Месяц: Сентябрь 2019

Так как разные строительные объекты диктуют разные требования к грузоподъемной спецтехнике, которая обязана использоваться при сооружении конструкции, то даже крупные строительные компании, которые имеют свой большой парк техники, очень часто используют спецтехнику, взятую в аренду у компании «AGR-Спецтехника» (г. Москва).

Что же можно сказать о небольших строительных фирмах, зачастую совершенно не имеющих личного парка специальной техники? Потому как наличие на балансе компании какой-либо единицы спецтехники, например, автокрана, обозначает, что штату компании необходимо добавить еще ряд сотрудников — это, крановщик, ответственный за безопасность, управляющий по надзору.

Помимо этого фирма должна получить разрешение в госреестре опасных промышленных объектов, что подразумевает немало документального оформления по разработке всевозможных инструкций, требований, тесную работу с учреждением Ростехнадзора и другие довольно затратные в плане времени вещи. Очень часто мелкие строительные фирмы просто не имеют дополнительных ресурсов для выполнения этого рода работ, да и непосредственно покупка крана потребует больших материальных затрат.

В данном случае нанять автокран в аренду здесь – это единственный вариант. В чем же преимущество аренды спецтехники в отличие от ее покупки? Давайте рассмотрим по пунктам.

Преимущества аренды

1. Крановщик решает все вопросы, которые связаны со штатом работников, обслуживающих технику. Чаще всего одновременно с арендованным краном клиентам представляется и опытный крановщик из штата компании. Более того, кран находится на балансе оператора по аренде, и клиенту не нужно заводить в компании разных технических либо инженерных сотрудников, отвечающих за разные нюансы по безопасной работе, надзору, обслуживанием оборудования — все сотрудники уже находятся в штате оператора по аренде. То есть, заказчик сможет сохранить свои рабочие ресурсы для другой деятельности.

2. Если строительная компания решила использовать услугу аренды крана, то она сможет подобрать именно ту технику, которая наилучшим образом подойдет ей для определенного объекта. Вся спецтехника на сайте источнике представлена. И, действительно, когда выбор ограничивается лишь ассортиментом на рынке аренды, а не возможностями своего парка спецтехники, то всегда будет возможность подобрать кран, эксплуатация которого будет экономически выгодной, так как, по сути, разных предложений на рынке аренды намного больше, нежели в крановом парке даже очень больших строительных организаций.

3. Выбирая спецтехнику в аренду, компания избавляется от необходимости держать свою складское помещение для хранения кранов в то время, когда они не востребованы. А беря во внимание то, что автокран — это очень большая вещь, часто организация склада для хранения является очень затратной — так как она подразумевает аренду или приобретение территории, охранные мероприятия, установку заграждения и так далее. В случае, когда вы арендуете кран, все данные вопросы у вас просто отпадают — ими уже будет заниматься непосредственно крановый оператор.

Помимо этого, надо заметить, что при аренде крана компания может не переживать касательно проблемы обслуживания, сервисных работ и периодического ремонта, — все вопросы будет решать компания предоставившая кран в аренду. При этом она очень сильно заинтересована, что бы сданный в аренду кран был полностью исправен, обслужен и, при выходе из строя, отремонтирован за кратчайшее время — так как от этого зависит плата, которую хозяин крана получит за его услуги от компании-арендатора.

Уплотнение является завершающей стадией процесса создания покрытий дорожной одежды. Степень уплотнения определяет эксплуатационные характеристики покрытий автомобильных дорог, в том числе ровность, водонепроницаемость, износостойкость и стойкость к атмосферным воздействиям. Как правило, для устройства покрытий применяют свежеприготовленные асфальтобетонные смеси, плотность которых значительно ниже, чем плотность бетонов на их основе. Задача уплотнения — снизить пористость и повысить плотность материалов до значений, которые регламентированы нормативно-технической документацией. Главным условием процесса уплотнения является постепенное — от прохода к проходу — увеличение удельного давления рабочего органа на слой смеси, что способствует его уплотнению и увеличению прочности.
Задачу уплотнения АБ смеси решают, как правило, комплексно:
— во-первых, на стадии укладки смеси используют агрегаты предварительного или высокого уплотнения асфальтоукладчиков, которые рассмотрены ранее;
— во-вторых, на стадии уплотнения применяют комплекты асфальтовых катков, начиная с легких и кончая средними и тяжелыми катками.
Для АБ смесей, различающихся вязкостью вяжущего, размерами частиц и фракционным составом заполнителей, составом и соотношением компонентов, имеется широкий выбор асфальтовых катков. В дополнение к материалу, изложенному в первой части данного учебного пособия, целесообразно рассмотреть только катки, предназначенные для уплотнения АБ-смесей. Поскольку одним из основных требований к АБ-покрытиям является их ровность, для уплотнения смесей используют только катки с гладкими металлическими и пневматическими вальцами. Вполне очевидно, что толщину слоя задает АУ, а катки подбирают в зависимости от типа дорожной одежды, технологии укладки, состава смеси и др. Для каждого статического или вибрационного катка, имеющего заданные геометрические, массовые и вибрационные параметры, существуют оптимальные толщины уплотняемых слоев асфальтобетонной смеси.
Асфальтовые катки различают по следующим основным признакам:
1) по величине статической линейной (11 см) нагрузки (давления) — легкие (с давлением до 400), средние (400-600) и тяжелые (более 600);
2) по типу несущей конструкции — с моноблочной и шарнирно-сочлененной рамой;
3) по способу воздействия на уплотняемую поверхность — статические и вибрационные;
4) по виду рабочего оборудования — с гладкими металлическими вальцами, с пневматическими колесами с гладким протектором и комбинированные, т.е. сочетающие металлические вальцы и пневмоколеса;
5) по типу колебаний вибровальца — с круговыми ненаправленными и направленными, в том числе вертикальными и горизонтальными (осцилляторными) колебаниями;
6) по комплектации металлических вальцов — с базовыми вальцами и со съемными бандажами различной конфигурации на вальцах для уплотнения АБ покрытий, дорожных оснований и грунтов.
Статическое действие на смесь реализуют с помощью гладких металлических и пневмоколесных вальцов. Уплотняющая способность катка с металлическими вальцами зависит от его силы тяжести и диаметра вальцов, т.е. от величины удельного линейного давления. Уплотняющая способность катка с пневмоколесами зависит от его силы тяжести и давления в шинах.
Уплотнение гладкими металлическими вальцами происходит в результате медленного (по существу статического) повышения напряжения в слоях смеси, прилегающих к зоне контакта с вальцом. На эффективность уплотнения и толщину уплотненного слоя влияют величина линейного давления, вязкость вяжущего и концентрация заполнителей. При этом на границе полосы уплотнения жестким вальцом может наблюдаться резкий перепад напряжений в уплотненной и неуплотненной смесях, что в дальнейшем приводит к образованию трещин. Кроме того, перед таким вальцом при движении образуется волна деформируемой смеси с нарушенной структурой.
Уплотнение смеси упругими пневмоколесными катками обусловлено сочетанием статического действия силы тяжести катка и упругой деформации пневматических шин, которая вызывает сдвиговой эффект уплотнения за счет выдавливания воздуха из смеси в направлении перемещения катка. Кроме того, деформация шины обеспечивает еще один положительный эффект — устраняет упомянутое трещинообразование на границе полосы уплотнения за счет плавного перепада напряжений на этой границе и расширения зоны уплотнения смеси. Ряд современных моделей пневмоколесных катков оборудованы централизованной системой регулировки давления в шинах, что позволяет управлять площадью зоны уплотнения. Однако упругие деформации пневмоколесных катков затрудняют получение ровной поверхности покрытий, поэтому для их окончательной отделки используют только гладковальцовые катки.
Уплотняющее воздействие вибрационных катков обусловлено сочетанием статической и динамической нагрузок на АБ смесь. Вибрация вальца существенно снижает внутреннее трение в смеси, что способствует ее лучшему уплотнению. В наибольшей степени это проявляется для жестких смесей с ограниченным содержанием вяжущего. Катки с вибрационными вальцами значительно эффективнее статических: по эффекту уплотнения вибрационные катки с массой 1,5-8,0 т эквивалентны каткам статического действия с массой 10-15 т. Важным достоинством современных виброкатков является возможность регулирования их уплотняющего воздействия за счет управления частотно-амплитудными характеристиками колебаний виброэлементов вальцов. Конструкции вальцов обеспечивают бесступенчатое (плавное) или ступенчатое (дискретное) изменение амплитуды колебаний в широком диапазоне, а также реализацию круговых (ненаправленных) и направленных, в том числе реверсивных колебаний, что позволяет подбирать оптимальные параметры вибровоздействия в зависимости от стадии уплотнения и толщины слоя, состава и температуры смеси.
Наибольшее применение в дорожном строительстве находят двухосные катки. Двухвальцовые катки (так называемые тандемы) имеют вальцы одинаковой ширины. Нередко их снабжают устройствами, обеспечивающими боковое смещение одного вальца относительно другого, что расширяет их технологические возможности. Они могут иметь один (задний) или оба ведущих вальца. Эти катки бывают легкого, среднего и тяжелого типов. Как правило, широкие вальцы средних и тяжелых катков делают разрезными, состоящими из двух одинаковых секций, во избежание повреждения поверхности покрытия за счет сдвига материала при поворотах. Секции ведущих разрезных вальцов соединяют между собой дифференциалом, а секции ведомых свободно устанавливают на оси с небольшим зазором между ними, который не влияет на качество укатки поверхности. Тандемные катки могут быть как статического, так и динамического действия.
В качестве примера тандемного катка можно привести статический двухосный каток ДУ-63-1, имеющий два ведущих вальца. На рисунке 4.8 представлена его конструктивная схема. Вальцы 1 и 10 приводит в движение дизельный двигатель 11 через реверсивный гидронасос, два гидромотора и два планетарных редуктора, которые размещены во внутренних полостях вальцов. Дизельный двигатель с гидронасосом устанавливают между вальцами под несущей рамой 12. Каток оснащают системой смачивания водой и скребками 2, 8 для очистки рабочей поверхности вальцов.
Двухосные трехвальцовые катки статического действия имеют два узких ведущих вальца на задней оси и один широкий управляемый ведомый валец на передней оси. Они бывают среднего и тяжелого типов. Уплотнение смеси производится в основном задними катками, распределенная нагрузка от которых в два раза больше нагрузки от переднего вальца. Задняя ось снабжена дифференциалом, что позволяет катку на кривых малых радиусов проходить без повреждения уплотняемого слоя покрытия.

В качестве тяжелых катков нередко используют трехосные трехвальцовые катки статического действия двух типов: а) с задним ведущим и двумя передними ведомыми управляемыми катками; б) со всеми ведущими вальцами. Конструкция их подвески позволяет перераспределять силу тяжести по осям в зависимости от профиля уплотняемой поверхности.
Пневмоколесные катки имеют моноблочную жесткую раму, которая опирается на ходовую систему в трех точках: одна — спереди, две — сзади. Такая компоновка обеспечивает устойчивость и равномерное распределение силы тяжести катка по уплотняемой поверхности. Ведущие пневмоколеса задней оси располагают на неразрезном мосту, а управляемые передние пневмоколеса качаются в поперечной плоскости вследствие крепления к раме в одной точке. За счет балласта, загружаемого в балластный отсек в средней части катка, его масса может быть увеличена в два раза. Количество передних и задних пневмоколес должно быть различным, чтобы они перекрывали зоны уплотнения друг друга.
Примером может служить пневмоколесный каток ДУ-100 (рисунок 4.9), который оснащен двумя приводными поворотными пневмошинными вальцами 1 и 12. Каток имеет несущую раму 10, силовую установку 14, трансмиссию и систему управления. Рама как несущая конструкция имеет две шкворневые опоры 3 и 8, которые служат для установки и поворота вальцов. Силовая установка образует модуль, состоящий из дизельного двигателя, раздаточного редуктора с корпусом муфты сцепления и двух гидравлических насосов. Гидравлическая система катка состоит из гидроконтуров привода хода и рулевого управления. Каждое колесо снабжают скребком (11,13,15 и 16) очищающим его поверхность.

Комбинированные катки совмещают достоинства жестких вальцов и упругих пневмоколес: на одной оси устанавливают сплошной или разрезной металлический валец, на другой — пневматические колеса с гладким протектором. Ходовая гидрообъемная трансмиссия комбинированных катков состоит из одного (при одном ведущем вальце) или двух контуров. Привод хода ведущего вальца включает насос регулируемой подачи, гидромотор и редуктор. При выходе из строя одного из гидроконтуров другой обеспечивает нормальную работу катка.
Например, комбинированный каток ДУ-64 в качестве рабочих органов имеет ведущий гладкий металлический вибровалец и две пары пневмоколес, смонтированных сдвоено на ободе. На рисунке 4.10 представлена его конструктивная схема. На основной моноблочно 11 раме 13 установлены силовая установка 12, насосная станция, гидрооборудование, кабина 5 с системой управления и др. В состав насосной станции входят муфта сцепления, раздаточный редуктор, два насоса для передачи вращения гидромоторам привода хода катка и вибровозбудителя, а также насос для привода рулевого управления, содержащего гидроруль, т.е. гидрораспределитель и два силовых гидроцилиндра двухстороннего действия. Вибровозбудитель создает круговые (ненаправленные) колебания и представляет собой вибровал с дебалансом, который установлен на подшипниках в ступицах вальца 10. На вибровалу укреплен шкив двухступенчатой клиноременной передачи, с помощью которой его приводят во вращение от ведущего шкива муфты реверса. С другой стороны вальца к его диску крепится бортовая шестерня для передачи крутящего момента от редуктора на валец.

Жестковальцовые и комбинированные катки имеют моноблочную или шарнирно-сочлененную рамы. Моноблочная рама дает повышенную жесткость катку, что позволяет при необходимости перераспределять его силу тяжести между вальцами. Рама с двумя управляемыми вальцами обеспечивает возможность изменения направления движения поворотом переднего или заднего вальца, а также одновременным поворотом обоих вальцов. Шарнирно-сочлененная рама состоит из передней и задней полурам, которые могут поворачиваться относительно друг друга в горизонтальной плоскости на угол до 30-35° и в вертикальной — на угол ±(8…12) °. Каждая из полурам опирается на жесткий валец или комплект пневматических колес. Ось жесткого вальца закреплена неподвижно относительно полурамы, а ось пневмоколес может быть как неподвижной, так и подвижной, что значительно повышает маневренность катка. Шарнирное сочленение увеличивает набор способов поворота по сравнению с моноблочной рамой. Каждую из полурам снабжают балластным водяным баком, который выполняет также функции резервуара системы орошения вальцов.
Как уже было отмечено, вибрационные катки обеспечивают более высокую степень уплотнения, поскольку сочетают действие статической силы (т.е. собственной силы тяжести) и вынуждающей силы, связанной с колебаниями вибратора. Для этих целей применяют только жесткие металлические вальцы, поскольку пневмоколеса являются виброизоляторами, демпфирующими колебания. В качестве вибраторов используют, как правило, дебалансные элементы (валы и др.) с регулируемыми частотноамплитудными характеристиками. Вибрационные катки оснащены системой амортизаторов, защищающих оператора, силовую установку и гидропривод от вибраций.
Примером использования вибрационного воздействия может служить дорожный каток ДУ-98 (рисунок 4.11).

Он оснащен двумя гладкими металлическими вибрационными вальцами 1 и 9, которые являются поворотными и приводными (с встроенными в их внутренние полости вибровозбудителями). Каток имеет жесткую моноблочную раму, на которой установлены силовая установка 10, трансмиссия, кабина 4 с системой управления. Силовая установка образует блок-модуль из дизельного двигателя, раздаточного редуктора с корпусом муфты сцепления и регулируемых реверсивных гидронасосов, передающих вращение гидромоторам ходового устройства и вибровозбудителей. Гидравлический привод трансмиссии позволяет производить бесступенчатое изменение скорости перемещения катка. Гидроприводвибраторов обеспечивает изменение направления вращения вибровала и величины вынуждающей силы. Кроме того, каток снабжен устройством, позволяющим смещать задний валец на необходимый угол (за счет действия специального электрогидравлического распределителя), что расширяет технологические возможности катка путем достижения его большей маневренности, обеспечения эффективной работы у бордюра.

В конструкциях вибрационных вальцов используют ненаправленные и направленные колебания. На рисунке 4.12 представлены схемы различных устройств, обеспечивающих эти колебания. Самым простым способом уплотнения является использование ненаправленных круговых колебаний. Их можно реализовать с помощью одиночного вала с дебалансами, который устанавливают соосно оси вибровальца (рисунок 4.12, а). Круговые колебания передаются от дебалансного вала через валец на уплотняемый материал. Валец с одним дебалансным валом имеет, как правило, одну или две фиксированные частоты вращения вала вибровозбудителя, а также одно или два значения вынуждающей силы. В последнем случае можно, например, использовать конструкцию раздвижного дебаланса. На рисунке 4.13 показан принцип действия раздвижного дебаланса.

Дебаланс состоит из двух частей, одна из которых (2) жестко закреплена на вибровале, а вторая (1) может свободно поворачиваться относительно оси вала. При вращении вала против часовой стрелки оба дебаланса вращаются как единое целое, а по часовой стрелке — раздвигаются. В результате вынуждающая сила, развиваемая вибровозбудителем, имеет два значения, которые можно определить с помощью следующих формул:
— для вращения против часовой стрелки

где m — суммарная масса дебалансов, кг;
е — радиус вращения центра тяжести массы дебалансов, м;
ω — угловая скорость вращения вала, об/с;
— для вращения по часовой стрелке

где Q1 и Q2 — вынуждающая сила каждого дебаланса, Н;
α — угол между осями дебалансов, град.
Двухрежимную вибрацию используют в большинстве имеющихся сейчас моделей виброкатков. Вместе с тем, она стада явно недостаточной для уплотнения материалов различного типа и состояния с учетом необходимости регулирования толщины уплотняемых слоев. Поэтому разработчики (фирмы «Bomag», «Ingersoll-Rand», «Ammann», «Hamm», «Dynapac», «Caterpillar» и др.) устанавливают на виброкатках многорежимные уплотняющие системы. Эти системы выпускают двух типов: во-первых, устройства с дискретным регулированием уплотняющего воздействия вибровозбудителя круговых ненаправленных колебаний; во-вторых, устройства с плавным регулированием уплотняющего воздействия вибровозбудителя направленных колебаний.
Первый тип устройств имеет одну, две или три частоты колебаний вальца с несколькими амплитудами силового воздействия. Например, фирма «Ingersоll-Rаnd» выпускает виброкатки, обеспечивающие восемь амплитуд и две частоты колебаний вальца; фирма «Саtеrрillаr» выпускает виброкатки с тремя-пятью амплитудами при одной-трех частотах вальца.
Второй тип устройств снабжают механизмами, обеспечивающими направленные колебания. Направленные колебания реализуют в двух вариантах:
1) с помощью двух вибровальцов (рисунок 4.12, б), каждый из которых имеет вибровозбудитель с круговыми колебаниями (как правило, вал с дебалансом);
2) с помощью пары вибровалов с дебалансными элементами, которыми оснащен валец (рисунок 4.12, в, г).
Вариант двух вибровальцов реализован в конструкции виброкатков (например, ДУ-95-1, ДУ-95-2 и др.), имеющих сдвоенные вальцы. В оба вальца вмонтированы вибровозбудители с круговыми колебаниями, каждый из которых представляет собой вал с дебалансом. При этом их дебалансные элементы смещены относительно друг друга на угол 180° (в горизонтальном положении). Вибровалы с дебалансами вращаются в разные стороны с одинаковой частотой, поэтому горизонтальные усилия вибровозбудителей уравновешиваются, а на уплотняемый материал передаются в основном вертикальные нагрузки.
Вариант двух вибровалов в одном вальце имеет более широкие технические возможности и позволяет реализовать различные виды колебаний в зависимости от расположения дебалансов и направления вращения. Во-первых, направленные вертикальные колебания — за счет одинаковой частоты вращения валов в разные стороны (см. рисунок 4.12, в) при смещении дебалансов относительно друг друга на угол 180° (в горизонтальном положении). Во-вторых, направленные горизонтальные, колебания — за счет одинаковой частоты вращения валов в одну сторону (см. рисунок 4.12, г) при смещении дебалансов относительно друг друга на угол 180°.
На рисунке 4.14 представлена схема реализации вертикальных (а) и горизонтальных (б) колебаний вибровальца при помощи двух дебалансных валов, которые вращаются с одинаковой частотой. Условно период их вращения разбит на четыре стадии.
Вертикальные направленные колебания (рисунок 4.14, а) возникают только на I и III стадиях, когда динамические импульсы от центробежных сил Р, развиваемых дебалансами, направлены вертикально (вверх-вниз), воздействуя через валец на уплотняемый материал в вертикальной плоскости. Они оказывают на материал виброударное воздействие. На II и IV стадиях центробежные силы уравновешиваются и их действие на валец нейтрализуется.
Горизонтальные колебания (рисунок 4.14, б) также возникают только на I и III стадиях. При расположении центробежных сил Р в вертикальной плоскости они вызывают динамические моменты, которые сообщают вальцу возвратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости (осцилляции) в зоне контакта с уплотняемым материалом. На II и IV стадиях центробежные силы компенсируют друг друга, не оказывая существенного силового воздействия на валец.

Направленные горизонтальные колебания называют осцилляпюрными, поскольку валец совершает крутильные колебания вокруг собственной оси, т.е. небольшие реверсивные осцилляции (угловые отклонения).
Напомним, что любой вибрационный каток оказывает два вида воздействия на уплотняемый материал: статическое и динамическое. При традиционном уплотнении виброколебания (как и статическая нагрузка) действуют в вертикальном направлении, а при осцилляторном — статическая вертикальная нагрузка сочетается с реверсивными виброколебаниями в горизонтальной плоскости.
Осицилляторное воздействие на уплотняемый материал происходит по принципу «реверсивный сдвиг — статическое сжатие». В результате уплотнение имеет следующие особенности:
а) уменьшается разрушение частиц минерального заполнителя;
б) снижаются силы внутреннего трения частиц уплотняемого материала;
в) снижается динамические нагрузки на каток и увеличивается срок его службы.
Профессор Вл. И. Баловневым показал взаимосвязь основных параметров осцилляторного воздействия с характеристиками уплотняемого материала и виброкатка. Было установлено, что оптимальное время (с) осцилляторного воздействия можно определить по формуле

где кm — коэффициент распределения массы на осцилляторный валец;
fв — коэффициент сопротивления движению вальца при вибрации;
m — масса машины, кг;
а — горизонтальная амплитуда колебаний осцилляторного вальца, м;
Nк — мощность силовой установки катка, Вт.
С учетом установленных взаимосвязей было показано, что оптимальная масса (кг) виброкатка с осцилляторным вальцом пропорциональна следующим основным характеристикам катка:

где Вв — ширина вальца, м;
Rв — радиус вальца, м
hсл — толщина уплотняемого слоя, м.
Осцилляторные колебания реализованы в конструкциях вибрационных катков ведущих производителей уплотнительной техники, например, фирм «Наmm», «Bomag» и др.
Как правило, такие виброкатки содержат задний осциллирующий валец и передний — статический или вибрационный. Об эффективности этого сочетания свидетельствуют данные таблицы 4.3, в которой представлены результаты уплотнения АБ смеси катками фирмы «Натт». Из таблицы следует, что наиболее высокие результаты (более 90 % уплотнения смеси) достигаются при совместном действии вибрации (т.е. вертикальных колебаний) и осцилляции (т.е. горизонтальных колебаний).
Этот же принцип лежит в основе конструкции дорожного катка тандемного типа ДС-31М, который производят на предприятии ОАО «Белдормаш». Он оснащен двумя ведущими и управляемыми гладкими металлическими вальцами (передним вибрационным и задним осцилляторным). Номинальная частота вибрации и осцилляции составляет 36 Гц при амплитуде вибраций до 0,7 мм. Эксплуатационная масса катка составляет 10,5 т при линейном давлении 30 Н/мм, диаметре вальцов 1200 мм и ширине 2445 мм.
Для лучшей передачи уплотняемому материалу горизонтальных усилий поверхность вальца должна иметь высокий коэффициент сцепления с опорной поверхностью, чтобы не было проскальзывания вальца. Этому требованию удовлетворяют вальцы с обрезиненной поверхностью, поскольку ее коэффициент сцепления в 1,7-1,8 раза выше, чем стали.

Современные уплотняющие системы обладают возможностью управления силовым воздействием в диапазоне от вертикальных до горизонтальных колебаний вибровозбудителя, что позволяет подбирать оптимальный режим уплотнения для материалов различного типа и структуры. Регулирование амплитуды колебаний осуществляют за счет изменения относительного положения дебалансов между собой.
Производители дорожных машин выпускают, как правило, типоразмерные ряды асфальтовых катков, которые различаются как по главному параметру (ширине укатываемой полосы), так и по другим классификационным признакам. При этом широко используют блочно-модульный принцип проектирования с применением унифицированных сборочных единиц и агрегатов. Он позволяет с минимальными затратами создать обширную гамму уплотняющей техники для различных материалов и условий эксплуатации. В частности, представленные на рисунках 4.8-4.11 катки (производства рыбинского ЗАО «Раскат») созданы с широким набором модулей, к которым относятся кабина с рабочим Местом оператора, планетарный редуктор и гидростатическая передача, силовые установки и силовые рамы, рабочее оборудование (вальцы, рамы, вилки, шарниры и др.). Ходовая система кинематически выполнена как передача с гидромотор-колесами. Гидросхема обеспечивает высокую степень унификации применяемого гидрооборудования и позволяет формировать нужную модификацию катка с наименьшими материальными затратами.
В таблице 4.4 приведены некоторые технические характеристики наиболее распространенных и изготовленных в СНГ дорожных катков. В их числе двухосные статические катки с гладкими металлическими вальцами (ДУ-72, ДУ-73, ДУ-63-1, ДУ-93 и др.), вибрационные двухосные катки с гладкими металлическими вальцами, оснащенными одним (ДУ-47Б) или двумя вибровальцами (ДУ-63, ДУ-98), пневмоколесные статические двухосные катки (ДУ-65, ДУ-100), комбинированные катки, оснащенные приводными металлическими виброваяьцами и статическими пневмоколесами (ДУ-54М, ДУ-64, ДУ-97, ДУ-99). Как видно из таблицы, для уплотнения АБ смеси в основном используют катки, имеющие цельнорамные конструкции.
В качестве примера типоразмерного ряда можно привести асфальтовые катки фирмы «Бупарас», Ее тандемные и комбинированные вибрационные катки охватывают широкий диапазон эксплуатационно-технических характеристик — от малогабаритных катков (с шириной 0,8 м), которые используют для выполнения небольших объемов работ (пешеходных тротуаров и подъездных путей), до тяжелых катков (с шириной укатки более 2 м), которые предназначены для уплотнения с высокой производительностью АБ смесей на магистральных дорогах, улицах и в промышленных зонах. Свое вибрационное воздействие на смесь они осуществляют при фиксированных частотах (одной или двух) с амплитудой колебаний в пределах 0,2-0,8 мм.

Эта же фирма выпускает ряд моделей виброкатков с покрытыми вулканизированной резиной металлическими вальцами. Их используют в основном при поверхностной обработке уложенных покрытий нанесением шероховатых слоев, которые увеличивают сопротивление заносу автомобиля и обеспечивают поверхностный дренаж. Применение прорезиненных катков уменьшает риск дробления каменного материала в поверхностном слое и значительно снижает уровень шума при работе катка. Однако резина имеет относительно низкие прочностные характеристики, что заставляет при движении избегать сосредоточенных нагрузок от крупных камней и бордюрного камня. В качестве примера можно привести самоходный виброкаток СА 15R, снабженный покрытым резиной вальцом (диаметром 1,585 м и шириной 2,13 м), который обеспечивает статическую линейную нагрузку более 25 Н/мм и амплитуду колебаний в пределах 0,7-1,4 мм при частоте 28 Гц. Ряд моделей асфальтовых катков снабжают теплоизолирующими фартуками, замедляющими остывание АБ смеси в зоне уплотнения.
К основным направлениям энергосберегающего развития уплотнительной техники следует отнести следующие:
1) расширение типоразмерного ряда асфальтовых катков с оптимальными параметрами для обеспечения высокой производительности;
2) снижение энергозатрат за счет использования эффективных физических методов воздействия катков на асфальтобетонную смесь;
3) оснащение катков вспомогательным оборудованием (съемными бандажами вальцов с гладкой поверхностью и с фигурными уплотнительными элементами, устройствами для уплотнения и отрезки кромки покрытий и др.) для расширения их технологических возможностей.
4) оснащение катков системами глобального позиционирования (GPS и др.) для повышения качества уплотнения и увеличения производительности дорожных работ;
5) установка на вибрационных катках систем электронного управления, обеспечивающих автоматическое регулирование частотно-амплитудных характеристик в зависимости от состава и структуры асфальтобетонных смесей.
Для катков с гладкими металлическими вальцами экономия материалов и энергии достигается за счет использования сменного рабочего оборудования в виде бандажей, которые монтируют на стандартном вальце. Вместо нескольких катков можно использовать только один, оснащенный несколькими бандажами в виде съемных кожухов для работ с различными дорожностроительными материалами, например, гладких кожухов или кожухов с кулачками и другими уплотняющими элементами. В частности фирма «Ingersoll-Rand» выпускает вибрационные катки (типа SD120 и DD70), оснащенные двумя бандажами для различных дорожных работ. Один из них имеет гладкую поверхность и предназначен для уплотнения АБ смесей, другой — бандаж кулачкового типа — используют для укатки грунтов и оснований. Гладкий бандаж снижает сопротивление укатыванию из-за увеличения диаметра и ширины, что обеспечивает более гладкую поверхность слоя АБ смеси.
Применение GPS в виброкатках позволяет повысить производительность уплотнения дорожных покрытий за счет увеличения толщины уплотняемого слоя без ухудшения его качества. Их оснащают системами контроля качества уплотнения, которые дают оператору информацию о технологическом процессе и позволяют эффективно управлять его параметрами. Например, фирма «Sakai America» устанавливает на вибрационных катках систему контроля CIS (Compaction Information System), которая отражает на дисплее карту перемещения машины с учетом данных GPS, распределение температуры смеси и степень уплотнения при заданных частотно-амплитудных характеристиках. Эта информация позволяет оператору легко контролировать процесс и достичь требуемого качества уплотнения в зависимости от технологических характеристик смеси.
Наиболее перспективным в плане обеспечения баланса качества и производительности представляется направление, связанное с так называемым «интеллектуальным уплотнением» IC (от англ. intellectual compaction). Системы 1C, которыми оснащают катки многие ведущие фирмы, представляют собой электронные органы управления и контроля, непрерывно регистрирующие плотность уплотняемого материала. На основании этих данных происходит автоматическая коррекция частоты и амплитуты вибровоздействия, а также скорости перемещения катка для обеспечения заданной плотности покрытий. Возможность корректировать процесс уплотнения в режиме реального времени с учетом толщины, состава и структуры уплотняемых материалов сулит весьма большие потенциальные преимущества. В их числе снижение энергоемкости процесса уплотнения, увеличение производительности за счет снижения числа проходов катка, повышение качества уплотнения за счет достижения оптимальной плотности покрытий.
Помимо упомянутых (можно сказать, классических) путей развития катков, исследователи и разработчики новой техники пытаются повысить эффективность уплотнения дорожно-строительных материалов с помощью нетрадиционных приемов. Для их иллюстрации приведем примеры некоторых интересных технических идей. Вполне возможно, что в недалеком будущем они будут востребованы в уплотнительной технике.
Как правило, в серийно выпускаемых катках используют самый простой способ вибровоздействия — с помощью ненаправленных круговых колебаний, которые возникают при вращении дебалансных валов вибровальцов. Кроме того, используют более эффективные, но и конструктивно более сложные способы направленных (вертикальных и горизонтальных) колебаний вибровальцов.
Другие способы вибровоздействия на дорожно-строительный материал пока не выходят за рамки исследований и опытных испытаний. В их числе методы так называемого виброволнового воздействия вальца на смесь. На рисунке 4.15 представлена принципиальная схема виброволнового вальца. Он содержит упругую цилиндрическую обечайку 1 с генератором виброволн внутри вальца. Генератор волн содержит три пары опорных роликов (2 и 3), установленных на специальной раме, одна пара которых (2) является эксцентриковыми. Через ролики на обечайку передается статическая сила тяжести катка. Кроме того, вращающиеся эксцентриковые ролики вызывают вибродеформацию обечайки, которая, в свою очередь, своей нижней частью уплотняет смесь. Достоинством этого метода является низкая энергоемкость процесса уплотнения, поскольку во вращение приводят только ролики, расположенные в нижней части вальца, что существенно снижает энергопотребление возбудителя колебаний по сравнению с традиционным вибровальцем. Опытные испытания показали преимущества виброволнового вальца по сравнению с классическим виброкатком, что связано с большими амплитудами его колебаний.

Пневмокатки используют только в статическом режиме, поскольку они гасят колебания вибровозбудителя из-за наличия в шинах сжатого воздуха. Между тем, они обладают весьма существенным достоинством — возможностью изменения контактного давления на уплотняемый материал за счет изменения давления в шинах. Предложена конструкция вибрационного гидрошинного (так его назвали авторы) катка, у которого шины заполнены жидкостью. Наличие в шине жидкости (т.е. несжимаемой среды) дает возможность эффективно использовать вибрации пневмоколеса, т.е. реализовать сочетание статического и динамического воздействия на смесь. Изменяя количество жидкости в пневмоколесе (т.е. давление в шине) и подбирая режим вибрации, можно управлять не только контактным давлением на смесь, но и частотной характеристикой колебаний пневмоколеса для ее подстройки под изменяющуюся собственную частоту уплотняемого материала для достижения резонанса. Регулируя режимы статического и динамического воздействия, с помощью одного катка можно реализовать весь цикл уплотнения материала от начала и до конца.
Эта же цель — использование только одного катка для уплотнения смеси -является основой применения вакуумных технологии. Исследования показывают, что их применение позволяет повысить производительность за счет сокращения числа проходов катка по одному следу в 1,5-2,0 раза. При этом существенно улучшаются водостойкость, сдвигоустойчивость, морозостойкость и прочностные характеристики слоя АБ смеси, что увеличивает срок службы покрытий в 1,5-2,0 раза. Данные экспериментов, представленные на рисунке 4.16, показывают, что вакуумирование (при степени разрежения в вакуумной камере в пределах 5-10 кПа) АБ смеси дает значительный положительный эффект при уплотнении как в статическом, так и в динамическом режимах. Из рисунка видно, что совместное действие вибрации и вакуумирования (за 8 проходов катка) на 65 % более эффективно, чем просто вибрация (по водонасыщению).

В качестве примера конструкции вакуумного приспособления можно привести техническое решение, которое содержит набор необходимых элементов для контактного вакуумирования уплотняемого слоя. В начале цикла уплотнения каток работает в обычном режиме, затем после заданного числа проходов включают устройство создания вакуума.
Регулируя величину разрежения воздушной среды в вакуумной камере, увеличивают контактное давление вальцов на покрытие. Пригрузка вальцов прямо пропорциональна разрежению в вакуумной камере и площади ее поверхности.
На рисунке 4.17 приведена принципиальная схема вакуумного приспособления для катка с гладкими металлическими вальцами с целью повышения эффективности уплотнения АБ смеси. Однако пока контактные вакуумные методы не получили распространения из-за низких эксплуатационных характеристик вакуумных устройств.

Совершенствование вакуумных технологий осуществляют в направлении создания устройств для бесконтактного вакуумирования АБ смеси. На рисунке 4.18 приведена схема бесконтактного вакуумного устройства, которое представляет собой двухсекционную камеру. Нижняя камера 1 открыта со стороны уплотняемого слоя. В ней создается разрежение за счет вращения перфорированного диска 2, который перемещает воздух из центральной части камеры к ее периферии и удаляет его через отверстия 10 в боковых стенках. Эксперименты показывают, что в результате разрежения в пределах 10-15 кПа повышается эффективность уплотнения АБ смеси в зоне воздействия устройства. Вместе с тем, следует еще раз отметить, что вакуумные технологии пока не вышли за рамки исследовательских работ.
Перспективными и обнадеживающими представляются результаты исследования влияния электрических полей на активацию уплотнения дорожно-строительных материалов, содержащих остаточную влагу. Установлено, что под воздействием постоянного электрического поля в уплотняемом материале происходит электроосмотическое движение жидкости в его капиллярах. При этом она переходит из связанного в свободное состояние, что сопровождается облегчением деформирования материала и ускорением его уплотнения из-за снижения сил внутреннего трения его частиц.
Как известно, АУ производит укладку и частичное уплотнение смеси, а каток довершает уплотнение. Имеются концептуальные предложения по совмещению процессов укладки и уплотнения, их объединению в единый технологический процесс. Одно из них состоит в изменении направления укатки и создании так называемой нагнетающей укладки. На рисунке 4.19 представлена принципиальная схема катка, с помощью которого реализуют эту укладку. Как видно из рисунка, каток оснащен узлом приема и подачи материала (в виде приемного бункера 2 и ленточного питателя 4) и механизмом укатки материала (в виде бункера-течки 7 и нескольких вальцов 6). Вальцы 6, установленные вдоль полосы в ряд, вместе с бункером совершают возвратно-поступательное движение поперек уплотняемой полосы. Материал через бункер-течку поступает на дорожное полотно перед вальцами, которые выдавливают его излишки по ходу движения катка.

После этого перемещают каток вслед за образовавшейся волной материала. За катком образуется полоса материала с высокой, как полагают авторы, степенью уплотнения. Ширина укладываемой полосы определяется шириной бункера-течки и ходом перемещения вальцов. Совмещение процессов укладки, разравнивания и уплотнения может значительно сократить производственные затраты за счет уменьшения количества используемой техники.
Традиционная уплотнительная техника базируется на применении виброкатков с колесными вальцами. Весьма интересным направлением ее развития является создание гусеничных виброкатков, которые производит компания «Komatsn» для уплотнения дорожных оснований и покрытий. Каток имеет шарнирно-сочлененную раму, в передней части которой установлен гусеничный вибровалец, а на задней оси — пневмоколесное (модель JT150WA-1) или гусеничное (модель JT150WAC-1) шасси. При массе более 16 т вынуждающая сила на вибровальце составляет 180 кН при амплитуде колебаний 2,8 мм, что позволяет эффективно уплотнять глубинные слои дорожного полотна. К достоинствам таких катков относят, во-первых, высокую устойчивость на уклонах (угол уклона 15 и 22 % соответственно без использования вспомогательных агрегатов); во-вторых, возможность сглаживания неровностей предыдущих этапов уплотнения; в-третьих, большую площадь контакта рабочего органа с уплотняемой поверхностью. Можно предположить, что в недалеком будущем гусеничные виброкатки могут стать основой новых методов уплотнения.

Кривая истощения пласта представляет собой кривую графика изменения темпа отбора нефти и газа с течением времени в масштабах одной скважины либо целого месторождения (см. рис. 25.3). Темп отбора будет уменьшаться по мере снижения давления в продуктивном пласте коллектора.

Начальный дебит скважины определяется как добыча в первые 24 ч работы скважины, и он чаще всего максимален. По мере снижения этой величины скважина постепенно становится истощенной и малоприбыльной. В США к истощенным скважинам относят скважины с суточной добычей нефти менее 10 бар, (1,6 куб. м) и газа менее 60 тыс. куб. фут. (2000 куб. м). И эти скважины получают специальные налоговые льготы. В 1999 г. в США насчитывалось 442 730 истощенных нефтяных скважин (76% общего количества), в целом по миру эта величина составляет 46% нефте- и газодобывающих скважин.

Экономический предел эксплуатации скважины — это состояние, когда себестоимость добычи становится равной чистому доходу от добычи. Предел эксплуатации зависит от глубины скважины, количества добываемой воды, местоположения скважины и других факторов. Когда достигается экономический предел эксплуатации скважины, ее либо тампонируют и ликвидируют, либо применяют методы обводнений или вторичные методы добычи нефти. Большинство скважин рассчитаны на срок эксплуатации 15—20 лет.

Форма кривой снижения добычи зависит от режима коллектора (см. рис. 25.4). В коллекторах с режимом растворенного газа истощение пласта очень резкое, а при водонапорном режиме темп отбора из скважины приблизительно одинаков на всем протяжении эксплуатации. Форма кривой при газонапорном режиме представляет собой нечто среднее.

Кривые истощения пластов для эксплуатационных скважин, добывающих нефть из трещиноватого коллектора, породы которого представлены плотным песчаником или известняком, как на месторождении Спраберри-Филд в Техасе, имеют очень характерный вид (см. рис. 25.5). Скважина может обладать высоким начальным дебитом, так как нефть проходит сквозь трещины, повышающие проницаемость породы. При осушении трещин добыча резко падает. Таким образом, быстро устанавливается стабильная скорость добычи, связанная с медленным проникновением нефти сквозь относительно непроницаемую породу в трещины, которая сохраняется длительное время.

Железобетон и сталь в настоящее время — основные материалы пролетных строений капитальных мостов. Поэтому вполне естественно применение наряду с чисто железобетонными и металлическими также объединенных — сталежелезобетонных строений. В них бетон и сталь работают в единой конструкции, что позволяет при определенных условиях наилучшим образом использовать положительные качества каждого из материалов.
Можно выделить три основных фактора, обусловившие появление сталежелезобетона в мостах в середине XX в.
Первым из них стало резкое расширение применения железобетона в строительстве. Развитие его технологии, особенно сборного и предварительно напряженного, позволило значительно увеличить пролеты, вторгнувшись в область, ранее занятую целиком металлическими мостами. Преимуществом железобетона является значительно меньшая потребность в стали по сравнению с металлическими пролетными строениями. Он обладает большей стойкостью к атмосферным воздействием, не требует защиты от коррозии. Поэтому расходы на содержание железобетонных мостов меньше, чем стальных.
Вторым фактором эволюции мостостроения явилось совершенствование конструкций проезжей части мостов. Еще в 30…40-е гг. ХХ в. в автодорожных стальных мостах применяли деревянный настил или железобетонную плиту, работающих только поперек пролета на местные нагрузки. В железнодорожных мостах с ездой на балласте взамен подверженного интенсивной коррозии металлического настила стали применять железобетонное балластное корыто (рис. 5.1, а). В такой конструкции металлическая и железобетонная конструкции изолированы от воды, удаляемой из балласта через водоотводные трубки. Однако при этом вес пролетного строения существенно увеличивается, в связи с чем возрастают затраты металла на главные балки.

Усовершенствование указанных конструкций стало возможным за счет жесткого соединения упорами железобетонной плиты с главными балками для совместной работы — плита используется в работе на сжатие верхнего пояса балки (рис. 5.1, б). Этим приемом можно существенно уменьшить площадь сечения верхнего пояса металлической балки, увеличить жесткость пролетного строения, т.е. снизить высоту балок в сравнении с без-балластной ездой. Металлоемкость сталежелезобетонных пролетных строений оказывается не выше, чем цельнометаллических.
Таким образом, в сталежелезобетонных мостах аналогично стальным пролетным строениям с ортотропной плитой используется принцип совмещения функций — в сплошностенчатых пролетных строениях с ездой поверху плита проезжей части работает поперек моста на местную нагрузку и одновременно является составной частью верхнего пояса главных балок, а также заменяет собой верхние продольные связи.
Третий фактор — это стремление рассматривать пролетное строение как единое пространственное целое, обеспечивать совместную работу плоскостных частей пролетного строения (главных балок или ферм, проезжей части и связей) и учитывать ее в расчетах. В стальных пролетных строениях начали отказываться от шарниров и разрывов, которые прежде устраивали для приближения действительной конструкции к упрощенной расчетной схеме. В практику широко вошли статически неопределимые системы, особенно комбинированные. Подобное стало возможным благодаря прогрессу строительной механики и вычислительной техники.
В большинстве сталежелезобетонных пролетных строений железобетон в составе главных балок или ферм первоначально использовали только в сжатой зоне, считая, что в растянутой он выключен из работы. Однако впоследствии развитие предварительно напряженных конструкций открыло возможность эффективного использования железобетона и в ней. В этих конструкциях реализуется возможность повышения трещиностойкости железобетонных элементов за счет их предварительного обжатия. Растягивающие напряжения воспринимаются преднапряженными стальными элементами (канатами или пучками высокопрочной проволоки).
Сталежелезобетонные пролетные строения, включая редко применяемые конструктивные формы, отличаются большим многообразием. Их можно классифицировать, например, по следующим признакам:
— по виду главных балок (ферм): сплошностенчатые одноплитные (рис. 5.2, а); сплошностенчатые коробчатые (рис. 5.2, б, в); pешетчатые; комбинированные — сплошностенчатые с решетчатыми (рис. 5.2, г…е);
— по наличию предварительного напряжения: без предварительною напряжения и регулирования усилий; с предварительным напряжением и регулированием без натяжения высокопрочной арматуры и с натяжением высокопрочной арматуры;
— по технологии устройства железобетонной плиты: со сборной пинтой; с монолитной плитой; со сборно-монолитной плитой;
— по внешней статической схеме: балочные разрезные (см. рис. 5.2, а); балочные неразрезные (см. рис. 5.2, б, в); балочные защемленныe; балочно-консольные; рамные; арочные; комбинированные (см. рис. 5.2, г…е);
— по расположению езды, с ездой поверху (см. рис. 5.2, а…г), понизу (см. рис. 5.2, ё) или посередине (см. рис. 5.2, д).
В решетчатых конструкциях сталежелезобетон может использоваться наряду с ездовыми поясами и в противоположных поясах.
Наиболее распространены сплошностенчатые одноплитные балочные разрезные и неразрезные пролетные строения с ездой поверху.

Для них характерна двухстадийная работа элементов:
• на первой производится монтаж металлоконструкций и устройство железобетонной плиты; здесь до объединения частей для совместной работы все постоянные и временные монтажные нагрузки воспринимаются металлической балкой;
• на второй железобетонная плита и стальная балка работают совместно на вторую часть постоянных нагрузок (вес мостового полотна) и временные нагрузки.
Усилия в стальной балке на двух стадиях суммируются, на них возможно предварительное напряжение и регулирование усилий.
Технико-экономические показатели сталежелезобетонных пролетных строений представляют интерес в сопоставлении с показателями железобетонных и стальных пролетных строений.
В железнодорожных мостах стальные и сталежелезобетонные пролетные строения свыше 30…35 м имеют существенно лучшие показатели, чем железобетонные. Ho при пролетах свыше 60 м стальные решетчатые становятся более рациональными.
Согласно зарубежным данным (США) по показателю расхода металла автодорожные сталежелезобетонные пролетные строения эффективны до пролета длиной 105 м. В нашей стране, с учетом применяемого предварительного напряжения, граничный пролет получается гораздо большим — 140 м, а с учетом приведенных затрат — обычно 110…120 м.
До сих пор считалось, что область малых пролетов (до 30…40 м) целиком принадлежит железобетону. Однако исследования отечественных инженеров (в частности, Санкт-Петербургской фирмы «Стройпроект») доказана эффективность сталежелезобетона с монолитной плитой и при малых пролетах. Отсюда следует, что рассматриваемый материал захватывает все большее пространство в мостостроении.
Сопоставление сталежелезобетонных пролетных строений с железобетонными представляет определенные трудности. Потребность в стали для сталежелезобетонных конструкций в 1,5…2 раза выше, чем для железобетонных, но объем бетона в первом случае почти не зависит от длины пролета, тогда как во втором этот показатель увеличивается с длиной пролета. Соответственно возрастает конкурентоспособность сталежелезобетона.
Таким образом, можно выделить следующие основные области рационального применения сталежелезобетона в мостах:
♦ железнодорожные мосты с ездой поверху пролетом 30…60 м, причем он может применяться и в меньших пролетах в условиях, затрудняющих применение как железобетонных, так и стальных пролетных строений;
♦ автодорожные и городские мосты с ездой поверху средних и больших пролетов (40…120 м) в условиях, определяющих рациональность применения сталежелезобетонной конструкции, в ряде случаев возможно применение сталежелезобетона и в малых пролетах (меньше 40 м).
Кроме того, в отдельных обоснованных случаях могут применяться мосты других систем с ездой понизу и посередине, имеющие железобетонную плиту проезжей части, полностью или частично включенную в работу несущей стальной конструкции.

СИП панелями является материал, сочетающий в себе одновременно прочный каркас и утеплитель.

Сейчас он широко применяется в строительстве, а сама технология пришла из Канады. Огромным плюсом является быстрота возведения здания при этом способе строительства.

Преимущества и особенности

СИП панели подойдут даже для самого холодного климата, а благодаря высокой теплоизоляции не уступают кирпичным домам. Материал отличается легкостью и доступной ценой. Кроме того, можно заказать строительство дома из СИП панелей в Тюмени на tcst.ru/stroitelstvo-iz-sip-panelej. Вот его основные преимущества:

• хорошая шумоизоляция;
• возможность использования самого обычного и недорого фундамента из-за низкого веса;
• короткие сроки строительства, начинающиеся от двух недель;
• монтаж очень простой и его можно выполнить самостоятельно;
• панели совершенно экологически безопасны и не имеют запаха.

Разновидности

Разновидность панелей зависит от их наполнителя.

1. СИП с пенополиуретаном используют для строительства промышленных зданий. Имеют высокие показатели прочности и отличаются влагоустойчивостью.
2. СИП с минеральной ватой не подвергаются возгоранию и совершенно безопасны.
3. СИП с пенополистиролом не имеет запаха и его в часто выбирают для строительства частных домов.

Строительство дома и его этапы

Перед тем как приступить к строительству необходимо продумать, то каким дом должен получиться в итоге. Есть, конечно, типовые варианты, но СИП технология даёт возможность не ограничивать себя в дизайне. После того, как выбор проекта сделан, то можно переходит к непосредственно к строительству.

1. Фундамент. Один из важнейших этапов это возведение фундамента. Он должен отличаться качеством и прочностью. Из-за легкости материала можно использовать свайно-винтовой фундамент.
2. Сборка. Чтобы дом соответствовал заявленному качеству необходимо уделить большое внимание сборке. Должны быть соблюдены все технические нюансы и правильно оформлены стыки.
3. Монтаж кровли. Монтаж может совершаться только после того, как возведены стены и перекрытия.
4. Двери и окна. После окончания монтажных работ можно заняться установкой окон и дверей. Важно проследить за качеством работы, в противном случае не избежать сквозняка.
5. Отделка. К выбору отделки необходимо подойти очень ответственно, ведь стены портятся от контакта с окружающей средой. Этого можно избежать используя качественные материалы.

Внутренняя отделка уже полностью зависит от вкуса хозяев. Большим преимуществом СИП панелям является то, что стены сразу готовы к отделке.

Канадскую технологию можно назвать надёжной, быстрой и доступной по цене. Современный мир даёт множество возможностей, в том числе и в строительной сфере, чем грех не воспользоваться.

Бассейны МНР приурочены к типичным межгорным впадинам. Фундаментом для них являются герцинские складчатые сооружения.

В южной части МНР между горными сооружениями Монгольского и Гобийского Алтая на юге и Хангая на севере простирается огромный межгорный прогиб, состоящий из системы впадин — Западно-(район Больших озер), Центрально- и Восточно-Гобийской, Далее к востоку в Чойбалсановском аймаке (области) располагается крупная Тамцакская впадина. К югу от Монгольского и Гобийского Алтая и до границ южных республик располагается система небольших впадин, объединенных в один Заалтайский прогиб. Южная граница этого прогиба уходит в пределы Китайской Народной Республики. В 100 км к югу от Улан-Батора располагается Нилгинская межгорная впадина, имеющая ширину ~80 км и длину свыше 150 км.

Все эти впадины выполняются отложениями меловой системы и кайнозоя. Отложения триаса в Монголии не известны. Осадочные отложения юрской системы на всей территории республики развиты очень незначительно и в настоящее время они встречаются почти исключительно в узких грабонообразных впадинах в зоне современных поднятии фундамента. Однако эффузивные разности пород этой системы развиты более широко и иногда образуют значительные по своим размерам покровы. Юрские образования представлены мощной толщей эффузивно-осадочных пород, в составе которых выделено три свиты: песчано-конгломератовая, углисто-сланцевая и эффузивная. По отношению меловых впадин, представляющих интерес в нефтегазоносном отношении, образования юрской системы вместе с палеозойскими образованиями создают их обрамление.

В составе отложений меловой системы выделяются три свиты: шарилинская (валанжин), цагаицабская (валанжин — баррем) и дзунбаинская (апт — альб).

Шарилинская свита имеет относительно ограниченное распространение. Выходы ее приурочены главным образом к внутренним частям впадин и краевым частям современных поднятий фундамента, осложняющих внутренние части мезозойских депрессионных зон.

Шарилинская свита залегает с резким угловым и стратиграфическим несогласием на юрских, палеозойских и докембрийских образованиях. В ее составе выделяются две регионально прослеживающиеся, не равные по мощности, толщи: нижняя — конгломератовая и верхняя — песчаноглинистая.

Мощность конгломератовой толщи варьирует в очень широких пределах, изменяясь от первых сотен метров до 1500—2000 м, как правило, с полным выклиниванием в сторону центральных частей современных впадин.

Верхняя (песчано-глинистая) толща имеет мощность, в несколько раз меньшую, чем нижняя конгломератовая, но выдерживается совершенно отчетливо и в целом имеет несколько более широкое распространение. Поэтому но краям участков развития шарилинской свиты верхняя толща нередко перекрывает более древние юрские палеозойские породы. Сложена верхняя толща зеленоватыми, серыми и иногда красноцветными, плохо сортированными песчаниками, глинами и алевролитами с подчиненными прослоями других пород. Ее мощность достигает 300—400 м.

Цаганцабская свита пользуется значительно большим распространением, чем шарилинская. Сложена свита преимущественно терригенными глинисто-песчаными породами, обогащенными туфогенным материалом и в верхней части, как правило, обладающими весьма характерной светлой (белой, зеленоватой, голубоватой, реже желтоватой и розоватой) окраской, выдерживающейся по всей территории Монголии. В нижней, а иногда и в средней части свиты преобладают темноокрашенные (до черных), большей частью глинистые породы. В подчиненном количестве встречаются также туфы, туффиты, конгломераты, карбонатные, эффузивные и другие породы.

Мощность свиты подвержена колебаниям в широких пределах — от немногих метров до 1000—1300 м.

Дзунбаинская свита наибольшим распространением пользуется на юге и особенно на юго-востоке Монголии, где одновременно зафиксированы и наибольшие мощности. В составе дзунбаинской свиты выделяются две широко распространенные подсвиты: нижняя — темно-серая и верхняя — зеленовато-серая, в свою очередь разделяющиеся на ряд толщ и пачек.

Разрез подсвиты начинается небольшой по мощности (50—150 м), но хорошо прослеживающейся пачкой, в составе которой развиты горючие сланцы, карбонатные породы, глины и песчаники.

Выше лежит мощная толща (до 500—700 м) песчано-глинистых пород, состоящая из переслаивающихся серых, темно-серых, зеленовато-серых, и голубовато-серых (преобладают) глин, алевролитов и песчаников с подчиненными прослоями глинистых сланцев, аргиллитов, иногда гравелитов и конгломератов и с довольно частыми, но маломощными (до 5—10 см) про-пластками известняков, мергелей и реже доломитов.

Кончается разрез подсвиты пачкой темно-серых, иногда почти черных тонкоотмученных, часто листоватых глин с редкими маломощными прослоями песчано-алевролитовых и карбонатных пород.

Общая мощность темно-серой подсвиты меняется от немногих метров до 700—800 м. Наиболее типична мощность 500—600 м.

Зеленовато-серая подсвита состоит из нижней глинисто-песчаной и верхней угленосной.

Нижняя (глинисто-песчаная) толща состоит из чередующихся между собой песчаников — нередко грубозернистых алевролитов и глин с большим или меньшим участием в разрезе конгломератов, гравелитов, глинистых сланцев, аргиллитов и карбонатных пород.

Верхняя (угленосная) толща на юге, юго-востоке и западе Монголии имеет очень небольшую мощность и лишь местами содержит более или менее значительные (до 1—2 м) пласты бурых углей.

Общая мощность зеленовато-серой подсвиты редко превышает 400—500 м.

Верхнемеловые отложения развиты весьма широко и подразделяются на две свиты: нижнюю сайшандинскую и верхнюю — байнширеинскую, которые в свою очередь делятся на ряд толщ и пачек.

В составе сайшандинской свиты выделяются две подсвиты: нижняя из них — нижнесайшандинская состоит из глин, песчаников, конгломератов, окрашенных обычно в бордово-красный цвет, в силу чего эта подсвета часто называется пестроцветной. Мощность ее 400—500 м.

Верхнесайшандинская или песчано-конгломератовая подсвета представлена светлоокрашенными грубозернистыми, реже мелко- и среднезернистыми, часто почти совершенно рыхлыми косослоистыми песчаниками и конгломератами, состоящими из лейкократовой, хорошо и среднеокатанной гальки кварц-порфиров, кварца, аплита, гранитов и других пород с подчиненными прослоями светлоокрашенных глин и алевролитов.

Мощность подсвиты колеблется от первых десятков метров до 500—600 м.

Байнширеинская свита состоит из переслаивающихся пестроцветных пачек мергелей, глин, песчаников, общей мощностью до 400 м.

Третичные отложения развиты не повсеместно и чаще всего представлены светло- или пестроокрашенными песчано-глинистыми образованиями.

Все эти отложения в той или иной мере принимают участие в строении бассейнов, выделенных в пределах территории Монгольской Народной Республики. В настоящее время в пределах этой территории можно выделить — Западно-Гобийский возможно нефтегазоносный бассейн, Восточно-Гобийский или Дзунбаинский нефтегазоносный бассейн и Тамцакско-Хайларский возможно нефтегазоносный бассейн, которые приурочены к межгорным прогибам тех же наименований. Все они друг от друга отделяются перемычками палеозойских образований и с этой точки зрения составляют замкнутые в гидрогеологическом отношении бассейны.

В самом простом и общем случае схему многоэтажного каркаса здания из стальных или железобетонных конструкций можно представить как некоторую пространственную систему, образованную из ряда абсолютно жестких, параллельных друг другу вертикальных и горизонтальных плоскостей, причем вертикальные жесткие плоскости должны быть расположены в двух взаимно пересекающихся направлениях.
Вследствие этого система будет жесткой и неизменяемой (рис. 10.1).
Число горизонтальных и вертикальных плоскостей произвольно и теоретически ничем не ограничено. Пересекающиеся вертикальные плоскости в плане здания могут образовывать замкнутый или незамкнутый прямоугольник (квадрат), «Н» или «У» образуют пересечения, которые возводятся на всю высоту здания, обеспечивают его устойчивость и называются ядром жесткости.

Наружные и внутренние стены и перегородки при расчете каркасов зданий обычно не учитываются, являются лишь нагрузкой, но на самом деле способствуют увеличению жесткости и устойчивости каркаса. Вертикальные жесткие плоскости, помимо того, что они несут вертикальную нагрузку, служат для обеспечения неизменяемости и жесткости каркаса в продольном, поперечном и в произвольном косом направлениях, иначе, для обеспечения общей его устойчивости, а также работают на горизонтальную нагрузку от ветра. Горизонтальные смещения каркаса и колебания его от ветра всецело зависят от жесткости и от конструкции вертикальных плоскостей. Горизонтальные жесткие плоскости представляют собой перекрытия и, выполняя свои обычные функции как пространственная система, обеспечивают неизменяемость здания в плане; они связывают в горизонтальном направлении вертикальные плоскости, удерживая их в определенном положении и, кроме того, что очень важно, служат для распределения горизонтальных нагрузок любого направления между вертикальными плоскостями. Горизонтальные плоскости образованы из балок второстепенных, главных или только из главных с заполнением между ними железобетонными плитами (сборными, пустотелыми, монолитными).
Перекрытие должно быть прочным и надежным в смысле распределения ветровой нагрузки между вертикальными плоскостями и обеспечения неизменяемости каркаса в плане. Желательно, чтобы оно имело малую строительную высоту и было достаточно легким. Вертикальные плоскости образуются колоннами и балками перекрытий (ригелями) путем соединения их в жесткую и неизменяемую систему. Такое соединение может быть осуществлено таким прикреплением балок к колоннам, при котором узлы становятся жесткими и способными воспринимать изгибающие моменты. Эти соединения выполняют на сварке или высокопрочных болтах. При этом каждая вертикальная плоскость будет представлять собой многоэтажную раму с жесткими стыками. Жесткая и неизменяемая система может быть выполнена и с помощью дополнительных элементов, например раскосов, объединяющих две колонны и балки перекрытий (ригели) в простую решетчатую неизменяемую систему.
В несущих комбинированных каркасах зданий из сборно-монолитных, сборных железобетонных или полностью из стальных конструкций общая устойчивость каркаса обеспечивается также вертикальными плоскостями в виде сборных или монолитных стенок жесткости.

В других случаях в составе зданий, на всю его высоту предусматривается устройство замкнутой шахты из четырех взаимоперпендикулярных вертикальных жестких плоскостей из стальных (рис. 10.2) или железобетонных конструкций. Эта шахта воспринимает все горизонтальные нагрузки на здание и обеспечивает его общую устойчивость. Такая шахта называется шахтой жесткости или ядром жесткости.
Все остальные элементы каркаса должны крепиться к шахте (ядру) жесткости, а каждое перекрытие представлять единую жесткую и неизменяемую горизонтальную плоскость или жесткий плоский диск. Все примыкающие к ядру жесткости элементы несущего каркаса здания работают в этом случае только на вертикальную нагрузку (рис. 10.3).
Примером многоэтажного здания с несущим стальным каркасом, статическая схема и устойчивость которого решена в виде рамной системы с жесткими сварными узлами, может служить здание МГУ, а примером здания с монолитным ядром жесткости — здание на площади Восстания в Москве. Общая устойчивость, обеспеченная монолитными стыками жесткости, выполнена при сооружении высотных зданий на Новом Арбате.

Итак, общая устойчивость стальных или железобетонных, а также комбинированных многоэтажных каркасов зданий может быть обеспечена жесткими взаимно пересекающимися вертикальными стенками (ядрами жесткости), возведенными на всю высоту здания и пересекающимися с этими стенками жесткими дисками горизонтальных плоскостей (перекрытий).
Жесткие вертикальные стенки могут быть выполнены в виде рамных решений (многоэтажной рамы) с жесткими узлами сопряжения ригелей с колоннами); связевых решений (со связями между колоннами); рамно-связевых; сборных или монолитных железобетонных блоков (в комбинированных каркасах зданий). Из таких взаимно пересекающихся стенок могут образовываться ядра жесткости различной конфигурации в плане здания.
Конструктивные элементы стальных каркасов высотных зданий решаются следующим образом:
а) колонны закрытого сечения из четырех уголков крупных профилей (100×16—25) или из универсальной стали (σ = 30—40 мм), свариваемых в пакет, которые обетониваются или оштукатуриваются по сетке для защиты от огня (см. рис. 10.2);
б) стальные ригели двутаврового сечения, сварные, с уширенной нижней полкой, на которую укладываются плиты междуэтажного перекрытия.
Стыки стальных колонн выполняются с фрезерованными торцами. Во избежание возможной неточности совпадения торцов в плане (винтообразность и др.) в верхнем торце предусматривается строганая плита σ = 30—40 мм. Стыки колонн после закрепления болтами и выверки обвариваются по контуру (рис. 10.4).

Междуэтажные перекрытия каркаса могут компоноваться:
— из главных и второстепенных балок (при стальном каркасе здания) с укладкой по ним сборных или монолитных железобетонных плит;
— только из главных балок (ригелей) с уширенной полкой, на которую укладываются сборные железобетонные плиты перекрытий;
— из распорных железобетонных плит, укладываемых только по оси колонн, с закладными деталями для сопряжения сварными накладками плит смежных пролетов и ригелей;
— из унифицированных, облегченных, многопустотных плит, составляющих до 70% площади перекрытия, свободно укладываемых в пазы стальных или железобетонных ригелей, но не приваренных к ним из-за отсутствия закладных деталей. Это является серьезным недостатком таких плит, создающим высокую деформативность смонтированных (незамоноличенкых) ярусов каркаса здания, что крайне усложняет монтажные работы.

В процессе монтажа несущего каркаса здания должны приниматься меры по обеспечению его устойчивости на любом отрезке времени. Это технически сложная и весьма ответственная задача. Кроме того, в период монтажа каркаса здания следует обеспечивать не только прочность и устойчивость смонтированной части каркаса, но и устойчивость его отдельных конструктивных элементов. Всегда учитывается, что оформленные монтажные стыки и узлы в каркасе здания на болтовых (высокопрочных болтах) или сварных соединениях уже создают достаточную их прочность, а наличие установленных проектных связей в здании обеспечивает также жесткость и устойчивость смонтированной части каркаса.
Наиболее распространенной схемой комбинированного каркаса, решаемого из унифицированных конструкций в поперечном направлении, является плоская многоярусная жесткая рама, устойчивость которой создается жесткостью сварных узлов сопряжения ригелей с колоннами. Общая устойчивость частей каркаса, примыкающих к ядру жесткости или к связевым или рамным панелям здания, обеспечивается жесткостью дисков междуэтажных перекрытий каждого этажа, которая практически создается только после замоноличивания всех швов и сопряжений плит с ригелями и колоннами и между собой или после бетонирования сплошной плиты толщиной 60—80 мм, армированной сеткой поверху плит перекрытия,
Монтаж конструкций многоэтажных зданий требует неукоснительного соблюдения одного правила: не приступать к установке следующего яруса (высоту яруса определяет длина отправочного элемента колонны) до выверки и надежного закрепления конструкций нижележащего яруса. Это требование продиктовано необходимостью обеспечения прочности и устойчивости зданий на протяжении всего периода его возведения.
Для возможности опережения крановой сборки каркаса на 5—6 этажей (до трех ярусов) против одного яруса по нормам должны быть выполнены следующие требования:
— проверена устойчивость каркаса в процессе монтажа с учетом принятой в ППР очередности крановой сборки;
— предусмотрена установка временных монтажных связей между колоннами или горизонтальных над междуэтажными перекрытиями в открылках здания, обеспечивающих их устойчивость до набора прочности замоноличенных стыков в плитах перекрытий;
— проектно закреплены вертикальные связи, рамные узлы сопряжений ригелей с колоннами;
— выполнено устройство жестких междуэтажных перекрытий, обеспечивающих общую устойчивость здания; оно не должно отставать более чем на 5 этажей, если в проекте здания нет других указаний;
— произведена проверка прочности отдельных элементов и узлов на нагрузки от самоподъемных или приелонных кранов в местах их опирания.
Проектное закрепление монтажных соединений (стыки колонн, узлы крепления ригелей и связей к колоннам) возможно только после выверки геометрического положения колонн в плане и по высоте, так как отклонения от проектного положения, в первую очередь колонн, многократно повторенные в каждом ярусе, не позволяют смонтировать точно по вертикали направляющие устройства лифтов и наружные ограждающие конструкции здания.
Стальные конструкции каркасов многоэтажных зданий могут монтироваться следующими кранами:
— наземными — башенными, гусеничными (в башенностреловом исполнении), рельсовыми, пневмоколесными. Краны должны иметь достаточные грузовые характеристики (значительную высоту подъема при необходимой грузоподъемности);
— самоподъемными башенными, устанавливаемыми внутри контура здания и опираемыми на смонтированные конструкции. Краны передвигаются вверх по мере крановой сборки и крепятся к каркасу здания (рис. 10.5);
— стационарными прислонными башенными, устанавливаемыми на земле, вне контура здания, и подращиваемые по мере крановой сборки, с закреплением башни к каркасу здания распорками-обоймами;
— комбинированными передвижно-прислонными башенными кранами, используемыми до отметок 50—55 м как свободностоящие, двигающиеся по путям, а на более высоких отметках как стационарные прислонные.
Самоподъемные и прислонные краны могут быть оборудованы: горизонтальными стрелами с подвижной кареткой; подъемными стрелами с грузовым полиспастом на конце стрелы.

Краны с подъемными стрелами имеют большой минимальный вылет крюка грузового полиспаста. При длине стрелы 20—25 м он составляет 5—12 м от оси крана. При работе такого крана создается большая мертвая зона, что является большим недостатком. Поэтому предпочтение отдают кранам, оборудованным горизонтальными стрелами, где минимальный вылет крюка грузового полиспаста составляет 2,5—5 м от оси крана.
Для производства работ по монтажу каркаса здания наиболее удобно использование самоходных наземных кранов; они не связывают монтажников и их стоянки могут меняться по ходу работ. Применение же прислонного крана, имеющего стационарную стоянку, накладывает определенные условия на технологию ведения работ, которая не всегда отвечает требованиям монтажа.
Наземными кранами могут быть смонтированы здания высотой до 70 м. Для зданий большей высоты использовать более мощные краны практически нерационально. Прислонными кранами монтируются здания высотой до 150 м. Для самоподъемных кранов высота здания практически неограничивается.
Монтаж стального каркаса здания должен выполняться поэтажно — в первую очередь необходимо монтировать все элементы жесткого ядра здания и тщательно их выверять. Выверка производится зенит-приборами (теодолитами, позволяющими вертикальное визирование), для чего в перекрытии оставляются отверстия на все время монтажа (рис. 10.6).

Временное закрепление колонн при монтаже выполняют с помощью кондукторов или инвентарных расчалок, обеспечивающих устойчивость колонн до развязки их постоянными проектными элементами связей, которые уже обеспечивают устойчивость смонтированной части сооружения. Если проектных связей недостаточно, производят установку временных связей. Проектное закрепление колонн выполняют сразу после монтажа и выверки ячейки (четырех колонн, связанных ригелями).
Приступать к монтажу следующего яруса можно только после проектного закрепления всех элементов предыдущего яруса и, если это необходимо, установки временных связей, обеспечивающих устойчивость сооружения.
В случае, если для монтажа каркаса здания применяется прислонный кран, то каркас должен быть проверен на монтажные горизонтальные нагрузки, при необходимости может быть предусмотрена постановка временных монтажных связей.
Из применяемых прислонных кранов следует отметить: кран КП-10 грузоподъемностью 10 т с вылетом крюка до 20 м и 5 т — до 36 м, с высотой подъема крюка до 105 м; кран КП-16 грузоподъемностью 16 т с вылетом до 20 м и 8 т — до 37 м, с высотой подъема крюка до 120 м; краны КБ-573 и КБ-674 грузоподъемностью соответственно 8 и 12,5 т с вылетом крюка 16 и 8 м и 5,5 т с вылетом крюка 25 м.
По мере увеличения высоты здания и башни крана устанавливают горизонтальные рамки, закрепляющие кран к каркасу и передающие горизонтальные реакции от грузового момента на каркас здания.
Самоподъемные краны КП-10 и КП-16 разработаны в трех модификациях. Каждый кран может работать как башенный свободностоящий, прислонный и самоподъемный, в которых использованы без изменений основные конструктивные элементы, узлы и агрегаты привода. Завод-изготовитель (Раменский завод) поставляет башенные краны с дополнительными конструкциями, комплектующими все модификации, что дает возможность монтажной организации широко маневрировать с их использованием. При монтаже многоэтажных каркасов здания самоподъемные башенные краны располагают внутри каркаса в одной из ячеек здания и опирают на ригели, прочность которых должна быть проверена на восприятие монтажных нагрузок.
По схеме опирания освоены краны двух типов:
— с защемлением башни крана в горизонтальной плоскости путем опирания низа башни на опорную раму, закрепленную в четырех точках к ригелям каркаса здания, передающего на них вертикальные усилия (тип УБК);
— с защемлением башни крана в вертикальной плоскости путем опирания низа башни на опорную балку, а на высоте 3—4 этажей — на специальную опору, передающую на каркас здания вертикальные и горизонтальные усилия (тип СКБ),
Краны первого типа грузоподъемностью 5 и 15 т были использованы на монтаже первых высотных зданий в Москве (здание МГУ и др.). Краны типа СКБ грузоподъемностью 5 и 10 т были использованы при монтаже зданий СЭВ и Гидропроекта (рис. 10.7). В качестве примера на рис. 10.8 показаны организация и схема монтажа здания обогатительной фабрики в г. Асбесте высотой 75 м с объемом работ: стальных конструкций — 22 тыс. т., сборных железобетонных конструкций — 26 тыс. м3.

Монтировали здание двумя башенными кранами БК-406А грузоподъемностью по 25 т, расположение которых обеспечивало им максимальный фронт работ. Для сокращения сроков и уменьшения работ, выполняемых в наиболее опасных условиях на верху здания, четыре колонны и восемь ригелей укрупняли в пространственные блоки массой до 15 т (рис. 10.8,б). Первоначально в двух горизонтальных стендах две колонны и два ригеля собирали в плоские блоки, которые затем попарно вместе с четырьмя ригелями (рис. 10.8,а) укрупняли в вертикальном кондукторе. Как горизонтальные, так и вертикальные стенды обеспечивали точность геометрических размеров собираемых плоскостных и пространственных блоков.
Собранный блок грузили козловым краном, обслуживавшим площадку укрупнительной сборки, на самоходную рельсовую тележку, которая транспортировала блоки к одному из монтажных кранов. На другую тележку, пути которой были расположены за пределами зоны, обслуживаемой козловым краном, блоки грузили монтажной стрелой, установленной на одной из торцевых колонн здания.
Благодаря укрупнению конструкций число монтажных элементов стальных конструкций было уменьшено с 22 до 12 тыс. единиц, а выработка возросла в 4 раза и достигла 418 кг/чел дн.

Минералы существуют в виде кристаллов или вкраплений в горных породах. Первое и очевидное свойство минерала — это его цвет. Определяющими являются многие цвета, такие как металлический желтый цвет пирита или серо-стальной цвет галенита. Некоторые прозрачные минералы, например розовый, молочный и дымчатый кварц, окрашены за счет малых примесей, таких как пузырьки газа или железо и титан. Блеск — это вид света, отражающегося от поверхности минерала. Блеск бывает металлический и неметаллический. Последний, в свою очередь, может быть жирным, зеркальным и землистым. Некоторые минералы прозрачны по краям, некоторые — полупрозрачны (пропускают свет, но не изображение), но большая часть — непрозрачны.

Определяющим признаком для минерала может быть и форма кристаллов, например куб или пирамида. Минералы, для которых не характерна кристаллическая форма, называются аморфными. Некоторые минералы могут раскалываться по гладким поверхностям, это свойство называется спайностью. Спайность характеризуется тремя параметрами. Во-первых, количество поверхностей спайности в различных направлениях; во-вторых, качество поверхностей, которое меняется от несовершенного до совершенного (см. рис. 3.1); в-третьих, угол между ними. Излом — это свойство минералов разламываться по произвольным поверхностям.

Твердость минералов классифицируется по шкале Mooca от 1 до 10. Так, тальк является наиболее мягким минералом и его твердость 1, а алмаз — наиболее твердым (10). Минерал с более высокой твердостью оставляет царапину на минерале с меньшей твердостью. Наиболее простыми объектами для определения твердости минералов служат ноготь (2,5), медная монета (3,5), нож или стальной ключ (6) и стекло (7).

Удельный вес — это относительный вес минерала в сравнении с массой такого же объема воды. Удельный вес, равный 2,5, означает, что минерал весит в 2,5 раза больше, чем аналогичный объем воды. Типичный удельный вес породы или минерала — примерно 2,5, хотя рудные минералы имеют удельный вес более 3,5. Руды таких металлов, как железо, медь и никель, — тяжелые.

Минералы можно определить и по вкусу, например галит (обычная поваренная соль). Весьма полезным экспериментом является воздействие на образец холодной разбавленной соляной кислоты. Пузырьки газа начнут выделяться только из кальцита (минерала) или известняка (осадочной породы), состоящего из частиц кальцита.

Для уменьшения и регулирования износа металлических материалов, в частности посредством легирующих присадок, следует изучить отдельные факторы, влияющие на процесс износа. Процесс износа спеченных твердых сплавов, состоящих преимущественно из карбидов металлов, вследствие специфичности методов производства и обусловленных этим образований характерной структуры часто протекает иначе, чем у обычных металлических материалов. К факторам, сильно влияющим на стойкость в работе твердых металлических соединений и твердых сплавов, следует отнести в числе других твердость, прочность при изгибе и сжатии, жаропрочность, а в особых случаях также стойкость против коррозии и образования окалины. Развитие режущих материалов от углеродистой стали к быстрорежущей и стеллитам и далее до современных спеченных твердых сплавов, обладающих исключительной износоустойчивостью благодаря высокому содержанию карбидов вольфрама, титана, тантала и ванадия, происходило с учетом результатов изучения этих факторов.

Так как твердость непосредственно обусловливает износ материала, следует подробнее остановиться на этом факторе.

Твердость обычно определяют как свойство материала сопротивляться проникновению в него другого тела или деформированию, резанию, царапанию или истиранию.

He рассматривая здесь в деталях проблему твердости, укажем на обширную литературу по этому вопросу.

Широко применяют испытания твердости твердых сплавов измерением отпечатка алмазного конуса (по Роквеллу) и алмазной пирамиды (по Виккерсу). При применении этих способов следует учесть, что все литые и спеченные металлические материалы, в том числе и твердые сплавы, состоят из массы однородных или разнородных кристаллитов. При определении макротвердости обычным способом охватывают всегда большое количество кристаллитов (в случае тонкодиспереного твердого сплава — тысячи кристаллитов и больше). Испытание макротвердости дает таким образом только среднее значение твердости материала. В сплавах с гетерогенной структурой (подшипниковые сплавы, быстрорежущая сталь с высоким содержанием карбидов, спеченные твердые сплавы) нельзя поэтому по макротвердости сделать однозначный вывод о твердости отдельных структурных элементов. Только при помощи разработанных в последние годы приборов для испытания микротвердости удалось определить твердость отдельных элементов структуры. Для определения твердости структурных составляющих можно использовать также микротвердость царапанием (микротвердость по Бирбауму). В табл. 139 показана связь между макротвердостью, микротвердостью, твердостью царапанием и твердостью по шкале Мооса. Для сравнения приведены также значения твердости различных структурных составляющих стали и твердых сплавов.

На износ твердых сплавов в процессе резания и, на износ волок из твердых сплавов при горячем волочении проволоки существенное влияние оказывает также так называемая горячая твердость. О горячей твердости BK и TK твердых сплавов уже сообщалось ранее. Повышенное содержание кобальта снижает горячую твердость, добавка карбида титана несколько ее повышает. Влияние горячей твердости на износ твердосплавных резцов при резании рассматривается в следующей главе.

Для определения горячей твердости можно, например, нагреть образец в вакуумной печи и получить на нем отпечаток алмазной пирамиды, которая вводится также под вакуумом. Проще определять горячую твердость по Амманну и Хиннюберу динамически: образец нагревают в открытой печи и отпечаток получают непосредственно в печи от удара маятникового приспособления, на котором укреплен алмаз.

Если бы сопротивление износу определялось только твердостью, то такие материалы, как, например, алмаз, корунд, карбид кремния, карбид бора и карбиды тугоплавких металлов (вольфрама, титана), были бы особенно пригодны в качестве токарных резцов и волок, а также для сверления и работы с ударами. Однако их применение ограничено только рабочими операциями, которые не требуют от материала высокой механической прочности. Алмаз при расточке и чистовой обработке, т. е. при низких давлениях резания и малом сечении стружки, во много раз превосходит твердый сплав. При обдирочных же работах, т. е. при высоких давлениях резания, больших сечениях стружки и прерывистой резании, алмаз полностью отказывает. Как материал для тонких волок алмаз лучше других; при больших диаметрах волок он, однако, не выдерживает высоких давлений и легко разрушается. Алмаз пригоден для вращательных буров., но для ударных буров требуется твердый сплав. Карбид бора не пригоден для грубой обработки резанием и для волочения вследствие своей низкой прочности, но пескоструйные сопла из карбида бора превосходят остальные, если они работают при умеренных давлениях; иногда их стойкость в пять раз превосходит стойкость наиболее прочных твердых сплавов.

В большинстве случаев износа необходимо принимать во внимание также прочность при сжатии и изгибе и жаропрочность материала как очень важные факторы. В табл. 140 сопоставлены значения твердости, прочности при изгибе и сжатии различных твердых веществ и твердых BK и TK сплавов. Высокие значения твердости алмаза и карбида бора сочетаются со сравнительно низкими значениями прочности. Прочность при изгибе и сжатии твердых сплавов в некоторых случаях превышает прочность лучших сталей.

По мере увеличения содержания кобальта растет прочность при изгибе с одновременным снижением твердости.

Жаропрочность твердых сплавов очень высока даже при температурах, при которых отказывает быстрорежущая сталь (см. стр. 405). Это можно объяснить, с одной стороны, структурной прочностью жесткого карбидного каркаса, с другой — хорошими свойствами связующей металлической фазы. По этой причине прочность при сжатии твердых сплавов при повышенных температурах превышает соответствующую прочность стали.

Кроме механического износа, твердые сплавы в ряде случаев (кислотные насосы и вентили в химическом производстве, волочение проволоки и др.) подвергаются также воздействию химикатов. Здесь имеет значение знание коррозионных свойств материала. Сопротивляемость твердых сплавов химическому воздействию определяется антикоррозионными (свойствами тугоплавких карбидов и связующего металла. Как правило, применяемые для данной цели тугоплавкие карбиды стойки против воздействия соляной, серной и плавиковой кислот, но чувствительны к воздействию таких окисляющих кислот, как азотная. Так как связующие металлы, применяемые в Твердых сплавах, большей частью растворимы в кислотах, устойчивость твердых сплавов против воздействия кислот преимущественно определяется влиянием этих кислот на связывающую металлическую фазу. Поэтому разрушение из-за воздействия неокисляющих кислот происходит не в результате равномерного износа поверхностей, а вследствие растворения связующего металла, причем в зависимости от состава карбидный каркас либо сохраняется, либо распадается на отдельные карбидные зерна.

Рассмотрим возможность регулирования твердости, прочности при изгибе и жаропрочности как величин, определяющих износостойкость.

Твердость можно изменять, варьируя содержание связующего металла и изменяя степень дисперсности карбидов и связки. Вольфрамокобальтовые твердые сплавы при измельчении зерен карбидной фазы с 2—5 до 0,5—1 u повышают твердость с 89—90 до 92—93 единиц по шкале А Роквелла. Если же в результате спекания при чересчур высокой температуре или преднамеренно продолжительного спекания (длительное спекание по Кифферу) образуются очень крупные карбидные кристаллы с пониженной твердостью, то получаются крупнозернистые мало износостойкие твердые сплавы.

Другой способ повышения твердости спеченных твердых сплавов основан на том, что вместо чистых карбидов металлов применяют их твердые растворы. Как известно, изоморфные карбиды металлов IV и V групп периодической системы элементов (карбиды титана, циркония, ванадия, ниобия, тантала) за одним исключением обладают полной взаимной растворимостью. Карбиды металлов IV и V групп легко растворяют карбиды металлов VI группы (вольфрама и молибдена), которые лишь незначительно или вовсе не растворяют карбиды металлов IV и V групп. Поэтому в структуре твердых сплавов WC-TiC-Co или WC-TiC-TaC-Co возникают наряду с фазой связующего металла (у-фаза) вольфрамокарбидные фазы (а) и твердые растворы карбидов титана и вольфрама или карбидов титана, тантала и вольфрама (в-фаза). При этом твердый раствор в, как правило, несколько тверже а-фазы; наиболее твердым является твердый раствор с определенным соотношением карбида вольфрама и карбида титана. Это явление наблюдалось также у твердых растворов Mo2C-TiC и др.

На прочность при изгибе, как и на твердость, сильно влияет содержание связующего металла. При одинаковом его содержании прочность при изгибе может изменяться в зависимости от степени дисперсности карбидной фазы и фазы связующего металла или режима спекания. Наличие карбида тантала (карбида ниобия) в твердых сплавах WC-TiC-Co (в твердом растворе) заметно повышает прочность при изгибе.

Жаропрочность можно улучшить снижением содержания связующего металла и образованием сложных твердых растворов. В карбид вольфрама большей частью добавляют карбиды титана, тантала, тантала и ниобия, ванадия, хрома или молибдена, а в кобальтовую связку — небольшое количество железа, никеля, хрома или молибдена. В особых случаях карбид вольфрама, составляющий основу большинства износостойких твердых сплавов, заменяют твердыми растворами названных карбидов.

Как часто вы ходите в гараж? Кто-то для постоянного хранения в нем автомобиля, кто-то для хранения зимних заготовок… В любом случае, для всех категорий необходимо добротное освещение.

Чтобы практично расположить все светильники, необходимо полностью проанализировать и сопоставить размер гаража, его расцветку, расположение полок (если такие имеются).

Итак, размещение источников света зависит от вида электропроводки: скрытой (спрятанной в канавках стен при отделочных работах), либо открытой (проводка крепится по стене и потолку, однако внешний вид при этом не эстетичен).

Самый оптимальный вариант это многоуровневое размещение осветительных электроприборов. Когда приборы размещаются снизу, посередине, и непосредственно над потолком.

Если вы размещаете светильники на потолке, то лучше выбрать точечные светильники с кронштейном – вы сам сможете регулировать и сосредотачивать световой поток в необходимом вам месте. Если в вашем гараже также расположены навесные полки, то рекомендую вам расставить точечные светильники для дополнительного освещения и этих полок.

Вопрос о смотровой яме в гараже всегда оставался открытым. Те, кто главным назначением гаража считает хранение машины, прекрасно знает, что она способствует повышению влажности воздуха в гараже, что, в свою очередь, увеличивает риски обзавестись коррозией на вашей машине.

Сам гараж желательно прокрашивать, а не отбивать вагонкой – это и более бюджетно, и достаточно практично. Также на стенах необходимо прибить дополнительные полки и крепления, на которые вы всегда сможете расположить ваш инвентарь для уборки гаража, для осмотра и ремонта вашего автомобиля, а также для заготовок на зиму.

Самое основное – пол гаража – должен быть морозостойким, крепким и прочным. Обычно здесь используется стандартный строительный бетон, который либо покрывают водоэмульсионной краской, либо выкладывают плиткой.

Многие из вас также, не понаслышке, знают об отоплении гаража. Особенно эта функция важна людям, которые проводят в гараже значительное время – занимаются столярными и ремонтными работами. Обогреватели в этом случае делятся на два типа: электрические и газовые. Минус электрического обогревателя заключается в отсутствии долговременного эффекта согревания. А вот газовые обогреватели (класса каталитического) минусов практически не имеют: за ними не замечается ни кратковременный эффект, ни токсические выделения.

В любом случае, прочитав все вышеперечисленные способы обустройства гаража, вы точно сможете создать свой идеальный вариант.