Строительные материалы и грунты - Илья Мельников

Строительные материалы и грунты

Типы грунтов

Для сооружения погребов и заглубленных хранилищ необходимо знать свойства основных типов грунтов, так как они находятся значительно ниже уровня земли. Если плохие грунтовые условия не устранить в самом начале сооружения погреба, подвала, то через несколько лет могут возникнуть серьезные проблемы. В зависимости от количественного соотношения глины (частиц менее 0,01 мм) и песка (крупнее 0,01 мм) грунты по механическому составу делятся на глинистые, песчаные, суглинистые и супесчаные.

Довольно просто механический состав грунта можно определить следующим способом:

комок слегка влажного грунта в ладонях раскатывают в шнур, а затем стараются его свернуть в кольцо. Если шнур при раскатывании не образуется, то грунт песчаный (песок);

если образуется зачаточный шнур – супесь;

если шнур при раскатывании разламывается – легкий суглинок;

шнур при раскатывании получается сплошным, но имеет трещины – тяжелый суглинок;

если шнур сплошной и кольцо сплошное – глина.

Если частицы легко скользят между пальцами при растирании, значит, в грунте много глины.

Песчаный грунт

Песчаный грунт представляет собой рыхлую несвязную породу с частицами размером 0,05–2 мм, между которыми имеются воздушные полости. Состоит песчаный грунт из зерен минералов, горных пород, содержит пылеватые (размером 0,05–0,005 мм) и глинистые (размером менее 0,005 мм) частицы. Коэффициент фильтрации песчаного грунта более 1 м/сутки. При строительстве погребов, подвалов песчаный грунт используют для устройства оснований, подсыпок под фундамент, фильтров, фильтрующих и провопучинистых засыпок.

Глинистый грунт

Глинистый грунт содержит более 50 % частиц физической глины диаметром менее 0,01 мм. Из-за высокой пластичности глина сильно набухает и слабо пропускает влагу (коэффициент фильтрации менее 0,005 м/сутки), поэтому ее используют для создания глиняных замков и экранов. Глинистый грунт во влажном состоянии липкий, в сухом – твердый. Глинистый грунт обладает свойством впитывать и удерживать воду, увеличиваясь в объеме в два раза и более. Коэффициент фильтрации 0,01 м/сутки.

Суглинок

Суглинок содержит от 10 до 30 % глиняных частиц, причем песчаных частиц в грунте больше, а мылевидных меньше, чем глинистых. В зависимости от соотношения количества песка и глины суглинки подразделяются на легкие и тяжелые. При содержании глинистых частиц от 20 до 30 % суглинок называется тяжелым, от 10 до 20 % – легким. Коэффициент фильтрации легких суглинков 0,05–0,1, тяжелых – 0,01–0,05 м/сутки.

Супесь

Супесь представляет собой грунт, содержащий от 3 до 10 % глинистых частиц. Различают супесь тяжелую с содержанием глинистых частиц от 6 до 10 % и легкую – от 3 до 6 %. Песчаных частиц в супеси больше, чем пылеватых, среди них преобладают зерна диаметром от 0,25 до 2,2 мм. Коэффициент фильтрации 0,1–0,5 м/сутки.

Торф

Торф представляет собой грунт буро-черного цвета, представляющий смесь растительных остатков различной степени разложения в условиях избыточного увлажнения, при недостатке кислорода, с примесью значительного количества минеральных (песок, глина), известковых и железистых веществ. Торф обладает бактерицидными свойствами, большой влагоемкостью и газопоглотительной способностью. Около 95 % объема верхнего торфа занимают поры, определяющие влагоемкость и воздухоемкость.

Торф можно использовать для переслаивания картофеля и корнеплодов (моркови и т. п.) при хранении в закромах, деревянных ящиках и другой таре. Рекомендуется торф для обваловки погребов и буртов. Теплопроводность сухого торфа в 1,7 раза ниже теплопроводности песка и в 1,2 раза – глины. Различают торф с верховных болот, так называемый верховой и низинный – из низинных болот, куда все время поступает вода. Теплопроводимость сухого торфа в 4 раза ниже, чем насыщенного водой.

Устраивая погреб, подвал, необходимо иметь в виду, что погреб или подвал может обогреваться почвенным теплом. Обогрев погреба осуществляется за счет почвенного (глубинного) тепла, накопленного поверхностными слоями земли в летний период во время аккумуляции грунтом солнечной энергии. В среднем летнее тепло стабильно сохраняется, и потери его невелики, поскольку теплопроводность грунта мала. Например, на глубине 3–4 м и ниже температура грунта круглый год составляет от +4 до –10 градусов Цельсия. Зимой из почвы в погреб, подвал поступает тепло, а весной и летом – холод, так как почва в это время холоднее, чем окружающий наружный воздух.

Для того, чтобы правильно заложить фундамент сооружения и обеспечить его надежность, необходимо знать о глубине промерзания грунта в данной местности. Важно отметить, что при большом количестве осадков грунт промерзает меньше, чем в бесснежные зимы. Снег является естественным природным утеплителем, поэтому это его свойство используется как при эксплуатации погребов, так и при защите недостроенных хранилищ от промерзания.

Строительные материалы для сооружения погребов и подвалов

Как правило, погреба и подвалы строят из местных материалов или материалов промышленного изготовления. Независимо от того, какие материалы используют при устройстве погреба, подвала для того, чтобы сооружение выполняло свое назначение и было долговечным, необходимо правильно выбирать материалы для его конструкции, учитывая их назначение и условия их работы, то есть воздействия на них внешней среды (атмосферные осадки, переменные температуры, химически агрессивные вещества, содержащиеся в воздухе, живые организмы (бактерии, грибы и др.), вода и водяные пары и т. д.

Как правило, для строительства погребов и подвалов используют конструкционные, теплоизоляционные, гидроизоляционные, герметизирующие, кровельные, отделочные и др. материалы.

Конструкционные материалы воспринимают и передают нагрузки;

теплоизоляционные сводят к минимуму процесс переноса теплоты через строительную конструкцию и тем самым обеспечивают необходимый тепловой режим;

гидроизоляционные и кровельные материалы служат для создания водонепроницаемых слоев в кровлях и других конструкциях сооружений, подвергающихся воздействию воды и водяных паров;

герметизирующие материалы служат для заделки стыков, швов, щелей и т. п. с обеспечением герметичности на длительный срок эксплуатации;

отделочные материалы служат для улучшения качества строительных конструкций, а также для защиты материалов этих конструкций от внешних воздействий.

Такие материалы, как цемент, известь, бетон, древесина, нельзя отнести к какой-либо группе материалов, так как их используют в качестве сырья для получения других строительных материалов и изделий. Например, бетон применяют в основном как конструкционный материал, но некоторые виды бетона могут иметь совсем иное назначение: особо легкие бетоны – теплоизоляционные материалы, а бетоны на декоративном заполнителе – отделочный материал.

Для строительства погребов и подвалов в основном используют следующие материалы:

глину;

кирпич;

цементы;

заполнители;

воду для растворов и бетонов;

строительные растворы;

известь;

битумы, дегти;

битумные и дегтевые мастики;

кровельные материалы;

лесоматериалы;

каменные материалы;

гидроизоляционные материалы;

бетон и др.

Глина

Глина является местным материалом. На протяжении многих лет глина наряду с известью была одним из распространенных вяжущих веществ. И по сей день во многих районах с жарким и сухим климатом глина играет заметную роль. Из нее делают своеобразную бетонную смесь с армирующим наполнителем из органических материалов(соломы, прутьев, тростника) и формуют из нее блоки для стен. Стены жилищ покрывают штукатурным раствором на основе глины. Незаменима она в кладочных растворах для печей и для других целей.

Глины являются осадочными горными породами, состоящие в основном из глинистых минералов – рыхлой смеси мельчайших частиц. Глинистые минералы хорошо поглощают и удерживают на своей поверхности влагу. Высохшая глина приобретает значительную прочность, но, если ее вновь увлажнить, она опять размягчается. Для придания водостойкости изделия из глины обжигают при температуре 900…1100 градусов Цельсия, получая керамические изделия.

Чем больше в глине глинистых минералов, тем больше она способна вобрать в себя воды и больше набухает, но труднее сохнет и дает большую усадку. Такие глины называют жирными или пластичными. В высокопластичной глине содержится до 12 % и более влаги. Эту глину применяют для гидроизоляции. Укладывают ее слоями толщиной 10 см с последующим тщательным уплотнением. Общий слой гидроизоляции из глины может достигать толщины 25 см и более. Глины, содержащие много песчаных частиц, называют тощими или малопластичными. Они, наоборот, имеют небольшую усадку, легко сушатся, но пластичность, водонепроницаемость и прочность у них ниже, чем у жирных.