Дорожно-строительные материалы

ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ВВЕДЕНИЕ (2 часа)

1.Введение в предмет. Значение предмета для дорожника

2.Классификация ДСМ

3.Сертификация и стандартизация в строительстве

3.Основные технологические принципы получения строительных материалов 
 

1.ВВЕДЕНИЕ  В ПРЕДМЕТ.ЗНАЧЕНИЕ ПРЕДМЕТА

       История дорожного строительства насчитывает многие тысячелетия. На каждом этапе развития человеческого общества к дорогам предъявлялись определенные требования, использовались различные приемы строительства, орудия труда, машины и материалы. Задолго до нашей эры в Древнем Египте, Ассирии, Вавилоне, Риме мощение улиц производилось естественным камнем, а также каменными блоками и плитами из туфа, гранита, базальта, мрамора и других горных пород. Каменные материалы тогда применялись также при строительстве мостовых сооружений. В равнинных местностях нашей страны камня, годного для дорожного и мостового строительства, было недостаточно, поэтому здесь в начале развития транспортных связей повсеместно применялись лесные материалы. Из них строились балочные мосты на сваях и на ряжах, деревянные настилы и другие дорожные сооружения. Торцовые мостовые из деревянных шашек впервые были построены по проекту В. П. Гурьева в Петербурге в начале 20-х гг. XIX в., а впоследствии нашли широкое распространение не только в нашей стране, но и в странах Европы и Северной Америки. Однако результаты археологических раскопок свидетельствуют и о том, что на территории нашей страны, в местах, где имелся естественный камень, начиная с XI в. строились каменные мостовые, а при наличии кирпича — кирпичные. С XIV в. повсеместно стали применяться булыжные дорожные покрытия.

       В царствование Ивана IV в 1584 г. был издан «Приказ Каменных дел», который определил основные положения строительства и методы производства некоторых естественных и искусственных строительных материалов. Подъем производства строительных материалов наблюдался в период царствования Петра I. Начиная с первой половины XVIII в., наряду с использованием валунного камня для дорожного строительства, стали применять шебень, гравий, дресву и другие местные материалы. Глину, гипс и воздушную известь применяли в качестве вяжущих материалов более чем за 2500 лет до и. э. Народы, проживавшие на территории нашей страны в древние времена, производили также и применяли для построек воздушную известь. Русские мастера знали, что некоторые добавки к воздушной извести заметно улучшают ее свойства. В качестве таких добавок применялись измельченный кирпичный порошок, естественные породы, которые используются иногда для этих целей и в настоящее время. Первый завод, изготавливающий известковое вяжущее вещество с такими добавками, был построен в

       Москве в конце XVII в. В начале XVIII в. было получено новое вяжущее вещество — гидравлическая известь. Ее стали применять для кладки фундаментов зданий, подземных и гидротехнических сооружений.

       В 1807 г. акад. В. М. Севергин описал свойства вяжущих веществ, полученных обжигом мергеля с последующим помолом не-гасящегося продукта. В 1822 г. в Петербурге проф. Шарлевилем был опубликован «Трактат об искусстве изготавливать хорошие строительные растворы». В нем обобщен опыт производства и применения вяжущих веществ из природных мергелей и искусственных смесей извести и глины. Однако на строительстве дорог вяжущие стали применять значительно позже.

       В XVII в. начались испытания выносливости строительных материалов. Одним из первых, кто стал решать инженерно-строительные задачи теоретическим путем, был Г. Галилей. Около ста лет тому назад начаты первые опыты по определению напряжений и проектирование конструкций на этой основе.

       В 1824 г. Д. Аспдин получил патент на изготовление вяжущего вещества из смеси извести с глиной, обожженной до полного удаления углекислоты. Это вяжущее он назвал портландцементом, исходя из сходства его с портландским камнем. Изобретение цемента позволило в больших масштабах использовать з строительстве искусственный камень — бетон.

       В практике строительства зданий и сооружений в настоящее время значительное место отводится металлам. Первым металлом, который широко применялся в древности, была медь. Ее применяли около 7 ООО лет тому назад племена, проживающие на территории Ирака. Это была чистая природная медь. Примерно 4000 лет до н. э. была открыта возможность выплавки меди из медесодер-жащих материалов, а спустя некоторое время удалось получить и бронзу — сплав меди и цинка. Период применения бронзы получил название «бронзовый век».

       Железо, которое использовалось первобытными людьми, было космического происхождения. Искусство выплавки железа из руд освоено около 4000 лет назад в странах Ближнего Востока. Однако только в последнем тысячелетии до н. э. железо начало вытеснять бронзу. Оно стало доминирующим металлом. Его выплавка вначале осуществлялась с помощью древесного угля. В 1735 г. англичанин А. Дарбу применил для производства железа кокс — переработанный каменный уголь.

       Важным материалом с огромной перспективой применения и конструктивными возможностями явилась сталь. Многие века она была дорогой и не применялась в строительстве. И только когда в 1856 г. Г. Бессемер внедрил новые методы массового производства стали, она стала использоваться при строительстве зданий, мостов, башен и других сооружений.

       В России производство строительных материалов начинает заметно увеличиваться с 60-х гг. прошлого столетия. Первые попытки применить битум в дорожном строительстве России относятся   к

       1830 г. В 1866 г. впервые в русской практике для устройства дорожных покрытий в Петербурге был использован измельченный асфальтовый порошок (трамбовочный асфальт), который завозился из-за границы.

       В 1869 г. на базе сызранских месторождений битуминозных известняков и доломитов было организовано производство асфальтовой мастики, которая формовалась в виде плит и применялась с добавлением песка, гравия при незначительном содержании битума для изготовления (варки в котлах)' литого асфальта.

       В 1874 г. на Бульварной улице в Одессе было выполнено покрытие из литого асфальта. В этом же году проф. Н. А. Белелюбским была организована первая в России лаборатория по испытанию строительных материалов.

       В 1875 г. по предложению инж. Петунникова в Москве на бывшей Тверской (ныне ул. Горького) на площади 2000 м² было проведено усовершенствование мостовой с применением прессованных асфальтовых кирпичей и плит.

       Изготовление асфальтобетона механизированным способом в современном его понимании получило развитие только в начале нашего века. К этому времени относится и начало более широкого применения асфальтобетона для строительства дорожных одежд.

       Железобетон как комбинированный материал был изобретен парижским огородником Д. Монье в середине XIX в. и запатентован им в 1867 г. Он быстро получил широкое распространение благодаря высокой прочности на растяжение, возможности получения конструкций различных архитектурных форм. В настоящее время монолитные и сборные железобетонные конструкции применяются при строительстве зданий, мостов, дорожных одежд, подпорных стенок и других сооружений.

       Русские ученые и инженеры Д. И. Менделеев, В. М. Севергин, А. Р. Шуляченко, И. Г. Малюга, И. Н. Лямин, С. А. Дружинин и другие способствовали созданию отдельных отраслей промышленности строительных материалов, в частности цементной. Последняя стала интенсивно развиваться в конце XIX и начале XX в. В 1908 г. благодаря исследованиям французского ученого Бидо и американского ученого Шпекмана было получено новое вяжущее вещество— глиноземистый цемент, отличающийся быстрым нарастанием прочности. В результате работ, проведенных В. В. Михайловым, П. П. Будниковым, И. В. Кравченко, Б. Г. Скрамтаевым и другими исследователями, стало возможным получать на основе глиноземистого цемента расширяющийся цемент.

       Мощное развитие промышленности строительных материалов, как и других отраслей народного хозяйства, началось в нашей стране после Великой Октябрьской социалистической революции. Для удовлетворения нужд гигантского промышленного и гражданского строительства началась реконструкция старых и постройка новых предприятий строительной индустрии. Были созданы новые прочные и экономичные материалы: пустотелый и высокопористый кирпич, шлаковые цементы, а также цементы с активными минеральными добавками, легкие бетоны и др. В районах крупных новостроек в годы первых пятилеток было организовано производство местных строительных материалов — кирпича, извести, шлаковых материалов, что способствовало уменьшению дальности перевозок и удешевлению строительства.

       В 30-е гг. на основе исследований В. П. Цибасова, А. Пуксова, В. П. Ефремова и других ученых была разработана технология промышленного производства для дорожного строительства чистого, без минеральной части, плавкого сланцевого битума. Эта технология была использована при создании в Эстонии, Ленинградской области и других местах производственных установок по переработке сланцев.

       В 1940 г. выпуск нерудных строительных материалов составил 20 млн. м³, цемента — 5,7, извести — 3 млн. м³, строительного гипса — 0,9 млн. т, заготовка древесины — 246,1 млн. м³, из которых деловая древесина составляла 117,9 млн. м³.

       Благодаря исследованиям Г. Д. Дубелира, Н. Н. Иванова, П. А. Замятченского, П. В. Сахарова, М. М. Филатова, В. В. Охоти-на,- С. М. Муравлянского, В. М. Безрука, А. К. Бирули, М. И. Волкова, А. Я. Тулаева, И. А. Рыбьева, Б. И. Ладыгина, И. Н. Ахвер-дова, А. В. Волженского, Л. Б. Гезенцвея, Н. В. Горелышева, И. М. Грушко, И. В. Королева, В. М. Сиденко и других ученых научно обоснованы критерии прочности и условия применения разнообразных материалов в дорожном строительстве. Профессору Московского автомобильно-дорожного института, доктору технических наук С. В. Шестоперову за разработку научных основ создания долговечного морозостойкого бетона для транспортного и гидротехнического строительства в 1982 г. присуждена Государственная премия СССР.

       Одним из важнейших достижений последнего периода является создание мощной производственной базы промышленности строительных материалов, позволяющей индустриальными методами осуществлять в больших масштабах выпуск различных материалов и изделий.

       За годы X пятилетки в промышленности строительных материалов внедрено более 36 тыс. мероприятий, направленных на повышение качества продукции, совершенствование технологии производства, дальнейшую механизацию и автоматизацию производственных процессов, сокращение ручного труда. В результате рост объема производства составил 12,9%, производительность труда выросла на 9,6%, за счет чего получено 87% прироста выпуска продукции. Экономическая эффективность от внедрения новой техники превысила 315 млн. руб. Удельный вес продукции высшей категории качества в общем объеме производства товарной про-Л\кции был доведен до 13,2%. Объем товарной продукции предприятий Минпромстропматериалоз СССР увеличился за 1976— 1980 гг. по сравнению с девятой пятилеткой на 26%. Цемента произведено больше на 71 млн. т, полированного стекла—на 82 млн. м², мягкой кровли — на 1,5 млрд. м², нерудных материалов — на 205 млн. м³, линолеума — на 53 млн. м².

       В 1981 г. выпуск цемента достиг 127 млн. т, оконного стекла 250 млн. м², асбоцементных листовых материалов 7,5 млрд. плиток, асбоцементных труб 70,5 тыс. км, мягких кровельных и гидроизоляционных материалов 17 000 млн. м², стеновых материалов 51 млн. шт.: кирпича, керамических плиток всех видов — 75 млн. м², нерудных строительных материалов — 1 млрд. м³, сборного железобетона — 125 млн. м³ и т. д.

       К настоящему времени создана развитая сеть высокомеханизированных заводов, выпускающих готовые строительные детали (колонны, балки пролетных строений и другие детали мостов, сваи, панели и блоки для стен, плиты для междуэтажных перекрытий, водопропускные дорожные трубы, бордюры и пр.). Все шире развертывается производство теплоизоляционных материалов, древесно-во-локнистых, древесно-стружечных и облицовочных плит, пластмасс, лаков, красок и других строительных материалов. Особое внимание уделяется повышению технического уровня предприятий по производству местных строительных материалов, качеству продукции.

       В.«Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981—1985 гг. и на период до 1990 года» предусмотрено дальнейшее развитие промышленности строительных материалов. В одиннадцатой пятилетке расширяется производство деталей и узлов заводского изготовления для обеспечения процессов комплексно-механизированной сборки зданий и сооружений. Возрастает выпуск новых материалов, эффективных сборных строительных элементов, легких и экономичных крупноразмерных конструкций и изделий улучшенного качества при повышении уровня индустриализации, снижении материалоемкости и стоимости строительства.

       Увеличивается производство вязких дорожных битумов различных марок, а также средне- и быстрогустеющих жидких битумов. Ускоренными темпами развивается производство цемента сухим способом на основе новейшей технологии. Возрастает выпуск высокомарочных и специальных видов цемента — быстротвердеюще-го, напрягающего и декоративного. К 1985 г. выпуск цемента предусмотрено довести до 140... 142 млн. т в год, т. е. увеличить за пятилетку на 12... 14%, в том числе выпуск цемента высоких марок (550 и 600) — более чем в два раза, декоративного — на 25...30%. Предусматривается рост производства архитектурно-строительного стекла (армированного и узорчатого) в 1,5...2,2 раза, стеклопаке-тов — более чем в 4 раза. Расширяется ассортимент и увеличивается производство стальных строительных конструкций, сборных железобетонных конструкций и деталей, деревянных клееных конструкций. Заготовка и переработка нерудных строительных материалов (щебня, гравия, бутового камня и др.) в 1985 г. достигнет 1 млрд. м³, облицовочных материалов из природного камня — более 7 млн. м².