспект лекцій з Вступ до будівельної справи. Робота № 526971

Перехід до торгівельного партнера Binance

Будівельна справа лекції

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

УІ

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2024

Тип роботи:

Конспект лекцій

Предмет:

Вступ до будівельної справи

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Зміст Стор. Передмова …………………………………………………………......................... 4 ЗМ 1. Сутність інженерної справи в сфері будівництва ……………….............. 6 1.1. Будівельні матеріали ………………………………………….…………........ 6 1.2. Історичний нарис будівельної справи ……………….………….…...…....... 13 1.3. Сучасна інженерна справа …………...…….……………………………….. 26 Питання для самостійного контролю студентів ЗМ 1 ………………….…...… 40 ЗМ 2. Види інженерної діяльності в сфері будівництва ..…………………....... 41 2.1. Будівельний процес ………….……………………………………………… 41 2.2. Будинки і споруди ……………………………………………….………….. 56 Питання для самостійного контролю студентів ЗМ 2 ………………………… 75 Список літератури ……………………………………………………………….. 76 4 ЗМ 1. Сутність інженерної справи в сфері будівництва 1.1. Будівельні матеріали Для правильного і технічно грамотного використання будівельного матеріалу треба знати його властивості, тобто якісні характеристики, що визначають його застосування в будівництві. Технічні властивості матеріалу залежать від його складу і структури. Будівельний матеріал характеризується хімічним, мінеральним і фазовим складом. Структуру матеріалу вивчають на рівнях макроструктури, мікроструктури і на молекулярно-іонному. До основних груп властивостей будівельних матеріалів відносяться: фізичні, відношення до дії води, теплові, механічні, спеціальні (довговічність, корозійна стійкість, газопаропроникливість та ін.), технологічні (придатність до механічної обробки). Деякі властивості мають важливе значення для всіх будівельних матеріалів, інші – тільки для деяких і у певних умовах (водостійкість, морозостійкість, вогне- тривкість і т. д.). Згідно із загальноприйнятою класифікацією всі будівельні матеріали можна поділити за технологічними ознаками на такі групи: природні кам’яні матеріали, будівельна кераміка, скляні та інші розплавні матеріали, мінеральні в’яжучі речовини, метали і металеві вироби, будівельні розчини, бетон і залізобетон, штучні кам’яні матеріали і вироби, лісові матеріали, органічні в’яжучі речовини і матеріали на їх основі, лакофарбові матеріали, пластичні маси і вироби з них. Природні кам’яні матеріали. Завдяки високим і різноманітним будівельним властивостям кам’яні матеріали широко застосовуються майже у всіх галузях будівництва. Вони мають високу міцність ,водостійкість, морозостійкість, довго- вічність, декоративні якості. Природні кам’яні матеріали добувають з гірських порід. 7 Гірські породи – це мінеральна маса, що складається з одного або кількох мінералів. Мінералом називають речовину, що утворилася в земній корі внаслідок різних фізико-хімічних процесів, однорідна за своєю будовою, хімічним складом і фізичними властивостями. Гірські породи і кам’яні матеріали класифікують за походженням, за серед- ньою густиною, за границею міцності при стиску, за морозостійкістю, за коефі- цієнтом розм’якшення, за видом використання. З природного каменю виготовляють: бутовий камінь, булижний камінь, камені правильної форми, плити, і фасонні вироби, покрівельні плити тощо. Гірські породи використовують також як сировину для виробництва будівельних матеріалів, з деяких виготовляють теплоізоляційні матеріали. Будівельна кераміка. Керамічні вироби виготовляють з природних глин або їх суміші з мінеральними й органічними добавками. Виробництво склада- ється з трьох основних технологічних стадій: формування, сушіння і випалювання. Висока міцність, водостійкість і морозостійкість, довговічність і широкий асортимент кераміки надають можливість використовувати її у всіх частинах будівлі – від фундаменту до покрівлі. Недоліками керамічних виробів порівняно з іншими будівельними матеріалами є підвищена крихкість. Після випалення керамічні вироби набувають потрібну поверхню за фактурою й кольором і не потребують додаткової обробки. За призначенням керамічні вироби поділяються на такі групи: стінові матеріали, вироби для зовнішнього облицювання будівель, вироби для внутрішнього опорядження приміщень. Вироби: санітарно-технічні, для перекриттів, покрівельні (черепиця), керамічні труби, спеціального призначення. Крім того всі керамічні матеріали поділяють на дві групи: пористі й щільні. Матеріали і вироби з мінеральних розплавів. Для мінеральних розплавів загальною ознакою є її силікатна природа, тобто перевага в їх складі силікатів. Власне силікатним розплавам притаманна здатність переходити при різкому охолодженні в скляноподібний стан. Отримання виробів з мінеральних розплавів базується також на єдиному комплексі технологічних операцій: розплавленні початкової сировини, формування8 і термічної обробки виробів для надання їм необхідної мікроструктури і фізико- механічних властивостей. Мінеральні розплави залежно від виду початкової сировини можна поділити на такі групи: кам’яні, шлакові, ситали і шлакоситали. З скляних розплавів виготовляють: листове скло і його різновиди (вітринне, загартоване, армоване, візерункове скло), стемаліт, вітрасил, увіольове скло, три- плекс, профільоване скло, склопакети, склоблоки, скляні труби, скляні, емальовані й килимово-мозаїчні облицювальні плитки, скляну смальту і скляну вату, піноскло і газоскло. Матеріали і вироби з кам’яного литва виробляють шляхом розплавлення, розливу в форми й охолодження гірських порід базальту і діабазу. Для матеріалів і виробів з шлакових розплавів сировиною служать мета- лургійні вогняно-рідкі, доменні й мартенівські шлаки. Виробляють: шлакову пемзу, шлакову вату, каміння, плитки облицювальні й для підлог. Також виробляють склокристалічні матеріали (ситали, шлакоситали). Метали і металеві вироби. Метали – найбільш поширений матеріал у всіх галузях народного господарства. Широкому використанню металів у будівництві сприяє ряд їх цінних тех.- нічних властивостей: висока міцність, пластичність, підвищена теплопровідність, електропровідність і зварність. Поруч з цим метали мають і недоліки: при дії газів і вологи піддаються корозії, а з підвищенням температури деформуються. Метали поділяють на дві групи – чорні й кольорові. Чорні метали (сталь і чавун) застосовують у будівництві для виготовлення різних конструкцій: арматури для залізобетону, ферм, каркасів будівель, щогл , санітарно-технічних виробів, опоряджувальних деталей. Кольорові метали використовують головним чином у різних сплавах, на- приклад в таких, як дюралюміній і бронза. Мінеральні в’яжучі речовини. Це порошкоподібні матеріали, здатні при змішуванні з водою утворювати пластичне легко формоване тісто, яке під впливом ряду фізико-хімічних процесів твердіє і набуває каменевидного стану. Цю власти-9 вість в’яжучих речовин широко використовують для виготовлення різних без- випалювальних і штучних кам’яних матеріалів і виробів: розчинів, бетонів, вап- няно-пісчаної цегли тощо. Залежно від умов, що сприяють підвищенню і збере- женню міцності, мінеральні в’яжучі речовини поділяють на повітряні й гідравлічні, а також лужні алюмосилікатні та шлаколужні. Повітряні в’яжучи речовини твердіють і зберігають міцність на повітрі. Це повітряне вапно, будівельний гіпс, рідке скло, магнезіальні в’яжучі й кислото- тривкий цемент. Гідравлічні в’яжучі речовини мають ці властивості не тільки на повітрі, а й у воді. До цієї групи належить портландцемент – продукт тонкого подрібнення цементного клінкеру, який виготовляють випалюванням до спікання (1450 о С) вапнякових мергелів або штучної суміши з 75% вапняку й 25% глини і його різновиди, – пуцолановий, шлаковий, глиноземний та ін. Нарівні з цим розрізняють в’яжучі речовини, що ефективно тверднуть тільки при автоклавній обробці ( тиску насиченої пари 0,8-1 МПа і температурі 170-200 о С). До групи в’яжучих речовин автоклавного твердіння належать вапняно-кремне- земісті і вапняно-нефелінові в’яжучі. Будівельні розчини. Будівельними розчинами називають затверділу до камене- видного стану раціонально дібрану суміш, що складається з в’яжучої речовини, дрібного наповнювача (піску) і води. До затвердіння цю суміш називають роз- чиновою сумішшю. Для надання розчинам певних технічних властивостей у розчинні суміші вводять спеціальні добавки. Розчини відрізняються від бетонів відсутністю крупного заповнювача, тобто вони є дрібнозернистими бетонами, їм притаманні всі властивості бетонів. Будівельні розчини на гідравлічних в’яжучих речовинах водостійкі, їх на- зивають гідравлічними; розчини на повітряних в’яжучих стійкі тільки в повітряно сухих умовах, такі розчини називають повітряними. Розрізняють розчини також за видом в’яжучих речовин, за призначенням (кладкові, штукатурні, спеціальні), за середньою густиною. В сучасному будівництві все ширше використовують сухі будівельні сміши. 10 Бетони. Бетонами називають штучний кам’яний матеріал, що являє собою затверділу суміш виготовлену з в’яжучої речовини, води, дрібного (піску) і крупного (щебеню або гравію) наповнювача. В незатверділому стані його називають бетонною сумішшю. Окрім основних компонентів у бетонну суміш можуть вводити спеці- альні домішки. В’яжуча речовина і вода – це активні складові, що утворюють цементну масу, а наповнювачі – інертні, вони утворюють каркас бетону. Цементне тісто обкутує зерна наповнювачів і заповнює пустоти між ними. Твердіючі, тісто зв’язує зерна наповнювача в штучний камінь конгломератної будови. Переваги бетону як будівельного матеріалу: висока економічність, можливість здобування бетонів з різноманітними властивостями, відносна легкість обробки бетонної суміші, можливість виготовити різноманітні за формою і розмірами деталі й конструкції, повна механізація робіт. У будівництві застосовують різні бетони, що класифікують за такими озна- ками: фізико-механічні властивості, вид в’яжучої речовини на якій виготовлено бетон, за призначенням у будівництві. Лісові матеріали. Лісові матеріали відіграють величезну роль у народному господарстві. Це передусім джерело здобування деревини, яку широко застосо- вують у промисловому й цивільному будівництві, незважаючи на її зростаючу вартість. Деревину, як будівельний матеріал, широко використовують завдяки її міц- ності, пружності, легкості обробки, високим теплоізоляційними властивостям, відносно невеликій середній густині й поширеності. Довговічність дерев’яних конструкцій зумовлюється головним чином сталістю режиму вологості. Проте деревина має й ряд негативних властивостей. До них належать не- однорідність її будови, що істотно впливає на її міцність, легка займистість, здатність вбирати й випаровувати вологу, змінювати при цьому свої механічні властивості й навіть загнивати. Щоб раціонально використовувати деревину, треба знати її властивості і, враховуючи особливості різних деревних порід, підготувати її до застосування так, щоб найкраще скористатися міцністю її деревини. 11 У будівництві найчастіше застосовують хвойні породи. Листяні породи ви- користовують головним чином для виготовлення столярних виробів і внутріш- нього опорядження будинків. Щоб раціонально використати найціннішу хвойну деревину, слід ширше застосовувати листяні породи, зокрема для підсобних і тимчасових споруд. До основного лісового сортаменту належать круглі, пиляні й стругані пило- матеріали. Органічні в’яжучі речовини і матеріали виготовлені на їх основі. Органічні (бітумінозні) в’яжучі речовини поділяють на бітумні й дьогтьові. Бітумні в’яжучі – це складні суміші високомолекулярних вуглеводнів та їх сполук з сіркою, киснем, азотом. Розрізняють таки види бітумних в’яжучих: природні бітуми, асфальтові породи і нафтові бітуми. Природні бітуми – це тверді речовини або густі рідини, наявні в природі в чистому вигляді, часом просочують гірські породи. Асфальтові породи – це гірські породи, просочені природним бітумом: бітумні пісковики й вапняки. Їх застосовують у вигляді порошку або добувають з них чистий бітум. Нафтові бітуми – це тверді або напівтверді речовини що добувають з нафти. До дьогтьових в’яжучих належать дьогті, дьогтьові масла, пеки. Сирі дьогті – це рідкі продукти, що утворюються як відходи при розкладанні кам’яного або бурого вугілля, деревини, торфу, тобто при одержанні газу або коксу. Дьогтьові масла – це продукти, що утворюються при перегонці нафти. Пеки – це тверді залишки від перегонки дьогтю. У будівництві найчастіше використовують нафтові бітуми, кам’яновугільні дьогті й пеки завдяки їх цінним властивостям: водонепроникності, стійкості проти дії кислот, лугів, агресивних рідин і газів; здатністю зчеплюватися з деревом, металом, кам’яними матеріалами; швидкому розм’якшенні при нагріванні й твер- дінні при охолодженні. 12 З них виготовляють розчини і бетони, гідроізоляційні і покрівельні матеріали, мастики і лаки. Лакофарбові матеріали. Лакофарбовими матеріалами називають суміші, що наносяться на опоряджувальну поверхню й утворюють на ній міцну і тверду плівку. Вони бувають природні, синтетичні, й штучні. Оброблювану поверхню вкривають лакофарбовими матеріалами для захисту від дій агресивного середовища, від гниття, загоряння, для забезпечення гігієнічних умов, для художньо-декора- тивної обробки. Ці матеріали поділяють на фарби, лаки і допоміжні матеріали. Фарби – це суміші для утворення непрозорого захисного і декоративного покриттів. Лаки використовують для прозорого покриття й остаточної обробки по- верхні. Допоміжні матеріали застосовують для підготовки поверхні під фарбування і доведення лаків і фарб до малярної консистенції. Фарбові суміші складаються із в ’ яжучої (плівкоутворюючої) речовини, на- повнювача, пігменту і розріджувача. У будівництві найчастіше використовують: олійні, емалеві, водно-вапняні, водно-клейові, казеїнові, емульсійні, синтетичні фарби, спиртові лаки, політуру і нітролаки. Будівельні пластмаси. Пластичними масами називають матеріали, основу яких становлять смолоподібні органічні речовини з великою молекулярною масою. Ці речовини здатні під впливом нагрівання і тиску набирати потрібної форми і стійко зберігати її після зняття навантаження. Пластмаси одержують хімічним способом з найпростіших речовин, що добувають з вугілля, нафти, повітря, вапна та ін. Пластмаси поділяють на прості й складні. Прості пластмаси складаються з простих органічних речовин (органічне скло). Здебільшого для будівництва використовують складні пластмаси. Вони складаються з полімерних смол і різних компонентів – наповнювачів, пласти-13 фікаторів, змащувальних речовин, барвників, та ін. Для виробництва пористих пластмас застосовують спеціальні речовини – пороутворювачі (порофори). Наповнювачі надають пластмасам потрібних фізико-механічних властивостей і здешевлюють їх, зменшуючи зміст найдорожчого компонента – полімерних смол. Як наповнювачі, застосовують пилоподібні, волокнисті та листоподібні речовини. Пластифікатори надають пластмасам у процесі їх виготовлення більшої пластичності . Змащувальні речовини не дають пластмасам приставати до форм під час пресування виробів. Як барвники використовують органічні й мінеральні речовини. У будівництві пластмаси використовують як матеріали для покриття підлог, стінові матеріали, опоряджувальні матеріали, герметики, клеї та мастики, тепло- звукоізоляційні матеріали, сантехнічні вироби і труби. Композиційні будівельні матеріали. Композиційний матеріал (скорочено композит), складається з основного матеріалу – матриці (в’яжуючої) і зміцнюючого компонента у вигляді волокон або твердих частинок. Компоненти композиту розподілені видимою поверхнею поділу. Сполучення в композиті мінімум двох різнорідних матеріалів утворює сенергетичний ефект – здобування якісно нових властивостей, відмінних від властивостей кожного компонента окремо взятого. Конструкційні композити відрізняються високою міцністю. До композитних матеріалів можна віднести всі матеріали й вироби з важких бетонів, легкі бетони на пористих наповнювачах, вироби з ніздрюватих бетонів, азбестоцементні вироби, фібробетон, цементно-полімерні бетони, теплозвуко- ізоляційні матеріали і вироби, матеріали і вироби на основі органічних в’яжучих речовин, лакофарбові матеріали, матеріали і вироби з пластмас. 1.2. Історичний нарис будівельної справи Розвиток застосування будівельних матеріалів. Як тільки первісна людина набула розуму, вона почала захищати себе від зовнішніх дій природи. З цією метою спочатку використовували природні заглиблення в землі, печери, завали14 дерев, тощо. Пізніше, залежно від місця знаходження – ліс, річка, озеро чи каме- ниста місцевість первісна людина вже почала використовувати, для будівництва житла природні матеріали, що знаходились поруч. Першими такими матеріалами були природні кам’яні матеріали і деревина. Одночасно з вирішенням питання з чого будувати, виникало питання як будувати і чим будувати (за допомогою чого). Так почали зароджуватись ремесла, пов’язані з будівельними матеріалами, буді- вельним виробництвом і будівельною технікою. На території сучасної Росії для будівництва здебільш використовували деревину. Особливістю використання природних будівельних матеріалів у той час на території, що сьогодні належить Україні, є те що, як тільки глину почали використовувати в будівництві (перше століття. до н.е.), її почали змішувати з соломою, та з іншими залишками волокнистих рослин, з домішкою лайна великої рогатої худоби. Назва цьому, одному з перших, штучних будівельних матеріалів – «Саман». Це був один з прообразів бетону й одночасно композиційного матеріалу. Також з нього виготовляли цеглу і використовували як будівельний розчин. Під іншими назвами цей матеріал використовували на територіях сучасних Вірменії, Грузії, Єгипту, Китаю та ін. З давнини відомо, що висушену суміш коров’ячого лайна і соломи використовували людиною, як паливо Треба також зауважити, що до середини минулого століття в Україні, як покрівельний матеріал вико- ристовували очерет. Сьогодні в зонах «зеленого туризму» цей матеріал знов використовують для покрівель і вартість робіт, із улаштування покрівлі, пере- вищує вартість робіт із застосуванням металочерепиці, бо нема фахівців. Наступним кроком у розвитку виготовлення вже штучних будівельних матеріалів була кераміка, одночасно почався виплав металів. З історії невідомо, що спочатку почало виробляти людство, кераміку чи метали. Що спочатку по- мітила людина, чи то краплю металу, чи здатність випаленої глини – водостій- кість. У цілому розвиток видобутку металів і виготовлення керамічних виробів припадає на VІ-ІІІ століття до н.е. На території України знайдені вироби з кера- міки і металів, що датуються ІІІ-ІІ століття до н.е. В Китаї в ці часи також існує кераміка з глазур’ю, вироби з білої глини, також застосують мідні вироби. Є також15 відомості, що в VІІІ-ІІІ ст. до н.е. чавун, залізо і вироби з фаянсу вже були відомі. В Єгипті, в ці часи видобувають природний камінь, існують гончарні й металур- гійні ремесла, будують глиняні й тростникові будівлі. В області хімічних знань – досвід лиття олова, свинця, міді, латуні, виготовлення різних фарб. Розвиток неолітичних культур в Європі відбувається на місцевому рівні, та під впливом культур Переднього Сходу, звідки до Європи вперше, вже в VІ- ІІІ ст. до н.е. приходить метал і кераміка. Одним з перших прикладів застосування кераміки в будівельній справі є випал глиняних підлог. Випалена глиняна цегла, один з найстаріших штучних матеріалів. До нас дійшли пам’ятки архітектури, збудовані з керамічної цегли в Китаї та Єгипті багато століть тому. В Європі, спочатку глиняну цеглу використовували без випалу. Та вже в ІV ст. до н. е. в Україні й Росії, як визначали археологи, існували печі для випалу керамічної цегли, але до ХІХ століття технологія виготовлення кера- мічної цегли була примітивною, застосовували багато ручної праці. З ХІХ століття почали застосовувати глинообробні машини, які приводились до дії за допомогою кінської тяги. Трохи пізніше з ’ явились стрічкові преси та інша глинооброблювальна техніка. В 1858 році в Україні й Росії почалось будівництво кільцевих гофманів- ських печей, почали будувати перші підприємства, де застосовувалось штучне сушіння сирої цегли, що дало змогу виготовляти цеглу протягом усього року (раніше цеглу взимку не виготовляли). В Харківській та інших областях кільцеві печі, на підприємствах малої потужності, використовують до цього часу. З глини також з давніх часів формували і випалювали черепицю. І була вона поширена по всій Європі й світу. Наприклад, до 1917 року всі пароплави вивозили з Одеси черепицю і всі покрівлі в місті були збудовані з черепиці. Природне скло відомо людині з давніх часів і застосовували його для гос- подарчих потреб і як прикраси. Вперш, штучне скло було знайдено, скоріш за все, після пожеж, як наслідок розплаву золи. А як ремесло, скловаріння виникло, скоріш за все, мабуть, з розвитком керамічних технологій. Перші центри скловаріння виникли в Єгипті. Археологи виявили залишки давніх майстерень де виготовляли скло, що існували в ІІІ столітті. до н. е. Пізніше скло почали виготовляти в Китаї, 16 Індії, Греції та інших країнах. Важливими кроками в скловарінні стало відкриття методу видування скла і застосування його з архітектурною метою. Вперше цим оволоділи в останньому столітті до нашої ери майстри Римської імперії. В Україні скловаріння набуло значного розвитоку в ХІ-ХІІІ столітті нашої ери. У цей час в Києві існувало багато скловарюваних майстерень. Пізніше, видатний внесок у розвиток наукового скловаріння зробив М.В. Ломоносов. У ХІІІ столітті венеці- анські майстри розробили технологію виробництва листового скла. Повний пере- ворот у скляній індустрії здійснив у 1905 році бельгієць Фурко, який почав верти- кально витягувати з печі безперервне скляне волокно.Наприкінці першої світової війни іншій бельгієць, Е. Бішеруа розробив технологічний процес, при якому скло витягували з печі поміж двома роликами. У 50-х роках минулого століття був від- критий метод каналізованої кристалізації скла, який дозволив керувати власти- востями отриманих полікристалічних матеріалів. Ера штучних в’яжучих речовин починається, з відкриття в Давньому Єгипті біля міста Алібістран каменя, що отримав назву алебастровий камінь (за назвою міста). Єгиптяни вперше визначили, що цей камінь після помолу в порошок і висушений на сонці, після змішування з водою швидко втрачає пластичність, починає тужавіти і переходить у каменеподібний стан. Його почали використовувати як кладковий розчин для зчеплення природного каменю. Так сірковий кальцій поклав початок виробництву гіпсових в’яжучих речовин. У ІХ-VІІІ столітті до н.е. людству вже були відомі залізо й чавун. Помітили, що деякі кам’яні матеріали, що контактували з розплавами заліза, на повітрі з часом стають подрібненими, а якщо до них додати воду – тужавіють і твердіють, як і гіпсові в’яжучі речовини. Так було відкрито повітряне вапно – основою якого є вуглекислий кальцій. Повітряне вапно і гіпсові в’яжучі речовини протягом століть використовувались будівельниками, як повітряні в’яжучі речовини. Застосовують їх і в наш час. Щоб надати здатність повітряному вапну не втрачати міцність, коли воно контактує з вологим повітрям чи водою, римляни почали додавати до нього вулканічний попіл, до складу якого входив активний, аморфний кремнезем. Трапилось це після виверження Везувію в 79 р. н. е. поблизу Неаполя, біля місця17 Поццуолі, де було багато вулканічного попелу. Пізніше, в’яжучі речовини, до складу яких входить активний кремнезем, отримали назву – пуццоланові. Їх інколи застосовують і в сучасному будівництві. Пошуки надання стійкості повітряному вапну у вологих умовах робились в Україні і Росії. В Х столітті н. е. з цією метою, до повітряного вапна додавали змелені залишки глиняного посуду, або випаленої цегли. Також додавали коров’яче молоко, сир, кров великої рогатої худоби. Вже потім визначили, коли це робити, виникають казеінати й альбумінати вапна. З давніх пір відомо, якщо випалювати суміші вапняків і глини, чи природних мергелів (до складу входить 6-25% глинистої складової і 75-94% вапняку), то виникають сполуки, які після змішування з водою набувають гідравлічних вла- стивостей (не руйнуються у вологих умовах та воді). Випал таких сумішей робили нижче температури спеку, бо такої ще не могли отримати. Такі в’яжучі речовини мали невелику міцність і протягом багатьох століть для випалу вапна застосо- вували тільки «чисті» вапняки. В Україні і Росії на початку ХVІІІ століття раніше ніж в інших країнах, було визначено, що коли випалювати вапняки з домішками глини, то отримане вапно набуває здатності твердіти у вологих умовах. Це були перші спроби отримання гідравлічного вапна. Назва «сімент» (цемент) застосо- вували вже при Петрі І для визначення гідравлічних в’яжучих речовин, виго- товлених із застосуванням спеціального гідравлічного домішку, що додавали до повітряного вапна. До складу цього домішку входив активний кремнезем. Стрімкий розвиток науки в Україні і Росії в середині ХVІІІ ст. надав по- дальший розвиток технологіям виготовлення гідравлічних в’яжучих речовин. Революційним, в будівельній справі, став винахід російського військового техніка Єгора Челієва, в 1811 році цемента. Він почав випалювати до спікання суміші, до складу яких входили три вагові частини вапняку й одна вагова частина глини. Потім він подрібнював отриманий клінкер. Отриманий цемент міцнів не тільки на повітрі, а й у воді, причому міцність у воді збільшувалась. В 1818- 1822 роках, викладачі з інституту шляхів сполучення в Петербурзі довели, що до складу гідравлічного цементу повинні входити кремнезем, глинозем і оксид заліза хімічно поєднані з вапном. У ці роки в районі Петербурга налагодили ви-18 готовлення цементу в шахтних печах, де випалювали суміші з глини й вапняку. Помел цементу здійснювали в механічних агрегатах. Для затримки тужавлення при помолі цементу додавали гіпс. Результати своїх винаходів Єгор Челієв виклав у книзі: «Полное наставление, как приготовить дешевый и лучший мертель или цемент, весьма прочный для подводных строений, как-то: каналов, мостов, бас- сейнов, плотин, подвалов, погребов и штукатурки каменных и деревянных строений, изданное по опыту произведенных в натуре строений начальником Московской Военно-рабочей Бригады Мастерских команд 2-го разряда 6-го класса и кавалером Челиевим. Москва, в вольной типографии Пономарева 1825 г.» (правопис за ори- гіналом). На Заході «портландський» цемент запатентували лише в 1824 році, – це зробив англієць Аспдін. Назву «портландський» винахід отримав від міста Портленд (Портланд) на сході Англії. Цемент, рецептуру якого разробив Аспдін, випалювали не до спікання і мав він випадковий склад. Спроби робити гідрав- лічний цемент були в той час і в Німеччині. Порівняльні досліди з якості росій- ських, українських, англійських і німецьких цементів зробив спеціальний комітет у 1862 році. Було виявлено, що якість російських і українських цементів набагато краща за якість цементів виготовлених на Заході. Ще з 1822 року вчені Петер- бургського інституту шляхів сполучення вивчали цементи. Була надрукована робота, в якій надавались практичні вказівки зі застосування цементу – «Трактат об искусстве изготовлять хорошие строительные растворы» (мова оригіналу збере- жена). Перший вагомий внесок у теорію бетону зробив професор Військово- інженерної Академії І.Г. Малюга (українець за походженням), надрукувавший у 1895 році наукову працю – «Склад і спосіб виготовлення цементного розчину (бетону) найбільшої міцності». Він же вперше винайшов залежність поміж міцністю бетону і водоцементним відношенням. У 1856 році збудували перший цементний завод у Росії, в містечку Гроздець. Застосування в будівництві розчинів ті бетонів відомо з давнини. До їх складу, як в’яжучі речовини входили повітряне вапно, гіпс, пізніше гідравлічне вапно. Але річ у тому, що такі розчини та бетони не набували міцності у вологих умовах, ще й руйнувались, гідравлічне вапно мало низьку міцність. Про те, у19 цьому часу збереглись масивні забудови такі, як великі зводи та куполи, оборонні споруди, верхівки храмів, інші просторові конструкції. Все це сьогодні можна побачити в сучасній Вірменії (колишня територія держави Урарту). З бетонів були збудовані галереї Єгипетського лабіринту та піраміда Німбуса. Бетонні роботи виконували греки і карфагеняни – Аргоський акведук, який збудований з марму- рового щебеня та вапнякового розчину. Значна частина Великої Китайської стіни, яку спорудили в ІІІ столітті. до н. е., також збудована з бетону. Пізніше до бетонів почали додавати домішки пуцолани. Римляни застосовували бетон у таких спорудах, як наприклад мол з бетону, міст Калігули в Пуццуолі, неподалік від Неаполя. Їм же належить забудова храму Пантеону (початок нашої ери) з бетонним куполом завдовжки 42,7 метрів. Остаточно проблему забудови споруд, контактуючих з водою, допоміг вирішити винахід цементу Єгором Челієвим і значний внесок українських і російських вчених у теорію цементів, розчинів і бетонів. Після 1917 року почали застосовувати армування бетонів стальною арматурою, тоді ж почали застосовувати і залізобетонні конструкції. Масово залізобетонні конструкції почали виготовляти з початку 1950 року. Також після 1917 року почали виго- товляти багато штучних матеріалів і виробів на основі вапняних, гіпсових і це- ментних речовин. Що стосується будівельних матеріалів органічного походження таких, як бітуми, дьогті й фарби, то їх використовували люди теж з давнини. По-перше, це були природні дьогті й бітуми. Як фарби, застосовували мелені природні кам’яні матеріали і барвники, виготовлені з рослин. Набагато пізніше почали застосо- вувати переробку кам’яного вугілля, горючих сланців, торфу, – з метою отри- мання дьогтів, а потім почали видобувати бітуми з нафти. Розвиток лакофарбових ремесел починається з розвитком алхімічних наук, хімії. Але спочатку засто- совували сік рослин і смолисті виділення дерев. Також відомо застосування в перших будівлях каучуків, складових деревини (лігніну й целюлози), бавовни, вовни, що належать до природних полімерів. Набагато пізніше, з розвитком хімічних технологій в будівництв, часто почали застосовувати штучні полімерні матеріали і вироби. Почався розвиток технологій композитів. 20 Взагалі будівельні об’єкти відіграють важливу роль у розвитку цивілізацій людства, як правило, залежно від матеріалу, який визначає рівень розвитку техніки, береться і назва цивілізацій. Визначними матеріалами епох є: камінь, мідь, бронза, залізо, а сьогодні – композити. Розвиток будівельних ремесел. Як тільки люди почали будувати, треба було виконувати певні будівельні операції, що пізніше, складались у будівельні процеси. Сукупність будівельних процесів, у результаті яких створюється буді- вельна продукція у вигляді частини будинків або завершених конструкцій, називають будівельними роботами. Окремі види будівельних робіт з давніх часів, дістали назву від виду матеріалу, що переробляється (земляні, кам’яні роботи тощо), інші відповідно до конструктивних елементів, які є результатом цих робіт (покрівельні, ізоляційні роботи, тощо). Відображенням застосування будівельних робіт, є пам’ятки архітектури, що збереглись до нашого часу. Земляні роботи були і є найпоширенішими і трудомісткими роботами в будівництві. Важка фізична праця виконавців на улаштуванні земляних споруд і низька ефективність, спонукали шукати засоби, що дали б можливість поліпшити виконання трудових процесів у цій галузі. Упродовж століть знаряддя праці від примітивних кайла і лопати розвинулися до сучасних високоефективних потужних механічних і напівавтоматичних засобів виконання земляних робіт. Такі роботи виконували люди з давнини не тільки при будівництві житла, а й при будівництві оборонних споруд. На сході Харківщини до цього часу збереглися залишки таких. На Полтавщині, там де р. Ворскло зливається з р. Дніпро, до 1960 року минулого століття існували земляні оборонні споруди завдовжки 30 метрів. При- кладом застосування земляних робіт є збережені до нашого часу кургани. Під центральною частиною Харкова, до цього часу існують підземні споруди. В описі Харківського Покровського монастиря, зробленого Філаретом, знаходимо таке місце « … всередині його був колись підземний льох на р. Лопань, на випадок облоги Харкова татарами, ... ». Університетський горбок, Римарська та Пушкінська21 вулиці – всю цю площу зрито підземними льохами й усі вони викладені кера- мічною цеглою . З давнини люди виконували бурові роботи. Цьому сприяв винахід під назвою Архимедів гвинт. Шнекові бури застосовують і в сучасному будівництві при улаштуванні паль. З давніх часів у будівництві, для виконання бурових робіт застосовували порожні циліндри та важкі долото, які занурювали у ґрунт з висоти, у вільному падінні. Вибуховні роботи в будівництві почали використовувати з відкриттям пороху, десь у ХІV столітті. Вважають, що винахід пороху був зроблений в Китаї. Пріоритет винаходу бездимного пороху належить Д.І. Мендєлєєву в 1890-1892 рр. Первісно вибухові роботи виконували при будівництві фортифікаційних споруд. Пізніше, як цілеспрямований вибух при руйнуванні будівель у обмеженому про- сторі, також при видобуванні природного каменю й других матеріалів. З початком зведення будинків і споруд люди застосовували стрижневі конструкції – палі. По-перше, це були вироби з деревини і природного каміння. Їх застосовували там, де були сипкі ґрунти, де потрібно було підіймати будови над поверхнєю води чи землі, при будівництві мостів тощо. Набагато пізніше, після винаходу цементу, Київський інженер К. Страус наприкінці ХІХ століття запропонував виготовлення палі на місці їх експлуатації. З того часу з’явилося багато різних конструкцій і технологій, які тією чи іншою мірою розвивають цю ідею. Як тільки люди почали будувати, почали виконувати кам’яні роботи. По- перше, їх виконували з природного каменю, пізніше використовували безвипальну цеглу, а потім керамічну й силікатну цеглу. Пам’ятки архітектури донесли до нас унікальні приклади використання кам’яних робіт у будівництві. Наприклад найбільша з єгипетських пірамід Хеопсу мала висоту понад 146 метрів ІІІ сто- ліття. до н.е.). Вона була складена з оброблених кам’яних блоків вагою від 2,5 до 30 тон. У Китаї в ці часи з застосуванням кам’яної кладки були вже збудовані перші частки Великої Китайської стіни. Основні елементи розрізування кам’яної кладки збереглись до наших часів. 22 Технологія бетонних і залізобетонних робіт розглядалась у попередніх розділах. Тільки треба зауважити, що при виконанні цих робіт використовувалось багато ручної праці. Це мало місце і після 1917 року. Так у 1926 році вХаркові почалось будівництво першого в Радянському Союзі, в Україні висотного будинку з монолітного залізобетону – Держпрому, де здебільше використовували ручну працю. Першим теоретиком будівельно-монтажної справи був Марк Вітрувій Пол- ліон (друга половина І століття. до н. е.) – римський архітектор, інженер і історик. У своєму трактаті «Десять книг про архітектуру» він виклав основи містобудів- ництва, висвітлив основні інженерно-технічні питання та узагальнив досвіт давньо- грецького і римського будівництва. Він також описав окремі засоби підіймання та переміщення вантажів. Давні римські зодчі й будівельники створили унікальні пам’ятки архітек- турної та інженерної творчості, які повністю або частково збереглися до наших днів. Яскравим прикладом застосування найбільшості будівельних робіт є «Три- пільська культура» чи «Трипілля» (ІІІ-ІІ століття. до н. е.) Таку назву (чи «Три- пілля») надав український археолог В.В. Хвойко, за місцем перших розкопів, які він зробив у 1896 році, поблизу села Трипілля, в 50 км від м. Києва. Такі поселення займали значну площу, будови зводились по колу, чи по декільком колам, зовні це була майже фортеця. Центральну частину селища не забудовували (майдан). Великі будинки складались з глиняної цегли, або були глиняні з дерев’я- ними каркасами. Будови стінами поділяли на окремі приміщення. Будівля мала площу 100-150 квадратних метрів. Підлоги влаштовували з глиняних плиток, які на місці, за допомогою вогнищ випалювали. Покрівлі мали чотири скати. Покрівельні роботи, спочатку, виконували з деревини, очерету, тростнику й плиток з природного каміння. Потім почали використовувати мідь, а ще пізніш залізо. Роботи з застосуванням деревини (деревинні роботи) також виконували з давніх часів. Це були і суто дерев’яні будівлі й окремі конструкційні елементи23 покрівель і підлог. Завжди, багато деревини використовували для опоряджувальних робіт. У повному обсязі, з далеких часів, виконували теплоізоляційні роботи, де використовували ніздрюваті кам’яні матеріали, вироби з саману, очерету тощо. Для гідроізоляційних робіт використовували природні дьогті, бітуми, соки та смоли рослинного походження, також використовували глину. Відносно всіх видів опоряджувальних робіт, то аналіз історичних джерел свідчить, що вони виконувались завжди, з початку зведення всіх будівель і споруд, для надання їм вигляду, який відтворював ту чи іншу епоху, в якій їх будували,

Конспект лекцій Вступ до будівельної справи

IRAV24

28.01.2015 23:01-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись