Строительные материалы (Ответы на контрол.вопросы). Кудашкина Е.А. ЗСП-20 Строительные материалы (Ответы на контрол.. Строительные материалы
 Скачать 32.83 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный индустриальный университет» Кафедра инженерных конструкций, строительных технологий и материалов Ответы на вопросы по МУ «Методика испытаний основных свойств строительных материалов» по дисциплине «Строительные материалы» Выполнил: обучающийся группы ЗСП - 20 Кудашкина Е.А. Шифр № Проверил: Панова В.Ф. Новокузнецк 2021 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ. От чего зависит теплопроводность строительных материалов? Примеры теплопроводности для различных материалов. Теплопроводность - способность материала проводить через свою толщу тепловой поток, возникающий под влиянием разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Теплопроводность зависит от состава, строения, влажности и пористости материала, характера пор, от средней температуры, при которой происходит передача тепла. В пористом материале тепло передается через твердый остов и через воздушные ячейки (если материал сухой). Теплопроводность такого материала во многом зависит от его средней плотности. У материалов, имеющих одинаковый состав, но различную пористость, коэффициент теплопроводности пропорционален средней плотности. Влажность повышает теплопроводность материалов, так как вода, заполняющие поры, имеет более высокий коэффициент теплопроводности, чем воздух, поэтому высокопористые материалы следует предохранять от насыщения их водой Примеры теплопроводности для различных материалов: Теплопроводность керамических изделий 0,8 – 1,16 Вт/м ºC. Теплопроводность стекла 0,5-1 Вт/м ºC. Теплопроводность поперек волокон 0,17 Вт/моС, вдоль 0,34 Вт/м ºC (у сосны). Низкая теплопроводность у пластмассовых изделий 0,03 0,1 Вт/м ºC. Минеральную вату по теплопроводности –не более 0,047 Вт ⁄ м·ºC. Твердые плиты теплопроводностью – 0,047 – 0,058 Вт ⁄ м·ºC. Ячеистое стекло (пеностекло) теплопроводность 0,058 – 0,12 Вт ⁄ м·ºC. Мипора наиболее легкий и наименее теплопроводный из всех ТИМ. (γ=10-20 кг/м3, λ = 0,026-0,03 Вт ⁄ м·ºC). Что называется морозостойкостью? Морозостойкость - способность материала в насыщенном водой состоянии выдержать многократное попеременное замораживание и оттаивание без значительного понижения прочности (не более 25 %). При действии отрицательных температур на влажные каменные материалы вода, находящаяся в открытых порах, замерзает, увеличиваясь в объеме на 10 %. Лед давит на стенки пор, создавая внутренние напряжения, которые иногда вызывают разрушение материала. Плотные материалы с незначительной пористостью (до 0,5 %) являются морозостойкими. Теоретически пористые материалы могут быть морозостойкими, когда вода занимает не более 90 % объема открытых пор. Однако, учитывая сложность конфигурации пор и неравномерность их распределения, морозостойкими можно считать те материалы, в которых заполняется не более 85 % объема открытых пор, а на 15 % занимает сжатый воздух. Вода при замерзании занимает этот объем. В зависимости от числа циклов попеременного замораживания, которые выдержал материал, устанавливается его марка по морозостойкости. Благодаря высокой плотности и низкому водопоглощению кровельные материалы имеют высокую морозостойкость. Морозостойкость напрямую связана с водопоглощением материала: чем выше водопоглощение, тем ниже морозостойкость. Каково влияние пор (мелких, крупных) на теплопроводность? Увеличение количества мелких и замкнутых пор всегда существенно снижает теплопроводность. В крупных порах, а особенно в сообщающихся между собой, возникают конвективные потоки воздуха, снижающие теплоизоляционный эффект пористости. Заметную роль играют не только общая пористость, но и форма, размер и ориентация пор, поскольку направление потока тепла и излучения внутри пор оказывают большое влияние на общую теплопроводность материала. Чем меньше пор в материале, а следовательно, чем больше его объемный вес, тем больше и его коэффициент теплопроводности и наоборот. При одинаковой пористости величина теплопроводности, будет тем больше, чем крупнее поры материала, так как с увеличением размера пор повышается коэффициент теплопроводности воздуха, заключенного в порах. Чем отличается огнестойкость от огнеупорности у строительных материалов? Огнестойкость характеризует способность строительных материалов выдерживать без разрушения действие высоких температур в течение сравнительно короткого промежутка времени (пожара). Огнеупорность – способность материала противостоять длительному воздействию высокой температуры без деформации и расплавления. 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. На основании вышеизложенного, можно сделать вывод, что огнеупорный строительный материал выдерживает без разрушения воздействие высоких (не ниже 1580 град. С) температур, а огнестойкость способность в течение определенного интервала времени выдерживать без разрушения воздействие высоких температур. Рассмотрим на примере: допустим шамотный кирпич для печи выдерживает повышенную температуру, как угодно долго; а трехсантиметровый слой гипсовой штукатурки, являющийся материалом огнестойким - замедлит распространение огня примерно на час, также широко применятся огнезащита, например, деревянных строительных материалов с пределом огнестойкости 0,75-2,5 часа. Что такое коэффициент размягчения и его влияние на морозостойкость? Понятие водостойкости материала. Материалы наружных несущих ограждающих конструкций после дождей насыщаются водой. Для обеспечения безопасности требуется знать будет ли снижаться прочность материала стены. Для этого существует коэффициент размягчения, который связывает прочность материала, насыщенного водой и прочность материала в сухом состоянии. Коэффициент размягчения - отношение прочности материала, насыщенного водой, к прочности сухого материала. Коэффициент размягчения характеризует водостойкость материала он изменяется от 0 (размокшие глины и др.) до 1 (металлы и др.). Если коэффициент размягчения больше 0,8, то материал водостойкий и снижение прочности после водонасыщения не превышает 20 %; если коэффициент в границах между больше 0,6 и меньше 0,8, то материал имеет сомнительную водостойкость; если меньше 0,6, то можно считать, что материал неводостойкий и после увлажнения потеря прочности составляет 40 и более процентов. Для строительных материалов, используемых в несущих ограждающих конструкциях, обязательно необходимо определять коэффициент размягчения. Природные и искусственные каменные материалы не применяют в строительных конструкциях, находящихся в воде, если их коэффициент размягчения меньше 0,8. О морозостойкости материала можно косвенно судить по величине коэффициента размягчения. Большое понижение прочности вследствие размягчения материала (больше 10 %) указывает, что в материале есть глинистые или другие размокающие частицы, что отрицательно сказывается и на морозостойкости материала. Водостойкость – это способность материала в насыщенном водой состоянии не снижать своей прочности. Предел прочности насыщенного водой образца всегда меньше предела прочности сухого образца (имеются в виду образцы – близнецы). Вода растворяет вещества и адсорбируется ими, тем самым разобщается связь между кристаллами материала, снижается его прочность. О водостойкости материала судят по коэффициенту размягчения, который показывает степень снижения прочности насыщенного водой материала. Как определить пористость материала: истинную (общую), кажущуюся, действительную? Под истинной, общей, пористостью материала понимается объем всех пор, содержащихся в данном материале (закрытых и открытых). Обычно истинную пористость выражают в процентах. Истинная (общая) пористость определяется по формуле  где ρ – истинная плотность, г/см3 ; γ – средняя плотность, г/см3 . Под кажущейся пористостью понимается та часть объема открытых пор, которая способна заполняться водой (без давления и вакуума). Вода, проникшая в поры через капилляры, заполняет их полностью или частично. Тупиковые поры и поры сложной конфигурации в нормальных условиях заполняются водой не полностью, так как воздух, сжатый водой (воздушная подушка), оказывает ей сопротивление. Капилляры и поры простой конфигурации водой заполняются полностью. Таким образом, по объему воды, заключенной в 13 порах, можно определить не действительный объем, а кажущийся. Объем пор, заполняемых водой, можно определить по водопоглощению материала. Для определения водопоглощения образец взвешивают в сухом состоянии и укладывают в сосуд с водой так, чтобы слой над образцом был не менее 2 см и оставляют на 48 час при нормальной температуре. Для ускорения процесса водопоглощения образец, погруженный в воду, кипятят в течении 4 час, после чего охлаждают до 30 °С, вынимают, обтирают влажной мягкой тканью, взвешивают и вычисляют водонасыщение (кажущуюся пористость). Водопоглощение вычисляют в % по формулам  где mc – масса сухого образца, г; mв – масса образца, насыщенного водой, г; V – объем сухого образца, см 3 . Определение действительного объема открытых пор (по водонасыщению под давлением) Испытуемый образец помещается в вакуумную установку. Разряжение, создаваемое под колпаком способствует быстрому удалению воздуха, сжатого в открытых порах. Удаление воздуха происходит интенсивно, вода при этом как бы кипит, в результате чего заполняет открытые поры полностью. Действительный объем открытых пор определяется по формуле  где m2 – масса образца после вакууммирования, г; m – масса сухого образца, г; V – объем образца, см 3 . Что означает марка строительного материала (кирпича, бетона, раствора, цемента)? Марка строительного материала – величина, определяющая основной эксплуатационный показатель строительного материала: прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и др., или совокупность нескольких показателей. Марка кирпича означает два основных понятия: Прочность материала к нагрузке и деформации. Прочность оценивается на сжатие, растяжение и изгиб. Марка прочности показывает, какую нагрузку в килограммах на квадратный сантиметр приемлемое для кирпича. При этом показателе характеристики кирпича еще сохраняются, а целостность не нарушается. Марка прочности кирпича маркируется как М и измеряется в кг / см3. Существует восемь стандартов марки прочности — от М-50 до М-300. Клинкерный кирпич имеет большую марку прочности — от М-350 до М-1000. М100 – M150 подходит для строительства домов с двумя или тремя этажами. М200 используется в многоэтажных домах, M300 – в цоколях высотных зданий. Марка морозостойкости. Показывает, сколько циклов замораживания и оттаивания выдерживает кирпич перед тем, как потрескается и разрушится. Маркируется буквой F (от английского слова «frost» («мороз»). Существует морозостойкость кирпича от F-15 F-300. Марки бетона по прочности. Марка подобного материала отражается в его маркировке. Она обозначается цифрами, идущими после буквы «М». На рынке стройматериалов потребители могут приобрести марки бетона М-50 - М-1000. Марка бетона для фундамента и бетонных изделий обозначает средний предел прочности материала на сжатие, исчисляемый в кгс/см2. Этот параметр зависит от доли вяжущего вещества в объеме бетонного раствора. Увеличение этого показателя приводит к возрастанию прочности бетона, а также повышению его качества и стоимости. Со строительным раствором высокой марки труднее работать, так как он быстро схватывается. Применение основных марок бетона по прочности М-100 используется для проведения подготовительных процедур перед заливкой монолитных лент фундамента и плит. Такой бетон укладывается тонким слоем на песчаную подушку. После этого устанавливается арматура для будущей конструкции. М-150 применяется при выполнении подготовительных операций перед заливкой фундамента. Он используется также для стяжки пола и его заливки, строительства фундамента для небольших сооружений, бетонирования дорожек. М-200 используется для заливки дорожек, для отмостки, фундаментов, бетонной стяжки пола в жилых помещениях и для пола в гараже. М-250 и М-300 применяется для создания монолитного фундамента, заборов, лестниц, подпорок, плит перекрытий с маленькой или средней нагрузкой соответственно, бетонных отмосток. М-350 используется для изготовления разнообразных ответственных конструкций, например, монолитного фундамента, плит перекрытия, ригелей, колонн, чаш бассейнов и так далее. М-400 применяется при строительстве мостов, денежных хранилищ, гидротехнических объектов и конструкций со спецтребованиями. М-450, М-500, М-550 используются для тех же целей, что и М-400, а также при строительстве метро, дамб и плотин. М-600 применяется при строительстве объектов, обладающих устойчивостью к агрессивному воздействию факторов внешней среды и максимальной прочностью. В число таких объектов входят железобетонные мостовые конструкции, железобетонные сооружения специального назначения, гидротехнические объекты. Марка раствора — среднее значение предела прочности на сжатие специальных образцов (кубиков размером 70,7 x 70,7 x 70,0 мм), испытанных в возрасте 28 суток и хранившихся в нормальных температурно-влажностных условиях. Прочность растворов в проектном возрасте характеризуется марками М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150 и М200; Морозостойкость характеризуется марками F10, F15, F25, F50, F100, F150 и F200. Для растворов марок М4 и М10, а также для приготовленных без применения гидравлических вяжущих, марки по морозостойкости не назначаются и не контролируются. Марка цемента определяет его прочность. Чем выше число возле буквы М, тем прочнее цемент. Очень часто в строительстве используют марки М75, М100, М150 - в основном, для кирпичной кладки. М200 - это не самая популярная марка цемента и ее применяют крайне редко. Основное применение М200 - гидроизолирующий слой фундамента. А более прочные виды цемента: М300, М400, М500 используют в растворах для кладки. Чем выше марка, тем выше вязкость раствора. В основном, сейчас производят цемент марок М400 и М500. Помимо этого, можно встретить надпись на упаковке: М400Д20 или М500Д0. Буква Д означает количество добавок. В первом случае - добавок 20 %, во втором 0 %. Разумеется, для ответственных сооружений и конструкций требуется бездобавочный цемент. Наиболее редко сейчас можно встретить цемент марок М300 или М200. Таких цементов мало и их практически не производят. К ним можно отнести романцемент. Также редко встречается цемент марок М600 или М800 и даже М1000. Такие цементы используют в гидротехническом и атомном строительстве. На рынке в свободном доступе отсутствует. Марка отображает прочность бетонного изделия из данного вида цемента на сжатие. Прочность на сжатие измеряется в кгс/см2 или в МПа. Прочность на сжатие в 400 кгс/см2 соответствует марке М400. Прочность на сжатие в 500 кгс/см2 соответсвует марке М500 и т.д. Образцы, которые выдают данные показатели - это кубики из бетона, размером 150*150*150 мм, сроком выдержки 28 суток. Именно на таких образцах делают заключение о марочной прочности как бетона, так и вяжущего, из которого выполнены образцы. Чем выше марка вяжущего, тем быстрее происходит схватывание раствора и быстрее идет набор прочности. Раствор из вяжущего М400 начнет схватываться через 2-3 часа. Раствор из вяжущего с маркой М500 начнет схватываться через 1,5-2 часа. |