Контрольная. Контрольная работа по дисциплине Строительные материалы Вариант 6 Студент Новиков И. В. Номер зачетной книжки
Скачать 45.68 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ивановский государственный политехнический университет» Институт заочного образования Кафедра строительного материаловедения и технологий КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине: Строительные материалы Вариант № 6 Студент: Новиков И.В. Номер зачетной книжки: 202166, группа ПГСКдз-12с Проверил: Степанова Е.А. Иваново 2021 СОДЕРЖАНИЕТехнологические свойства материалов и что они обуславливают……….3 Флюатирование камня. Сущность работы по флюатированию камня. Способы уплотнения поверхности камня для увеличения его долговечности в конструкциях……………………………………………..6 Стеновые керамические материалы. Разновидности красного кирпича. Основные требования к сырью для его производства…………………….8 Магнезиальные вяжущие вещества, их свойства. Основное отличие каустического магнезита от каустического доломита…………………..14 Характерные свойства специальных портландцемнтов (гидрофобного, пластифицированного, сульфатостойкого и др.), сферы применения их в строительстве………………………………………………………………16 Наружная поверхность кирпичной стены толщиной 510 мм. имеет температуру 13 0С, а внутри -23 0С. Какое количество тепла проходит через 1 м2 в течении 1 часа, если коэффициент теплопроводности сены составляет 0,65 Вт/м. 0С……………………………………………………19 Библиографический список………………..……………………………………2 Химический состав магнезиального вяжущего: 14 Библиографический список 21 Технологические свойства материалов и что они обуславливают Технологические свойства материалов определяют возможность получения заготовок и деталей выбранными методами и способами при условии обеспечения минимума затрат на конечный продукт — минимальной трудоемкости, материалоемкости, а также обеспечения экологии и эргономики. В зависимости от способа производства заготовок и деталей определяющими являются следующие свойства: А) литейные свойства — способность жидких материалов заполнять литейные формы и образовывать плотные отливки, эти свойства характеризуются жидкотекучестью материала, его усадкой и ликвацией: - жидкотекучесть — способность материалов заполнять полости литейной формы и точно воспроизводить очертания этой формы. Жидкотекучесть определяется в соответствии с ГОСТ 16438—70 по спиральной пробе. Материал заливается в форму, имеющую вид спирального прутка, и жидкотекучесть оценивается длиной в сантиметрах части канала, залитого сплавом; - усадка — свойство материалов уменьшаться в линейных размерах и в объеме при охлаждении от температуры заливки до комнатной. С усадкой связано появление в отливках усадочных раковин, пористости, рыхлости, коробления, трещин. Усадка определяется по ГОСТ 16817-71. - ликвация — это неоднородность химического состава сплава, возникающая при кристаллизации. Различают зональную, внутрикристаллическую (дендритную) ликвацию и ликвацию по плотности. Зональная ликвация в отливках возникает из-за разности температур затвердевания отдельных составляющих и разной плотности этих составляющих сплавов. В чугуне и стали ликвируют сера, фосфор, углерод, располагаясь в верхней и центральной частях отливок. В сплавах, затвердевающих с мелкозернистой структурой, зональная ликвация уменьшается. Внутрикристаллическая ликвация образуется при ускоренном охлаждении отливок, она может быть уменьшена термической обработкой (отжигом) отливки. Ликвация по плотности возникает в сплавах, содержащих тяжелые металлы (например, в свинцовых бронзах); такая ликвация предотвращается перемешиванием сплава перед заливкой и ускоренным охлаждением при кристаллизации; Б) деформируемость (ковкость, штампуемость) — способность материалов к значительным пластическим деформациям без разрушения и образования пороков. Деформируемость проверяется технологическими пробами. Технологические пробы проводятся в соответствии с ГОСТ 8817—82 — на осадку в горячем состоянии; ГОСТ 10702—78 — на осадку в холодном состоянии; ГОСТ 1579—80, 13813—68 — на перегиб; ГОСТ 10447—80 — на навивку проволоки и др; В) свариваемость — способность материалов образовывать сварное соединение, свойства которого близки к свойствам свариваемых материалов. Контроль свариваемости проводят по ГОСТ 23870—79, 3242— 79, 6996-66, 13585-68; Г) обрабатываемость резанием — характеризуется качеством обработки (шероховатостью обработанной поверхности и точностью размеров), стойкостью инструмента, сопротивлением резанию, видом стружкообразования. Практически обрабатываемость стали резанием определяют сравнительными испытаниями, путем обтачивания образцов испытуемой стали и стали 45 с определенными прочностными характеристиками (о„ 650 МПа, 170—180 НВ), принимаемой за эталон; Д) закаливаемость — способность стали повышать твердость в результате термической обработай (закалки); Е) прокаливаемость — способность стали получать при термической обработке (закалке) закаленный слой с определенной структурой на ту или иную глубину. Испытания на прокаливаемость проводят в соответствии с ГОСТ 5657—69. Флюатирование камня. Сущность работы по флюатированию камня. Способы уплотнения поверхности камня для увеличения его долговечности в конструкциях. Флюатирование камня — обработка фторидными соединениями поверхности каменных зданий с целью предохранения от преждевременного разрушения. Каменные материалы в эксплуатации непрерывно подвергаются воздействию окружающей среды. От действия ветра одинаково разрушаются горные породы верхних слоев земной коры и каменные материалы строительных конструкций. Вредное воздействие атмосферных осадков, газов и пыли, содержащихся в воздухе, попеременное увлажнение и высыхание, сильные морозы и солнечный нагрев – все эти факторы сокращают сроки службы каменных строительных материалов и резко ухудшают их декоративные качества. Поверхности мрамора и известняков интенсивно разрушаются сернистыми газами, находящимися в воздухе. Лишайники и мхи, растущие на камне, извлекают для питания щелочные соли и выделяют органические кислоты. Вызывающие биологическое разрушение камня. Особенно быстро понижается качество пористых белых каменных материалов, применяемых для наружной облицовки, - пильных известняков и ракушечников. Правильное и своевременное применение защитных мер повышает срок службы каменных материалов, сохраняет их декоративные качества и естественную окраску на долгое время. Выбор защитных мероприятий зависит от особенностей каменного материала и условий его работы. Чем больше пористость материала, тем сильнее на него воздействуют факторы разрушения. Самый надежный способ защиты строительных материалов от разрушения – исключение возможности проникания в них воды. К конструктивным мероприятиям относятся применение материалов с полированной поверхностью, обеспечивающей быстрый сток воды. К химическим способам относят уплотнение поверхности материала путем пропитки водным раствором веществ (например, солей кремнефтористоводородной кислоты), вступающих в химическое взаимодействие с минералом камня, при котором растворимое вещество минерала переходит в нерастворимое состояние. Такой метод защиты называется флюатированием. Для флюатированя камня используют гексафторсиликаты магния Mg[SiF(>] и цинка ZnISiF6. В результате химической реакции ионы кальция, находящиеся на поверхности, превращаются в малорастворимый CaF;. Пленка этого соединения и выполняет защитную функцию. Поверхность железобетонных изделий флюатируют 3,5—7% раствором кислоты H3SiF6. Кроме того, для этой цели предложено также использовать сухой газообразный HF под давлением 0,4—0,6 МПа. В результате образуется SiF4, который при взаимодействии с находящимся в бетоне Са(ОН)з дает малорастворимый CaF; и гель кремниевой кислоты SiO; nН2О, также малорастворимый. Оба они и выполняют функцию защиты бетона. Химическая стойкость бетона резко возрастает, особенно в агрессивных средах. Водопоглощение камня, обработанного химическим способом, значительно понижается. Идея кремнефторизации поверхности камней принадлежит великому русскому ученому Д.И. Менделееву, способы же применения ее в строительстве разработаны Н.А. Белелюбским. Стеновые керамические материалы. Разновидности красного кирпича. Основные требования к сырью для его производства Стеновую керамику изготовляют из глинистых и кремнеземистых (трепела, диатомита) пород, промышленных отходов с минеральными и органическими добавками и без них. В производстве кирпича эффективно применение топливосодержащих отходов в качестве добавки в шихту, это снижает на 30-40% расход сырья, на 50-70% температуру обжига и расход топлива. Новая технология с жестким формованием обеспечивает сокращение энергозатрат на 20%, снижение расхода металла на вагонетки и повышение производительности труда в 2-3 раза. Экологически чистое производство обеспечивается при улавливании сернистого газа и переработке его в гипсовое вяжущее. Основным стеновым материалом остается кирпич, составляющий до 50% общего количества стеновых материалов. Керамический кирпич (ГОСТ 530—95) изготовляют в форме параллелепипеда. В зависимости от размеров керамический кирпич подразделяют на виды: кирпич одинарный с размерами 250x120x65; кирпич утолщенный с размерами 250x120x88; кирпич модульных размеров одинарный с размерами 288x138x63; кирпич модульных размеров утолщенный с размерами 288x138x88; кирпич утолщенный с горизонтальным расположением пустот с размерами 250x120x88 мм. Одинарный кирпич выпускают полнотелым, утолщенный и модульных размеров с технологическими пустотами. Предельные отклонения от номинальных размеров не должны превышать по длине ±5, по ширине ±4, по толщине ±3 мм. Поверхность граней должна быть плоской, ребра прямолинейными. Допускается выпускать изделия с закругленными вертикальными ребрами с радиусом закругления не более 15 мм. По фактуре поверхности (ложковой и тычковой) изделия могут быть гладкими и рифлеными. Кирпич не должен иметь механических повреждений и сквозных трещин (дефектов). На одном кирпиче допускается не более двух отбитостей ребер и углов, одна сквозная трещина по постели; искривление ребер и граней кирпича не должно превышать 3 мм. Количество половняка в партии должно быть не более 5%. Кирпич должен быть нормально обожжен (кирпич недожженный и пережженный— брак). Кирпич-недожог алого цвета, имеет пониженную плотность и морозостойкость, кирпич-пережог темнобурого цвета отличается большой плотностью, прочностью и высокой теплопроводностью. Марку кирпича по прочности устанавливают по значению предела прочности при сжатии. По прочности кирпичи изготовляют следующих марок: 75, 100, 125, 150, 175, 200 и 300, а с горизонтально расположенными пустотами — 25, 35, 50, 100. По морозостойкости насыщенный водой кирпич должен выдержать не менее 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания. По морозостойкости кирпич имеет марки: F15, F25, F35, F50. Плотность кирпича в сухом состоянии 1600-1900 кг/м3, теплопроводность 0,7-0,82 Вт/(м-К), водопоглощение не менее 8%. Меньшая величина водопоглощения свидетельствует о повышенной теплопроводности кирпича, что не желательно. Масса кирпича в высушенном состоянии должна быть не более 4,3 кг. В кирпиче не допускаются известковые включения («дутики»), вызывающие разрушение кирпича. Керамический кирпич применяют для кладки каменных и армокаменных наружных и внутренних стен зданий и сооружений, столбов, сводов, для изготовления сборных стеновых панелей, кладки печей и дымовых труб, а также для кладки фундаментов. Эффективные стеновые материалы применяют с целью снижения толщины и массы стен, а также улучшения теплотехнических свойств стен и ограждающих конструкций. По плотности и теплотехническим свойствам керамические кирпичи и камни для стен делят на три группы: эффективные — плотностью не более 1400-1450 кг/м3 с высокими теплозащитными свойствами; условно-эффективные — плотностью 1450-1600 кг/м3; обыкновенные — керамический полнотелый кирпич плотностью свыше 1600 кг/м3. К эффективным керамическим материалам относят строительный легкий кирпич, пустотелые кирпичи и камни. Кирпич строительный легкий изготовляют путем формования и обжига из диатомитов или трепелов с добавками глины или из глины и выгорающих добавок. Технология изготовления принципиально не отличается от технологии изготовления обыкновенного керамического кирпича пластического формования. Строительный легкий кирпич имеет меньшую плотность, теплопроводность, что позволяет уменьшить толщину стены и облегчить конструкцию здания. Плотность их от 700 до 1500 кг/м3. Марки прочности: 75; 100; 125; 150; 200, морозостойкость F10. Применяют их для кладки наружных и внутренних стен зданий и сооружений. Нельзя применять для фундаментов. Керамические пустотелые кирпичи пластического формования и полусухого прессования и керамические пустотелые камни имеют форму прямоугольного параллелепипеда. Изготовляют их из легкоплавких глин. Пустоты в изделиях располагаются перпендикулярно или параллельно постели и могут быть сквозными и несквозными. Толщина наружных стен пустотелого изделия должна быть не менее 12 мм. Ширина щелевидных пустот должна быть не более 16 мм, а диаметр цилиндрических сквозных пустот и размер стороны квадратных пустот — не более 20 мм. Диаметр несквозных пустот и размеры горизонтальных пустот не регламентируются. Качество кирпича, а также форма, количество и размеры пустот нормируются ГОСТ 530—95. Водопоглощение пустотелых изделий не менее 6%. По прочности кирпич и камни делят на марки 75, 100, 125, 150, 175, 200, 300, а по морозостойкости на марки F15, F25, F35, F50. Кирпич пустотелый с круглыми или прямоугольными пустотами, расположенными перпендикулярно постели, пластического прессования (экструзионный) выпускают шести видов с количеством пустот от 18 до 32 и пустотностью 13-45%; кирпич прессованный — пяти видов с несквозными или сквозными отверстиями с количеством отверстий 3-17 и пустотностью 2,25-12,7%. Кирпич с горизонтальными пустотами выпускают двух видов с шестью сквозными прямоугольными отверстиями, расположенными в два ряда. Керамические камни изготовляют из легкоплавких глин с добавками или без них путем формования и последующего обжига. Формуют камни на вакуумных прессах. Промышленность выпускает камни следующих размеров: камень — 250x120x138 мм; камень модульных размеров — 288x138x138; камень модульных размеров укрупненный — 288x288x88; камень укрупненный— 250x250x188; камень укрупненный с горизонтальным расположением пустот— 250x250x120; 250x200x80 мм. Предельные отклонения от номинальных размеров у камней по длине и ширине соответственно ±5 и ±4 мм, по толщине ±4 мм. Масса камней в высушенном состоянии не более 16 кг. Количество пустот в керамических камнях от 7 до 28 и пустотность 25-45%. керамические камни заменяют 4-6 кирпичей. Применение пустотелых керамических изделий позволяет снизить материалоемкость ограждающих конструкций на 20-30%; уменьшить толщину наружных стен на 20%, массу стен на 35%, расход цементного раствора на 45%; сократить транспортные расходы и нагрузки на основание. Применение укрупненных камней дает возможность уменьшить толщину наружных стен на 20%, массу стен — на 60, расход раствора— на 55%, а керамических материалов в 2 раза; снизить число швов в кладке и трудоемкость возведения стен по сравнению с полнотелым кирпичом. Из пустотелых камней возводят несущие стены и перегородки, стены каркасных зданий, изготовляют керамические панели. Конструкции из пустотелых керамических камней с горизонтальными пустотами применяют для устройства междуэтажных и чердачных перекрытий и покрытий жилых, общественных и промышленных зданий (без динамических нагрузок). Стеновые керамические панели. Для повышения индустриализации в строительстве из кирпича и пустотелых керамических камней на специальных установках изготовляют соответственно кирпичные или керамические панели. Они представляют собой крупноразмерные строительные изделия из кирпича на цементном растворе с утеплителем. Панели могут быть однослойными, изготовляемыми из пустотелых керамических камней, и двухслойными — из кирпича на ребро (его толщина 120 мм) и утеплителя (плиты минераловатные, фибролит, пеностекло) толщиной 100 мм. Различают панели для наружных и внутренних стен, а также специальные (цокольные, вентиляционные и др.). Глины и суглинки, применяемые в качестве сырья для производства кирпича, представляют собой землистые породы. При проминке с водой они образуют пластичное тесто, способное принимать придаваемую ему форму, сохранять эту форму при высушивании, а после обжига приобретать твердость и прочность. Одним из важнейших свойств глины, определяющих ее пригодность для кирпичного производства, является пластичность. Под (пластичностью понимают способность глины при ее замачивании и проминке давать связное, легко формующееся (пластичное) тесто, сохраняющее приданную ему форму. Это свойство у разных глин выражено в различной степени. Различают глины малопластичные (тощие), средней пластичности (кирпичные) и высокопластичные (жирные — гончарные). Лучшими для производства кирпича являются глины и суглинки средней пластичности. Если таких глин нет, можно использовать и жирные глины, но с обязательным отощением, т. е. добавкой песка или других непластичных материалов. Сушильные свойства глины имеют важное значение. Эти свойства должны обеспечивать высушивание кирпича-сырца в нормальных производственных условиях без особых мер предосторожности, в короткие сроки, без трещин и искривлений. Высушенный сырец должен быть достаточно прочным. Он должен выдержать, не ломаясь, перевозку к обжигательной печи и садку в нее высотой до 30 и более рядов кирпича в зависимости от размеров печи. Магнезиальные вяжущие вещества, их свойства. Основное отличие каустического магнезита от каустического доломита Магнезиальные вяжущие вещества, затворяемые растворами солей (хлористого или сернокислого магния), в зависимости от исходного сырья делятся на: магнезит каустический и доломит каустический (допускается затворение водой). Химический состав магнезиального вяжущего:- каустический магнезит (MgO) или доломит (MgO • СаСО3) дают показатели прочности 400—600 кг/см2 при сжатии (трамбованные образцы), быстро твердеют (через день — 35—50%, через 7 дней — 60— 90% месячной прочности), хорошо сцепляются с древесными, асбестовыми и другими волокнами. Магнолитовые изделия с древесными опилками называются ксилолитом, cо стружкой или древесной шерстью— фибролитом, с асбестом — асболитом. Нормальное соотношение между вяжущим и затворителем (каустический магнезит, плавленый хлористый магний) 1:0,62. При затворении на хлористом магнии прочность изделий выше, чем на сернокислом, но одновременно повышается их гигроскопичность. Каустический магнезитовый порошок должен иметь удельный вес 3,1—3,4 и содержать окиси магния (MgO) в процентах не менее: первый класс — 87 второй класс —83 третий класс —75 Тонкость помола должна соответствовать прохождению через сито 4900 отв/см не меньше 75%. Сроки схватывания порошка, затворенного раствором хлористого магния (удельного веса 1,2), должны быть в таких пределах: начало не ранее 20 мин., конец не позднее 6 часов. Предел прочности при растяжении через 1 сутки — не менее 15 кг/см2. - каустический доломитовый порошок имеет удельный вес 2,8—2,85; содержит окиси магния (MgO) не менее 20%. Тонкость помола должна соответствовать прохождению через сито 4900 отв/см2 не менее 75%. Сроки схватывания: начало не ранее 2 часов, конец не позднее 12 часов. Предел прочности при растяжении (раствор без заполнителя) через 7 суток—10—15 кг/см2; - хлористый магний технический должен содержать не менее 45% безводной соли MgCl2. Содержание вредных примесей — хлористого кальция (повышает гигроскопичность, вызывает непостоянство объема и понижает прочность), хлористых калия и натрия (понижают прочность и вызывают появление выцветов) — не должно превышать в сумме 2,5%; - сернокислый магний технический содержит 44—46% чистого MgSO4. Магнезиальные вяжущие применяются для бесшовных ксилолитовых полов и плиток, фибролита, искусственного мрамора, ступеней, подоконных досок, архитектурных деталей. Характерные свойства специальных портландцемнтов (гидрофобного, пластифицированного, сульфатостойкого и др.), сферы применения их в строительстве Для удовлетворения требований современного строительства к цементам промышленность на основе портландцементного клинкера выпускает различные виды портландцемента. Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) отличается быстрым ростом прочности в первые дни твердения. Выпускают БТЦ двух марок: 400 и 500, которые в трехсуточном возрасте должны иметь предел прочности при изгибе соответственно не ниже 3,9 и 4,4 МПа, а при сжатии 24,5 и 27,5 МПа. Разновидностью быстротвердеющего портландцемента является особо быстротвердеющий портландцемент (ОБТЦ). Отличается он отљ БТЦ еще более интенсивным темпом нарастания прочности в начальной период твердения. Получают особо быстротвердеющий портландцемент так же, как и БТЦ. Минералогический состав клинкера особо быстротвердеющего портландцемента ОБТЦ должен быть таким, чтобы содержание трехкальциевого силиката в нем было 60% и более, а трехкальциевого алюмината - не более 8%. Особо быстротвердеющий портландцемент марки 600 должен в односуточном возрасте иметь предел прочности при сжатии 200-250 кгс/см2, а в трехсуточном - 300-350 кгс/см2. ОБТЦ измельчают до удельной поверхности 4000-4500 см/г2. При весьма тонком измельчении содержание гипса в этом цементе желательно довести до 4% (в расчете на SO3), т.е. несколько выше предела, допускаемого стандартом (3,5%). Добавка 5-8% трепела способствует равномерному росту прочности к 28-суточному возрасту, хотя при этом несколько снижается односуточная прочность. Пластифицированный портландцемент получают, добавляя к клинкеру при помоле гидрофильные поверхностно- активные вещества (например, сульфитно-спиртовую бражку ССБ) в количестве 0,15…0,25%. Такой цемент значительно повышает пластичность бетонных и растворных смесей по сравнению с обычным портландцементом при одинаковом расходе воды. Это позволяет уменьшить расход портландцемента, повысить прочность и морозостойкость бетонов и растворов. Гидрофобный портландцемент получают, добавляя к клинкеру при помоле гидрофобные поверхностно-активные вещества ПАВ (0,05…0,5% от массы цемента), образующие на зернах цемента водоотталкивающие пленки. В качестве таких добавок используют главным образом отходы переработки нефти (мылонафт, асидол). Гидрофобный цемент впервые был предложен в СССР в годы Великой Отечественной войны проф. М. И. Хигеровичем. Гидрофобный портландцемент благодаря наличию защитных пленок при хранении и транспортировании даже во влажных условиях не намокает, не комкуется и почти не теряет своей активности. При перемешивании гидрофобного цемента с водой и заполнителями ПАВ сдираются с цементных зерен и переходят в состав бетона или раствора. Поэтому бетонные и растворные смеси на гидрофобном цементе отличаются повышенной пластичностью, а после затвердевания — повышенной морозостойкостью и водонепроницаемостью. Применяется гидрофобный цемент в тех случаях, когда трудно обеспечить необходимые условия хранения обычного цемента. Сульфатостойкий портландцемент изготовляют из клинкера с пониженным содержанием трехкальциевого силиката C3S (не более 50%) и трехкальциевого алюмината С3А (не более 5%). При таком составе цемента уменьшается возможность образования в цементном камне гидросульфоалю- мината кальция («цементной бациллы») и тем самым повышается стойкость бетона к сульфатной коррозии. Кроме того, сульфатостойкий цемент характеризуется пониженным тепловыделением при твердении. Сульфатостойкий цемент выпускают марки 400. Цветной портландцемент – это гидравлическое вяжущее, которое создают при помощи измельчения вместе белого и цветного портландцементного клинкера, активной минеральной добавки (белого диатомита), гипса и пигмента или красковой руды. Библиографический список1.Материаловедение. Технология конструкционных материалов. Программа, методические указания и контрольные задания для студентов-заочников спец. 290300 – «Промышленное и гражданское строительство» №719 2. Горчаков Г.И. Строительные материалы / Г.И. Горчаков, Ю.М. Баженов.— Москва : Книга по требованию, 2012.— 688 с. 3. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия / Л.Н. Попов, И.Л. Попов.— Москва : ГУП ЦПП, 2000.— 384 с. 4. Строительные материалы / В.Г. Микульский, Г.И. Горчаков, В.В. Козлов, Г.П. Сахаров.— Москва : АСВ, 2010.— 430 с. |