Основные материалы и их свойства
РЕФЕРАТ
по материаловедению
Анализ материалов, используемых в архитектурном проекте
Устои моста
Исполнитель: ст. гр. 147 Кустова А.А.
Руководитель: ст. препод. Золотов Т.В.
Екатеринбург 2015.
Содержание
Введение………………………………………………………………………………………………….3
Историческая справка……………………………………………………………………………..4
Изображение объекта……………………………………………………………………………..6
Основные материалы и их свойства……………………………………………………….7
1. Кирпич………………………………………………………………………………………………….7
2. Штукатурка…………………………………………………………………………………………12
3. Бетон…………………………………………………………………………………………………..13
4. Металлоконструкции…………………………………………………………………………15
5. Конструкция висячего моста……………………………………………………………..18
6. Гранит………………………………………………………………………………………..……….19
Перспективы использования материалов……………………………………………..22
Список используемой литературы………………………………………………………...24
Введение
Мосты. Вряд ли можно назвать какие-нибудь другие инженерные сооружения, более тесно связанные со всеми областями жизни и деятельности человека. За тысячелетия строительство мостов существенно изменилось. Благодаря знаниям свойств и особенностей каждого строительного материала стало возможным их грамотное и рациональное использование. Традиционные природные материалы, такие как растительные волокна, дерево и камень, со временем вытиснились новыми искусственными материалами — железом, сталью, бетоном, сверхпрочным стальным тросом.
В качестве несложного архитектурного сооружения для проекта я выбрала устои моста в Харитоновском парке. Знать материалы, используемые в том или другом архитектурном проекте при изучении этого сооружения, так же важно как знать его историю и географию.
Целью данной работы является исследование материалов, используемых при строительстве устоев моста.
Историческая справка
В конце XVIII в. на северном склоне Вознесенской горки началось строительство ансамбля усадьбы Расторгуевых - Харитоновых . Инициатор строительства - виноторговец, а крупным заводчик и золотопромышленник - Лев Иванович Расторгуев.
Имя проектировщика неизвестно , но, учитывая, что усадьба строилась около 30 лет, можно предположить, что здесь поработал не один архитектор. Есть предположение, что одним из них был каторжник, сосланный Павлом I в Тобольскую тюрьму. За большую взятку, данную Расторгуевым, его перевели в Екатеринбург, где под угрозой наказания 500 ударами шпицрутенов он не имел права даже называть своего имени. Расторгуев обещал устроить побег, когда закончится строительство, но слово не сдержал. Архитектор повесился по дороге обратно в Тобольск в пересыльной Тюменской тюрьме.
Территория, отведенная непосредственно под постройки, была невелика. Желая ее расширить, Л.И. Расторгуев обратился к властям с просьбой об отводе ему большей площади под устройство усадьбы. Таким образом, северная граница Вознесенской площади получила обрамление в виде главного фасада ансамбля с разнообразием строгих форм и объемов, объединенных стилем классицизма.
К усадьбе Харитонова–Расторгуева примыкает обширный парк. Парк был разбит в 1826 году и выполнен в традиционном английском стиле. Он относится к так называемым «пейзажным паркам», то есть, основан на принципе использования естественных ландшафтов - подчеркивания природной красоты и маскировке недостатков. В построении подобных садов приветствуется неровный рельеф, а архитектурные сооружения второстепенны и должны быть вписаны в пейзаж. Еще одна особенность парков в английском стиле - они должны создавать впечатление, что растения в них уже росли, а человек использовал лишь свободное место для построения архитектурных сооружений, хотя в действительности парк разбивается уже после постройки всех зданий и сооружений.
Пруд представляет собой искусственное водохранилище, раньше здесь плавали лебеди. В 1924 году при очистке пруда открылось отверстие в склоне северо-западного берега, можно было пройти в него примерно на 20 метров. Нынешние архитекторы допускают, что здесь были подземные ходы: например от ротонды к острову, дому Зотова, Вознесенскому собору. Но молва говорит о ходах к Ипатьевскому дому или под городским прудом. Горячие головы до сих пор будоражат мысли о несметных сокровищах Расторгуевых-Харитоновых, так и не найденных в лабиринтах подвалов и темных ходов усадьбы и парка. На генеральных планах усадьбы XIX в. отсутствуют сооружения на островках озера.
После реконструкции в 1937г. под руководством архитектора В.В. Емельянова на острове был устроен фонтан в виде открытой круглой беседки, а к берегу был перекинут висячий мостик. Включение этих построек в сложившийся ансамбль было проведено достаточно тактично. Отвечая величественной архитектуре зданий усадьбы, изящные и в то же время простые формы беседки в сочетании с массивными устоями моста органически вошли в ансамбль сада. Малые архитектурные формы хорошо сочетаются с естественным окружением; серый камень и белизна колонн, ажурный рисунок ограды, окружающей сад, прекрасно гармонируют с сочной зеленью деревьев и зеркальной гладью озера. Сад усадьбы Расторгуева сегодня - единственный в Екатеринбурге сохранившийся образец ландшафтного искусства первой половины XIX в.
Не сохранившимся объектом культурного наследия является старая ротонда в южной части парка на вершине горки. От ротонды лучами расходились три каменные лестницы, она была запечатлена на уникальных цветных фотографиях Прокудина-Горского в 1910 г. В советское время использовалась как помещение шахматного клуба, игротека и библиотека в саду при дворце пионеров, но в 70-80-х годах начала приходить в запустение и использовалась в качестве склада для хранения декораций. Окончательно после пожара была снесена в 1990 г. В 2005 г. по заказу города был разработан проект реконструкции парка, который в т.ч. включал восстановление ротонды, однако в связи с переходом парка из муниципальной в федеральную собственность проект был заморожен.
По некоторым данным, под парком проходят старые подземные ходы, один из которых обнаружили после обвала в 1924 году. По легендам, старовер Расторгуев, опасаясь гонений, проложил из дома ходы через парк, под Вознесенской площадью до городского пруда. По другим легендам, эти ходы — остатки тайных штолен, где Расторгуев добывал золото.
Не исключено, что территория усадьбы была связана подземной галереей с подвалами Вознесенской церкви, хотя эта связь могла идентифицироваться с подземными сооружениями строений "Загородного Командирского дома". Из подвалов дома Расторгуевых-Харитоновых ходы распространялись в подземном пространстве парка. Восточная часть дома, выходящая фасадом в парк, соединялась с парковой беседкой-ротондой. Из ротонды галереи уходили в двух направлениях: к озеру и к садовому погребу, расположенном в юго-восточном углу парка. Главный ход направлялся из подвала каретника, огибал пруд с западной стороны и имел выход на поверхность в северо-восточном углу, примыкающему к рядовой городской застройке
Изображение объекта
Основные материалы и их свойства
Две арки моста выполнены из полнотелого оштукатуренного кирпича. Они установлены на фундаменте из гидротехнического бетона, облицованного гранитными плитами. Сам мост представляет собой металлоконструкцию с деревянным настилом.
Кирпич
Кирпич — искусственный камень правильной формы, используемый в качестве строительного материала, произведённый из минеральных материалов, обладающий свойствами камня, прочностью, водостойкостью, морозостойкостью.
Наиболее известны четыре вида (типа) кирпича:
· саманный — из глины и наполнителя;
· керамический (глиняный, красный) — из обожжённой глины;
· силикатный, состоящий из песка и извести;
· гиперпрессованный
Классификация кирпича:
1) В зависимости от материала изготовления
· Керамический
Керамический кирпич делают из высококачественной глины без примесей мергеля и сульфатов. Обычно применяют сырьё с минимальным процентом неразложившихся кальцитов в составе. В начале производят формовку кирпича, после чего он сохнет и подвергается обжигу в печи при температуре 1000 0С. Подвергая кирпич термообработке очень важно не допускать пережог или недожог. И в первом и во втором случае качество кирпича будет значительно ухудшаться. Недожженный кирпич выглядит светлым, а пережженный будет иметь оттенки черного. Хорошее изделие из глины имеет полуматовую поверхность, при ударе издаёт характерный звонкий звук, а на изломе имеет пористую структуру.
· Силикатный
Силикатный кирпич состоит из очищенных кварцевых пород (песка), а на саму известь и влагу приходится около 10% от массы сырья. Процентное соотношение может меняться от состава и качества подготовленной массы. Главным условием в производстве хорошего продукта является очистка составляющих от органических примесей, глины, марганца. Известь не должна содержать много окиси кальция, должна быть не пережжена. Процесс изготовления проходит под большим давлением. Данный вид кирпича является более теплым по сравнению с керамическим. Применяют его для строительства стен и перегородок.
· Гиперпресованный
В состав такого вида кирпича обычно входят различные отсевы известковых пород, мрамора, ракушечника и доломита, образующиеся во время разработки карьеров открытым способом. Данные компоненты, составляют до 90% от объёма массы сырья. Вторым незаменимым компонентом состава выступает качественный портландцемент. Он играет роль главного вяжущего компонента, по объёму от подготовленной массы занимая 6–8%. Создание кирпича производится путем прессовки в специальных формах. Большое значение для прессовки имеет качество самой воды, входящей в состав как агент химической реакции. В результате прессовки получаются кирпичи идеальной формы и размеров. Используются гиперпресованный кирпич для облицовки стен зданий. Сама поверхность кирпича может быть гладкой или иметь фактуру под так называемый "рваный камень".
2) По цели использования
· Строительный или рядовой
Строительный или рядовой кирпич (ГОСТ 530–2007 от 01.03.2008), применяют в обустройстве как внутренних стен зданий, так и наружных. Применять такие разновидности кирпича можно и для строительства дома, но только с последующим утеплением или защитной отделкой фасада. Данный вид кирпича имеет далеко не идеальный вид и может содержать небольшие сколы, которые, впрочем, не влияют на его прочность.
· Облицовочный кирпич
Облицовочный кирпич, (другие названия: лицевой, фасадный) - это самый ровный и идеальный материал не имеющий дефектов. Предельно допустимые отклонения согласно ГОСТу составляют не более 4 мм. по длине, 3 мм. по ширине и 2 мм. по высоте. В качестве облицовочного может быть использован, керамический, силикатный или гиперпресованный кирпич.
Среди облицовочного кирпича выделяют две разновидности - это фактурный и фасонный кирпич.
§ Фактурный, с гладкими или неровными краями (Рваный камень) производят для облицовки фасадов зданий и обустройства заборов. Края такого изделия могут быть, как вальцованными, гладкими так, и без обработки.
§ Фасонный вариант с разными профильными конфигурациями, предназначен для кладки сложных форм вокруг окон, подоконников, арок, столбов, заборов, беседок. Например, фасонные виды строительного кирпича с круглыми краями для углов, прекрасно подойдут для обустройства сложных фасадов зданий, а именно углов.
Гамма цветов облицовочных видов кирпича большая и колеблется от светло-жёлтого оттенка почти до чёрного цвета.
· Печной, шамотный кирпич
Печной, шамотный кирпич, это огнеупорное изделие по ГОСТ 390–96, имеет правильную геометрическую форму, зернистую основу и может быть соломенного цвета, с красноватыми или бурыми вкраплениями. Служат они для изоляции и строительства объектов подвергающихся постоянным высоким температурам (печи, камины). Образуя термостойкую оболочку, с функцией защиты печи от прямого огня или раскалённого угля. Основные качества, которыми должны обладать такие изделия: жаростойкость, высокая цикличность, низкая теплопроводность. Шамот должен выдерживать довольно длительный нагрев и много циклов до температуры в 1000 °C без потерь качеств и своей прочности.
· Клинкерный кирпич
Керамический клинкерный кирпич делается из тугоплавких пластов глины, которые спекаются до образования однородной массы. В выборе глиняной массы как исходного сырья для производства относятся тщательно. Состав глины должен быть чистым и пластичным, в ней не должно быть мела и солей щелочных металлов, ненужных минералов. В процессе термообработки клинкер приобретает высочайшую прочность и хорошую плотность. Малую гигроскопичность и непритязательность к отрицательным температурам. Сланцевая глина обладает подходящим для этого составом, она эластична и тугоплавка. Данный кирпич имеет множество цветов и текстур. Поэтому применяют клинкерный кирпич для облицовки стен, цоколей, мощения садовых дорожек.
3) По способу изготовления и типу формовки
· Кирпичи пластического формования.
Пластическое формование подразумевает несколько процессов и выполняется из пластичных глиняных масс, влажностью 15—21%. Основные виды строительного кирпича, производят выдавливанием через профильные мундштуки различных винтовых прессов. Бывают как вакуумные установки, так и обычные. Полнотелый камень обычно прессуют на оборудовании без вакуума, а пустотелые варианты — на вакуумных установках и прессах.
· Кирпичи полусухого формования.
Изделия полусухой формовки, выпускаются тоже из глины используя прессование и обжиг. Но главным отличием от пластического метода является то, что сырьё предварительно доводится до определённой влажности (около 8–14%). Затем оно прессуется в формах, а только потом поступает на обжиг в карусельные или тоннельные печи. Невысокая влажность заготовок, даёт готовым изделиям сохранять правильную форму и чёткую поверхность.
4) По характеру наполнения
· Полнотелый кирпич
Как видно из названия такой кирпич не имеет пустот. В стандартном силикатном изделии пустотелость в виде пор не превышает 12–13%, для полнотелого варианта. В клинкерном изделии пористость материала составляет до 5%. Несущие стены возводят только полнотелым кирпичом.
· Пустотелый кирпич
Для пустотелого силикатного кирпича показатель пустотелости колеблется от 24–30%. Показатели керамических изделий немного отличаются. Пустотелость может достигать 45%. Отверстия или камеры отлично удерживают тепло, повышая процент общей звукоизоляции стен. Существует декоративный и облицовочный кирпич с 4, 6, 8, и даже десятью камерами как округлой, так и прямоугольной формы. Естественно, наполнение кирпичей влияет на прочность всей возводимой конструкции. Пустотелые варианты применяют в основном для возведения перегородок. Виды кирпича с пустотами не используют в устройстве каминов и печей.