- •Конспект лекций по теме Применение строительных материалов Чита. 2012
- •Содержание
- •Раздел 1 Изготовление строительных материалов и изделий
- •Технологии изготовления строительных материалов:
- •Утилизация бракованных строительных материалов и изделий. Занятие №4 Изготовление строительных материалов
- •1. Прямое безобжиговое прессование
- •Раздел 2 Основные свойства строительных материалов
- •Занятие №6
- •Физические свойства строительных материалов
- •Общие понятия о свойствах
- •Занятие №7 Механические свойства строительных материалов
- •Занятие №10 Эксплуатационные свойства строительных материалов
- •Раздел 3 Применение и подбор строительных материалов и изделий
- •Занятие №11
- •Классификация строительных материалов по области применения
- •Строительные материалы и изделия классифицируют по степени готовности, происхождению, назначению и технологическому признаку.
- •Занятие №12 Назначение, классификация и свойства вяжущих. Виды минеральных вяжущих
- •Воздушные вяжущие
- •Гидравлические вяжущие вещества
- •Вяжущие автоклавного твердения
- •Кислотостойкие вяжущие
- •Занятие №13 Свойства минеральных вяжущих
- •Занятие №16 Виды и применение органических вяжущих
- •Конструкционные материалы Занятие №17 Назначение и номенклатура конструкционных материалов
- •Занятие №18 Стеновые изделия. Керамические и силикатные изделия. Блоки фундаментные и стеновые из горных пород.
- •Занятие №20 Конструкционные материалы из чугуна и стали
- •Занятие №22 Изделия из древесины и древесных отходов Общие сведения о древесине
- •Строительные материалы из древесных отходов
- •Занятие №24 Бетон и железобетон
- •Железобетонные конструкции и изделия
- •Раздел 3. Отделочные материалы
- •Занятие №33 Отделочные материалы и изделия из керамики, стекла и горных пород
- •Занятие №37 Отделочные материалы из древесины и древесных отходов
- •С теновые панели мдф
- •Представление проектов
- •Оценка и выбор проекта
- •На какие группы делят тим по виду сырья?
- •Какие марки установлены для тим и по какому свойству они устанавливаются?
- •Какой коэффициент теплопроводности должен быть у тим?
- •Раздел 4 Определение вида и качества строительных материалов и изделий
Занятие №20 Конструкционные материалы из чугуна и стали
Сталь – это сплав железа с углеродом (до 2%). В строительстве применяют в основном углеродистую и низколегированную сталь.
Стали подразделяют на:
обычные (СтО...Ст6) групп А, Б и В;
качественные углеродистые (08кп, Ст45, А20, АС14),
легированные конструкционные (легирующие элементы обозначают русскими буквами: Н— никель, Г — марганец,- X — хром, С — кремний и т. п., например, 40ХН, 20ХГСА).
В строительстве сталь применяют для изготовления прокатных изделий (уголок, швеллер, двутавр и др.), из которых возводят каркас здания. Также из стали делают арматуру для изготовления железобетонных изделий и трубы для водоснабжения. Кроме того, для крепления конструкций используют т.н. крепеж: гвозди, болты, гайки, шурупы и проч. В качестве ограждающих конструкций используют сэндвич-панели: кровельные и стеновые панели с пенополистиролом (минеральной ватой).
Основные физические свойства стали:
Плотность стали - (7,7-7,9)*10³ кг/м³ или приблизительно 7,8*10³ кг/м3.
Температура плавления, при которой твердое вещество переходит в жидкое состояние. Температура плавления стали - 1300-1400oC. Сталь достаточно тугоплавкий металл. Для сравнения температура плавления свинца 328 oC, он относится к легкоплавким металлам.
Удельная теплоемкость стали при 20°C - 0,11 кал/град;
Коэффициент теплопроводности стали - 39ккал/м*час*град.
Коэффициент линейного расширения стали (при температуре около 20°C) :
- сталь 3 (марка 20) - 11,9 (1/град);
- сталь нержавеющая - 11,0 (1/град).
Предел прочности на растяжение не менее 38-42 (кГ/мм²).
Для инструментальных сталей твердость измеряется в единицах по шкале Рокуэлла, сокращенно HRC. У ножей, в зависимости от области их применения, твердость должна быть от 56 до 62 HRC, при этом, чем больше число, тем выше твердость. Алмаз, самый твердый материал, имеет твердость в 100 единиц по шкале Рокуэлла. При проверке материала на твердость в него вдавливают алмазный шарик и по глубине его проникновения определяют твердость материала по шкале Рокуэлла. Твердость стали зависит от термической обработки, в особенности от отпуска, температура и длительность которого определяют ее эксплуатационную твердость. В начале сталь должна приобрести свою исходную твердость. Для этого высоколегированная инструментальная сталь нагревается до температуры закалки (данная температура указывается заводом-изготовителем стали), при чем разогрев осуществляется в вакууме или инертном газе, как правило, в аргоне, так как при соприкосновении с кислородом на поверхности изделия в процессе нагрева может начаться химическая реакция, в результате которой образуется окалина, что требует дополнительной обработки поверхности после закалки. После того как температура стали достигла заданной величины, изделие охлаждается в закаливаемой среде - это может быть воздух, вода или масло. Простые сорта стали, например, углеродистые, закаливают в воде. Высоколегированные стали требуют закалки в более мягкой среде, а именно, в масле или сжатом воздухе. После закалки твердость стали слишком высока, чтобы ее можно было сразу использовать. Выше уже говорилось о том, что необходимая эксплуатационная твердость стали достигается с помощью отпуска, в процессе которого изделие вновь нагревается до температуры, которая значительно ниже температуры закалки, после чего вновь охлаждается. При отпуске на поверхности стали образуется оксидная пленка, в результате чего ее цвет меняется, причем в зависимости от толщины изделия цвет может быть разным, что объясняется различной температурой металла при той или иной его толщине. Цвет, который приобретает поверхность изделия в процессе отпуска, показывает, какой температуре оно подвергалось при нагреве, исходя из чего опять-таки можно судить о твердости стали.
Все остальные металлы и их сплавы относят к группе цветных металлов. Это сплавы на основе:
алюминия с магнием (АЛ8, АЛ 13),
алюминия с кремнием (АЛ2, АЛ4, АЛ9),
алюминия с медью (АЛ7, АЛЮ);
магния (Мг95 и Мг96 — обычные, МА2 и МА8 — деформируемые, МА5 — высокопрочный, МЛЗ и МЛ6 — литейные);
меди с оловом и свинцом — бронзы (БрСЗО, БрАМц),
меди с цинком — латуни (Л63, ЛМцЖ); титана (ВТ4, ВТ5).
Чугун – это сплав железа с углеродом (от 2до 4%). Серый чугун, содержащий 3,5-4% углерода, около 1% кремния и столько же марганца, - самый распространенный в мире литейный материал, применяемый для изготовления блоков и головок цилиндров, редукторных корпусов, тормозных барабанов, станин металлорежущих станков и многих других изделий. Белый чугун представляет собой более твердую форму серого с содержанием 2,5% углерода, менее 1% кремния и менее 1% марганца. Углерод входит в состав чугуна в виде карбидов (цементита). Белый чугун весьма тверд, но, как и серый, малопластичен. Он используется в основном в качестве износостойкого материала, например для шаров и броневых плит мельниц, размалывающих минералы. Белый чугун можно термообработкой превратить в т.н. ковкий чугун. Ковкий чугун гораздо более пластичен, чем серый и белый, но менее прочен и не так тверд. Ковкие чугуны применяются в основном для сложных отливок, таких, как трубопроводная арматура, цепи, крепеж для строительных лесов.
Основная же масса получаемого из железной руды чугуна идет на производство стали.