Билеты строймат. 1 Общие строительнотехнические свойства материалов
![]()
|
24. 1. Свойства осадочных горных пород, и их классификация. Осадочные горные породы образовались в результате разрушения и выветривания изверженных пород, осаждения из водных растворов минеральных веществ, или в результате осаждения, накопления и уплотнения продуктов жизнедеятельности растительных и животных организмов. Их разделяют на механические (глыбы, щебень, песок, глины), подвергаясь уплотнению они могут превратиться в песчаники, конгломераты. Химические - образуются в результате выпадения из растворов химического осадка. Органогенные- образуются в результате накопления и уплотнения остатков растений и животных (бурый, каменный уголь, нефть). 2. Добавки в бетоны. Суперпластификаторы – позволяют повысить подвижность бетонной смеси, или увеличить прочность, плотность и водонепроницаемость бетона. Ускорители набора прочности – увеличивают скорость набора прочности в ранние сроки твердения (1-3 суток), повышают прочность бетона. Добавки с противоморозным эффектом – обеспечивают проведение бетонных работ в зимнее время при температурах до минус 15С и даже до минус 25С. Добавки для самоуплотняющихся бетонов – помогают решить проблему бетонирования тонкостенных, густоармированных конструкций. Комплексные добавки – объединяют в себе несколько видов воздействия на бетонную смесь. Добавки подразделяют по степени влияния на свойства цемента и по назначению на: активные минеральные добавки, обладающие гидравлическими и пуццоланическими свойствами. 3. Основной закон прочности бетона. Rб=А*Rц*(Ц/В±С) – формула Боломея - Скрамтаева Rб – прочность бетона А – коэффициент, зависящий от вида крупного заполнителя Rц – марка цемента Ц/В – водоцементное отношение С – постоянный коэффициент (С=0.5 по сжатию, С=0.1 по изгибу; при В/Ц≥0.4 '+', при В/Ц <0.4 '-') 25. 1. Общие строительно-технические свойства материалов. Свойства материала –это показатели, с помощью которых можно оценить взаимодействие материала с окружающей средой, которое исключительно сложно и многообразно и включает в себя проявление физических, механических и химических законов. Физические свойства материала характеризуют физическое состояние материала и определяют его отношение к физическим процессам окружающей среды. Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться деформированию и разрушению под действием напряжений. Химические свойства определяют способность материала вступать в химическое взаимодействие с веществами среды, в которой он находится. (ф)Истинная плотность – плотность материала в абсолютно твёрдом состоянии, масса вещества в единице объёма. (ф)Средняя плотность – плотность материала в естественном состоянии (с порами и пустотами). (ф)Насыпная плотность – масса единицы объёма материала в рыхлом состоянии. (ф)Пористость – степень заполнения материала порами, количество пор и микротрещин в единице объёма материала. (ф)Пустотность – степень заполнения рыхлого материала пустотами, объём пустот между зёрнами в процентах. (ф)Влажность – количество влаги в единице объёма материала. (ф)Водопоглощение – количество воды, которое может поглотить и удерживать погружённый в воду материал при нормальном атмосферном давлении. (ф)Водонасыщение – количество воды, которое может поглотить материал при повышенном давлении и вакууме. (ф)Водопроницаемость – количество воды, которое может пропустить материал в данных условиях. (ф)Морозостойкость – способность насыщенного водой материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание. (ф)Теплопроводность – способность материала передавать тепло через свою толщину за счёт разности температур. (ф)Огнестойкость – способность материала сопротивляться действию высоких температур в течение некоторого времени. (ф)Огнеупорность – способность материала без разрушения выдерживать воздействие высоких температур. (м)Упругость – свойство материала деформироваться под нагрузкой и полностью восстанавливать свои форму и размеры после снятия нагрузки. (м)Пластичность – способность материала изменять свои форму и размеры, не разрушаясь под действием нагрузки (но при этом материал не восстанавливает свои форму и размеры). (м)Ползучесть – способность материала длительно деформироваться под действием постоянной, многократной нагрузки. (м)Релаксация – самопроизвольное уменьшение напряжения при условии постоянной деформации. (х)Растворимость – способность материала при взаимодействии с водой образовывать истинный раствор. (х)Кристаллизация – процесс образования кристаллов при переходе вещества из одного состояния в другое. (м)Твердение – способность материала переходить из пластичного состояния в твердое. (х)Атмосферостойкость – способность материала не разрушаться, не изменять своего состава и свойств под действием климатических факторов. (х)Коррозиостойкость – способность материала не разрушаться в агрессивных средах (таких как пресные, морские, проточные воды, кислоты, щелочи). (х)Адгезия – способность одного материала «прилипать» к поверхности другого. (х)Когезия – внутримолекулярное сцепление в одном и том же материале. (х)Токсичность – свойство материалов вызывать отравление. (х)Горючесть – способность материала участвовать в быстро протекающей химической реакции с выделением тепла. 2. Коррозия цементного камня I вид. Способы защиты. Коррозия выщелачивания (коррозия 1 вида) происходит вследствие способности продуктов гидратации минералов портландцемента к гидролизу под действием мягких вод (дождевые воды, речные, озёрные; половодья, конденсат). Они представляют собой водные силикаты, алюминаты и ферриты кальция, а также гидроксид кальция. Коррозия выщелачивания представляет собой постепенное растворение и вымывание извести из бетона. Защита: использование цемента с содержанием алита менее 50%, повышение плотности цементного камня путём введение активных минеральных добавок, выдерживание бетонной смеси на воздухе. 3. Цементобетон. Классы и марки бетона. Марка бетона — максимальное число циклов, при которых потеря прочности не более 15%, а потеря по массе не более 5%. Класс бетона – гарантированное значение прочности бетона с коэффициентом вариации, определяется на образцах 15*15*40 см с умножением полученной прочности на 0.95. ![]() 26. 1. Магматические горные породы, происхождение, свойства. Примеры. Магматическими горными породами называют горные породы, которые образовались в результате кристаллизации магмы при ее остывании в недрах Земли или на ее поверхности. Происхождение. Магматические породы являются конечными продуктами магматической деятельности, обусловленной глобальным и неравномерным тепломассапереносом из мантии к поверхности планеты. Магматические расплавы зарождаются в нижней коре и мантии вследствие уменьшения давления и/или повышения температуры. Являясь менее плотными по отношению к вмещающим образованиям, они стремятся «всплыть» на поверхность. В процессе подъема происходит дифференциация магмы, что приводит к наблюдаемому разнообразию составов магматических пород. Свойства Текстура (сложение) характеризует пространственное расположение частей породы в ее объеме. Для магматических пород характерны следующие текстуры: 1) массивная — равномерное, плотное расположение минералов; 2) полосчатая — чередование в породе участков различного минерального состава или различной структуры; отдельности: столбчатая (базальт), глыбовая (гранит), шаровая (диабаз) и др. 3) шлаковая — порода, содержащая видимые глазом пустоты. Строительные свойства магматических пород высокие. Это объясняется их минеральным составом и жесткими кристаллизационными связями в структурах. Наибольшей прочностью отличаются мелко- и равномерно-зернистые структуры. Формы залегания магматических пород. Глубинные горные породы залегают в виде батолитов — огромных массивов площадью до нескольких сотен километров, залегающих глубоко от земной поверхности; штоков — ответвлений от батолитов; лакколитов — грибообразных форм, образованных при внедрении магмы между слоями осадочных толщ; жил, возникших при заполнении магмой трещин в земной коре, и др. Отдельности. При остывании магмы в связи с изменением объема в породах возникают тончайшие трещины, которые разбивают массив на отдельные участки (формы). Применение: облицовка зданий и сооружений, добавки к цементам и вяжущим, сырьё для литья. Примеры: базальт, обсидиан, габбро, гранит, пемза.
Определение подвижности бетонной смеси-определяют при помощи стандартного конуса, его устанавливают на металлический (резиновый) коврик, протирают внутреннюю поверхность влажной тряпкой и заполняют его бетонной смесью через воронку в три слоя одинаковой высоты. Каждый слой уплотняют металлической штыковкой (стержнем) 25 раз. Снимают воронку, срезают избыток смеси вровень с верхним краем конуса и плавно поднимают конус вертикально вверх. Устанавливают конус рядом на коврик с отформованной бетонной смесью, если осадка конуса больше требуемой по проекту, то добавляют 5 – 10% песка и щебня и снова определяют осадку конуса откорректированной бетонной смеси. Определение средней плотности бетонной смеси-взвешивают пустой мерный цилиндр объёмом 1 л, заполняют его приготовленной бетонной смесью, смесь уплотняют штыкованием (10 – 15 раз), выравнивают бетонную смесь с краями цилиндра и взвешивают. Формование образцов бетона-чищенные и смазанные металлические формы размером 10 на 10 см заполняют приготовленной бетонной смесью. Смесь уплотняют на вибростоле, досыпают и выравнивают с краями формы. опилками для твердения. Через 28 суток образцы затвердевшего бетона, взвешивают, измеряют и определяют фактическую марочную прочность бетона. Полученный результат сравнивают с проектной марочной прочностью и делают выводы. Подвижность и жесткость - величины, количественно характеризующие свойство удобоукладываемости. Жесткие смеси рыхлые, в которых недостаточно воды для создания непрерывной сетки водяных пленок. Их укладывают вибратором. Подвижные смеси – это пластичные массы с непрерывной сеткой водяных пленок, окружающих частицы вяжущего и заполнителей. Они распределяются в форме под действием небольших механических усилий. (УДОБОУКЛАДЫВАЕМОСТЬ - способность бетонной смеси заполнять форму или пространство, ограниченное опалубкой, при выбранном способе формования (укладки и уплотнения) бетона.) Бетонная смесь состоит из цементного теста, мелкого и крупного заполнителя. Одно из основных свойств бетонной смеси — тиксотропия — способность разжижаться (т. е. приобретать свойства жидкого тела) при периодически повторяющихся механических воздействиях и вновь загустевать при прекращении этого воздействия. Механизм тиксотропного разжижения заключается в том, что при вибрировании силы внутреннего трения между частицами уменьшаются, а коагуляционные структуры разрушаются и бетонная смесь становится текучей. Это свойство широко используют при укладке и уплотнении бетонной смеси. Удобоукладываемость — обобщенная техническая характеристика вязкопластичных свойств бетонной смеси. Под удобоуклады-ваемостью понимают способность бетонной смеси под действием определенных приемов и механизмов легко укладываться в форму и уплотняться, не расслаиваясь. Удобоукладываемость смесей в зависимости от их консистенции оценивают по подвижности или жесткости. Жесткость — характеристика удобоукладываемости бетонных смесей, у которых не наблюдается осадки конуса. Ее определяют по времени вибрации, необходимому для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса из бетонной смеси с помощью специального прибора, который представляет собой металлический цилиндр диаметром 240 мм и высотой 200 мм со штативом и штангой и металлическим диском с шестью отверстиями. Связность — способность бетонной смеси сохранять однородную структуру, т. е. не расслаиваться в процессе транспортирования, укладки и уплотнения. При механических воздействиях на бетонную смесь в результате ее тиксотропного разжижения часть воды как наиболее легкий компонент отжимается вверх. 3. Твердение и структура цементобетона. Процесс тверд ц/б: после смешивания с водой 1 час затворение (пластичная подвижная структура), от 1-3 ч густеет (начинается схватывание), от 3 до 10 ч густеет и переходит в твердое состояние (конец схватываия), после 10 ч прочность растет, происходит твердение на 28 сутки во влажных условиях, получается проектная прочность. Структура цементобетона: состоит из песка, щебеня или гравия, вяжущего – цемента и воды. Кроме того, для придания бетону различных свойств (например, морозостойкости) дополнительно вводиться различные добавки. Смесь заполнителей и вяжущего заливают водой. После затворения этой смеси начинается химическое взаимодействие между частицами цемента и водой (гидратация) в результате чего образуется цементное тесто. При перемешивании такой смеси цементное тесто обволакивает зёрна заполнителей и, постепенно затвердевая, превращает всю массу в монолитное твёрдое тело, способное нести нагрузку. Таким образом, структуру бетона можно представить в виде пространственной решетки из цементного камня (включающего кристаллический сросток, гель и большое количество пор и капилляров, содержащих воздух, водяной пар и воду), в котором хаотично расположены зёрна песка и щебня. 1— цементный камень; 2 — щебень; 3 — песок; 4 — поры, заполненные воздухом и водой ![]() 27. 1. Воздушные вяжущие. Основы технологии. Применение. Воздушные вяжущие вещества. Это вяжущие, которые после смешивания с водой затвердевают и длительно сохраняют свои свойства только на воздухе. Связано это с тем, что образующиеся новые гидратные соединения хорошо растворимы в воде. Воздушные вяжущие вещества необходимо использовать только в воздушных сухих условиях. Примеры: гипс, воздушная известь, магнезиальные вяжущие и др. Пригодна воздушная известь: для строительных растворов, применяемых для наземной кладки и штукатурки; для приготовления легкобетонных камней; производства вяжущих (известково-шлаковых, гипсоизвестковых), пеносиликатных и газосиликатных изделий, карбонизированных и тому подобных изделий. ![]() 2. Свойства, марка и класс портландцемента. Свойства К основным свойствам портландцемента (ГОСТ 10178—85) относятся тонкость помола, водопотребность, сроки схватывания, равномерность изменения объема и прочность (марка): цемента. При необходимости оценивают и другие свойства: плотность и насыпную плотность, тепловыделение, стойкость в различных условиях среды и т. п.Тонкость помола — один из факторов, определяющих быстроту твердения и прочность цементного камня. Обычный портландцемент измельчают довольно тонко — остаток на сите № 008 (4900отв/см2) не должен превышать 15%, что соответствует удельной поверхности цемента 2500...3000 ем2/г.Водопотребность портландцемента характеризуется количеством воды (% массы цемента), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты, т. е. заранее заданной стандартной пластичности, определяемой погружением в тесто цилиндра пестика прибора Вика. Водопотребность зависит от минерального состава и тонкости помола цемента и колеблется в пределах 22...26 %.Сроки схватывания и равномерность изменения объема цемента определяют на тесте нормальной густоты. Начало схватывания цементного теста должно наступать не ранее 45 мин, а конец схватывания — tie позднее 10 ч. Сроки схватывания определяют с помощью прибора Вика путем погружения иглы этого прибора в тесто нормальной густоты. Для получения нормальных сроков схватывания при помоле клинкера вводят добавку двуводного гипса, а в случае необходимости — специальные добавки— замедлители или ускорители схватывания. Марки Прочность портландцемента является главным свойством, характеризующим его качество. В зависимости от предела прочности при сжатии и с учетом предела прочности при изгибе стандартных образцов-балочек через 28 сут твердения портландцемент разделяют на марки: 400, 500, 550, 600 ![]() Класс ![]() 3. Зимнее бетонирование. Методы зимнего бетонирования При зимнем бетонировании необходимо, чтобы бетон до замерзания набрал так называемую критическую прочность, т.е. прочность, при которой замораживание бетона уже не может нарушить его структуру и повлиять на конечную прочность. Эта прочность должна быть достаточной для распалубливания бетона и выдерживания тех нагрузок, которые на него начнут действовать весной. Методы: Термос – основан на использовании тепла, введённого в бетон до укладки его в опалубочную форму – в момент приготовления на РБУ (растворобетонный узел), и тепла, выделяемого цементом в процессе твердения бетона. Как правило, бетонная смесь укладывается в утеплённую опалубочную форму. Общий запас тепла в бетоне должен соответствовать его потерям при остывании конструкции до 0 градусов. Электродный прогрев – основан на прекращении электрической энергии в тепловую при прохождении электрического тока через свежеуложенный бетон, который при помощи электродов включается в цепь электрического тока. Напряжение подаваемого тока 50-100 В, для чего применяют понизительные трансформаторы. В исключительных случаях для малоармированных конструкций допускается напряжение 120-220 В. Предварительный электроразогрев – основан на кратковременном электроразогреве бетонной смеси от 0-5градусов до 70-90 градусов в специальных установках (бункер, кузов, опалубка) от сети 380 В. Укладка бетона в его опалубочной форме до начала схватывания. За счёт интенсивного тепловыделения цемента компенсируются теплопотери с поверхности бетона в окружающую среду, в результате чего обеспечивается постепенное остывание конструкций и благоприятное твердение бетона. Введение противоморозных добавок – обеспечивает сохранение жидкой фазы в бетоне и твердение его при отрицательных температурах с достижением критической прочности в короткие сроки. |