|
|
Применение строительных материаловСтр 1 из 13Следующая ⇒ Конспект лекций по теме Применение строительных материалов Чита. 2012 Мананникова Е.В. Конспект лекций по теме «Применение строительных материалов» профессионального модуля №1 Проектирование… Чита: ГОУ СПО ЧТОТиБ, 2012. – … с. Табл. Илл. Библ.наим.
Конспект лекций предназначен для студентов специальности 270103 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений». Конспект лекций предназначен для изучения темы на учебных занятиях и дома. В конспекте лекций кратко представлены сведения по всем разделам
Ответственный за выпуск Е. В. Мананникова
Рецензенты: Внешний: И.М. Ястребова, зам.директора Читинского государственного профессионально-педагогического колледжа Внутренний: Е.Ю. Тушина, заведующая испытательной лабораторией «Эксперт» ГОУ СПО ЧТОТиБ
Конспект лекций предназначен для студентов специальности 270103 - Строительство и эксплуатация зданий и сооружений при изучении темы «Применение строительных материалов». Конспект лекций предназначен для изучения темы на учебных занятиях и дома, выполнения практических работ. В конспекте лекций кратко представлены сведения по всем разделам. Конспект лекций представлен в виде уроков, каждый их которых имеет нумерацию и название в соответствии с календарно-тематическим планом. Конспект лекций содержит основные теоретические сведения, иллюстрации.
Содержание
Занятие №1 Основные понятия Строительные материалы – это ……………………………………………………………………………………… Строительные изделия – это ………………………………………………………………………………………….. Строительные конструкции – это …………………………………………………………………………………… Качество строительных материалов, изделий, конструкций – это……………………………………………… Сырье 1.1 Природного происхождения: · горные породы и минералы; · древесина; · сырье растительного (древесная смола, растительные масла, солома, камыш, мох, лен, хлопок, конопля, кора деревьев) и животного происхождения (шерсть, кожа, кровь, кости животных). 1.2 Искусственного происхождения: синтетические смолы – полимеры. 1.3 Отходы промышленного производства 2. Технологии изготовления строительных материалов: 2.1 Обжиговые технологии: производство извести, производство строительного гипса, производство стекла, производство керамических изделий, производство цемента. 2.2 Безобжиговые технологии: производство силикатного кирпича, изготовление бетонов и строительных растворов, производство асбестоцемента, изготовление материалов на основе полимеров. 2.3 Технология композитов. Компоненты композитов: матрица (смола, полимер) и включенные в нее армирующие элементы (ткань, волокно, слоистые материалы). Примеры композитов: железобетон, пластики, металлокерамика, напорные трубы. 2.4 Нанотехнологии. Нанотехнологии в производстве цемента, бетона, арматуры, стекла, полимеров, краски, добавок и пр. Обеспечение безопасности при использовании наноматериалов. Занятие №4 Обжиг известняка Основным процессом при производстве воздушной извести является обжиг, при котором известняк декарбонизируется и превращается в известь по следующей реакции: СаСО3 + 42,52 ккал < = > СаО + СО2 Из этого уравнения видно, что для разложения одной грамм-молекулы СаСО3 на СаО и СО2 нужно затратить 42,52 ккал тепла, а для разложения 1 кг СаСО3-425,2 ккал. Практически температура обжига известняка в заводских условиях колеблется в пределах 1000-1200°С. При неправильной эксплуатации печи, а также при попадании в нее кусков больших размеров или более высокой плотности, на что не рассчитан установленный на заводе режим обжига, часть материала не дожигается, так как не успевает декарбонизироваться. Такой недожог уменьшает выход теста из кипелки, так как недожженная часть материала при гашении не рассыпается в порошок и остается в виде кусков. Вредного влияния на качество твердеющей извести недожог не оказывает. При слишком высокой температуре обжига возможен пережог извести, при котором появляется крупнокристаллическая окись кальция. Пережог ухудшает качество извести, подвергающейся гашению, так как вызывает медленное гашение частиц пережженной извести, которые могут полностью погаситься уже в сооружении и вызвать не только образование в нем трещин, но даже и его разрушение. Производство цемента Если особо не вдаваться в подробности и поверхностно посмотреть на процесс, то производство цемента можно представить в виде трёх основных стадий: 1. Добыча и обработка сырья. ü Добывается известняк, глина, гипсовый камень. ü Добытый известняк дробят, сушат, измельчают и перемешивают в нужной пропорции с глиной. Примерно 75% извесняка и 25% глины. Состав постоянно корректируется, в зависимости от характеристик используемых материалов. Таким образом получают шлам (мокрый, сухой или комбинированный метод) 2. Обжиг сырьевого состава и получение клинкера - следующий шаг в производстве цемента ü Шлам поступает в специальную печь, где происходит его обжиг при температуре около 1450 градусов. ü При этой температуре шлам спекается (почти как зерна керамзита), превращаясь в так называемый клинкер. ü Клинкер измельчают в специальных жерновах до порошкообразного состояния 3. Смешивание компонентов и получение портландцемента. ü В измельчённый клинкер добавляют примерно 5% гипса. ü В зависимости от марки и вида цемента, вводятся минеральные добавки (цифры д0, д5, д20 в маркировке) Безобжиговые технологии Экструзия (продавливание) Продавливание (экструзия) – способ получения изделий продавливанием массы через часть пресса – экструзионную решетку. Методом экструзии можно изготавливать изделия на минеральной основе (гипс, цемент, глина, известь), например: кирпич, блоки, безнапорные трубы, плиты перекрытия, стеновые панели и др.
Методом экструзии можно изготовлять изделия из древесных опилок и смолы (древесно-полимерные материалы).
Методом экструзии получают строительные изделия на основе полимеров, например плинтусы, стыковочные профили, трубы.
Технология композитов Композицио́нный материа́л (компози́т) — искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с четкой границей раздела между ними. В большинстве композитов (за исключением слоистых) компоненты можно разделить на матрицу и включенные в нее армирующие элементы. В композитах конструкционного назначения армирующие элементы обычно обеспечивают необходимые механические характеристики материала (прочность, жесткость и т.д.), а матрица (или связующее) обеспечивает совместную работу армирующих элементов и защиту их от механических повреждений и агрессивной химической среды.
Занятие №6 Общие понятия о свойствах При выборе материала и обосновании целесообразности применения в строительной конструкции учитывают его способность сопротивляться реальным нагрузкам без нарушения сплошности и размеров. Одни материалы хорошо сопротивляются сжимающим, другие — растягивающим усилиям, которые возникают под действием нагрузки или других силовых факторов. Аналогичная реакция материалов на воздействие сил, способных вызвать сдвиг, изгиб, раскалывание и т. п. Всегда материал должен надежно сопротивляться этим воздействующим силам. Одновременно необходим учитывать стойкость материала к воздействию ожидаемых физических (например, температуры и ее колебаний, в особенности при переходе через 0°С, водной среды и др.) и химических (кислоты щелочи, солевые растворы и др.) факторов. Нередко одним из главных показателей качества служит способность материала к восприятию необходимой технологической обработки, например шлифования и полирования, распиливания или раскалывания на част, правильной формы и т. п. Следовательно, для обоснованного выбора материала приходится учитывать комплекс его так называемых свойств. Свойствами называют способность материалов определенным образом реагировать на воздействие отдельных или совокупных внешних или внутренних силовых, усадочных, тепловых и других факторов. Обычно выделяют четыре группы свойств: механические, физические, химические, технологические. Иногда отдельно выделяют еще физико-химические свойства. Фактические показатели этих свойств, выраженные в принятых числовых значениях, позволяют оценивать качество строительных материалов. Их определение производится с помощью лабораторных или полевых методов и приборов. Учитывая, что многие свойства отражают строительно-технологические и эксплуатационные показатели качества строительных материалов в конструкциях, то нередко именуют их как технические свойства. Физические свойства Строительные материалы обладают комплексом физических свойств. Числовые показатели физических свойств определяются с помощью специальных методов и приборов. К физическим относятся свойства, выражающие способность материалов реагировать на воздействия физических факторов— гравитационных, т. е. основанных на законе земного притяжения, тепловых, водной среды, акустических, электрических, излучения и т. п. Средняя плотность характеризует массу единицы объема материала в естественном состоянии (вместе с порами). Эта важная физическая характеристика определяется путем деления массы образца на его объем. Для точного измерения объема удобнее принимать образцы правильной геометрической формы, хотя имеются несложные приемы измерения объема образцов и неправильной формы. При влажных образцах отмечается величина влажности, при которой определялась средняя плотность. Среднюю плотность рыхлых материалов, например песка, щебня, гравия, называют насыпной плотностью. В ее величине отражается влияние не только пор в каждом зерне или куске, но и межзерновых пустот в рыхлонасыпанном объеме материала.
Истинная плотность — масса единицы объема однородного материала в абсолютно плотном состоянии, т. е. без учета пор, трещин или других полостей, присущих материалу в его обычном состоянии. где m—масса материала в естественном состоянии, кг или г; V — объем материала в естественном состоянии, м3 или см3. Vа — объем материала без пор и пустот, м3 или см3.
Таблица 1. Истинная и средняя плотность некоторых строительных материалов
Пористость — степень заполнения объема материала порами. Если требуется выяснить, являются ли поры замкнутыми или сквозными, как распределены они в объеме материала по своим размерам, какое имеется реальное соотношение пор разных диаметров, тогда производят дополнительные исследования с применением специальных методов: ртутной порометрии, сорбционного, капиллярного всасывания и др. Величина пористости и размер пор в значительной мере влияют на прочность материала. При одном и том же веществе строительный материал тем слабее сопротивляется механическим силам, усилиям другого происхождения (тепловым, усадочным и т. п.), чем больше и крупнее поры в его объеме. Для некоторых разновидностей материалов существуют ярко выраженные пропорциональные зависимости: чем меньше средняя плотность (больше пористость), тем меньше прочность материала. От пористости зависят и другие качественные характеристики материала, например способность проводить теплоту и звук, поглощать воду.
Пористость различных строительных материалов колеблется в значительных пределах и составляет для кирпича 25—35 %, тяжелого бетона 5—10, газобетона 55— 85 пенопласта 95 %, пористость стекла и металла равна нулю. От пор отличаются пустоты. Они значительно крупнее пор и всегда отчетливо видны, располагаясь между зернами насыпного материала. Поры обычно заполнены воздухом или водой, тогда как вода в пустотах не задерживается, особенно в широкополостных пустотах. При воздействии статических или циклических тепловых факторов материал характеризуется теплопроводностью, теплоемкостью, температуроустойчивостью, огнестойкостью и другими свойствами. Теплопроводность — способность материала проводить через свою толщу тепловой поток, возникающий под влиянием разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Это свойство характеризуется теплопроводностью, которая показывает количество теплоты, которое проходит через стенку толщиной 1 м и площадью 1 м2 при перепаде температур на противоположных поверхностях в 1°С в течение 1 часа. Теплоемкость характеризует способность материала аккумулировать теплоту при нагревании, причем с повышением теплоемкости больше может выделяться теплоты при охлаждении материала. Температура в комнате, например, может сохраняться устойчивой более длительный период при повышенной теплоемкости использованных материалов для пола, стен, перегородок и других частей помещения, поглощающих теплоту в период действия отопительной системы. Показателем теплоемкости служит удельная теплоемкость, равная количеству теплоты (Дж), необходимому для нагревания 1 кг материала на 1 °С. Удельная теплоемкость, кДж(кг-°С), искусственных каменных материалов 0,75—0,92, древесины — 2,4—2,7, стали — 0,48, воды—4.187. Огнестойкость характеризует способность строительных материалов выдерживать без разрушения действие высоких температур в течение сравнительно короткого промежутка времени (пожара). В зависимости от степени огнестойкости строительные материалы разделяют на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые материалы в условиях высоких температур не подвержены воспламенению, тлению или обугливанию. При этом некоторые материалы почти не деформируются {кирпич, черепица), другие могут сильно деформироваться (сталь) или разрушаться, растрескиваться (природные камни, например гранит), особенно при одновременном воздействии воды, применяемой при тушении пожаров. Трудносгораемые материалы под воздействием высоких температур тлеют и обугливаются, но при удалении огня процессы горения, тления или обугливания полностью прекращаются. Среди такого рода материалов находятся фибролит, гидроизол, асфальтовый бетон и др. Сгораемые материалы воспламеняются и горят или тлеют под воздействием огня или высокой температуры, причем горение или тление продолжается также после удаления источника огня. Среди них — древесина, войлок, битумы, смолы и др. Если источник высокой температуры (выше 1580°С) действует на материал в течение длительного периода времени (соприкосновение с печами, трубами, нагревательными котлами и т. п.), а материал сохраняет необходимые технические свойства и не размягчается, то его относят к огнеупорным. Огнеупорным и являются шамот, динас, магнезитовый кирпич и другие материалы, применяемые для внутренней футеровки (облицовки) металлургических и промышленных печей. Материалы, способные длительное время выдерживать воздействие высоких температур (до 1000°С) без потери или только с частичной потерей прочности, относят к жаростойким, например жаростойкий бетон, керамический кирпич, огнеупорные материалы и др. Температуростойкость или термостойкость — способность выдерживать чередование (циклы) резких тепловых изменений, нередко с переходом от высоких положительных к низким отрицательным температурам. Это свойство материала зависит от степени его однородности и от способности каждого компонента к тепловым расширениям. Водопоглощаемость — способность материала впитывать и удерживать воду. Процесс впитывания воды в поры называется водопоглощением и в лабораторных условиях проходит при нормальном атмосферном давлении. Образец постепенно погружают в воду и его полного водопоглощения достигают путем кипячения в воде, если температура 100°С не влияет на состав и структуру материала. Выдерживают образцы в воде в течение определенного срока или до постоянной массы.
Гигроскопичностью называется способность материала поглощать влагу из влажного воздуха или парогазовой смеси. Степень поглощения воды или паров, которые частично конденсируются в порах и капиллярах материала, зависит от относительной влажности и температуры воздуха, парциального давления смеси. С увеличением относительной влажности и со снижением температуры воздуха гигроскопичность повышается. Влагоотдачей называют способность материала отдавать влагу в окружающую среду. Влага, находящаяся в тонких порах и капилляра, удерживается прочно, особенно адсорбционно-пленочная влага, что способствует ускоренному передвижению поглощаемой воды по сообщающимся порам в материале. Если между влажностью окружающей среды воздуха и влажностью материала устанавливается равновесие, то отсутствуют гигроскопичность и влагоотдача, а состояние принято именовать воздушно-сухим. Водопроницаемость - способность материала пропускать воду под давлением. Водостойкость - способность материала сохранять в той или иной мере свои прочностные свойства при увлажнении. Эти материалы можно применять в сырых местах без специальных мер по защите их от увлажнения. На стабильность структуры и свойств материала заметное влияние оказывает попеременное увлажнение и просыхание.
Некоторые материалы принято проверять на водостойкость путем циклического насыщения образцов водой и их высушивания. В жестких условиях находится тот материал, который увлажняется при резких температурных перепадах. Вода, поглощенная материалом, особенно порами в поверхностном слое, замерзает при переходе через нулевую температуру с расширением на 8,5%. Ритмично чередующаяся кристаллизация льда в порах с последующим оттаиванием приводит к дополнительным внутренним напряжениям. Могут возникнуть микро- и макротрещины со снижением прочности, с возможным разрушением структуры. Способность материала, насыщенного водой, выдерживать многократное попеременное (циклическое) замораживание и оттаивание без значительных технических повреждений и ухудшения свойств называется морозостойкостью. Установлены нормативные пределы допустимого снижения прочности или уменьшения массы образцов после испытания материала на морозостойкость при определенном количестве циклов замораживания и оттаивания. Некоторые материалы, например бетоны, маркируются по морозостойкости в зависимости от количества циклов испытания, которые они выдерживают без видимых признаков разрушения. Обычно замораживание образцов, насыщенных водой, производится в специальных морозильных камерах, а оттаивание организуется в воде, имеющей комнатную температуру. Продолжительность одного цикла составляет одни сутки. Многие материалы выдерживают 200... 300 циклов и более. Могут применяться и ускоренные методы испытания на морозостойкость, или сохран   Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...  Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
Для создания композиции используются самые разные армирующие наполнители и матрицы. Это — гетинакс и текстолит (слоистые пластики из бумаги или ткани, склеенной термореактивным клеем), стекло- и графитопласт (ткань или намотанное волокно из стекла или графита, пропитанные эпоксидными клеями), фанера… Есть материалы, в которых тонкое волокно из высокопрочных сплавов залито алюминиевой массой. Булат — один из древнейших композиционных материалов. В нем тончайшие слои (иногда нити) высокоуглеродистой стали «склеены» мягким низкоуглеродным железом.
