Witebski Zdzislaw - Miejscowe Materialy Budowlane
-
Upload
grupa-cohabitat -
Category
Documents
-
view
1.097 -
download
5
Transcript of Witebski Zdzislaw - Miejscowe Materialy Budowlane
MIEJSCOWE M A T E R I A Ł Y BUDOWLANE
WARSZAWA W Y D A W N I C T W O "BUDOWNICTWO i ARCHITEKTURA"
M g r inż . Z d z i s ł a w WITEBSKI
691:666
O p i n i o d a w c y :
prof dr inż. FRANCISZEK PIAŚCIK mgr inż. ALEKSANDER SKÓBSKI
mgr inż. JÓZEF GENIUSZ
R e d a k t o r n a u k o w y
doc. inż. EDWARD JANCZEWSKI
W książce omówiono znaczenie materiałów miejscowych dla budownictwa ze specjalnym uwzględnieniem potrzeb budownictwa
wiejskiego i indywidualnego. Opisano również najważniejsze miejscowe materiały budowlane, jak kamień, żwir, glinę, żużle paleniskowe i wielkopiecowe, słomę, trzcinę i paździerze, podając sposoby ich eksploatacji i przerobu. Ponadto omówiono metody i organizację produkcji najczęściej
stosowanych elementów z tych materiałów. Książka przeznaczona jest dla inżynierów, techników i mistrzów budowlanych, inwestorów indywidualnych oraz dla pracowników
służb inwestycyjnych prezydiów rad narodowych.
WSZELKIE PRAWA ZASTRZEŻONE
Okładkę, p r o j e k t o w a ł
K. KARDASZEWICZ
Zdjęcia w r o z d z . 4, 5, 7
FOT. S. KUBAS i D. PALUSZKIEWICZ
R e d a k t o r t e c h n i c z n y K o r e k t o r t e c h n i c z n y KRYSTYNA ŁYSIAK WANDA STRZEMECKA
BA Warszawa 1957. Wydanie 1. Nakład 3102 egz. Ark. wyd. 14,3 Ark. druk. 12,5. Format A5. Pap. druk. sat. kl. V, 70 g. z Fabr. Pap. w Myszkowie. Rękopis oddano do składania 4. 12. 1950, Podpisano do druku 9. 3. 1957. Druk ukończono w marcu 1957. Symbol 20096/Bk Zam. 4(30 50 M-13 Cena zł 13,50
Krakowskie Zakłady Graficzne. Zakład nr 6, Kraków, ul. E. Orzeszkowej 7
S P I S T R E Ś C I str.
Wstęp 5 R o z d z i a ł 1. Znaczenie materiałów miejscowych w budownictwie 7 R o z d z i a ł 2. Ogólna charakterystyka materiałów miejscowych 9
R o d z a j e m a t e r i a ł ó w m i e j s c o w y c h 1 2 R o z m i e s z c z e n i e surowców b u d o w l a n y c h 1 5
R o z d z i a ł 3. Zagadnienie materiałów miejscowych w dokumentacji projektowo-kosztorysowej 15 P r o g r a m i organizac ja s t u d i ó w materiałowych 18 Z a s a d y p o s z u k i w a ń i r o z p o z n a n i a złóż s u r o w c ó w m i n e r a l n y c h . 23 I n w e n t a r y z a c j a ź r ó d e ł surowców o d p a d k o w y c h i t r z c i n o w i s k . .» 24 W y t y c z n e do e k s p l o a t a c j i i p r o d u k c j i m i n e r a l n y c h m a t e r i a ł ó w
m i e j s c o w y c h 27 R o z d z i a ł 4. Wydobywanie surowców mineralnych 27
C h a r a k t e r y s t y k a k o p a l ń s u r o w c ó w 2 9 R o b o t y w s t ę p n e 3 2 U s u w a n i e n a d k ł a d u . . 39 W y d o b y w a n i e k r u s z y w a i g l iny . . 42 P r z e r ó b k a (usz lachetn ian ie) k r u s z y w a 52 W y d o b y w a n i e k a m i e n i a 5 9 O b r ó b k a k a m i e n i a . 6 6
Rozdział 5. Produkcja e lementów z betonu i gliny 67 R o d z a j e i p o d s t a w o w e właściwości spoiw . 77 S p r z ę t i u r z ą d z e n i a do p r o d u k c j i 104 D a c h ó w k i c e m e n t o w e 112 Cegły i bloki w a p i e n n o - p i a s k o w e 115 E l e m e n t y z ż u ż l o b e t o n 123 E l e m e n t y z t r o c i n o b e t o n u 127 E l e m e n t y z b e t o n u z w y p e ł n i a c z a m i r o ś l i n n y m i 129 E l e m e n t y z g l iny surowej 135 O r g a n i z a c j a p r o d u k c j i w y r o b ó w z b e t o n ó w i gl iny 143 P r o d u k c j a w zimie 146
R o z d z i a ł fi. Materiały do ścian ubijanych i sposób ich wznoszenia . S p r z ę t do w y k o n y w a n i a śc ian u b i j a n y c h 147 Ś c i a n y u b i j a n e z g l iny ' 155 Ś c i a n y z m a s y p i a s k o w o - w a p i e n n e j 160 Ś c i a n y z ż u ż l o b e t o n u 161 O r g a n i z a c j a r o b ó t przy u b i j a n i u ścian 162
3
str.
R o z d z i a ł 7. Polowa produkcja cegły 164 S p r z ę t i u r z ą d z e n i a do w y p a l a n i a mie lerzowego 165 P r z y g o t o w a n i e surowca 169 F o r m o w a n i e i suszenie s u r ó w k i 171 U k ł a d a n i e i w y p a l a n i e mie lerza 176 O r g a n i z a c j a polowej p r o d u k c j i cegły 182
R o z d z i a ł 8. Wyroby z trzciny i ze słomy 186 Z a s t o s o w a n i e oraz właściwości e l e m e n t ó w ze s ł o m y i t r z c i n y . 187 P r z y g o t o w a n i e s ł o m y i t r z c i n y 192 W y r ó b p ł y t t y p u B e r b e k a 193 W y r ó b e l e m e n t ó w ś c i e n n y c h 196 W y r ó b belek t r z c i n o w y c h i t r z c i n o b e t o n o w y c h 198
Wykaz piśmiennictwa 199
WSTĘP
Miniony okres charakteryzował się wzmożonym tempem budownictwa. W tym czasie dokonano u nas wielu mniej lub więcej udanych prób obniżenia kosztów budownictwa drogą wprowadzenia przede wszystkim nowych konstrukcji,^ nowych metod organizacji robót i daleko idącej mechanizacji. Środki te jednak okazały się w dużym stopniu zależne od innych czynników (np. płace, struktura budownictwa itp.) i nie zawsze dawały oczekiwane rezultaty. Natomiast jednym z niedostatecznie wykorzystanych środków obniżki kosztów pozostało stosowanie materiałów miejscowych.
Materiałami miejscowymi zwykło się najczęściej nazywać surowce eksploatowane w pobliżu budowy lub zakładu produkcyjnego, zarówno naturalne, jak i odpadkowe, stosowane w stanie surowym (kamień, glina) albo stanowiące podstawowy składnik materiałów budowlanych (piasek, żwir, żużel itp.). W budownictwie na wsi, gdzie dotychczas najszerzej stosowane są materiały miejscowe, przyjęto tę nazwę również w odniesieniu do materiałów produkowanych na placu lub w bezpośrednim sąsiedztwie placu budowy, przy użyciu surowców miejscowych. W tym ujęciu pod terminem m a t e r i a ł y m i e j s c o w e należy rozumieć s u r o w c e b u d o w l a n e pochodzące z miejscowych źródeł oraz m a t e r i a ł y na ściany, stropy i pokrycia dachowe (zwane często zastępczymi), produkowane z surowców miejscowych na placu budowy lub w terenowych wytwórniach.
Z punktu widzenia sposobów uzyskiwania materiały miejscowe w dalszym ciągu można klasyfikować według następującego podziału :
I. Surowce
1) surowce mineralne naturalne: kamień, piasek, żwir, glina; 2) surowce mineralne odpadkowe: żużel wielkopiecowy, żużel
paleniskowy, gruz; 3) surowce organiczne natura lne : trzcina, słoma;
"4) surowce organiczne odpadkowe: trociny, paździerze.
5
II. Materiały budowlane
1) wyroby formowane (elementy) z betonów i zapraw; 2) wyroby z trzciny i ze słomy; 3) cegła wypalana sposobem polowym.
Udział poszczególnych rodzajów surowców i materiałów w budownictwie zależy od charakteru obiektów budowlanych. W budownictwie miejskim, przemysłowym itp. podstawowymi materiałami miejscowymi są surowce mineralne naturalne, a przed 1
wszystkim piasek i żwir. W budownictwie wiejskim i mieszkaniowym indywidualnym udział piasku i żwiru jest minimalny, natomiast wszystkie pozostałe materiały miejscowe mogą być stosowane w szerokim zakresie.
Materiały miejscowe, jakkolwiek dają niewątpliwe, w małym stopniu zależne od innych czynników efekty ekonomiczne, nie zostały dotychczas na tyle u nas rozpowszechnione, aby można było je traktować jako jeden z czynników kształtujących koszty budownictwa. Obecnie sytuacja na tym odcinku powinna ulec radykalnej zmianie. Zwiększone w dwójnasób plany budownictwa mieszkaniowego, podniesienie poziomu rolnictwa, a co za tym idzie i budownictwa wiejskiego wymagają znacznego rozszerzenia bazy materiałowej i obniżki kosztów wykonawstwa budowlanego. Realizacja tych zadań, szczególnie w odniesieniu do budownictwa niskokondygnacjowego, w dużej mierze zależy od stopnia wykorzystania materiałów miejscowych.
Praca ta poświęcona jest omówieniu technologii i organizacji robót przy wydobywaniu surowców oraz produkcji materiałów na średnich lub małych budowach, w terenowych zakładach materiałów budowlanych albo spółdzielniach i zespołach wydobywających surowce czy produkujących materiały.
Autor starał się dać w książce możliwie pełny obraz dotychczasowych osiągnięć opierając się przy tym na doświadczeniu nielicznych znawców tej dziedziny, na doświadczeniach chłopów budujących samodzielnie i wiejskich rzemieślników oraz na własnym doświadczeniu zdobytym przede wszystkim podczas pracy w budownictwie wiejskim.
R o z d z i a ł 1
ZNACZENIE MATERIAŁÓW MIEJSCOWYCH W BUDOWNICTWIE
Do konstrukcji, które wymagają użycia największych ilości ciężkich materiałów budowlanych, zalicza się fundamenty, ściany i stropy budynków oraz betonowe i żelbetowe konstrukcje budowli inżynierskich. Materiały potrzebne do tych konstrukcji stanowią pod względem ciężaru największą pozycję w ogólnym zapotrzebowaniu materiałów budowlanych.
Ażeby cyfrowo określić udział materiałów miejscowych w ogólnym zapotrzebowaniu materiałów do budowy, należy materiały te podzielić na następujące grupy:
kruszywo c e g ł a cement drewno materiały i prefabrykaty stropowe inne materiały. Wśród wymienionych grup materiałów k r u s z y w o jest
materiałem, którego zapotrzebowanie może być pokryte z dostaw lokalnych — miejscowych. Cegłę można zastąpić elementami produkowanymi na placu budowy z miejscowych surowców. W budownictwie niskokondygnacjowym również materiały stropowe, a nawet pokrycia dachowe można zastąpić materiałami miejscowymi, a w budownictwie tymczasowym (baraki) przez zastosowanie materiałów miejscowych można wyeliminować drewno ze ścian i stropów.
Posługując się wskaźnikami zapotrzebowania materiałów dla typowych budynków7 o charakterze przemysłowym, mieszkaniowym i wiejskim, można w przybliżeniu ustalić, że samo kruszywo (piasek, żwir, tłuczeń) w stosunku do ciężaru wszystkich materiałów potrzebnych do budowy stanowi w przybliżeniu:
ok. 7 0 % — w budownictwie przemysłowym, ok. 3 5 % — w budownictwie mieszkalnym wielokondygnacjo¬
wym,
7
ok. 9 0 % — w budownictwie wodnym, ok. 1 5 % — w budownictwie niskokondygnacjowym. Jeżeli do ciężaru kruszywa dodać ciężar potrzebnej do bu
dowy cegły, którą można zastąpić materiałami miejscowymi, to odpowiednie procentowe wskaźniki, określające wykorzystanie materiałów miejscowych, będą się przedstawiały następująco:
ok. 8 5 % — w budownictwie przemysłowym, ok. 8 0 % — w budownictwie mieszkalnym wielokondygnacjo¬
wym, ok. 9 0 % — w budownictwie wodnym, ok. 6 0 % — w budownictwie niskokondygnacjowym — w sto
sunku do ciężaru wszystkich materiałów budowlanych.
Wskaźniki te zbliżone są do danych uzyskanych w Związku Radzieckim, gdzie ciężar podstawowych materiałów na 1 milion rubli przerobu w produkcji budowlanej wynosił w roku 1950:
kruszywo — 5 6 % cegła i pustaki — 2 2 % spoiwo — 5% drewno — 10% inne materiały — 7% J a k widać z kilku przedstawionych przykładów, stosowanie
materiałów miejscowych zarówno surowcowych, jak i produkowanych wyrobów, ma nie tylko poważny, ale decydujący wpływ na rozmiary tzw. dalekiego transportu zewnętrznego.
Dalekie transporty w znacznym stopniu podwyższają koszty kruszywa, kamienia i innych materiałów., Dotychczasowa praktyka wykazuje, że same opłaty za przewóz koleją zwiększają w następujący sposób koszty materiałów:
szkło — 4% papa i izolacje — 6% cement —• 10% ceramika —• 2 6 % kruszywo — 3 0 % Mimo że przy przewozach kruszywa opłaty kolejowe są wy
jątkowo niskie, jest jednak rzeczą zrozumiałą, że przez ograniczanie ich do minimum albo przez całkowitą ich l ikwidację można uzyskać duże oszczędności.
Stosowanie miejscowych materiałów, takich jak elementy z lekkich betonów, płyty słomiane, kamień i inne, daje poważne oszczędności na kosztach samych materiałów. Na podstawie przykładów z budownictwa na wsi. gdzie materiały miejscowe są szeroko stosowane stwierdzono, że oszczędności na kosztach materiałów wahały się od 15—50% w stosunku do kosztów konstrukcji ceglanych.
8
Tendencja do zastąpienia cegły materiałami miejscowymi powinna wynikać nie tylko z przejściowych trudności w przemyśle ceramicznym, ale przede wszystkim powinna być wyrazem postępu technicznego w budownictwie niskokondygnacjowym stałym, półstałym i tymczasowym. Cegła w dobie powszechnej mechanizacji budowy staje się anachronizmem, w stosunku do k t ó rego o wiele nowocześniejsze są monolityczne ściany z żużlobetonu. z masy wapienno — piaskowej, a nawet^ z dobrej gliny pochodzącej ze starych formacji geologicznych. Ściany monolityczne można bowiem wznosić w sposób całkowicie zmechanizowany, za pomocą ubijaków albo wibratorów w deskowaniach przesuwnych.
Szerokie stosowanie materiałów miejscowych, oprócz omówionych konkretnych rezultatów, daje jeszcze inne, nie mniej pożądane, ale trudniejsze do liczbowej oceny, korzyści.
• Dzięki stosowaniu materiałów miejscowych uzyskuje się bardziej operatywne zaopatrzenie budów, a ciągłość robót staje się niezależna od nie zawsze terminowych dostaw materiałów przemysłowych.
Z punktu widzenia gospodarki ogólnonarodowej stosowanie materiałów miejscowych stanowi rozszerzenie bazy surowcowo — materiałowej, co łącznie z rozwojem przemysłu materiałów budowlanych decyduje o wzroście naszych planów inwestycji budowlanych.
Wreszcie zmniejszenie ilości dalekich transportów kolejowych — to odciążenie taboru kolejowego i wykorzystanie go do innych potrzeb gospodarczych, t y m bardziej że kolej przewozi kamień i kruszywo poniżej kosztów własnych.
R o z d z i a ł 2
OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA MATERIAŁÓW MIEJSCOWYCH
RODZAJE MATERIAŁÓW MIEJSCOWYCH
K a m i e n i e z p o k ł a d ó w s k a l n y c h zarówno pochodzenia magmowego, jak też osadowe, mają zastosowanie do celów budowlanych. Dotychczas kamień jest powszechnie stosowany jako materiał konstrukcyjny w budowlach inżynierskich w postaci ciosów oraz jako materiał dekoracyjno — ochronny w postaci płyt okładzinowych.
Natomiast wykorzystanie kamienia do murowania fundamentów i murów oporowych, a jego odmian porowatych — do budowy ścian jest niedostateczne.
9
W przypadkach budowy w pobliżu kamieniołomów możliwe jest również wykorzystanie odpadów kamiennych na kruszywo do betonów, po odpowiednim przekruszeniu i przesortowaniu.
K a m i e n i e n a r z u t o w e ( p o l n e ) jako materiał budowlany przedstawiają bardzo różnorodną wartość. Czasem w stanie zwietrzałym są bezwartościowe. Na ogół jednak mają dostateczną wytrzymałość i nadają się do murowania fundamentów oraz jako kruszywo do betonów po rozdrobnieniu i przesortowaniu. W niedostatecznym stopniu wykorzystany jest kamień narzutowy na tzw. „rodzynki" do betonu, mimo że norma dopuszcza w masywach betonowych dodatek 2 5 % kamieni o średnicy nie przekraczającej 30 cm. Stosując kamień narzutowy można więc oszczędzić znaczne ilości drobnego kruszywa.
Eksploatacja kamienia narzutowego jest wyjątkowo prosta i może być prowadzona środkami, jakimi rozporządza każda budowa. Kamienie narzutowe zalegają płytko pod powierzchnią. Często bardziej opłacalny niż eksploatacja jest wykup od rolników kamienia zbieranego na polach.
Ż w i r , p o s p ó ł k a i p i a s e k s ą dostatecznie znanymi i powszechnie stosowanymi materiałami, chociaż rzadko kiedy są to materiały miejscowe, a najczęściej sprowadza się je z miejsc odległych nawet o kilkaset kilometrów. Przyczyną tego jest brak umiejętności albo niechęć do uszlachetnienia kruszywa gorszych klas. Złoża kruszywa rzecznego na południu kraju są wysokiej klasy i wykonawcy najchętniej je sprowadzają, pomimo wielkich odległości. W złożach lądowych leżących w pasie moren lodowcowych znajduje się kruszywo o różnorodnym pochodzeniu, ze słabymi ziarnami skał osadowych, o dużym zanieczyszczeniu i wysokim punkcie piaskowym.
Te wady kruszywa można jednak usunąć przez płukanie i sortowanie. Sprowadzanie zaś kruszywa z odległości kilkuset kilometrów do betonów niskich i średnich marek jest niczym nieuzasadnione.
G l i n a (jako surowiec) poza przemysłem ceramicznym jest wyjątkowo rzadko stosowana w budownictwie. W małym stopniu wykorzystane są iły (odznaczają się wodoszczelnością) do przygotowania zapraw cementowo — glinianych i na tynki wodoszczelne oraz do naturalnych zabezpieczeń budowli przed wodą gruntową.
Niedostatecznie również rozpowszechnione jest stosowanie gliny do budowy wszelkich budynków niskokondygnacjowym, jak domków jednorodzinnych, budynków dla inwentarza na wsi i budynków tymczasowych na placu budowy.
Wprowadzana ostatnio mechanizacja przy wznoszeniu ścian z gliny czyni stosowanie jej jeszcze bardziej opłacalne.
Przy niedużym zapotrzebowaniu cegły, nie przekraczającym 1 miliona sztuk, oraz przy wyjątkowo odległym i utrudnionym
10
transporcie możliwe jest również wykorzystanie miejscowych pokładów gliny do wypału cegły. Ciężar potrzebnego do tego celu węgla, który należy przewieźć, nie przekracza 1/10 ciężaru cegły.
Ż u ż e l w związku z coraz większym uprzemysłowieniem kraju zyskuje możliwości szerokiego stosowania. Istnieją trzy zasadnicze rodzaje żużli:
żużle wielkopiecowe wolnostudzone (kawałkowe), żużle wielkopiecowe granulowane i pumeksowe, żużle paleniskowe. Żużle wielkopiecowe są materiałem odpadkowym przy wyta
pianiu rud żelaza. W skład żużli wchodzą: skała płoną, topniki i pozostałości ze spalonego koksu. Żużel wielkopiecowy, wylewany na hałdy, stygnąc powoli zamienia się w twarde bryły. Żużel wolnostudzony nie zawierający nadmiaru CaO (poniżej 42%). czyli tzw. kwaśny, można stosować jako tłuczeń do budowy dróg na placu budowy, a nawet jako kruszywo do betonów niższych marek.
Żużel wielkopiecowy chłodzony strumieniem wody, pary wodnej lub powietrza, zastyga w postaci lekkich i drobnych granulek. Żużel taki, zwany granulowanym, jest surowcem używanym do produkcji cementów hutniczych i tzw. spoiw wzbudzonych. Żużel granulowany ma bowiem właściwości spoiwa, które wzbudza się w nim przez mielenie i mieszanie z odpowiednim aktywizatorem, np. z wapnem. Wzbudzone spoiwa żużlowe można stosować do zapraw, tynków i betonów niższych marek.
Produktem odpadkowym spalania węgla w paleniskach jest •żużel. Jakość żużla paleniskowego zależy od jakości węgla i dokładności spalania. Do szkodliwych zanieczyszczeń żużli należą przede wszystkim popiół i niespalony węgiel, zwłaszcza pęczniejący pod wpływem wilgoci. Związki siarki działają szkodliwie przede wszystkim na spoiwo cementowe, wapno natomiast wiąże się z nimi na ogół w nieszkodliwe związki.
Naturalne i dokładne oczyszczenie uzyskuje się przez dłuższe pozostawienie żużla na powietrzu, w wyniku czego następuje często wtórne samozapalenie się węgla i wyługowanie innych szkodliwych składników.
Doraźne, choć niecałkowite oczyszczenie żużla uzyskuje się przez odsianie najdrobniejszych ziaren, które zawierają najwięcej niespalonego węgla i innych zanieczyszczeń.
Żużel paleniskowy stosowany jest jako wypełniacz w lekkich betonach i polepach, na zaprawy i zasypki ciepłochronne, jako podsypka do bruków i na nawierzchnie dróg tymczasowych o niezbyt intensywnym ruchu.
T r z c i n a i s ł o m a w postaci sieczki albo pocięta na krótkie źdźbła używana może być jako wypełniacz do lekkich betonów i tzw. lekkiej gliny. Sama trzcina znalazła zastosowanie j a k o „zbrojenie" do konstrukcyjnych elementów betonowych.
11
Najczęściej jednak z trzciny i słomy wykonuje się płyty o grubości 5—7 cm, szerokości ok. 1 m i różnych długościach. Płyty stosowane są jako izolacja ścian, stropów i stropodachów albo jako elementy konstrukcyjno-wypelniająCe do ścian szkieletowych i stropów strychowych. W szczególności do budowy budynków parterowych mogą mieć zastosowanie elementy drewniano-sło¬ miane (krawędziak plus płyta), które można stosować również jako elementy składanych baraków.
Dokonywane były również udane doświadczenia z wykorzystaniem długich elementów trzcinowych o przekroju prostokątnym do budowy ścian budynków jednokondygnacjowych. Elementy te układane były na zaprawie i tynkowane.
Odpadkowe surowce pochodzenia organicznego, takie jak wióry, trociny oraz paździerze lniane i konopne, stosowane są jako wypełniacze do produkcji lekkich elementów betonowych.
Z wymienionych surowców miejscowych, jak glina, żużel, trzcina, słoma itd., produkuje się różne materiały zastępcze, które sprowadzają się głównie do lekkich betonów. Spoiwem do lekkich betonów mogą być wszystkie znane materiały wiążące, a wypełniaczami różne surowce miejscowe.
Z lekkich betonów produkuje się elementy ścienne i stropowe. Z żużlobetonu i gliny wznosi się również ściany w deskowaniach. Ten ostatni sposób jest najbardziej ekonomiczny przy budynkach jednokondygnacjowych. Wprowadzenie inwentaryzowanych deskowań przesuwnych pozwoliłoby na znaczne skrócenie czasu budowy. Warto podkreślić, że ściany ubijane z żużla można wykonywać na bardzo słabym spoiwie, np. glinianym z małym dodatkiem cementu. Znane są przykłady ścian z żużlobetonu na spoiwie z wapna defekacyjnego (z cukrowni).
Do miejscowych materiałów zastępczych zaliczamy również beton piaskowo-wapienny (chuda zaprawa o konsystencji ubijal¬ nej), służący do budowy ścian w deskowaniach przesuwnych. Należy przy tym stwierdzić, że beton piaskowo-wapienny pod względem ciepłochronności jest materiałem lepszym i mniej pracochłonnym niż cegła wapienno-piaskowa (sylikatowa).
Nie doczekały się rozpowszechniania wyniki udanych doświadczeń z trzcinobetonami. Wydaje się, że nawet stosunkowo wysokie zużycie cementu w elementach konstrukcyjnych z trzcino¬ betonu jest mało istotne wobec faktu całkowitej eliminacji stali z elementów zginanych.
ROZMIESZCZENIE S U R O W C Ó W B U D O W L A N Y C H
W celu uzyskania ogólnej orientacji w rozmieszczeniu surowców mineralnych można posłużyć się publikacjami i materiałami kartograficznymi, "opracowanymi i wydanymi przez Państwowy
12
Instytut Geologiczny, a ostatnio przez Centralny Urząd Geologii* Podstawowym materiałem w tej dziedzinie jest mapa surowców mineralnych w skali 1:300 000. Na mapie tej podano między innymi rozmieszczenie kamienia, żwiru i gliny. Oprócz tego można posługiwać się również przeglądową mapą geologiczną Polski w skali 1:300 000. Na mapie określone jest pochodzenie i budowa geologiczna powierzchniowych warstw ziemi. Przy pomocy mapy i odpowiedniej interpretacji geologicznej można orientacyjnie ustalić rozmieszczenie piasków i żwirów oraz glin i iłów, a zupełnie dokładnie — pokładów skalnych.
Dokładność wymienionych m a p jest jednak niedostateczna dla potrzeb poszczególnych budów. Biorąc bowiem pod uwagę metodę opracowywania tego rodzaju m a p . polegającą na powierzchniowym wywiadzie terenowym, należy się liczyć z faktami mało dokładnego rozeznania zasobów surowcowych w rejonie budowy, a przy posługiwaniu się mapą geologiczną — nawet z brakiem domniemanych surowców. Niedostateczne rozeznanie i jednocześnie przesadna ocena zasobów surowcowych zdarzają się w szczególności w odniesieniu do żwirów i pospółek. Dlatego też podstawą do racjonalnego wykorzystania surowców miejscowych muszą być specjalne poszukiwania podejmowane dla poszczególnych budów albo dla całych powiatów 1 ) .
Na podstawie istniejących publikacji można określić tylko ogólne rozmieszczenie niektórych surowców budowlanych.
Pokłady s k a ł o s ad o wy c h rozciągają się w następujących rejonach (rys. 1):
1. Podkarpacie do linii: Wadowice, Bochnia. Dębica, Rzeszów, Przemyśl.
2. Wyżyna Śląska, Jura Krakowska i Wyżyna Kielecko-San-domierska — w granicach Kraków, Katowice, Opole, Zawiercie, Krzepice, Przedbórz, Opoczno, Szydłowiec — do Wisły, Tarnobrzeg, Chmielnik, Busko. Kraków.
3. Wyżyna Lubelska — w granicach od północy w linii równoleżnikowej przez Puławy, a od południa — Rawa Ruska, Zawichost.
4. Sudety — w rejonach Kłodzko, Międzylesie. NoA\a Ruda oraz Jelenia Góra, Lwówek, Bolesławiec, Zgorzelec.
5. Małe wychodnie wapienia i kredy w okolicy Łosic, Siemiatycz, Nowego Dworu (Białostockie). Uniejowa i Poddębia, "Barcina, Szczecina, Kamienia Pomorskiego i Kołobrzegu.
Wychodnie s k a ł m a g m o w y c h są na ogół dobrze rozpoznane i w miejscach tych czynne są kamieniołomy. Pokłady
ł ) U c h w a ł a R a d y Minis t rów nr 1022 z 17 g r u d n i a 1955 z o b o w i ą z u j e p r e z y d i a r a d n a r o d o w y c h do r o z p o z n a n i a złóż s u r o w c ó w i u d o s t ę p n i e n i a o d p o w i e d n i c h d a n y c h p r z e d s i ę b i o r s t w o m b u d o w l a n y m i b i u r o m p r o j e k t ó w .
13
skal magmowych są rzadko wykorzystywane dla potrzeb pojedynczych budów ze względu na większe trudności wydobywania.
Złoża k a m i e n i a n a r z u t o w e g o (rys. 1 ) związane s ą z utworami z okresu zlodowacenia. Rozciągają się one pasmami
R y s . 1. R o z m i e s z c z e n i e s u r o w c ó w k a m i e n n y c h w Polsce (wg J . K a m i e ń s k i e g o )
jako pozostałości moren na obszarze Niżu na północ od linii Słubice, Poznań, Kutno, Pułtusk, Białystok. Drugi obszar pozostałości morenowych obejmuje pas ograniczony miejscowościami: Krosno n/Odrą, Leszno, Zduńska Wola, Radomsko, Wrocław, Żary.
W tych samych okolicach rozmieszczony jest żwir, pospółka i piasek kopalniany.
Duże znaczenie mają również pokłady kruszywa w dolinach rzek górskich. Oprócz tego pokłady piasków budowlanych spo-
tyka się w dolinach rzek nizinnych, pod wierzchnią warstwą drobnych utworów akumulacyjnych.
Pokłady kruszywa budowlanego występują również w starszych formacjach geologicznych. Formacje te znajdują się jednak na ogół na większych głębokościach i dlatego należy się liczyć z ich wykorzystaniem tylko w przypadkach głębokich wykopów budowlanych.
G l i n y i i ł y występujące n a niedużych głębokościach pochodzą z okresu trzeciorzędu i czwartorzędu. Trzeciorzędowe iły poznańskie znajdują się na terenie^ województw poznańskiego i pomorskiego, północnego Dolnego Śląska oraz w rejonie Warszawy.
Również trzeciorzędowe iły mioceńskie występują w województwie krakowskim i rzeszowskim. Czwartorzędowe iły warstwowe występują na Pomorzu, Mazurach oraz w rejonie Poznania. Warszawy i Białegostoku.
Najmniej wartościowe, zanieczyszczone okruchami skalnymi, gliny morenowe występują na terenie prawie całego kraju.
Źródła s u r o w c ó w o d p a d k o w y c h (żużel, trociny, paździerze) związane są z zakładami przemysłowymi. Rozmieszczenie ich na obszarze kraju ze zrozumiałych powodów nie może być przedstawione na mapach dostępnych biurom projektów i terenowym komórkom kierującym polityką budowlaną. Dlatego odpowiednie dane trzeba uzyskiwać dla poszczególnych budów lub powiatów w wyniku wywiadu miejscowego.
T r z c i n a na podstawie ogólnych opracowań w największej ilości rośnie w pasie nizin nadmorskich oraz na pojezierzu na terenie województwa olsztyńskiego, gdańskiego i koszalińskiego. W mniejszych ilościach trzcina występuje wszędzie na terenach podmokłych, na brzegach jezior i rzek nizinnych, w starorzeczach i tp.
R o z d z i a ł 3
ZAGADNIENIE MATERIAŁÓW MIEJSCOWYCH W DOKUMENTACJI PROJEKTOWO K0SZT0I5YS0WEJ
P R O G R A M I O R G A N I Z A C J A S T U D I Ó W M A T E R I A Ł O W Y C H
Instrukcja P K P G Nr 98 o zasadach sporządzania i zatwierdzania dokumentacji projektowo — kosztorysowej dla inwestycji w § 59, 60, 78, 116 i 140 zobowiązuje projektanta do zebrania danych o materiałach miejscowych i opracowania wytycznych
15 14 -
eksploatacji i dostaw surowców, a wykonawcę do sporządzenia, w ostatniej fazie projektowania, projektu eksploatacji surowców miejscowych.
W projekcie wstępnym w części Architektoniczno-Budowlanej powinny być zawarte krótkie dane o miejscowych materiałach budowlanych jako wytyczne do wyboru konstrukcji. Projekt organizacji budowy powinien zawierać wytyczne o możliwości eksploatacji miejscowych materiałów budowlanych dla potrzeb budowy.
W projekcie organizacji robót zgodnie z powyższą instrukcją powinny być opracowane „projekty eksploatacji i dostawy na budowę miejscowych materiałów budowlanych".
Realizacja wymienionych postulatów Instrukcji Nr 98 w sprawie wykorzystania do budowy materiałów miejscowych wymaga przeprowadzenia dokładnych studiów materiałowych oraz opracowania projektów eksploatacji ewentualnie produkcji materiałów.
Przeprowadzenie studiów materiałowych przez biuro projektowe może być zaniechane, o ile odpowiednie dane posiadać będzie prezydium rady narodowej.
Studia materiałowe dla dokumentacji projektowo-kosztoryso-wej inwestycji budowlanych wykonuje się w celu ustalenia złóż surowców do eksploatacji (surowce naturalne) lub dostawy (surowce odpadkowa) oraz wyboru najodpowiedniejszych materiałów do produkcji na placu budowy. Studia materiałowe w zasadzie najlepiej jest przeprowadzać podczas przygotowywania projektu wstępnego oryginalnego albo w pierwszym stadium adaptacji projektu typowego. Z punktu widzenia organizacyjnego najeko¬ nomiczniej jest łączyć studia materiałowe, a w szczególności poszukiwania surowców mineralnych, z badaniami geologicznymi.
W przypadkach pojedynczych i rozrzuconych w terenie obiektów przemysłowych, energetycznych, budownictwa wodnego, rolniczych itp. studia materiałowe muszą być podejmowane dla każdego obiektu oddzielnie. W odniesieniu do budownictwa osiedlowego lub budownictwa w ośrodkach o specjalnie nasilonym planie inwestycji budowlanych studia powinny być przeprowadzone systematycznie przez jedną instytucję (prezydium rady narodowej) do czasu, aż rozpoznany zostanie dostatecznie cały rejon sąsiadujący z ośrodkiem budowlanym. Ta ostatnia forma organizacji studiów jest odrębnym zagadnieniem, wykraczającym poza rarav książki.
W dalszym ciągu należy omówić zakres i organizację studiów podejmowanych dla pojedynczego obiektu przez jedno biuro projektów. Studia materiałowe prowadzi się w trzech etapach:
1) analiza zapotrzebowania materiałów do budowy pod kątem wykorzystania materiałów miejscowych,
16
2) poszukiwania i rozpoznanie w rejonie budowy surowców złóż mineralnych lub źródeł surowców odpadkowych,
3) analiza wyników prac poszukiwawczo-rozpoznawczych i wybór złóż lub źródeł do eksploatacji.
Przy analizie zapotrzebowania materiałów do budowy posługujemy się orientacyjnym zestawieniem ilości materiałów, opracowanym najczęściej za pomocą wskaźników, albo zestawieniem szczegółowym w przypadku dokumentacji typowej. Przedmiotem analizy są tylko te materiały, które można wykorzystać jako miejscowe lub zastąpić miejscowymi. Na podstawie analizy ustala się ilości materiałów, które można uzyskać ze znanych źródeł leżących w zasięgu bliskiego transportu, a więc z czynnych kamieniołomów, żwirowni, kopalni piasku itp. Należy przy tym brać pod uwagę orientacyjną zdolność produkcyjną zakładu i możliwość zaopatrzenia przez dany zakład innej budowy wznoszonej równocześnie w pobliżu.
Następny etap pracy — to poszukiwania i rozpoznanie. Określenie rejonu poszukiwań wynika z następujących za
łożeń: 1. Materiały przewożone będą środkami tzw. bliskiego trans-
cortu . 2. Odległości przewozów powinny odpowiadać zasadom eko
nomicznego użycia danego środka transportu. Przyjmuje się, że na budowie stosowane będą wszelkie środki
transportu, a więc wywrotki na szynach z trakcją konną lub mechaniczną, samochody, ciągniki a nawet wozy konne. W przy
p a d k a c h budowy nad rzekami żeglownymi należy wziąć pod uwagę również możliwość transportu wodnego barkami.
^ Maksymalny pod względem ekonomicznym zasięg poszczególnych środków transportu zależy od szeregu czynników i nie jest ś j§le określony. Proponuje się przyjęcie następujących orientacyjnych odległości:
^ w o z y konne i wywrotki z trakcją konną ok. 2 km ^ w y w r o t k i z trakcją mechaniczną ok. 5 km v samochody i ciągniki ok. 15 km
barki ok. 50 km Wobec tego granice rejonu poszukiwań można ustalić w spo
sób następujący: a) w promieniu 5 km od placu budowy, niezależnie od istnie
jącej sieci dróg bitych, b) wzdłuż istniejących dróg bitych do 15 km od placu budowy, c) wzdłuż koryta rzeki do 50 km od placu budowy. Schemat rejonu poszukiwań podany jest na rys. 2. Prowa
dzenie poszukiwań w większych odległościach byłoby wkraczaniem w kompetencje organów produkcji i dystrybucji materiałów budowlanych, co wywołałoby poważny chaos w zaopatrzeniu
2 — Miejscowe mat. bud. 17
w skali ogólnokrajowej. Jednakże w wyjątkowych przypadkach gdy stwierdzono na podstawie wywiadu istnienie zasobnych złóż surowców mineralnych, można prowadzić poszukiwania w odległo-ściach ponad 5 km-od placu budowy, niezależnie od istniejących dróg. Przy dużym bowiem zapotrzebowaniu opłaci się wybudo wać specjalną drogę do złoża surowca.
Rys . 2 . S c h e m a t u s t a l a n i a r e j o n u poszukiwal i m a t e r i a ł ó w m i e j s c o w y c h
Po ustaleniu rodzajów i ilości potrzebnych surowców prowadzi się prace poszukiwawcze i rozpoznawcze w określonym rejonie.
Zakres prac poszukiwawczo-rozpoznawczych zależy od wielkości zapotrzebowania surowca. Przy dużych zapotrzebowaniach surowców mineralnych rzędu kilkuset tysięcy ton, prace te prowadzi się zgodnie z instrukcjami Centralnego Urzędu Geologii.
W przypadku mniejszych zapotrzebowań, do kilkudziesięciu tysięcy ton, prace poszukiwawczo-rozpoznawcze prowadzi się przy jak najmniejszym nakładzie środków.
Z A S A D Y P O S Z U K I W A Ń I ROZPOZNANIA ZŁÓŻ SUROWCÓW MINERALNYCH
Prace poszukiwawczo-rozpoznawcze dużych złóż surowców mineralnych, przeznaczonych do eksploatacji dla wielkich budów lub przez stałe kopalnie terenowe, unormowane są Uchwałą
Rady Ministrów 1) oraz instrukcjami Prezesa Centralnego Urzędu Geologii 2).
O rozmiarach prac poszukiwawczo-rozpoznawczych decyduje charakter geologiczno — techniczny złoża oraz e tap tych prac.
Zależnie od wielkości złoża, zmienności jego formy i budowy geologicznej oraz zmienności rodzaju i jakości surowca rozróżnia się pięć grup złóż:
I grupa — złoża, które na znacznych przestrzeniach nie wykazują zmian formy, budowy ani jakości surowca,
II grupa — złoża, które na dużych przestrzeniach nie wykazują większych zmian formy, ale wykazują zmienność budowy i jakości,
I I I grupa — złoża, które wykazują znaczną zmienność formy i budowy lub rodzaju i jakości surowca,
IV grupa — złoża, które wykazują znaczną zmienność formy budowy oraz dużą zmienność rodzaju i jakości surowca,
V grupa — złoża o bardzo' skomplikowanej formie i budowie oraz o bardzo dużej zmienności rodzaju i jakości surowca.
Złoża surowców budowlanych należą na ogół do pierwszych trzech grup (I, I I , I I I ) . Wstępną kwalifikację złoża dokonuje się w wyniku prac geologicznych podczas poszukiwań. Do prac tych należą obserwacje terenowe i zdjęcia geologiczne.
W ramach prac poszukiwawczych mogą być wykonywane w razie potrzeby doły odkrywkowe lub wiercenia.
Prace poszukiwawcze zmierzają do stwierdzenia występowania złoża oraz wstępnej oceny zasobów i rodzaju surowca zawartego w złożu. Na tej podstawie ustala się program robót geologiczno-rozpoznawczych. Celem robót rozpoznawczych jest szczegółowe udokumentowanie złoża . W zależności od formy złoża (geometryczny kształt — pokład, żyła, soczewka itp.) roboty rozpoznawcze prowadzi się wzdłuż tzw. linii (kierunek) rozpoznawczych albo regularnej siatki rozpoznawczej. S ia tka rozpoznawcza zbudowana jest z regularnych wieloboków, najczęściej kwadratów. W wierzchołkach wieloboków wykonuje się wiercenia, doły odkrywkowe lub inne badania złoża. Długość boku kwadratu ustala się w zależności od etapu prac rozpoznawczych, tj. stopnia
^ - U c h w a ł a Nr 864 R a d y Minis t rów z d n . 10. X. 1952 r . w sprawie ustalenia i z a t w i e r d z e n i a s t o p n i a p o z n a n i a z a s o b ó w ( d o k u m e n t o w a n i a ) złóż kopalni i r o z m i a r ó w d o k o n y w a n i a i n w e s t y c j i p r z e d p r z y s t ą p i e n i e m do eksp loatac j i złoża.
2 ) I n s t r u k c j a Nr 1 P r e z e s a C U G z d n . 30. IV. 54 r. w sprawie u s t a l e n i a ( d o k u m e n t o w a n i a ) z a s o b ó w złóż k o p a l i n s t a ł y c h oraz I n s t r u k c j a Nr 3 P r e zesa C U G z d n i a 3. V. 1954 r. w s p r a w i e u s t a l a n i a ( d o k u m e n t o w a n i a ) zasobów złóż p iasków i żwirów.
18 19
rozpoznania złoża (tabl. 1). Rozróżniane są cztery stopnie (kategorie) rozpoznania złoża: C,, Cu B i A.
T a b l i c a 1
Zagęszczenie wyrobisk (wiercenia, doły odkrywkowe itp.) dla różnych kategorii robót rozpoznawczych
U w a g a . Podane liczby dotyczą wzajemnych odległości poszczególnych wyrobisk.
Roboty geologiczno-rozpoznawcze w kategorii C, i C', mają charakter wstępny i wykonywane są punktowo nieregularnie, ewentualnie wzdłuż linii rozpoznawczych. Rozpoznanie złoża według tej kategorii w zasadzie wystarcza do opracowania wytycznych (założeń) do eksploatacji złoża. W celu uzyskania danych do projektu eksploatacji złoża konieczne jest przeprowadzenie szczegółowych robót rozpoznawczych, tj. według kategorii B. W wyjątkowych przypadkach wykonywane są roboty rozpoznawcze zagęszczone, według kategorii .4. Poszczególne etapy robót rozpoznawczych projektuje się na podstawie robót wykonanych poprzednio z uwzględnieniem zbadanych już wyrobisk.
Głębokość wyrobisk (wierceń, odkrywek itp.) powinna osiągać spąg (spód) złoża. Ze względów eksploatacyjnych przy złożach
żwirów i piasków nie wykonuje się głębszych wyrobisk niż 10—15 m (na lądzie) i 5—10 m w złożach podwodnych.
Wiercenia wykonuje' się według zasad' obowiązujących przy wierceniach badawczych. Przy wierceniach w złożach kruszywa średnica rur powinna wynosić najmniej 150 mm, a w grubych żwirach — najmniej 300 mm.
R y s . 3 . P r z e k r ó j złoża s u r o w c a : h ziemia urodzajna (humus), p.dr — piasek drobnoziarnisty, p.śr — piasek średnioziarnisty
p.gr. — piasek gruboziarnisty, ż — żwir. g — glina Na podstawie wykonywanych wyrobisk, obserwacji zjawisk,
faktów geologicznych i hydrogeologicznych oraz badań prób pobranych z wyrobisk albo z odsłonięć złoża opracowuje się zdjęcia
^geologiczne, profile wyrobisk, przekrój złoża (rys. 3), złożową mapę geologiczną i w razie potrzeby (wysoki poziom wód gruntowych) mapkę hydrogeologiczną.
Na mapie złożowej oznacza się miejsce wyrobisk i pobrania prób, linie przekrojów i granice złoża. Złożową mapę geologiczną sporządza się w skali:
min 1 : 50 000 dla kat, C, min 1 : 25 000 „ „ G, i B min 1 : 5 000 „ „ A W tej samej skali co mapa złożowa p o w i n n a być opracowana
(albo załączona) mapa sytuacyjno-wysokościowa. W przypadkach wysokiego poziomu wód gruntowych w lądowych złożach kruszywa plan sytuacyjno-wysokościowy powinien obejmować obszar konieczny do zaprojektowania odprowadzenia w o d y w czasie eksploatacji. 20 21
Na podstawie prac rozpoznawczych należy ponadto ustalić następujące dane:
1) ogólna charakterystyka terenu występowania złoża, 2) ogólna geologiczna charakterystyka złoża, 3) określenie rodzaju i jakości surowca, 4) wyznaczenie granic złoża, 5) obliczenie ilości surowca w złożu, 6) geologiczna ocena warunków eksploatacji.
^ Ogólna charakterystyka terenu występowania złoża zawiera dane opisowe o położeniu geograficznym złoża, przebiegu badań, ogólne dane o budowie geologicznej rejonu i istniejących tam stosunkach wodnych.
Ogólna charakterystyka geologiczna złoża ma do pewnego stopnia znaczenie naukowe. Do celów praktycznych służą mapy geotechniczna i hydrogeologiczna, które określają warunki eksploatacji.
Określenia rodzaju i jakości surowca dokonuje się na podstawie wyników badania prób pobranych ze złoża. Rodzaj i jakość surowca powinny być określone dla poszczególnych odcinków złoża, wydzielonych na podstawie przesłanek geologicznych.
Granice złoża wyznacza się w celu określenia jego położenia, kształtu i objętości. J a k o granice złoża przyjmuje się powierzchniowe wychodnie złoża, granice naturalne utworzone w wyniku czynników geologicznych, linie łączące skrajne wyrobiska, w których stwierdzono jeszcze obecność kopaliny albo linie wyznaczone warunkami eksploatacyjnymi.
Przez warunki eksploatacji należy rozumieć ustaloną głębokość eksploatacji, najniższą dopuszczalną jakość kopaliny, ustaloną grubość nadkładu (skry wy) i tp. ; niezachowanie tych warunków czyni eksploatację nieopłacalną.
Obliczenie ilości surowca wykonuje się w zależności od przyjętej dla danego surowca jednostki — w tonach lub m 3. Ilość surowca oblicza się*w stanie natura lnym, bez strat wynikających wskutek eksploatacji lub przeróbki.
Przy obliczaniu odnawialnych złóż kruszywa w korytach rzek. należy określić wielkość naturalnych przyrostów złoża. Przyrosty ocenia się na podstawie hydrologicznych pomiarów materiału przenoszonego przez rzekę.
Wyniki obliczeń podaje się w postaci zestawienia sumarycznego według rodzaju i jakości surowca, z podziałem na zasoby nadające się do eksploatacji sprzętem, który ma do dyspozycji wykonawca, oraz na zasoby nie eksploatowane ze względu na trudności techniczne.
Geologiczna ocena warunków eksploatacji zawiera dane szczegółowe zależnie od stopnia rozpoznania (kategorii) złoża. Geologiczna ocena warunków eksploatacji obejmuje:
a) stosunki wodne w złożu i w najbliższym otoczeniu, b) możliwość występowania zjawisk zagrażających lub utru
dniających eksploatację, np. zsuwy, pochody kry, wylewy w złożach podwodnych itp.
Dokumentacja złóż sporządzona na podstawie prac poszuki-wawczo-rozpoznawczych podlega zatwierdzeniu przez Centralny Urząd Geologii w trybie ustalonym w Instrukcji Nr 1 Prezesa CUG.
W przypadku zapotrzebowania niewielkich ilości surowca dla pojedynczych budów oraz w zorganizowanym budownictwie wiejskim, jeżeli prezydium rady narodowej nie posiada odpowiednich informacji, poszukiwania surowców dokonuje się z mniejszym nakładem środków i w sposób mniej dokładny. Wystarczą tu rozpoznania kategorii C1 lub C2, a nawet jeszcze mniej szczegółowe.
Przy ustaleniu zasobności złoża posługujemy się w tych przypadkach danymi, uzyskanymi z rozpoznania istniejących, „dziko" eksploatowanych odkrywek, ewentualnie wyciągamy wnioski na podstawie badań terenu złoża za pomocą kilku sondowań, wierceń lub wykopów próbnych.
Określenie jakości surowca nawet przy najbardziej prymitywnych badaniach jest konieczne. W t y m celu należy pobrać próby i zbadać je metodami polowymi (krzywa przesiewu, ilość zanieczyszczeń itp.) albo w najbliższym laboratorium betonowym lub gruntoznawczym.
Uproszczone badania trzeba uzupełnić krótką dokumentacją złoża, która powinna zawierać:
1) opis i mapę złoża z lokalizacją wyrobisk (wiercenia, doły itp.), 2) przekroje złoża z zaznaczeniem poziomu wody gruntowej, 3) obliczenie zasobności złoża, 4) wyniki badań polowych surowca, 5) próbki surowca. Tego rodzaju poszukiwania nie podlegają kompetencji CUG
i ich wyniki mogą być bezpośrednio wykorzystane przez wykonawcę.
INWENTARYZACJA Ź R Ó D E Ł SUROWCÓW O D P A D K O W Y C H I TRZCINOWISK
Źródłem surowców odpadkowych są odpowiednie zakłady przemysłowe. Dane dotyczące miejsca zakładów uzyskuje się w miejscowych prezydiach rad powiatowych.
Inwentaryzacja powinna obejmować: 1) ilość istniejącego zapasu albo dzienny odrzut surowca, 2) jakość surowca, 3) warunki transportu i dostaw. Jakość surowca ustala się na podstawie oględzin i badań labo
ratoryjnych. Żużel paleniskowy należy poddać badaniom na za-
22
wartość popiołu, ilości i jakości niespalonego węgla oraz na zawartość siarki. Przy określaniu jakości niespalonego węgla chodzi przede wszystkim o stwierdzenie, czy nie ulega on pęcznieniu pod wpływem wilgoci.
Jakość trocin i paździerzy ustala się na podstawie oględzin. Podstawowym warunkiem dobrej jakości jest brak śladów zagrzybienia lub zbutwienia.
Trzcinowiska ocenia się przez wykonanie pomiaru powierzchni i obliczenie wydajności na podstawie zbioru z kilku wybranych poletek.
Jednostką miary trzciny są wiązki o średnicy 30 cm na wysokości 1 m od ziemi.
WYTYCZNE DO EKSPLOATACJI I P R O D U K C J I MINERALNYCH MATERIAŁÓW MIEJSCOWYCH
Po zebraniu danych o rozpoznanych źródłach surowców nie jest t rudno dokonać wyboru najlepszych spośród nich i zakwalifikować je do eksploatacji. Decydującym czynnikiem przy wyborze jest jakość surowca i łatwość eksploatacji. Do eksploatacji kwalifikują się przede wszystkim pokłady o cienkim nadkładzie i nie wymagające kosztownych inwestycji i urządzeń. Przy wyborze materiału zastępczego należy również brać pod uwagę stopień łatwości uzyskania surowca, a następnie efekty techniczne i ekonomiczne, które można uzyskać w przypadku zastosowania wybranego materiału.
Na .podstawie dokumentacji złóż surowca należy w projekcie wstępnym budowli podać wytyczne do eksploatacji, dostaw lub produkcji materiałów miejscowych. Wytyczne pod względem formalnym powinny mieć układ podobny do założeń projektowych. W rzeczywistości wytyczne będą podstawą do późniejszego opracowania projektu eksploatacji dostaw lub produkcji materiałów. W tym ujęciu pod określeniem „wytyczne do eksploatacji'1 należy rozumieć założenia do projektu kopalni, a pod określeniem „wytyczne do produkcji materiałów' miejscowych" — założenia do projektu polowej betoniarni, wytwórni płyt i tp.
Projekty większych kopalni, betoniarni lub innych zakładów produkcji materiałów miejscowych, będące częścią składową projektu organizacji robót, powinny być opracowane przez odpowiednie biuro projektów.
Kopalnie eksploatujące surowce dla jednego placu budowy uruchamiane są zazwyczaj na krótki okres czasu potrzebny do wydobycia określonej ilości surowca. Kopalnie takie mają zatem z zasady charakter tymczasowy i powinny być budowane przy możliwie niskim nakładzie inwestycji, ażeby nie obciążać produkcji nie amortyzującymi się kosztami. W kopalniach takich
należy zainstalować maszyny i urządzenia przenośne, które po zakończeniu produkcji można przesunąć w inne miejsce. W przypadkach odkrycia dużych zasobów, nadających się do stałej eksploatacji, nie wyklucza się możliwości uruchomienia od razu kopalni o charakterze stałym.
P u n k t e m wyjścia (dane wyjściowe) do opracowania zało ż e ń d o p r o j e k t u k o p a l n i lub tymczasowej eksploatacji powinny być następujące dane:
1) określenie rodzaju złoża i typu kopalni, 2) określenie rodzaju i żądanych właściwości surowca, 3) harmonogram roczny łub wieloletni zapotrzebowania su
rowca, 4) czasokres pracy kopalni. Dane o złożu uzyskuje się na podstawie dokumentacji prac
poszukiwawczo-rozpoznawczych. W przypadku kopalni kruszywa należy określić jej typ, który zależy od warunków geologicznych i hydrologicznych złoża. Złoża ponad poziomem wody gruntowej eksploatowane są metodą lądową, a złoża poniżej poziomu wody gruntowej — metodą lądową, lądowo-wodną lub wodną (w korytach rzek).
W zależności od zapotrzebowania określa się rodzaj oraz właściwości surowca, który ma być dostarczony na plac budowy. Przy kamieniu dotyczyć to będzie formy i stopnia obróbki, przy kruszywie — punktu piaskowego, granulacji i tp.
W celu określenia w założeniach wielkości produkcji konieczne jest wykonanie terminarza dostaw surowca na budowę w postaci harmonogramu rocznego albo wieloletniego. W tym samym celu ustala się również czasokres pracy kopalni w ciągu roku. Na długość okresu pracy kopalni odkrywkowych mają zasadniczy wpływr yvarunki klimatyczne i hydrologiczne. W rejonach o dużych opadach śnieżnych przewiduje się przerwy w eksploatacji. Również kopalnie na terenach zalewowych w dolinach rzek mają przerwy w pracy w okresie wysokiego stanu wód.
Na podstawie danych wyjściowych opracowuje się: 1) program produkcji, 2) wielkość i wartość produkcji, 3) technologię produkcji, 4) wykaz maszyn i urządzeń, 5) organizację kopalni. Program produkcji w kopalniach odkrywkowych surowców
budowlanych obejmuje najczęściej następujące roboty: roboty odkrywkowe wraz z transportem, wydobywanie surowca i t ransport wewnętrzny, obróbkę lub przeróbkę surowca, ekspedycję (transport zewnętrzny i załadowanie).
24 2 5
Wielkość rocznej produkcji kopalni zależy od rocznego zapo-trzebowania surowca i od okresu eksploatacji.
Ilość i rodzaj maszyn oraz urządzeń w kopalni dobiera się przede wszystkim zgodnie z ustaloną wielkością produkcji, technologią produkcji i metodą eksploatacji. Przy eksploatacji złóż surowców mineralnych mogą być stosowane metody ręczne, mechaniczne, pirotechniczne i ewentualnie hydromechaniczne (tylko przy kruszywie).
W kopalniach kruszywa i gliny podstawowymi maszynami są koparki, spycharki, zgarniarki, pompy, sortowniki, płuczki, kruszarki, przenośniki oraz urządzenia transportowe.
W kamieniołomach typu tymczasowego eksploatacja dokonywana jest najczęściej metodą pirotechniczno-ręczną, p r z y użyciu zmechanizowanych narzędzi ręcznych. Obróbkę również wykonuje się najczęściej ręcznie. Przy cięciu płyt wskazane jest zainstalowanie traka.
Do produkcji kruszywa łamanego konieczna jest kruszarka i sortownik.
Przy doborze maszyn i urządzeń potrzebnych do poszczególnych procesów produkcyjnych należy brać pod uwagę następujące czynniki:
E k s p l o a t a c j a n a d k ł a d u (skrywy): grubość nadkładu, głębokość zalegania pokładu surowca, kategorie gruntu odkrywki, ukształtowanie terenu.
T r a n s p o r t n a d k ł a d u : odległość transportu, ilość urobku nadkładu, ukształtowanie terenu.
E k s p l o a t a c j a p o k ł a d u s u r o w c a : typ kopalni, głębokość zalegania, miąższość i budowa pokładu surowca.
T r a n s p o r t s u r o w c a — jak w transporcie nadkładu. P r z e r ó b k a l u b o b r ó b k a s u r o w c a : jakość su
rowca w złożu, wymagania odbiorcy. E k s p e d y c j a : odległość od miejsca przeróbki lub obróbki
do punktu załadowczego, długość trasy przewozu, ukształtowanie terenu.
Produkcja materiałów, podobnie jak eksploatacja surowców na potrzeby jednej budowy, ma charakter tymczasowy. W zakładach produkcji materiałów miejscowych, w polowych betoniar-niach lub wytwórniach płyt słomianych i trzcinowych i innych, instaluje się przewoźne zestawy maszyn i urządzeń.
D o opracowania z a ł o ż e ń d o p r o j e k t u p r o d u k c j i materiałów potrzebne są następujące dane wyjściowe:
1) zapotrzebowanie ilościowe i asortymentowe elementów, 2) czasokres pracy wytwórni, 3) charakterystyka złoża surowców miejscowych, niezbędnych
do produkcji, 4) dane o zaopatrzeniu wytwórni w wodę i siłę.
Na podstawie ustalonych danych wyjściowych opracowuje się projekt w następującej kolejności:
1) ilość i jakość surowców do produkcji, 2) technologia produkcji, 3) szkicowe zaprojektowanie wytwórni, 4) powierzchnia placów, budynków tymczasowych i szop. 5) wyposażenie wytwórni, 6) koszt inwestycji.
R o z d z i a ł 4
WYDOBYWANIE SUROWCÓW MINERALNYCH
Surowce mineralne, t j . kruszywo, glinę i kamień dla potrzeb pojedynczych budów, wydobywa się w niedużych kopalniach, uruchamianych i eksploatowanych przez zakłady produkcji pomocniczej przedsiębiorstw budowlanych. W warunkach wiejskich lub dla budownictwa indywidualnego mogą to być również kopalnie terenowe uruchamiane przez zespoły lub spółdzielnie pracy dla zaspokojenia potrzeb budownictwa w najbliższym rejonie kopalni. Wówczas eksploatacja tych kopalni może mieć charakter s tały i prowadzona będzie aż do wyczerpania zasobów albo do-czasu zaspokojenia potrzeb. W stosowanej przez niektórych autorów klasyfikacji kopalnie tego typu określane są mianem ruchomych, a ich roczna produkcja nie przekracza 20 000 m 3 .
C H A R A K T E R Y S T Y K A K O P A L * SEROWCÓW
Procesy technologiczne podczas eksploatacji kruszywa (piasek, pospółka, żwir), gliny i kamienia są podobne i odbywają się w następujących zasadniczych etapach:
1) oczyszczenie i zdjęcie nadkładu, czyli wykonanie odkrywki, 2) wydobywanie surowca, 3) przeróbka albo obróbka wydobytego surowca. R o b o t y o d k r y w k o w e obejmują usunięcie rumowiska.
drzew i krzaków oraz usunięcie warstw gruntów przykrywających złoże surowca. Na w y d o b y c i e s u r o w c a składają się takie czynności jak odspojenie albo rozkruszenie skały i t ransport na plac budowy, na składowisko przy kopalni albo do urządzeń przeróbczych.
Ostatni etap eksploatacji surowców mineralnych dotyczy kruszywa i kamienia. Kruszywo w zależności od przeznaczenia powinno mieć określone normami właściwości, a szczególnie nieznaczny stopień zanieczyszczenia oraz odpowiednie uziarnienie
26 27
W przypadku gdy kruszywo zawiera niedopuszczalną ilość zanieczyszczeń, poddaje się je płukaniu, natomiast przy niewłaściwym uziarnieniu kruszywo przesiewa się, sortuje i przygotowuje mieszanki o wymaganym uziarnieniu. W większości kopalń, omawianych w tym rozdziale, przeróbkę ogranicza się do p ł u k a n i a i o d s i a n i a n a d m i a r u p i a s k u . Uzyskuje się w ten sposób tzw. normowaną pospółkę, t j . pospółkę, której krzywa przesiewu mieści się w granicach określonych normą dla robót betonowych.
Kamień wydobywany jest w postaci dużych brył. Ażeby otrzymać materiał użytkowy, trzeba bryły r o z d r a b n i a ć i o b r a b i a ć odpowiednio do przeznaczenia. Jeśli kamień przeznaczony jest do murowania ścian, obrabia się go z gruba, jeśli natomiast służyć będzie do licowania, to wykonuje się obróbkę półczystą, a nawet czystą. Z kamienia przygotowuje się również łamane kruszywo do betonów, uzyskiwane przez .kruszenie i sortowanie kruszonego materiału.
Eksploatowanie surowców w niedużych kopalniach jest w najlepszym przypadku tylko częściowo zmechanizowane, co tłumaczy się nieopłacalnością instalowania maszyn o dużej wydajności przy niskiej dziennej produkcji zakładu i krótkim okresie eksploatacji. Dla potrzeb budownictwa wiejskiego, przy niewielkiej ilości obiektów budowlanych i doraźnie uruchomionej eksploatacji, wydobywanie będzie prowadzone metodami ręcznymi.
Najpospolitszymi maszynami eksploatacji surowców mineralnych w kopalniach ruchomych są typowe maszyny budowlane, takie jak wciągarki, spycharki, koparki przedsiębierne i zbierakowe, przenośniki taśmowe, przesiewniki i sita, płuczki, kruszarki.
Dobór wymienionych maszyn uzasadniony jest przede wszystkim tym, że stanowią one obecnie najczęściej spotykane wyposażenie parku maszynowego przedsiębiorstw budowlanych.
.lako środki transportu poziomego są używane taczki, wozy konne i wywrotki na szynach.
Na dobór sprzętu i metod eksploatacji zasadniczy wpływ mają. warunki hydrogeologiczne złoża. Z hydrogeologicznego punktu widzenia kopalnie kruszywa dzieli się na trzy rodzaje:
1) kopalnie lądowe (suche), 2) kopalnie lądowo-wodne (mokre), 3) kopalnie w korytach rzek (mokre). W kopalni lądowej przeciętny poziom wody gruntowej znaj
duje się poniżej spągu (spodu) warstwy kruszywa. Eksploatacja surowca odbywa się zatem w warunkach suchych, oprócz okresów deszczowych lub wyjątkowo wysokich stanów wód gruntowych. W przypadkach gdy poziom wody gruntowej jest wysoki, a złoże kruszywa zalega poniżej tego poziomu, wówczas kruszywo wydobywa się częściowo lub całkowicie spod wody.
Kopalnie tego typu noszą nazwę lądowo-wodnych. Wreszcie ostatni typ kopalni — kopalnie wodne — urucha
miane są w korytach rzek o dnie piaszczystym lub żwirowym. Kopalnie gliny i kamienia są to przeważnie kopalnie lądowe.
Wyjątkowo kamień w postaci głazów można wydobywać róy\nież z koryt rzecznych.
R O B O T Y W S T Ę P N E
Urządzenia terenu kopalni. Podstawą do rozpoczęcia robót wstępnych są wyniki prac rozpoznawczych, których przebieg opisano w poprzednim rozdziale. W oparciu o te wyniki ustala się rozmiary złoża i jego zasobność. Jeżeli zapotrzebowanie surowca jest niższe niż zasobność złoża, wówczas do eksploatacji przeznacza się jego część o najlepszych warunkach wydobycia, tj. tę część, w której nadkład jest najcieńszy. Powierzchnię tej części trzeba wytyczyć w terenie widocznymi znakami: palami lub kopcami. Teren kopalni od strony uczęszczanych dróg i pól uprawnych należy odgrodzić w celu zabezpieczenia przed wypadkami.
Jednocześnie z wytyczeniem terenu eksploatacji rozpoczyna się w miarę potrzeby pozostałe prace związane z urządzeniem kopalni, do których należą:
1) budowa baraku dla kierownictwa kopalni oraz magazynu na narzędzia i materiały pędne,
2) przeprowadzenie' linii i instalacji elektrycznych, 3) budowa studni (do ewentualnego płukania żwiru), 4) wykonanie dróg kołowych dojazdowych lub ułożenie torów
kolejki do transportu surowca z kopalni na plac budowy, 5) urządzenie składowisk surowca. Ilość i wielkość budynków tymczasowych na terenie kopalni
jest ściśle związana z rozmiarami i metodą eksploatacji surowca, W najbardziej jednak prymitywnych warunkach nieodzowna jest szopa na sprzęt i narzędzia z pomieszczeniem dla dozorcy.
Doprowadzenie elektryczności uzależnione jest również rozmiarami eksploatacji i odległością od najbliższej linii.
W przypadku konieczności płukania kruszyswa, co ma miejsce najczęściej w kopalniach lądowych, konieczne jest źródło wody o wydajności pokrywającej zapotrzebowanie wody do płukania.
Ilość potrzebnej wody zależy od stopnia zanieczyszczenia kruszywa i waha się w granicach od 1 do 6 m3 wody na 1 m3 kruszywa. Aby uniknąć zahamowań w późniejszej eksploatacji, wydajność budowanej studni powinna być sprawdzona i w razie potrzeby należy wykonać drugą studnię. Koszty budowy studni w rejonie złóż kruszywa są na ogół niskie, gdyż woda gruntowa w tych warunkach występuje niezbyt głęboko pod powierzchnią ziemi.
29 28
Wykonanie dobrych dróg dojazdowych do kopalni ma bardzo duży wpływ na rytmiczność i ciągłość transportu surowca na plac budowy. Szczególnie w okresach deszczów nieutrwalone drogi dojazdowe pod ciężkimi pojazdami ulegają zniszczeniu, utrudniając albo uniemożliwiając transport .
Wydobyty i ewentualnie poddany przeróbce surowiec, zanim zostanie przewieziony na plac budowy, najczęściej pozostaje przez pewien czas na terenie kopalni. Do składowania gotowego surowca wyznacza się specjalne miejsce. W kopalniach kruszywa składowiska powinny zabezpieczać surowiec od zanieczyszczeń ziemią, roślinami i mułem, nanoszonymi przez wody powierzchniowe. W związku z tym składowiska najlepiej sytuować na lekkim skłonie i okopać rowami od strony spływających wód powierzchniowych. Podłoże składowisk powinno być dobrze ubite po usunięciu wierzchniej wars twy ziemi urodzajnej.
Oczyszczenie terenu kopalni. Przed rozpoczęciem zasadniczych robót ziemnych, związanych z odkrywką i wydobywaniem surowca, teren kopalni musi być oczyszczony z rumowiska, drzew i krzaków.
Ścinanie i karczowanie młodych drzew nie nastręcza specjalnych trudności, gdyż wystarczą do tego celu proste narzędzia
ręczne, jak siekiera, łopata i kilof. Starsze drzewa 0 średnicy do 30 cm ścina się bez t rudu za pomocą piły pałąkowej lub poprzecznej ciesielskiej siekiery. Do drzew grubszych należy używać w miarę możności pił mechanicznych, gdyż praca piłą ręczną w t y m wypadku jest ciężka.
Ścinanie drzew rozpoczyna się od nacięcia pnia jak najniżej ziemi od strony, na którą drzewo będzie zwalone. Głębokość 1 wysokość nacięcia wynosi ok. 1/6 średnicy pnia. Piłowanie rozpoczyna się z przeciwnej strony pnia, a linia piłowania powinna
przebiegać nieco powyżej dolnej krawędzi nacięcia. Pień drzewa pozostawia się niedopiłowany na 2—4 cm, po czym zwala się drzewo za pomocą drągów.
R y s . 4 . S c h e m a t k a r c z o w a n i a p n i z a p o m o c ą w c i ą g a r k i
Przy ścinaniu grubych drzew, w celu uniknięcia zaciskania piły, należy wbijać w rzaz kliny drewniane.
Pozostałe po drzewach pnie należy również usunąć. Karczowanie pni wykonuje się za pomocą specjalnych ręcznych lub konnych wciągarek do karczowania albo za pomocą spycharek,, a nawet zwykłych wciąga-
R y s . 5. W y r y w a n i e d r z e w za p o m o c ą s p y c h a r k i
rek budowlanych. Przy silnie ukorzenionych drzewach wskazane jest stosowanie oprócz wciągarek również i krążków.
Wciągarkę ustawia się, i przymocowuje do najbliższego pnia. Należy wybierać takie stanowisko dla wciągarki, aby z jednego miejsca można było wy-karczować jak najwięcej pni (rys. 4).
Za pomocą spycharek można wywracać całe drzewa razem z korzeniami, co znacznie przyspiesza oczyszczanie terenu. Przy karczowaniu drzew należy podważać korzenie lemieszem spycharki (rys. 5).
Krzaki wycina się ręcznie, a na dużych powierzchniach opłaca się stosowanie spycharki, szczególnie jeśli spycharka będzie potem wykorzystana do zdejmowania nadkładu. Jeżeli teren kopalni porośnięty jest trawą, a drogi dojazdowe wykonuje się na nasypie, to należy zdjąć odpowiednią ilość darni i użyć ją do umocowania skarp nasypu drogowego.
Jeśli złoże surowca jest płytkie, a teren podmokły, to po oczyszczeniu powierzchni kopalni należy przystąpić do wykonania robót odwadniających. Przez wykopanie bowiem rowów odwadniających można obniżyć poziom wody gruntowej na taką głębokość, żeby surowiec wydobywać w warunkach suchych. Odwodnienie kopalni wykonuje się na podstawie opracowanego uprzednio projektu.
Dno rowów odwadniających w każdym razie powinno znajdować się poniżej dolnego poziomu eksploatacji. Natomiast ilość i rozmieszczenie rowów zależy od rodzaju surowca; w kopalniach piasków rowy rozmieszcza się gęściej, a w kopalniach żwiru — rzadziej.
Jeżeli głębokość kopalni jest tak duża., że wykopanie rowu o odpowiedniej głębokości oraz odprowadzenie wody byłoby niemożliwe i nieopłacalne, wówczas wydobywanie surowca prowadzone będzie metodami odpowiednimi dla kopalni lądowo-wodnych.
30 31
Kopalnie narażone w czasie eksploatacji na zalewanie wodami powierzchniowymi (deszczowymi) powinny być zabezpieczone od strony spływu wód rowami, które wykonuje się przed rozpoczęciem robót odkrywkowych.
Odprowadzenie wód powierzchniowych powinno biec po linii naturalnego spadku terenu, poza obręb kopalni.
Ostatnią czynnością przed zdjęciem nadkładu jest wyznaczenie w terenie tras robót ziemnych. Przy pracy ręcznej wyznacza się szerokości wykopów częściowych, a przy pracy maszynami wyznacza się trasy posuwania się spycharki lub koparki.
U S U W A N I E N A D K Ł A D U
Nadkład, tzn. warstwa gruntu przykrywająca złoże surowca, musi być usunięty przed eksploatacją. Nadkład, zależnie od grubości, usuwa się:
1) na zwałkę — w rozległych kopalniach i przy cienkiej warstwie nadkładu,
2) na odkład — w kopalniach małych o wydłużonym kształcie, 3) na miejsce wydobytego surowca — w dużych kopalniach
o grubym nadkładzie. W pierwszych dwóch przypadkach pracę odkrywkową wyko
nuje się jednorazowo, a po jej zakończeniu dokonuje się tylko eksploatacji złoża. Sposób ten przy wydobywaniu kruszywa i gliny gwarantuje minimalne zanieczyszczenia surowca gruntem z nadkładu.
W przypadkach kiedy nadkład usuwa się na miejsce wydobytego surowca, usuwanie nadkładu prowadzi się równolegle z wydobywaniem, przy czym zarówno roboty odkrywkowe, jak i wydobywcze wykonuje się pasami równoległymi.
Jeżeli złoże znajduje się na zboczu, wówczas eksploatację prowadzi się pasami wzdłuż zbocza, postępując od dołu ku górze. Wykopy znajdujące się na dole stanowią wówczas naturalne odwodnienie kopalni.
Przy ręcznym wykonywaniu robót odkrywkowych należy wykorzystać wszystkie możliwości, ażeby zmniejszyć wysiłek robotnika, a jednocześnie uzyskać dużą wydajność pracy. W tym celu należy dokładnie opracować organizację robót, dobrać odpowiednie narzędzia i utrzymywać je w dobrym stanie oraz przestrzegać rytmiczności transportu. W przypadku gruntów spoistych znaczne ułatwienie pracy uzyskuje się przez spulchnianie gruntu przed odspojeniem go, za pomocą pługa lub spulchniacza konnego.
W zależności od rodzaju gruntu (jego spoistości) dobiera, się odpowiednie, narzędzia (tabl. 2), przy czym w nadkładach złóż surowca spotyka się najczęściej grunty kwalifikujące się do dwóch pierwszych kategorii. Wykopy wykonuje się ręcznie stopniami
32
T a b l i c a 2
Podział gruntów na kategorie według trudności odspojenia
Kategoria Charakterystyka i rodzaje gruntów
Narzędzia używane do wykonywania
wykopów
Przeciętne spulchnienie po odspo
jeniu %
I Ziemie l u ź n e (niespoiste, niez leżałe) : p r ó c h n i c a , p iasek s u c h y bez spoiwa, z iemia o g r o d o w a , z iemia z a o r a n a , m u ł
szufle od 5 do 10
I I Z i e m i e o m a ł e j i ś rednie j spois tośc i : p iaszczys to-g l in ias te i g l iniasto-pia-szczyste, d r o b n y żwir o s ł a b y m spoiwie, piasek w i l g o t n y , torf bez k o r z e n i
ł o p a t y , n i e k i e d y m o t y k i
p o n a d 10 do 15
I I I Ziemie o znaczne j spois tości: gliny, ziemie marg l i -ste, żwir silnie spo jony, ziemie średniej spoistości z domieszką d o 2 0 % żwiru, d r o b n e g o k a m i e n i a l u b l u ź n y c h k a m i e n i
ł o p a t y , o s t r e o s k a r d y , pługi , drąg i s t a l o w e
p o n a d 15 do 25
I V Ziemie przejściowe do s k a l i s t y c h : silnie z w a r t e iły, m a r g l e , g l iny z d o mieszką żwiru, k a m i e n i l u b bez domieszki , ś redniej z w a r t o ś c i ł u p k i , r o z k r u c h o w c e , m i ę k k i e p o k ł a d y zwiet rzałe, rum o w i s k a , n p . gruz ceg l a n y i tp .
kilofy, drągi i klin y s t a l o w e
p o n a d 25 do 30
V S k a ł y średnie j t w a r d o ś c i : wapienie , k r e d a , słabe p iaskowce, zlepieńce, ł u p k i
k l iny i drągi s t a l o w e , kilofy, częściowo m a t e r i a ł y w y b u c h o w e
p o n a d 30 do 35
3 — Miejscowe mater, bud. 33
T a b l i c a 2 c d .
Kategoria Charakterystyka i rodzaje gruntów
Narzędzia używane do wykonywania
wykopów
Przeciętne spulchnienie po odspo
jeniu °/8
V I S k a ł y t w a r d e w z w a r t y c h
m a s y w a c h : g r a n i t y ,
g n e j s y , t w a r d e p i a s k o w
c e i w a p i e n i e , p o r f i r y i t p .
m a t e r i a ł y w y
b u c h o w e
p o n a d 3 5 d o 4 0
V I I G r u n t y p r z e s y c o n e w o d ą :
k u r z a w k i , m u ł y , t o r f y i t p .
k u b ł y , c z e r p a k i p o n a d 3 5 d o 4 0
U w a g a . Ziemię zmarzniętą należy uważać za grunt IV kategorii.
0 wysokości 1 m. Pas wykopu dzieli się na działki o szerokości przynajmniej ok. 1,5 m i o takiej długości, ażeby kopacz mógł ukończyć robotę w ciągu jednego dnia. Mniejszą szerokość działki daje się przy wyrzucaniu urobku do góry, a większą przy wyrzucaniu urobku na środki transportowe, stojące na poziomie dna wykopu. Przy głębokości wykopu 1 m ściany wykopu w działce można przez pewien czas pozostawić pionowe. Szerokość działki wynika z przyjętej u nas granicy przerzutu odspojonego gruntu, wynoszącej w pionie najwyżej 1,5 m, a w^ poziomie — 3,0 m.
Środki transportowe przy robotach ręcznych powinno się z zasady wprowadzać do wykopu. Jeżeli jest to niemożliwe, wówczas urobiony grunt transportuje się do góry za pomocą przenośników.
Spośród najbardziej dostępnych maszyn budowlanych do mechanicznego zdejmowania nadkładu używa się spycharek i koparek.
Spycharki stosuje się do zdejmowania nadkładu o jednakowej miąższości wzdłuż trasy pracy spycharki, nie przekraczającej 0,5 m. Spycharka zdejmuje grunt warstwami, o grubości ok. 15—20 cm 1 przesuwa go na odległość do 60 m. Przy większych odległościach konieczne jest stosowanie środków transportu poziomego.
Załadunek na środki transportowe w warunkach małej kopalni odbywa się najczęściej ręcznie lub za pomocą łopat mechanicznych (rys. 6).
Przy większej miąższości nadkładu stosuje się do mechanicznego zdejmowania nadkładu koparki przedsiębierne, które na jlepiej pracują przy miąższości nadkładu (dla łyżki o pojemności 0,5 m3) 1,5—6,0 m. Stosowane są również koparki zbierakowe, rzadziej chwytakowe (tabl. 3).
Koparki przedsiębierne mają tę wyższość, że nadają się do urabiania gruntów cięższych i zmarzniętych. Ustępują natomias t
innym koparkom pod t y m względem, że wymagają wprowadzenia środków transportowych do wykopu (rys. 7a).
Koparki zbierakowe i chwytakowe są szczególnie przydatne w kopalniach kruszywa, ponieważ doskonale pracują w gruntach
Rys. 6. Załadunek za pomocą łopaty mechanicznej
Rys. 7. Schematy pracy koparek: a) koparka przedsiębierna, b) koparka zbierakowa, c) koparka chwytakowa
sypkich wykonując wykopy do 7 m (dla łyżki o pojemności 0,5 m3) i ładują urobek na środki transportowe ustawiane na poziomie terenu (rys. 7b, c).
Koparki mogą posuwać się przy kopaniu w zasadzie w dwojaki sposób: po osi lub z boku wykopu.
Wybór sposobu posługiwania się koparkami przedsiębiernymi jest obojętny, natomiast przy koparkach zbierakowych — zależy
35' 34
Charakterystyka niektórych
od tego, czy urobek ładuje się od razu na środki transportowe, czy też na odkład. W t y m ostatnim przypadku stosuje się sposób kopania z boku.
W celu jak najbardziej ekonomicznego wykorzystania maszyn należy tak wytyczać trasy posuwu koparek, ażeby z jednej trasy uzyskać jak najwięcej urobku.
Trasę posuwu koparek przedsiębiernych ustała się w ten sposób, aby uzyskać wykop dostatecznie szeroki dla pomieszczenia koparki i środka transportowego (rys. 8a). Zależność tę można określić prostym wzorem
S = Bw+Bk+c
gdzie: S — szerokość dna wykopu, Bw — największy promień wyładunku, Bk — największy promień kopania, c — odległość od osi drogi do dolnej krawędzi wykopu.
36
T a b l i c a 3
koparek jednoczerpakowych
Dla tego przypadku trasę posuwu koparki wytycza się w odległości największego promienia kopania od ustalonej krawędzi wykopu.
Przy robotach odkrywkowych, jeśli na to pozwala usytuowanie kopalni, pozostawia się urobek w odkładzie stałym. Często też przy trudnościach w skoordynowaniu transportu z pracą koparki urobek pozostaje tymczasowo w odkładzie, skąd ładowany jest potem na środki transportowe. Ważne jest wówczas takie wytyczenie trasy posuwu koparki, ażeby przy określonej głębokości kopania wydobyć maksymalną ilość urobku przy jednorazowym przejściu koparki i złożyć go na odkład. Ustalenie takiej t rasy posuwu koparki, żeby maszyna była jak najbardziej wykorzystana, wymaga uwzględnienia największych możliwości technicznych koparki, głębokości kopania i rodzaju gruntu.
Zależność szerokości wykopu od wymienionych czynników można określić następującym wzorem (rys. 8b):
37
Rys. 8. Ustalenie trasy marszu koparek: a) koparka przedsiębierna, b) koparka zbierakowa
W z ó r 1 ) ten jest oparty na założeniu, że cały urobek złożony zostanie na odkład w zasięgu ramienia koparki.
Odległość trasy posuwu koparki (ź) od ustalonej krawędzi wykopu określa się ze wzoru
ł = S + B — Bk
*) Z. W i t e b s k i : Z z a g a d n i e ń o r g a n i z a c j i p r a c y k o p a r e k z b i e r a k o w y c h . — " P r z e g l ą d B u d o w l a n y " n r 5/55.
38
przy czym t ze znakiem plus oznacza, że trasa biegnie po wewnętrznej stronie krawędzi wykopu, a t ze znakiem minus — na zewnątrz krawędzi wykopu.
W Y D O B Y W A N I E K R U S Z Y W A I GLINY
Metody wydobywania gliny i kruszywa w kopalniach lądowych są identyczne. Glina i kruszywo mogą być wydobywane zarówno ręcznie, jak i mechanicznie, przy czym do mechanicznego wydobywania gliny najlepsze są koparki wielonaczyniowe poprzeczne. Te ostatnie nie są u nas jednak typowym sprzętem budowlanym, dlatego też glinę dla potrzeb pojedynczej budowy zwykle wydobywa się ręcznie.
Bardzo duże zapotrzebowanie gliny, wymagające zmechanizowanego wydobywania, występuje w budownictwie rzadko: w przypadkach budowy osiedli o ścianach z gliny lub w budownictwie wodnym do uszczelniania zapór ziemnych i wałów.
Kopalnie lądowe. Metody wydobywania surowca w warunkach suchych nie różnią się w zasadzie od metod opisanych przy omawianiu robót odkrywkowych. Jedyną różnicą jest tu większa głębokość wydobywania.
W kopalniach lądowych stosuje się wydobywanie ręczne oraz mechaniczne, najczęściej za pomocą koparek przedsiębiernych i zbierakowych o pojemności łyżki 0,5 m 3.
Wydobywanie ręczne prowadzi się stopniami (tarasami) o wysokości nie większej niż 1 m. Za pomocą koparek wydobywa się najczęściej jednocześnie cały pokład surowca, ponieważ rzadko występują suche złoża o miąższości większej od 6—8 m. W razie potrzeby po zdjęciu pierwszej warstwy złoża przy wykorzystaniu maksymalnych możliwości technicznych koparki przystępuje się do zdejmowania następnej. Przeciętne głębokości przodka przy pracy koparkami przedsiębiernymi podane są w tabl. 4.
W celu zapewnienia pełnej wydajności koparkom przedsię-biernym z łyżką o pojemności 0,5—1,0 m3 wysokość ściany wy-
T a b l i c a 4
Głębokość przodka przy eksploatacji kopalni za pomocą koparek
39
kopu (przodka) powinna wynosić nie mniej niż 2 m. Drugim zasadniczym warunkiem uzyskania pełnej wydajności koparek przed-siębiernych jest sprawna organizacja przebiegu środków transportowych. Koparki przedsiębierne w zasadzie nie składają bowiem urobku na odkład.
Koparki przedsiębierne najlepiej jest stosować przy wydobywaniu złóż położonych na zboczach wzniesień. Wydobywanie roz
poczyna się wówczas od podnóża " zbocza i postępuje ku górze.
Złoża na terenach płaskich eksploatuje się za pomocą koparek zbierakowych" Koparkami zbierakowymi można wydobywać kruszywo nawet z częściowo nawodnionych złóż.
Jeżeli w czasie wydobywania spotyka się w złożu większe głazy, to należy je pozostawiać z boku i co jakiś czas rozbijać. Rozbijanie wykonuje się za pomocą tej samej koparki zamieniając tylko łyżkę na babę stalową, którą zawiesza się na nośnej linie koparki.
Złoża kruszywa o małej miąższości i cienkim nadkładzie najlepiej opłaca się eksploatować za pomocą spycharek. Pracę spycharek należy ekonomicznie
zorganizować, ażeby ograniczyć do minimum jałowe przejazdy. Spycharka zgarnia kruszywo na kopce (rys. 9), skąd ładuje się je na środki transportowe. Odległość pomiędzy kopcami wzdłuż trasy posuwu koparki nie powinna przekraczać 60 m.
W podobny sposób można również wykorzystać szuflę konną (rys. 10), przy czym odległości pomiędzy kopcami nie powinny przekraczać 20 m.
Przy eksploatacji złóż gliny o małej miąższości ważne jest dokładne rozpoznanie położenia spągu (spodu) warstwy. Złoża gliny nie powinno się bowiem eksploatować do końca, lecz należy pozostawiać pewną warstwę nienaruszoną. Grubość tej warstwy powinna wzrastać w miarę powiększania się głębokości spągu złoża. Warstwa nienaruszona zabezpiecza przed ewentualnym przebiciem się wody gruntowej i zalaniem kopalni. Trzeba bowiem wiedzieć, że na ogół pod warstwami gruntów spoistych wody gruntowe znajdują się pod ciśnieniem. Po zdjęciu masy gruntu
R y s . 9 . O r g a n i z a c j a p r a c y s p y c h a r k i p r z y w y d o b y w a n i u k r u s z y w a
40
R y s . 10. Szufla k o n n a
równoważącej ciśnienie, woda może przerwać cienką warstwę gliny i uniemożliwić dalszą eksploatację.
Warstwy gliny nie zawsze są jednolite. Spotyka się w nich niekiedy przewarstwienia albo soczewki nawodnionych gruntów sypkich. Z przewarstwień tych sączy się do wykopu woda, która trzeba wypompowywać. Przy wykopach nie przekraczających 6 m najczęściej stosowane będą ręczne pompy przeponowe, tzw. żabki. Wydajność tych pomp wynosi do 12 m3/godz. Wodę na dnie wykopu doprowadza się rowkami do miejsca, w którym opuszczony jest wąż ssawny pompy.
Kopalnie lądowo-wodne i wodne. Złoża żwiru położone na nizinach bardzo często są nawodnione tak, że po zdjęciu cienkiej warstwy nadkładu dalsze wydobywanie wykonuje się już spod wody.
Ręczne wydobywanie kruszywa spod wody jest bardzo pracochłonne. Istnieją różne narzędzia do ręcznego wydobywania kru
szywa spod wody (rys. 11), ale najprostszy i niezawodny w użyciu jest czerpak kubełkowy, stosowany powszechnie przez piaskarzy na Wiśle.
Przy małym zapotrzebowaniu i małej głębokości dna rzeki nie przekraczającej 0,5 m można wydobywać kruszywo stojąc w wodzie i posługując się zwykłą szuflą. Przy większych głębokościach stosuje się łodzie, a kruszywo wydobywa się za pomocą czerpaków osadzonych na
długich drążkach. W ten sposób można wydobywać z głębokości nie większej niż 2 m.
Do zmechanizowanego wydobywania kruszywa w ruchomych kopalniach lądowo-wodnych i wodnych używa się najczęściej koparek zbierakowych lub chwytakowych. Koparki chwytakowe mają tę zaletę, że odsączają z wody pobrane w łyżkę kruszywo. W korytach rzek koparki chwytakowe montuje się na pontonach.
Organizacja wydobywania kruszywa w kopalniach lądowo-wodnych za pomocą koparek jest identyczna jak w kopalniach lądowych, tzn. wydobywanie postępuje pasami, przy czym koparka posuwa się wzdłuż boku wykopu.
R y s . 11. S p r z ę t d o ręcznego w y d o b y w a n i a k r u s z y w a z k o r y t a r z e k i :
a) c z e r p a k w o r k o w y , b) szufla z w y k ł a , c) c z e r p a k k u b e ł k o w y
41
Przy wydobywaniu kruszywa w kopalniach lądowo-wodnych należy zwrócić szczególną uwagę na bezpieczne prowadzenie koparki koło krawędzi wykopu. W tych warunkach bowiem często następuje obsuwanie się skarpy, które może spowodować obsunięcie się koparki do wykopu. Również środki transportowe przy tej metodzie wydobywania muszą być podstawiane w bezpiecznej odległości od wykopu, najczęściej z tyłu za koparką.
Najbardziej wydajne i nadające się do wydobywania z dużych głębokości są koparki pływające (pogłębiarki). Stosowane są one szczególnie przez przedsiębiorstwa eksploatujące kruszywo z koryt rzecznych.
P R Z E R Ó B K A ( U S Z L A C H E T N I A N I E ) K R U S Z Y W A
Uszlachetnianie kruszywa jest procesem ściśle związanym z wydobywaniem. Uszlachetnianie kruszywa jest nieodzowne, jeżeli ma być ono użyte do odpowiedzialnych konstrukcji betonowych lub żelbetowych. Uszlachetniania wymagają najczęściej pospółki wydobywane w kopalniach lądowych.
Rodzaje i właściwości kruszywa. Kruszywem budowlanym nazywamy piaski i żwiry oraz kamień kruszony o średnicy ziaren od 0,05 do 80 mm. Piaski i żwiry nazywamy kruszywem naturalnym, a kamień kruszony — kruszywem łamanym lub grysem. W budownictwie kruszywo stosowane jest do zapraw, tynków, betonów, żelbetów i na podsypki.
Największe wymagania stawia się kruszywu przeznaczonemu do betonów i żelbetów. Kruszywo to powinno być:
1) wolne od nadmiernej ilości zanieczyszczeń, 2) odpowiednio uziarnione, 3) wytrzymałe, stosownie do projektowanej wytrzymałości be
tonu lub żelbetu. Kruszywo zależnie od wytrzymałości zalicza się do następu
jących marek: marki pospółki: 110, 170, 250 marki żwiru: 110, 170, 250, 300, 400, 500 marki kruszywa łamanego (grysu): 110, 250, 400 Liczba marki określa wytrzymałość betonu, do którego ma
być użyty dany rodzaj kruszywa. Piasek dzieli się na cztery rodzaje w zależności od przezna
czenia. Rodzaje te zwane są również klasami piasku: I klasa —- piasek do zapraw drogowych i betonów o spoiwie
cementowym, -II klasa — piasek do zapraw budowlanych,
I I I klasa — piasek do tynków, IV klasa — piasek na podsypkę (do robót drogowych).
42
Kruszywa zalicza się do odpowiednich marek i klas w zależności od ich właściwości fizycznych i wytrzymałościowych, które określane są w wyniku badań w laboratoriach.
K s z t a ł t z i a r e n m a wpływ n a ilość próżni w masie kruszywa i pośrednio na wytrzymałość betonu. Pod względem kształtu rozróżnia się ziarna o krawędziach zaokrąglonych (obtoczone), o krawędziach ostrych, blaszkowate i igiełkowate. Te ostatnie obniżają wartość żwiru. Najlepsze natomiast są ziarna o ostrych krawędziach, ponieważ można je najdokładniej zagęścić.
C i ę ż a r w ł a ś c i w y z i a r e n charakteryzuje rodzaj skały, z jakiej pochodzą, a co za tym idzie ich twardość i wytrzymałość.
C i ę ż a r o b j ę t o ś c i o w y k r u s z y w a jest wskaźnikiem szczelności kruszywa. Im cięższe jest kruszywo, t y m mniej posiada wolnych przestrzeni, a tym samym jest szczelniejsze, jeżeli różnica w ciężarze nie wynika z różnicy ciężaru właściwego ziaren.
W y t r z y m a ł o ś ć jest najważniejszą właściwością kruszywa, stanowiącą podstawę do zaliczenia go do odpowiedniej marki . Wytrzymałość żwiru zależy od s t ruktury i wieku skały rodzimej.
Wytrzymałość kruszywa oblicza się jako przeciętną z wytrzymałości ziaren różnego rodzaju zawartych w kruszywie. Minimalna dopuszczalna wytrzymałość w kruszywie stosowanym do betonów wynosi 500 kG/cm2.
Największą jednorodność wytrzymałości wykazują złoża powstające w korytach rzek. Najbardziej natomiast różnorodne są złoża polodowcowe.
Wytrzymałość i szczelność betonu zależy w znacznym stopniu od uziarnienia kruszywa. Im mniejsza jest w kruszywie objętość wolnych przestrzeni, t y m większą można uzyskać wytrzymałość betonu przy tej samej ilości cementu. Przeciętna objętość wolnych przestrzeni w kruszywie w stanie natura lnym wynosi w stosunku do ogólnej objętości kruszywa:
w żwirze i piasku — 30 do 3 5 % , w tłuczniu i miale (przed zagęszczeniem) — 34 do 4 0 % . Naturalne zagęszczenie kruszywa można uzyskać przez dobie
ranie ziaren o odpowiednich frakcjach. Wymagane albo faktyczne uziarnienie kruszywa, określone
w procentach od całej objętości kruszywa, przedstawia się graficznie za pomocą krzywych przesiewu. Normy ustalają tzw. normowe krzywe przesiewu, które określają dopuszczalne granice zawartości poszczególnych frakcji w kruszywie do betonów (rys. 12).
Z a n i e c z y s z c z e n i a m i n e r a l n e s ą t o szkodliwe dla betonu frakcje pylaste i ilaste, zawarte w kruszywie. Nadmierna ilość pyłów zwiększa wodożądność kruszywa, co w rezultacie
43
R v s . 12. K r z y w a przes iewu k r u s z y wa do b e t o n u (wg PN/B-06250)
obniża wytrzymałość betonu. Pyły są to ziarna o średnicy 0,05— 0,002 mm. Dopuszczalna zawartość pyłów w kruszywie do betonów wynosi 3% w stosunku ciężarowym.
Cząstki ilaste, oblepiające ziarna kruszywa, utrudniają połączenie ich cementem, co w poważnym stopniu obniża wytrzymałość betonu.
Cząstki ilaste mają średnicę poniżej 0,002 mm. Dopuszczalne zawartości cząstek ilastych, oblepiających ziarna, podane są dla
poszczególnych rodzajów i gatunków kruszywa w tablicach 5, 6, 7, 8.
. Z a n i e c z y s z c z e n i a o r g a n i c z n e i c h e m i c z n e wpływają ujemnie na cement obniżając jego siłę wiążącą iw rezultacie obniżają wytrzymałość betonu. Do najbardziej niebezpiecznych zanieczyszczeń nale
żą: węgiel, torf, czarnoziem, kwas węglowy, amoniak, siarkowodór, siarczany i siarczki.
Klasyfikacja kruszywa. Klasyfikacja jakościowa kruszywa ustalona została przez P K N w normach PN-53/B-06710 do 06713. Kruszywo eksploatowane w kopalniach wszelkiego typu powinno odpowiadać, w zależności od przeznaczenia, warunkom określonym w normach. Podstawą klasyfikacji jest:
1) podział kruszywa na żwir, pospółkę, piasek i kruszywo łamane,
2) przeznaczenie określone wytrzymałością betonu (marka). Żwir i kruszywo łamane otrzymuje się przez przesiewanie
wydobywanego lub kruszonego surowca. Żwir dzieli się na sortowany i niesortowany
stosowany jest do betonów jako: podżwirek i żwir drobny o wielkości ziaren 2—10 mm żwir średni - „ „ 10—20 mm żwir gruby „ „ 20—40 mm żwir bardzo gruby „ „ 40—80 mm Rodzaje żwirów niesortowanych są następujące: żwir średni o wielkości ziaren 2—20 mm żwir gruby „ „ 2—40 mm żwir bardzo gruby ,. „ 2—80 mm
Cechy żwirów odpowiadające poszczególnym markom podane są w tabl. 5.
Kruszywo łamane dzieli się również na sortowane i niesorto-wane. Kruszywo sortowane, podobnie jak żwir, stosowane jest w następujących frakcjach:
Żwir sortowany
T a b l i c a 5 Klasyfikacja żwiru według cech f izycznych, chemicznych
i wytrzymałościowych
Cechy żwiru
Marka żwiru
Cechy żwiru 110 170 250 300 400 500 Cechy żwiru
Dopuszczalna ilość w stosunku ciężarowym, °/0
1. Z a w a r t o ś ć p y ł ó w m i n e r a l n y c h poniże j 0,05 mm (części i las te, m u ł k o w e ) , w y d z i e l o n y c h m e t o d ą p ł u k a n i a
3 2 1,5 1
2 . Z a w a r t o ś ć o b c y c h zanieczyszczeń, n p . g ruzu ceg lanego, m u szli, d r e w n a , węgla i t p .
5 3 1 0,25 0,25
3. Z a w a r t o ś ć s i a r c z a n ó w i siarc z k ó w w przel iczeniu na S 0 3
1 n i e d o p u s z
c z a l n a
4. Z a w a r t o ś ć zanieczyszczeń org a n i c z n y c h ś l a d y
b r a k , t z n . n a gran i c y b a r w y wzor
cowej w e d ł u g P N / B - 0 6 7 1 4
5 . Z a w a r t o ś ć z i a r e n p i a s k u o d 0,05 do 2 m m 10 5
6 . Z a w a r t o ś ć z ia ren żwiru więks z y c h od d o p u s z c z a l n y c h w p o szczególnych f rakc jach l u b g r u p a c h frakcji o w y m i a r a c h n i e p r z e k r a c z a j ą c y c h największego z i a r n a n a s t ę p n e j frakcji l u b g r u p y frakcj i
5
7. Z a w a r t o ś ć z ia ren igielkowa-t y c h i b l a s z k o w a t y c h 45 40 30 15 10 5
8 . Z a w a r t o ś ć z iaren s ł a b y c h i z w i e t r z a ł y c h
15 10 5 3 2
9. Nas iąk l iwość 5 4 3 2 1
-15 44
kliniec drobny i średni o wielkości ziaren 2 — 1 0 m m kliniec gruby „ „ 10—20 mm tłuczeń drobny „ „ 20—40 mm tłuczeń gruby „ _ „ 40—80 mm Kruszywo niesortowane dzieli się na dwa rodzaje: kruszywo łamane drobne o wielkości ziaren 2—40 mm kruszywo łamane grube „ „ 2—80 mm Pospółka w zależności od średnicy ziaren dzieli się na 3 rodzaje: pospółka średnia o wielkości ziaren do 20 mm pospółka gruba „ „ do 40 mm pospółka bardzo gruba „ „ do 80 mm
- T a b l i c a 6
Klasyfikacja pospółki według cech f izycznych, chemicznych i wytrzymałościowych
Cechy pospółki
Marka pospółki
Cechy pospółki 110 170 250 Cechy pospółki Dopuszczalna ilość 'W stosunku ciężarowym,
%
1. Zawartość pyłów mineralnych poniżej 0,05 mm (części ilaste, mułkowe), wydzielonych metodą płukania
3
2. Zawartość obcych zanieczyszczeń, np. gruzu ceglanego, muszli, drewna, węgla itp.
5 3
3. Zawartość siarczanów i siarczków w przeliczeniu na S 0 3
1
4. Zawartość zanieczyszczeń organicznych ś l a d y
5. Zawartość ziaren o wymiarze od 0,05 do 2 mm . 45 40 35
6. Zawartość ziaren większych od dopuszczalnych w poszczególnych grupach frakcji o wymiarach nie przekraczających wymiaru największego ziarna następnej grupy frakcji
5
7. Zawartość ziaren igiełkowatych i blaszkowatych żwiru znajdującego się w pospółce 45 40 30
8. Zawartość ziaren słabych i zwietrzałych żwiru znajdującego się w pospółce 15 10
9. Nasiąkliwość żwiru zawartego w pospółce 5 4 3
T a b l i c a 7 Klasyf ikacja kruszywa ł a m a n e g o według c e c h f izycznych, c h e m i c z n y c h
i wytrzymałośc iowych
Marka kruszywa łamanego
Cechy kruszywa 110 | 250 400 Cechy kruszywa
Dopuszczalna ilość w stosunku ciężarowym, °/0
1. Z a w a r t o ś ć p y ł ó w m i n e r a l n y c h poniże j 0,05 mm (części i las te, m u ł k o w e ) , w y d z i e l o n y c h m e t o d ą p ł u k a n i a
3 1,5
2 . Z a w a r t o ś ć o b c y c h zanieczyszczeń, n p . g r u z u ceglanego, d r e w n a , węgla i t p .
5 3 0,25
3. Z a w a r t o ś ć s i a r c z a n ó w i siarczk ó w w przel iczeniu na S O a
1 n i e d o p u s z c z a l n a
4 . Z a w a r t o ś ć zanieczyszczeń o r g a n i c z n y c h
ś l a d y b r a k , t z n . n a g r a n i c y b a r w y wzorcowej wg PN-53/B-06714
5. Z a w a r t o ś ć z i a r e n od 0,05 d o 2 m m
10 5
6 . Z a w a r t o ś ć z i a r e n k r u s z y w a ł a m a n e g o , większego od dop u s z c z a l n y c h w poszczególnych f rakc jach l u b g r u p a c h frakcji o w y m i a r a c h nie p r z e k r a c z a j ą c y c h w y m i a r u na jwiększego z i a r n a n a s t ę p n e j frakcji l u b g r u p y frakcji
5
7. Nas iąk l iwość 5 3 1
47 46
T a b l i c a 8
Klasyfikacja piasku według cech f izycznych i chemicznych
Cechy piasku
Odmiany piasku
Cechy piasku I I I Hi I V Cechy piasku
Dopuszczalna ilość w stosunku ciężarowym, %
1. Zawartość pyłów mineralnych poniżej 0,05 mm (części ilaste, mułkowe), wydzielonych metodą płukania
3 8 5 8
2. Zawartość obcych zanieczyszczeń, np. ziemi, gruzu ceglanego, muszli itp. 0,25 5
3. Zawartość siarczanów i siarczków w przeliczeniu na S 0 3 1
nie b a d a
się
4. Zawartość zanieczyszczeń organicznych
bra
k,
tzn
. n
a gr
anic
y b
arw
y w
zorc
ow
ej
wg
PN
/B-0
6714
ś l ady nie b a d a
się
5. Zawartość ziaren większych od 2 mm 20 40 20 nie b a d a
się
Klasyfikacja kruszywa łamanego według cech fizycznych, chemicznych i wytrzymałościowych podana jest w tabl. 7.
Klasyfikacja pospółki podana jest w tabl. 6. W tabl. 8 podana jest klasyfikacja piasku. Przesiewanie i płukanie kruszywa. W niewielkich kopalniach,
produkujących najczęściej kruszywo niesortowane, proces przeróbki polega na usunięciu nadmiaru zanieczyszczeń mineralnych przez płukanie lub przesiewanie oraz na odsianiu zbędnych frakcji. W kopalniach lądowych i lądowo-wodnych wydobywa się po-spółkę o dużym zanieczyszczeniu mineralnym i o wysokim punkcie piaskowym, niejednokrotnie przekraczającym 50%. Zgodnie z kla-
syfikacją, w pospółce najniższej marki 110 dopuszczalna jest zawartość 3% zanieczyszczeń mineralnych i 4 5 % ziaren o wielkości 0,05—2 mm. Konieczne zatem jest odsiewanie nadmiaru piasku i płukanie w celu doprowadzenia pospółki do wymaganej czystości. Oprócz tego, w zależności od zapotrzebowania, przez odsiewanie grubszych frakcji przygotowuje się jeden z rodzajów pospółki lub żwiru: średni, gruby albo bardzo gruby.
Do przesiewania kruszywa służą przesiewniki, a do płukania — płuczki. Niekiedy stosowane są również kruszarki, służące do rozdrabniania wysortowanych grubych ziaren, które po rozkru-szeniu dodaje się do pospółki.
R y s . 13. P r z e s i e w n i k i k r u s z y w a : a) w a l c o w y , b) p ł a s k i j e d n o p o k ł a d o w y
Sortowanie w zależności od rodzaju sprzętu można wykonywać oddzielnie albo jednocześnie z wydobywaniem. Proces sortowania i płukania powinien być wówczas dokładnie zgranyr
z procesem wydobywania. Wydajność maszyn przeróbczych powinna odpowiadać wydajności maszyn urabiających surowiec w przeliczeniu na stan spulchniony wydobytego kruszywa. Wydobywane kruszywo powinno być w sposób ciągły dostarczane do maszyn przeróbczych. W celu zapewnienia ciągłości transportu konieczne jest stosowanie zasobników magazynujących zapas kruszywa na wypadek przerw w wydobywaniu albo w przeróbce.
Stosowane przesiewniki dzielą się na dwa t y p y (rys. 13a i b): 1) cylindryczne, obracające się dookoła poziomej osi, 2) płaskie, które mogą być wstrząsane (wahadłowe), o ruchu
w płaszczyźnie poziomej, lub wibracyjne, o ruchach pionowych. Najczęściej stosowane są przesiewniki cylindryczne jako naj
prostsze w eksploatacji. Ujemną stroną tych przesiewników jest łatwość zatykania
się otworów i trudność wymiany zużytych części sita. Wydajność zwykłych przesiewników cylindrycznych waha się od 8 do
4 — Miejscowe Mat. Bud. 49 48
21 m3/godz. Opłaca się je zatem instalować w kopalniach o dziennym wydobyciu wynoszącym co najmniej 50 m 3 kruszywa.
Przesiewniki sortują kruszywo na 3 lub 4 frakcje: 0—10, 10—20, 20—40 i 40—80 mm i dodatkową frakcję — ponad 40 lub ponad 80 mm.
T a b l i c a 9
Charakterystyka przesiewników cylindrycznych produkcji krajowej
T a b l i c a 1 0
Charakterystyka przesiewników wibracyjnych produkcji krajowej
W kraju produkuje się trzy typy przesiewników cylindrycznych, których charakterystykę podano w tabl. 9.
Przesiewniki płaskie mają tę wyższość nad przesiewnikami cylindrycznymi, że łatwiej w nich wymieniać sita w przypadku zużycia lub zmiany frakcji. Bardziej kłopotliwe jest natomiast usuwanie przesianego materiału.
50
Rys. 14. Płuczki: a) urządzenia do płukania ręcznego, b) płuczka mechaniczna przeciw
bieżna
Następnym etapem przeróbki kruszywa jest usuwanie zanieczyszczeń za pomocą płukania. W zależności od dziennego wydobycia stosuje się urządzenia ręczne (rys. 14a) albo płuczki mechaniczne (rys. 14b).
51
W kraju produkowane są przesiewniki płaskie, jedno-, dwu-i trzypokładowe (tabl. 10).
Produkowane są przesiewniki z urządzeniami do jednoczesnego płukania. Stosowanie tych maszyn do pospółek, szczególnie tam, gdzie nie ma w nadmiarze wody, nie jest uzasadnione, ponieważ płucze się również materiał, który w wyniku przesiania zostanie odrzucony (piasek).
Powszechnie używane są dwa zasadnicze typy płuczek: cylindryczne i łopatkowe. W płuczkach cylindrycznych kruszywo jest przesuwane za pomocą ślimaka i jednocześnie przemywane strumieniem wody. Na rys. 14b pokazany jest schemat płuczki przeciwbieżnej, w której kruszywo przesiewane jest w przeciwnym kierunku do strumienia wody. Tego rodzaju rozwiązanie zwiększa intensywność i dokładność płukania.
Płuczki łopatkowe, używane do płukania piasku, "składają się z koryta i urządzenia podobnego do gąsienicy ciągnika. Łopatki urządzenia wygarniają przepłukany piasek i jednocześnie mieszają piasek z wodą w korycie.
Wydajności płuczek wahają się w granicach 5—35 m3/godz. Wydajność płuczki powinna być dostosowana do wydajności przesiewnika. Ponieważ jednak każdą frakcję kruszywa trzeba płukać oddzielnie, niemożliwe jest sprzęgnięcie przesiewnika z płuczką, a konieczne jest urządzenie zasobników dla każdego sortymentu oddzielnie, z których czerpie się surowiec do płukania.
Kruszarki stosowane niekiedy w kopalniach kruszywa opisane będą w dalszej części niniejszego rozdziału.
W Y D O B Y W A N I E K A M I E N I A
Rodzaje i zastosowanie kamieni. Polska posiada bogate złoża surowców skalnych, które w postaci pokładów zalegają mniej więcej na 1/5 powierzchni, a w postaci moren polodowcowych — przynajmniej na 1 / i powierzchni kraju (patrz mapa na rys. 1).
Właściwości kamienia zależą od pochodzenia skały i jej wieku. Pod względem pochodzenia, skały dzielą się na dwa zasadnicze rodzaje: wulkaniczne i osadowe. Skały wulkaniczne powstały z zastygającej lawy. W zależności od tego, czy powstały w głębi ziemi, czy też na jej powierzchni, noszą one nazwę głębinowych albo wylewnych. Skały głębinowe mają budowę wyraźnie ziar-nisto-krystaliczną. W skałach wylewnych kryształy są tak drobne, że często ich nie widać nieuzbrojonym okiem i skała taka wygląda jak jednolity, zbity materiał.
Skały wulkaniczne są materiałem o dużej wytrzymałości i szczelności. Wyjątkiem są zwietrzałe górne warstwy pokładów lub głazów skał gruboziarnistych.
Skały osadowe, młodsze na ogół od wulkanicznych, powstały wskutek osadzania się na dnie mórz różnych zawiesin ilastych, piasków, strąconych związków chemicznych, organizmów obumarłych i tp. Skały osadowe są na ogół bardziej miękkie i porowate od skał wulkanicznych. Pod wpływem warunków atmosferycznych słabsze odmiany ulegają szybkiemu zwietrzeniu. Skały osadowe są natomiast bardziej ciepłochronne i łatwiejsze w obróbce od skał wulkanicznych.
W Polsce wydobywane są głównie następujące gatunki skał wulkanicznych i osadowych:
granity i sjenity (skały głębinowe), porfiry, bazalty i andezyty (skały wylewne), piaskowce, wapienie, marmury, dolomity, margle i alabastry (skały osadowe). Wymienione skały występują w różnych odmianach w za-
leżności od składu mineralogicznego i s t ruktury wewnętrznej. Do podstawowych minerałów, z których powstały skały, należą: kwarc, skalenie, łyszczyki, błyszcz rogowy, augity, kalcyt, dolomit. Istnieje wiele odmian skaleni, łyszczyków i augitów, różniących się właściwościami i zabarwieniem.
Kwarc jest najtwardszym i najodporniejszym na wietrzenie minerałem skalnym. Pod względem chemicznym jest to krzemionka (dwutlenek krzemu). W skałach poznaje się go po charakterystycznym szklisto-tłustym połysku; jest bezbarwny. Kwarc jest składnikiem granitów, sjenitów (w małej ilości), porfirów, rzadko — bazaltów i wreszcie piaskowców.
Skalenie są minerałami najczęściej występującymi w skałach. Są to glinokrzemiany potasu, sodu i wapnia o różnych kolorach. Skalenie są podstawowym składnikiem wszystkich skał wulkanicznych.
Łyszczyki (jedna z odmian zwie się miką) są bardzo nietrwałymi materiałami. Występują w dwóch zasadniczych odmianach (czarne i bezbarwne lub szare) różniących się składem chemicznym. Łyszczyki są składnikami granitów, sjenitów, porfirów i andezytów.
Błyszcz rogowy i augity są składnikami skał wulkanicznych. Kalcyt jest podstawowym minerałem grupy wapieni. Che
micznie jest to krystaliczny węglan wapnia. W mniejszych ilościach występuje kalcyt w marglach i w piaskowcach o spoiwie wapiennym. Dolomit — węglan wapniowo-magnezowy — występuje w przyrodzie jako skała lita pochodzenia osadowe gę.
Źródłem kamienia budowlanego są najczęściej kamieniołomy, w których wydobywa się kamień z pokładów. W mniejszych ilościach kamień uzyskuje się w postaci głazów narzutowych z pozostałości moren lodowcowych.
53 52
W korytach niektórych rzek spotyka się niekiedy złoża wielkich głazów narzutowych. Głazy narzutowe są najczęściej pochodzenia wulkanicznego. W powierzchniowych złożach głazy narzutowe są często zwietrzałe i nie nadają się do budowy. Na ogół małe kamienie w płytkich złożach albo spotykane na powierzchni są bardziej zwietrzałe od dużych głazów.
W budownictwie mieszkaniowym niskokondygnacjowym i wiejskim kamień może być stosowany zarówno do fundamentów, jak i na ściany. Pod względem wytrzymałości na ogół wszystkie kamienie odpowiadają wymaganiom stawianym materiałom ściennym i fundamentom. Z powodu dużej natomiast przewodności cieplnej kamienie w ścianach zewnętrznych stosowane są najczęściej z innym materiałem izolacyjnym. Wartość ciepłochronną kamieni można w przybliżeniu określić ustalając w znany z fizyki sposób ciężar objętościowy danego kamienia. Przy założeniu, że współczynnik przewodności cieplnej materiału w stanie suchym jest na ogół proporcjonalny do jego ciężaru objętościowegoŁ), można porównać ustalony ciężar kamienia z ciężarem cegły (ok. 1800 kg/m3). Jeżeli ciężar kamienia jest niższy od ciężaru cegły, to wówczas muru z kamienia o przeciętnej grubości ok. 50 cm można nie ocieplać materiałem izolacyjnym. Ściany z kamieni cięższych od cegły wymagają z reguły ocieplenia.
Ze względu na stateczność muru kamień używany na ściany powinien być obrabiany na tyle, żeby nie wywołać w murze naprężeń rozciągających wskutek rozpierania jednych kamieni przez drugie.
W budownictwie stosuje się również kamień w postaci pojedynczych głazów o średnicy do 30 cm, układanych w masywach betonowych, lub jako kruszywo łamane. Do tych celów nadają się tylko kamienie narzutowe oraz skały wulkaniczne.
Na posadzki stosowane są najczęściej płyty z piaskowców. Do brukowania dróg używa się kamienia narzutowego.
Wydobywanie kamienia z pokładu. Sposób wydobywania kamienia zależy od ukształtowania terenu, przeznaczenia kamienia i od wielkości dziennego wydobycia.
Kamieniołomy najczęściej zakłada się na zboczach wzniesień. W celu uzyskania materiału na elementy kamienne wydobycie prowadzi się tarasami. Wymiary stopni tarasów zależą od uwarstwienia skały i stosowanych środków transportowych. Im więcej jest tarasów, tym więcej można zatrudnić robotników i uzyskać większe wydobycie.
Przy wydobywaniu kamienia dostarczanego na budowę w postaci tłucznia stosuje się metodę tarasową, ale jednocześnie uruchamia się tylko jeden, a wyjątkowo dwa tarasy.
l ) W e d ł u g w z o r u N i e k r a s o w a .
54
W płytkich złożach wydobywanie prowadzi się na całą wysokość złoża.
Ręczne wydobywanie kamieni przeznaczonych na elementy budowlane odbywa się w dwóch etapach:
1) wyłamywanie, 2) łupanie odłamów. Do ręcznego wydobywania służą różne narzędzia bezpośrednie
i pobijane młotami (tabl. 11). Przy wyłamywaniu wykorzystuje się naturalną łupliwość skały, uwidocznioną w użyleniu, uwarstwieniu i pęknięciach. Szczególnie łatwe jest określenie kierunku łupliwości w skałach osadowych, których uwarstwienie jest na ogół dosyć wyraźne. Wydobywanie ręczne skał wulkanicznych jest natomiast bardzo uciążliwe i obecnie prawie że całkowicie zarzucone.
T a b l i c a 1 1
Narzędzia do ręcznego wydobywania kamieni
Nazwa narzędzia Zastosowanie
Drąg Bezpośrednie uderzenia, podważanie Wiertło płaskie Wybijanie i wiercenie otworów Drąg płaski Wyłamywanie kamieni uwarstwionych i po
kładowych Piętak Wyłamywanie kamieni uwarstwionych i po
kładowych oraz podważanie Kliny Rozdzielanie i rozłupywanie Kliny składane Bruździak Wycinanie bruzd w miękkich skałach i ka
mieniach w celu ich oddzielenia lub rozłupania
Kilof dziobowy Wykonywanie wciosów i bruzd Oskard »i ł» „ Oskard dwudziobowy " )> i. Odbijak Odłupywanie większych kawałków kamienia
i rozłupywanie kamieni Młot Pobij anie klinów, wierteł i innych narzędzi
Skały o wyraźnym i gęstym uwarstwieniu lub skały spękane wyłamuje się za pomocą drągów płaskich lub tzw. piętaków (rys. 15) albo za pomocą oskardów i kilofów.
55
Skały o rzadkim uwarstwieniu wyłamuje się za pomocą klinów (rys. 16). Stalowe kliny wbijane są w wykute otwory, aż do pęknięcia skały. Po pęknięciu odłam wyważany jest drągami. Ażeby
ułatwić pęknięcie skały, linię pęknięcia znaczy się bruzdą, wykutą bruździakiem lub kilofem. W bruździe co kilkanaście centymetrów wykuwa się otwory za pomocą grotu. W twardych skałach otwory
R y s . 15. R ę c z n e w y ł a m y w a n i e k a m i e n i u w a r s t w i o n y c h : a ) s c h e m a t w y ł a m y w a n i a p i ę t a k i e m , b ) w y ł a m y w a n i e k a m i e n i a
w m. P i a s k i k. L u b l i n a
wykuwa się wiertłami kamieniarskimi (rys. 17). Wiertło pobiją się młotem, obracając je o ł/8 obrotu co kilka uderzeń i oczyszczając otwór z miału.
Otwory powinny mieć głębokość przynajmniej 10 cm. W skałach twardszych i z niewyraźnym uwarstwieniem otwory na kliny kuje się gęściej i głębiej.
Dużym usprawnieniem przy kuciu otworów jest stosowanie młotków pneumatycznych, tzw. kliniaków (rys. 18), w których osadza się groty lub wiertła. W czasie kucia kliniakami wykonuje się ręką ruchy wzdłuż bruzdy (linii pęknięcia), ażeby nadać otworowi podłużny kształt.
Po przygotowaniu otworów wbija się w nie lekko kliny i stopniowo pobiją się je. Kliny pobiją się kolejno, postępując z jednego końca na drugi i z powrotem. W miarę pobijania kliny zaczynają „ciągnąć", co oznacza, że skała zaczyna pękać. Stosowanie wkładek do klinów przyspiesza pęknięcie R y s . 16. W y ł a m y w a n i e skały za skały (rys. 16). Wkładki mogą być p o m o c ą k l inów z blachy lub z twardego drewna.
Wydobywanie kamienia łamanego za pomocą materiałów wybuchowych składa się z następujących czynności:
1) przygotowania skały do wysadzenia, 2) wysadzenia skały, 3) załadowania kamienia na środki transportowe. Pierwsze dwie czynności wykonuje się za pomocą wierceń i ma
teriałów wybuchowych. Urobiony kamień ładuje się na środki transportowe. Przy eksploatacji na większą skalę do tego celu nadają się najlepiej koparki przedsiębierne, które przy urabianiu kamienia mają lepszy współczynnik napełnienia łyżki. Duże od-
R y s . 17. W i e r t ł a k a m i e n i a r s k i e
łamy skalne można usuwać z przodka za pomocą chwytaków ręcznych. Prawidłowa organizacja robót wydobywczych polega na posuwaniu się robót wybuchowych wzdłuż ustalonego frontu, przy czym roboty wybuchowe powinny wyprzedzać pracę koparki przynajmniej na 2 do 3 dni. Wówczas wydobywania nie przerywa się na czas przygotowania skał do wysadzenia.
W niewielkich kamieniołomach, eksploatowanych tarasami, można stosować jedną z dwóch metod strzelniczych:
57 56
1) metodę płytkich otworów z założeniem materiału wybuchowego na głębokość 0,5—3 m lub
2) metodę głębokich otworów z założeniem ładunku na głębokość 3—10 m.
Pierwsza metoda stosowana jest przy tarasach o wysokości do 2 m, a druga — do 10 m.
W przodkach (tarasach) o wysokości do 10 m otwory wierci się w 2 albo 3 szeregach w szachownicę (rys. 19). Odległości pomiędzy otworami uzależnia się od rodzaju i struktury skał, wymaganej wielkości odłamów, szerokości tarasu i tp. Skuteczność wybuchów zwiększa się w miarę powiększania odległości i wielkości ładunków.
Przy ustalaniu szerokości tarasu bierze się pod uwagę zasięg urabiania koparki, rodzaj środków transportowych i nachylenie skarpy. Na tarasie oprócz koparki i środków transporto-
R y s . 18. K l i n i a k wych powinno być miejsce, u podnóża skarpy, na umieszczenie skały wyrzuconej w czasie wy
buchu i ewentualnie na urządzenia wiertnicze. Łupanie wyłamanych bloków wykonuje się tymi samymi
metodami co i wyłamywanie. Jeżeli z kamienia mają być ob-
R y s . 19. R o z m i e s z c z e n i e ł a d u n k ó w w y b u c h o w y c h : a) j e d n o s z e r e g o w e , b) d w u s z e r e g o w e
robione foremne elementy (płyty, ciosy), to łupanie należy wykonać dużo dokładniej niż wyłamywanie. Linie podziału wyznacza się bardzo dokładnie, a otwory na kliny kuje się gęś-
58
ciej. Do łupania bloków o niewielkiej miąższości i twardości stosuje się również młot łupniak. J e s t to młot na długim trzonku, zaopatrzony w podłużne ostrze. Łupniak prowadzi się wzdłuż wyznaczonej linii podziału i pobiją się ciężkimi młotami, aż do pęknięcia kamienia (rys. 20).
Przełupane bloki załadowuje się za pomocą lekkich ruchomych żurawi na środki transportowe i przewozi w inne miejsce do obróbki albo wprost na plac budowy.
O B R Ó B K A K A M I E N I A
Obróbka kamieni ma na celu nadanie elementom kamiennym odpowiedniego kształtu, a powierzchni — odpowiedniego wyglądu — faktury. Ze względu na stosowane metody i rodzaje narzędzi rozróżnia się dwa zasadnicze rodzaje obróbki: udarową i ścierną. Obróbkę udarową wykonuje się najczęściej ręcznie. Zależnie od stopnia twardości i rodzaju żądanej faktury stosowane są przy obróbce udarowej różne narzędzia, którymi można posługiwać się w sposób bezpośredni (młotki) lub przez pobijanie pobijakiem (dłuta) (tabl. 12). Za pomocą obróbki udarowej powierzchnię elementów wyrównuje się i nadaje się jej fakturę chropowatą. Zależnie od stopnia dokładności rozróżnia się dwa rodzaje obróbki:
T a b l i c a 1 2
Narzędz ia do o b r ó b k i k a m i e n i a z g r u b a
R y s . 20. Ł u p a n i e ł u p n i a k i e m
59
T a b l i c a 1 3 Czynności przy ręcznym wydobywaniu i półczystej obróbce kamieni *)
Czynności Charakterystyka czynności
1. W y ł a m y w a n i e Oddzie lenie o d m a s y w u s k a l n e g o b r y ł k a m i e n i a za p o m o c ą k l inów, d r ą g ó w i t p . n a r z ę d z i
2. O d s t r z e l i w a n i e Oddzie lenie k a m i e n i o d m a s y w u ska lnego p r z y u ż y c i u ś r o d k ó w w y b u c h o w y c h
3 . Ł u p a n i e Odbic ie l u b r o z ł u p a n i e k a m i e n i a n a części o ż ą d a n y c h w y m i a r a c h
4 . P ł y t o w a n i e Odbic ie l u b r o z ł u p a n i e k a m i e n i a w t a k i sposób, a b y co n a j m n i e j j e d n a z o t r z y m a n y c h p o w i e r z c h n i b y ł a zb l iżona d o p ł a s z c z y z n y
5. O d b i j a n i e O d ł u p y w a n i e l u b o d b i j a n i e z p o w i e r z c h n i k a m i e n i a n i e r ó w n o ś c i z a p o m o c ą o d b i j a k ó w l u b r o z ł u p i a k ó w d l a o t r z y m a n i a b r y ł y o w y m i a r a c h nieco w i ę k s z y c h niż p r z e w i d y w a n y w y r ó b
6. P r z y c i n a n i e U s u w a n i e za p o m o c ą d ł u t i m ł o t ó w nierównośc i w y s t a j ą c y c h p o n a d ż ą d a n y o b r y s
7. K r z e s a n i e G r u b a o b r ó b k a ki lofami, o s k a r d a m i l u b m ł o t a m i d z i o b o w y m i w celu n a d a n i a w przyb l iżeniu ż ą d a n e g o k s z t a ł t u i c h a r a k t e r u p o w i e r z c h n i
8. Szczel inowanie N a c i n a n i e r y s y (szczeliny) szczel iniakiem w celu w y z n a c z e n i a p ł a s z c z y z n y ł u p a n i a
9. S z l a k o w a n i e O b r ó b k a d ł u t e m w ą s k i m b r z e ź n i a k i e m l u b szpi-c a k i e m w y t y c z o n y c h k r a w ę d z i l u b pasów ciosu
10. G r o t o w a n i e Zbi janie z p o w i e r z c h n i k a m i e n i wznies ień l u b w y p u k ł o ś c i za p o m o c ą g r o t ó w (szpicaków)
*) Według PN/B-01105
1) obróbka półczysta, 2) obróbka czysta. Obróbka półczysta polega na usunięciu zbędnych części brył
kamieni w celu nadania powierzchni żądanego kształtu lub charakteru bez dokładnego wyrównania. Obróbkę półczysta wykonuje się metodami udarowymi (tabl. 13).
Do obróbki półczystej zalicza się: łupanie, płytowanie, odbijanie, ciosanie, krzesanie, grotowanie.
Sposoby ł u p a n i a większych brył na małe bloki w zasadzie nie różnią się od poprzednio opisanych z wyjątkiem dwóch szczegółów:
1) pobij anie klinów wykonuje się od środka bloku na zewnątrz ku brzegom;
2) skrajnych klinów nie należy umieszczać zbyt blisko krawędzi bloku, ażeby uniknąć obłupania krawędzi.
Płyty o grubości do 10 cm łupie się za pomocą szczeliniaka i płytownika. Szczeliniakiem wykuwa się bruzdę wzdłuż linii przełomu z jednej i z drugiej strony płyty. Następnie pod szczelinę kierunkową podkłada się łatę drewnianą i wzdłuż szczeliny uderza się równomiernie płytownikiem, aż do pęknięcia.
P ł y t o w a n i e jest to rozbijanie brył na takie części, aby co najmniej jedna powierzchnia każdej części była zbliżona do płaszczyzny.
O d b i j a n i e kamienia ma na celu usunięcie nadmiaru materiału, pozostającego po łupaniu ponad żądany wymiar. W zależności od twardości kamienia odbija się odbijakiem dłutowym (kamienie twarde) lub odpowiednimi młotkami (rys. 21).
K r z e s a n i e wykonuje się za pomocą kilofów i oskardów w celu nadania bryłom żądanego kształtu.
Zgrubne wyrównanie powierzchni kamieni miękkich uzyskuje się przez c i o s a n i e lub przycinanie za pomocą zębaków lub ciosaków (rys. 22).
G r o t o w a n i e polega na skuwaniu nierówności powierzchni za pomocą grota. Grotowanie wykonuje się najczęściej jako wstępną obróbkę pod powierzchnie szlifowane, dłutowane itp.
Powierzchnia grotowana jest pokryta bruzdami o niejednakowej długości, przebiegającymi w różnych kierunkach.
Do murowania fundamentów i ścian stosuje się kamienie: łamane sortowane, łamane warstwowo, łamane przycinane, łamane płytowane, ciosane licowe oraz ciosy surowe z gruba krzesane.
Kamień łamany sortowany powinien mieć dwie powierzchnie podłużne, mniej więcej równoległe, a trzecią (licową) prostopadłą do nich. Długość kamieni sortowanych nie powinna przekraczać 35 cm.
61
Kamienie łamane warstwowo są dokładniej przycięte, powierzchnie ich są mniej więcej płaskie, a wielkość poszczególnych kamieni nie wykazuje większych różnic. Wysokość kamienia wynosi najmniej 10 cm, szerokość 15 cm, a długość 20 cm.
R y s . 2 1 . O d b i j a n i e k a m i e n i : a) p o ś r e d n i e , b) b e z p o ś r e d n i e
Kamieni sortowanych i warstwowych używa się do murowania ścian i fundamentów, przy czym muszą być układane na płask.
Kamienie łamane przycinane używane są do murów cyklopowych. Kamienie te mają równo przycięte lice w kształcie wielo-boku i przynajmniej dwie z pozostałych powierzchni prostopadle do lica. Na powierzchniach tych układa się kamienie w murze.
Kamienie płytowane są dwóch rodzajów: warstwowe lub rzędowe. Warstwowe mają mniej regularny i bardziej płaski kształt lica. W obydwu rodzajach powierzchnie wsporne powinny być prostopadłe do lica.
Długość kamieni płytowanych warstwowo wynosi od 30 do 60 cm, a rzędowo 20—30 cm. Powierzchnię lica kamieni płytowanych rzędowo wyrównuje się z gruba. Ścian murowanych z takich kamieni można nie tynkować, gdyż dzięki równej wysokości rzędów kamienia uzyskuje się jednolity, a nawet estetyczny wygląd ściany.
62
Ciosy kamienne są to regularne prostopadłościany, obrobione z gruba w celu uzyskania płaskich powierzchni. Wymiary ciosów są dowolne, ale w małych budynkach wskazane jest używanie ciosów o wymiarach mniej więcej podwójnej cegły. Ciosy kamienne zwłaszcza z wapienia są bardzo dogodne w użyciu, gdyż sposób murowania jest identyczny jak przy cegle.
Kamienie łamane sortowane i łamane warstwowo uzyskuje się przez łupanie większych kamieni na części za pomocą rozłupniaków.
Kamienie płytowane uzyskuje się przez płytowanie i wyrównanie powierzchni licowych rębakiem lub ciosakiem.
Ciosy wyrównuje się ciosa-kami.
Kamienie polne, które są najczęściej bardzo twarde, nadają się jedynie na kamienie łamane i to nie zawsze sortowane. Różnorodna bowiem wielkość głazów utrudnia takie przycięcie powierzchni, która pozwoliłaby otrzymać z nich kamień sortowany.
Kamienie po obróbce układa się w stosy w kształcie prosto- Ciosanie kamieni miękkich padłościanów o wysokości od 50 do 100 cm (rys. 23). Stosy z kamieni łamanych powinno się tak układać, żeby powierzchnie zewnętrzne stosów były mniej więcej równe. Stosy służą do obmiaru wykonanych robót kamieniarskich.
W wyniku wysadzania skał otrzymuje się kamień różnej wielkości. Zbyt duże głazy można powtórnie rozsadzać za pomocą ładunków umieszczonych na powierzchni. W celu otrzymania tłucznia kruszenie kamienia wykonuje się ręcznie za pomocą młotków albo kruszarek mechanicznych.
Spośród różnych rodzajów kruszarek najczęściej stosowane są w budownictwie kruszarki szczękowe. Elementem kruszącym w tych kruszarkach są szczęki z wkładkami wymiennymi, wykonanymi ze staliwa manganowego. Jedna ze szczęk jest ruchoma, a druga nieruchoma, przy czym rozstaw szczęk może być regulowany (rys. 24).
Profil powierzchni kruszącej szczęk może być różny, od zupełnie płaskiego do falistego.
63
B U Rys. 2 3 . U k ł a d a n i e p r y z m k a m i e n i a
T a b l i c a 1 4
Przeciętne dane techniczne dotyczące kruszarek szczękowych *) Wydajność
m3/godz 3 4 5 7 10 15 20 30 35—50
Rozwarcie szczęk u dołu, mm
50 50 50 50 50 50 50 50 80
Rozwarcie szczęk u góry, mm
200 X
150
260 X
180
300 X
200
400 X
250
500 X
300
600 X
350
800 X
450
1000 X
600
1000 X
600
Zapotrzebowanie mocy, KM
6 8 10 12 16 20 30 40 100
Liczba obrotów
na minutę 325 325 300 300 300 275 235 235 250
Ciężar, kg 1300 2000 2500 4200 6500 10 000 15 800 20 500 29400
•) Według Katalogu Maszyn Budowlanych i Drogowych. BA, Warszawa 1
64
Kruszarki do wstępnego kruszenia na gruby tłuczeń mają szczęki o profilu prostym, a do kruszenia na grys lub miał — profil złożony.
W małych kamieniołomach i kopalniach kruszywa najczęściej stosowane są przewoźne, a wyjątkowo stałe kruszarki szczękowe o wydajności do 50 m3/godz (tabl. 14). Kruszony kamień przesiewa się w przesiewnikach tego samego typu jak prze-siewniki dla kruszywa naturalnego.
Do produkcji sortowanego kruszywa łamanego stosowane są zespoły kruszarka — prze-siewnik. W kraju produkowane są takie agregaty składające się z kruszarki o wydajności 12—15 m3/godz oraz z zespołu przesiewającego umieszczonych na podwoziu (rys. 25). Zespół przesiewający składa się z podnośnika czerpakowego, przesiewnika walcowego pięciofrakcjowego, zasobnika z przegrodami i lejami na poszczególne frakcje oraz przenośnika taśmowego. Na •czas pracy oba zespoły łączone są w jedną całość.
Kamień do kruszarki doprowadza się za pomocą osobnego przenośnika. Pokruszonv materiał nodawanv jest za pomocą pod-
R y s . 24. S c h e m a t k r u s z a r k i szczęk o w e j
R y s . 2 5 . Zespół k r u s z a r k a - p r z e s i e w n i k d o p r z y g o t o w a n i a k r u s z y w a
5 — Miejscowe mat. bud. 65 5 — Miejscowe mat. bud. 65
nośnika kubełkowego do przesiewnika, który przesiewa na następujące frakcje: 0—3, 3—10, 10—20, 20—35, 35—50.
Ostatnią frakcję zabiera przenośnik taśmowy i podaje do powtórnego przekruszenia i przesiania.
W Katalogu Maszyn Budowlanych i Drogowych (BA, Warszawa 1955) podano następującą charakterystykę opisanego wyżej zespołu do produkcji kruszywa. ' Wydajność średnia zespołu
(przy kruszeniu gruzu ceglanego) 12—15 m3/godz Ilość granulacji 5 Średnica oczek 3—10—20—35—50 m m Długość podwozia kruszarki 3775 m m Wysokość podwozia kruszarki 3690 mm Długość podwozia przesiewnika 7100 mm Wysokość podwozia przesiewnika 4365 mm Całkowita długość zespołu 12800 mm Ciężar zespołu około 12 T Silnik wysokoprężny S-64 Moc silnika 28 KM Liczba obrotów silnika 750 obr/min Rozwarcie szczęk kruszarki 500 x 300 mm Wymiary przenośnika czerpakowego 400x3700 mm Wymiary przenośnika taśmowego 300 x 6880 m m Długość przesiewnika cylindrycznego 4500 mm Średnica przesiewnika cylindrycznego 1100 mm
R o z d z i a ł 5 R o z d z i a ł 5
PRODUKCJA ELEMENTÓW Z BETONU I GLINY Spośród różnych rodzajów betonu najtrudniej jest ustalić
normy techniczne dla lekkich betonów z wypełniaczami odpadkowymi, takimi jak: żużel paleniskowy, trociny, sieczka, paździe-rze itp. Bardzo różnorodne i t rudne do określenia cechy tych wypełniaczy oraz zależność właściwości betonów od sposobu wykonania (np. siła ubijania) i pielęgnacji sprawiają, że nadanie tego rodzaju betonom żądanych cech może być realizowane jedynie na drodze prób wykonywanych w miejscu produkcji. Toteż metody stosowane przy projektowaniu zwykłych mieszanek betonowych nie mają na ogół w t y m wypadku zastosowania ponieważ uzyskanie żądanej wytrzymałości betonów z wypełniaczami odpadkowymi jest zależne od zbyt wielu, często nieznanych warunków. Dokumentacja kosztorysowa elementów z betonów lek-
66
kich z wypełniaczami odpadkowymi powinna być zatem sporządzona w założeniu pewnych przeciętnych, doświadczalnie sprawdzonych proporcji składników.
W niniejszym rozdziale omówiona zostanie produkcja dachówek, bloków i pustaków ściennych, pustaków stropowych i płyt izolacyjnych z mieszanin kruszywa, wypełniaczy i spoiw.
R O D Z A J E I P O D S T A W O W E WŁAŚCIWOŚCI SPOIW
Do wyrobów z zapraw i betonów stosowane są wszystkie rodzaje spoiw: gliniane, wapienne, gipsowe i cementowe oraz spoiwa mieszane: wapienno-gipsowe, cementowo-gliniane i cementowo-wapienne. \
Glina. Glina nie jest właściwie spoiwem, lecz lepiszczem, gdyż wiązanie jej i twardnienie jest procesem fizycznym (wysychanie) i jest odwracalne, tzn. że stwardniała glina w przeciwieństwie do właściwych spoiw budowlanych po nawilżeniu znów przechodzi w stan plastyczny. Siła wiążąca gliny jest na ogół nieznaczna i zależy od jej składu granulometrycznego.
Gliny o dużej zawartości cząstek ilastych (poniżej 0,002 mm) wykazują dobrą spoistość. Gliny piaszczyste, tzw. chude, nie nadają się do wyrobów z gliny ani na spoiwa cementowo-gliniane.
Istnieje hipoteza, że cząstki ilaste glin są chemicznie aktywne i tym się tłumaczy między innymi powstawanie nowego spoiwa w wyniku zmieszania gliny z cementem albo z innymi ciałami chemicznie aktywnymi, np. żużlem.
Zalety glin tłustych (o dużej zawartości cząstek ilastych) stwierdzono również w przypadkach połączenia z ciałami chemicznie nieaktywnymi, np. z piaskiem. Okazuje się bowiem, że materiał powstały w wyniku zmieszania tłustej gliny z piaskiem jest bardziej trwały od materiału wykonanego z gliny będącej naturalną mieszaniną cząstek piaszczystych i ilastych. Własności wiążące gliny zależą od jej pochodzenia geologicznego. Gliny lodowcowe mają słabe własności wiążące, ponieważ zawierają dużą ilość cząstek piaszczystych, natomiast gliny i iły z okresu przedlodowcowego (warwowe) oraz gliny i iły trzeciorzędowe znacznie je przewyższają pod tym względem.
Wartość gliny jako spoiwa zależy w dużym stopniu od jej przygotowania. Najlepszym sposobem i najmniej wymagającym zabiegów jest naturalne przemrożenie gliny w pryzmach. Przez przemrożenie następuje uaktywnienie cząstek ilastych W glinie.
Do zapraw czysto glinianych bierze się glinę wprost z gruntu lub z pryzm zimowych. Natomiast dla otrzymania spoiwa ce-mentowo-glinianego należy glinę rozrobić wodą w celu uzyskania zawiesiny o konsystencji gęstej śmietany.
67
Przy dużym zapotrzebowaniu szlamu konieczne są specjalne urządzenia, zapewniające dokładne rozrobienie gliny. Do urządzeń tych należą: doły do moczenia gliny, betoniarka, mieszarka albo skrzynia do ręcznego rozrabiania gliny, osadnik.
Ukopaną glinę moczy się w dołach przynajmniej przez 24 godziny. Następnie w betoniarkach, mieszarkach albo ręcznie w skrzyniach rozrabia się glinę na rzadko, dodając wody w ilości mniej więcej równej połowie objętości gliny. W betoniarkach lub
R y s . 26. O s a d n i k d w u k o m o r o w y d o s z l a m o w a n i a gl iny
mieszarkach mieszanie gliny trwa 4—6 minut . Przy stosowaniu betoniarek lub mieszarek należy z gliny starannie usunąć kamienie, aby uniknąć uszkodzenia sprzętu.
Pozostałe w mieszalniku bryły gliny usuwa się kierując je do dalszego moczenia.
Otrzymany szlam wlewa się za pomocą rynny drewnianej do pierwszej komory osadnika. Szlam należy wylewać przez rafę z siatką o oczkach 2—3 mm.
Osadnik składa się z 2 komór (rys. 26): pierwsza o pojemności ok. 1 m3 do osadzania się opadających ze szlamu cząstek piaszczystych i grubszych pylastych, druga jest zbiornikiem szlamu. Wymiary drugiej komory zależą od dziennego zapotrzebowania szlamu. Często w celu nadania ciągłości pracy przy przygotowaniu szlamu glinianego stosuje się dwa mniejsze osadniki, położone obok siebie. Osadniki są wykonane z desek i za-
68
głębione w ziemi na taką głębokość,' aby nie było trudności przy wybieraniu szlamu.
Po kilkakrotnym opróżnieniu zbiornika (drugiej komory) należy oczyścić pierwszą komorę z osadów piaszczystych. Osady te odrzuca się, ponieważ nie nadają się one do użycia przy przygotowaniu szlamu.
Przy niedużym zapotrzebowaniu szlamu i dobrej, tłustej pilnie stosuje się inny sposób. Glinę ukopaną albo z pryzm zimowych rozdrabnia się łopatą na możliwie małe bryłki i rozrzuca tworząc cienkie warstwy. Jeśli jest pogoda słoneczna, to w ciągu 2 dni glina dostatecznie przeschnie. Przesuszoną glinę wrzuca się do takiej skrzyni jak do gaszenia wapna, zalewa się wodą i dokładnie miesza. Glina łatwo rozpada się i w krótkim czasie otrzymujemy jednolity szlam. Ze skrzyni w miarę zapotrzebowania wybiera się szlam, cedząc go przez sito.
Szlam gliniany do spoiw cementowo-glinianych powinien być przygotowywany tylko z tłustych glin, zawierających przewagę cząstek ilastych. Szlam gliniany stosowany jest również do przygotowania tzw. gliny lekkiej, z której wykonywane są elementy izolacyjne. W t y m wypadku glinę można rozrabiać mniej dokładnie.
W literaturze fachowej, a także w instrukcji wydanej przez Ministerstwo Budownictwa Miast i Osiedli, zalecone jest przygotowanie szlamu glinianego o określonym ciężarze objętościowym, który bada się za pomocą prostego aparatu w postaci wycechowanego stożka metalowego. Wydaje się jednak, że zalecenie to w warunkach budowy jest t rudne do ścisłego przestrzegania, a poza t y m właściwości spoiwa glinianego zależą nie tylko od ciężaru objętościowego otrzymanego szlamu. Dlatego też, jak wspomniano wyżej, z każdej partii gliny należy wykonać próbki elementów o różnych proporcjach składników. Po otrzymaniu zadowalających wyników należy podczas produkcji stosować taki sam stosunek wody do gliny, a więc tej samej gęstości szlam. Gęstość szlamu sprawdza się za pomocą dowolnego, obciążonego pływaka.
Wytrzymałość czystego spoiwa glinianego jest praktycznie niewielka.
Naturalne spoiwo gliniane nie jest odporne na działanie wody. Dlatego też wyroby na spoiwie glinianym muszą być chronione od trwałego -zawilgocenia wodą gruntową, opadową i inną.
Wapno. Spoiwo wapienne ma niewielką wytrzymałość. Wskazane jest dlatego silne ubijanie wyrobów na spoiwie wapiennym.
Dla uzyskania odpowiedniej trwałości i wytrzymałości elementów budowlanych konieczne jest zapewnienie prawidłowego przebiegu twardnienia spoiwa wapiennego. Wapno jest spoiwem powietrznym, tzn. twardnieje na powietrzu przyłączając zawarty
69
w nim dwutlenek węgla; reakcja ta wymaga jednak obecności wody. Podwyższenie temperatury otoczenia i jednoczesne zwiększenie w atmosferze ilości dwutlenku węgla przyspiesza twardnienie wapna. "Warunki takie uzyskuje się przy stosowaniu kok-siaków. Natomiast samo podwyższenie temperatury bez zwiększenia zawartości dwutlenku węgla ma wpływ ujemny, gdyż występuje wówczas zjawisko przesuszenia spoiwa, a nie — twardnienia. Wodorotlenek wapnia traci w tym wypadku wodę, nie wiążąc się z dwutlenkiem węgla. Z tym zjawiskiem spotykamy się najczęściej w okresie upalnego lata. Dlatego świeżo uformowane wyroby na spoiwie wapiennym należy obronić przed zbyt szybkim wysychaniem, a nawet zwilżać je na powierzchni w celu ułatwienia prawidłowego przebiegu reakcji chemicznych, zachodzących w twardniejącym spoiwie. Wytrzymałość i trwałość spoiwa wapiennego zależy od następujących czynników: rodzaju i gatunku wapna, dokładności gaszenia wapna oraz warunków twardnienia. Wapno produkowane jest w trzech rodzajach: wapno palone w bryłach oraz wapno hydratyzowane, czyli suchogaszone i wapno hydrauliczne — w proszku. Wapno hydrauliczne o właściwościach zbliżonych do cementu jest produkowane w niewielkich ilościach i w związku z tym rzadko używane. Przy stosowaniu wapna hydraulicznego przyjmuje się na ogół takie same proporcje składników jak w przypadku wapna hydratyzowanego. O różnicach w jakości wapna można mówić w zasadzie tylko w odniesieniu do wapna palonego w bryłach. Wapno hydraty-zowane, gaszone na sucho w wapiennikach, jest produkowane z lepszych gatunków wapieni i posiada na ogół jednakowe wła-ściwości, jeżeli chodzi o wydajność i wytrzymałość. Należy tu podkreślić, że wapno hydratyzowane, szczególnie przy produkcji elementów budowlanych, jest bardzo pożądane z tego względu, że unika się wówczas potrzeby gaszenia, a ponadto umożliwia ono dokładne wymieszanie składników i ułatwia uzyskanie do-wolnego stopnia plastyczności przygotowanej zaprawy lub be-tonu. Jakość wapna palonego w bryłach, które spotyka się na rynku, jest bardzo różnorodna. Wpływa na to zarówno pochodzenie wapna, a więc jakość surowca —• wapienia, jak też sposób wy-pałania. Domieszki kwarcu w postaci piasku oraz tlenki metali ob-niżają wartość wapienia jako surowca do wypalania wapna. Piasek zawarty w wapieniu w czasie wypalania, zwłaszcza w zbyt wysokiej temperaturze, reaguje z wapnem tworząc szczelną po-wlokę na powierzchni brył, która utrudnia późniejsze gaszenie wapna. Jest to tzw. wapno przepalone. 70
70
Utrzymanie właściwej temperatury przy wypalaniu oraz odpowiedni czas wypalania mają bardzo duży wpływ na jakość produktu. Spotyka się czasem wspomniane wyżej wapno przepalone, które trudno zgasić, albo wapno niedopalone, które nie ma własności wiążących.
W zależności od rodzaju i ilości domieszek oraz przebiegu wypału otrzymuje się produkty o różnej jakości określane nazwą jako gatunek I (tłuste), gatunek II (średnio tłuste) i gatunek I I I (chude). Wapno z małą ilością domieszek — tłuste jest najbardziej wydajne, tzn. daje największą ilość czystego ciasta wapiennego.
Poszczególne rodzaje wapna różnią się również długością okresu gaszenia. Wapno szybko gaszące się ulega zgaszeniu w czasie nie dłuższym niż 10 minut . Wapno umiarkowanie się gaszące gasi się w przeciągu 10 do 30 minut.
Czas gaszenia wapna wolno gaszącego się wynosi ponad 30 minut.
Gaszenie wapna palonego, mimo że jest czynnością prostą, wymaga doświadczenia. Przez nieodpowiednie zgaszenie polegające na nieumiejętnym dodawaniu wody, można zniszczyć całą partię wapna załadowanego do skrzyni. Przez zbyt powolne i nierównomierne dodawanie wody oraz nieodpowiednie przygotowanie wapna tłustego można spowodować przepalenie się wapna. Otrzymany w ten sposób kaszkowaty zaczyn nie zmieni się w tzw. ciasto wapienne, nie ma prawie żadnych własności wiążących i nie nadaje się w ogóle do celów budowlanych. Odwrotnie, przez zbyt szybkie dolewanie dużych ilości wody, szczególnie do wapna chudego, następuje tzw. zalanie wapna. Polega ono na wstrzymaniu procesu gaszenia wskutek nagłego obniżenia temperatury, j a k a się przy tym procesie wytwarza i która jest nieodzowna do kontynuowania procesu gaszenia. Wznowienie gaszenia można spowodować jeszcze przez rozbijanie brył lub spuszczenie zimnej wody i dodanie ciepłej. Otrzymany produkt nie będzie już miał jednak dużej wartości.
Ażeby zapewnić prawidłowy przebieg gaszenia, należy uprzednio przeprowadzić próbę gaszenia kilku brył wybranych z danej partii wapna. Jeżeli wapno gasi się szybko (tłuste), to w skrzyni gasi się je wrzucając bryły do wody i szybko gracując. Pozostałą ilość wody dolewa się w czasie gracowania.
Wapno chude (wolno gaszące się) gasi się przez powolne i równomierne dolewanie wody do skrzyni wypełnionej uprzednio rozrobionymi bryłkami wapna. Dopóki wapno nie zacznie „kur z y ć " nie można dolewać więcej wody niż wapno zdoła wchłonąć. Dopiero później można dolać więcej wody i jednocześnie trzeba energicznie gracować. Ilość wapna i wody potrzebna do przygotowania 1 m3 ciasta wapiennego podana jest w tabl. 15.
71
w nim dwutlenek węgla; reakcja ta wymaga jednak obecności wody. Podwyższenie temperatury otoczenia i jednoczesne zwiększenie w atmosferze ilości dwutlenku węgla przyspiesza twardnienie wapna. Warunki takie uzyskuje się przy stosowaniu kok-siaków.
Natomiast samo podwyższenie temperatury bez zwiększenia zawartości dwutlenku węgla ma wpływ ujemny, gdyż występuje wówczas zjawisko przesuszenia spoiwa, a nie — twardnienia. Wodorotlenek wapnia traci w t y m wypadku wodę, nie wiążąc się z dwutlenkiem węgla. Z t y m zjawiskiem spotykamy się najczęściej w okresie upalnego lata. Dlatego świeżo uformowane wyroby na spoiwie wapiennym należy chronić przed zbyt szybkim wysychaniem, a nawet zwilżać je na powierzchni w celu ułatwienia prawidłowego przebiegu reakcji chemicznych, zachodzących w twardniejącym spoiwie.
Wytrzymałość i trwałość spoiwa wapiennego zależy od następujących czynników: rodzaju i gatunku wapna, dokładności gaszenia wapna oraz warunków twardnienia.
Wapno produkowane jest w trzech rodzajach: wapno palone w bryłach oraz wapno hydratyzowane, czyli suchogaszone i wapno hydrauliczne — w proszku. Wapno hydrauliczne o właściwościach zbliżonych do cementu jest produkowane w niewielkich ilościach i w związku z tym rzadko używane. Przy stosowaniu wapna hydraulicznego przyjmuje się na ogół takie same proporcje składników jak w przypadku wapna hydratyzowanego.
O różnicach w jakości wapna można mówić w zasadzie tylko w odniesieniu do wapna palonego w bryłach. Wapno hydratyzowane, gaszone na sucho w wapiennikach, jest produkowane z lepszych gatunków wapieni i posiada na ogół jednakowe właściwości, jeżeli chodzi o wydajność i wytrzymałość. Należy tu podkreślić, że wapno hydratyzowane, szczególnie przy produkcji elementów budowlanych, jest bardzo pożądane z tego względu, że unika się wówczas potrzeby gaszenia, a ponadto umożliwia ono dokładne wymieszanie składników i ułatwia uzyskanie dowolnego stopnia plastyczności przygotowanej zaprawy lub betonu.
Jakość wapna palonego w bryłach, które spotyka się na rynku, jest bardzo różnorodna. Wpływa na to zarówno pochodzenie wapna, a więc jakość surowca —• wapienia, jak też sposób wypalania.
Domieszki kwarcu w postaci piasku oraz tlenki metali obniżają wartość wapienia jako surowca do wypalania wapna. Piasek zawarty w wapieniu w czasie wypalania, zwłaszcza w zbyt wysokiej temperaturze, reaguje z wapnem tworząc szczelną powłokę na powierzchni brył, która utrudnia późniejsze gaszenie wapna. Jest to tzw. wapno przepalone.
Utrzymanie właściwej temperatury przy wypalaniu oraz odpowiedni czas wypalania mają bardzo duży wpływ na jakość produktu. Spotyka się czasem wspomniane wyżej wapno przepalone, które t rudno zgasić, albo wapno niedopalone, które nie ma własności wiążących.
W zależności od rodzaju i ilości domieszek oraz przebiegu wypału otrzymuje się produkty o różnej jakości określane nazwą jako gatunek I (tłuste), gatunek II (średnio tłuste) i gatunek I I I (chude). Wapno z małą ilością domieszek — tłuste jest najbardziej wydajne, tzn. daje największą ilość czystego ciasta wapiennego.
Poszczególne rodzaje wapna różnią się również długością okresu gaszenia. Wapno szybko gaszące się ulega zgaszeniu w czasie nie dłuższym niż 10 minut . Wapno umiarkowanie się gaszące gasi się w przeciągu 10 do 30 minut.
Czas gaszenia wapna wolno gaszącego się wynosi ponad 30 minut .
Gaszenie wapna palonego, mimo że jest czynnością prostą, wymaga doświadczenia. Przez nieodpowiednie zgaszenie polegające na nieumiejętnym dodawaniu wody, można zniszczyć całą partię wapna załadowanego do skrzyni. Przez zbyt powolne i nierównomierne dodawanie wody oraz nieodpowiednie przygotowanie wapna tłustego można spowodować przepalenie się wapna. Otrzymany w ten sposób kaszkowaty zaczyn nie zmieni się w tzw. ciasto wapienne, nie ma prawie żadnych własności wiążących i nie nadaje się w ogóle do celów budowlanych. Odwrotnie, przez zbyt szybkie dolewanie dużych ilości wody, szczególnie do wapna chudego, następuje tzw. zalanie wapna. Polega ono na wstrzymaniu procesu gaszenia wskutek nagłego obniżenia temperatury, j aka się przy t y m procesie wytwarza i która jest nieodzowna do kontynuowania procesu gaszenia. Wznowienie gaszenia można spowodować jeszcze przez rozbijanie brył lub spuszczenie zimnej wody i dodanie ciepłej. Otrzymany produkt nie będzie już miał jednak dużej wartości.
Ażeby zapewnić prawidłowy przebieg gaszenia, należy uprzednio przeprowadzić próbę gaszenia kilku brył wybranych z danej partii wapna. Jeżeli wapno gasi się szybko (tłuste), to w skrzyni gasi się je wrzucając bryły do wody i szybko gracując. Pozostałą ilość wody dolewa się w czasie gracowania.
Wapno chude (wolno gaszące się) gasi się przez powolne i równomierne dolewanie wody do skrzyni wypełnionej uprzednio rozrobionymi bryłkami wapna. Dopóki wapno nie zacznie „kurzyć" nie można dolewać więcej wody niż wapno zdoła wchłonąć. Dopiero później można dolać więcej wody i jednocześnie trzeba energicznie gracować. Ilość wapna i wody potrzebna do przygotowania 1 m3 ciasta wapiennego podana jest w tabl. 15.
71.
T a b l i c a 15.
Ilości wapna i wody
potrzebne do przygotowania 1 m3 ciasta wapiennego *)
Rodzaj wapna palonego Ilość składników
Rodzaj wapna palonego wapno palone, kg woda, 1
G a t u n e k I ( tłuste) 340 1000 G a t u n e k I I (średnie) 400 950 G a t u n e k I I I (chude) 450 900
*) Według Tymczasowych Norm Zużycia Materiałów Budowlanych, Cz.I. PWG, Warszawa 1954. . « •
Wapno gasi się w skrzyniach z desek, tzw. folach. Zgaszone wapno spuszcza się do dołu przez zaopatrzony w siatkę otwór w skrzyni. Skrzynia powinna być lekko nachylona w kierunku dołu. Dno dołu powinno znajdować się ponad najwyższym obserwowanym poziomem wody gruntowej. W gruntach sypkich gruboziarnistych (żwirki, żwiry) stosuje się deskowanie dna i boków dołu.
Jeżeli wapno jest przetrzymywane w dołach w okresie zimowym, należy je przysypać przynajmniej 10 cm warstwą piasku, ale dopiero po odparowaniu wody, która wydobywa się na wierzch wapna po spuszczeniu go do dołu.
Po wybraniu pewnej ilości wapna z dołu w czasie mrozów należy otwór zakryć słomą, żeby zapobiec zamarznięciu wapna.
W celu zapewnienia bezpieczeństwa pracownikom doły na wapno powinny być ogrodzone barierą o wysokości 120 cm.
Przy gaszeniu wapna należy zachować specjalną ostrożność, gdyż gorące wapno może wywołać ciężkie poparzenia, a w razie dostania się go do oczu powoduje trwałe uszkodzenie wzroku lub nawet całkowitą ślepotę. Dlatego też robotnicy zatrudnieni przy gaszeniu wapna powinni nosić specjalną odzież i okulary ochronne. Sparzone wapnem miejsce należy przemyć wodą z octem, spłukać czystą wodą i posmarować maścią przeciw oparzeniom. W razie dostania się wapna do oczu należy natychmiast wezwać lekarza. Do czasu przybycia lekarza oczy należy przemywać słabym roztworem kwasu bornego. Robotnicy stale zatrudnieni przy gaszeniu wapna powinni zakładać pochłaniacze (półmaski) dla ochrony dróg oddechowych.
Gips. Zarówno wielkość produkcji, a co za tym idzie i rozpowszechnienie gipsu, jak i stan wiedzy o gipsie był u nas dotychczas niezadowalający. Gips produkowany był dotychczas, przez kilka wytwórni dość prymitywnie wyposażonych. W związku z tym jakość produktu była na ogół niska i niejednolita. Ostatnio
72
produkowane były dwa rodzaje gipsu: sztukatorski, używany w budownictwie, i modelarski.
Gips sztukatorski stosowany jest do wypraw na 'gładkie tynki, sztukaterie i inne tynki szlachetne.
W roku 1956 uruchomiona została wielka kopalnia i zakłady gipsowe „Dolina Nidy". Zakłady te produkować będą z czasem różne rodzaje i gatunki gipsu, ale najważniejszy z nich i najczęściej stosowany będzie gips budowlany, odpowiadający właściwościami obecnie produkowanemu gipsowi sztukatorskiemu.
Gips nie należy do spoiw wodoodpornych, jednak pod wpływem wilgoci atmosferycznej nie ulega rozkładowi. Najlepiej zresztą świadczą o tym sztukaterie gipsowe, które odpowiednio zabezpieczone przetrwały wiele lat na zewnętrznych ścianach starych kamienic. Gips budowlany jest produktem przeróbki termicznej (ogrzewania) i mechanicznej (mielenia) skały gipsowej. Otrzymany w ten sposób gips jest spoiwem szybko wiążącym. Wiązanie gipsu rozpoczyna się już po upływie 5—10 minut i kończy się po 20—30 minutach. Czas wiązania gipsu zależy od temperatury otoczenia oraz od miałkości gipsu. Im wyższa temperatura (która jednak nie powinna przekraczać 40° C) i im gips jest bardziej miałki, tym szybciej przebiega proces wiązania.
Wiązanie gipsu polega na początkowo szybkim rozpuszczaniu się gipsu w wodzie, a następnie powolnej jego krystalizacji, wskutek czego zmniejsza się płynność roztworu i powstaje gęsta masa. Po zakończeniu krystalizacji masa gipsowa posiada minimalną wytrzymałość, która stopniowo wzrasta. Twardnienie gipsu polega na całkowitym odparowaniu nadmiaru niezwiązanej chemicznie wody. Czas twardnienia zależy od warunków, w jakich znajduje się twardniejące spoiwo gipsowe.
Ze względu na zastosowanie gipsu jako spoiwa duże znaczenie ma wodoodporność i wytrzymałość gipsu. Te dwie właściwości są ze sobą ściśle związane. Gips po stwardnieniu jest nieodporny na bezpośrednie działanie wody. Przesycony wodą traci poważnie na wytrzymałości, ale może ją niemal całkowicie odzyskać po ponownym wysuszeniu.
Przy zawilgoceniu w najmniej korzystnych warunkach atmosferycznych (100% wilgotności względnej powietrza) wytrzymałość odlewu gipsowego spada do 5 0 % wartości maksymalnej Ł).
Własności wytrzymałościowe gipsu (odlewy czysto gipsowe) są stosunkowo wysokie. Próbki z produkowanych obecnie gipsów osiągają wytrzymałość na ściskanie ponad 100 kG/cm2. Wytrzymałość zależy od miałkości gipsu, ilości dodanej wody i od wspomnianego już zawilgocenia gipsu po stwardnieniu. Miałkość ma wpływ na przebieg wiązania, gdyż gips miałki lepiej się łączy
1 ) W e d ł u g w y n i k ó w b a d a ń I T B .
7 3
z wodą i osiąga wyższą wytrzymałość. Wyroby z grubo mielonych gipsów są mniej wytrzymałe.
Gips reagując z wodą przyłącza jej stosunkowo niewiele, gdy;, zaledwie ok. 18 do 1 9 % w stosunku ciężarowym. Ilość ta wystarcza teoretycznie do przeprowadzenia gipsu półwodnego (palonego) w dwuwodny, a więc do całkowitego związania. Dodawanie większej ilości wody podyktowane jest względami technicznymi, chodzi bowiem o uzyskanie gęstości odpowiadającej potrzebom produkcji budowlanej. W zależności od zastosowania dodaje się do gipsu od 30 do 6 0 % wody. Pozostała ilość wody, ponad 18—19%, wyparowuje pozostawiając pory, które obniżają wytrzymałość twardniejącego gipsu.
Wytrzymałości miarodajne albo normowe bada się przy ilości ok. 6 0 % wody. Według wyników badań przeprowadzonych w ITB nad gipsami produkowanymi w Jędrzejowskich Zakładach Gipsowych, przy dodatku 4 0 % wody zarobowej, uzyskano wytrzymałość odlewów gipsowych wynoszącą ponad 300 kG/cm2.
Gips dzięki swym właściwościom jest lepszym spoiwem od wapna, a niewiele gorszym od cementu. Największą wadą gipsu jest duża szybkość wiązania, która uniemożliwia przygotowanie większej ilości materiałów do produkcji. Czas wiązania można jednak przedłużyć przez zastosowanie różnych opóźniaczy.
Gips budowlany powinien znaleźć szerokie zastosowanie przy produkcji elementów budowlanych ściennych i stropowych oraz izolacyjnych.
Cement. Do wyrobów z zapraw- i betonów stosuje się cement murarski 150, budowlany 250, portlandzki 250 i wyjątkowo do trocinobetonów i pianobetonów — cement portlandzki 350.
Stosowanie cementu 350 do wyrobu elementów o wyższej wytrzymałości, pozornie kosztowne, opłaca się, ponieważ koszt cementu wyrównuje się dzięki zużyciu mniejszej ilości materiału potrzebnego do wykonania konstrukcji. Np. grubość ścian zewnętrznych z elementów trocinobetonowych albo pianobetono-wych wynosi 20—25 cm.
Właściwości cementu są na ogół dobrze znane. Warto jednak zwrócić uwagę, że wytrzymałość cementu, a zatem i wyrobów na spoiwie cementowym zależy nie tylko od marki cementu, ale w dużym stopniu od właściwego sposobu przechowywania, przygotowania zaprawy lub betonu, warunków pielęgnacji itd.
Cement jest materiałem o dużej- higroskopijności i wskutek długiego leżenia wchłaniana przezeń woda wywołuje procesy częściowego wiązania. Rezultatem tego jest powstawanie grudek. Zwietrzenie cementu szczególnie szybko następuje w nieodpowiednio zabezpieczonych przed dostępem wilgoci magazynach. Czas magazynowania w normalnych warunkach na budowie nie po-
74
Avinien przekraczać 3 miesięcy, gdyż gwarancja wytwórcy wygasa po tym terminie.
Cement zawierający grudki trzeba przed użyciem przesiać 1 zmieszać z cementem świeżym. Do wyrobu dachówek w ogóle nie można używać zwietrzałego cementu.
Przy wyrobie elementów budowlanych z zasady dodaje s ię mało wody, jeżeli zaprawa lub beton są ubijane w formach. Mała ilość wody wpływa dodatnio na końcową wytrzymałość gotowego wyrobu.
Przy mieszaniu zapraw i betonów należy przestrzegać następującej zasady: im lepsze wymieszanie, tym lepsze wiązanie. Specjalnie ważne jest dobre wymieszanie przy spoiwach cemen-towo-wapiennych i cementowo-glinianych.
Cement zarobiony wodą zaczyna wiązać po upływie ok. 1 do 2 godzin. Zależy to głównie od temperatury otoczenia. Ważne jest zatem takie zorganizowanie produkcji, ażeby przygotowany beton lub zaprawa była zużyta przed rozpoczęciem wiązania spoiwa. W okresie letnich upałów należy zwrócić na to szczególną uwagę, gdyż spoiwo wiąże wyjątkowo szybko, tym bardziej, gdy stosuje się wodę ogrzaną ze zbiorników, beczkowozów itp., a nie zimną ze studni łub wodociągu.
Proces twardnienia można znacznie skrócić przez naparzanie betonu w temperaturze do 80° C. W takich warunkach beton w ciągu kilku godzin osiąga więcej niż połowę miarodajnej wytrzymałości (tj. wytrzymałości, jaką osiąga się w normalnych warunkach po 28 dniach).
Cement jest spoiwem, którego wiązanie i twardnienie polega na przyłączaniu wody. Wszelki niedostatek wody powoduje zakłócenia w procesie wiązania i twardnienia, który przebiega wówczas tylko częściowo, wskutek czego wyroby stają się kruche, o małej wytrzymałości. Obfitość wody w czasie twardnienia jest warunkiem uzyskania żądanej wytrzymałości betonu lub zaprawy. Dlatego o ile do zarobu należy dawać jak najmniej wody, o tyle w czasie pielęgnacji — wody nigdy nie jest za dużo.
Spoiwa mieszane cementowo-wapienne i cementowo-gliniane. Wytrzymałość obu tych spoiw jest w przybliżeniu jednakowa. Nie m a m y szczegółowych danych dotyczących zależności wytrzymałości zaprawy na spoiwie cementowo-wapiennym i cementowo-glinianym od proporcji składników. Wiadomo jednak, że zaprawy o tych samych proporcjach składników przy użyciu jako domieszki wapna lub gliny wykazują zbliżoną wytrzymałość.
Jeśli przyjąć za podstawę wyniki badań ITB nad spoiwem cementowo-glinianym, to w zależności od proporcji składników od 1:0,5:2,5 (cement, zawiesina gliniana o ciężarze 1400 kg/m3, piasek) do 1 :3 :16 można otrzymać zaprawy o wytrzymałości od 80 do 2 kG/cm2.
75
Najczęściej stosowane do wyrobów stosunki składników wynoszą 1:1:4 do 1:2:7. Przy tych stosunkach wyroby wykazują wytrzymałość rzędu 10—30 kG/cm2. Przy użyciu jako wypełniaczy lekkich materiałów odpadkowych wytrzymałość będzie nieco niższa.
Zaletą stosowania spoiwa cementowo-wapiennego jest przede wszystkim oszczędność cementu, dochodząca do 50%. Oprócz tego dzięki zastosowaniu wapna zwiększa się w pewnym stopniu ciepłochronność zapraw lub betonów w porównaniu z materiałami na spoiwie czysto cementowym. Wreszcie spoiwo cementowo-wapienne jest w mniejszym stopniu wrażliwe na działanie zawartych w żużlu szkodliwych związków siarki.
Spoiwa cementowo-gliniane, oprócz zalet, które wykazują omówione już spoiwa cementowo-wapienne, odznaczają- się wodo-odpornością, dzięki czemu zwiększa się zakres ich stosowania.
Przygotowanie zapraw i betonów na spoiwach mieszanych jest dosyć t rudne. Warunkiem bowiem wykorzystania w pełni wszystkich zalet cementu jest bardzo dokładne wymieszanie składników. Przy ręcznym mieszaniu jest to nader trudne, ponieważ zarówno ciasto wapienne, jak też i szlam gliniany wskutek swej gęstości i dużej lepkości powodują powstawanie tzw. klusek. Rozrzedzenie mieszaniny przez dodanie wody ułatwiłoby dokładne wymieszanie, ale uniemożliwiłoby późniejsze formowanie elementów.
Dlatego też ręczne przygotowanie gęstych zapraw i betonów, w przypadku użycia spoiw mieszanych (z wyjątkiem spoiw z wapnem sproszkowanym), jest bardzo pracochłonne i potrzeba nań przynajmniej dwa razy tyle czasu co do przygotowania zwykłego betonu.
Chlorek wapniowy. Chlorek wapniowy przyspiesza wiązanie i twardnienie cementu. Przez wprowadzenie do zapraw i betonów na spoiwie cementowym chlorku wapniowego uzyskuje się znacznie skrócenie czasu twardnienia wyrobów. Jest to bardzo ważne szczególnie przy produkcji w okresie zimowym. W niektórych rodzajach betonów, np. w trocinobetonie, dodatek chlorku wapniowego powoduje wzrost wytrzymałości ostatecznej wyrobów, dochodzący do 100% wytrzymałości betonu bez chlorku wapniowego. Wzrost wytrzymałości betonów jest szczególnie ważny przy zastosowaniu cementu marki 150. Im wyższa jest marka cementu, tym wpływ chlorku wapniowego na wytrzymałość jest mniejszy.
Dużą zaletą chlorku wapniowego w przypadku stosowania go do żużlobetonów jest wywoływanie gaszenia spotykanego czasem w żużlu wapna martwopalonego, które, jeśli nie ulegnie zgaszeniu podczas przygotowywania betonu, dogasza się w ścianie i wywołuje rozsadzanie elementów.
Chlorek wapniowy wiąże dużą ilość wody zarobowej i w ten sposób zmniejsza niebezpieczeństwo przesuszenia wyrobów w cza-
7 6
sie twardnienia i obniżenia ich końcowej wytrzymałości wskutek niedostatecznego polewania wodą.
W zastosowaniu do trocinobetonów i betonów z wypełniaczami organicznymi chlorek wapniowy spełnia rolę mineraliza-tora trocin, sieczki, plew i innych materiałów organicznych.
Wreszcie stwierdzono, że chlorek wapniowy zapobiega wysychaniu elementów trocinobetonowych do stanu grożącego ich zniszczeniem oraz zmniejsza nasiąkliwość elementów trocinobetonowych.
Do wad chlorku wapniowego należy zaliczyć nie zawsze pożądaną higroskopijność, wywoływanie wykwitów na powierzchni wyrobów oraz korozji stali. Dodatek chlorku wapniowego powoduje zwiększenie skurczu betonów.
Chlorek wapniowy używany jest tylko do betonów i zapraw na spoiwie cementowym w postaci roztworu wodnego, dolewanego do betonu jako woda zarobowa. Do żużlobetonów zaleca się roztwór 4% (4 kg chlorku na 100 1 wody), a do trocinobetonów i betonów z wypełniaczami organicznymi 6% (6 kg chlorku na 100 1 wody).
Chlorek wapniowy produkowany jest w postaci płatków i pakowany w szczelnie zamknięte bębny blaszane. W razie zbrylenia chlorku, najszybciej rozpuszcza się go w małej ilości gorącej wody.
S P R Z Ę T I U R Z Ą D Z E N I A D O P R O D U K C J I
Ponieważ technologia produkcji wyrobów z zapraw, betonów i gliny jest bardzo podobna i stosowane są do niej niejednokrotnie te same maszyny, narzędzia i urządzenia, omówione one zostaną wspólnie. Produkcja tych wyrobów dzieli się na następujące 4 e tapy:
1) przygotowanie zarobu, 2) formowanie elementów, 3) pielęgnacja elementów, 4) t ransport elementów.
Stoły do mieszania zapraw i betonów. Na stołach tych miesza się ręcznie za pomocą łopat wszelkiego rodzaju zaprawy i betony. Stoły do mieszania są to po prostu płyty z desek, zbite od spodu dwoma albo trzema poprzeczkami. Z wierzchu deski powinny być ostrugane, ażeby ułatwić pracę łopatami i uniknąć zadzierania. Wymiary stołów dostosowuje się w zasadzie do objętości jednorazowo przygotowanego zarobu. Na stołach nie opłaca się przygotowywać mniejszych ilości od 0,2 m 3 . Nie powinno się zaś więcej przygotowywać niż 0,5 m3, ponieważ większą ilość trudno dobrze przemieszać. Najczęściej wykonuje się stoły o wymiarach
77
2 x 3 m do 2,5 x3,5 m. Ten ostatni wymiar wystarcza do przygotowania zarobu o objętości 0,5 m 3 .
Stół ustawia się na wyrównanym terenie. Przed rozpoczęciem mieszania stół należy zlać wodą, żeby uszczelnić szpary pomiędzy deskami. Po zakończeniu roboty należy usunąć ze stołu resztki betonu.
Skrzynki do odmierzania składników. Proporcje składników zapraw i betonów podawane są najczęściej w postaci stosunków
objętościowych. W celu ułatwienia odmierzania składników należy używać jednej miary i to o takiej objętości, ażeby po zmieszaniu wszystkich składników w danej proporcji uzyskana mieszanina miała objętość
-odpowiadającą pojemności stołu, mieszadła, betoniarki itp. Do tego celu używa się skrzynek bez dna (rys. 27)..
R y s . 27. S k r z y n k a bez dna Objętość skrzynki ustala się w ten sposób, że pojemność urządzenia do
mieszania dzielimy przez ostatnią cyfrę proporcji. Np. skrzynka dla betonu żużlowego o proporcji 1 : 2 : 6, mieszanego na stole o pojemności 0,5 m3, powinna mieć objętość 0,5 : 6 = ok. 0,085 (85 litrów). v
Gdyby skrzynka miała być za mała z powodu dużej ostatniej cyfry proporcji i małej pojemności urządzenia do mieszania, można ją wykonać o wymiarach dwa razy większych.
Mieszadło konne skrzyniowe. Mieszadło skrzyniowe (sznajder) stosowane jest najczęściej do mieszania gliny i zapraw glinianych z dodatkami włóknistymi w stanie plastycznym lub półplastycz-nym. Może być również stosowane do mieszania gęstych zapraw wapiennych, przygotowanych z ciasta wapiennego.
Budowa mieszadła jest bardzo prosta, można je też wykonać na miejscu budowy przy pomocy cieśli i kowala (rys. 28). Mieszadło składa się z obudowy drewnianej i wału z grzebieniami stalowymi. Obudowa może być wykonana w formie beczki o kolistym przekroju albo w formie graniastosłupa wielobocznego. Zależy to od umiejętności wykonawcy. Obudowę ściąga się kilkoma" obręczami z bednarki oraz usztywnia trzema jarzmami z krawędziaków ściągniętych na śruby.
Słupy, które wkopuje się w ziemię w celu umocowania i usztywnienia mieszadła, zamiast na zewnątrz (rys. 28) można umieścić pomiędzy obudową i jarzmami.
U dołu obudowy jest otwór, przez który przechodzi wymieszana zaprawa.
Wał stalowy o średnicy 4—5 cm jest umieszczony pionowo w środku obudowy. U góry wału umocowane jest gniazdo do
7 8
dyszla, do którego zaprzęga się konie. U dołu wał zakończony jest czopem, którym opiera się w łożysku. W wale symetrycznie rozmieszczone są otwory do umocowania grzebieni, a na dole tuż nad otworem wylotowym umieszczona jest ślimacznica, służąca do wyciskania przerobionej zaprawy. W razie braku ślimacznicy mogą to być cztery odcinki płaskiego żelaza tak nachylone, jak skrzydła wiatraka, w sposób pokazany na rys. 28 (przy obrocie wału na prawo). Kąt nachylenia skrzydeł nie powinien być za duży, gdyż zaprawa jest wówczas za szybko usuwana na zewnątrz, wskutek czego niedokładnie zostanie przerobiona.
Pojemność mieszadła wynosi ok. 0,5 m 3 .
Mieszadło wbudowuje się na placu wyrównanym w promieniu 3—4 m (na długość dyszla). W środku placu wkopuje się 3 słupy z krawędziaków albo okrągłe o długości 3 m. Słupy powinny wystawać nad powierzchnię nie więcej niż 1 m. Pomiędzy słupami umieszcza się mieszadło zagłębione w ziemi tak, żeby jedna krawędź znajdowała się na jednym poziomie ze słupami. Następnie słup\ r i obudowę mieszadła ściąga się jarzmami.
Od strony otworu wylotowego wykonuje się wykop, który przy mieszadle powinien mieć głębokość taką, żeby można było swobodnie pracować pod dyszlem. Wykop od mieszadła podnosi się równomiernie aż do poziomu terenu na okręgu, po którym chodzi koń (rys. 29). Wykop służy do transportu taczkami składników zaprawy i gotowej mieszaniny.
Składniki ładuje się do mieszadła w sposób ciągły, ażeby uzyskać dobrze przemieszany materiał. Ładowanie wykonuje się szuflą według ustalonej proporcji.
R y s . 28 . Mieszadło skrzyniowe-
79-
Dzienna wydajność mieszadła skrzyniowego wynosi ok. 10 m 3 . Mieszadło konne bronowe. Mieszadło bronowe ma jeszcze
prostszą budowę niż skrzyniowe i posiada tę zaletę, że można w nim regulować dokładność wymieszania. Jest to szczególnie
R y s . 29. U r z ą d z e n i e p l a c u p r z y mieszad le s k r z y n i o w y m
ważne przy zaprawach piaskowo- i żużlowo-wapiennych na cieście wapiennym. Stosowanie jego wskazane jest w przypadku dużego zapotrzebowania dziennego zaprawy oraz do zapraw bardzo gę-
R y s . 30. Mieszadło b r o n o w e
stych, np. do wykonywania ścian ubijanych. Mieszadło bronowe składa się z dyszla z przyczepionymi doń bronami, które mieszają składniki umieszczone w płytkim wykopie o kształcie pierścienia (rys. 30).
Dno i boki wykopu wykłada się deskami, króciakami lub oblinami. Wymiary wykopu są dowolne i zależą od zapotrzebowania zaprawy czy betonu.
80
Dyszel z krawędziaka, jak do kieratu, osadza się na czopie słupa wkopanego w środku okręgu wyznaczonego przez wykop. Brony mogą mieć różny kształt, muszą jednak zapewniać równomierne i całkowite wymieszanie składników.
Mieszadło załadowuje się równymi porcjami dookoła, sypiąc składniki według ustalonego stosunku.
Mieszarki do zapraw. Mieszarki do zapraw są maszynami silnikowymi o napędzie elektrycznym. Jakkolwiek przeznaczone są do mieszania zapraw, mogą być również przydatne do mieszania betonów żużlowych, trocinowych i z wypełniaczami organicznymi. Betony te ze względu na małą, ilość wody zarobowej trudno jest wymieszać w zwykłych betoniarkach wolnospadowych, używanych do przygotowania betonu żwirowego, który posiada zwykle konsystencję plastyczną.
M i e s z a r k a k i e 1 i c h o-w a (rys. 31) jest mieszarką o działaniu okresowym. Zasada działania i budowa mieszarki kielichowej są podobne do mieszadła konnego skrzyniowego. Obudowa mieszarki ma kształt nieco zwężony ku fiołowi. Mieszadło (wał z grzebieniami) jest osadzone w środku obudowy i napędzane jest przez silnik elektryczny za pomocą trzech pasków klinowych i przekładni zębatej. Mieszarka wraz z silnikiem umieszczone są na wspólnej podstawie.
Charakterystyka techniczna produkowanej w kraju mieszarki kielichowej (rys. 31):
Pojemność 200 1 Wydajność 3—6 m3/godz Wvmiary:
1800 mm 1250 mm 1130 mm
685 kg Silnik elektryczny trójfazowy, zwarty, zamknięty
moc 1,5 kW obroty 1450 obr/min napięcie 220 380 V
Składniki zapraw z betonów zasypuje się ręcznie górą. Po wsypaniu kruszywa i spoiwa dodaje się wodę. Po dokładnym
R y s . 3 1 . M i e s z a r k a k ie l ichowa
6 — Miejscowe mat. bud. 81
wymieszaniu, którego czas zależy od gęstości zaprawy, otwiera się zasuwę wylotu mieszarki (u dołu) i opróżnia się mieszarkę.
M i e s z a r k a k o r y t k o w a (rys. 32a) działa n a zasadzie pracy ciągłej. Obudowa w kształcie koryta ustawiona jest prawie
poziomo, z małym nachyleniem w stronę wylotu. Mieszadło ma skrzydła symetrycznie rozmieszczone na wale i skręcone w ten sposób, że powodują przesuwanie mieszaniny ku wylotowi.
Mieszadło napędzane jest silnikiem elektrycznym za pomocą pasków klinowych "i przekładki zębatej.
Charakterystyka techniczna produkowanej w kraju mieszarki korytkowej (rys. 32b):
Wydajność 6 m3/godz Obroty mieszadła 120 obr/min Długość całkowita 2600 mm Szerokość całkowita 1250 mm
1250
R y s . 32. M i e s z a r k a k o r y t k o w a : a) w i d o k mieszark i , b) r z u t y m i e s z a r k i
Wysokość całkowita Ciężar
2076 mm 600 kg
Silnik elektryczny trójfazowy, zwarty, zamknięty moc 2,2 kW ' obroty 1450 obr/min napięcie 220/380 V
82
Składniki zapraw i betonów zasypuje się ręcznie przez obudowany wsyp.
Dozowanie wody wymaga dużej wprawy. Dokonuje się je ręcznie za pomocą kranu zbiorniczka, umieszczonego nad wsypem mieszarki.
Betoniarki. Do przygotowywania betonów mogą mieć zastosowanie betoniarki, o działaniu okresowym, dwóch typów: przeciwbieżne i wolnospadowe. Używane u nas betoniarki o działaniu
Rys . 33. B e t o n i a r k a p r z e c i w b i e ż n a : a) widok, b) miesza ln ik
ciągłym nie są przystosowane do pobierania takich składników lekkich betonów, jak trociny, sieczka i tp.
Dla potrzeb produkcji elementów na placu budowy wystarcza betoniarka o pojemności 150 lub 250 1.
B e t o n i a r k i p r z e c i w b i e ż n e (rys. 33) składają się z dwóch zasadniczych części: mieszalnika w kształcie misy i mieszadeł łopatkowych. Zasadą działania wszystkich typów betoniarek przeciwbieżnych jest jednoczesny obrót misy i mieszadeł w przeciwnych kierunkach. Uzyskuje się dzięki temu bardzo dokładne wymieszanie betonu, bez względu na jego gęstość.
Charakterystyka techniczna betoniarki przeciwbieżnej, firmy Cyklon, 150 1, przewoźnej:
Pojemność Wydajność Długość Szerokość Wysokość Ciężar Moc silnika
4 5 0 1 7,5 m3/godz 2100 mm 1700 mm II00 mm 2,9 t 1 kW
Składniki betonu zasypuje się do betoniarki przeciwbieżnej z góry. Jeżeli spoiwo jest sypkie (cement, wapno hydratyzowane), to najpierw miesza się je na sucho, a dopiero potem dolewa wodę.' Przy użyciu ciasta wapiennego albo spoiwa cementowo-glinianego
83
najpierw trzeba trochę rozwodnić spoiwo (ciasto wapienne) i zmieszać je z małą ilością kruszywa, a dopiero potem resztę kruszywa i ewentualnie wodę.
B e t o n i a r k i w o 1 n o s p a d o w e działają na zasadzie przerzucania masy betonu przez nieruchome skrzydła mieszalnika (rys. 34). W betoniarkach tych t rudno jest wymieszać gęste mieszaniny betonowe, gdyż przylepiają się do ścian mieszalnika i tru
dno je usunąć z betoniarki. Betoniarki te nie nadają się zupełnie do przygotowania betonu na spoiwie z ciasta wapiennego.
Spośród różnych typów betoniarek wolnospadowych najbardziej odpowiednia jest w przypadku niedużej produkcji betoniarka kielichowa o pojemności 150 1 (rys. 35). Mieszalnik tej betoniarki jest cały odkryty i w przypadku przyklejenia się do jego ścian mieszaniny bez trudu można ją odbijać za pomocą drewnianego pobijaka.
Mieszalnik obraca się w jednym kierunku i jest napędzany przez silnik elektryczny albo spalinowy.
Charakterystyka techniczna betoniarki 150 1: Pojemność zasypowa (objętość składników) 150 1 Objętość 1 zarobu 105 1
R y s . 34. D z i a ł a n i e b e t o n i a r k i w o l n o s p a d o w e j
Wymiary: długość 2000 mm szerokość 890 mm wysokość 1650 mm
Ciężar 1000 kg
Silnik elektryczny trójfazowy, zwarty, zamknięty moc 1,5 kW obroty 1500 obr/min napięcie 220/380 V
Silnik spalinowy, benzynowy, jednocylindrowy dwusuwowy, chłodzony powietrzem, typ S-82.
Składniki betonu zasypuje się ręcznie bezpośrednio do mieszalnika. Wodę dozuje się „na oko" z kranu albo ręcznie wiadrem. Opróżnienie mieszalnika następuje przez przechylenie go za pomocą dźwigni.
Kruszarki. Żużle paleniskowe zawierają często duże bryły, które trzeba rozdrobnić przed zmieszaniem ze spoiwem. Przy
małym zapotrzebowaniu żużla, rozbija się bryły ręcznie za pomocą ubijaka. Przy większym zapotrzebowaniu i stałej produkcji opłaca się zastosowanie kruszarki silnikowej. Istniejące kruszarki do kamieni nie są odpowiednie w przypadku żużla, ponieważ są
Rys . 35. B e t o n i a r k a w o l n o s p a d o w a po j . 150 1
R y s . 36. K r u s z a r k a w a l c o w a
za ciężkie i zużywają za dużo energii elektrycznej. Do tego celu można wykonać sposobem gospodarczym lekką kruszarkę biorąc za wzór kruszarkę pomysłu mistrza ślusarskiego Antoniego Jezierskiego*) (rys. 36). Rozdrabnianie żużla w tej kruszarce
' ) A. Dreeki , E. L e b d a : Ż u ż l o b e t o n w b u d o w n i c t w i e wie j sk im. W y d . I I . P W R L 1955.
85 84
następuje pomiędzy walcem skośnie rowkowanym a blachą stalową. W celu uzyskania nierównej powierzchni walca można przyspawać do niej kawałki stali o przekroju kwadratowym. Odległość płyty z blachy stalowej od walca reguluje się za pomocą śruby i uzyskuje się. w ten sposób odpowiednią granulację żużla.
Żużel ładuje się ręcznie szuflami do kosza zasypowego. Kruszarka napędzana jest silnikiem elektrycznym o mocy 2 kW. Wydajność kruszarki wynosi 4,5 t żużla na 8 godzin przy
granulacji do 15 mm. Sita. Do ręcznego przesiewania kruszyw i wypełniaczy, w celu
uzyskania żądanej granulacji, używa się sit o wymiarach ok. 100 x 150 cm. Są to siatki z drutu o oczkach dostosowanych do potrzeb, rozpięte na prostokątnej drewnianej ramie.
Najczęściej używane są siatki o oczkach od 4 do 10 mm. Przy przesiewaniu sito ustawia się pod kątem 45° i podpiera podpórką. Ażeby zmniejszyć średnicę odsiewanych ziaren kruszywa (tych, które przelatują przez sito), należy sito ustawić bardziej pionowo. W ten sposób można regulować granulację przesiewu na tej samej siatce. Do przesiewania nadaje się tylko suche kruszywo.
Dachówczarki. Dachówczarki do ręcznego wyrobu dachówek, niezależnie od typu, mają podobną konstrukcję. Są to stoliki stalowe na czterech nogach, w których płycie znajduje się skrzynka z ruchomym dnem w postaci rusztu, którego położenie zależnie od żądanej grubości dachówki, reguluje się za pomocą śrub (rys. 37). Ściany skrzynki mają kształt odpowiadający dachówce. Spód dachówki jest formowany przez stalową podkładkę, którą umieszcza się w skrzynce na ruszcie. Po skończonym formowaniu podkładkę wypycha się do góry za pomocą sworzni połączonych z pedałem nożnym.
Wierzch dachówki formuje się za pomocą gładzika (strychulca) stalowego o odpowiednim profilu, przesuwanego po dwóch prowadnicach.
Ażeby przy wypychaniu uformowanej dachówki ze skrzynki nie uszkodzić boków i krawędzi dachówki, do płyty stolika przymocowana jest zawiasowo ramka -— obcinacz o wykroju odpowiadającym dachówce. Przed naciśnięciem pedału ramkę opuszcza się na płytę stojaka i w ten sposób pogrubia się ścianki skrzynki.
W zależności od rodzaju dachówki, dachówczarki oprócz różnego kształtu skrzynki formowej i gładzika mają także odmienne urządzenia do wykonania pewnych szczegółów charakterystycznych dla danego rodzaju dachówki. Dachówczarki do wyrobu karpiówki mają klapkę ruchomą służącą do wyrobienia wspólnej półokrągłej krawędzi dwóch części dachówki (rys. 37b). Dachówczarki do wyrobu dachówki żłobionej mają nóż do wykonania
wypustu uszczelniającego połączenia między dwoma sąsiednimi dachówkami (rys. 37c). Nóż osadzony jest na zawiasach przymocowanych do obcinacza.
Do kompletu narzędzi potrzebnych do wyrobu dachówek należą (oprócz dachówczarki i gładzika): 400—500 sztuk podkładek stalowych, skrzynka na zaprawę, kielnia do nakładania zaprawy,
R y s . 37. D a c h o w c z a r k a : a) w i d o k ogólny, b) s k r z y n k a f o r m o w a do d a c h ó w k i k a r p i ó w k i ,
c) s k r z y n k a f o r m o w a do d a c h ó w k i żłobionej
sitko do posypywania cementem, pędzel do skrapiania dachówki wodą, naczynie z olejem mineralnym do smarowania podkładek.
Bardzo duży wpływ na jakość wyrobu ma gładzik. Ażeby uformować dokładnie górną powierzchnię dachówki, gładzik nie może zbyt luźno przesuwać się po prowadnicach. Gładzik po dłuższym użytkowaniu wyrabia się i wówczas trzeba wymieniać wkładki na jego bocznych ściankach (rys. 38).
Dachówczarki, a szczególnie podkładki i gładziki muszą być R y s . 38 . G ł a d z i k (strychulec) pieczołowicie konserwowane. Po z w k ł a d k ą w y m i e n n ą pracy trzeba usunąć z nich resztki zaprawy, a skrzynkę, ramkę, gładzik i wolne podkładki, wytrzeć do sucha i przetrzeć szmatą nasyconą oliwą.
Gąsiorczarka. Gąsiorczarka do ręcznego wyrobu gąsiorów dachowych jest bardzo prosta. ' Na podstawie drewnianej umocowane są yv pewnym od siebie odstępie dwa półkola żeliwne (rys. 39).
87 86
Nakłada się na nie podkładkę stalową o odpowiednim profilu, na której formuje się gąsior za pomocą gładzika.
Ceglarki. Spośród różnych typów ręcznych ceglarek omówione zostaną dwa zasadnicze: wielocegłowa z ruchomym dnem i pojedyncza z ciężkim ubijakiem. Stosowane są czasami również formy strycharskie, używane do wyrobu cegieł.
G e g l a r k ę p o j e d y n c z ą , z ciężkim ubijakiem można wykonać w warsztacie mechanicznym. Nadaje się ona specjalnie do formowania cegieł lub bloków z mieszaniny piaskowo-wapien-nej, która wymaga silnego ubicia w celu uzyskania dostatecznie dużej wstępnej spoistości.
Ceglarka zmontowana jest na stalowej ramie i składa się z ruchomej formy, ubijaka i zaczepu (rys. 40). Forma ma wy-
R y s . 39. G ą s i o r c z a r k a R y s . 40. Ceglarka p o j e d y n c z a z c iężk im u b i j a k i e m
miary dostosowane do wymiaru cegły. Forma jest bez dna i umocowana jest do ramienia połączonego na zawiasach z ramą podstawy. Forma ma przyspawany uchwyt do podnoszenia. Ubijak stalowy o wymiarach cegły z dwoma uchwytami jest tak samo jak forma umocowany na ramieniu, za pomocą zawiasów, do ramy podstawy. Ramię ma długość ok. 50 cm i dzięki temu łatwo uzyskać silny zamach, potrzebny,do ubicia zaprawy.
Zaczep wykonany jest w formie pałąka ze stalowego płaskownika o grubości 5 mm i służy do zaczepienia ubijaka po skończonym ubijaniu.
Do wyposażenia ceglarki potrzebne jest kilka podkładek z blachy, które podkłada się pod formę. Pustaczarka pokazana na rys. 40, stosowana w okresie akcji odbudowy wsi w latach 1945— 1947, służyć może jako wzór do dalszych ulepszeń.
Przed przystąpieniem do pracy ceglarkę należy umieścić na sztywnej podstawie na wysokości dogodnej do formowania. Zaprawę nakłada się z nadmiarem. Do ubicia wystarczą 3 silne ude-
88
rżenia, następnie ubijak podnosi się i zaczepia o zaczep, p o d n o s i się nieco formę i wyjmuje cegłę. W ciągu 8 godzin można uformować na tej ceglarce 400—500 szt.
C e g l a r k a w i e l o c e g ł o w a stosowana jest d o wyrobu cegieł z betonów i zapraw na spoiwie cementowym, cementowo-wapiennym i cementowo-glinianym. Ceglarka tego typu zbudowana jest na tej samej zasadzie co dachówczarki. W płycie żelaznego stolika umieszczone są cztery, pięć lub więcej skrzynek o wymiarach cegły z ruchomymi dnami (rys. 41). Dno stanowią podkładki z blachy, podnoszone jednocześnie przez naciśnięcie pedałem lub dźwignią ręczną.
Do zagęszczania zaprawy lub betonu służy drewniany ubijak -z uchwytem.
Do skrzyni wrzuca się zaprawę z niewielkim nadmiarem i ubija ubijakiem. Następnie zaciera się wierzch cegieł płaskim strychul-cem, podnosi się cegły do góry, pomocnik podkłada pod wszystkie cegły deskę, na której odnosi je na plac.
Dwóch robotników wyrabia na tej ceglarce w ciągu 8 godzin od 1000—1600 szt, R y s . 41. Ceglarka wielocegłowa
Ceglarki po pracy trzeba dokładnie oczyścić z resztek betonu, a skrzynki, podkładki i ubi-jaki stalowe wytrzeć do sucha i przetrzeć szmatą nasyconą oliwą.
Formy do bloków. Bloki o różnych wymiarach (najczęściej 2 5 x 1 2 x 1 2 lub 33 X 16 X 21,5 cm) wykonuje się w formach bez dna, zwykle drewnianych, obitych od wewnątrz blachą lub tylko ostruganych i nasyconych olejem mineralnym. Mogą to być formy pojedyncze, podwójne, a nawet poczwórne i większe. Dotychczas przyjęły się dwa zasadnicze typy form (rys. 42). Forma pierwszego typu składa się z dwóch jednakowych połówek, połączonych za pomocą zawiasów i rygli (rys,i 42a). Drugim typem są formy wieloblokowe, których połówki są odpowiednio większe, a na wewnętrznych ściankach połówek wyrobione są wręby do zakładania przegródek (rys. 42b).
Przed użyciem zamyka się formy na rygle. Po ubiciu bloków rygle zwalnia się i rozchyla się obie połówki.
W formach wielokomorowych bloki ubija się na wyrównanym placu o twardej nawierzchni. Jeżeli grunt na placu jest sypki, to bloki należy ubijać na podkładkach z desek.
89
Do ubijania używa się lekkich ubijaków. a bloki z gliny można ubijać nawet nogami.
Przy formowaniu bloków pracuje dwóch robotników. Wydajność zespołu zależy od wymiarów bloków. Orientacyjnie jeden zespół może wyrobić w ciągu 8 godzin ok. 3 m3 przygotowanej zaprawy, mieszaniny glinianej lub betonu.
Oprócz opisanych form drewnianych spotykane są jeszcze w kraju formy stalowe do wyrobu bloków pustakowych, tzw. Ideał.
Rys . 42. F o r m y d o b l o k ó w : a) p o d w ó j n a — do b loków 'z lekkie j g l iny, b) p o c z w ó r n a — do b loków
z gl iny ciężkiej
Forma taka składa się ze skrzynki bez dna. okularu i ubijaka (rys. 43).
Do skrzynki wrzuca się luźno zaprawę, na wierzch nakłada się okular i ubija. W czasie ubijania należy ubijak prowadzić możliwie pionowo, aby otrzymać równe pustki. Po ubiciu skrzynkę odwraca się do góry dnem, zwalnia rygle i otwiera boki skrzynki.
Wymiary skrzynki są równe 1 3 x 1 3 x 2 7 cm, czyli odpowiadają wymiarom podwójnej cegły dawnego typu.
Dwóch robotników może uformować dziennie do 1000 szt. bloków.
Formy do p h i . Płyty izolacyjne oraz nośne na ścianki działowe i stropy wyrabia się w zwykłych rozbieranych formach drewnianych lub stalowych. W zależności od rodzaju spoiwa i przeznaczenia płyt używa się form poziomych lub pionowych. Szybciej produkuje się płyty na formach poziomych. W formach pionowych produkcja trwa dłużej, ale uzyskuje się lepsze zagęszczenie betonu, a tym samym większą wytrzymałość płyty.
Na ogół w formach pionowych wyrabia się tylko płyty z lekkiej gliny przeznaczone do budowy ścianek działowych.
Poziome formy do płyt izolacyjnych i płaskich płyt stropowych wykonane są w postaci ramki złożonej z 4 łat, łączonych na kołki
90
stalowe (rys. 44) albo na zawiasy i rygle, jak formy do bloków. Można też wykonać formy bateryjne na kilka płyt. Formy takie stosowane są do płyt wyrabianych z betonu plastycznego. Rozbiera się je dopiero po stężeniu .betonu, a przed użyciem trzeba je smarować od wewnątrz olejem mineralnym.
Do wyrobu płyt izolacyjnych z gipsobetonu używane są poziome formy z okrągłymi rdzeniami w celu uzyskania otworów w płycie (rys. 45).
Rdzenie wyciąga się po stężeniu betonu. Formy pionowe składają się z dwóch płyt wykonanych z desek
usztywnionych poprzeczkami i rozpartych pomiędzy sobą po bokach listwami. Płyty z desek mogą być łączone w różny spo- , sób: klamrami i klinami, jarz-maini drewnianymi lub ryglami stalowymi.
Ażeby całe urządzenie usztywnił- w położeniu pionowym, umocowuje się jedną płytę na dwóch poziomych balach i podpiera się ją zastrzałami.
Pomysłowe rozwiązanie urządzenia do wyrobu płyt z lekkiej gliny do ścian działowych pokazano na rys. 46. Forma jest tu połączona razem ze stołem, na którym umieszcza się zaprawę.
Formy i pustaczarki do ręcznego wyrobu pustaków. Pustaki, a w szczególności cienkościenne pustaki stropowe, muszą być specjalnie dokładnie zagęszczane. Pustaki Alfa można zagęszczać przez ubijanie, inne typy cienkościennych pustaków zagęszczane
R y s . 4E F o r m a d o p ł y t p u s t k o -w y c h
' J i
są przez wibrowanie. Do wyrobu cienkościennych pustaków Dziur-kowiec. Muranów, DMS, TK używane są rozbierane albo stale formy stalowe. Kształt forem dostosowany jest do kształtu pustaków. Otwory w pustakach ściennych uzyskuje się dzięki "k'
Rys . 46. F o r m y do p ł y t na śc ianki d z i a ł o w e z lekkiej g l iny : a) u r z ą d z e n i e do u b i j a n i a p ł y t w p ł a s z c z y ź n i e p ł y t y , b) forma do ubi jania
w płaszczyźnie p r o s t o p a d ł e j do p ł y t y
mocowanym w podstawie formy rdzeniom o przekroju odpowiadającym kształtowi otworów.
Dno w formach stałych jest ruchome, z otworami na rdzenie. Formy stałe mają lekko rozchylone ku górze ściany, ażeby ułatwić wypchnięcie gotowego pustaka (rys. 47).
Cykl produkcyjny przy wyrobie pustaków w formach stałych składa się z następujących czynności:
92
Zawiasu Rażenie
Otwierany Dok /
R y s . 48. P u s t a c z a r k a Alfa
1) włożenie ruchomego dna do formy, 2) napełnienie formy betonem, 3) zagęszczenie betonu, 4) odwrócenie formy dnem do góry i ustawienie na podkładce, 5) wypchnięcie pustaka przez naciskanie ruchomego dna za po
mocą wypychaczy (kołków) z jednoczesnym podnoszeniem formy. Wydajność pracy przy formowaniu pustaków zależy od ro
dzaju pustaka i sposobu zagęszczania mieszanki betonowej. Dwuosobowy zespół np. wykona na stole wibracyjnym w ciągu 8 godzin i odniesie wraz z rozformowaniem ok. 95 sztuk pustaków
DMS-65. Natomiast pięcioosobowy zespół w tych samych warunkach wykona 190 sztuk pustaków 4-ce-głowych typu Muranów.
Pustaki Alfa wykonuje się w ruchomych stalowych pustaczarkach (rys. 48). Pustaczarki te mają długie rączki i kółka, dzięki czemu można je łatwo trans
portować z miejsca wyrobu na płac, gdzie odbywa się twardnienie. Pustaczarka Alfa składa się ze skrzynki na kółkach i dwóch
uchwytów. Skrzynka osadzona jest jedną krawędzią na osi kół, przy drugiej krawędzi unieruchomiona ryglem połączonymi z uchwytami.
Dno i trzy boczne ścianki skrzynki są rozchylane i połączone za pomocą zawiasów z przednią boczną ścianką skrzynki. Całość jest zamykana za pomocą drugiego rygla umieszczonego na górnej krawędzi tylnej ścianki. W przedniej ściance skrzynki wyrobione są dwa bieguny ułatwiające wywrócenie skrzynki dnem do góry. W dnie są otwory służące do wsunięcia rdzeni formujących otwory w pustaku. Rdzenie wykonane są z blachy i osadzone za pomocą śrub do żeliwnej podstawy. Po wsunięciu rdzeni do skrzynki podstawę łączyr się z dnem skrzynki za pomocą dwóch rygli obrotowych. Rygle są w ten sposób osadzone, że przy otwieraniu ich (przez podniesienie). powodują samoczynne nieznaczne wysunięcie rdzeni ze skrzynki.
Wewnętrzne wymiary skrzynki odpowiadają wymiarom pustaka Alfa 49,5x25x24,5 cm.
Do pełnego wyposażenia-pustaczarki należy ubijak do ubijania mieszanki betonowej w skrzynce, płaski gładzik do wyrównania wierzchu pustaka oraz blaszane przekładki do produkcji niepełnych pustaków.
Obsługa pustaczarki jest bardzo prosta. Przed rozpoczęciem pracy pustaczarka powinna być oczyszczona wewnątrz z resztek
94
betonu i zmyta wodą. Wszystkie rygle powinny być zamknięte. Mieszankę betonową wsypuje się stopniowo i ubija (rys. 49a). Po wyrównaniu wierzchu gładzikiem (rys. 49b) podjeżdża się do ułożonego już rzędu pustaków w takiej odległości od ostatniego pustaka, żeby nie uszkodzić go przy wywracaniu i otwieraniu formy. Następnie zwalnia się rygiel łączący skrzynkę z uchwytami pustaczarki i odwraca się skrzynkę do góry dnem (rys. 49c).
Rys. 49. O b s ł u g a p u s t a c z a r k i : a) ubi janie, b) w y g ł a d z a n i e , c) o d w r ó c e n i e formy, d) odsunięc ie formy
W celu wyrównania podłoża pod pustakiem i zapobieżenia pęknięciom wykonuje się kilka ruchów uchwytami pustaczarki w prawo i w lewo. Po prawidłowym ustawieniu skrzynki w rzędzie ostrożnie wyciąga się z niej rdzenie. Następnie zwalnia się rygiel łączący przednią (w położeniu normalnym — tylną) ściankę skrzynki ze ściankami bocznymi, podnosi się ją wraz z dnem
95
i rozchyla boki. Jednocześnie pomocnik naciska lekko uchwyty pustaczarki, które dzięki oparciu na opuszczonej ramie rygla skrzynki podnoszą skrzynkę nieznacznie do góry i odciąga ostrożnie pustaczarkę do tyłu (rys. 49d). x
Na tej pustaczarce dwuosobowy zespół betoniarzy może wykonać w ciągu 8 godzin od 70 do 100 sztuk pustaków. Po skończonej pracy formy metalowe i pustaczarki muszą być dokładnie oczyszczone z resztek betonu i nasmarowane środkami konserwującymi. W pustaczarce najwięcej uwagi przy czyszczeniu należy poświęcić rdzeniom.
Wibratory. Zagęszczanie mieszanki betonowej w formach do bloków, płyt lub pustaków osiąga się albo przez ręczne ubijanie, albo przez mechaniczne wstrząsanie wibratorami.
Wibratory wywołują drgania o dużej częstotliwości (od 2500— 10 000 drgań na 1 minutę). Drgania te przekazywane mieszance
R y s . 50. S t ó ł w i b r a c y j n y
betonowej powodują ściślejsze układanie się kruszywa i wypieranie zbędnej wody. Zagęszczenie przez wibrowanie jest dokładniejsze, bardziej równomierne i szybsze niż przez ręczne ubijanie. Oprócz tego podczas wibrowania nie ulega zniszczeniu struktura lekkiego kruszywa, czego przy ubijaniu ręcznym nie podobna uniknąć.
Stoły wibracyjne produkujemy w kraju o dwóch wymiarach płyty 1,20x1,00 i 2,20x1,20. Stół wibracyjny składa się z podstawy w kształcie ramy, 4 albo 6 nóg, płyty i silnika napędowego (rys. 50). Element wibracyjny napędzany przez silnik znajduje się pod płytą. Sam silnik zmontowany jest na ramie podstawy stołu. Płyta połączona jest z nogami za pomocą śrub i amortyzatorów z krążków gumowych.
Charakterystyka stołów wibracyjnych: Stal KS-2
96
Silnik elektryczny krótkozwarty, trójfazowy o mocy 1.5 kW, 1450 obr/min, na napięcie 220/380 V
S t ó ł 2200x1200 mm Ciężar 0,66 T Wysokość 585 mm Częstotliwość drgań 3000 obr/min Amplituda drgań • 0—3 mm Silnik elektryczny krótkozwarty, trójfazowy, o mocy 3,2 kW,
2870 obr/min, na napięcie 220/380 V. Formy napełnione mieszanką ustawia się na stole i sztywno
się doń przymocowuje. Służą do tego celu przegubowe łączniki, którymi łączy się ściankę formy z krawędzią płyty (rys. 51). Łączniki wykonuje się o wymiarach dostosowanych do odległości formy od krawędzi płyty.
Dobre połączenie formy z drgającą płytą stołu ma zasadnicze znaczenie dla dokładnego zagęszczenia betonu. Źle przymocowana forma skacze na stole, a mieszanka betonowa nie ulega zagęszczeniu. Wskutek złego przymocowania szybciej zużywają się formy.
Czas wibrowania zależy od gęstości mieszanki i częstotliwości drgań wibratora. Na stołach produkcji krajowej, o częstotliwości do 3000 drgań/min, wibrowanie trwa 1—1,5 min. O dostatecznym zagęszczeniu świadczy wystąpienie zaczynu cementowego na powierzchni betonu.
Pustaczarki mechaniczne. Pustaczarki mechaniczne samoczynnie napełniają formę, zagęszczają i wypychają gotowy pustak. W kraju używane są pustaczarki produkcji szwedzkiej i czeskiej. Na pustaczarkach szwedzkich formowane są pustaki wielokanałowe Wibroblok, typu szwedzkiego L-6. Pustaczarki szwedzkie pracują w następującym zespole maszyn: betoniarka, przenośnik, wózki z ciągnikiem na szynach, naparzalnia niskoprężna z kotłem parowym.
Mechanizmy do napełniania formy i wypychania gotowego pustaka są poruszane powietrzem sprężonym. Zagęszczenia betonu dokonuje się za pomocą stałych wibratorów przyczepnych.
Obsługa złożona z 5 lub 6 osób produkuje dziennie 1000-i- 1200 sztuk pustaków.
Pustaczarki czeskie firmy J. Porkert AST-2 (rys. 52) przystosowane są do wyrobu pustaków Alfa. Można w nich wyrabiać
R y s . 5 1 . P o ł ą c z e n i e f o r m y z płytą s tołu za pomocą u c h w y t u przegu
bowego
7 — Miejscowe mat bud.
S t ó ł 1200 x 1000 mm Ciężar 0,3 T Wysokość 585 mm Częstotliwość drgań 300 obr/min Amplituda drgań 0—3 mm
97
również inne typy pustaków o zbliżonych wymiarach zewnętrznych, po uprzedniej zmianie formy i ubijaka. Maszyna ma napęd pneumatyczno-elektryczny.
Napełnianie formy betonem, ubijanie betonu w formie i po- . dawanie gotowych pustaków wykonywane jest za pomocą sprężonego powietrza, a wibrowanie — za pomocą wibratorów elektrycznych.
Pustaczarka składa się z kosza do betonu o pojemności 0,5 m3.. wózka, za pomocą którego napełnia się formę, formy z dwoma
wibratorami, ubijaka, stołu opuszczanego i podnoszonego, mechanizmu do sterowania oraz sprężarki powietrznej.
Sprężarka powietrzna ma automatyczny wyłącznik silnika, co pozwala na utrzymanie stałego ciśnienia sprężonego powietrza. Pu sprawdzeniu działania pustaczarki i napełnieniu kosza betonem kładzie się na opuszczonym stole pustaczarki drewnianą podkładkę o wymiarach 58x33 cm i grubości najwyżej 18 mm (3/4 cala). Jeżeli podkładka będzie grubsza, nie będzie można wysunąć pustaka spod formy.
Stół z ułożoną podkładką podnosimy do góry za pomocą pierwszej dźwigni mechanizmu sterującego. Sprawdzamy, czy ubijak jest podniesiony do gó-
i za pomocą środkowej dźwigni przesuwamy nad formę napełniony betonem wózek.
Jednocześnie włączamy wibratory. Po napełnieniu formy cofamy wózek pod kosz i za pomocą trzeciej dźwigni opuszczamy ubijak do końca, podnosimy i włączamy pierwszą dźwignię mechanizmu do opuszczania stołu, za pomocą ręcznej dźwigni wysuwamy gotowy pustak przed maszynę, ażeby łatwiej było go zdjąć, i przewozimy go na miejsce dojrzewania.
W zależności od temperatury otoczenia i proporcji betonu pustaki muszą pozostawać na podkładkach od 3 do 7 dni.
Ciężar pustaczarki bez sprężarki wynosi 1300 kg. W ciągu 8 godzin można osiągnąć wydajność ok. 1000 sztuk. Ażeby uzyskać taką wydajność, należy uruchomić razem z pustaczarka
R y s .
i
P u s t a c z a r k a czeska p r z e w o z n a
betoniarkę przeciwbieżną o pojemności 500 1 oraz przenośnik wolnobieżny do transportowania gotowych pustaków.
Urządzenia do pielęgnacji. Do pielęgnacji uformowanych wyrobów w czasie twardnienia betonu potrzebne są przede wszystkim urządzenia do polewania wodą. Jeżeli wodociąg jest na miejscu, będą to węże gumowe z końcówką rozpylającą. W razie braku wodociągu posługujemy się hydronetkami ręcznymi lub zwykłymi polewaczkami ogrodniczymi. Zamiast polewania bardzo wskazane jest zanurzanie wyrobów betonowych (z kruszywem mineralnym) do basenów napełnionych wodą. Najlepsze wyniki zarówno techniczne, jak i ekonomiczne daje ten sposób w warunkach stałej produkcji dachówek cementowych. Okres moczenia
R y s . 5 3 . D a s z k i p r z e n o ś n e : a) ze s łomy, b) z desek
dachówek w basenach wraz z załadowaniem i wyładowaniem trwa 4 dni. Dlatego też w celu utrzymania ciągłości pracy konieczne są 4 baseny o powierzchni odpowiadającej dziennej produkcji dachówek ułożonych na rąb w dwóch warstwach. Na 1 m2 dna basenu można ułożyć ok. 250 sztuk dachówki karpiówki lub 220 sztuk dachówki żłobionej. Głębokość basenu wynosi od 60 do 80 cm.
Baseny wykonuje się z betonu, a na wewnętrzne ich ściany nakłada się gładź wodoszczelną. Każdy basen powinien mieć otwór do spuszczania wody.
W pobliżu strumieni lub rzek o wodzie niezanieczyszczonej ściekami fabrycznymi lub kanalizacyjnymi można urządzić baseny z naturalnym dopływem i odpływem wody.
Po wymoczeniu dachówek pozostałą ilość wody należy spuścić, gdyż nie nadaje się już ona do moczenia następnej partii.
Wyroby z gliny w czasie wysychania muszą być chronione przed deszczem. Ponieważ produkcja wyrobów z gliny ma najczęściej charakter doraźny, nie opłaca się więc budować do tego celu specjalnych stałych suszarni. Bloki ułożone w stosy nakrywa się daszkami przenośnymi. Są to dwuspadowe daszki wykonane z żerdzi i kryte słomą, odpadkowymi deskami lub gontami (rys. 53).
98 99
Naparzalnie. Naparzalnie są to szczelne pomieszczenia, w których wyroby po uformowaniu są składowane na okres 12—20 godzin i nasycane parą o temperaturze 60—80° C. Naparzalnia składa się z kotła parowego i komory.
W stałych betoniarniach wykonuje się komory w specjalnych budynkach lub przybudówkach odpowiednio izolowanych przed stratami ciepła i dokładnie uszczelnionych. Pojemność komór zależy od rodzaju i wielkości dziennej produkcji betoniarni, która powinna zmieścić się w komorze.
Wysokość komory wynosi ok. 200 cm, szerokość zależy od przyjętego środka transportu, na którym wyroby są dowożone i wywożone z naparzalni. Mogą to być wózki na ogumionych kołach albo wózki na szynach. Przekrój komory dostosowanej
do transportu wózkami na szynach pokazano na rys. 54. Komora podwójna, t j . mieszcząca dwa tory kolejki, jest bardziej ekonomiczna. Budowa takiej komory wymaga mniejszej ilości materiałów i oprócz tego uzyskuje się w niej oszczędność zużycia pary w granicach 2 0 — 3 0 % w stosunku do zużycia w komorze pojedynczej.
Przy budowie stałej naparzalni trzeba wziąć pod uwagę następujące warunki konstrukcyjne. Ściany zewnętrzne powinny być wykonane o grubości 50 cm z materiału o wysokiej wartości izolacyjnej (pustaki żużlobetonowe). W przypadku użycia materiału o gorszej ciepłochronności wskazane jest pozostawienie w ściance przerwy wypełnionej żużlem. Ścianki wewnętrzne mogą mieć grubość 25 cm. Powierzchnie ścian zewnętrznych i wewnętrznych muszą być otynkowane zaprawą wodoszczelną. Stropodach naparzalni musi posiadać te same właściwości izolacyjne co i ściany zewnętrzne. Na szczególną uwagę zasługuje kształt sufitu: musi
on być wykonany ze spadkiem ku ścianom zewnętrznym. Ma to na celu skierowanie skraplającej się pary na powierzchnie ścian, a nie na świeże wyroby.
Wzdłuż komory wykonane są przy ścianach otwarte kanały do odprowadzania skroplonej pary.
Podłoga komór powinna być gładko wybetonowana z lekkim spadkiem w kierunku kanałów. W podłodze osadza się szyny, o prześwicie 600 mm, symetrycznie w przekroju poprzecznym komory. Ponieważ najwygodniejszy jest wózek o szerokości 125 cm, odległość więc między torami w komorze podwójnej powinna wynosić 70 cm.
Rura perforowana o średnicy l 1^") doprowadzająca parę, poprowadzona jest pod stropem. Konstrukcja drzwi musi zapewniać całkowitą szczelność.
R y s . 55. K o n s t r u k c j a d r z w i w n a p a r z a l n i ( p r z e k r ó j p o p r z e c z n y )
Na rys. 55 pokazano jedno z rozwiązań konstrukcji drzwi. Są to drzwi przesuwne (podnoszone), prowadzone w ceownikach, i po opuszczeniu dociskane za pomocą zakrętki.
Wydajność kotła parowego powinna odpowiadać objętości załadowanych wyrobów. Przyjmuje się, że w celu uzyskania w wyniku naparzania 7 0 % miarodajnej wytrzymałości betonu potrzeba 300—600 kg pary na 1 m3 betonu. Ilość potrzebnej pary uzależniona jest od szczelności komory i od stopnia jej wypełnienia wyrobami. Przy dokładnym wypełnieniu ilość zużytej pary jest mniejsza.
W warunkach produkcji polowej oraz dla średnich i małych budów, budowanie specjalnych naparzalni nie opłaca się. W tych warunkach stosuje się szczelne szopy drewniane, ocieplone z zewnątrz w najprostszy sposób, skrzynie, którymi nakrywa się ułożone wyroby, a nawet szczelny brezent, rozpięty w formie namiotu nad stosem wyrobów.
W warunkach małych budów komorę do naparzania można również wykonać w ziemi. Wykonuje się w tym celu wykop o wymiarach 2 x 2 m i długości przystosowanej cło dziennej produkcji elementów. Wierzch wykopu przykrywa się deskami lub gałęziami, albo słomą i ziemią. Wejście do naparzalni zabudowuje się szczelnymi ściankami z desek z otworem szczelnie zamykanym.
Na wsi zamiast specjalnych kotłów parowych można użyć jednego albo kilku parników w zależności od zapotrzebowania pary.
Wytrzymałość wyrobów betonowych bezpośrednio po naparzaniu w prowizorycznych naparzalniach wynosi 40—50%. wytrzy-
.małości miarodajnej (tj. 28-dniowej).
Naparzanie prowadzi się e tapami: 1. P o d g r z e w a n i e . Doprowadza się parę w takich ilo
ściach, ażeby temperatura wnętrza komory podniosła się w ciągu 3—4 godzin do 80°G.
2. N a p a r z a n i e . Temperaturę 80°G utrzymuje się przez 6—12 godzin w zależności od grubości wyrobów.
3. S t u d z e n i e . Zamyka się dopływ pary przy zamkniętych drzwiach komory przez okres 2—4 godzin.
Inż. Drecki 1) zaleca stosowanie oszczędniejszej i bardziej efektywnej metody naparzania elementów o grubości do 16 cm.
Według tej metody cykl naparzania przebiega następująco: 1 . W s t ę p n e w i ą z a n i e . P o zamknięciu drzwi komory
temperaturę w komorze utrzymuje się na wysokości "35°C przez 3—4 godziny.
2. P o d g r z e w a n i e . W ciągu 1.5 godziny podnosi się szybko temperaturę do temperatury optymalnej dla danego gatunku cementu, t j . 70—90° C.
3. N a p a r z a n i e . W zależności od grubości elementów utrzymuje się optymalną temperaturę przez 0,25—2,5 godzin i wyłącza się dopływ pary.
4. N a s y c a n i e . Od chwili wyłączenia pary w ciągu 8—10 godzin spadek temperatury nie powinien przekraczać 5—8°C/godz dla wyrobów o grubości do 10 cm i 1.5—4°C/godz dla wyrobów o grubości 16 cm i więcej.
Czas trwania poszczególnych etapów naparzania zależy od grubości naparzanych elementów: cieńsze elementy naparzane są krócej, a grubsze — dłużej.
Znaczniejsze skrócenie naparzania według metody zalecanej przez inż. Dreckiego można uzyskać tylko kosztem skrócenia czasu nasycania. Rezultatem tego będzie niższy procent wytrzymałości miarodajnej betonu, który uzyskuje się po zakończeniu naparzania.
Ta ostatnia metoda znajduje zastosowanie tylko w przypadku szczelnych i dobrze izolowanych komór, które zabezpieczają wyroby przed raptownym spadkiem temperatury podczas nasycania. W naparzalniach tymczasowych należy prowadzić naparzanie według pierwszej metody.
Po wyjęciu z naparzalni, a przed złożeniem w magazynie, wyroby powinny być studzone za pomocą obfitego polewania ciepłą yvodą przez 1—3 godzin.
Wózki i urządzenia transportowe. Do przewożenia na placu budowy składników betonu i zaprawy oraz gotowych elementów używane są również omówione przedtem środki t ransportu: taczki, wózki na szynach oraz przenośniki taśmowe.
ł ) A . D r e c k i : N a p a r z a l n i e n i s k o p r ę ż n e , P W T W a r s z a w a 1953,
Do wózków i urządzeń, używanych tylko do transportu be-japonki i półki tonu, zapraw i gotowych elementów, należą
przenośne. J a p o n k i stosowane są do przewożenia betonu lub zaprawy
od betoniarki do miejsca formowania elementów. Japonek używa
R y s . 56. J a p o n k a
się tylko jednocześnie z betoniarkami lub mieszarkami. Produkowany w kraju typ japonki ma skrzynię z blachy o pojemności 200 1 (rys. 56). Ciężar japonki wynosi ok. 100 kg.
P ó ł k i p r z e n o ś n e służą d o przewożenia lub przenoszenia świeżo uformowanych elementów do naparzalni, albo do przewożenia dachówek na podkładkach do miejsca wstępnego twardnienia. W przypadku małej powierzchni hali betoniarni lub placu produkcji używa się półek przenośnych do układania na nich elementów do czasu, aż na tyle stwardnieją, że można je układać w stosy.
Półki wykonywane są albo w postaci szkieletu ze stalowych kątowników o wymiarach dostosowanych do rodzaju elementów, albo w postaci drewnianych ławeczek ustawianych jedna na drugiej (rys. 57).
Półki te zajmują w szopie niewiele miejsca i dzięki małym odstępom pomiędzy rzędami dachówek chronią je od szkodliwych ruchów powietrza.
R y s . 57. R a m k i d r e w n i a n e d o p r z e w o ż e n i a d a c h ó w e k po ich
u f o r m o w a n i o
103 102
Przenośniki linowe i suwnice bramowe. Jeżeli przygotowanie betonu i formowanie elementów odbywa się w jednym miejscu, wówczas uformowane elementy trzeba odnosić nieraz na dużą odległość. Odnoszenie w rękach jest bardzo pracochłonne, użycie zaś zwykłych środków transportowych — niebezpieczne, ponieważ świeże wyroby wskutek wstrząsów łatwo mogą się rozsypać.
Trudność tę z powodzeniem rozwiązuje się za pomocą suwnic bramowych lub przenośników linowych. Suwnice bramowe mogą być stosowane w stałych betoniarniach (rys. 58).
R y s . 58. S u w n i c a b r a m o w a
Na przenośnikach linowych przenosi się uformowane elementy na podkładkach na odległość do 80 m. Przenośnik linowy składa się z dwóch lin o obwodzie zamkniętym, stojaków z rolkami, na których opierają się liny, silnika oraz urządzenia napędzającego i naprężającego liny (rys. 59). Stojaki umieszczane są w odległościach co 2 m. Silnik napędzający powinien mieć moc 0,5 kW. Szybkość posuwu lin wynosi 0,2 m/sek.
D A C H Ó W K I C E M E N T O W E
Rodzaje dachówek. Dachówki cementowe produkowane są w dwóch zasadniczych rodzajach: zakładkowe, zwane również żłobionymi, oraz karpiówki podwójne.
Dachówki zakładkowe mają w rzucie poziomym kształt prostokąta i łączone są ze sobą na dachu za pomocą odpowiednio
104
wyrobionych na bokach wpustów i wypustów, tworzących tzw. zamek.
Istnieje kilka typów dachówek zakładkowych różniących się w niewielkim stopniu wymiarami i konstrukcją zamków (rys 60). Pomimo różnic w wymiarach dachówki zakładkowe są tak skonstruowane, że na 1 ni- pokrycia dachu potrzeba ich 21 sztuk. Wpusty i wypusty pojedyncze lub podwójne przy kryciu zachodzą dokładnie na siebie i zabezpieczają przed przenikaniem wody oraz zawiewaniem śniegu. Dachówki zakładkowe mają na powierzchni wyrobione podłużne wgłębienia, tzw. żłobki, w celu skierowania spływającej wody najkrótszą drogą do okapu. Spływ wody ułatwiony jest w dachówkach o zaokrąglonej dolnej krawędzi np. typu Perplex.
Ciężar dachówek zakładkowych waha się w granicach 1,80—2,30 kg. Grubość dachówek w najcieńszych miejscach wynosi 8 mm.
Dachówka karpiówka ma kształt wydłużonego prostokąta o jednym boku zaokrąglonym. Karpiówka podwójna (rys. 61), wyrabiana z zaprawy cementowej, dostosowana jest do krycia w tzw. „koronkę"', które stosuje się przy kryciu pojedynczą dachówką ceramiczną. Szczelność pokrycia przy użyciu karpiówki jest zapewniona dzięki temu, że dachówki nakładane są na siebie „na zakład".
Karpiówki nie zabezpieczają natomiast budynku przed nawiewaniem śniegu.
W celu skrócenia spływu wody dachówki na górnej powierzchni mają wypukłe prążki. Ciężar dachówki wynosi 1,5—1,7 kg, g rubość7—9mm.
Dachówki z zapraw cementowo-glihianych mają grubość o 2 : —4 mm większą i odpowiednio większy ciężar.
105
106
Dachówki obu rodzajów mają od spodniej strony górną krawędź wykonaną w postaci noska (zaczepu), na którym zawieszane są na łacie. W celu dokładniejszego przytwierdzenia jedna sztuka co kilka dachówek powinna mieć drucik, którym wiąże się dachówkę d o łat.
Górna powierzchnia dachówek pokryta jest szczelną glazurą z cementu.
R y s . 6 1 . D a c h ó w k a k a r p i ó w k a p o d w ó j n a
Gąsiory do krycia kalenicy i krokwi, narażonych na opady, są nieodłącznym produktem przy wyrobie dachówki. Najczęściej wyrabia się gąsiory o przekroju owalnym: gładkie albo z kołnierzem (rys. 62).
Cechy dachówek cementowych i ich badanie. Dachówki cementowe powinny mieć prawidłowy kształt, dokładne wymiary, odpowiednią wytrzymałość, szczelność oraz odporność na zmiany temperatury.
Wytrzymałość, szczelność i odporność na zmiany temperatury uzyskuje się przez prawidłowe przygotowanie zaprawy, zgodnie
107
z ustaloną proporcją składników, dokładne wymieszanie, użycie-zaprawy przed rozpoczęciem wiązania, staranne ubicie w skrzynce formowej i wykonanie glazury oraz dzięki odpowiedniej pielęgnacji. Jakość dachówki można ocenić przez szczegółowe oglądanie jej i badanie cech zewnętrznych albo przez specjalne badanie wytrzymałości, przesiąkliwości, nasiąkliwości i mrozoodporności. Przy oglądaniu trzeba zwrócić uwagę na kolor i s trukturę za
prawy na powierzchni zewnętrznej i na przełomie. Szczególnie przełom musi być jednolity i bez wyraźnych porów. Przy ostukiwaniu dachówka powinna" wydawać czysty, metaliczny dźwięk.
R y s . 6-2. Gąs iory Glazura na górnej powierzchni dachówki powinna
być szczelna, bez rys włosków a tych. Rysy na glazurze występują w sposób widoczny po namoczeniu dachówki w wodzie.
Wytrzymałość dachówki bada się za pomocą próby na złamanie. W t y m celu umieszcza się dachówkę na płask symetrycznie na dwóch latach o przekroju 4 x 5 cm. rozstawionych na odległość 30 cm od siebie, licząc od osi do osi łaty. Taką sama łatę kładzie się w środku dachówki i podwiesza się do niej ciężar 30 kg (karpiówka) lub 50 kg (zakładkowa). Dachówka powinna utrzymać podwieszony ciężar.
Ażeby wyrównać ewentualne nierówności łat i dachówek, wskazane jest posypywanie miejsc styku mokrym piaskiem.
Przesiąkliwość bada się w sposób pokazany na rys. 63. Na ułożonej poziomo dachówce glazurą do góry ustawia się rurkę szklaną o średnicy 2—3 cm i wysokości ok. 25 cm. Dolną krawędź rurki uszczelnia się kitem, pakiem lub gliną. Następnie do rurki nalewa się wody i w ciągu 6 godzin obserwuje się szybkość opadania wody, która nie powinna przekraczać 2 cm na godz. Ubywającą wodę uzupełnia się. Dachówkę uważa się za dostatecznie szczelną, jeżeli po upływie 6 godzin wsiąkająca woda zawilgoci dolną powierzchnię dachówki, ale nie będzie kapać kroplami.
Badania nasiąkliwości i mrozoodporności wykonuje się w laboratorium. Na ogół jednak wystarczy zbadanie wytrzymałości i przesiąkliwości, które mają decydujący wpływ na ogólną jakość dachówki.
R y s . 63 . B a d a n i e przes iąkl iwości d a c h ó w k i
108
Wyrób dachówki i gąsiorów. Do wyrobu dachówek i gąsiorów przygotowuje się zaprawę cementową o proporcji składników I : 3 lub 1 : 2,5. W. wyjątkowych przypadkach, jeżeli piasek jest bardzo drobny i zanieczyszczony (w granicach dopuszczalnych),
.stosuje się proporcję 1 : 2 (tabl. 16).
T a b l i c a 1 6
Zużycie materiałów na 1000 szt dachówki
Jeżeli stosowana jest zaprawa cementowo-gliniana, to nie można dodawać zbyt dużo gliny, gdyż utrudnia ona wygładzanie (zaprawa lepi się do gładzika) i zmniejsza wytrzymałość wyrobu. Dlatego też, w celu uzyskania dodatnich efektów, trzeba dodawać tylko bardzo tłuste gliny. Glinę przygotowuje się w postaci szlamu i dodaje w proporcji 1 : 0,5 : 3.1 : 0.5 : 2.5 lub 1 : 0,5 : 2.
Piasek używany do wyrobu dachówek powinien składać się z ziaren o różnej wielkości. Najbardziej odpowiednia do tego celu jest drobna pospółka o ziarnach do 3 mm grubości. Zanieczyszczenia gliniasto-ilaste w piasku dopuszczalne są w granicach przyjętych dla betonów, t j . 3 % . Do wyrobu dachówek używa się cementu marki 250.
Na jedną czynną dachówczarkę przygotowuje się zaprawę jednorazowo w ilości 50 litrów, ażeby można było ją zużyć w ciągu 1 godziny. Taką ilość zaprawy najlepiej przygotować w skrzynce (kastrze) murarskiej.
Zaprawę do wyrobu dachówek i gąsiorów przygotowuje się o konsystencji ubijalnej.
Jeżeli dodawany jest szlam gliniany, to należy go na podstawie prób tak rozrzedzić, żeby nie trzeba było już więcej dodawać wody do zaprawy. Rozrzedzony szlam łatwiej daje się wymieszać z piaskiem i cementem. Jeśli pomimo to przy mieszaniu tworzyć się będą grudki trudne do rozprowadzenia, wówczas trzeba szłam dodawać częściami do piasku uprzednio wymieszanego z cementem i mieszać razem, aż do otrzymania jednolitej konsystencji.
Skrzynkę z przygotowaną zaprawą stawia się na podwyższeniu, z prawej strony dachówczarki. Również z prawej strony umieszcza się małą skrzynkę z cementem i sitkiem do posypy-
109
wania wierzchu dachówki. Z lewej strony ustawia się skrzynkę blaszaną na podkładki.
Do skrzynki tej wkłada się po kilka podkładek, uprzednio zanurzonych w oleju mineralnym. Obok dachówczarki należy ustawić deski lub półki do-układania gotowych dachówek na podkładkach.
Pod ręką trzeba mieć również, szczególnie w* porze letniej, naczynie z wodą i pędzel do skrapiania glazury.
Po nastawieniu śrub na odpowiednią grubość dachówki oraz sprawdzeniu, czy podkładki równo przylegają do rusztu, podnosi się do góry ramkę do obcinania dachówki i nakłada się kielnią zaprawę do skrzynki z pewnym nadmiarem (rys. 64). W karpiówkach trzeba przede wszystkim wyrobić zaczep przy użyciu ruchomej klapki. Za pomocą podniesionego uchwytu poruszamy kilka razy klapką, dociskając ją do przodu i w tej pozycji opuszczamy uchwyt. Następnie gładzikiem ubija się zaprawę, posuwając nim od siebie do drugiego końca dachówki. Zaprawę ubija się całą powierzchnią gładzika wykonując krótkie uderzenia w kierunku do przodu, raz koło razu. Gładzik prowadzi się przy tym oburącz po wodzidłach, trzymając ręce w ten sposób, żeby wszystkie palce obejmowały go z góry (rys. 64b). Po ubiciu wygładza się powierzchnię dachówki przesuwając gładzik jednym pociąg
nięciem w tym samym kierunku co przy ubijaniu, tzn. od siebie. Początkowo wygładza się jedną krawędzią gładzika przedmą krawędź podnosząc lekko do góry. Po zebraniu całego nad-
R y s . 64. F o r m o w a n i e dachówki :- ' i a) n a k ł a d a n i e z a p r a w y , b) w y r ó w n y w a n i e g ł a d z i k i e m , c) o p u s z c z a
nie r a m k i i wyjecie d a c h ó w k i
miaru zaprawy robimy jeszcze jedno albo dwa pociągnięcia pełną powierzchnią gładzika i posypujemy cementem. Jeżeli cement sam „chwyci" wilgoć, to od razu jeszcze raz pociągamy gładzikiem. Jeżeli jednak zaprawa jest sucha, trzeba glazurę skropić za pomocą pędzla i dopiero wówczas wygładzić. Następnie opuszczamy ramkę do obcinania dachówki odsunąwszy uprzednio klapkę (w dachówczarkach do karpiówek).
Przy wyrobie dachówek żłobkowanych po opuszczeniu ramki do obcinania dachówki opuszcza się również tzw. nóż w celu wyrobienia wypustu. Powierzchnię dachówki trzeba w t y m miejscu wzruszyć ostrzem kielni, a następnie przestrzeń między nożem i brzegiem skrzynki napełnić zaprawą i ubijać ją ubijakiem.
Uformowany wypust przytrzymuje się z góry kawałkiem kątownika i podnosi się nóż. Gotową dachówkę podnosi się przez naciśnięcie pedału przytrzymując jednocześnie rękami urządzenie do obcinania.
V/ co piątej dachówce osadza się drucik o grubości 0,75—1 mm i długości ok. 20 cm, służący do wiązania do łaty. Koniec drutu zagina się w kształcie haczyka o długości 0,5 cm, tak aby drut można było ustawić na podkładce w takiej pozycji, w jakiej powinien być on zabetonowany. Ażeby ułatwić odgięcie drutu od dachówki, część jego trzeba przykryć kawałkiem papieru.
Resztki zaprawy, zebrane gładzikiem i spadające na specjalnie w tym celu podłożoną deskę, wrzuca się do skrzynki i miesza ze świeżą zaprawą.
Czynności związane z formowaniem gąsiorów opisano przy omawianiu obsługi gąsiorczarki.
Pielęgnacja dachówki. Świeżo uformowane dachówki przenosi się lub przewozi do zamkniętych pomieszczeń i pozostawia na półkach przez 24 godziny. W celu zapewnienia prawidłowego przebiegu wiązania zaprawy należy dachówki zabezpieczyć przed promieniami słonecznymi i przeciągami. W czasie upalnego la ta
R y s . 65. U k ł a d a n i e d a c h ó w ki w s t o s y do p o l e w a n i a :
a ) k a r p i ó w k a p o d w ó j n o , b) żłob iona
110
dobrze jest zlać wodą podłogę pod półkami, ażeby powietrze otaczające dachówki było wilgotne. W szopach nie zabezpieczonych od przewiewów dachówki szybciej wiążą, co poznaje się po ich jasnym kolorze. Najlepiej wówczas zdjąć je ostrożnie z podkładki i polewać podgrzaną wodą, o temperaturze powietrza.
Normalnie dachówki zdejmuje się z podkładek po upływie 20—24 godzin. W t y m celu uderza się lekko węższym bokiem dachówki o deskę, ewentualnie powtarza się uderzenie przeciwległym bokiem i wtedy podkładka powinna odpaść. Następnie dachówki układa się na rąb w stosy do polewania: karpiówki na dłuższym boku — do 6 warstw, a żłobkowane na krótszym — do 5 warstw (rys. 65). Stosy najlepiej jest okryć papierem albo luźną słomą i dopiero wtedy polewać. W czasie upalnego lata bardzo niebezpieczne jest polewanie zimną wodą z wodociągu albo głębokiej studni, ponieważ łatwo wówczas pęka glazura. Dlatego też najbezpieczniej polewać jest polewaczką czerpiąc z beczek wodę ogrzaną do temperatury otoczenia. Polewanie wykonuje się kilka razy dziennie przez 7 dni. Zamiast polewania można stosować moczenie w basenie.
Po 28 dniach twardnienia dachówka nadaje się do użytku i może być użyta bezpośrednio do krycia lub też można ją zmagazynować. Do magazynowania, zależnie od wielkości składowiska, dachówkę układa się na rąb w mniejszej ilości warstw.
W podobny sposób przebiega pielęgnacja gąsiorów.
CEGŁY I B L O K I W A P I E N N O - P I A S K O W E
Właściwości masy wapionno-piaskowej. Cegły wapienno-pia-skowe są materiałem powstałym w wyniku fizycznego powiązania ziaren piasku przez twardniejące spoiwo wapienne. Dlatego też nie
można identyfikować cegieł wapienno-piaskowych z cegłami sylikatowymi, które chociaż produkowane z tych samych składników, wyrabiane są w zupełnie odmienny sposób. W cegłach sylikatowych krzemionka i wapno pod wpływem wysokiej tem
peratury i ciśnienia reagują z sobą, w wyniku czego powstaje nowy materiał o dużej spoistości i wytrzymałości.
Cegły wapienno-piaskowe mają niewiele większą wytrzymałość od zaprawy wapiennej, twardniejącej w spoiwach murów.
Cegły wapienno-piaskowe wyrabia się najczęściej o wymiarach cegły normalnej 25x12x6,5 cm. Można również formować bloki
R y s . 66. E l e m e n t y z m a s y p iaskowo-wap i e n n e j :
a) cegła, b) b lok d w u c e g ł o w y , c) p u s t a k o w y I d e a ł
b lok
dwucegłowe pełne i bloki pustakowe Ideał, z niewielkim dodatkiem cementu wynoszącym 60—80 kg na 1 m 3 (rys. 66).
Elementy piaskowo-wapienne stosuje się do budowy ścian zewnętrznych i wewnętrznych w budynkach dwukondygnacjowych mieszkalnych, inwentarskich i gospodarczych. Na fundamenty budynków parterowych mogą być użyte wyjątkowo mocne cegły wapienno-piaskowe. Na fundamenty wyższych budynków można używać cegłę wykonaną z mieszaniny piaskowo-wapiennej z dodatkiem cementu. Cegły piaskowo-wapienne nie nadają się do murowania trzonów kominowych.
Grubość muru zewnętrznego w budynkach mieszkalnych i dla żywego inwentarza powinna wynosić 51 cm (2 cegły).
Przygotowanie mieszaniny piaskowo-wapiennej. Mieszaninę pia-skowo-wapienną przygotowuje się w stosunku składników 1 : 4, 1 : 5 lub 1 : 6. Wybór stosunku składników zależy od jakości składników. Przy dobrym i czystym piasku oraz tłustym wapnie lub wapnie hydratyzowanym wystarczy stosunek 1 : 6. Przy gorszych składnikach wybieramy mieszankę zawierającą więcej wapna. Orientacyjne składy mieszanek podane są w tabl . 17.
Mieszanie ręczne piasku z ciastem wapiennym jest wyjątkowo trudne. Trzeba bowiem przygotować mieszaninę bardzo gęstą, podobną z wyglądu i w dotyku do wilgotnego piasku. Toteż przy stosunku składników 1 : 4, kiedy dodaje się niewiele wody.
T a b l i c a 1 7 Zużycie materiałów do wyrobu e lementów
i ścian ubijanych piaskowo-wapiennycli
Miejscowe mat. bud. 113 121
trudno jest tak przemieszać wapno z piaskiem, żeby można było je równomiernie rozprowadzić. Dlatego też, jeśli tylko jest to możliwe, należy stosować wapno hydratyzowane. Wapno hydratyzowane miesza się na sucho z piaskiem ręcznie albo w mieszarkach i następnie dodaje się potrzebną ilość wody. Mieszanina po wymieszaniu ściśnięta w garści nie powinna się rozsypywać, ale nie powinno się też z niej wycisnąć wody.
Piasek z ciastem wapiennym najlepiej jest mieszać w betoniarkach przeciwbieżnych, mieszarkach kielichowych do zapraw albo w konnej mieszarce bronowej. Ciasto wapienne przed dodaniem do piasku rozrabia się z małą ilością wody i równomiernie dodaje do wsypywanych do mieszarki porcji piasku. Mieszanie powinno trwać tak długo, aż mieszanina uzyska jednakowe jasnoszare zabarwienie. Po przecięciu łopatą nie powinno być widocznych skupisk wapna. Jeżeli piasek jest wilgotny, wody nie należy dodawać.
Jeżeli nie ma możliwości uruchomienia mechanicznego mieszania, wówczas przygotowuje- się masę wapienno-piaskową ręcznie, rzadszą niż potrzeba, ażeby łatwiej i szybciej ją wymieszać. Tak przygotowaną masę układa się pod dachem w małe pryzmy i pozostawia na 24—48 godzin, ażeby nadmiar wody odparował. Podsuszona masa nadaje się do formowania elementów.
Masę wapienno-piaskową przygotowuje się w ilości jednodniowego przerobu, licząc na jedną ceglarkę ok. 2—2,5 m3 masy.
Cegły formowane są albo w zwykłych formach strycharskich o lekko zbieżnych bokach, albo w ceglarce pojedynczej z ubi-jakiem. Bloki formuje się w formach rozbieralnych. Formowanie elementów w formach strycharskich i rozbieralnych wykonuje się bezpośrednio na wyrównanym i ubitym placu. Miejsce, na którym formuje się cegły lub bloki, posypuje się suchym piaskiem. Piasek wyrównuje drobne nierówności i chroni świeże elementy przed pękaniem.
Cegły uformowane w ceglarce z ubijakiem przenosi się trzymając je dwoma podkładkami, od ceglarki na plac i układa na rąb w miejscu posypanym piaskiem. Ażeby w czasie przenoszenia nie uszkodzić świeżej cegły, należy ceglarkę zmontować na jakimś przesuwnym albo przenośnym stole i układać cegły jak najbliżej ceglarki.
W początkowym okresie twardnienia cegły i bloki wapienno-piaskowe należy chronić przed opadami i bezpośrednim działaniem słońca. W t y m celu przykrywa się je luźną słomą. Po 3—4 dniach elementy przewraca się na drugi bok, pozostawiając je w tym położeniu jeszcze jeden do dwóch dni. Następnie układa się je na rąb w niskie kozły z odstępami, ażeby umożliwić przepływ powietrza. W okresie letnim po upływie miesiąca elementy nadają się już do budowy.
114
E L E M E N T Y Z Ż U Ż L O B E T O N U
Rodzaje i zastosowanie elementów z żużlobetonu. Żużlobeton jest materiałem niejednolitym. Jako kruszywo do lekkiego betonu używane są żużle wielkopiecowe granulowane lub pumeksowe i żużle paleniskowe, będące produktem spalania węgla. Do żużla dodawany jest niekiedy piasek.
W zależności od rodzaju użytego spoiwa rozróżnia się żużlo-betony wapienne i cementowe. Oprócz tego stosowane są również spoiwa mieszane cementowo-wapienne i cementowo-gliniane, a nawet gliniane z niewielkim dodatkiem cementu. Z masy żużlo-betonowej formuje się elementy konstrukcyjne i izolacyjne albo ubija się ściany w deskowaniach. Betony izolacyjne i ubijane przygotowuje się na ogół na słabszym spoiwie: wapiennym i glinianym z dodatkiem cementu. Bloki żużlobetonowe powinny być formowane z masy na spoiwie cementowo-wapiennym i cemen-towo-glinianym, a pustaki — na cementowym.
W kraju produkowane są w betoniarniach i na placach budów następujące rodzaje elementów z żużlobetonu:
bloki ścienne pełne o różnych wymiarach,
R y s . 67. Z u ż l o b e t o n o w e p u s t a k i ś c i e n n e : a) Alfa, b) W i b r o b l o k ,
115
R y s . 67. Ż u ż l o b e t o n o w e p u s t a k i ś c i e n n e : c) M u r a n ó w (nr 2 i nr 1), d) D z i u r k o w i e c
pustaki ścienne Alfa. Wibroblok, Muranów. Dziurkowiec (rys. 67),
płyty dachowe, płyty izolacyjne o grubości od 5 do 10 cm, pustaki stropowe DMS (rys. 68). W zależności od właściwości cieplnych elementów żużlobeto-
nowych, grubości ścian zewnętrznych z bloków pełnych powinny wynosić ok. 30 — 35 cm, a z pustaków — jedną grubość pustaka (Alfa — 24 cm, Wibroblok — 20 cm, Muranów — 27 cm, Dziurkowiec — 24 cm) plus obustronny tynk. W dzielnicach wschodnich należy projektować ściany z bloków pełnych o grubości do 45 cm, a z pustaków — o grubości półtora pustaka. 116
^ 590 R y s . 68. P u s t a k i s t r o p o w e D M S
Żużle. Żużle wielkopiecowe są produktem odpadkowym przy procesach metalurgicznych w piecach hutniczych. Żużel zawiera w sobie skałę płoną, topniki i składniki powstałe przy spalaniu koksu. Wszystkie te składniki w postaci płynnego żużla usuwane są z pieca i wywożone na hałdy. W zależności od składu chemicznego żużla oraz warunków stygnięcia powstaje zeń różny materiał.
Podstawowymi składnikami chemicznymi żużla są: tlenek wapniowy, tlenek magnezowy, krzemionka oraz tlenek glinowy. Niewielki procent stanowią również siarczany, siarczki i tlenki żelaza. Z surówek przeróbczych i odlewniczych, najczęściej produkowanych w kraju, otrzymuje się żużle o przewadze zawartości t lenku wapniowego. Żużle tego typu noszą nazwę zasadowych w odróżnieniu od kwaśnych, charakteryzujących się dużą zawartością krzemionki i tlenku glinowego.
Poważny jednak wpływ na rodzaj żużla, jego budowę i właściwości mają warunki stygnięcia. W zależności od tych warunków rozróżniamy żużle krystaliczne i szkliste.
Żużle krystaliczne albo kawałkowe uzyskuje się w wyniku powolnego (w warunkach atmosferycznych) studzenia płynnego żużla. Po ostygnięciu żużel stanowi materiał podobny do materiałów skalnych, z którego można produkować kruszywo do betonów niższych marek.
Niektóre rodzaje żużli kawałkowych, o dużej zawartości tlenku wapniowego, w krótkim czasie po zastygnięciu ulegają rozpadowi na miał. Jes t to tzw. rozpad wapniowy, powstający w wyniku różnych zjawisk krystalizacyjnych przebiegających w stygnącym żużlu. Żużli tych nie można stosować jako kruszywa.
Nadmiar tlenku wapniowego nie jest natomiast szkodliwy, a nawet ma korzystny wpływ na właściwości wiążące żużla. Odnosi się to zwłaszcza do żużla granulowanego. Żużel ten. otrzymywany drogą szybkiego studzenia za pomocą wody, pary wodnej lub powietrza, ma budowę wewnętrzną bezpostaciową, szklistą. Zewnętrznie ma formę drobnych porowatych ziaren o średnicy do 5 mm i kolorze od szarokremowego do lekkoróżowego.
Charakterystyczną cechą żużla granulowanego jest jego chemiczna aktywność odpowiadająca właściwościom spoiw hydraulicznych. Aktywność tę uzyskuje się przez zmielenie lub przetarcie żużla na gniotownikach i zmieszanie z aktywizatorem, którym najczęściej jest wapno.
117
Żużel granulowany jest powszechnie stosowany jako składnik cementu hutniczego. Żużel granulowany może być również stosowany do produkcji spoiwa mokrego w dużych wytwórniach zapraw i betonów.
Szersze zastosowanie powinny znaleźć tzw. betony wzbudzane.' Są to betony wyrabiane na spoiwie uzyskanym z przetarcia żużla granulowanego na kołotokach i zmieszania go ze spoiwem (cement, wapno, gips) w ilości mniejszej niż w przypadku zwykłego nieaktywnego kruszywa. Zwykłe betony z kruszywem z żużla granulowanego nie wymagają wymienionych wyżej dosyć skomplikowanych zabiegów związanych z przecieraniem i laboratoryjnym określaniem stosunku składników. Zużycie cementu w tych betonach jest w przybliżeniu takie samo jak w betonach z kruszywem skalnym (piasek, żwir). Dotyczy to żużla granulowanego 0 ciężarze objętościowym, wynoszącym w stanie suchym 800 do 1400 kg/m3. Żużle granulowane o ciężarze 400—800 kg/m3
wymagają większej ilości cementu. Wytrzymałość betonów z tych żużli po 28 dniach twardnienia jest niewielka, jednak po t y m okresie jeszcze wzrasta.
Z żużlobetonu wyrabiane są elementy nośne, ścienne (bloki, pustaki) i izolacyjne (płyty).
Żużel paleniskowy jest materiałem zupełnie odmiennym od wielkopiecowego. Żużel uzyskany z dobrze obsługiwanych palenisk zawiera w sobie tylko przetopione domieszki mineralne zawarte w węglu. Na ogół jednak z palenisk otrzymuje się bardzo różnorodny produkt, zawierający oprócz składników mineralnych również dużą ilość niespalonego węgła i popiół. Wartość, żużla paleniskowego zależy od gatunku węgla, stopnia rozdrobnienia 1 sposobu palenia. Te zasadnicze czynniki powodują tak dużą różnorodność żużla paleniskowego, że staje się on materiałem, z którego trudno jest projektować mieszanki o z góry określonej wytrzymałości.
Do szkodliwych składników żużla paleniskowego należą: wolne wapno, związki siarki, niespalony węgiel, popiół.
Wapno powstałe przez wypalenie zawartych w węglu wapieni jest z reguły „przepalone" i gasi się pod działaniem wody bardzo powoli. Proces gaszenia wapna w żużlu trwa jeszcze po stwardnieniu żużlobetonu (jeżeli użyty został świeży żużel) i powoduje pęcznienie bryłek wapna i rozsadzanie żużlobetonu. Związki siarki zachowują się podobnie jak wapno, t j . pęcznieją pod wpływem działania wody, a oprócz tego reagują z cementem, powodując czasem rozkład betonu. Przy użyciu spoiwa wapiennego nie stwierdzono wyraźnych oznak szkodliwego wpływu związków siarki na żużlobeton.
Niespalony węgiel, jeżeli zwiększa swą objętość pod wpływem wody (pęcznieje), jest jeszcze bardziej szkodliwy niż poprzednie
118
zanieczyszczenia. Zależy to jednak od gatunku węgla, są bowiem gatunki, które nie pęcznieją. W każdym jednak razie węgiel w żużlu jest t raktowany jako zanieczyszczenie, którego dopuszczalna ilość nie powinna przekraczać 2 0 % ciężaru żużla.
Popiół, podobnie jak zanieczyszczenia pylaste w piasku i żwirze, jest szkodliwy dla żużlobetonu, gdyż zwiększa jego wodo-żądność i utrudnia związanie ziaren żużla cementem.
Żużel złożony w odkrytych hałdach w miarę upływu czasu i działania czynników atmosferycznych traci częściowo, a nawet całkowicie, szkodliwe domieszki. Związki wapnia i siarki ulegają rozkładowi i wypłukaniu. Węgiel wskutek samoczynnego podniesienia się temperatury wewnątrz hałdy stopniowo wypala się (wskutek utleniania), a popiół zostaje częściowo spłukany na spód hałdy.
Jakość żużla paleniskowego jest bardzo różnorodna i często trudno jest szybko ją określić za pomocą polowych metod. Dlatego też generalnie przyjmuje się, że żużle „wyłeżałe" w hałdach są lepszym materiałem od żużli świeżych. Inne sposoby uszlachetnienia żużli paleniskowych podane będą przy omawianiu przygotowania żużlobetonu.
Żużel jest materiałem o bardzo różnorodnym uziarnieniu: od frakcji piaskowej począwszy, aż do dużych brył spojonych stopionymi tlenkami metali. Kolor żużla zależy od ilości niespalonego węgla i popiołu oraz od „wieku"; jest czarny, szary, aż do różowego (przepalony żużel z hałd).
Ciężar nasypowy suchego żużla waha się od 700 do 1000 kg/m3. Właściwości żużlobetonu. Żużlobeton jest materiałem ciepło-
chronnym. Współczynnik przewodności cieplnej żużlobetonu waha się w granicach 0,3—0,5 kcal/m2 h° C. Wskutek dużej porowatości żużla żużlobeton jest nasiąkliwy i powinien być chroniony przed stałym zawilgoceniem.
Wytrzymałość żużlobetonu jest na ogół niewielka. Na podstawie badań wytrzymałości walców próbnych z żużlobetonu 0 różnym składzie można stwierdzić, że żużlobeton osiąga wytrzymałość najwyżej 60—80 kG/cm2 przy 300 kg cementu na 1 m3 betonu i zagęszczaniu za pomocą wibrowania.
Przy użyciu spoiw mieszanych albo spoiwa wapiennego wytrzymałość jest odpowiednio niższa. Na ogół jednak, nawet przy użyciu słabych spoiw, można bez t rudu uzyskać minimalną wytrzymałość żużlobetonu, 15-^20 kG/cm2, wymaganą przez normy budowlane dla bloków do budowy ścian nośnych domów nisko-kondygnacjowych.
Właściwości żużlobetonu, podobnie jak i innych betonów, zależne są od rodzaju, gatunku i ilości składników oraz od sposobu przygotowania betonu, wykonania i pielęgnacji elementów. W szczególności jednak sposób wykonywania, a właściwie za-
119
gęszczania żużlobetonu ma bardzo duży wpływ na jego właściwości. Jeżeli żużlobeton ubijamy ręcznie ubijakami, to przy silnym ubijaniu następuje zniszczenie porowatej s truktury żużla i żużlobeton zyskuje na wytrzymałości, ale jednocześnie zmniejszają się jego własności izolacyjne.
Przygotowanie żużlobetonu. Przygotowanie żużlobetonu obejmuje przygotowanie kruszywa żużlowego, ustalenie składu żużlobetonu i mieszanie składników.
Przygotowanie żużla paleniskowego polega na nadaniu mu odpowiedniego uziarnienia, usunięciu popiołu i zobojętnieniu zanieczyszczeń wapiennych i siarkowych (jeżeli użyte ma być spoiwo cementowe). Suchy żużel przesiewa się przez sita. Pozostałe na sicie grubsze bryłki .należy rozbić ubijakiem drewnianym albo lekkim ubijakiem stalowym i powtórnie przesiać. Przy przesiewaniu na wolnym powietrzu i przy wietrznej pogodzie należy tak ustawić sito, ażeby jednocześnie odwiać popiół. Jeżeli zanieczyszczenie popiołem jest duże, a naturalne odwiewanie nie daje rezultatów, -trzeba żużel odwiać sposobem mechanicznym albo przesiać powtórnie przez sita o oczkach 2 do 5 mm, a drobne frakcje przechodzące przez sito odrzucić. Przy dużej produkcji wskazane jest stosowanie kruszarek silnikowych do kruszenia brył żużla.
Żużel paleniskowy, jeżeli nie przeleżał na hałdach przynajmniej przez pół roku (od jesieni do wiosny), a ma być użyty ze spoiwem cementowym, powinien być odpowiednio przygotowany. W tym celu żużel rozściela się możliwie cienką warstwą i w ciągu kilku dni polewa rzadkim mlekiem wapiennym. Lepsze do tego celu jest mleko ze świeżo zgaszonego wapna. Polewanie wykonuje się konewką z sitkiem.
Ustalenie najwłaściwszej proporcji składników powinno być poprzedzone próbami, ponieważ różnorodność żużla paleniskowego utrudnia projektowanie składu mieszanki, tak jak to się robi w przypadku betonów ciężkich. Orientacyjne ilości składników przy różnych proporcjach podane są w tabl. 18. Do opracowania wstępnego kosztorysu można przyjąć średnie wartości podane w tablicy.
Często w celu podniesienia wytrzymałości żużlobetonu bez zwiększania ilości cementu dodaje się do niego piasku w ilości nie przekraczającej 1li objętości żużla. Dodawanie piasku powinno być poprzedzane badaniem uziarnienia żużla i odsianiem drobnych frakcji. Dodatek piasku wskazany jest przy wyrobie pustaków na spoiwach mieszanych, t j . cementowo-wapiennych lub cementowo-glinianych.
Masę żużlobetonową miesza się za pomocą opisanych już maszyn i urządzeń. Ręcznie miesza się składniki w następującej kolejności w zależności od użytego spoiwa. Przy użyciu cementu
120
najpierw miesza się na sucho żużel z cementem albo, jeżeli dodawany jest piasek, piasek z cementem. W przypadku kiedy żużel jest wilgotny mieszanie należy wykonywać małymi porcjami i bardzo dokładnie. Przy użyciu spoiw mieszanych (cemen-lowo-wapienne, cementowo-gliniane) najpierw miesza się żużel z cementem, jeżeli żużel jest suchy, a potem dodaje się szlam gliniany albo ciasto wapienne-, lekko rozwodnione. Jeżeli żużel jest wilgotny, to lepiej jest rozrobić cement z gliną lub z wapnem i dopiero potem mieszać z żużlem. Wodę do mieszania dodaje się w bardzo małej ilości, ażeby masa nie była zbyt rzadka. Sto-}ńeń wilgotności masy sprawdza się w ręku: ściśnięta masa nie powinna się rozsypać, ale nie powinno się z niej wycisnąć wody.
Żużel z wapnem lub z gliną miesza się bardzo źle. Ażeby skrócić czas mieszania* i otrzymać bardziej jednorodną masę, glinę łub wapno dodaje się stopniowo. Dobre wyniki otrzymuje się też przez wymieszanie odmierzonej porcji gliny lub wapna z małą ilością żużla, a dopiero potem wymieszanie tej mieszanki z resztą żużla.
Do wyrobu płyt izolacyjnych przygotowuje się mieszaninę o konsystencji gęstoplastycznej. W tym przypadku wymieszanie żużla ze spoiwem cementowo-glinianym albo cementowo-wapien-nj m nie sprawia trudności.
Formowanie i pielęgnacja wyrobów. Przygotowaną mieszaninę nakłada się do forem i zagęszcza stosując jeden z omówionych sposobów. Najlepsze jest wibrowanie, ponieważ nie niszczy ono porowatej s truktury żużlobetonu. Przy zagęszczaniu ręcznym za pomocą ubijaka należy uderzać równomiernie i niezbyt silnie (rys. 69).
Świeże wyroby układa się najczęściej na dobrze wyrównanym i ubitym placu. Pustaki Muranów i DMS formuje się na podkładkach, na których pozostają przez 24 do 48 godzin, aż stward-
121
nieją na tyle, że można je wziąć w ręce. Również płyty izolacyjne powinny być formowane na podkładkach.
Przy formowaniu na odkrytym placu w upalne dni. świeżo uformowane wyroby należy chronić przed promieniami słonecznymi, ażeby uniknąć zbyt szybkiego parowania wody oraz pęknięć powierzchniowych. Najlepszym zabezpieczeniem jest słoma luźno narzucona na elementy. Począwszy od następnego dnia po uformowaniu należy wyroby żużlobetonowe polewać wodą, przy-
Rys . 69. F o r m o w a n i e b loków z ż u ż l o b e t o n u
najmniej w ciągu jednego tygodnia. Mniej intensywnie można polewać wyroby na spoiwie mieszanym, a w szczególności na spoiwie cementowo-glinianym. Glina bowiem ma tę właściwość, że wilgoć raz wchłoniętą długo utrzymuje.
Wyroby powinny dojrzewać w stosach przez około 28 dni. W czasie gorącego lata i przy obfitym polewaniu już po 21 dniach wyroby nadają się do użytku. Bloki formowane z mieszaniny o. małej zawartości cementu powinny dojrzewać przez 6 tygodni.
Znaczne przyśpieszenie twardnienia i skrócenie czasu polewania uzyskuje się w przypadku zastosowania naparzania. Przy naparzaniu w warunkach produkcji polowej, bez specjalnych pomieszczeń, w ciągu 1—2 dni po uformowaniu osiąga się" wzrost wytrzymałości o ok. 5 0 % (tabl. 19).
T a b l i c a 1 9
Przebieg twardnienia betonu w zależności od temperatury
Liczba dni twardnienia
Osiągnięty % wytrzymałości miarodajnej B ,8 przy temperaturze Liczba dni twardnienia
1° c 5° C 10° c 15° C 20° C 30° C
3 .— 20 2 5 35 40 55 7 28 38 47 60 67 80
14 47 58 68 80 • 88 95 21 58 70 80 . 90 97 1(1(1 2 8 67 . 80 90 100 100 100
*) Według A'. Dreckiego i K. Lebdy: Zużlobeton w budownictwie wiejskim. Warszawa PWRiL 1954.
Oprócz tego przez naparzanie podnosi się w dużym stopniu jakość betonu z żużla paleniskowego. Wysoka temperatura i wgłę-bna penetracja paryr wodnej przyspiesza szereg reakcji chemicznych między składnikami żużla i spoiwa. Również szkodliwe składniki żużla ulegają przemianom, które w znacznym stopniu likwidują ich działanie w żużlobetonie. Wypalone wapno w czasie naparzania ulega zgaszeniu, a związki siarki ulegają częściowemu rozkładowi.
ELEMENTY Z TROCINOBETONU
Rodzaje i zastosowanie elementów z trocinobetonu. Stosowanie trocinobetonu, podobnie jak żużlobetonu, daje korzyści nie tylko natury technicznej, ale również i gospodarczej. Wykorzystanie bowiem zbędnych trocin zwalnia tartaki od kłopotliwego wywożenia i niszczenia zwałów odpadków drzewnych, zalegających na płacach.
Trocinobeton wyrabia się z trocin i cementu. W celu podniesienia wytrzymałości można dodawać piasek. Stosuje się również dodatek żużla. Zamiast spoiwa cementowego do wyrobów przeznaczonych tylko na izolację ciepłochronną można użyć spoiwa cementowo-wapiennego albo wapiennego.
Trocinobeton najczęściej stosowany jest w budownictwie w postaci cegieł, bloków i płyt. Elementy te używane są:
do wypełniania ścian szkieletowych budynków przemysłowych, magazynów, budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej,
122 123
do budowy ścian działowych i nośnych niskich budynków mieszkalnych i tymczasowych budynków na placu budowy,
do izolacji ścian i stropów. Nie zaleca się wyrobu pustaków wielokanałowych z trocino-
hetonu, ponieważ konieczne jest wówczas zwiększenie ilości cementu, co pomimo zmniejszenia zużycia materiału nie zawsze się opłaca. Wskazane jest natomiast formowanie bloków w formach Ideał.
Wymiary bloków mogą' być dowolne (praktycznie nie większe niż 50x25x25) i dostosowane do grubości projektowanej ściany zewnętrznej, która w zależności od charakteru i strefy klimatycznej waha się od 20 do 30 cm.
Do ścian działowych wygodniej jest stosować zamiast cegieł płyty o wymiarach 60x40x10 cm. Grubość płyt izolacyjnych wynosi 5—10 cm.
Składniki trocinobetonu. Podstawowym składnikiem trocinobetonu są trociny z drzew iglastych. Trociny nie mogą być zbutwiałe ani zagrzybione. Dlatego też w tar taku powinny być chronione przed opadami. Wskazane jest pozostawienie trocin przez kilka miesięcy w miejscu zabezpieczonym od opadów i wilgoci gruntowej.
Szkodliwymi domieszkami w trocinach są drzazgi i wióry oraz pyły i drobne trociny o grubości poniżej 1 mm. Według instrukcji Ministerstwa Budownictwa Przemysłowego dopuszczalne są domieszki:
pyłów — do 5%, trocin o grubości < 1 ram — do 15%. Trociny z tartaków zawierają na ogół minimalną ilość tego
rodzaju zanieczyszczeń. Do trocinobetonów stosuje się cementy marki 150 i 250. Do
datek ciasta wapiennego w ilości do 30% objętości cementu (przy wapnie hydratyzowanym do 15% ciężaru cementu) wpływa dodatnio na właściwości trocinobetonu, a przy małej ilości cementu nawet podnosi wytrzymałość trocinobetonu. Podobne znaczenie ma glina dodawana w postaci szlamu.
Ostatnie doświadczenia podczas produkcji trocinobetonów wykazały korzystne działanie dodatku chlorku wapniowego w postaci 6-procentowego roztworu w wodzie zarobowej. Dodatek chlorku wapniowego wywołuje następujące efekty:
podnosi prawie dwukrotnie wytrzymałość trocinobetonu na cemencie marki 250, a jeszcze więcej na cemencie 150 albo nieco zwietrzałym.
utrwala trociny (zastępuje dawniej stosowaną mineralizację), zapobiega nadmiernemu wysychaniu trocinobetonu. które po
woduje spadek wytrzymałości, zmniejsza nasiąkliwość,
124
ułatwia wykonywanie elementów trocinobetonowych w okresie zimowym.
Natomiast dodatek chlorku wapniowego, jak już wspomniano, zwiększa higroskopijność i skurcz wyrobów.
Chlorku wapniowego nie można stosować przy obecności wapna.
Dodatki mineralne dodaje się albo w celu podniesienia wytrzymałości (piasek, żużel paleniskowy), albo w celu zaoszczędzenia cementu (żużel wielkopiecowy).
Piasek w ilości nie większej niż 50% objętości cementu powoduje przyrost wytrzymałości trocinobetonu, podobnie jak żużel paleniskowy. Przy użyciu żużla wielkopiecowego można zaoszczędzić do 30% cementu dodając 3 kg żużla zamiast 1 kg cementu 150 albo 4 kg żużla — zamiast 1 kg cementu 250.
Właściwości elementów z trocinobetonu. Ciepłochronność trocinobetonu zależy od ciężaru objętościowego. W elementach konstrukcyjnych o ciężarze objętościowym od 800 do 1200 kg/m3 współczynnik przewodzenia ciepła X wraha się od 0.15 do 0,35 kcal/m 2 h° C Przy małej ilości spoiwa i bez dodatków7 mineralnych trocino-beton nabiera właściwości drewna (ciężar i przewodnictwo cieplne).
Trocinobeton jest również dobrym izolatorem akustycznym. Jedną z wad trocinobetonu jest skurcz występujący w czasie
twardnienia i wysychania. Skurcz ten wynosi 6% przy zarabianiu wodą i 8% przy zarabianiu chlorkiem wapniowym. Najintensywniej kurczy się trocinobeton w okresie 28 dni po uformowaniu. Dodatki mineralne zmniejszają skurcz.
Wytrzymałość trocinobetonu zależy od ilości cementu, dodatku chlorku wapniowego oraz dodatku składników mineralnych.
Orientacyjne wytrzymałości trocinobetonu podano według instrukcji Ministerstwa Bud. Przem. w tabl. 20.
Tablica 20
Ilość składników na 1 m3 trocinobetonu *)
U w a g a . Piasek i trociny przyjęto lu?no usypane, suche. *) Według pisma okólnego MBPrzem, w sprawie stosowania i wykonvwania t r o c i n
betonów (Biuletyn MBPrzem. nr 19, poz. 117 z 1954 r.).
125
Nasiąkliwość trocinobetonu zależy od ilości cementu. Przy ilości cementu ponad 400 kg na 1 m3 nasiąkliwość wynosi poniżej 4 0 % ciężarowo, przy 300 kg cementu wynosi ok. 60%. Przy mniejszej ilości cementu elementy trocinobetonowe można stosować tylko w miejscach dobrze zabezpieczonych przed wilgocią.
Trocinobeton w warunkach stałego zawilgocenia ulega rozkładowi.
W ogniu trocinobeton konstrukcyjny nie spala się. Trocino-betony izolacyjne o ciężarze poniżej 800 kg/m3 ulegają zwęglaniu i spopielaniu. .. •
Przygotowanie mieszaniny i formowanie elementów. Jeśli przyjąć jako zasadę, że stosowanie trocinobetonów ma ograniczony zakres, to projektowanie ich składu, podobnie jak betonów konstrukcyjnych, jest praktycznie nieuzasadnione. W celu bowiem uzyskania wytrzymałości rzędu 15—30 kG/cm 2 dla elementów nośnych lub ok. 5 kG/cm2 dla elementów izolacyjnych wystarczy znać kilka podstawowych proporcji mieszanek, aby wybrać z nich najbardziej odpowiednią (tabl. 20). Dokładniejsze ustalenie składu mieszanki przeprowadza się na podstawie wyników badania wytrzymałości próbek na ściskanie.
Aby umożliwić dokładne wymieszanie składników, należy przed rozpoczęciem produkcji podsuszyć trociny na powietrzu. Trociny trzeba następnie przesiać przez sito o oczkach 10 mm w celu oddzielenia szkodliwych zanieczyszczeń w postaci Wiórów, kory i tp. W przypadkach dużej ilości pyłów trociny trzeba dobrze wysuszyć i przesiać przez drobne sito albo przewiać podobnie jak żużel. Jeżeli ma być użyty chlorek wapniowy, to należy wcześniej rozpuścić go w wodzie w stosunku 6 kg chlorku na 100 1 wody.
Żużel paleniskowy przygotowuje się t a k samo jak do żużlo-betonu. Żużel wielkopiecowy w celu uaktywnienia powinien być zmielony na kołotoku albo przynajmniej skruszony na mokro na kruszarce używanej do żużla paleniskowego.
W świetle ostatnich badań przeprowadzonych na Politechnice Gdańskiej stosowana dotychczas wstępna mineralizacja trocin za pomocą wapna albo cementu okazała się nieekonomiczna.
Ręczne przygotowanie trocinobetonu rozpoczyna się od zmieszania na sucho trocin z cementem. Jeżeli dodawany jest piasek, wówczas miesza się najpierw cement z piaskiem, a potem dodaje się trociny. Jeżeli natomiast używany jest żużel paleniskowy, to dodajemy go na końcu.
Ciasto wapienne lub szlam gliniany najlepiej jest rozrzedzić odpowiednią ilością wody i w tym stanie dodawać do pozostałych składników.
Wody należy dodawać tyle, żeby po wymieszaniu masa była półsypka (po zgnieceniu w dłoni powinna wystąpić woda). Masa
126
trocinobetonowa z piaskiem lub żużlem powinna być mniej wilgotna niż z samymi trocinami.
Formowanie elementów należy wykonać pod dachem w celu zabezpieczenia świeżych wyrobów przed opadami i słońcem. Do forem wsypuje się masę cienkimi warstwami i silnie się ubija. Wyjmowanie elementów z form należy wykonywać bardzo ostrożnie. Cegły wyjęte z ceglarki pozostawia się na podkładkach przez 1—2 dni. Bloki i płyty najlepiej jest wykonywać również na podkładkach. Świeże elementy powinny być przez 7 dni nawilżane wodą. W tym celu dobrze jest wyroby betonowe po 24 godzinach twardnienia przykryć luźno narzuconą słomą i dopiero poprzez słomę polewać rozpylonym strumieniem wody.
E L E M E N T Y Z B E T O N U Z W Y P E Ł N I A C Z A M I ROŚLINNYMI
Charakterystyka betonu i składników. Nazwą wypełniaczy roślinnych objęto tu takie materiały jak słomy zbóż, słomy roślin oleistych (np. rzepak), plewy, paździerze itp. Elementy produkowane z tych materiałów są wyjątkowo mało znane i nie były dotąd poddawane systematycznym badaniom^ laboratoryjnym. Brak też jest danych pozwalających ściśle określić właściwe proporcje składników i w zależności od tego podstawowe cechy techniczne elementów. Podane w dalszym ciągu wiadomości oparte są na doświadczeniach krajowych przy produkcji lekkich betonów z wypełniaczami roślinnymi, które znalazły praktyczne zastosowanie w budownictwie rolniczym, przemysłowym i mieszkaniowym.
Betony z wypełniaczami roślinnymi stosowane są w postaci bloków7, pustaków i płyt ściennych albo stropowych, lekko zbrojonych. Do wyrobów niezbrojonych używa się spoiwa cementowo-glinianego i cementowo-wapiennego. Do płyt stropowych zbrojonych używa się cementu. Bloki i pustaki oraz płyty do ścian działowych wyrabia się z zaprawy z dodatkiem wypełniaczy.
Wypełniacze roślinne użyte do produkcji lekkich betonów nie mogą być zagrzybione (zbutwiałe). Plewy i paździerze powinny być odwiane z kurzu.
Charakterystyczną cechą wszystkich wyrobów z wypełniaczami roślinnymi jest to, że zaraz po wyjęciu z forem mają dość dużą spoistość, dzięki czemu nawet przy słabszym spoiwie nie ulegają łatwo uszkodzeniom.
Wykonanie elementów z dodatkiem sieczki lub paździerzy. Sieczka powinna być pocięta na długość od 2 do 5 cm. Do wyrobu pustaków daje się sieczkę krótszą, a do bloków i płyt — dłuższą.
Piasek miesza się ze spoiwem jak zwykłe zaprawy. Mieszanina może być przy tym rzadsza niż normalnie używana do wy-
127
robów. Do przygotowanej zaprawy dosypuje się ustaloną ilość sieczki. Ilość ta nie powinna przekraczać połowy objętości zaprawy (tabl. 21). Przed zmieszaniem należy sieczkę trochę zmoczyć wodą.
T a b l i c ą 2 1
Ilość składników na 1 m 3 s ieczkobetonu
Tak przygotowaną mieszaninę pozostawia się przez kilka minut, ażeby sieczka zmiękła i straciła sprężystość, co ułatwi ubijanie masy w formach.
Wyroby z sieczkobetonu formuje się i zagęszcza tylko ręcznie. Wibrowanie, szczególnie przy większym dodatku sieczki, nie daje pożądanych rezultatów.
Do formowania używa się forem drewnianych i ręcznych pu-staczarek. Masę betonową ubija się silnie cienkimi warstwami, ponieważ sieczkobeton jest sprężysty i t rudno go ubić w grubej warstwie.
Przy pielęgnacji wyrobów obowiązują te same zasady jak przy innych wyrobach betonowych.
Wykonanie płyt rzepakowo-wiórowyeh. Płyty rzepakowo-wió-rowe z lekkim zbrojeniem z cienkich prętów stalowych produkowane były przez jedną z betoniarni w Bytomiu. Nadają się one przede wszystkim do budowy domków indywidualnych, baraków itp. Obecnie podobne płyty stosowane są w budownictwie wiejskim.
Płyty mają grubość 8. cm, szerokość — 50 cm i długość zależnie od potrzeby — do 250 cm. Ciężar objętościowy płyt wynosi 1260—1350 kg/m3.
Wióry stolarskie i sieczka rzepakowa są przed wyrobem mi-neralizowane. Mineralizacja wypełniaczy wykonywana jest za pomocą popiołów lotnych. Mineralizacja polega na zmieszaniu składników na 24 godziny przed rozpoczęciem produkcji w następującej proporcji:
1 część popiołów lotnych. 2 części sieczki rzepakowej, 1 część wiórów.
128
Mieszanie wykonuje się w betoniarce przeciwbieżnej w stanie lekko wilgotnym. Zmineralizowaną masę miesza się z cementem w ilości 300—350 kg/m3 gotowego wyrobu. Formowanie odbywa się ręcznie za pomocą ubijania.
E L E M E N T Y Z GLINY S U R O W E J
Rodzaje, właściwości i zastosowanie. Oprócz najczęściej stosowanych i najbardziej ekonomicznych w przypadku dobrej gliny, ścian z gliny ubijanej, wyrabiane są również różne elementy z gliny. Wykonywanie ścian ubijanych omówione zostanie w rozdz. 6.
Na terenie kraju znane są już i wypróbowane bloki ścienne z gliny, zwane również samanami. Ostatnio za przykładem N R D stosowane są również płyty na ściany działowe i płyty stropowe oraz bloki wypełniające, wyrabiane z tzw. lekkiej gliny, czyli mieszaniny szlamu glinianego z wypełniaczami roślinnymi, t j . sieczki, trocin, łęcin, plew, paździe-rzy itp. (rys. 70). W porównaniu ze ścianami ubijanymi trwałość elementów z gliny jest większa i w mniejszym stopniu zależna od właściwości samej gliny.
Stosowanie bloków z ciężkiej gliny jest wskazane w tych okolicach, gdzie nie ma dobrych gatunków glin o dużej zawartości frakcji ilastej. Dotyczy to całej niziny kraju, gdzie występują gliny lodowcowe. Do wyrobu natomiast elementów z lek- R y s . 70. P ł y t y z lekkiej gliny: kiej gliny potrzebne są gliny tłuste a) ścienne, b) stropowe . o dużej zawartości frakcji ilastej.
Właściwości wyrobów z gliny są bardzo różnorodne i zależą od rodzaju i ilości mieszanych składników. Ciężar wyrobów w stanie powietrzno — suchym waha się od 600 kg/m3 do 2000 kg/m3, • przy czym ta ostatnia liczba odnosi się do gliny surowej naturalnej, z ewentualną domieszką piasku.
Podobnie jak glina naturalna również i wyroby z niej są łatwo nasiąkliwe i higroskopijne. Dlatego też wyrobów z gliny używa się do budowy tylko części nadziemnych budynku.
Współczynnik przewodzenia ciepła gliny naturalnej wynosi 0,75 kcal/m* h° C, a gliny lekkiej 0,40—0,20 kcal/m2 h° C.
9 — Miejscowe mat. bud. 129
Ściany z elementów glinianych lepiej akumulują ciepło i izolują dźwięki niż ściany ceglane. Są one już przy grubości 25 cm ognioodporne. Poważną jednak wadą elementów z gliny surowej jest brak przyczepności tynku.
Wytrzymałość elementów zależy od rodzaju gliny, proporcji składników i intensywności ubijania gliny w formach. W przypadku bloków można bez. t rudu uzyskać wytrzymałość na ściskanie rzędu 15—20 kG/cm 2 wystarczającą do budowy ścian nośnych budynków dwukondygnacjowych.
Badanie właściwości gliny. Ilość dodatków mineralnych i włóknistych do gliny ustala się na podstawie badań właściwości gliny.
W budownictwie z gliny przyjął się prosty sposó"b określania składu mieszanki, tzw. gliny ciężkiej, w zależności od stopnia tłustości gliny. O stopniu tłustości gliny decyduje procent skurczu próbki.
Z ukopanej gliny po zmieszaniu i przerobieniu z minimalną ilością wody formuje się wałeczek o długości ok. 15 cm, który układa się na kawałku deski. Na wałeczku wyciska się dwie rysy w odległości 10 cm. Po wyschnięciu gliny mierzy się odległość pomiędzy znakami na wałeczku i oblicza się skurcz w % w stosunku do pierwotnej długości 10 cm.
Próby takie trzeba wykonywać w miarę wybierania gliny z wykopu, ponieważ jakość gliny zmienia się wraz z głębokością. W tych warunkach proporcja składników, ustalona dla wierzchniej warstwy, może się okazać nieodpowiednia dla warstwy głębszej.
Dokładniejszy sposób ustalania ilości dodatków mineralnych i włóknistych (roślinnych) polega na laboratoryjnym badaniu różnych cech fizyko- mechanicznych gliny, a przede wszystkim jej spoistości.
Dokładne metody badania glin, między innymi metodę badania spoistości, opracowano ostatnio w N R D , gdzie budownictwo z gliny szeroko się rozwija. Spoistość gliny mierzy się w G/5 cm2. Jest to siła, która powoduje rozerwanie próbki w kształcie „ósemki" (rys. 71). Do badania pobiera się próbki z różnych głębokości i z różnych miejsc na powierzchni przyszłej odkrywki. Próbki gliny muszą być oczyszczone z części organicznych, takich jak gałązki i korzonki. Dla budynku parterowego pobiera się przeciętnie 2 próbki po 4 kg, a dla kilkukondygnacjowego — 3 próbki po C kg. Próbki do badań powinny być zapakowane w mocne pudełko z zaznaczeniem głębokości pobrania próbki.
próbki przerabia się na płycie stalowej albo z twardego drewna, aż powstanie jednolita masa. W tym celu ubija się masę młotem i sitka się nożem, zbiera i ponownie ubija. Jeśli glina się rozsypuje, należy dodać niewielką ilość wody.
R y s . 71 . S p r z ę t d o polowego b a d a n i a spoistości
g l iny : a) forma do p r ó b k i , b) got o w a p r ó b k a w u c h w y t a c h ,
c) wieszak, d) p r ó b a
130 131
Warunkiem prawidłowego przygotowania próbki do badania jest uzyskanie tzw. normowej plastyczności. Sprawdza się to w następujący sposób. Z 20 gramów gliny formuje się kulę i upuszcza się ją z wysokości 2 m na twardą i gładką płytę. Średnica spłaszczonej kuli powinna wynosić 50 mm. Jeśli rozpłaszczenie jest mniejsze, trzeba próbkę powtórnie przerobić i skropić nieco wodą. Jeśli spłaszczenie jest za duże, próbkę należy przerabiać t a k długo, aż wyparuje z niej nadmiar wody. Po uzyskaniu normowej plastyczności przystępuje się do formowania próbki.
Foremkę (rys. 71a) smaruje się olejem, wypełnia gliną i mocno ubija. Górną powierzchnię wyrównuje się nożem (bez zwilżania wodą). Próbkę po wyjęciu umieszcza się w przyrządzie do badania i sypie się piasek do naczynia. Z chwilą zerwania próbki trzeba natychmiast przerwać sypanie piasku. Siła zrywająca jest równa ciężarowi naczynia i piasku. Z każdej badanej gliny wykonuje się 3 badania jako wynik miarodajny przyjmując średnią ze wszystkich badań.
Wyrób bloków. Bloki z gliny surowej wyrabia się najczęściej o wymiarach 33 X 16 x21,5 cm. Wymiary te wynikają z ustalonej grubości ściany zewnętrznej z bloków, wynoszącej w przeciętnych warunkach klimatycznych 50 cm. Grubość tę uzyskuje się przy murowaniu ściany na grubość 1,5 bloku. Przy obliczaniu zapotrzebowania bloków do budowy przyjmuje się:
na 1 m2 muru o grubości 50 cm — 46 bloków „ l m 2 „ „ „ 33 cm — 30 „ „ 1 m 2 „ „ „ 16 cm — 15 „
Jeden blok ma objętość odpowiadającą w murze (wliczając spoiny) 4,5 cegłom.
Przy wyrobie bloków stosuje się w miarę potrzeby dodatek piasku albo sieczki, trocin lub żużla. Gliny tłuste, wykazujące nadmierny skurcz, muszą być schudzone piaskiem niezależnie od dodatku sieczki (tabl. 22). Sieczka (o długości kawałków ok. 5 cm) chroni bloki przed pękaniem.
Do ręcznego wyrobu bloków potrzebne są: mieszadło konne do gliny, formy i taczki do przewożenia gliny z mieszadła na plac. Maszynowo można formować bloki nie większe niż podwójna cegła za pomocą prasy typu używanego do wyrobu cegieł wapienno-piaskowych (sylikatowych). Prasa taka musi mieć ustnik i ślimak odpowiednio powiększony.
Glinę przeznaczoną do wyrobu przerabia się zaraz po ukopaniu albo kopie się na jesieni i pozostawia na okres zimy w celu naturalnego rozkruszania. Przed mieszaniem w mieszadle glinę wraz z domieszkami załadowuje się na 24 godziny do specjalnie w t y m celu przygotowanych w pobliżu mieszadła dołów i zalewa wodą. Przed moczeniem glinę i dodatki układa się kolejno war-
132
stwąmi, tak jak to wynika z ustalonej proporcji, np. 1 miara sieczki, 7 miar gliny, 2 miary piasku.
T a b l i c a , 2 2 Stosunek składników mieszanki do wyrobu bloków z gliny
w zależności od procentu skurczu gliny *)
Skurcz %
Objętościowy stosunek składników Skurcz % glina sieczka piasek 4 14 1 _ 6 10 1 7 9 1 8 8 1 1 9 7 1 2
10 6 1 3 12 4 1 5
*) Według Radeckiego Z.: Budownictwo z gliny. Warszawa PWT 1951.
. Namoczony surowiec wybiera się łopatą z dołu w ten sposób, aby składniki nie uległy rozmieszaniu i wrzuca się do mieszadła.
Przemieszaną masę przewozi się taczkami na plac. Plac, na którym formuje się bloki, powinien być dokładnie wyrównany, ażeby bloki nie ulegały pęknięciom lub skrzywieniom. Plac należy wybierać w odpowiednim miejscu, najlepiej na łagodnym spadku, aby nie spływały t a m wody opadowe.
Jeżeli wymieszana glina jest zbyt wilgotna, to należy ją ułożyć w małe kopce, żeby przeschła. Bloki formowane z gliny zbyt wilgotnej po otwarciu formy osiadają.
Bloki formuje się najczęściej na ziemi; w miarę postępu pracy przesuwa się formę zapełniając cały płac blokami. Formy przed użyciem moczy się w wodzie, a miejsce pod formami wysypuje się piaskiem. Ze stojących obok taczek bierze się w dwie ręce odpowiednio dużą garść gliny i silnie wrzuca do jednej przegrody formy, a następnie do drugiej i ubija się ubijakami lub wygniata nogami. Brakującą ilość gliny uzupełnia się, a nadmiar zbiera gładzikiem. Wreszcie otwiera się formę, posypuje piaskiem gotowe bloki i przechodzi na następne stanowisko,
W okresie słonecznego lata bloki trzeba chronić przed promieniami słońca; w tym celu przykrywa się je słomą lub gałęziami.
Po przeschnięciu bloki odwraca się na drugą stronę i po kilku dniach układa się w stosy na wysokość 7 lub 8 warstw (rys. 72). Stosy należy przykrywać przenośnymi daszkami, słomą, trzciną albo papą. Stopień wysuszenia bloku poznaje się po przełamaniu bloku i porównaniu barwy środka z powierzchnią zewnętrzną. Jeżeli kolor całego przekroju jest jednolity, to blok jest suchy i nadaje się do budowy.
133
Jeżeli bloki produkowane są na rok następny, to w okresie jesieni i zimy należy przechowywać je pod dachem.
Wyrób płyt. Płyty ścienne i stropowe wyrabia się z tzw. lekkiej gliny. Z płyt ściennych można murować ścianki działowe,
a płyty stropowe układa się na listwach między belkami lub układa na belkach.
Lekką glinę przygotowuje się inaczej niż glinę ciężką do bloków ubijanych stosując wypełniacze roślinne. Podstawowymi wypełniaczami lekkiej gliny są: słoma zbożowa i rzepakowa, gałązki drzew iglastych, łęciny kartofli i tp. Wypełniacze te zlepia się rzadko rozrobioną gliną. Należy używać gliny jak najbardziej tłustej, aby otrzymać materiał wytrzymały. Wskazane jest również dodawanie do szlamu gli
nianego niedużych ilości cementu, co podnosi wytrzymałość gotowych wyrobów.
Po wysuszeniu ciężar objętościowy lekkiej gliny wynosi 600— 1200 kg/m3.
R y s . 72. S t o s y b loków z g l iny
134
Szlam gliniany przygotowuje się t a k samo jak do zapraw cementowo-glinianych. Materiały włókniste należy pociąć na sieczkarni lub siekierą na kawałki o różnej długości, nie większej jednak niż 40 cm.
Do mieszania służy stół (płyta) z desek, na którym układa się warstwami pocięte mater iały włókniste i zalewa równomiernie szlamem glinianym. Warstwy nie powinny być grubsze niż 10 cm; układa się ich 8—10. Po zalaniu szlamem ostatniej warstwy przerabia się masę widłami lub m o t y k a m i i układa obok w pryzmę. Następnie pozostawia się całą pryzmę przez 4 godziny, aż wypełniacze roślinne dostatecznie zmiękną. W dnie słoneczne wskazane jest przykrycie pryzmy gałęziami lub słomą, ażeby utrudnić parowanie.
Poza tym w zależności od przeznaczenia elementy z lekkiej gliny wyrabia się w formach ustawionych pionowo (płyty ścienne) lub poziomo (płyty stropowe) (rys. 73). W celu usztywnienia płyt stosuje się jako wkładki 2 lub 3 żerdzie drewniane o grubości 3—3,5 cm zaimpregnowane środkiem ochronnym przeciw zagrzybieniu.
Po wyjęciu z formy płyty kładzie się na płask na podkładach i pozostawia aż do przeschnięcia, a następnie ustawia się je na rąb aż do całkowitego stwardnienia. Płyty trzeba chronić przed nadmiernie szybkim wysychaniem, ponieważ łatwo ulegają pa-czeniu. i,
W podobny sposób wyrabia się nadproża, które mają kształt belek o długości do 170 cm i przekroju lux21,5 cm.
O R G A N I Z A C J A P R O D U K C J I W Y R O B Ó W Z B E T O N Ó W I GLINY
Elementy z betonów i zapraw produkuje się:.,. 1) w bazie materiałowo-produkcyjnej przedsiębiorstwa, 2) Mia placu budowy według opracowanego projektu produkcji
materiałów miejscowych (duże budowy), 3) na placu budowy bez projektu produkcji na podstawie
wytycznych kierownictwa budowy lub po prostu samodzielnie przez budującego.
Miejsce i sposób przygotowania produkcji zależeć będzie przede wszystkim od rozmiarów budowli i zapotrzebowania materiałów. Na małych budowach i przy średnim zapotrzebowaniu materiałów najczęściej nie opracowuje się projektu produkcji. Produkcję organizuje wówczas kierownictwo budowy i w tym celu musi ono ustalić pewne wytyczne organizacyjne. Wytyczne opracowuje się na podstawie założeń wynikających z dokumentacj i projektówo-kosztorysowej budynku i na podstawie obliczeń, które trzeba wykonać, aby zapewnić najbardziej ekonomiczny przebieg pro- . dukcj i . Często jednak dokumentacja projektowo-kosztorysowa nie
135
jest opracowywana w przewidywaniu użycia materiałów miejscowych, np. niektóre projekty typowe, projekty opracowywane bez wstępnych studiów materiałowych, uproszczona dokumentacja itp. Wówczas należy produkcję materiałów zorganizować od podstaw, począwszy od poszukiwań surowców miejscowych i wyboru najbardziej ekonomicznego materiału. Czynności te wykonuje się według zasad omówionych poprzednio, ale w mniejszym zakresie, dostosowanym do wielkości obiektu.
W wyniku studiów materiałowych musi być określony rodzaj materiału do produkcji oraz rodzaj i miejsce eksploatacji lub zakupu surowca.
Założenia do produkcji. W dokumentacji projektowo-koszto-rysowej zawarte są podstawowe dane do produkcji, a mianowicie rodzaj materiału, rodzaj elementów i potrzebna ilość elementów. W bardziej szczegółowo opracowanej dokumentacji znajdują się również dane dotyczące proporcji składników betonu lub zaprawy, z których mają być produkowane elementy, a w zestawieniu ilości materiałów również i zapotrzebowanie poszczególnych składników do produkcji elementów.
Jeżeli dokumentacja opracowana jest np. dla cegły albo dla nieodpowiedniego na danej budowie materiału miejscowego, wówczas trzeba przeliczyć podane w dokumentacji ilości materiałów na wybrany materiał zastępczy, posługując się tabl. 23. Nastę
pnie, posługując się tabli-T a b l i c a 2 3 cami podanymi wpoprzed-
IIość e lementów ściennych na I m3 nich częściach tego działu, ściany pełnej oblicza się ilość potrzeb
nych do produkcji materiałów.
Do obliczania ilości środków transportowych i czasu ich pracy muszą być znane odległości pomiędzy źródłem uzyskania materiałów (odkrywki, hałdy żużla, magazyny materiałów budowlanych itp.) a placem budowy.
Do opracowania wytycznych organizacyjnych konieczna jest prócz tego znajomość następujących danych:
istnienie i położenie źródła energii elektrycznej, położenie i wydajność najbliższych studni, możliwość uzyskania maszyn do produkcji elementów. Istnienie w pobliżu miejsca produkcji źródła energii elektry
cznej pozwoli na uruchomienie maszyn elektrycznych. W t y m celu należy uzyskać informacje, gdzie najbliżej zainstalowany jest
Rodzaj materiałów ilość
Cegła 25 x 12 x 6,5 400 Bloki 5 0 x 3 3 x 1 6 90 Bloki I d e a ł 27 x 13 x 13 200 P u s t a k i Alfa 4 9 x 2 4 x 2 4
śc iana n a 1 1 / 2 p u s t a k a 20 c a ł y c h 20 połówek
śc iana na 1 p u s t a k 20 c a ł y c h
136
punkt poboru energii elektrycznej albo gdzie jest najbliższy transformator. Od położenia i wydajności najbliższych studni zależeć będzie sposób zaopatrzenia w wodę. Jeśli wydajność istniejących studni jest niewystarczająca, należy dla większej produkcji wywiercić własną studnię albo dowozić wodę z pobliskiego strumienia lub rzeki. Od możliwości uzyskania maszyn zależy wybór metody produkcji: ręcznej albo maszynowej.
Wreszcie dla opracowania organizacji produkcji należy ustalić terminy zapotrzebowania elementów do budowy. Według terminarza zapotrzebowania elementów oblicza się ilość potrzebnych narzędzi oraz robotników.
Obliczenia do produkcji. Jeżeli termin zapotrzebowania elementów do budowy jest bardzo bliski, wówczas szybkość produkcji dostosoyvuje się do tego terminu i według tego ustala się ilość potrzebnych środków (maszyny, narzędzia i ludzie). Jeżeli zaś produkcję uruchamia się dużo wcześniej przed rozpoczęciem budowy, wówczas szybkość produkcji reguluje się według posiadanych środków.
Ilość potrzebnych maszyn, narzędzi pomocniczych i ludzi oblicza się biorąc pod uwagę termin zapotrzebowania i dzienne zapotrzebowanie elementów do budowy. Moc produkcyjna zorganizowanej wytwórni poyvinna zapewnić przygotowanie na termin zapasu elementów w ilości kilkudniowego zużycia i stałe pokrywanie dziennego zapotrzebowania budowy. Odpowiednie obliczenia oparte są o dzienną wydajność maszyn, ilość potrzebnych urządzeń pomocniczych i obsługi dla poszczególnych maszyn (tabl. 24) przy uwzględnieniu czasu twardnienia elementów.
T a b l i c a 2 4
Wydajność i obsługa sprzętu do produkcji e lementów betonowych
137
Bardzo ważnym składnikiem, którego nie można oszczędzać przy produkcji elementów z betonów i zapraw, jest woda. Zapotrzebowanie wody oblicza się przy uwzględnieniu ilości wody potrzebnej do zarobu i do polewania (tabl. 25).
T a b l i c a 2 5 Ilość wody potrzebnej do dziennej produkcji
wyrobów z zapraw i betonów
Podane w tabl. 25 ilości wody są minimalne i nie można ich zmniejszać. Jeżeli z obliczeń wyniknie, że ogólne zapotrzebowanie nie będzie mogło być pokryte z miejscowej studni, wówczas trzeba przewidzieć dowożenie wody w beczkowozach.
Następnym etapem obliczeń jest ustalenie powierzchni placów do produkcji-, szop i ewentualnie naparzalni. Położenie miejsca produkcji w stosunku do obiektu, dla którego przeznaczone są wyprodukowane elementy, może być dwojakie. Produkcję można prowadzić w bezpośrednim sąsiedztwie projektowanego obiektu (rys. 74a) albo w pewnym oddaleniu od obiektu lub kilku obiektów (rys. 74b), jeżeli przemawia za t y m bliskość odkrywki surowców (glina), wody itp. Przy produkcji przyobiektowej potrzeba więcej miejsca, ale eliminuje się do minimum transport gotowych elementów. Układane są one bowiem w stosy tuż przy obiekcie, skąd zabierane są wprost na stanowiska robocze. Przy produkcji centralnej lepiej wykorzystana jest powierzchnia placu i dlatego mniej jej potrzeba, lecz gotowe elementy trzeba dalej przenosić.
Do obliczania potrzebnej powierzchni placu przy produkcji na wolnym powietrzu należy uwzględnić miejsce na :
podstawowy surowiec (piasek, glina, trociny, żużel), spoiwo (magazyn cementu, doły na wapno, doły do szlamo
wania gliny), surowce pomocnicze (piasek do wyrobów z gliny, żużlu, tro
cin, wypełniacze roślinne), stół do mieszania albo betoniarkę lub mieszarkę, maszyny,
138
ułożenie elementów do czasu ich wstępnego stwardnienia t j . do ułożenia, w stosy,
naparzalnię, skład gotowych elementów.
R y s . 74. S c h e m a t y p r o d u k c j i : a) p r z y o b i e k t o w y , b) c e n t r a l n y
Jeżeli elementy formowane będą pod dachem, wówczas do obliczeń włącza się powierzchnię szopy, pod którą znajdą miejsce maszyny, a często nawet wstępnie twardniejące elementy. Szacunkowe liczby do obliczania powierzchni placu produkcji, szopy do formowania i magazynu na cement podane są w tabl. 26.
Powierzchnie składowiska surowców oblicza się dla największej ilości, jaka będzie zwieziona na plac. Trociny i żużel najczęściej zwozi się w ilości całkowitego zapotrzebowania. Glinę i piasek zwozi się z pobliskich odkrywek w czasie produkcji. Powierzchnię wyrównanego placu pod świeżo uformowane elementy należy obliczać w zależności od dziennej wydajności wszystkich maszyn i przewidywanego czasu potrzebnego na wstępne stwardnienia elementów.
Na składowisko trzeba zarezerwować tyle miejsca, ile potrzeba przynajmniej na ilość wyprodukowaną w ciągu okresu twardnienia, t j . przez 28 dni — dla elementów na spoiwie cementowym, cementowo-wapiennym i cementowo-glinianym,
139
T a b l i c a 2 6
W y m a g a n a powierzchnia placów i szop na 1 maszynę *)
Rodzaj sprzętu Plac, ma Szopa, m !
D a c h ó w c z a r k a
Ceglarka wielocegłowa
P u s t a c z a r k a Alfa
F o r m a d o b l o k ó w I d e a ł
ok. 750
35
6 5 — 2 2 0
6 5 — 2 2 0
7 5 — 2 5 0
*) Powierzchnie placów obliczono na dwumiesięczną produkcję, a powierzchnie szop dla elementów ściennych — na 2—7-dniową produkcję.
a przez 32 dni — dla elementów piaskowo-wapiennych i dużych bloków z gliny.
Możliwie dokładne obliczenie potrzebnej powierzchni placu jest konieczne nawet wówczas, kiedy miejsca jest dosyć, np. na budowach wiejskich. Dzięki temu uniknie się zbytniego rozrzucenia całej produkcji w terenie i powiększenia wskutek tego transportów wewnętrznych.
Urządzenie miejsca produkcji. Miejsce produkcji należy urządzić w ten sposób, ażeby poszczególne etapy produkcji następowały po sobie bez żadnych zahamowań i przy najmniejszych odległościach. E t a p y produkcji elementów z betonów i zapraw są następujące:
1) sprowadzenie i zmagazynowanie surowców i spoiw, 2) przygotowanie spoiwa, 3) przygotowanie betonu lub zaprawy, 4) formowanie i układanie elementów na placu, 5) polewanie wodą i ochrona przed słońcem i deszczem, 6) układanie w stosy. Jeżeli stosowane jest naparzanie, to wówczas po formowaniu
następuje naparzanie, potem układanie w stosy i polewanie wodą.
Ustalenie miejsca na poszczególne etapy produkcji zależy od tego, czy produkcja będzie prowadzona przy obiekcie, czy centralnie (rys. 75). Przy produkcji przyobiektowej dla etapów 4 do 6 może nie być stałego miejsca, lecz czynności te można wykonywać w różnych miejscach dookoła obiektu (rys. 75a). Przy produkcji centralnej dla każdego etapu musi być wyznaczone stałe miejsce na placu (rys. 75b).
Centralną wytwórnię elementów lokuje się zazwyczaj albo w środku zespołu projektowanych obiektów, albo jeżeli w naj-
140
bliższym sąsiedztwie budowy jest złoże piasku lub gliny — przy t y m złożu (o ile glina lub piasek jest głównym surowcem produkcji).
Po ustaleniu miejsca na poszczególne e tapy produkcji pozostają do wykonania różne urządzenia, niezbędne do produkcji. Przy produkcji elementów z gliny potrzebne są doły do moczenia gliny, przy użyciu wapna — doły na zgaszone wapno.
R y s . 76. Szopa r u c h o m a : a) p r z e k r ó j p o p r z e c z n y , b) p r z e k r ó j p o d ł u ż n y
Jeżeli produkcja prowadzona jest przez dłuższy czas — od wiosny do jesieni — to konieczne są szopy stale albo przenośne, pod którymi ustawia się maszyny lub sprzęt do przygotowania betonu lub zaprawy, maszyny i formy. Pod szopami układa się również elementy na okres 2—5 dni w zależności od rodzaju spoiwa: przy mocniejszym spoiwie krócej, przy słabszym — dłużej. Przykład szopy ruchomej pokazany jest na rys. 76. Jest to konstrukcja z rur stalowych, rozbieralna, ustawiona na ogumionych kółkach albo na wózkach kolejki wąskotorowej.
142
P R O D U K C J A W Z I M I E
Bloków z gliny i masy piaskowo-wapiennej nie produkuje się w zimie. Wyroby z betonów na spoiwie cementowym, cementowo-wapiennym i cementowo-glinianym można produkować w okresie zimowym w ogrzewanej hali i przy zastosowaniu naparzania. Po naparzaniu wyroby muszą być dokładnie wystudzone i dopiero potem można je wynieść na zewnątrz. Beton po naparzeniu nie ma od razu pełnej wytrzymałości, lecz uzyskuje ją dopiero po pewnym czasie. Dlatego też po usunięciu wyrobów z hali na zewnątrz trzeba im zapewnić takie warunki, w których mogłyby normalnie dojrzewać albo przynajmniej nie ulegałyby szkodliwym czynnikom atmosferycznym.
W temperaturze poniżej 0° C procesy twardnienia ustają. Po podniesieniu się temperatury procesy te wznawiają się. Jeżeli jednak kilkakrotnie temperatura betonu obniża się poniżej 0° C, wówczas ostateczna wytrzymałość jest niższa od miarodajnej, jaką beton uzyskałby twardniejąc w normalnych warunkach w ciągu 28 dni.
Ażeby zabezpieczyć wyroby przed skutkami wielokrotnego zamarzania i odmarzania, należy je układać pod dachem w stosy, ściśle jeden obok drugiego, i okrywać słomianymi matami.
Zimowa produkcja w hali jest kosztowna i w warunkach małych budów t rudna do zrealizowania. W środkowych i wschodnich dzielnicach kraju (na zachodzie zimy są zbyt łagodne) można produkować w zimie elementy z żużlobetonu na spoiwie cementowym metodą naturalnego zamrażania, opracowaną i doświadczalnie sprawdzoną przez autora.
Metoda ta oparta jest na znanej w Związku Radzieckim metodzie betonowania za pomocą zamrażania. U nas ze względu na różnicę klimatu metoda ta nie była dotychczas stosowana i wymaga pewnych zmian w celu dostosowania jej do miejscowych warunków klimatycznych.
Przy stosowaniu metody zamrażania do produkcji żużlobe-tonów na spoiwie cementowym przyjmuje się następujące założenia zgodnie z technologią betonu:
1. Okresowe obniżenie temperatury betonu poniżej 0° C podczas wiązania powoduje jego zniszczenie.
2. Obniżenie temperatury betonu poniżej 0° C przed rozpoczęciem wiązania wstrzymuje proces wiązania i twardnienia do czasu podniesienia się temperatury.
3. Okresowe obniżenie temperatury betonu podczas twardnienia poniżej 0° C zmniejsza miarodajną wytrzymałość betonu, przy czym wielkość straty wytrzymałości zależy od stopnia stwardnienia betonu przed zamarznięciem (im twardszy beton zamarznie, tym mniejsza jest s trata).
143
4. Wielokrotne zamarzanie i odmarzanie betonu w czasie twardnienia może spowodować jego rozsadzenie.
Z założeń tych wynikają trzy zasady, których należy przestrzegać podczas zimowej produkcji elementów betonowych:
1. Nie można dopuścić do zamarzania betonu w czasie wiązania.
2. Uformowane elementy należy poddawać zamrożeniu (wystawić na działanie mrozu) albo przed wiązaniem, albo możliwie jak najpóźniej po wiązaniu.
3. Zamarznięte elementy należy zabezpieczyć przed wielokrotnym odmarzaniem.
Jeżeli elementy poddaje się działaniu mrozu po wiązaniu, należy proces wiązania możliwie skrócić przez podgrzanie składników i dodanie do masy zarobowej chlorku wapniowego w ilości 2% w stosunku ciężarowym do cementu.
Do zimowej produkcji cegieł lub pustaków potrzebne jest niewielkie pomieszczę nie ogrzewane żelaznym piecykiem. Zależnie od powierzchni pomieszczenia należy wybrać sposób produkcji. Jeżeli powierzchnia wystarczy jedynie na ustawienie formy, ce*-glarki lub pustaczarki i stołu do mieszania masy zarobowej, to gotowe elementy natychmiast po uformowaniu należy wynosić na zewnątrz. Zamarzanie nastąpi wówczas przed rozpoczęciem wiązania.
Jeżeli powierzchnia pomieszczenia wynosi przynajmniej 30 m2
wystarczy wówczas miejsca również na złożenie gotowych elementów w pomieszczeniu przez 24 godziny, tzn. aż do ukończenia procesu wiązania. Im większe będzie pomieszczenie, t y m dłużej będzie można pozostawić w nim wyprodukowane elementy, co zapewni im większą wytrzymałość końcową.
W pomieszczeniu do produkcji (betoniarni) powinny być następujące urządzenia: maszyna do wyrobu elementów, stół zbity z desek (układany na podłodze) do mieszania zarobu, beczka na wodę o pojemności ok. 150 l', zasiek na żużel i ewentualnie piasek, o pojemności ok. 2 m3, żelazny piecyk.
Temperatura w betoniarni powinna utrzymywać się ok. +15° C, a w nocy nie powinno się dopuszczać do spadku poniżej + 5 ° G. Piasek i żużel stosuje się możliwie suche po oddzieleniu zamarzniętych grudek, śniegu i lodu.
Nie należy używać do produkcji świeżego żużla, wprost spod paleniska, zawierającego niespalony węgiel i aktywne szkodliwe domieszki siarki. Do produkcji w okresie zimowym używa się cementu portlandzkiego marki 250 lub 350.
Chlorek wapniowy dodaje się do masy zarobowej w postać 4-procentowego roztworu wodnego.
Zapas żużla powinien być zabezpieczony od opadów.
144
Na 1 dzień przed rozpoczęciem produkcji przenosi się składniki do betoniarni i wsypuje się do zasieku. Beczkę napełnia się wodą.
Betoniarnia powinna być od tej chwili ogrzewana. Masę zarobową miesza się starannie w znany sposób ze szcze
gólnym zwróceniem uwagi na dodawanie wody, której nie powinno być za dużo. Chlorek wapniowy dodaje się tylko wówczas, gdy elementy pozostają w betoniarni w okresie wiązania.
Podgrzewanie wody do -j- 80° C wpływa bardzo korzystnie na przyśpieszenie czasu wiązania i jeżeli jest to możliwe, należy je stosować. Beton zarabiany podgrzaną wodą powinien mieć temperaturę nie wyższą niż 30—40° C. Na podstawie doświadczeń autora można zalecić stosowanie następujących proporcji składników:
od 1 : 2 : 6 do 1 : 4 : 6 (cement, piasek, żużel) lub od 1 : 5 do 1 : 7 (cement, żużel). Gotowe elementy układa się na rąb (cegły) na podłodze be
toniarni, wysypanej uprzednio piaskiem, lub na dworze jeden obok drugiego.
Po zakończeniu pracy, tego samego dnia, należy przygotować następną porcję składników i wsypać je do zasieku oraz napełnić beczkę wodą.
W razie pozostawienia elementów w betoniarni dłużej niż przez 24 godziny należyr je codziennie lekko skrapiać wodą z polewaczki. Elementy pó związaniu (lub natychmiast po uformowaniu) układa się pojedynczo na uprzednio przygotowanym odkry tym placu, na którym pozostają one do czasu zamarznięcia. Czas zamarznięcia zależy od temperatury zewnętrznej; praktycznie należy przyjmować 24 godziny. Po zamarznięciu przenosi się elementy w miejsce osłonięte od działania promieni słonecznych i ciepłych wiatrów. Najlepiej nadają się do tego puste szopy, stodoły lub inne zabudowania oraz miejsca pod dachem wzdłuż północnych ścian murowanych budynków. Cegły lub pustaki układa się ściśle jeden obok drugiego w stosy o wysokości 50 cm i zabezpiecza się je przed zmianami temperatury przez obsypanie plewami, obłożenie słomą lub w inny sposób.
Do wiosny, t j . do czasu ustalenia się temperatury ponad 0°C, elementy pozostają przykryte w stosach. Po ustaleniu się temperatury należy stosy rozebrać i przenieść elementy w odkryte miejsce, gdzie zależnie od pogody polewa się je przez kilka dni wodą.
Czas twardnienia zależy od temperatury zewnętrznej, na ogół jednak skończy się w ciągu 1 miesiąca.
Wytrzymałość w ten sposób produkowanych elementów będzie mniejsza niż wytrzymałość elementów produkowanych w lecie. Jes t ona jednak dostateczna dla potrzeb budownictwa parterowego, jeżeli, co należy podkreślić, elementy nie będą ulegały: wielokrotnemu zamarzaniu i odmarzaniu.
10 - Miejscowe mat. bud. 145
R o z d z i a ł 6
MATERIAŁY DO ŚCIAN UBIJANYCH I SPOSÓB ICH WZNOSZENIA !)
Sposób wznoszenia ścian ubijanych, niezależnie od użytego materiału, podobny jest do sposobu wykonywania betonowych konstrukcji ściennych. Wspólna jest dla obu rodzajów ścian konstrukcja deskowań oraz konsystencja i zagęszczanie materiału przez ubijanie Dotychczas w kraju znalazły zastosowanie ściany ubijane z gliny, masy piaskowo-wapiennej i z masy żużlowo-wapiennej, przy czym ściany z masy piaskowo-wapiennej wykonywane są pełne i z pustką powietrzną.
Z wymienionych materiałów wznosi się ściany zewnętrzne i wewnętrzne. Na fundamenty nadaje się masa wapienno-pia-skowa z wapnem hydraulicznym zamiast palonego, albo z dodatkiem cementu oraz żużlobeton na spoiwie cementowym z dodatkiem piasku. Materiały te można użyć do fundamentów budynków parterowych tylko wówczas, jeżeli grunt pod fundamentami jest jednorodny i nie jest podmokły.
Budowa ścian z materiału ubijanego jest pod wieloma względami bardziej korzystna od budowy z elementów wykonanych z tego samego materiału. Zamiast bowiem formowania, pielęgnowania i murowania ścian z elementów, w przypadku ścian ubijanych, wykonuje się tylko ubijanie materiału w deskowaniach. Oprócz tego do ścian z masy piaskowo-wapiennej i żużlobetono-wej można zastosować słabsze spoiwo i w mniejszej ilości niż do produkcji elementów.
W ścianach ubijanych z gliny jest odwrotnie: stosuje się do nich gliny w lepszym gatunku niż na bloki.
Z drugiej strony ściany ubijane mają też swoje wady. W czasie budowy trzeba je dokładnie chronić przed deszczem. Wskutek szybkiego na ogół wykonywania ścian i osiadania ich występują w materiale rysy skurczowe, szczególnie groźne przy nadpro-żach.
Ściany ubijane w porównaniu ze ścianami murowanymi z elementów wykonywanych z tego samego materiału są na ogół bardziej trwałe. Wynika to stąd, że materiał ubijany w deskowaniu jest znacznie dokładniej zagęszczony niż materiał wibrowany lub ubijany lekkimi ubijakami w formach, pustaczarkach lub ceglarkach i dlatego ma większą wytrzymałość.
*) W rozdz ia le t y m , zgodnie z t e m a t y k ą ks iążki , p o d a n e będą t y l k o z a s a d y p r z y g o t o w a n i a m a t e r i a ł u i w y k o n y w a n i a ścian u b i j a n y c h . Szczeg ó ł y k o n s t r u k c y j n e z n a j d ą c z y t e l n i c y w k s i ą ż k a c h p o ś w i ę c o n y c h b u d o w n i c t w u z o d p o w i e d n i c h m a t e r i a ł ó w m i e j s c o w y c h .
146
Z tych samych względów ściany ubijane są na ogół mnie ciepłochronne od ścian murowanych z elementów. W sumie jednak należy stwierdzić, że ściany ubijane są konstrukcją bardziej nowoczesną, której wykonanie można w znacznym stopniu, a może nawet całkowicie zmechanizować. Nie można tego powiedzieć o ścianach murowanych, których wykonanie ręczne jest z góry przesądzone.
S P R Z Ę T D O W Y K O N Y W A N I A ŚCIAN U B I J A N Y C H
Na wykonanie ścian ubijanych składają się następujące etapy pracy :
przygotowanie składników masy, \ mieszanie masy, ubijanie masy. Przygotowanie składników i mieszanie masy wykonuje się za
pomocą identycznego sprzętu jak przy produkcji elementów (patrz rozdz. 5).
Do ubijania masy stosuje się ubijaki ręczne i mechaniczne oraz komplety deskowań przesuwnych.
Ubijaki ręczne. Do ręcznego ubijania używa się ubijaków drewnianych v żeliwnych o ciężarze od ii—8 kg, a w ścianach glinobitych — d o 12 kg (rys. 77). Nie' nadają się do tego rodzaju robót ciężkie ubijaki typu drogowego. Ubijaki drewniane powinny mieć bitnię z twardego drewna albo obitą blachą stalową. Oprócz zwykłych ubijaków używa się specjalnych wąskich ubijaków do ubicia masy betonowej lub glinianej w narożach deskowań.
Ubijaki mechaniczne. Do ubijania betonu lub gliny w deskowaniu nadają się ubijaki wibracyjne elektryczne lub pneumatyczne o ciężarze poniżej 20 kg. Przy ubijaniu gliny o wilgotności naturalnej mogą być używane cięższe ubijaki. Jeden z typów ubijaków elektrycznych pokazany jest na rys. 78.
Charakterystyka techniczna ubijaków: U b i j ' a k w i b r a c y j n y Typ G2-B. Produkcja Węgry firmy Gebrüder Gerlei. Ubijak składa się z silnika, wału i końcówki wibracyjnej, do
której przyłącza się ubijak. Ciężar silnika z wałem — 66 kg.
R y s . 77. U b i j a k i r ę c z n e : a) że l iwny, b') d r e w n i a n y
147
\
Długość wału 5 m. Ciężar ubijaka 9 kg. •Zakończenie w kształcie ubijaka z uchwytami ma powierzch
nię płyty wibrującej 270 x"270 mm. Ubijak mocowany jest na końcówce wibracyjnej za pomocą śrub.
U b i j a k e l e k t r y c z n y Typ ES-15. Produkcja NRD firmy Elma. Ciężar 18 kg.
R y s . 78. U b i j a k e l e k t r y c z n y
Ubijak z nadbudowanym silnikiem asynchronicznym — krótko zwartym na napięcie 220/380 V, 50 okr.. z uchwytami do prowadzenia i wymiennymi końcówkami ubijającymi o wymiarach
110 x 150 m m ; 11*0 x 110 m m ; 150 x 150 inni. Ilość uderzeń 530/min. Zapotrzebowanie mocy 0,4 kW. U b i j a k e l e k t r y c z n y Typ ES-20. Produkcja N R D firmy Elma. Ciężar 24 kg.
148
Ubijak z nadbudowanym silnikiem asynchronicznym — krótko zwartym na napięcie 220/380 V, 50 okr. z uchwytami do prowadzenia i wymiennymi końcówkami ubijającymi o wymiarach: 100x150 mni; 110x110 m m ; 150x150 mm.
Ilość uderzeń 5 3 0 / m i n . Zapotrzebowanie mocy O.G kW. Deskowania. Do wykonania ścian ubijanych używane są de
skowania przesuwne. Użycie tego rodzaju deskowań podyktowane jest nie tylko względami
a) oszczędnościowymi, ale również własnościami tworzywa glinianego. W ciągu jednego dnia bowiem nie można ubić więcej niż jedną warstwę ściany o wysokości 50—70 cm.
Znane są trzy typy konstrukcyjne stosowanych u nas deskowań: zwykłe, pojedyncze i podwójne oraz deskowania wielopłytowe według wzoru N R D , gdzie stosowane są do ścian ubijanych z gljnyr.
Ściany pełne ubija się w d e s k o w a n i a c h p o j e d y n c z y c h . Deskowania te wykonuje się w postaci płyt z desek o grubości przynajmniej 32 mm, usztywnionych nakładkami przybijanymi co ok. 60 cm (rys. 79). Płyty zbija się z 3 lub 4 desek z pozostawieniem małych (0,5 cm) odstępów, ponieważ deski pęcznieją pod wpływem wilgotnej masy. Deski od wewnątrz powinny być ostrugane na gładko.
W miejscach nakładek u dołu płyty są otwory na ściągacze. Ściągacze mogą być drewniane z lat albo stalowe, gwintowane z nakrętkami.
Ściągacze drewniane powinny być lekko zbieżne. Ułatwia to wybijanie ściągaczy przed zdjęciem deskowań ze ściany. Prostsze w wykonaniu i wygodniejsze przy pracy są ściągacze drewniane, którymi ściąga się płyty za pomocą klinów.
Górne krawędzie płyt ściągane są za pomocą jarzm nakładanych spełniających jednocześnie rolę rozporek (rys. 79c).
Szerokość płyt wynosi od 50 do 70 cm, a długość 2 do 3 m. Do budowy trzeba mieć komplet płyt umożliwiający jednoczesne
Rys . 70. D e s k o w a n i e z w y k l e : a) p ł y t a , b) ściągacz, c) j a r z m a
149
wykonywanie naroża i odcinka ściany. Komplet taki powinien się składać z 6 płyt : 4 do narożnika i 2 proste (rys. 80).
Przykładowo komplet do ścian o grubości 50 cm może składać się z następujących p ł y t 1 ) :
narożne zewnętrzne — 2 szt długości 273 i 277 cni, narożne wewnętrzne— 2 szt długości 220 cm, dodatkowe — 2 szt długości 300 cm. Przy wykonywaniu płyt narożnikowych należy pamiętać o tym,
że nakładki płyt wewnętrznych (krótszych) przybija się naprzeciw odpowiednich nakładek w płytach zewnętrznych.
273
W przeciwnym razie ściągacze nie będą prostopadłe do płyt. Dlatego też nakładki te przybija się na końcu po próbnym zmontowaniu płyt na wyrysowanym na ziemi narożu ściany w naturalnej skali.
Przed użyciem do budowy wskazane jest nasycenie płyt olejem mineralnym. Zapobiega to paczeniu się desek i przylepianiu się ubijanej masy do deskowania. Deskowania układa się na fundamencie, który nie powinien być grubszy niż ściana. W dalszej fazie robót deskowania układa się na ubitej poprzedniego dnia warstwie ściany. Przed ubiciem i po wbiciu klinów należy dokładnie sprawdzić pionowe ustawienie płyt.
Przy ustawianiu deskowań na ubitej warstwie ściany nie należy zbyt mocno ściągać płyt dolnym ściągaczem, ponieważ podczas ubijania górna część wykonanej już warstwy łatwo może ulec ścięciu.
») Z. R a c i e c k i : „ B u d o w n i c t w o z g l i n y " . P W T 1950.
150
W miejscach na otwory okienne i drzwiowe ustawia się odpowiednie formy (szablony) o powierzchni bocznej dostosowane do kształtu i wielkości oście-ża (rys. 81).
Pewną odmianą powszechnie używanych deskowań pojedynczych są deskowania z jarzmami przesuwnymi (rys. 82) stosoyvane w N R D i adaptowane przez Cen-tralne Biuro Projektów Budownictwa Wiejskiego. Płyta deskowania jest zbita z 3 lub 4 desek za pomocą trzech listew (nakładek): na końcach i w środku płyty. Dolna deska płyty jest przybita w odległości 3-^5 cm od pozostałych. Odstęp ten służy do przesuwania ruchomych jarzm, składających się z nakładek i ściągaczy dolnych i górnych. Przesuwane jarzma ułatwiają ustawienie i unieruchomienie szablonów (wykrojów) okiennych i drzwiowych w dowolnym miejscu.
Ponieważ yv deskowaniach tego typu używane są ściągacze również w górnej krawędzi płyt, zachodzi potrzeba rozpierania płyt za pomocą rozporek (rys. 82c).
Komplet płyt składa się z 6 sztuk, np. :
narożne zewnętrzne — 2 szt długości 340 mm,
narożne wewnętrzne — 2 szt długości 285 mm,
dodatkowe — 2 szt długości 340 mm.
D e s k o w a n i a p o d w ó j n e stosowane są do wykonywania ścian, szczelinowych z masy piaskowo-wapiennej (rys. 83). Konstrukcja płyt zewnętrznych różni się od konstrukcji poprzednio opisanych. Płyty te są sztywniejsze i dzięki pionowemu kierunkowi słojów w deskach odporniejsze na uderzenia ubijakiem.
Normalne płyty mają długość 210 cm. Płyty narożnikowe dostosowuje się do grubości ściany.
R y s . 8 1 . F o r m y d o o t w o r ó w : a) z ościeżem p r o s t y m , b) z oście-
ż e m s k o ś n y m i z w ę g a r k i e m
151
Dwie długie desi ok. 20 c m i grubość towe wycięcia (rys.
i w płycie mają długość 220 cm. szerokość 36 mm. Na końcach desek robi się kwadra-83), a w pozostałej wystającej części deski
wierci się otwory na ściągacze stalowe. Takie same otwory wierci się w połowie długości płyty, w odległości 5 cm od dolnej krawędzi deski.
Na długie deski przybija się w poprzek deski krótkie o długości 75 cm i grubości 25 mm. Deski powinny być od wewnątrz gładko ostrugane. Deski przybija się w ten sposób, że z jednej strony (góra) licują one z deskami długimi, a z drugiej (dół) wystają na 15 cm. Płyty wewnętrzne rozpiera się za pomocą klinów. W tym celu na wewnętrzne płyty nabija się co 1 m stałe kliny o grubości u dołu 5 cm, a u góry 1 cm. Oprócz klinów stałych należy wykonać podobne lecz dłuższe (ok. 1 m) kliny ruchome. W górnej części klina wierci się otwór o średnicy 2,5 cm do podważania i wyjmowania klinów.
Zamiast stalowych' ściągaczy można stosować u góry jarzma drewniane albo stalowe klamry podbite klinami drewnianymi.
Płyty zewnętrzne rozpiera się rozporkami pokazanymi na rys. 82c.
Do wykonania ościeży otworów ustawia się, podobnie jak w poprzednich typach deskowań, specjalne formy (szablony). Formy powinny być rozparte dobrze umocowanymi rozporkami, ażeby w czasie ubijania nie zmieniły swego położenia.
D e s k o w a n i a w i e lo p ł y t o w e służą do wielokrotnego użycia i są przygotowane w ilości pozwalającej na jednoczesne ubijanie warstwy wokół całego budynku albo jednej zamkniętej części budynku. Konstrukcja deskowań wielopłytowych jest mocna i sztywna, co zapewnia dokładność wykonania ścian.
R y s . 83 . D e s k o w a n i e p o d w ó j n e : a) p ł y t a , b) z m o n t o w a n e d e s k o w a n i e
na ścianie
154
Deskowania wielopłytowe (rys. 84) składają się z płyt, jarzm drewnianych ze ściągaczami drewnianymi albo stalowymi, nakładek podłużnych, rozporek oraz szablonów na otwory.
Płyty wykonuje się z króciaków o grubości 25 mm, zbitych dwoma deskami. Wycięcia u góry i u dołu służą do przetykania ściągaczy jarzma. Płyty mają wymiary 100x116 cm. Po ustawieniu na ścianie płyty objęte są nakładkami i ściągnięte jarzmami.
J a r z m a wykonane są z łat o długości 105 cm i przekroju 4 x 1 0 cm.
Nakładki wykonane są z krawędziaków o długości do 500 cm i przekroju 8 x 1 0 cm. Nakładki łączy się ze sobą w trojaki sposób (rys. 84d):
przy przedłużaniu — na zamek. w narożu wewnętrznym — na nakładkę i bolec, w narożu zewnętrznym — na śrubę. Montaż deskowań zaczyna się. od ułożenia na ścianie jarzm
z przewleczonymi dolnymi ściągaczami. Na ściągaczach układa się dolne nakładki. Następnie ustawia się płyty i jednocześnie podnosi się jarzma przetykając górne ściągacze. Na górnych ściągaczach układa się nakładki, zakłada się rozporki i po sprawdzeniu pionu i poziomu płyt całość ściąga się nakrętkami albo klinami (rys. 85).
ŚCIANY U B I J A N E Z GLINY
Najwięcej przykładów właściwego budownictwa z gliny- spotyka się w województwie krakowskim. Decydujący wpływ na trwałość wykonywanych tam budynków ma rodzaj gliny. Również budynki z gliny surowej w województwie katowickim i południowo-wschodniej części województwa kieleckiego mają podobne cechy-.
Rodzaj i pochodzenie gliny ma tak decydujący wpływ na trwałość ścian ubijanych, że nawet wysoka jakość wykonawstwa nie jest w stanie podnieść wartości budynku ze złej gliny^. I na odwrót, tam gdzie' glina jest z natury wysokiej jakości, nawet blędy w wykonawstwie lub złe warunki atmosferyczne podczas budowy w małym stopniu obniżają wartość budynku. Badania nad związkiem pomiędzy właściwościami chemiczno-fizycznymi gliny naturalnej i trwałością gliny wysuszonej nie są jeszcze zakończone. Można jednak z całą pewnością stwierdzić, że gliny lodowcowe, zalegające środkową i północną Polskę, są dużo gorsze od glin i iłów pochodzących z dawniejszych epok geologicznych.
Do ubijania glinę przygotowuje się podobnie jak do produkcji bloków albo bierze się wprost z wykopu.
155
Rys . 84. D e s k o w a n i e w i e l o p l y t o w e : a) p ł y t a , b) f r a g m e n t z m o n t o w a n e g o d e s k o w a n i a , ' c ) j a r z m o i ściągacz,"
. ' . d) n a k ł a d k a , e) z m o n t o w a n e n a r o ż a
Przygotowanie gliny polega na dokładnym przerobieniu jej z dodatkami mineralnymi i włóknistymi. Jako dodatków mineralnych używa się piasku, pospółki, żużla, tłucznia ceglanego i kamiennego. Dodatkami włóknistymi mogą być sieczka ze słomy lub trociny, paździerze, plewy, łęciny, słoma rzepakowa itp. Proporcje składników ustala się w sposób opisany w rozdziale o elementach z gliny surowej.
R y s . 85 . U s t a w i e n i e d e s k o w a ń w i e l o p ł y t o w y ć h
Przygotowanie gliny. Ilość dodatków do gliny ustala się na podstawie wyników badań tłustości lub spoistości.
Glinę przygotowuje się w mieszadle bronowym lub stole, jaki stosuje się do przygotowywania betonu. Dodatki włókniste należy uprzednio zmoczyć wodą. Na stół sypie się na przemian warstwę gliny o grubości do 12 cm i warstwę dodatków o grubości wynikającej z ustalonej proporcji, w miarę potrzeby dodając wody. Po usypaniu pryzmy o wysokości 1 m stopniowo przerabia się masę łopatami, aż do dokładnego zmieszania składników1.
Glinę średnio tłustą najlepiej jest używać wprost do ubijania ścian bez uprzedniego przerabiania. Oszczędza się w ten sposób na robociźnie. Przy takim sposobie glinę bierze się wprost z wykopu, przy czym należy chronić ją przed wyschnięciem, gdyż glina wyschnięta nie da się ubić. Miejsca urabiane w odkrywce trzeba przykrywać w czasie przerw, a w razie potrzeby skra-piać wodą.
Wykonywanie ścian. Glinę ubija się w deskowaniach warstwami o grubości 10—15 cm przy ręcznym ubijaniu i do 20 cm — przy mechanicznym ubijaniu (rys. 86).
Przyr ubijaniu gliny w stanie naturalnym na każdej ubitej warstwie układa się cienko chrust, patyki, słomę itp. Po ubiciu następnej warstwy wystające końce słomy zawija się na płask i sypie się dalszą porcję gliny. Dodatki te zabezpieczają przed pęknięciami i ułatwiają tynkowanie.
R y s . 86. U b i j a n i e gl iny w d e s k o w a n i u
Podobną rolę spełniają tzw. listwy wykonywane w czasie ubijania z zaprawy cementowej. Listwy takie wykonuje się w różny sposób. Spośród wielu budynków glinobitych, które autor spotykał na terenie kraju, najlepszy sposób ich budowy- stosowano w Pawłowie, pow. Starachowice. Wykonywanie ścian wg tego sposobu przebiega następująco. Przed narzuceniem warstwy gliny obrzuca się z kielni zaprawą cementową oba naroża powierzchni ubitej warstwy gliny i deskowania (rys. 87). Zaprawa częściowo pokrywa krawędzie warstwy gliny i części deskowania. Zaprawia powinna być na tyle gęsta, żeby nie spływała z deskowania. Po wrzuceniu i ubiciu następnej warstwy gliny zaprawa w sposób mechaniczny wiąże się z gliną. Ściana z listwami ma dobrą przyczepność do tynku i w mniejszym stopniu narażona jest na skurcze.
158 159
Przy wznoszeniu ścian ubijanych z gliny najwięcej uwagi trzeba poświęcić wykonaniu nadproży okiennych i drzwiowych oraz umocowaniu ościeżnic.
. Nadproża .wykonuje się z krawędziaków albo okrąglaków drewnianych, z gotowych elementów prefabrykowanych żelbetowych lub z belek z lekkiej gliny. Belki nadproża powinny być oparte na 25 cm z każdej strony. Drewno na nadproża powinno być dobrze wysuszone i zaimpregnowane środkiem grzybobójczym.
Ościeżnice okienne i drzwiowe umocowuje sic do klocków "osadzonych w ścianach podczas ubijania. Klocki drewniane mają kształt jaskółczego ogona. Przed osadzeniem w ścianie powinny być wysuszone i zaimpregnowane. W ościeżnicach okiennych daje się po 2 klocki z każdej strony, a w drzwiowych — po 3 klocki. Glinę w miejscu osadzenia klocków należy bardzo dokładnie ubić.
R y s . 87. W y k o n y w a n i e lis tew z z a p r a w y c e m e n t o w e j
ŚCIANY Z MASY P I A S K O W O - W A P 1 E N N E J
Masę piaskowo-wapienną przygotowuje się identycznie jak do wyrobu bloków (rozdz. 5).
Do ścian ubijanych piaskowo-wapiennych używa się mieszaniny w składzie od 1 : 6 do 1 : 8 (wapno : piasek).
Ze względu na dużą siłę uderzeń przy ubijaniu masa musi być przygotowana z minimalną ilością wody. W przeciwnym razie po ubiciu powstanie rzadka warstwa masy, która po zdjęciu deskowań osiądzie.
W miejscach narażonych na uszkodzenia i silnie obciążonych (ościeża, nadproża itp.) dodaje się niewielką ilość cementu, od 50 do 100 kg na 1 m3 masy. Ubijanie wykonuje się w zwykłych deskowaniach. Dziennie ubija się ścianę na wysokości jednego deskowania. Na noc, jeśli pora jest deszczowa, trzeba ściany przykryć papą albo słomą, żeby ochronić świeżą warstwę od zbyt silnego zmoczenia.
Po zdjęciu deskowań wyrównuje się od razu wszelkie usterki w ścianie za pomocą packi, kropiąc zacierane miejsca wodą za
R y s . 88. K l o c k i do u m o c o w a n i a ościeżnic w ś c i a n a c h z m a s y p iaskowo-w a p i e n n e j i w ścian a c h ż u ż l o b e t o n o -
w y c h
160
pomocą pędzla. Uzyskuje się w ten sposób gładką ścianę, której nie trzeba tynkować.
Nadproża wykonuje się z drewna albo z gotowych prefabrykatów. Jeżeli używane są wzmocnienia z drewna, to trzeba je osiatkować od strony wewnętrznego i zewnętrznego lica ściany.
Uzyskuje się w ten sposób dobrą przyczepność zaprawy do elementów wzmacniających.
Ościeżnice okienne i drzwiowe umocowuje się do klocków osadzonych w ościeżach podczas ubijania. Ażeby uniknąć obluźnie-nia się klocków po wyschnięciu ścian, osadza się je na kotwach ze stali (rys. 88).
Klocek z kotwami obrzuca się zaprawą z dodatkiem cementu w celu lepszego związania go ze ścianą.
ŚCIANY Z Ż U Ż L O B E T O N U
Zużlobeton do ścian ubijanych przygotowuje się na spoiwie wapiennym w sposób omówiony w rozdz. 5. Najczęściej stosowane są stosunki składników 1 : 4, 1 : 5, i 1 : 6.
Autor spotykał ściany na słabszych spoiwach. Np. na terenie Kujaw (okolice Brześcia Kujawskiego) stoją budynki wykonane jeszcze przed wojną z mieszaniny żużla i wapna defekacyjnego (odpad z cukrowni). F a k t y użycia wapna defekacyjnego pozwalają przypuszczać, że do wykonywania ścian ubijanych mogą być używane nawet najgorsze gatunki wapna pod warunkiem, aby wapno było dobrze zgaszone i przed zmieszaniem z żużlem oczyszczone z bryłek.
Dokonywane były również udane doświadczenia z mieszaninami szlamu glinianego i żużla w proporcji 1 : 4 z dodatkiem cementu w ilości równej 0,1 objętości szlamu. Doświadczalny odcinek ściany wykazywał właściwości nie gorsze od żużlobetonu z wapnem palonym.
Przykłady użycia słabych spoiw w połączeniu z żużlem potwierdzają omówione poprzednio właściwości wiążące żużla.
Właściwości te, jak już powiedziano, można spotęgować przez przecieranie żużla na kruszarkach walcowych. Masy żużlobetonowej na dobrym spoiwie wapiennym nie należy ubijać zbyt silnie, ponieważ łatwo przylega ona do deskowania i przy zdejmowaniu deskowań powierzchnia ściany ulega uszkodzeniu. Aby temu zapobiec, smaruje się deskowania olejem, mineralnym. Żużlobetony na słabym spoiwie należy silnie ubijać, ażeby przez dokładne zagęszczenie wyrównać niedostatek spoiwa.
11 Miejscowe mat. bud. 161
Wskutek silnego ubijania i kruszenia się ziaren żużla zmniejsza się ciepłochronność żużlobetonu. Dlatego ściany żużlobeto-nowe, silnie ubijane, powinny mieć grubość 50 cm.
Nadproża i osadzanie klocków do umocowania ościeżnic wykonuje się identycznie jak w ścianach z masy wapienno-piaskowej.
ORGANIZACJA ROBÓT P R Z Y U B I J A N I U ŚCIAN
Do robót przy ubijaniu ścian na małych i średnich budowach nie sporządza się odrębnego projektu organizacji robót. Wytyczne do organizacji robót należy opracowywać na tych samych zasadach co organizację produkcji elementów.
Na opracowanie wytycznych składa się: 1) założenia wyjściowe i warunki realizacji budowy, 2) obliczenia ilości robót, materiałów i robocizny, 3) harmonogram ogólny, 4) zagospodarowanie placu budowy, 5) metody i organizacja ubijania. Metody i organizacja podczas ubijania ścian są inne niż przy
pozostałych robotach budowlanych. Podstawową zasadą wykonywania ścian ubijanych jest ciągłość pracy, uzasadniona tu nie tylko względami ekonomiki, ale również względami technologii ubijania ścian.
Przerwy kilkudniowe w ubijaniu utrudniają bowiem powiązanie poszczególnych warstw ze sobą.
W celu zapewnienia ciągłości pracy przy wznoszeniu ścian trzeba tak skoordynować dostawy materiałów i przygotowanie masy oraz ubijanie, ażeby w ciągu 8 godzin wykonać jedną warstwę ściany o wysokości równej deskowaniu.
Na dużych robotach, gdzie stosowane są deskowania wie-lopłytowe, ubijanie prowadzi się jednocześnie na wszystkich ścianach nośnych budynku.
Zależnie od wielkości obwodu ścian, materiał przygotowuje się mechanicznie w jednym albo w dwóch punktach, które obsługują równe odcinki ścian.
Stosownie do posiadanego sprzętu t ransport materiału na ścianę odbywa się w dwojaki sposób:
1) w pojemnikach za pomocą żurawi przesuwnych, 2) w taczkach lub japonkach za pomocą wyciągów rozmiesz
czonych w równych odstępach wokół ścian. W przypadku stosowania żurawi ruchomych, od wewnątrz
budynku wykonuje się lekkie rusztowania z pomostami podno-
162
szonymi jednocześnie z deskowaniem; na pomostach tych pracują robotnicy.
Jeżeli stosowane są wyciągi, to wskazana jest budowa ciężkich rusztowań (jak do robót murarskich), po których rozwożony jest materiał na taczkach i japonkach.
Przykład rozwiązania organizacji robót przy wznoszeniu ścian ubijanych pokazano na rys. 89.
R o z d z i a ł 7
POLOWA PRODUKCJA CEGŁY
Polowa produkcja cegły jest rzadko stosowaną formą produkcji materiałów miejscowych i nie może być uważana jako normalne źródło zaopatrzenia w cegłę, zwłaszcza większych budów, gdyż byłoby to zaprzeczeniem postępowych założeń gospodarki, wyrażających się w uprzemysłowieniu wszystkich dziedzin produkcji.
W naszym kraju w okresie gdy cegielnie nie są w stanie pokryć całkowitego zapotrzebowania budownictwa oraz wskutek nie zawsze prawidłowej lokalizacji cegielni może być uzasadnione uruchamianie polowego wypału cegły w przypadkach budowy pojedynczych małych obiektów albo zespołu małych obiektów mieszkalnych, oddalonych znacznie od cegielni i dobrych dróg. Jednakże nawet i w tych przypadkach decyzja powinna być poparta skrupulatną analizą porównawczą nakładów na produkcję własną i sprowadzenie cegły produkcji przemysłowej.
Warunkiem uruchomienia własnej produkcji cegły jest odpowiednio duże złoże gliny, zalegające w bezpośrednim sąsiedztwie budowy, tuż pod powierzchnią ziemi. Niezbędne do produkcji jest, oprócz surowca (gliny), paliwo. Może to być węgiel kamienny lub brunatny albo też drewno i miał węglowy. Możliwość uzyskania odpowiedniej ilości paliwa stanowi również zasadniczy warunek uruchomienia wypału polowego.
Produkt uzyskany z wypalania polowego jest bardzo różnorodnej jakości i zależy od wielu czynników:
1) stopnia wysuszenia surówki, 2) sposobu ustawki cegieł do wypalania, 3) ilości i sposobu rozmieszczenia paliwa, 4) położenia w piecu w stosunku do kanałów ogniowych albo
do ścian zewnętrznych pieca lub. mielerza, 5) dokładności zabezpieczenia boków mielerza, 6) warunków atmosferycznych w czasie wypalania.
164
Przykłady praktycznego stosowania polowego wypalania cegły wykazują, że przy pewnym doświadczeniu można uzyskać materiał dostatecznie wytrzymały do budowy jedno- lub dwukon-dygnacjowych budynków przy minimalnej ilości odpadów. Polowe wypalanie cegły prowadzi się stosując jedną z dwóch, zasadniczo różniących się, metod: wypalanie mielerzowe i wypalanie w piecu polowym. Istnieje wiele konstrukcji pieców polowych, od najbardziej prymitywnego muru z cegły bez przykrycia dachami do dwukomorowych pieców z kominem. Wypalanie w piecach polowych w obecnych warunkach można zalecać tylko wówczas, gdy piec taki istnieje i wymaga jedynie remontu. Stawianie nowego pieca polowego nie jest opłacalne ani gospodarczo uzasadnione.
Wypalanie mielerzowe polega na odpowiednim ustawieniu surówki w stos, zwany mielerzem, i paleniu ognia w stosie.
Rezultaty osiągane w piecach polowych są lepsze od uzyskanych w mielerzach. Wypalanie w piecu jest mniej uzależnione od warunków atmosferycznych, wymaga mniej paliwa i daje mniej odpadków. Jeśli jednak wziąć pod uwagę, że wypalanie polowe uruchamia się na ogół w celu pokrycia jednorazowego zapotrzebowania cegły, to wówczas wszelkie trwale inwestycje (piec polowy) stają się nieuzasadnione, ponieważ podnoszą w znacznym stopniu koszt produktu. Dlatego też metodę mielerzową należy uznać za najodpowiedniejszą przy produkcji cegły sposobem gospodarczym. W mielerzach produkuje się tylko cegły pełne. Inne rodzaje cegieł zarówno z powodu trudności formowania, jak też ze względu na brak kontroli przy wypalaniu, nie mogą być produkowane.
S P R Z Ę T I U R Z Ą D Z E N I A D O W Y P A L A N I A M 1 E L E R Z O W E G O
Przy wydobywaniu gliny stosowane są narzędzia i maszyny opisane w rozdz. 4.
Do przygotowania gliny stosuje się mieszadła stojące, opisane w rozdz. 5.
Do formowania i suszenia stosuje się następujące narzędzia, maszyny i urządzenia: formy strycharskie, stoły strycharskie wraz z wyposażeniem, prasy ślimakowe, ucinacze do cięcia cegły.
Forma strycharska. Forma strycharska służy do formowania cegły (rys. 90). Wykonana jest z bukowych deseczek z dwoma uchwytami obrobionymi na okrągło.
Grubość deseczek wynosi 1,5—2,0 cm. Forma stosowana do formowania na piasku ma dno, a do
formowania na wodzie jest bez dna. Górny brzeg formy obity jest bednarką.
165
Wymiary wewnętrzne formy wynoszą przeciętnie dla cegły normalnej 26,5 cm x 13,0 cm X 7,0 cm.
Za pomocą jednej formy strycharskie j można wyrobić dziennie od 1000 do 1500 szt. surówki.
W użyciu są również formy dwucegłowe. Przy pracy tymi formami uzyskuje się większą wydajność.
Stoły strycharskie. Na stołach strycharskich składa się podręczny zapas gliny i formuje się cegły. Ponieważ stół w miarę
układania surówki na placu trzeba przesuwać, stosuje się stoły ruchome na wózkach kolejek wąskotorowych albo na okrąglakach osadzonych na osiach" (rys. 91).
/* a^ Zasadniczą częścią stołu jest płyta. Płyta zbita jest z bali
o grubości 5 cm. Wymiary pojedynczego stołu, t j . na 1 strycharza, wynoszą 1,5x1,5 m, stołu podwójnego — 2,5 X 1,5 m.
Jeżeli glina wyrabiana jest w mieszadle konnym skrzyniowym, to używa się stołu podwójnego. Na płycie stołu w miejscu, w którym stawia się płytę strycharską, trzeba przybić deseczkę z twar-
R y s . 90. F o r m a s t r y c h a r s k ą
Rys . 9 1 . S t o ł y s t r y c h a r s k i e r u c h o m e
dego drewna albo z blachy. W celu usprawnienia dostarczania gliny, do stołu przystawia się krótką pochylnię, służącą do wjazdu taczkami z gliną. Taczki wyładowuje się bezpośrednio na płytę stołu.
Prasa ślimakowa — kieratowa. Prasa ślimakowa, stosowana przy polowej produkcji cegły, ma napęd konny i zbudowana jest podobnie jak mieszadło skrzyniowe. Drewniana obudowa prasy ma najczęściej kształt walca (rys. 92).
Na samym dole do obudowy prasy wmontowany jest wylotnik formujący pasmo gliny o przekroju równym powierzchni cegły, tj. 2 5 x 1 2 cm (przy uwzględnieniu skurczu 26,5 x 13 cm.
166
Wylotniki w prasach ślimakowych są najczęściej drewniane. Długość wylotnika waha się od 15 do 20 cm i zależy od tłustości gliriy. Bardziej tłuste gliny wymagają dłuższego wylotnika. Wewnętrzne ścianki wylotnika tworzą ostrosłup ścięty o podstawie prostokąta z zaokrąglonymi narożnikami (rys. 93). Nachylenie wewnętrznych ścian wylotnika wynosi od 1 : 5 do 1 : 10.
Na górnej' powierzchni wylotnika jest kilka otworków, przez' które zwilża się pasmo gliny w celu zmniejszenia tarcia o ściany wylotnika. Otworki połączone są kanalikami obiegającymi dookoła wnętrze wylotnika. Wodę do wylotnika doprowadza się albo przez poleyvanie garnczkiem, albo ze zbiornika z kurkiem, zawieszonego nad wylotnikiem.
s . 93. W y l o t n i k
R y s . 92. P r a s a ś l i m a k o w a k o n n a
R y s . 94. R ę c z n y u c i n a k
Drewniany wylotnik trzeba przed rozpoczęciem pracy namoczyć w wodzie.
Przyrządy do ucinania (ucinaki). Nieodzownym urządzeniem przy stosowaniu prasy ślimakowej jest ręczny przyrząd, za pomocą którego tnie się surowe cegły z pasma gliny
('rys. 94).
Przyrząd do ucinania składa się z trzech zasadniczych części: stolika, wózka z wałkami i ramienia z drutami tnącymi. Wózek z wałkami porusza się na rolkach albo kółkach po wodzidłach stolika. Na ramie wózka osadzone jest ramię stalowe z uchwytem, na którym [napina się druty stalowe do cięcia surówki.
W czasie formowania wózek podsuwa się pod wylotnik, pasmo gliny przesuwa się po wałkach aż do oporu, po czym przesuwa cały wózek po wodzidłach stolika. W t y m czasie strycharz opuszcza ramię i przecina surówkę (rys. 95), po czym znowu podsuwa się lekko wózek w kierunku wylot-nika.
Druty do cięcia muszą być dobrej jakości (struny), o grubości 0,8—1,2 mm. Osadza się je z jednej strony na mocnej sprężynie, ażeby zapobiec częstemu zrywaniu się. Przy dużej wydajności prasy zakłada się trzy druty tnące.
W celu należytego działania ucinaka trzeba oliwić wodzidła stolika i po pracy cały przyrząd dokładnie oczyścić, Podczas pracy trzeba mieć pod ręką kilka zapa
sowych drutów, ażeby uniknąć przerw pracy w przypadku zerwania się drutu.
Stolik ustawia się przy prasie w ten sposób, ażeby powierzchnia styczna do wałków była niżej o 1—1,5 mm od dolnej krawędzi wylotnika.
Szopy ruchome i daszki przenośne. Przy ręcznym formowaniu cegły na stołach strycharskich korzystnie jest stosować ruchome szopy typu pokazanego na rys. 76. Cegły ręcznie formowane są bowiem bardzo wrażliwe na opady, ponieważ formowane są z dosyć plastycznej gliny.
Powierzchnia szopy powinna wystarczyć do ułożenia pod nią jednodniowej produkcji z jednego stołu strycharskiego pojedynczego albo podwójnego, t j . 70—140 m 2.
Daszków przenośnych używa się do nakrywania stosów surówki. Różne rodzaje konstrukcji daszków pokazane są na rys. 53.
Oprócz daszków do nakrywania z góry używa się również osłony do okrywania boków stosów. Osłony mogą stano-
R y s . 95. Cięcie s u r ó w k i
168
wić m a t y słomiane, wiklinowe albo tarcze kryte gontami (rys. 96).
Sprzęt pomocniczy. Do formowania cegły potrzebny jest stolik ze skrzynką do piasku albo szaflik na wodę oraz kwacz (deska z uchwytem) do wyrównywania gruntu pod surówkami.
Prócz tego do produkcji cegły używane są specjalne taczki do przewożenia gliny i surówki (rys. 97).
R y s . 96. O s ł o n y do s tosów surówki
P R Z Y G O T O W A N I E S U R O W C A
Ocena przydatności gliny do produkcji cegły polega na- określeniu jej tłu-stości oraz rodzajów i jakości szkodliwych domieszek. Stopień tłustości gliny zależy od składu gra-nulometrycznego (patrz rozdz. 5). Gliny tłuste o dużej zawartości frakcji ilastej odznaczają się dużą plastycznością. Do produkcji cegły jednak nie nadają się, gdyż przysparzają dużo trudności przy wyrabianiu, suszeniu i wypalaniu, a otrzymane w rezultacie produkty są niskiej jakości. Wskutek małej nasiąkliwości tłuste gliny są t rudno urabialne. Surówka z tłustej gliny w czasie suszenia paczy się i pęka, a czas schnięcia jest bardzo długi. W czasie wypalania cegły z tłustej gliny również łatwo deformują się, a często ulegają zaparzeniu wskutek utrudnionego odparowywania wody hi-groskopijnej.
Gliny chude o. przewadze frakcji piaszczystej i pylastej są również nieodpowiednim surowcem do produkcji cegły. Formo-
R y s . 97. T a c z k i do przewożenia gl iny i s u r ó w k i
169
wanie z glin chudych jest niecelowe ze względu na ich niedostateczną plastyczność. Po wypaleniu cegły są kruche i nasią-kliwe.
Nie tak zasadniczy, ale widoczny wpływ na cegłę ma zawartość wapna i związków żelaza w glinie. Gliny, tzw. wapienne, mają jasny (różne odcienie żółtego) kolor i dają po wypaleniu porowaty czerep. Gliny żelaziste dają czerep bardziej zwięzły oraz mają kolor czerwony.
Oprócz omówionych czynników na wartość cegły wpływa zawartość szkodliwych domieszek w glinie (żwiru, marglu, związków
siarki i większych zanieczyszczeń organicznych).
Żwir w czasie wypału niejednokrotnie powoduje pękanie cegieł. Oprócz tego żwir osłabia wytrzymałość cegły, ponieważ dookoła ziaren żwiru powstaje pusta przestrzeń. •
Najbardziej szkodliwym zanieczyszczeniem jest margiel, czyli wapień zmieszany z gliną. Nawet bardzo małe jego ziarenka mogą być przyczyną
R y s . 98. B a d a n i e kurczli- uszkodzenia cegły. Margiel w czasie wości gliny wypalania kurczy się, a po nieznacz
nym nawet zawilgoceniu zwiększa swą objętość i powoduje odpryski, a nawet pękanie cegły. W zmechanizowanych cegielniach stosowane są różne środki walki z mar-glem. Do wypału polowego nie można używać glin. zanieczyszczonych dużą ilością marglu. Do rozpoznania obecności marglu służy gęste sito o 144 oczkach na 1 cm2. Po przemyciu przez sito próbki gliny, pozostałość na sicie polewa się rozcieńczonym kwasem solnym (1 cz. kwasu na 2 cz. wody). Ziarna marglu pod działaniem kwasu burzą się. Dodatek do gliny soli kuchennej w pewnym stopniu zapobiega szkodliwemu działaniu marglu. W t y m celu dodaje się do wody zarobowej 0,75% soli.
Ostateczna jakość cegły, a przed t y m samo formowanie, zależy od przygotowania gliny, t j . dokładnego jej wymieszania. Plastyczność gliny ułatwia formowanie. W celu zwiększenia plastyczności gliny stosuje się różne naturalne sposoby, które można również stosować w warunkach polowego wypalania cegły. Są to mrożenie i dołowanie.
Mrożenie gliny polega na układaniu jej po wykopaniu w pryzmy nieforemne, zlaniu wodą i pozostawieniu na okres zimy. Wskutek zamarzania wody następuje dokładne rozdrobnienie cząstek gliny, co powiększa jej plastyczność. Ten sam efekt uzyskuje się przez wietrzenie gliny, t j . pozostawienie jej przez dłuższy czas na otwartym powietrzu w dowolnej porze roku.
170
Wreszcie moczenie, dołowanie i staranne przemieszanie gliny powodują zwiększenie stopnia plastyczności.
Gliny zbyt tłuste muszą być przed formowaniem zmieszane z dodatkami schudzającymi. J a k o dodatki schudzające stosuje się piasek, trociny, torf, pył węglowy i inne. Ilość domieszek ustala się za pomocą prób albo ńa podstawie doświadczeń miejscowych ceglarzy. Przy próbach należy się kierować stopniem kurczliwości gliny, przyjmując, że gliny o skurczu do 6% nie wymagają schudzenia. Orientacyjnie, jako podstawę do prób, można przyjąć, że przy skurczu od 7—10% dodaje się na 4 części gliny 1 część piasku, a przy skurczu ponad 10% — na 2 części gliny — 1 część piasku.
Skurcz bada się na próbkach w postaci placka albo wałka, na którym nacina się rysy w odległości 10 cm (rys. 98). Po wyschnięciu próbki mierzy się odległość pomiędzy rysami i oblicza się procent skurczu.
Przygotowanie gliny do formowania składa się z dwóch etapów: moczenie i mieszanie. Glinę moczy się w dwóch albo trzech dołach, w zależności od sposobu mieszania. Przy mieszaniu ręczn y m wystarczą dwa doły, a przy maszynowym — trzy. Do dołów ładuje się glinę razem z dodatkami w odpowiedniej proporcji. W dole glina powinna pozostawać 24 godziny. Jeżeli glina użyta jest bez dodatków, to przy formowaniu cegieł w prasie ślimakowej namoczoną glinę można dawać wprost do prasy, bez uprzedniego wymieszania.
Do formowania ręcznego przy użyciu wody glinę przygotowuje się z większą ilością wody. Do formowania przy użyciu piasku i do formowania w prasie glinę przygotowuje się z małą ilością wody, tak aby uformowane cegły można było układać na rąb na placu.
Na 1000 sztuk cegieł o wymiarach 2 5 x 1 2 x 0 , 5 cm potrzeba 2,7 m3 gliny i 400—500 1 wody.
F O R M O W A N I E I S U S Z E N I E S U R Ó W K I
Formowanie ręczne. Formowanie ręczne wykonuje się dwoma metodami: przy użyciu piasku lub przy użyciu wody. Pierwszy sposób wymaga więcej wysiłku, ponieważ glinę przygotowuje się w stanie gęsto plastycznym. Formowanie przy użyciu wody („na wodzie") jest szybsze, ale bardzo niewygodne, ponieważ przy pracy brudna woda z gliną pryska na ubranie i twarz strycharza. Formowanie ręczne wskazane jest tam, gdzie glina jest chuda, a zatem do formowania maszynowego nieodpowiednia.
Strycharz, w zależności od metody formowania, moczy formę w wodzie albo wysypuje ją piaskiem, kładzie formę na stole,
bierze w garście porcję gliny, moczy ją w wodzie albo obtacza w piasku, następnie całą siłą wrzuca do formy i ugniata rękami (rys. 99). Nadmiar gliny wyrównuje drewnianym gładzikiem.
Przy formowaniu przy użyciu piasku („na piasku") ustawia się obok stołu skrzynkę z piaskiem. Zespół przy pojedynczym
R y s . 99. R ę c z n e f o r m o w a n i e s u r ó w k i w formie p o d w ó j n e j
stole składa się z 3 osób: strycharza i dwóch pomocników. Jeden z nich dowozi na stół przerobioną glinę, a drugi układa uformowaną surówkę na placu.
Zgarniętą gładzikiem zapiaszczoną glinę rzuca się nie na stół, lecz na taczki, którymi pomocnik zawozi ją do powtórnego przerobienia. Pomocnik po uformowaniu surówki zabiera jedną ręką pełną formę, a drugą ręką podsuwa strycharzowi pustą formę. Jeżeli surówka ma być ustawiona na rąb (glina musi być przygotowana o odpowiedniej gęstości), to pomocnik musi wyłożyć surówkę na drewnianą podkładkę. Z tą podkładką odnosi się surówkę na plac uprzednio wyrównany i posypany suchym piaskiem.
Jeżeli surówka układana jest na płask, to wykłada się ją z formy na miejscu ułożenia.
172
Czasami przy wykładaniu z formy surówka wygina się narożami do góry. Wówczas wyrównuje się ją przez lekkie przyciśnięcie bokiem formy.
W upalne dnie należy posypać surówkę piaskiem lub przykryć ją luźną słomą, łęcinami, gałązkami i tp.
Również trzyosobowy zespół potrzebny jest do formowania „na wodzie". W prawym rogu stołu ustawia się szaflik z wodą.
Ponieważ forma do formowania „na wodzie" jest bez dna, przenosi się ją na plac z surówką w położeniu „na rąb" . Po przyłożeniu do ziemi szybkim ruchem obraca się formę na płask i prosto do góry podnosi się. Ewentualne wygięcia wyrównuje się bokiem formy.
Formowanie mechaniczne. Formowanie w prasie przebiega szybko i wykonuje się je przy małym wysiłku człowieka, a ponadto okres suszenia surówki jest wówczas krótszy, ponieważ używa się gęstego surowca. Warunkiem formowania mechanicznego bez potrzeby wstępnego przygotowania gliny, jest użycie odpowiednio tłustej gliny. Chude gliny nie nadają się do formowania w prasach ślimakowych.
Do formowania prasę trzeba mocować sztywno w ziemi, ażeby podczas pracy nie wyginała się i nie krzywiła pasma gliny. Całą prasę opuszcza się w grunt tak, aby wylotnik był na wysokości powierzchni ziemi. Od strony wylotnika należy wykonać wykop, w którym zmieści się przyrząd do ucinania i strycharz. Dyszel musi mieć długość przynajmniej 3 m od osi prasy do haka na orczyki. Glinę do prasy wybiera się albo z dołów umieszczonych w pobliżu (jeżeli nie jest potrzebne uprzednie mieszanie), albo z pryzmy przerobionej gliny, nawiezionej przed rozpoczęciem formowania w pobliżu prasy.
Do formowania potrzebny jest zespól 4 lub 5 osób (1 strycharz i 3 lub 4 pomocników). Jeden pomocnik ładuje glinę do prasy, drugi pogania konia i ustawia taczki, trzeci odwozi surówkę i układa ją w stosy i ewentualnie czwarty układa cegły w stosy i dowozi wymieszaną glinę do prasy (rys. 100). Przed rozpoczęciem formowania należy sprawdzić ustawienie przyrządu do ucinania, zwracając uwagę na równoległość osi wózka z osią wylotnika oraz na powierzchnię wałków, która powinna znajdować się o ok. 1 mm niżej od dolnej krawędzi wylotnika. Następnie należy sprawdzić zamocowanie drutów. Muszą być one prostopadłe do osi podłużnej wózka i niezbyt luźno umocowane, ażeby powierzchnie cegły nie były pofalowane.
Pocięte surówki strycharz układa parami na rąb na podstawione obok taczki. Po napełnieniu taczek pomocnik wyciąga je i podstawia puste.
Suszenie surówki. Surówkę formowaną ręcznie układa się najczęściej na płask. Na płask surówka pozostaje w ciągu kilku dni
173
Rys. 101. Suszenie surówki formowanej ręcznie
(3 dni), aż stwardnieje na tyle, że pod lekkim naciskiem palca nie powstanie w niej zagłębienie. Następnie ustawia się ją na rąb (rys. 101). Po stwardnieniu surówkę układa się w stosy. Surówka
formowana w prasie jest dużo twardsza i można ją od razu układać na rąb w niskie stosy o szerokości 2 cegieł i wysokości 3 cegieł (rys. 102). W stosach układa się surówkę w jodełkę — warstwami na przemian.
Można również surówkę z prasy układać w stosy na wysokość 8 cegieł, ale tylko stopniowo. Układanie organizuje się w ten
R y s . 102. U k ł a d a n i e w s tosy surówki f o r m o w a n e j m a s z y n o w o
sposób, żeby jednego dnia ułożyć stosy nie wyższe niż na 3 cegły. Dlatego słupy muszą być odpowiednio długie, a nawet lepiej jest układać jednocześnie dwa lub trzy słupy. Licząc, że na 1 m stosu o wysokości 3 cegieł wypada ok. 60 cegieł, długość stosów jednocześnie układanych przy dziennej wydajności prasy 4000 sztuk powinna wynosić 70 m. Przy stopniowym układaniu wysokich stosów unika się przekładania cegły po stwardnieniu z jednych stosów na inne.
Surówka, która wysycha ułożona pojedynczo, układana jest po stwardnieniu od razu w stosy o wysokości do 12 cegieł.
Teren pod stosy trzeba przygotować. W tym celu wykonuje się kilkucentymetrowe nasypy z dobrze ubitej ziemi. Wierzch
174 175
nasypu powinno się wyłożyć gruzem ceglanym, tłuczniem, żwirem i wysypać piaskiem. Dopiero na takim podłożu układa się pierwszą warstwę stosu.
Jeżeli grunt jest mało przepuszczalny, to pomiędzy stosami wykonuje się płytkie rowki do odpływu wody opadowej. Na noc i w czasie niepewnej pogody przykrywa się stosy daszkami z osłonami bocznymi. Przy dobrej pogodzie suszenie trwa 10—14 dni.
U K Ł A D A N I E I W Y P A L A N I E M I E L E R Z A
Mielerze wypala się przy użyciu jako paliwa samego węgla albo drewna i węgla. Do wypalania potrzebny jest węgiel dwóch gatunków: gruby do palenisk i miał do przesypywania warstw surówki. Przy wypalaniu drewnem, układa się je w paleniskach, a miałem węglowym przesypuje się warstwy surówki.
Do ułożenia mielerza wybiera się miejsce odkryte, nie osłonięte przed działaniem wiatrów, oraz zabezpieczone przed zalaniem wodami opadowymi.
Powierzchnię placu pod mielerz wyrównuje się i dokładnie ubija. Wskazane jest nadanie powierzchni lekkiego nachylenia ku środkowi, co zabezpiecza przed rozsypaniem się mielerza wskutek niedbałego ułożenia.
Wielkość powierzchni pod mielerz określa się w przybliżeniu, licząc, że na 1 m2 placu wypada od 40 do 50 sztuk surówki w 1 warstwie mielerza, w zależności od sposobu układania mielerza. Szerokość mielerza wynosi od 5 do 6 m. Podstawę mielerza wytycza się tak, aby kierunek palenisk pokrywał się z kierunkiem najczęściej wiejących wiatrów.
Na terenie kraju znanych jest kilka sposobów układania mielerza. Największe różnice pomiędzy tymi sposobami dotyczą części przypaleniskowej mielerza (ława). Zasadnicza część mielerza układana jest na ogół jednakowo: cegły na krzyż, prostopadle, przy czym na długości jednej cegły wypada przeciętnie od 3 do 3,5 cegieł, ustawionych w poprzek (rys. 103). Na gęściej ułożonych warstwach daje się przesypkę z miału węglowego.
Surówkę w mielerzach ustawia się na rąb. Podobnie jak w mielerzach ustawia się cegły w piecach polo
wych, przy czym rozmieszczenie palenisk jest stałe i uzależnione od rozmieszczenia otworów w murze pieca.
Na Lubelszczyźnie stosuje się następującą metodę. Po wytyczeniu podstawy mielerza wytycza się linie palenisk, których szerokość wynosi tyle, co długość surówki, a więc 27 cm. Odstępy pomiędzy paleniskami wynoszą 6 długości surówki ( 6 x 2 7 cm). Przy glinach chudych odległość pomiędzy paleniskami skraca się do 4 długości surówki. Skrajne paleniska wytycza się w połowie odległości (2 lub 3 długości) od naroża mielerza.
176
R y s . 103. Ułożenie cegieł w zasadnicze j części mielerza (wi
d o k z boku)
Przy opalaniu drewnem szerokość palenisk wynosi 1,5 cegły, t j . 40 cm, a odstępy między paleniskami wynoszą 4 długości surówki. Przez środek palenisk kopie się w gruncie popielniki o szerokości i głębokości 20 cm. Paleniska dla drewna mogą być bez popielników. Wykopane rowki przykrywa się albo surową albo wypaloną cegłą na płask z pozostawieniem szczelin ok. 3 cm szerokości. Następnie przystępuje się do ułożenia pierwszej warstwy ławy.
Ławę zaczyna się od obramowania palenisk przez ustawienie z każdej strony paleniska rzędu surówki na rąb, główkami do paleniska. Odstępy pomiędzy surów- , kami pozostawia się na grubość dłoni. Pomiędzy rzędami ustawia się wzdłuż mielerza co pół cegły rzędy poprzeczne (rys. 104a). Drugą warstwę ławy wykonuje się tak samo, tylko cegły ustawia się na skos w jodełkę (rys. 104b). Przed ułożeniem trzeciej warstwy zasypuje się drobnym węglem kanały pomiędzy rzędami poprzecznymi. Trzecia warstwa ułożona jest bez odstępów, luźno, przy czym cegły ustawia się w poprzek do surówek warstwy drugiej, z wyjątkiem surówek przesklepiających kanały poprzeczne (rys. 104c). Na tę warstwę daje się przesypkę z miału i wypełnia się paleniska grubym węglem. W czwartej warstwie surówkę ustawia się w poprzek w stosunku do poprzedniej. Z każdej strony paleniska ustawia się rzędy surówek, wysuniętych główkami nad palenisko na 6—7 cm. Tę i następną warstwę przesypuje się miałem węglowym. Piątą warstwą, ułożoną w poprzek w stosunku do czwartej, przykrywa się już całkowicie palenisko. Począwszy od piątej warstwy pozostawia się pionowe kanały dla odprowadzenia pary wydzielającej się z surówki o przekroju 1 0 x 1 0 cm, rozmieszczone w poprzek mielerza pomiędzy paleniskami w ilości 5 sztuk na szerokości mielerza. Surówkę w warstwach ustawia się rozpoczynając od zewnątrz ku środkowi. Tym sposobem układa się 24 warstwy surówki.
Przy opalaniu drewnem i miałem surówkę ustawia się w taki sam sposób, jedynie palenisko ma wysokość siedmiu warstw surówki. W siódmej warstwie wysuwa się surówki nad palenisko do 10 cm, a ósmą warstwą przykrywa się całkowicie palenisko. Dziewiątą warstwę wskazane jest, dla wzmocnienia, ułożyć w jodełkę.
Zapotrzebowanie węgla przy tym sposobie układania wynosi na 1000 szt surówki:
100—150 kg węgla grubego. 250—300 kg miału z grysikiem.
Miejscowe mat. bud. 177
R y s . 104. U k ł a d a n i e ł a w y w g m e t o d y prof. G a l e r a ( m e t o d a l u b e l s k a ) : a) 1 w a r s t w a ł a w y , b) 2 'wars twa ł a w y , c) 3 w a r s t w a ł a w y , cl) p r z e k r ó j
p i o n o w y mie lerza
Zamiast grubego węgla można użyć 1,5 m3 drewna na 1000" sztuk surówki.
Potrzebną ilość grubego węgla układa się równymi porcjami w paleniskach, a miał z grysikiem dzieli się na 23 porcje, które służą do przesypywania kolejnych warstw surówki. Porcje od pierwszej do szesnastej powinny być coraz mniejsze, a od siedemnastej do ostatniej znów coraz większe. Unika się w ten sposób stopienia cegieł w środku mielerza, gdzie panuje najwyższa temperatura. Grubość przesypki w warstwie reguluje się W t e n sposób, że w środku sypie się mniej miału węglowego, a ku brzegom więcej.
Jeżeli w miale nie ma grysiku, to trzeba go zmieszać z trocinami albo wiórami, ażeby uniknąć zagaśnięcia ognia w mielerzu.
Mielerz izoluje się od zewnątrz płaszczem z surówki albo ze stłuczki z poprzedniego wypału. Najczęściej wykonuje się płaszcz; z dwóch warstw, ułożonych na płask na chudej zaprawie glinianej i obrzuconych taką samą zaprawą.
Mniejszą ilość niedopału uzyskuje się przy obsypywaniu zewnętrznych ścian mielerza miałem węglowym, na którym układa się płaszcz (rys. 104d).
W okolicach Częstochowy stosuje się następujący sposób. Na przygotowanym jak w poprzednim sposobie placu- wytycza się linie palenisk o szerokości 1—1,5 cegły, w odstępach co 2 cegły. Skrajne paleniska umieszcza się w odległości 1 cegły od naroża. Popielniki wykonuje się podobnie jak w poprzednimi sposobie. Pierwszą warstwę surówki układa się ściśle na rąb wzdłuż stosu (rys. 105). Również ściśle układa się dwie następne warstwy, z tą różnicą, że surówki ułożone są w kierunku prostopadłym do poprzedniej warstwy. Po ułożeniu trzeciej warstwy wypełnia się paleniska grubym węglem. Czwarta warstwa surówki tworzy sklepienie paleniska. Piątą warstwę układa się luźno. Można ją ułożyć w jodełkę. Następne warstwy układa się normalnie, przy czym jedną układa się luźno, a drugą ściśle. W mielerzu tego typu układa się 27—32 warstw. Zasadniczą 'rzeczą w układaniu mielerza według tego sposobu jest specjalne rozwiązanie układu warstw zewnętrznych, które zapewnia minimalną ilość niedopalonej cegły. Do tego celu służą kanały pionowe narożne o przekroju 1 2 x 1 2 cm, które zaczynają się od szóstej warstwy, oraz kanał dookoła całego mielerza o szerokości 5 cm. Kanał ten pozostawia się w każdej warstwie. mielerza w odległości 1 cegły od brzegu.
Na 1000 sztuk surówki zużycie węgla przy tym sposobie i przy. tłustej, glinie (skurcz 4—5%) wynosi 80 kg węgla grubego oraz. 150 kg grysiku.
Przesypywanie węglem zaczyna się od czwartej warstwy, na którą nasypuje się warstwę grysiku. Piątą warstwę zasypuje się,
179
R y s . 105. U k ł a d a n i e mielerza wg m e t o d y z K r z e p i c k/Częs tochowy: a) pierwsze w a r s t w y ł a w y , b) k a n a ł y p i o n o w e ,
potrójną porcją grysiku. Następne warstwy przysypuje się równomiernie. Kanały narożne i okólne wypełnia się również grysikiem.
Płaszcz mielerza ma zmienną grubość. Do wysokości 7 lub 8. warstw płaszcz ma grubość 1 cegły (27 cm). Tę część płaszcza układa się jeszcze przed rozpaleniem ognia. Dalej do 20 warstwy płaszcz ma grubość pół cegły, potem już tylko 6 cm (grubość cegły położonej na płask). Płaszcz oblepia się chudą gliną. Układanie płaszcza, począwszy od 8 lub 9 warstwy, postępuje w miarę
R y s . 105. U k ł a d a n i e mielerza wg m e t o d y z K r z e p i c k/Czestochowy; c) w i d o k f r a g m e n t u mielerza po w y p a l e n i u
jak „dźwiga" się do góry ogień. Ułatwia to dokładne odparowanie surówki i powoduje mniejszą ilość stłuczki:
W krajach Europy południowej stosuje się sposób zupełnie odmienny od opisanych poprzednio i nadający się tylko w przypadku glin tłustych, o których się mówi, że łatwo „przyjmują" ogień. .• liv
Ława przy tym sposobie składa się z dwóch części: rusztu i warstw z kanałami paleniskowymi (rys. 106).
Na cegłach ułożonych na rąb, rzędami po dwie obok siebie, układa się warstwę cegieł na płask. Na tej warstwie układa się, w poprzek w stosunku do poprzedniej warstwy, rzędy cegieł na rąb w odstępach do 6—7 cm. Powstałe w ten sposób kanały zasypuje się grysikiem oraz drobnym orzechem i wiórami. Następną warstwę cegieł układa się tak samo prostopadle do poprzedniej i również zasypuje się węglem. Ewentualnie można ułożyć jeszcze jedną taką warstwę, a następną i dalsze układa się normalnie z małymi szczelinami i zasypuje się miałem węglowym.
Zużycie węgla, w postaci orzecha, grysiku i miału wynosi na 100 sztuk surówki 150—200 kg.
W krajach południowych specjalnego płaszcza nie stosuje się,; tylko w miarę podnoszenia się ognia oblepia się ściany mielerza
181
chudą gliną na grubość 2—3 cm. W naszych warunkach konieczne jest jednak ułożenie płaszcza ochronnego w celu zmniejszenia ilości niedopalonej cegły,
: Wypalanie mielerza. Rozpalanie zaczyna się jednocześnie we wszystkich paleniskach lub kanałach paleniskowych. Po rozpaleniu ognia i przy dobrym ciągu otwory palenisk można zamurować, pozostawiając małe otwory o wymiarze 7x7 cm. Jeżeli wiatr jest zbyt silny albo porywisty, zmieniający kierunek ciągu, trzeba przed paleniskami ustawić odpowiednio duże zasłony. Od chwili jak się zacznie rozpalać zasypka, mielerz wypala się sam. Praca wypalacza polega wówczas na pilnowaniu mielerza, zalepianiu szpar i uzupełnianiu płaszcza.
R y s . 106. U k ł a d a n i e ł a w y w g sposobu płd.-europe j sk iego
W sposobie lubelskim surówka oddaje wilgoć głównie kanałami pionowymi. Z chwilą gdy z kanałów tych zacznie się wydostawać żar,' zatyka się je i przysypuje ziemią.
Równomierność wypalania reguluje się przez uszczelnienie lub rozluźnienie pokrywy mielerza, który jest pokryty cegłą na płask. Miejsca pokrywy, które za wcześnie się rozżarzą albo siądą, przysypuje się suchą ziemią. W tych miejscach, które zbyt długo nie rozgrzewają się, odkrywa się cegłę w celu wzmożenia ciągu. Wreszcie kiedy ogień dojdzie do góry, zasypuje się całą pokrywę suchą ziemią na grubość 5 cm.
Wypalanie mielerza trwa 4—5 dni i w ciągu takiego samego okresu mielerz musi stygnąć. W tym czasie zdejmuje się z niego płaszcz i odkrywa paleniska, żeby ułatwić przepływ chłodnego powietrza.
Po wystygnięciu mielerza przystępuje się do jego rozbiórki, począwszy od góry.
ORGANIZACJA POLOWEJ P R O D U K C J I CEGŁY
Polowa produkcja cegły składa się z dwóch odrębnych procesów przygotowania surówki i jej wypalania. Zasadnicze zadanie organizacyjne przy polowej produkcji cegły polega na takim skoordy^ nowaniu robót, ażeby od chwili rozpoczęcia produkcji można było utrzymać ciągłość i równomierność pracy, przy niezmiennej ilości środków produkcji. Problemu tego można uniknąć, jeżeli najpierw przygotuje się całą ilość potrzebnej surówki, a potem się ją wypali, przy czym obydwa procesy przebiegają w sezonie produkcyjnym, t j . od maja do września włącznie.
Ze wzlędu n a , b r a k doświadczeń w zakresie organizacji polowej produkcji większej ilości cegły t rudno jest ustalić, która z wymienionych metod jest lepsza. Nie ulega wszakże wątpliwości, że cegłę potrzebną do budowy jednego domu wypala się jednorazowo tzn. całą ilość w jednym mielerzu. Przy większej produkcji (na potrzeby wielu budynków) można stosować jedną i drugą metodę.
Wytyczne organizacji robót przy produkcji cegły można oprzeć na następującym schemacie.
1) założenia i warunki produkcji, 2) obliczenia robocizny i zużycia materiałów ;
3) harmonogram prac, 4) urządzenia placu produkcji. W założeniach i warunkach produkcji określa się ilość cegły
potrzebnej do produkcji, jakość gliny oraz metody i środki produkcji. Do ustalenia wytycznych organizacji niezbędna jest znajomość właściwości (plastyczności) gliny w celu obliczenia ilości dodatków schudzających.
Określenie metod i środków produkcji dotyczy tylko procesu przygotowania surówki. Mogą tu być brane pod uwagę dwie zasadnicze metody formowania surówki: ręczna, na pojedynczych lub podwójnych stołach strycharskich, i maszynowa w prasach kieratowych.
Zespół złożony z 1 strycharza i 3 pomocników miesza glinę ręcznie, formuje na pojedynczym stole i ustawia w stosy do 2 000 sz tuk surówki dziennie.
Zespół złożony z 2 sąrycharzy i 5 pomocników miesza glinę w mieszadle konnym, formuje na podwójnym stole i ustawia w stosy 4 500 sztuk surówki dziennie.
Zespół złożony z 1 strycharza i 3 pomocników formuje surówkę za pomocą prasy konnej i ustawia w stosy 4 500 sztuk surówki dziennie.
Przy zapotrzebowaniu większym od 200 000 sztuk uruchamia się zespoły na podwójnych stołach albo zespoły z prasą konną.
Zespół pracujący przy wypalaniu, złożony z 1 palacza i 2 po-, mocników, układa w mielerz 10 000 sztuk surówki i rozbiera 15000 sztuk cegły dziennie 1).
W czasie wypalania zespół pracuje na 3 zmiany, po jednym robotniku na zmianę.
Czas schnięcia surówki wynosi orientacyjnie: formowanej ręcznie przy użyciu wody 18 dni formowanej ręcznie przy użyciu piasku
lub formowanej w prasie 14 dni
*) N o r m y w y d a j n o ś c i wg J. G a l e r a : Cegielnie polowe i rolnicze, Minis t e r s t w o O d b u d o w y , W a r s z a w a 1947.
183 1 82
Czas wypalania i stygnięcia mielerza wynosi razem ok. 10 dni. Przy obliczaniu zużycia materiałów przyjmuje się, że na 1000
sztuk surówki p o t r z e b a ok. 2,8 m3 gliny i ok. 500 1 wody. P r z y produkcji ciągłej osobny zespół przygotowuje surówkę,
a osobny zespół wypala cegłę. Przy opracowywaniu harmonogramu dla produkcji ciągłej na
leży wziąć pod uwagę możliwość wykorzystania zespołu wypalaczy do układania następnego mielerza w czasie stygnięcia poprzedniego. Stała wielkość mielerza odpowiada wówczas mniej więcej ilości cegły, jaką uzyskano po wypaleniu, ostygnięciu i rozbiórce poprzedniego mielerza. W produkcji etapowej, po przygotowaniu odpowiedniej ilości surówki, zespół ^strycharzy układa i wypala jeden lub kilka mielerzy.
Obliczenia przybliżonej wielkości mielerza przy produkcji ciągłej można dokonać układając równania według następujących założeń:
1. Czas potrzebny do obsługi mielerza jest sumą czasu potrzebnego na ułożenie tej części mielerza, której nie zdążyło się ułożyć w czasie stygnięcia poprzedniego mielerza, oraz czasu potrzebnego na wypalenie (ok. 5 dni), stygnięcie (ok. 5 dni) i rozbiórkę, mielerza.
2. Wielkość mielerza i czas potrzebny do jego obsługi powinny zapewniać wyprodukowanie potrzebnej ilości cegły w ciągu jednego sezonu (ok. 130 dni kalendarzowych) licząc, że układanie pierwszego mielerza rozpocznie się później niż formowanie surówki.
Oznaczenia: d — ilość dni potrzebnych do obsługi mielerza, m — wielkość mielerza w sztukach surówki, p — całoroczna produkcja w sztukach surówki, u — dzienna wydajność zespołu przy układaniu mielerza, v — dzienna wydajność zespołu przy rozbieraniu mielerza
d = I — 5 + 5 + 5 + — • 1,1 0 '130 p
d m 130 . m
p . d = 130 . m d = P
130 . m 1,1 . . m 1,1 • m = + 5 , 5 +
p U T ' ) R ó w n a n i e u ł o ż o n o p r z y założeniu, że mie lerz w y p a l a się, w ciągu
5 d n i i s tygnie t a k ż e w ciągu 5 d n i ; 1,1 w s p ó ł c z y n n i k n a p r z e r w y w p r o dukc j i .
184 185
Oznaczenia : d — ilość dni potrzebnych do obsługi mielerza, m — wielkość mielerza w sztukach surówki, p — całoroczna produkcja w sztukach surówki, u — dzienna wydajność zespołu przy układaniu mielerza, r — dzienna wydajność, zespołu przy rozbieraniu mielerza
' m \ m d = | — 5 + 5 + 5 + — - 1 , 1 1
J ) R ó w n a n i e ułożono p r z y założeniu, że mielerz w y p a l a się w ciągu 5 d n i i s tygnie t a k ż e w ciągu 5 d n i ; 1.1 w s p ó ł c z y n n i k na p r z e r w y w p r o dukc j i .
sąsiedztwie odkrywki gliny. W razie potrzeby należy wykonać dokoła placu rowy odwadniające.
Miejsce pod mielerz musi być dokładnie wyrównane za pomocą łaty i poziomicy. Można wykonać w podłożu minimalne nachylenie ku środkowi mielerza.
W pobliżu odkrywki należy umieścić mieszadło i wykopać doły do moczenia gliny. ' Poza tym na placu produkcji należy
r" v i i i l l I v • i i i l i i i i
R y s . 107. Organizac ja p r o d u k c j i cegły z z a s t o s o w a n i e m s tołów s t r y c h a r s k i c h n a s z y n a c h
przewidzieć miejsce na stół lub prasę, składowisko surówki i mielerz.
Transport przerobionej gliny z mieszadła do stołów strycharskich odbywa się taczkami lub wózkami na szynach, które mogą również służyć jako stoły strycharskie. Wówczas tory muszą być ułożone z rozgałęzieniem, aby jeden zespół robotników mógł pracować na dwóch stołach. Na jednym stole formuje się surówkę, a na drugi przez ten czas ładuje się glinę (rys. 107).
W przypadku zastosowania prasy' ślimakowej, glinę wymoczoną w dołach dowozi się do prasy raz na dzień w ilości dziennego przerobu albo sukcesywnie w miarę zapotrzebowania.
R o z d z i a ł 8
WYROBY Z TRZCINY I ZE SŁOMY
Słoma i trzcina do niedawna używane były w budownictwie tylko jako surowiec do wyrobu materiałów izolacyjnych. Znane przed wojną płyty Berbeka i Solomit, produkowane z trzciny i ze słomy, stosowane były wyłącznie do izolowania stropów, stropodachów i ścian. Doświadczenia ostatnich lat otworzyły drogę do szerokiego stosowania płyt trzcinowych i słomianych również
186
jako materiału wypełniającego ściany szkieletowe drewniane, jako nośny podkład pod polepy w stropach strychowych i zamiast drewnianej podsufitki.
Oprócz tego m a t y trzcinowe, stosowane dotąd jako podkład pod tynk mogą służyć również do wykonania ścian trzcinobeto-nowych na szkielecie drewnianym, a źdźbła trzciny^ — jako „zbrojenie" do wyrobu belek ściennych i stropowych.
Słoma i trzcina są materiałami organicznymi, mają też charakterystyczną dla tych materiałów wadę: są mało odporne na działanie czynników atmosferycznych, a w szczególności wilgoci i ulegają zagrzybieniu. Jeśli jednak weźmie się pod uwagę fakt, że słomiane i trzcinowe pokrycie dachów niczym nie zabezpieczone wytrzymują często ponad 10 lat, to należy przyjąć, że elementy z trzciny i ze słomy odpowiednio zabezpieczone będą nie mniej trwałe, jak np. materiały z lekkich betonów, z wypełniaczami organicznymi.
Zdrowa, niezbutwiała słoma, w szczególności słoma żytnia, odznacza się dużą wytrzymałością na rozciąganie.
Ciężar objętościowy słomy luźno ułożonej wynosi 50—80 kg/m3. Trzcina ma lepsze właściwości techniczne od słomy. Dzięki
stosunkowo dużej zawartości krzemionki, przekraczającej 3% ciężaru, trzcina jest jednym z najbardziej odpornych na działanie wilgoci materiałów pochodzenia organicznego. Krzemionka zwiększa również wytrzymałość trzciny. Wytrzymałość trzciny na zginanie osiąga średnio 600—1000 kG/cm2 (w przeliczeniu na powierzchnię przekroju ścianki). Nieco wyższa jest wytrzymałość na rozciąganie, a mniej więcej o połowę niższa jest wytrzymałość na ściskanie. Tak wysoka wytrzymałość zapobiega deformacji nawet pod znacznym obciążeniem.
Kształt trzciny w postaci rurki, przedzielonej kolankami na małe segmenty, jest wyjątkowo korzystny z punktu widzenia właściwości ciepłochronnych. Przegrody bowiem nie dopuszczają do ruchu powietrza w rurkach.
Ciężar objętościowy trzciny w stanie luźnym i suchym wynosi 60—70 kg/m3. Trzcina zawilgocona waży do 100 kg/m3.
ZASTOSOWANIE ORAZ WŁAŚCIWOŚCI ELEMENTÓW ZE SŁOMY 1 TRZCINY
Maty z trzciny stosowane są do wyrobu ściennych elementów trzcinobetonowych. Elementy te wykonywane są w postaci ram drewnianych, do których przybija się obustronnie w dwóch albo w trzech warstwach na krzyż maty trzcinowe. W ten sposób przygotowany podkład obrzuca się zaprawą cementową.
Płyty z trzciny i ze słomy wyrabiane są ręcznie o szerokości 100 cm i długości od 100 do l 6 0 c m . Grubość p ł y t wynosi od 3
187
do 7 cm. Przy produkcji fabrycznej wyrabia się płyty o szerokości 150 cm i długości 300 cm.
Ciężar płyt w zależności od stopnia ich sprasowania wynosi 180—360 kg/m3.
Współczynnik przewodzenia ciepła X zarówno płyt słomianych, jak też trzcinowych wynosi ok. 0,07 kcal/m2h °C. W praktyce przyjmuje się X = 0 , 1 kcal/m h°C, gdyż należy uwzględnić ich zawilgocenie oraz przewiewność płyt słabiej sprasowanych.
Szczelność płyt o grubości 5 cm, średnio sprasowanych, jest praktycznie całkowita; Badania szwedzkie i francuskie wykazały zupełną szczelność płyt o grubości 5 cm nawet przy wietrze o szybkości 60 m/sek.
W wyniku badań przeprowadzonych w Z S R R przez prof. Winogradowa nad płytami słomianymi o grubości 12 cm, prasowanymi pod ciśnieniem 2,5—3 kG/cm2, uzyskano następujące wytrzymałości (w przeliczeniu na całkowity przekrój płyty) :
na ściskanie 48 kG/cm2, na zginanie 8 kG/cm2. ,
W wyniku praktycznych prób wytrzymałości uzyskano nośność pły ty o grubości 5 cm równą 200 kG przy rozstawie podpór 80 cm. Przy takim obciążeniu płyta ulega sprężystemu ugięciu do 5 cm.
Wytrzymałość płyt trzcinowych zależy również od stopnia sprasowania. Płyty silnie sprasowane mają wytrzymałość na zginanie ok. 30 kG/cm2. W płytach słabo sprasowanych uzyskuje się wytrzymałość 20 kG/cm2.
Również grubość płyt i długość ździebeł trzciny mają wpływ na wytrzymałość płyt. Grube płyty łatwiej rozwarstwiają się przy zginaniu i dlatego mogą wykazywać mniejszą wytrzymałość. Płyty wykonane z krótkich ździebeł mają również niższą wytrzymałość.
Nasiąkliwość wodą wynosi ok. 100% ciężaru suchej masy trzciny. Najwięcej wody pochłaniają pochwy liściowe, pęknięcia ździebeł, szczeliny między liśćmi i źdźbłami. Natomiast zdrowe i nieuszkodzone ścianki ździebeł chłoną bardzo niewiele wody.
O ile nasycenie wodą następuje bardzo szybko (po 24 godzinach), o tyle wysychanie namokniętej płyty trwa bardzo długo. Nieraz potrzeba 1 miesiąca, ażeby płyta doszła do pierwotnego ciężaru.
Higroskopijność płyt trzcinowych według badań ITB, wynosi po 120 godzinach ok. 14%. Przyczepność do tynków jest dobra.
Płyty słomiane i trzcinowe"są w pewnym stopniu ognioodporne. Silnie sprasowane trudno jest zapalić. Zapalone nie palą się płomieniem, ale żarzą się. Wyniki szwedzkich badań na ognioodpor-ność płyt trzcinowych podane są w tabl. 27.
Dużą zaletą płyt słomianych i trzcinowych jest łatwość ich obróbki. Dzięki temu możliwe jest przycinanie płyt na budowie.
1R8
Ognioodporność płyt trzcinowych
T a b l i c a 2 7
Temperatura ° c
Czas nagrzewania
godz Zmiany zachodzące pod wpływem
nagrzewania
1 1 2 — 1 1 5 38 nieznaczne zabarwienie na kolor brązowy 1 7 5 — 1 8 0 24 zabarwienie ciemnobrązowe kruszenie się 3 0 0 — 3 2 0 3 zwęglanie 4 0 0 — 4 5 0 3 żarzenie się, zwęglanie aż do całkowitego
spalenia
Jako izolacji ciepłochronnej używa się średnio sprasowanych płyt o grubości 3,5 cm i 5 cm. Za pomocą płyt można izolować ściany murowane, posadzki, stropy, dachy i ściany drewniane.
Oprócz tego płyty słomiane i trzcinowe stosuje się jako wypełnienie w ścianach działowych i zewnętrznych szkieletowych.
Kys. 1 0 8 . Elementy trzcinowe na baraki składane
Ściany działowe wykonane są na szkielecie drewnianym umocowanym do konstrukcji stropów.
Poważne oszczędności drewna można uzyskać przez stosowanie gotowych elementów trzcinowych do budowy baraków na placach budów (rys. 108). Elementy te wykonane są z płyt trzcinowych w drewnianych ramach. Poszczególne elementy po złożeniu łączy się klamrami.
Podobną konstrukcję mają ścienne elementy słomiane lub trzcinowe, łączone w czasie prasowania z dwoma krawędziakami. Elementy pomysłu J. Mirończuka ze wsi Osówka, pow. Bielsk Podlaski, używane są do budowy domów mieszkalnych parterowych (rys. 109). Elementy mają długość równą wysokości ścian budynku i grubość 10 cm. Grubość ta zapewnia dostateczną izolację cieplną.
189
R y s . 109. E l e m e n t y s ł o m i a n o - d r e w n i a n e J . M i r o ń c z u k a w k o n s t r u k c j i 1
ściennej • 4
Z trzciny można formować elementy (rdzenie) w kształcie belek o przekroju prostokątnym 1 ) . Elementy te używa się wprost do budowy ścian lekkich budynków parterowych (rys. 110) albo
R y s . 110. Ściany z s u r o w y c h belek t r z c i n o w y c h : a j u k ł a d a n i e belek na z a p r a w i e , b) b u d y n e k z belek t r z c i n o w y c h po
o t y n k o w a n i u (wg W . P r o c h a s k i )
obetonowuje się i układa na zaprawie jako konstrukcje ścienne lub stropowe. Ściany z trzcinobetonowych elementów belkowych wznosi się podobnie jak ściany wieńcowe z bali drewnianych (ryś; 111).
Według W. Prochaski na 1 m2
ściany lub stropu z rdzeni trzcinowych obetonowanych ścianką o grubości 4 cm, zużywa się 25 kg cementu (łącznie z tynkiem). Współczynnik przenikania ciepła K' takiej konstrukcji wynosi 0,53.
Elementy belkowe nieobetonowa-ne można układać na zaprawie i po wykończeniu budynku otynkować. Można też układać w deskowaniu na zaprawie lub lekkim betonie z jednoczesnym obetonowaniem powierzchni zewnętrznej i wewnętrznej.
Oprócz omówionych elementów wyrabiane były również i stosowane w budownictwie doświadczalnym belki trzcinobetonowe. Belki te o różnych przekrojach poprzecznych uży-
ł ) E l e m e n t y t a k i e b y ł y p r z e d m i o t e m d o ś w i a d c z e ń p r o w a d z o n y c h przez prof. P r o c h a s k ę z P o l i t e c h n i k i G d a ń s k i e j .
191
wane były do budowy ścian i stropów w budynkach dwukondygna-cjowych (rys. 112) 1 ) . Różnica pomiędzy tymi elementami a uprzednio omówionymi polega na tym, że w pierwszych obetonowuje
się gotowe rdzenie trzcinowe, a w drugich miesza się luźną trzcinę z betonem. W tym ostatnim przypadku zużycie betonu jest dużo większe, ale wytrzymałość belek również wyższa.
P R Z Y G O T O W A N I E SŁOMY I T R Z C I N Y
Do wyrobu płyt najlepsza jest słoma żytnia, młócona cepami albo młockarnią szeroko-młotną. Słoma powinna być zdrowa, niezbutwiała i sucha. Przed użyciem wskazane jest
przetrząśnięcie słomy w celu usunięcia reszty ziaren, które mogłyby pod wpływem wilgoci kiełkować w płytach.
Trzcinę podobnie jak słomę używa się w stanie naturalnym. Do celów budowlanych najlepsza jest trzcina jednoroczna, t j . taka. która wyrosła w ciągu jednego roku. Trzcina taka ma najlepsze właściwości mechaniczne i jest mniej więcej jednolita pod względem długości i grubości.
Ażeby uniknąć konieczności sortowania trzciny uzyskanej z pierwszego pokosu, dobrze jest na rok naprzód ściąć trzcinowisko, ażeby w roku następnym otrzymać pełnowartościowy i jednorodny materiał. Trzcinę ścina się po nastaniu przymrozków, tzn. w listopadzie albo grudniu. W tym okresie trzcina pozbawiona jest soków. Stosuje się niekiedy ścinkę z lodu, którą chociaż jest bardzo wygodna, daje na ogół gorszy materiał, gdyż zimowe wiatry wiele trzcin łamią. Trzcina niedojrzała, która ma W swoich komórkach soki żywotne, nie nadaje się do wyrobu elementów budowlanych, Elementy z niedojrzałej trzciny są niedostatecznie trwałe i mają niską wytrzymałość.
Dojrzała trzcina ma kolor żółty. Źdźbła o kolorze zielonkawym świadczą o spóźnionej wegetacji trzciny i są gorsze.
Po ścięciu trzcinę oczyszcza się z wiechy, liści i z chwastów, po czym. wiąże się ją w pęczki. Pęczki na wysokości 1 m mają
1 ) W. P r o c h a s k a : T r z c i n o b e t o n o w a b u d o w a d o ś w i a d c z a l n a w Oliwie. P r a c e I T B . P W T , W a r s z a w a 1951.
192
W Y R Ó B P Ł Y T T Y P U B E R B E K A
Płyty słomiane i trzcinowe wyrabiane są mechanicznie albo ręcznie. Do ręcznego wyrobu służą proste prasy drewniane (rys. 113). Używane są dwa rodzaje ręcznych pras :
jednodźwigniowe — do płyt o długości 1 m dwudźwigniowe — do płyt o długości 1,6 m Na prasach tych można wyrabiać płyty o grubości od 3 do
10 cm. Odpowiednią grubość płyt uzyskuje się przez przesuwanie ruchomej ramy prasy.
R y s . 1 1 4 . D r a b i n k a d o zaczepian i a dźwigni
Prasa składa się z następujących części: podstawa prasy, 2 ramy (ruchoma i nieruchoma), poprzeczka dociskowa, 1 lub 2 dźwignie do prasowania, łańcuchy do zaczepiania dźwigni, szpilki do przetykania.
Nieruchoma rama jest na stałe połączona z podstawą i usztywniona w położeniu pionowym za pomocą dwóch zastrzałów. Rama ruchoma połączona jest z ramą nieruchomą za pomocą śrub poziomych. Do ram przybite są w równych odstępach co 14 cm pionowe listwy z otworami do szpilek. Poprzeczka dociskowa powinna mieć szerokość ściśle odpowiadającą rozstawowi ram, czyli grubości płyty.
W celu uzyskania dostatecznego nacisku na słomę lub trzcinę, ułożoną między ramami, dźwignie powinny mieć długość ok. 2 m.
Łańcuchy do zaczepiania dźwigni są przymocowane do haków w belce podstawy.
Pewnym usprawnieniem w pracy mogą okazać się drabinki stalowe, służące do zaczepiania dźwigni zamiast łańcuchów. Drabinki przymocowuje się do podstawy i do górnej belki ramy (rys. 114).
Podstawa i ramy prasy wykonane są z krawędziaków 10 X X 10 cm. Listwy mają przekrój poprzeczny o wymiarach 5 x 6 cm lub 5 x 8 cm.
Szpilki z drutu 0 5 mm wkładane są w otwory w listwach ram i służą do utrzymania słomy w stanie sprasowanym podczas nakładania nowej porcji materiału lub w czasie zszywania płyt. Często w celu ułatwienia przetykania szpilek w poprzeczce dociskowej robi się odpowiednie wycięcia w odstępach co 14 cm.
Przed rozpoczęciem pracy ustawia się ramy prasy w odpowiedniej i jednakowej od siebie odległości. Pomiędzy listwami na dolnych belkach ram układa się kawałki deseczek, na których oprze się słoma lub trzcina. Słomę lub trzcinę układa się w prasie pęczkami na przemian: raz knowiem (dolna część), raz kłosami (przy trzcinie raz grubszym końcem, raz cieńszym) do 3/4 wysokości prasy. Następnie zaczepia się dźwignię o łańcuch lub szcze-
• bel drabinki i silnie naciska się na drugi koniec. Po kilkakrotnym naciśnięciu dźwigni, nie zwalniając nacisku, przetyka się szpilki, po czym podnosi się dźwignię i poprzeczkę dociskową i napełnia się prasę nową porcją surowca. Szpilki przetyka się najpierw przez skrajne listwy, potem środkowe i wreszcie przez pozostałe. Czynności te powtarza się aż do uzyskania szerokości płyty rów-
lub trzcinowej o grubości 7-^10 cm. prasowanej razem z krawę-dziakiem i dokładnie z nim połączonej. W celu dokładnego połączenia płyty z drewnem, wzdłuż krawędziaka żłobi się płytką
. bruzdę, w którą wchodzi surowiec płyty (słoma lub trzcina) Długość elementów wynosi w zależności od wysokości pomieszczeń 260—-300 cm, a szerokość 100—130 cm. Ściany wewnętrzne działowe wykonuje się z elementów o grubości 5 cm, usztywnionych listwami drewnianymi o odpowiednim przekroju.
Oprócz pełnych elementów wykonuje się elementy okienne z dwóch słupków z dwoma ryglami stanowiącymi dolną i górną ościeżnicę okna. W elementach tych wypełnia się słomą lub trzciną tylko przestrzeń pod dolnym i ponad górnym ryglem.
Elementy ścienne ustawia się na podwalinie i u góry łączy się oczepem. Do tynkowania ścianę przygotowuje się w ten sposób, że części drewniane, widoczne w licu, pokrywa się siatką, paskami m a t y trzcinowej lub dranicami (listewki drewniane).
Ściany zewnętrzne z gotowych elementów drewniano-słomia-nych lub drewniano-trzcinowych zapewniają dostateczną izolację cieplną i ochronę przed działaniem wpływów atmosferycznych.
Do produkcji płyt służy ciężka prasa ręczna, którą można wykonać sposobem gospodarczym. Zasadnicze części prasy są następujące: rusztowanie (obudowa), ramy (ruchoma i stała), urządzenie przyciskowe.
Poza t y m szczegóły prasy można rozwiązać rozmaicie. W prasie pomysłu ob. Juliana Mirończyka rusztowanie wykonywane jest z krawędziaków i składa się z dwóch poziomów: górnego, na którym układa się surowiec do produkcji, i dolnego, na którym prasuje się elementy. Ramy pionowe wykonane z prętów stalowych, przymocowane są do dolnego poziomu rusztowania. Wyższa rama przymocowana jest na stałe za pomocą trzech zawiasów. Druga, niższa rama jest przesuwana na prowadnicach, do których przymocowuje się ją za pomocą śrub zaciskowych w ustalonej odległości od pierwszej ramy (grubość elementu). Obydwie ramy usztywnione są za pomocą jarzma z teowników lub ceow-ników stalowych ściąganych śrubami z zakrętkami motylkowymi.
Urządzenie przyciskowe składa się z szyny, lin stalowych, krążków, i wału z przekładnią zębatą.
Wał umieszczony jest poniżej podstawy ram — a krążki ponad górną krawędzią ram. Na wał nawinięte są dwa odcinki liny stalowej. Jeden koniec każdego odcinka przechodzi przez krążek i przymocowany jest do szyny, od góry, a drugi koniec przymocowany jest do szyny, ale od spodu. Wał zakończony jest przekładnią zębatą i obracany jest za pomocą koła zamachowego. Przy obrocie wału w jedną stronę szyna dociskowa podnoszona jest do góry, a przy obrocie w drugą stronę szyna prasuje słomę lub trzcinę ułożoną między ramami.
nej 1 m. Wówczas znów przetyka się szpilki i przystępuje cię do zszywania płyt. W t y m celu uprzednio przygotowuje się odpowiednią ilość wiązadeł z drutu (rys. 115).
Wiązadła długie (pionowe) wykonuje się z drutu o grubości 2 mm. Wygina się je w kształcie litery U o rozstawie drutu ró
wnym grubości płyty. Wiązadła przetyka się przez wycięcia w dolnych belkach ram pomiędzy listwami i wiąże się u góry. Przy wiązaniu trzeba dobrze naciągnąć druty i silnie je skręcać. Wiązadła poprzeczne przygotowuje się z drutu o grubości 1 mm i długości do 30 cm — w zależności od grubości płyty. Wiązadłami poprzecznymi łączy się z sobą druty wiązadła podłużnego w odstępach do 20 cm w szachownicę (rys. 116).
Po zszyciu wyrównuje się boczne krawędzie płyty przez obcięcie kosą wystających ździebeł słomy lub trzciny. Następnie wyciąga się szpilki i wyjmuje gotową płytę.
Do wyprodukowania 1 m2 płyty o grubości 5 cm potrzeba ok. 15 kg słomy lub 1 wiązkę trzciny, 0,8 kg drutu 0 2 mm i 0,1 kg drutu 0 1 mm.
W płytach słomianych chętnie gnieździ się wszelkiego rodzaju robactwo. W celu zabezpieczenia się przed t y m wskazane jest impregnowanie płyt przez moczenie ich w rozczynach środków owadobójczych, np. w Azotoksie.
Przy większej produkcji płyt, pracę wykonują zespoły składające się z 4 albo 6 robotników zatrudnionych przy 2 prasach. Do pras pojedynczych potrzeba 4, a do podwójnych 6 robotników. Połowa zespołu prasuje płyty, a druga połowa zszywa je w międzyczasie. . , ,
N a 1 m 2 płyty o grubości 5 c m ^ U \ ^ y ™ e potrzeba ok. 1,25 roboczogodziny. ( 1, 2, 3, kolejność zszywania)
WYRÓB ELEMENTÓW ŚCIENNYCH
Elementy ścienne drewniano-słomiane lub drewniano-trzcinowe są materiałem konstrukcyjnym. Elementy na ściany zewnętrzne składają się ze słupka, krawędziaka 10x10 cm i płyty słomianej
i unieruchamiamy przez przybicie skośnych zastrzałów do kobyłek i do górnej ramy nieruchomej drabinki. Drugą drabinkę otwartą opiera się na tych samych kobyłkach i równomiernie rozkłada się na niej porcję trzciny o grubości mniej więcej równej rozstawowi drabinek. Następnie podnosi się drabinkę z trzciną
C h r z a n o w s k i S.: P ł y t y s ł o m i a n e i t r z c i n o w e w b u d o w n i c t w i e wiejs k i m . P W T , W a r s z a w a 1952.
D r e c k i A., L e b d a E . : Ż u ż l o b e t o n w b u d o w n i c t w i e wie j sk im. P I W R i L . W a r s z a w a 1953.
D r e c k i A. : N a p a r z a l n i e n i s k o p r ę ż n e . P W T , W a r s z a w a 1953. G a l e r J . : Cegielnie polowe i ro lnicze. T r z a s k a , E w e r t i Michalski ,
W a r s z a w a 1947. G r ą b c z e w s k a M.: J a k s a m e m u z b u d o w a ć d o m e k z gl iny. BA, W a r
s z a w a 1956. I n s t y t u t B u d o w n i c t w a M i e s z k a n i o w e g o : K a t a l o g e l e m e n t ó w d l a b u d y n
k ó w z g l iny. W a r s z a w a 1956. I n s t y t u t B u d o w n i c t w a M i e s z k a n i o w e g o : Z a r y s b u d o w n i c t w a z gl iny.
BA, W a r s z a w a 1954. J a n i s z e w s k i W . : E k s p l o a t a c j a k r u s z y w a m i n e r a l n e g o . W K , W a r
szawa 1955.
W Y K A Z PIŚMIENNICTWA
tym sposobem wykonuje się za pomocą „igły" z grubego drutu. Po zeszyciu obcina się zbędne końce krawędziaka i słomy lub
trzciny, zwalnia się zacisk i wyjmuje gotowy element.
WYRÓB BELEK TRZCINOWYCH I TRZCINOBETONOWYCH
suwa się słomę lub trzcinę pomiędzy ramy. Na spód pomiędzy ramy układa się krawędziak. Po nałożeniu dostatecznej ilości surowca i całkowitym sprasowaniu opuszcza się na koło zębate zapadkę, aby uniemożliwić zwolnienie nacisku i przystępuje się do szycia elementu. Zszywanie jest podobne jak przy płytach Berbeka. Długie wiązadła przybija się skobelkami do krawędziaka albo przetyka się przez specjalnie wywiercone w nim otworki, w odległości 20 cm jeden od drugiego. Zamiast zszywania krótkimi wiązadłami, opisanymi przy produkcji płyt Berbeka, stosowane jest szycie skośne krzyżowe. Szycie to, chociaż bardziej pracochłonne, jest jednak mocniejsze (rys. 117). Szycie
Dzięki zastosowaniu przekładni zębatej samo prasowanie elementów może być wykonane nawet przez jednego człowieka. Do obsługi prasy potrzeba dwóch ludzi.
Przed rozpoczęciem produkcji górny pomost łączy się z niższą ramą za pomocą pochyło ułożonej drabinki, po której prze-
i prowizorycznie łączy się obie drabinki dwoma lub trzema jarzmami, po czym ewentualnie uzupełnia się trzciną miejsca wolne, aż do całkowitego wypełnienia prasy. Teraz zagęszcza się jarzma tak, aby drabinki nie wyginały się przy prasowaniu trzciny. Prasowanie trzciny wykonuje się przez udeptywanie. Po udeptaniu przystępuje się do wiązania belki drutem. Używa się drutu grubości 3 — 4 mm (cieńszy drut przecina trzcinę). Belki przewiązuje sie drutem w odstępach 20—30 cm i silnie skręca. Wiązanie wykonuje dwóch robotników: jeden z nich naciska trzcinę w miejscu przewiązania, a drugi przetyka drut pod trzciną przez specjalne rowki w balu i silnie go skręca. Po przewiązaniu całej belki usuwa się jarzma, odchyla ruchomą drabinkę i wyjmuje gotową belkę.
Obetonowywanie belek wykonuje sie w podłużnych formach. Najczęściej stosuje się formy bateryjne na kilka belek (rys. 119).
Belki trzcinowe wyrabia się w prasach ręcznych,, odmiennych od p r a s k o płyt. Prasa do belek trzcinowych składa się z dwóch sztywnych drabinek, połączonych wzdłuż dłuższego boku balem o szerokości równej grubości belki (rys. 118).
Długość drabinek jest dostosowana do długości belek, a szerokość wynosi ok. 60 cm. Jedna drabina jest sztywno połączona z balem, a druga połączona jest z nim za pomocą zawiasów. Przed rozpoczęciem pracy ustawiamy prasę na szerokich kobyłkach R y s . 118. P r a s a d o w y r o b u belek
t r z c i n o w y c h
K i t a Ś.: R o b o t y k a m i e n i a r s k i e w b u d o w n i c t w i e . BA, W a r s z a w a 1 9 5 5 . K o n r a d Z., L e w i n S.: L o k a l n e m a t e r i a ł y b u d o w l a n e i możl iwości
ich szerokiego w y k o r z y s t a n i a w b u d o w n i c t w i e . R e f e r a t na sesje p r o b l e m o w ą P A N , 1954.
K a t a l o g m a s z y n b u d o w l a n y c h i d r o g o w y c h . BA, W a r s z a w a 1955. K u s S., M e u ś W . , W i a t e r W . , W i t e b s k i Z. : Z a s t ę p c z e m a -
t e r i a ł y b u d o w l a n e n a wsi. M a t e r i a ł y b u d o w l a n e , n r 12/48. M i n i s t e r s t w o B u d o w n i c t w a P r z e m y s ł o w e g o : P i s m o o k ó l n e w sprawie
s t o s o w a n i a i w y k o n y w a n i a t r o c i n o b e t o n ó w . M i n i s t e r s t w o R o l n i c t w a : B u d y n e k wiejski z b l o k ó w g l i n i a n y c h . P I W R i L ,
W a r s z a w a 1954. M i n i s t e r s t w o R o l n i c t w a : J a k s a m e m u b u d o w a ć z żużla . P I W R i I , W a r
szawa 1955. M i n i s t e r s t w o R o l n i c t w a : B u d y n k i p i a s k o w o - w a p i e n n e n a wsi. F J W R i L ,
W a r s z a w a 1955. M i n i s t e r s t w o O d b u d o w y : D a c h ó w k a c e m e n t o w a . W a r s z w a a 194Ł. M e u s W . , W i t e b s k i Z., W i a t e r W . : P o r a d n i k m u r a r z a wie j
skiego. BA, W a r s z a w a 1956. N a u m o w N . A. : Z a k ł a d y w y t w ó r c z e p r z e m y s ł u b u d o w l a n e g o . BA,
W a r s z a w a 1955. N e c h a y J . : J a k p r z y g o t o w a ć b e t o n . P W T , W a r s z a w a 1954. N e c h a y J . : B e t o n n a wsi. P W T , W a r s z a w a 1950. P i a ś c i k F r . : B u d o w n i c t w o wiejskie. B i b l i o t e k a „ W i c i " , W a r s z a w a 1948. P i a ś c i k F r . : B u d o w n i c t w o wiejskie z m a t e r i a ł ó w m i e j s c o w y c h .
P I W R i L , W a r s z a w a 1953. P o l l a k - R i c h t e r : T e c h n i k des L e h m b a u e s . V e r l a g T e c h n i k , Ber
lin 1952. P r o c h a s k a W . : B u d o w n i c t w o z z a s t o s o w a n i e m t r z c i n y . Z a k ł a d B u
d o w n i c t w a P r z e m y s ł o w e g o P o l i t e c h n i k i G d a ń s k i e j , G d a ń s k 1954. R a c i ę c k i Z. : B u d o w n i c t w o z gl iny. P W T , W a r s z a w a 1950. R i e s s H . : Żużle wie lkopiecowe w t e c h n i c e b u d o w l a n e j . P W T , W a r
szawa 1953. R i e s s H., R o l e k M.: Żużle p a l e n i s k o w e w t e c h n i c e b u d o w l a n e j .
BA, W a r s z a w a 1954. W i t e b s k i Z. : Z a g a d n i e n i e m a t e r i a ł ó w w b u d o w n i c t w i e wie j sk im.
„Zycie g o s p o d a r c z e " , nr 24/51. W i t e b s k i Z. : Z d o ś w i a d c z e ń n a d z a m r a ż a n i e m l e k k i c h b e t o n ó w .
„ I n ż y n i e r i a i B u d o w n i c t w o " , nr 10/53. W i t e b s k i Z. : U w a g i w sprawie m a t e r i a ł ó w m i e j s c o w y c h d o b u d o w y
s t o p n i p i ę t r z ą c y c h . „ G o s p o d a r k a W o d n a " , n r 10/55. W i t e b s k i Z. : W y k o r z y s t a n i e m a t e r i a ł ó w m i e j s c o w y c h ś r o d k i e m d o
o b n i ż e n i a k o s z t ó w w b u d o w n i c t w i e . „ B u d o w n i c t w o P r z e m y s ł o w e " , n r 1/56.
W i t e b s k i Z. : O szersze w y k o r z y s t a n i e s u r o w c ó w m i e j s c o w y c h . „ I n s t r u k t o r B u d o w n i c t w a Wie j sk iego" , n r 6 — 7 / 5 1 .
I