- •Вступ. Зміст предмету «Матеріалознавство»
- •Основні властивості металевих і неметалевих матеріалів.
- •Тема 1.1. Будова металів, методи дослідження їх структури. Кристалічна будова металів
- •Дефекти кристалічної будови
- •Кристалізація металів
- •Поліморфні перетворення
- •Методи дослідження структури металів
- •Тема 1.2. Основні властивості конструкційних матеріалів Фізичні та хімічні властивості матеріалів
- •Механічні властивості матеріалів
- •Міцність і пластичність металу
- •Міцність неметалевих матеріалів
- •Твердість
- •Ударна в’язкість, витривалість та зносостійкість
- •2. Конструкційні метали і сплави.
- •Тема 2.1. Основні положення теорії сплавів. Сплави заліза з вуглецем. Основні поняття про сплави
- •Поняття про системи, фази, компоненти
- •Діаграма стану сплавів
- •Діаграма стану залізовуглецевих сплавів Компоненти і фази системи залізо – вуглець
- •Діаграма стану залізо - вуглець
- •Тема 2.2. Виробництво чавуну і сталі. Виробництво чавуну. Залізні руди, флюси, паливо та вогнетривкі матеріали
- •Доменне виробництво
- •Продукти доменного виробництва.
- •Виробництво сталі.
- •Конверторний спосіб виробництва сталі.
- •Виробництво сталі в електропечах
- •Позадоменне рафінування сталі
- •Розливання сталі
- •Тема 2.3 Вуглецеві сталі.
- •Вплив постійних домішок на властивості сталі
- •Класифікація вуглецевих сталей
- •Сталі вуглецеві конструкційні звичайної якості
- •Сталі конструкційні вуглецеві якісні
- •Сталі вуглецеві інструментальні
- •Тема 2.4 Чавуни.
- •Білі чавуни
- •Графітизація чавунів
- •Вплив домішок і швидкості охолодження на структуру та властивості чавунів
- •Сірі чавуни (з пластинчастим графітом)
- •Ковкі чавуни
- •Високоміцні чавуни (з кулястим графітом)
- •Тема 2.5 Основи термічної і хіміко-термічної обробки металів. Теорія термічної обробки сталі
- •Перетворення, що відбуваються у сталях під час нагрівання
- •Продукти розпаду аустеніту
- •Термічна обробка сталей Відпал сталей
- •Гартування сталі
- •Відпуск сталі
- •Хіміко-термічна обробка сталі
- •Цементація сталі
- •Дифузійна металізація
- •Тема 2.6 Леговані сталі.
- •Вплив легувальних елементів на властивості сталей
- •Класифікація та маркування легованих сталей
- •Конструкційні леговані сталі
- •Сталі та сплави з особливими властивостями.
- •Леговані чавуни
- •Тема 2.7 Інструментальні матеріали. Інструментальні вуглецеві сталі
- •Леговані інструментальні сталі
- •Швидкорізальні інструментальні сталі
- •Тверді металокерамічні сплави
- •Мінералокерамічні тверді сплави
- •Надтверді інструментальні матеріали
- •Тема 2.8 Сплави кольорових металів. Сплави міді. Склад, структура, властивості, маркування та використання латуней і бронз
- •Сплави алюмінію. Склад, структура, властивості, маркування та застосування силумінів, дуралюмінів, високоміцних і жаростійких сплавів
- •Антифрикційні сплави
- •Тема 2.9 Корозія металів і способи захисту від неї Поняття про корозію
- •Електрохімічна корозія
- •Хімічна корозія
- •Методи захисту від корозії
- •Металеві покриття
- •Хімічні покриття
- •Катодний захист
- •Неметалеві покриття
- •3. Основи обробки тиском та з’єднання конструкційних матеріалів.
- •Тема 3.1 Обробка тиском.
- •Суть обробки металів тиском
- •Прокатування (вальцювання) заготовок
- •Сортамент прокату (вальцівок)
- •Обладнання для прокатування заготовок
- •Процес волочіння
- •Вільне кування заготовок
- •Штампування заготовок
- •Листове штампування
- •Тема 3.2 Зварювання, паяння і розрізування матеріалів Ручне електродугове зварювання
- •Суть елетродугового зварювання
- •Електроди для ручного зварювання
- •Типи зварних з’єднань
- •Режим ручного дугового зварювання
- •Автоматизація зварювального виробництва
- •Напівавтоматичне та автоматичне дугове зварювання під флюсом
- •Особливості зварювання різних конструкційних матеріалів Зварювання вуглецевих і легованих сталей
- •Зварювання чавунів
- •Зварювання алюмінію
- •Зварювання пластмас
- •Контактне зварювання та зварювання тертям Контактне електричне зварювання
- •Зварювання тертям
- •Газове зварювання Гази, що застосовуються при зварюванні
- •Обладнання для газового зварювання
- •Газове різання металів
- •Дугове та променеве різання металів
- •Паяння металів і сплавів
- •Технологічний процес паяння
- •4. Неметалеві конструкційні матеріали
- •Тема 4.1. Пластичні маси.
- •Загальні відомості про пластмаси
- •Термопластичні пластмаси
- •Термореактивні пластмаси
- •Виготовлення виробів з полімерних матеріалів
- •Виготовлення виробів на основі рідких полімерів
- •Формування деталей з полімерів у в'язкорідкому стані
- •Тема 4.2. Композиційні матеріали.
- •Дисперснозміцнені мкм
- •Волоконні мкм
- •Пкм з порошкоподібним зміцнювачем
- •Волоконні пкм
- •Волоконні ккм
- •Тема 4.3. Скло та склокристалеві матеріали
- •Тема 4.4. Гумові матеріали
- •Тема 4.5. Деревні матеріали. Основні відомості про деревину
- •Властивості деревини
- •Породи деревини та їх застосування
- •Дефекти деревини
- •Способи захисту деревини
- •Основні види пиломатеріалів та виробів з деревини
- •Тема 4.6. Мінеральні в’яжучі речовини
- •Будівельне вапно
- •Гіпсові в’яжучі речовини
- •Магнезитові в’яжучі речовини
- •Рідке скло і кислотостійкий цемент
- •Портландцемент
- •Тема 4.7. Бетони і залізобетони Загальні відомості про бетони та їх класифікація
- •Матеріали для важкого бетону
- •Властивості бетонної суміші і бетону
- •Легкі бетони
- •Залізобетони
- •Бетонні і залізобетонні вироби
- •Тема 4.8. Будівельні розчини Види будівельних розчинів
- •Властивості будівельних розчинів
- •Розчини для кам’яної кладки
- •Облицювальні розчини
- •Спеціальні розчини
- •Тема 4.9. Керамічні та силікатні матеріали. Керамічні матеріали
- •Виробництво керамічних матеріалів та виробів
- •Керамічні вироби
- •Силікатні матеріали та вироби
- •Література
Тема 4.8. Будівельні розчини Види будівельних розчинів
Будівельним розчином називають штучний кам’яний матеріал, що утворюється в результаті твердіння правильно підібраної суміші в’яжучої речовини, води, дрібного наповнювача (піску) та в необхідних випадках різних добавок. Суміш цих матеріалів до твердіння називають розчинною сумішшю. За своїм складом будівельний розчин є дрібнозернистим бетон, і для нього справедливі закономірності, властиві бетонам.
За щільністю в твердому стані розчини поділяють на важкі з щільністю 1500 кг/м3 і більше (для їх виготовлення застосовують важкі кварцеві чи інші піски) та легкі з щільністю менше 1500 кг/м3 (наповнювачами в них є легкі порожнисті піски з пемзи, туфів, шлаків, керамзиту та інших легких дрібних матеріалів).
За видом в’яжучої речовини будівельні розчини поділяють на цементні вапняні, гіпсові та змішані (цементно-вапняні, цементно-глиняні, вапняно-гіпсові). Розчини, виготовлені на одному в’яжучому називають простими, а на декількох в’яжучих – змішаними або складними.
Для приготування розчинів застосовують піски з розміром зерна не більше 2,5 мм. Вміст глини, мулу та пилу має бути не більше 10%. Органічні речовини не допустимі для розчинів.
Для поліпшення укладування до складу розчину вводять глиняне молоко або спеціальні пластифікатори. Якщо розчин готують в зимових умовах, то до його складу вводять прискорювачі твердіння або добавки, що знижують температуру замерзання води (хлористий кальцій, хлористий натрій та ін.).
Властивості будівельних розчинів
Міцність затвердівшого розчину залежить від активності в’яжучої речовини, водоцементного відношення, тривалості та умов твердіння. При укладуванні розчину на пористу поверхню, яка інтенсивно всмоктує воду, міцність твердого розчину буде значно вища ніж при укладуванні на щільну основу.
Міцність розчину характеризується його маркою. Марка розчину встановлюється за межею міцності на стискування зразків у вигляді куба розміром 70,7 х 70,7 х 70,7 мм, витриманих при температурі 15 – 25 ºС протягом 28 діб. Для будівельних розчинів передбачені марки 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200 і 300.
При застосуванні шлакопортландцементу та пуццоланового портланд-цементу слід враховувати, що при температурах нижче 10 ºС різко сповільнюється процес твердіння, а нижче 0 ºС твердіння припиняється.
Важливою властивістю свіжого розчину є його рухомість, тобто здатність легко розпливатись по поверхні тонким шаром і заповнювати всі нерівності. Рухомість підвищується кількістю води або застосуванням пластифікаторів. Але збільшення вмісту води веде до зниження міцності розчину.
Необхідний склад розчину визначають відповідними розрахунками та підбором складників.
Розчини для кам’яної кладки
Міцність, монолітність та довговічність кам’яної кладки в значній мірі залежить від якості розчину. Марки, вид і склад розчинів для різних видів кладок встановлюють з врахуванням вимог по міцності, характеру конструкцій та умов експлуатації. В сучасному будівництві частіше всього застосовують будівельні розчини марок 10, 25, 50, 75 і 100.
Для кам’яної кладки зовнішніх стін споруд переважно застосовують змішані цементно-вапняні та цементно-глиняні розчини марок 10, 25 і 50.
При монтажі стін з бетонних панелей шви заповнюють розчинами марок не нижче 100 для панелей з важкого бетону та не нижче 50 для панелей з легкого бетону. Цементні розчини марок 50 і 75 застосовують для підземної кладки та кладки нижче гідроізоляційного шару. Склад будівельного розчину частіше всього підбирають за таблицями, а якість розчину перевіряють лабораторними випробуваннями.
Для підвищення пластичності цементних розчинів до їх складу вводять органічні пластифікатори в кількості 0,03 – 0,2 % від маси цементу.
Стіни з цегли та інших матеріалів в зимовий час кладуть із застосуванням підігрітого розчину.
Таблиця 4.2. Склад розчинів для кам’яної кладки
Марка цементу |
Склад будівельних розчинів марок |
||||
200 |
150 |
100 |
75 |
50 |
|
Цементно – вапняні розчини |
|||||
500 |
1:0,2:3 |
1:0,3:4 |
1:0,5:5,5 |
1:0,8:7 |
- |
400 |
1:0,1:2,5 |
1:0,2:3 |
1:0,4:4,5 |
1:0,5:5,5 |
1:0,9:8 |
300 |
- |
1:0,1:2,5 |
1:0,2:3,5 |
1:0,3:4 |
1:0,6:6 |
200 |
- |
- |
- |
1:0,1:2,5 |
1:0,3:4 |
Цементні розчини |
|||||
500 |
1:3 |
1:4 |
1:5,5 |
1:6 |
- |
400 |
1:2,5 |
1:3 |
1:4,5 |
1:5,5 |
- |
300 |
- |
1:2,5 |
1:3 |
1:4 |
1:6 |
200 |
- |
- |
- |
1:2,5 |
1:4 |
