Курсовая по строительному материаловедению. Теоретический вопрос

• Название: Теоретический вопрос
• Дата: 17.08.2020
• Размер: 34.65 Kb.
• Имя файла: Курсовая по строительному материаловедению.docx
• Тип: Задача; #135685

Вариант 5

Теоретический вопрос: Стекло и его основные свойства (сырье, основы производства, основные свойства стеклоизделий).

Задача 1: Рассчитать среднюю плотность в сухом и влажном состоянии керамзитобетонной панели размером 3,6 x 2,9 x 0,4 м массой 4,5 т при влажности 13%.

Задача 2: Определить породу древесины, если при испытании образца размером 2 x 2 x 3 см массой 7,9 г., при влажности 11 %, на сжатие вдоль волокон разрушающая нагрузка составила 2584 кгс.

Задача 3: Определить марку и активность цемента, если при испытании стандартных цементных образцов в возрасте 7 суток разрушающая нагрузка при изгибе составила 260 кгс, а при сжатии 10500 кгс.

Теоретический вопрос: Стекло и его основные свойства (сырье, основы производства, основные свойства стеклоизделий).

Сырьевые материалы стекольного производства

Стекло – это один из самых востребованных материалов в современной архитектуре, в современном дизайне и современном искусстве. Оно изобретено больше двух тысячелетий назад, а в архитектуре широко применяется несколько веков.

Сырьевые материалы влияют на свойства и качество стекла. Кремнезем SiO₂ в природе встречается в виде кварца, скопления которого образуют кварцевые пески; высококачественные стекольные белые пески содержат не­значительное количество примесей, в частности окиси железа, которая при­дает стеклу зеленоватую окраску. Небольшое содержание окислов натрия, калия, кальция и алюминия не ухудшает качества стекла. Чистый кварц пла­вится при температуре около 1700° С, образуется кварцевое стекло, которое характеризуется высокой температурой размягчения, большой стойкостью к воздействию химикатов и резкой смене температур. Оно пригодно для изго­товления колб ртутно-кварцевых ламп, так как хорошо пропускает ультра­фиолетовые лучи. Для обычного стекла не требуется такая высокая темпера­тура размягчения, поэтому в стекольную шихту вводят материалы (сода, по­таш и др.), которые ускоряют процесс стеклообразования и понижают темпе­ратуру варки стекла.

Борный ангидрид В₂0₃. При замене части двуокиси кремния борным ан­гидридом повышается скорость стекловарения, улучшается осветление и уменьшается склонность ее к кристаллизации. Окись свинца РlО, введенная в стекло, повышает его показатель преломления; ее применяют, главным об­разом, при изготовлении оптического стекла и хрусталя. Окись цинка ZnO понижает температурный коэффициент линейного расширения стекла, вследствие чего повышается его термическая стойкость. Вспомогательные сырьевые материалы для окраски стекла здесь не рассматриваются.

Сырьевые материалы вводят в стекольную шихту, как правило, в виде природных соединений. Основным сырьем для изготовления стекла являются кварцевый песок, известняк, сода и сульфат натрия. Высококачественные стекольные белые пески содержат немного примесей, в частности оксида же­леза, придающего стеклу зеленоватую окраску. В стекольную шихту вводят соду, сульфат натрия, поташ, которые понижают температуру варки стекла и ускоряют процесс стеклообразования. При варке смеси чистого песка и соды образуется полупрозрачная стеклообразная масса, растворяющаяся, в воде ("растворимое стекло"). Благодаря введению в шихту оксида кальция в виде известняка или доломита стекло становится нерастворимым в воде.

В процессе изготовления в стекло вводят соединения, придающие ему специальные свойства. Глинозем, вводимый в шихту в виде каолина и поле­вого шпата, повышает механическую прочность, а также термическую и хи­мическую стойкость стекла. При замене части диоксида кремния борным ан­гидридом повышается скорость стекловарения, улучшается осветление и уменьшается склонность к кристаллизации. Оксид свинца, вводимый, глав­ным образом, при изготовлении оптического стекла и хрусталя, повышает показатель светопреломления. Оксид цинка понижает температурный коэф­фициент линейного расширения стекла, благодаря чему повышается его тер­мическая стойкость. В специальные стекла, например, оптическое, лабора­торное, вводят оксиды свинца, бария и цинка.

Вспомогательные сырьевые материалы (осветлители, глушители, краси­тели и др.) вводят в шихту для ускорения варки стекла и придания ему тре­буемых свойств. Осветлители (сульфаты натрия и аммония и др.) способст­вуют удалению из стекломассы газовых пузырьков. Глушители (соединения фтора, фосфора и др.) делают стекло непрозрачным. К красителям относят соединения кобальта (синий цвет), хрома (зеленый), марганца (фиолетовый), железа (коричневые и сине-зеленые тона) и др.

Основы производства стекла

Производство стекла включает в основном следующие технологические операции:

• 
  подготовку сырьевых материалов (сушка, измельчение);
  
• 
  приготовление стекольной шихты (дозировку и смешение компонен­тов);
  
• 
  варку стекломассы;
  
• 
  формование из нее материалов;
  
• 
  термическую, механическую или химическую обработку для улучше­ния свойств.
  

Варка стекломассы (стекловарение) – самая сложная операция всего сте­кольного производства, производится чаще всего в ванных печах непрерыв­ного действия, представляющих собой бассейны, сложенные из огнеупорных материалов. При варке специальных стекол (оптических, цветных и т. п.) ис­пользуют горшковые печи. При нагревании шихты до 1100...1150⁰ С происходит образование силикатов (силикатообразование) сначала в твердом виде, а затем в расплаве. При дальнейшем повышении температуры в этом расплаве полностью растворяются наиболее тугоплавкие компоненты - обра­зуется стекломасса. Эта стекломасса насыщена газовыми пузырьками и не­однородна по составу. Для осветления и гомогенизации стекломассы ее тем­пературу повышают до 1500...1600⁰ С. При этом вязкость расплава сни­жается и соответственно облегчается удаление газовых включений и получе­ние однородного расплава. Стекловарение завершается охлаждением стекло­массы до температуры, при которой она приобретает вязкость, требуемую для выработки стеклоизделий принятым методом (вытягиванием, прокатом, прессованием, литьем, выдуванием и др.). Закрепление формы изделия осу­ществляют быстрым охлаждением. При этом вследствие низкой теплопро­водности стекла возникают большие перепады температур, вызывающие внутренние напряжения в стеклоизделии. Поэтому обязательная операция после формования – отжиг, т.е. охлаждение изделий по специальному сту­пенчатому режиму:

• 
  быстрое – до начала затвердевания стекломассы;
  
• 
  очень медленное – в момент перехода стекла от пластического состоя­ния к хрупкому (собственно отжиг);
  
• 
  вновь быстрое – до нормальной температуры.
  

Стекло нельзя хранить в горизонтальном положении, так как при дли­тельном воздействии воды его поверхность выщелачивается, при этом обра­зуются матовые налеты, которые можно удалить только в процессе их образования. Оконное стекло, подвергающееся обычным атмосферным воздействиям, не тускнеет, поскольку на нем со временем образуется защитный слой с повышенным содержанием кремнекислоты. Стекло и стеклоизделия классифицируют: по химическому составу: оксидные (кварцевые, силикатные, фосфатные, боратные и др.); бескислородные (халькогенидные, галогенидные, нитратные и др.); по назначению: строительное и архитектурно-строительное: техническое (кварцевое, оптическое, светотехническое, закаленное, многослойное, безопасное, химико-лабораторное и термометрическое, медицинское, стекловолокно, стекло в атомной технике); тарное и сортовое; стеклокристаллические материалы. В строительстве находит применение силикатное стекло, поэтому здесь будет рассматриваться только этот вид стекла.

Классификация и структура строительного стекла

Структура стекла представляет собой непрерывную сетку, каркас которой состоит из SiO₄ групп. В узлах сетки располагаются ионы, атомы или группы атомов. Таким образом, стекло имеет в принципе такое же строение, как кристаллические минералы (на­пример, кварц), с той лишь разницей, что у стекла структурная сетка не упо­рядочена.

Классификация стекла только по способам производства не охватывает всех видов применяемых в строительстве стекол, поэтому строительное стек­ло классифицируют следующим образом: по форме стеклоизделий (плоское, листовое; профильное; стеклоблоки; стеклянное волокно); по способам про­изводства (тянутое; прокатное; прессованное – стеклоблоки, черепица – стекловолокно, стекловата, пеностекло); по целям применения: оконное; за­каленное; полированное; профильное, стеклоблоки, черепица, плитки; тепло­изоляционное; текстильное); по свойствам (оконное, прокатное, полирован­ное, теплоизоляционное, звукоизоляционное, светотехническое, армиро­ванное, цветное).

В строительстве используют исключительно силикатное стекло, основ­ным компонентом которого является диоксид кремния (кремнезем). Кремне­зем при охлаждении расплава способен образовывать стекло, как и некото­рые другие оксиды; их называют стеклообразующими оксидами.

Свойства стекла

Для стекловидного состояния характерно наличие небольших участков правильной упорядоченной структуры, отсутствие правильной пространст­венной решетки, изотропность свойств, отсутствие определенной температу­ры плавления. Благодаря своей структуре стекло обладает рядом специфиче­ских свойств, к которым можно отнести энергосберегающие свойства, солн­цезащитные, плотность, прочность, твердость, хрупкость, теплопроводность, термическую устойчивость, оптические свойства.

Плотность – это отношение массы тела к его объему. Она зависит от химического состава стекла и бывает от 2,2 до 7,5 г/см^З. В некоторой степени плотность стекла зависит от температуры, с повышением которой плотность стекла уменьшается.

Прочность – способность материала выдерживать нагрузку на сжатие, растяжение и т. д. Предел прочности на сжатие колеблется от 500 до 2000 МПа, на растяжение от 35 до 100 МПа.

Твердость – способность стекла оказывать сопротивление проникнове­нию в него более твердого материала. Твердость стекла по шкале Мооса рав­на 7. Некоторые виды стекол бывают твердостью 5 – 6 по шкале Мооса.

Теплопроводность – это способность материала, в данном случае стек­ла, проводить тепло без перемещения вещества этого материала. У стекла ко­эффициент теплопроводности равен 0,0017 – 0,032 кал/(см-с-град). У окон­ных стекол эта цифра равна 0,0023. Как видно, коэффициент теплопроводно­сти стекла весьма незначителен.

Тепловое расширение – это увеличение линейных размеров тела при его нагревании. У стекла оно незначительное.

Термическая устойчивость — способность стекла выдерживать резкие изменения температуры не разрушаясь. Термическая устойчивость играет большую роль в строительных работах, так как выстроенные различные со­оружения могут иметь весьма большую разницу в температуре внутри и сна­ружи. Термостойкость оконных стекол равняется 80—90°С. Термостойкость стекла во многом зависит от его химического состава. Следует указать, что кварцевое стекло выдерживает резкий перепад температур, который достига­ет до 1000°С.

Оптические свойства подразумевают светопрозрачность, светопоглощение, отражение и преломление света. Светопоглощение стеклом света неве­лико. В оконном стекле оно равняется примерно 88%. Для получения стекол с высокой степенью прозрачности необходимо сырьевые материалы до ми­нимума очищать от нежелательных примесей, окрашивающих стекло.

Прозрачное стекло одинаково пропускает все цвета спектра. Кроме того, надо знать, что чем лучше отполировано стекло, тем больше оно пропускает света, и наоборот. Различные царапины и загрязнения сильно снижают про­зрачность.

Для строительства изготовляют следующие виды стекла: листовое, окон­ное, армированное, узорчатое, штучное и др.

Листовое стекло подразделяют по качеству поверхности на неполиро­ванное и полированное; по способу упрочнения – на обычное, отожженное, закаленное, упрочненное химическим или другим способом и, в частности, армированное стальной сеткой; по цвету – бесцветное и цветное, по профи­лю – плоское, волнистое, гнутое.

Листы стекла должны быть прямоугольной формы с равномерной тол­щиной и плоской поверхностью. Кривизна (стрела прогиба) не должна пре­вышать 0,3% длины листа. Листы должны иметь гладкую поверхность, ров­ные кромки с целыми углами без сколов, щербинок, радужных налетов, ма­товых пятен и других дефектов. Отжиг стекла должен быть равномерным, что обеспечивает его отламывание по линии надреза. Допускаются полосность и волнистость, если они не искажают изображения предметов, а также прозрачные (воздушные) и непрозрачные (щелочные) пузыри для оконного стекла в весьма небольших количествах. Неразварившиеся частицы материа­ла, царапины, свили, видимые в проходящем свете, сильно влияют на каче­ство стекла.

Классификация видов стекол

Плоское флоат-стекло.

Смесь сырьевых компонентов заряжается в топку и разбавляется водой, чтобы отделить нужные компоненты от грязи. В топке процесс производства стекла проходит 3 главные стадии:

• 
  плавка, когда сырье плавится при температуре 1550° С;
  
• 
  очищение, когда расплавленное стекло гомогенизируется (становится
  однородным) и из него удаляются пузырьки газа;
  
• 
  смена температурного режима, когда расплав охлаждается до вязкого
  состояния, удобного для протягивания его через ванну с оловом.
  

Далее жидкое стекло выливается на поверхность ванны, наполненной расплавленным оловом, температура которого около 1000 С. Ванна сделана в виде ленты, толщина олова 6 -7 мм. Благодаря высокой вязкости стекла оно не смешивается с жидким оловом, при этом обеспечивается очень гладкая контактная поверхность обоих материалов, что и определяет ровную качест­венную поверхность стекла. Толщина будущих листов стекла определяется количеством вылитого в ванну расплава стекла.

После ванны с оловом уже твердое стекло в виде ленты проходит через холодный туннель, называемый «лехр». Температура стекла постепенно по­нижается с 620° С до 250°С. Процесс охлаждения продолжается до тех пор, пока состояние стекла не позволит его резать и обрабатывать.

Охлажденная стеклянная лента нарезается на столах-автоматах на листы нужного размера.

Только таким методом производства возможно получение стекла марки МО.

Является самостоятельным продуктом и сырьем для всех видов стекол с заданными свойствами.

Тонированное в массе (селективное).

Тонированное стекло – это стекло, окрашенное в массе, во время про­цесса его плавки на литейном заводе. Окрашивание в синий, бронзовый, се­рый или зелёный цвет, приводит к сильному поглощению соответствующих частей спектра. Благодаря абсорбции, стекло поглощает около 50% энергии солнечного излучения, и в последствии отражает энергию, направляя ее на­ружу.

При конструировании фасадов необходимо учитывать возможность спонтанного разрушения стекла вследствие поглощения слишком большого количества тепла и последующего термического шока. Во избежание этого рекомендуется использовать термоупрочненное или закаленное тонирован­ное стекло.

Рефлекторное стекло.

Рефлекторные стёкла обеспечивают более эффективную защиту от солнца за счет нанесённого на поверхность стекла отражающего слоя, кото­рый наносится на прозрачное или тонированное в массе стекло в процессе его производства. Его задачей является отражение, как дневного света, так и солнечного тепла.

Использование такого стекла в остеклении позволит снизить нагрев по­мещения от солнечных лучей, снизить затраты на кондиционирование поме­щения, обеспечить оптимальный энергетический баланс здания, а также ук­расить фасад здания (эффект зеркального отражения)

Солнцезащитные стекла либо отражают, либо поглощают излучение. Теплопоглощающие стекла получают введением в стекломассу специальных добавок, окрашивающих ее в зеленовато-голубоватые или серые тона. Такие стекла пропускают 65-75 процентов света, а инфракрасных лучей – всего 30-35%, причем их способность пропускать и поглощать лучи (при едином химическом составе) зависит от толщины листа.

При высоком коэффициенте поглощения света «темные» теплопогло­щающие стекла могут сильно нагреваться (на 50-70° С выше окружающей среды), поэтому их не рекомендуется использовать в наружном остеклении. Их также нежелательно подвергать неравномерному нагреву или охлажде­нию.

Второй вид стекол, которые призваны защищать от солнца, – с про­зрачными для видимых лучей спектра тонкими окисно-металлическими, ке­рамическими или полимерными покрытиями. Покрытия эти наносят на одну из поверхностей обычного бесцветного стекла. Такие стекла тоже поглощают часть инфракрасного солнечного излучения, но нагреваются значительно меньше, а их светотехнические характеристики мало зависят от толщины листа.

Благодаря солнцезащитным стеклам летом в помещении не так жарко, контрастность и яркость освещаемых предметов меньше. В результате сни­жается утомляемость глаз, люди меньше устают. Однако от прямых солнеч­ных лучей такие стекла не защищают (яркость солнечного диска остается слишком высокой), так что от жалюзи или штор отказываться не надо.

Энергосберегающее (низкоэмиссионное) стекло.

На окна приходится более 40% потерь тепла в здании, которые складывают­ся из:

• 
  теплопроводности;
  
• 
  конвекции;
  
• 
  теплового излучения.
  

Потерю тепла по первым двум пунктам можно уменьшить, используя в остеклении стеклопакеты, но основная доля (2/3 от всех теплопотерь окна) приходятся на тепловое излучение.

Эти потери могут быть снижены за счет использования в стеклопакетах энергосберегающего стекла с низкоэмиссионным покрытием (LowE). Данное покрытие наноситься на поверхность стекла в процессе его производства ме­тодом катодного распыления в магнитном поле в условиях вакуума. Покры­тие имеет способность отражать инфракрасную (тепловую) часть светового спектра. Стекло обеспечивает хорошую теплоизоляцию зимой, препятствуя выходу тепла наружу из помещения, обладая в то же время хорошим светопропусканием.

Напыление может наноситься как на прозрачные стекла, так и на стекла, окрашенные в массе, при этом возможно получение таких специфических конструкций, как электрообогреваемые стекла или "антистатические" стекла (защищенные от накопления статического электричества).

В зависимости от функционального назначения проектируемого остек­ления, в нем могут быть применены два типа покрытия, принципиально раз­личающиеся по технологии нанесения.

«Твердое покрытие» («Hard coating» – англ.) на основе оксида олова SnO₂:F, называемое иначе «полупроводниковым покрытием». Стекла с таким покры­тием, как правило, обозначаются в специальной литературе термином «к-стекло».

Наносится непосредственно на одной из стадий производства флоат-стекла (так называемая технология «on-line» – англ, «на линии») за счет хи­мической реакции пиролиза (разложения вещества под действием высоких температур). Во время этой реакции слой оксида олова оседает на поверх­ность горячего стекла, становясь неотделимой его частью. При этом образу­ется крепкое и прочное металлическое покрытие, обладающее химической, механической и термической стойкостью, равноценной стеклу без покрытия. Твердые покрытия устойчивы к воздействию погодных условий и выдержи­вают воздействия температур до 620°С.

«Мягкое покрытие» («Soft coating» – англ.) на основе серебра — Ag, обо­значаемое в литературных источниках как «i-стекло». Наносится на готовое флоат-стекло (технология «off-line» – англ, «вне линии») и удерживается на нем силами молекулярного взаимодействия. Со­стоит из нескольких тонких слоев, выбор которых зависит от требуемых ха­рактеристик остекления: излучательной способности, светопропускания, а также оптических свойств — удаления нежелательного отражения.

В отличие от «твердых» покрытий, «мягкие» ограниченно устойчивы по отношению к погодным и температурным воздействиям. Однако при уста­новке в стеклопакете покрытием в сторону воздушной камеры обладают дол­говечностью, сопоставимой с «твердыми» покрытиями.

Последнее поколение – низкоэмиссионные i-стекла с напылением се­ребра, установленные в однокамерный стеклопакет, обеспечивают сопротив­ления теплопередаче до 0,806 м² оС/Вт.

Главная идея в производстве энергосберегающих стекол – напыление на поверхность особого проводящего слоя из оксидов металлов. Сохранение тепла обеспечивает именно это покрытие, эффективно отражающее тепло­вую энергию как внутрь помещения зимой, так и вовне – летом. Толщина этого покрытия настолько мала, что оно абсолютно прозрачно для видимого света и солнечных лучей. Преимущества: изготавливаются напылением двух слоев: рефлекторного и энергосберегающего (рефлекторное и энергосберегающее в одном); обеспечивают одновременно защиту здания от избыточного нагрева и энергосбережение; экономят затраты как на кондиционирование, так и отопление.

Узорчатое стекло.

Узорчатое стекло – это листовое стекло, одна поверхность которого имеет декоративную обработку. Оно бывает разных цветов, рисунков, раз­личной толщины (4-6 мм), может иметь различную светопропускаемость.

Обычные узорчатые стекла получаются с помощью метода прокатки еще горячего стеклянного листа через рельефные валики. Но наши умельцы изо­бретают и свои способы обработки. Например, стекло «мороз» делают так – на стекло наносят силикатный клей, а затем кладут в печь. В результате по­лучается очень похоже на те узоры, что зимой образуются на наших стеклах. Интересен и процесс рождения узорчатого стекла «метелица». Под осты­вающую пластичную стеклянную массу пускают воздух, который, пробивая себе путь, оставляет на стекле рельефные волны.

Эмалированное стекло.

С некоторым отступлением к цветным стеклам можно отнести стекло полученное путем спекания краски со стеклом при высокой температуре. Та­кая композиция называется – эмалит (стемалит). Данное стекло применяют в фасадных конструкциях для закрытия межэтажных перекрытий.

Пожаробезопасное стекло.

Это стекло представляет собой бесцветное, прозрачное ламинированное стекло, где листы флоат-стекла скреплены между собой специальным гелем. Гель разбухает при соприкосновении с огнем, превращаясь в изолирующую «пену». В зависимости от конструкции стекла обеспечивает защиту до 120 минут. Также является безопасным стеклом.

Пожаростойкое стекло подразделяется на классы:

1. Класс EI – критерий целостности и термоизоляции. Обеспечивают полную защиту в случае пожара, как от проникновения пламени и продуктов горения, так и от теплового потока. Пределы огнестойкости пожаробезопас­ных стекол 15, 30, 45, 60, 90 или 120 минут.

2. Класс EW – критерий целостности и ограничения величины теплового потока. Обеспечивают помимо целостности, существенное снижение передачи тепла, и по своим техническим характеристикам находятся между стеклами классов Е (критерий целостности) и ЕЦ (критерий целостности и термоизоляции).

Пожаробезопасные стекла применяются при производстве стеклопакетов, используются отдельно в светопрозрачных конструкциях: дверях, стек­лянных перегородках, окнах. Например, при строительстве гостиниц, торго­вых и развлекательных центров, больниц, учебных заведений, аэропортов, офисных и промышленных зданий, как для наружного, так и для внутреннего остекления.

Армированное стекло.

Листовое стекло с металлической сеткой, безопасное и пожаростойкое. При пожаре оно может треснуть, однако арматура удерживает его на месте, предотвращая тем самым распространение огня. Осколки стекла не выпада­ют даже при образовании нескольких разломов.

При пожаре образующет эффективную пре­граду против дыма и горячих газов. Его уникальные свойства обеспечивают­ся методом литья.

В отличие от других видов обычного огнестойкого стекла, это стекло предотвращает распространение огня даже и в разбитом виде – при образо­вании нескольких разломов осколки не выпадают, а удерживаются на месте арматурой. Это многосторонне испытано в реальных пожарах.

Поставляется в шлифованном и литом вариантах. Оба вида могут быть ламинированы.

Закаленное стекло.

Закаленное стекло представляет собой листовое стекло, подвергнутое специальной термической обработке с целью повышения механической прочности и обеспечения безопасного характера разрушения.

• 
  не разрушается от случайных бытовых ударов;
  
• 
  обладает высокой термической стойкостью, что позволяет применять
  его для фасадного остекления;
  
• 
  при разрушении образует мелкие, безопасные осколки стекла, которые
  не способны травмировать людей.
  

Предел прочности закаленного стекла при изгибе может достигать 250 МПа, что более чем в 5 раз превышает предел прочности обычного листового стекла, а прочность на удар у закаленного стекла в 3-4 раза выше, чем у обычного.

Увеличение механической прочности обуславливает повышение термо­стойкости. У обычного стекла термостойкость около 400° С, закаленного – до 1800° С. Это позволяет стеклу противостоять разрушению при перегреве или при перепадах температур.

Оптические свойства стекла (коэффициенты пропускания, поглоще­ния, отражения) после закаливания практически не изменяются.

Ламинированное стекло.

Триплекс, представляет собой композицию из двух или более слоев стекла, перемежающихся слоями смолы или пленки. Такое стекло обладает хорошими защитными свойствами – при разбивании осколки остаются при­клеенными к промежуточному слою.

В зависимости от используемого промежуточного слоя триплекс может приобретать различные свойства. Завод стеклопакетов и архитектурного стекла предлагает триплексы:

• 
  шумопонижающие триплексы с такими свойствами способны пони­
  жать уровень шума;
  
• 
  ударопрочные триплексы с повышенной прочностью. Различное сочетание слоев стекла и смолы позволяет достигать различных классов прочности: А1-АЗ – устойчивые к ударам, Б1-БЗ – устойчивые к пробиванию, В1-В6 – пуленепробиваемые;
  
• 
  устранение конденсата на остекленной поверхности;
  
• 
  удаление снега и льда;
  
• 
  устранение тяги – направленных потоков холодного воздуха;
  
• 
  возможность совместного использования с системой охранной сигнализации;
  
• 
  поддержание постоянного микроклимата в помещении;
  
• 
  равномерное распределение тепла позволяет создать более комфортные условия при снижении общей температуры помещения (принцип «тепловой завесы»).
  

Задача 1: Рассчитать среднюю плотность в сухом и влажном состоянии керамзитобетонной панели размером 3,6 x 2,9 x 0,4 м массой 4,5 т при влажности 13%.

Рассчитаем объем панели V:

V = 3.6x2.9x0.4=4.176 м³

Средняя плотность в сухом состоянии:

ρ= m/V = 4500/4.176=1077.6 кг/м³

При условии влажности 13% рассчитаем среднюю плотность:

13% = (m₂ – m)x100/m = (m₂ – 4500)x100/4500 => m₂ = 5085

ρ₂= m₂/V = 5085/4.176=1217.7 кг/м³

Задача 2: Определить породу древесины, если при испытании образца размером 2 x 2 x 3 см массой 7,9 г., при влажности 11 %, на сжатие вдоль волокон разрушающая нагрузка составила 2584 кгс.

W = 11%

m_w=7.9 г

V_w = 12 см³

ρ = 7,9 / 12 = 0,658 г/см³

Предел прочности образца с влажностью в момент испытания (sW) в МПа вычисляют по формуле



где Рmax - максимальная нагрузка, Н;

а и b - размеры поперечного сечения образца, мм.

Вычисление производят с округлением до 0,5 МПа.

Предел прочности равен σ_W= 2584/4=646 кгс/см²

 Предел прочности (σW) в МПа пересчитывают на влажность 12 % по формулам:

для образцов с влажностью меньше предела гигроскопичности



где a - поправочный коэффициент, равный 0,04;

σW - предел прочности образца с влажностью W в момент испытания, МПа;

W - влажность образца в момент испытания, %;

σ12 = σW х (1 + 0,04х(11-12))= 6462х0,96=620,16 кгс/см2 = 60,81 Мпа

Плотность древесины      0,0079 кг / (0,02 м ×0,02 м× 0,03 м) = 658,33 кг/м3

По таблице характеристик древесины подбираем, что нам более подходит по показателям плотности и прочности.

Прочность 60,81 МПа, плотность 658,33 кг на метр кубический - вывод это лиственница 64 МПА, 660 кг/куб.м.

Задача 3: Определить марку и активность цемента, если при испытании стандартных цементных образцов в возрасте 7 суток разрушающая нагрузка при изгибе составила 260 кгс, а при сжатии 10500 кгс.

Для перевода 7-суточной прочности в 28-суточную прочность применяют переводной коэффициент, равный 1,5.

Стандартные размеры образцов-балочек 40х40х160 мм.

Площадь граней для испытаний на изгиб 6400 мм², на сжатие 1600 мм².

Предел прочности при испытании на изгиб P = 260*9,80665*100/6400 = 3,98 МПа

Приведенный предел прочности на изгиб равен P₁ = Pх1,5=5,98 МПа

Предел прочности при испытании на сжатие P = 10500*9,80665/2500 = 64,356 МПа

Согласно ГОСТ 10178-76 марка цемента соответствует 400 (прочность на изгиб 5,5 МПа, прочность на сжатие 40 МПа).