Билеты строймат. 1 Общие строительнотехнические свойства материалов
 Скачать 1.44 Mb.
|
|
№1 1. Общие строительно-технические свойства материалов. Свойства материала-это объективные особенности материала, проявляющиеся в условиях производства, применения и работы в инженерных сооружениях. Физические свойства материала характеризуют каков материал и как он ведет себя в различных средах. Упругость – это свойство материала деформироваться под нагрузкой и полностью восстанавливать свои форму и размеры после снятия нагрузки .Пластичность – способность материала изменять свои форму и размеры не разрушаясь под действием нагрузки(но при этом материал не восстанавливает свои форму и размеры). Ползучесть – способность материала длительно деформироваться под действием постоянной, многократной нагрузки. Релаксация – самопроизвольное уменьшение напряжения при условии постоянной деформации. Химические свойства – это свойства характеризующие способность материала вступать в химические взаимодействия с окружающей средой с образованием нового вещества. Растворимость – способность материала при взаимодействии с водой образовывать истинный раствор. Кристаллизация – процесс образования кристаллов при переходе вещества из одного состояния в другое. Твердение – способность материала переходить из пластичного состояния в твердое. Атмосферостойкость – способность материала не разрушаться, не изменять своего состава и свойств под действием климатических факторов. Коррозиостойкость – способность материала не разрушаться в агрессивных средах(таких как пресные, морские, проточные воды, кислоты, щелочи). Адгезия – способность одного материала «прилипать» к поверхности другого. Когезия – внутримолекулярное сцепление в одном и том же материале. Важно отметить, что огромное количество материалов обладают плотностью(для рыхлых существует насыпная плотность), пористостью и пустотностью(для рыхлых). p(истинная)=m/v(m/v в абсолютно плотном состоянии: без пор, трещин и микротрещин), p(средняя)= m/v (в естественном состоянии). Пористость=(1-p(средн.)/p(истинная))*100%- определяется в процентах. Насыпная плотность p(насыпное) = (m2-m1)/V(стального цилиндра).m1- масса цилиндра. Пустотность=(1-p(насыпная)/p(истинная))*100%. Пустотность- степень заполнения материала пустотами. 2. Химико-минералогический состав портландцемента, взаимодействие минералов с водой. Химико-минералогический состав: 1.Алит С3S 40-65% 2. Белит C2S 15-40% 3. трехкальциевый алюминат C3A 4. четырехкальциевый алюмоферрит C4AF Взаимодействие минералов с водой:  3. Методы зимнего бетонирования. снип 3.03.01-87 Приложение 9 (рекомендуемое). ВЫБОР НАИБОЛЕЕ ЭКОНОМИЧНОГО МЕТОДА ВЫДЕРЖИВАНИЯ БЕТОНА ПРИ ЗИМНЕМ БЕТОНИРОВАНИИ МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
№2 1.Методы определения свойств рыхлых каменных материалов. Разница между щебнем и гравием. Щебень – материал, получаемый в результате дробления горных пород в карьерах. В ц/б и а/б играет несущую роль. Фракции щебня: 10,20,40/80,120 мм. Зерна щебня должны быть кубической или тетраэдной формы. Для него необходимо определять количество мех. примесей(промыванием). Для известкового щебня их должно быть <=3%, а для гранитного <=1%. Он является идеальным заполнителем, прекрасно взаимодействуя с бетоном, песком и другими веществами (природная шероховатость минерала способствует его сцеплению со всевозможными поверхностями и другими строительными материалами) Гравий образуется при длительном и естественном процессе разрушения горных пород. Его характеризует гладкая поверхность и наличие различных примесей (например, песок или почва). Это заметно ухудшает сцепление с бетоном. Материал, равно как и щебень, широко используется в строительстве и при декоративных работах. Гравий бывает разным – речной, горный, морской, он различается в зависимости от места, где он добывается. 2. Теория твердения портландцемента. Портландцемент твердеет и набирает прочность в результате 4-х химических реакций: 1.Алит: 3CaO*SiO2+nH2O=2CaO*SiO2*mH2O+Ca(OH)2 – гидролиз 2.Белит(C2S на графике):2CaO*SiO2+nH2O=2CaO*SiO2*nH2O 3.Трехкальцевый Алюминат(C3A на графике):3CaO*Al2O3+6H2O=3CaO*Al2O3*6H2O;(С3А<7%!) 4.Четырехкальцевый Алюмоферит(C4AF на графике):4CaO*Al2O3*Fe2O3+mH2O=3CaO*Al2O3*nH2O+CaO*Fe2O3*mH2O  В первый час после затворения цементное тесто подвижно,пластично.1-3 часа тесто начинает густеть(начало схватывания).3-10 часов густеет, постепенно переходит в твердое состояние(конец схватывания).10+часов прочность растет и на 28 сутки нормального твердения(+20+-2 градуса цельсия при влажных условиях) приобретается проектная прочность(при этом прочность продолжает расти еще многие десятилетия). 3. Влияние в/ц на свойства бетонных смесей. Бетонная смесь=Цемент+Щебень+Песок+Вода. Бетонная смесь ведет себя как упругое, так и вязко-пластичное тело. Свойства бетонной смеси зависят от количества и качества цементного теста (Цемент+Вода). Расход цемента должен быть минимальным! Для снижения расхода цемента используют добавки(пластификаторы) трех типов: гидрофильного(снижают в/ц до 7%), гидрофобного типа и суперпластификаторы (снижают в/ц до 30%).Соотношение в/ц должно быть постоянным! Для дорожного ц/б верхний предел в/ц=0,5-0,6 №3 1. Физические свойства дор-стр. материалов. Плотность, пористость, пустотность, влажность, водопоглащаемость, водонасыщаемость, водостойкость, морозостойкость, усадка, набухание 2. Воздушные вяжущие. Классификация, применение. Воздушные вяжущие – порошки, способные твердеть, набирать прочность и эксплуатироваться только в воздушно-сухих условиях. (гипсовые вяжущие, воздушная известь, магнезиальные вяжущие, воздушная известь) Используют, например, во время ремонта помещений 3. Классификация цементобетона. По плотности: особоплотный (плотность более 2500 кг на м куб.), тяжелый (от 2200 до 2500 кг на м куб.), облегченный (от 1800 до 2200 кг на м куб.), легкий (500 – 1800 кг на м куб.), особолегкий (менее 500 кг на м куб.). По назначению: тяжелый, дорожный, гидротехнический, спецбетоны. По виду заполнителя: плотные, пористые, спецназначения По виду вяжущего: цементный, силикатный, гипсовый, полимерный. В зависимости от прочности на сжатие образцов-кубов цементо бетон разделяют на классы: В1; В1,5;В2; В2,5; ВЗ; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; ВЗО; В35; В40; В50; В55; В60, №4 1. Горные породы. Структура и текстура горных пород. Магматические горные породы. Горные породы – природные образования, формирующиеся в земной коре и состоящие из минералов. Структура горной породы определяется размерами и формой минералов и определяет условия образования горной породы, например кристаллическая(гранит, сиенит, габбро).Текстура - показывает только взаиморасположение минералов (слоистая, ячеистая, пористая).Магматические горные породы делятся на массивные, которые делятся на глубинные и излившиеся(образовались путем медленного остывания магмы на глубине при условии высокого давления и температуры) и обломочные, которые делятся на рыхлые и сцментированные. 2. Портландцемент. Основы технологии производства. Портландцемент – это гидравлическое вяжущее, полученное совместным помолом цементного клинкера и 3,5% природного гипса. Технология производства: 1.добыча сырья 2.приготовление сырьевой смеси 3.обжиг сырьевой смеси до спекания в цементной печи 4.получение цементного клинкера 5.охлаждение клинкера6.совместный помол цементного клинкера + 3,5% природного гипса 6.силосование портландцемента8.отгрузка. 3. Понятие о классах и марках бетона. Классификация бетонов:По плотности: особо плотный(особо тяжелый ƿ>2500 кг/м^3; тяжелый ƿ=2200-2500 кг/м^3; Облегченный ƿ=1800-2200 кг/м^3; легкий ƿ=500-1800 кг/м^3; Особо легкий ƿ<500кг/м^. По виду заполнителя: плотный, пористый, специального назначения По виду вяжущего: Ц/Б, селикатные, бетон, гипсобетон, полимер Ц/Б, полимер бетон. По назначению: Обычный, дорожый, гидротехнический, специальные бетоны. Марки бетона: М75, 100, 150, 200, 300, 350, 400. Для того чтобы узнать, какую марку имеет бетон, сделанный из него кубик с длиной стороны в 15 см подвергают определенному давлению. При этом смотрят на показатели сжимаемости. №5 1. Механические свойства материалов. Что такое прочность? R сж, R р. Единицы измерения. Схемы испытаний. Механические свойства- характеристика способностей материала сопротивляться, деформироваться и разрушаться под действием внешних сил. Прочность- свойство твердого тела воспринимать воздействие внешних сил без разрушения. Предел прочности- напряжение, возникающее в момент разрушения материала.  2. Сырье и основы технологии портландцемента. Сырье для получения портландцемента: известняки 75-78% + 22-25% глинистые породы. Технология производства портландцемента:
3. Понятие о железобетоне. Железобетон состоит из цементо-бетона и расположенных в нем стальных стержней, составляющих с бетоном монолитное целое и работающих с ним совместно. Сталь отлично работает на растяжение. Отсюда и появилась идея создания железобетона, в котором сжимающие напряжения воспринимаются бетоном, а растягивающие — стальной арматурой. В изгибаемых железобетонных элементах рабочую арматуру размещают обычно в растянутой зоне в соответствии с эпюрой изгибающих моментов. № 6. 1. Основные породообразующие минералы. Структура и текстуры горных пород. Кварц, Полевые шпаты, Слюды. Структура (строение) Г.П. определяется размером и формой минерала, отражает условия образования Г.П. Кристаллическая структура. Крупнозернистая - гранит, сиенит, габбро. Мелкозернистая – базальт, диабаз, порфир. Текстура (сложение) Г.П. показывает только взаимоположение минералов. 2. Коррозия цементного камня II вида. Защита. а) Углекислая коррозия. Вызвана ионами CO2 в грунтовых водах. Разрушает CaCO3, быстро растворяется и вымывается из бетона. Быстро вымывается CaOH2. Не использовать известняковый щебень. CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2; б) Кислотная коррозия. Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O CaCl2 быстро растворяется и вымывается Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O Использовать кислотоупорный портландцемент. в) Сульфатная коррозия (цементная бацилла). Сточные воды любых населенных пунктов. Образуется с увеличением объёма в 2-3 раза в готовом конструктивном слое. В итоге рвёт бетон (объём повышается). Использовать сульфато-стойкий портландцемент. 3CaO*Al2O3*6H2O+3CaSO4+25H2O=3CaO*Al2O3*3CaSO4*31H2O (эттрингит) 3. Требования к бетонным смесям для строительства автодорог и аэродромов. Смеси подвижные, жесткие и сверхжесткие. Бетонная смесь = Цемент + Щебень + Песок + Вода Для строительства используют два вида смесей: П1 (Осадка Конуса 1-4 см) и П2 (ОК 5-9 см). Бетонные смеси бывают П, Ж, С/Ж П1-П5. Оцениваются осадкой конуса (в см). Жесткие. Небольшое количество воды. При их укладке требуется сильное механическое уплотнение, длительное вибрирование под нагрузкой. Небольшой расход цемента. Подвижные. Вод больше, чем в жестких. Вид густой, но подвижной массы, которая хорошо уплотняется вибрированием. Бетонные смеси марок П3 и П4 способны заполнять форму под действием силы тяжести, не требуя значительных механических усилий. Сверхжесткие. Смеси после перемешивания уплотняются и из рыхлого состояния переходят в твёрдое без промежуточного жидкого состояния – от сыпучего к твёрдому без разжижения. № 7. 1. Магматические горные породы, происхождение, свойства, примеры. Магматические (изверженные) делятся на массивные и обломочные. Массивные делятся на глубинные (интрузивные. Гранит, сиенит, габбро) и на излившиеся (эффузивные. Базальт, диабаз, парфир). Обломочные делятся на рыхлые (вулканический пепел, пемза) и на сцементированные (вулканический туф, трасс). Глубинные образовались путём медленного остывания на глубине при высокой температуры и давления. Rсж=100-300МПа. Плотность 2600 кг/м кг^3. Пор=0,2-0,3%. Гранит – прочный щебень. В ц/б и а/б щебень играет несущую роль. Песок не несет нагрузку. Он является заполнителем. Пустотность крупного заполнителя должна быть min. Излившиеся г/п образовались при извержении при падении температуры и давлении. 2. Минералы цементного клинкера, их влияние на рост прочности цемента. Алит. Быстро твердеет, определят скорость твердения и рост прочности, набирает высокую прочность. C3S = 3CaO*SiO2. 1300-1450*С – зона спекания. (40-60%) Белит. Второй по значимости по набору прочности и содержанию. Медленно набирает прочность в ранние сроки и достигает высокой прочности при длительном твердении и во влажных условиях. C2S = 2CaO*Al2O. S = 2800-8500 см^2/г. (15-40%) Трехкальцевый алюминат. C3A = 3CaO*Al2O. C3A<7% (быстро вступает в реакцию). (3-15%) Четырехкальцевый алюмоферит. Занимает промежуточное место между алитом и белитом по скорости и набору прочности. C4AF = Al2O5*Fe2O3. (10-20%). 3. Проектирование цементобетона. Цель пробного замеса. Цементобетон – искусственный камень, полученный в результате твердения, хорошо перемешанный уплотненной бетонной смеси, состоящей из рационально подобранных материалов (Ц + В+Щ (гравий) + П + добавки). I. Сбор исходных данных а) Нагрузка (Конструктивная нагрузка инженерного сооружения, транспортная (интенсивность движения, осевая нагрузка и структура потока)). б) Параметры климатических факторов. в) Гидрогеологические параметры. г) Проект производства работ. д) Перечень имеющегося уплотнительного оборудования. II. Этап принятия решений а) Назначаем класс и марку бетона (исходя из нагрузок). б) Назначаем вид, марку и класс цемента (в 1,5 раза > бетона). в) Назначаем марку бетонной смеси. г) Выбираем способ расчета (метод абсолютных объёмов). д) Общие свойства используемых материалов (Щ,П,В). е) По необходимости назначаем добавки. ж) Пробный замес. Плотность фактическая, Осадка Конуса. з) Номинальный состав. и) Полевой состав. к) Коэффициент выхода бетонной смеси. III. Проектирование. Расчет состава. Rт, Rу, В/Ц, В (кол-во воды), Ц, Щ, П. Пробный замес 10 л. Определение зернового состава щебня и песка. № 8. |