Билет №1

Понятия об АСМ и из значения в развитии цивилизации

АСМ (архитектурно строительный материал)

Классификация АСМ

По назначению:

1. Конструкционные-для несущих нагрузку конструкций

2. Конструкционно отделочные-оконные рамы

3. Отделочные-для наружной и внутренней отделки помещений (лаки, краски, эмали)

По происхождению:

1. Каменные-природный и исскуственные, керам. Бетон, сторит растворы, жел/бетон, стекло

2. Металлические- черные(стали и чугуны)

Цветные(Латуни, бронза)

3. Органические-дерево, полимеры и т.п.

Основные документы: Гост, Снип, ППР,НГП,ВТУ.

Стройматериалы-для возведения и ремонта зданий и сооружений

Особенности Архитекутрного матераловедения

1. Высокая материалоемкость

2. Архитектура-матерал-свойства-функции

3. Основы периодичности человеческого общества-каменный век-бронзовый-железный-полимерный

4. Цивилизация=уровень знаний+потребителяемость энергии+?

5. Прогресс в снижении материалоемкости

Билет№2

Генетическая классификация ПКМ

Пародообразующие матералы

Каменные материалы

1. природные

2. искуственные

1 )Самая высокая долговечность

2) Высокие механические свойства

3)Высокие хи-морозо-воздухо-огнестойкость

4) Придают архитектуре выразительности

Примечание: дорожные покрытия

Внутренние (марамор) и внешние (гранит) обжиговые (керамические)

ПКМ безобжиговые (на основе вяжущих) (гипс, известь, бетон, бетоны, жел/бетон)

Монолитные горные породы

Являются сырьем для получения

-строительных вяжущих

-искуственных каменных материалов(кирпича, бетонов, стекла)

Основные пародообразующие материалы:

Окислы Si, Al, Ca, Mg, Fe, Ti

1. Кварц- SiO₂-песок, стекло, горный хрусталь

2. Кальцит СаСО₃ – известь

3. Гипс СаSO₄ 2H₂O моос=2

ПКМ

Извержение-глубинные(граниты)

Изливные(базальты)

Обломочные(пепел, пемза, туфы)

Осадочные-органические(гипс)

Химические(гипс)

Механические(песок,глина,гравий,бут)

Метаморфические-Кварцит, Сланец, Мрамор, Гнейс

Билет№3

Сравнение свойств бетона и жел/бетона

Бетоны- камни, после формирования и твердения смеси вяжущих, воды и заполнителей(песок, щебень, гравий) 80-90% объема заполнителей

R²⁸_бет=20-40 МПА

Железобетоны- композиционный материал- сочетание разнородных по свойствам и химическому составу(по свойствам композитов) работающие в единой конкуренции

R=300-600 МПА

ТКЛР стали= ТКЛР бетона 8…12 (10^-6) Град-1

Ползучесть бетона перераспределяется на арматуру

Трещины до 0,3мм допустимы

Хорошо воспринимает сейсмические нагрузки

Архитектурная выразительность и ?

Ж/б преднапряженный-растяжение арматуры до б_в стали меньше или равно 2000МПА

Билет№4

Характеристика извержения горных парод

Изверженные(граниты,застывают внутри)

Излившееся(базальты, застывают снаружи)

Обломочные(пепел, пемза, вылетевшие из вулкана)

Гранит

Медленное охлаждения с полной кристализацией

Бывает: средний/крепкий; крупно/мало зернистый

Кислая парода – 65-70% SiO₂

Полиморфизм: облицовка, покрытие полов, гидроизоляция сооружения

Прочность=0.2%

Базальт R_в=150-500 МПА

Полукристаллический Моос=6; Пористость= 1.5%

Цвет-черный, хорошо отливается

Пемза

Быстрое остывание магмы из вулканов

Зернистая структура R_в =2Мпа

Цвет: Черный, серый, белый Моос=6

Применение: щебень для легких бетонов, теплоизоляция, добавка к цементам

Туф

Пепел+песок, аморфный

Пористость 40-70%

R_в меньше 20 Мпа

Моос= 8.5-9

Билет №5

Железо-бетон преднапряженный и предсамонапряженный. Изделия из сборного бетона

Ж/б преднапряженный в предварительно растянутую до б_0.2 арматуру заливают бетон б_в стали =2000 Мпа

Напряжение со временем релаксируется, переходя в границы зерен, появляются трещинки

Ж/Б предсамонапряженный

С напряжением эл.:20% гипса 80% цемента

Гипс со временем расширяется растягивая арматуру

Гипс расширяется : R_в²⁸=15Мпа

-Уменьшается водо- и газопроводимость

-Повышается морозостойкость до F500

-Применяется для гидроизоляции

Изделия из сборного бетона

На заводе(ДСК) изготовляетя сборный элемент

Модульный блок- строительный элемент

Почти всегда используют предварительно напряженные элементы

Модульный бетонный

Блок для стен (различие в количестве дырок)

1. Несущие

2. Ненесущие

В несущей дырки 20-30% от массы блока

Формируют на пресссах и пропернней под давлением

Билет№6

Технологические операции в производстве формы, фактуры, размеров, поверхности строй элементов из ПКМ

Классификация видов технологию(классические методы)

1. Со снятием стружки (резание)-токарные станки

Фрезеровачные станки

2. Без нее – сварка, литье, порошковое, давлением

Строительная машина – СМГ

Шлифовка и полировка – для гранита жизненно необхадимо

Все как в УПА, только нехило больше

Полировка - как для шлифа, только нехило больше

Токарный станок

Задняя балка заканчивается вращающимся центром – для поддержания хрупких деталей

Составные порталы

Фигурная фреза – изготавливает профиль блоков

Большая фреза – строительная машина

Бур=торцовая фреза

Все сделанно из быстрорежущих сталей или стс

Билет№7

Характеристика свойств осадочных горных парод

Химические

Гипс

Бывает полуводный, водный, двуводный, ангидрит

Быстро твердеет, за 20 минут

Расширяется на ~1%

Хорошо при пожаробезопасной отделке зданий

После 700^оС – андигрит

Применение облицовка внешних стен, искусственный мрамор

Ограничение

Известняк СаСО₃

Мел и мрамор тоже СаСО₃ Зависит от способа соединения молекул

Применение: щебень, облицовка, для извести и цемента

Трепелы – аморфная составляющая

Механические

Песок диаметр 0,16-5мм(гоот)

Мелкий до 2 мм. Для бетонов от 2 до 5 мм.

Гравий

Щебень- то же, только

(дописать)

Билет №8

Классификация строительных растворов их состав и свойства

По плотности

Тяжелые- свыше 1500 кг/м³, легкие – до 1500 кг/м³

По типу вяжущего

Цементованные, известковые, гипсовые, смешанные

По назначению

Кладычные, отделочные, специальные

По прочности

10,25,50 700кг/м³

По морозостойкости

F10-F300

Армируется желзной сеткой диаметром до 1мм, шаг 10-20мм.Тоже компоцио!

Расшивка кладочных швов

Вынутая Сколенная с 2 сколами выдавленная

пустошвовка(пустошвовая)

Билет №9

Факторы определяющие себестоимость материалов и конструкций

1. Затраты на добычу сырья, основные и вспомогающие материалы

2. Затраты на перевозку

3. Затраты на топливо и электроэнергию

4. Зарплата рабочим, администрации, тех. Персоналу

5. Затраты на текущий и капитальный ремонт оборудования

Снижение себестоимости

1. Использование отходов производства (шлакоблоки, чугун)

2. Приближение предприятия к сырью

3. Снижение затрат на топливо и электроэнергию

4. Снижение брака до минимума

5. Снижение количества типаразмеров стройэлементов

В храме Василия Блаженного – 18 типов кирпичей

Билет №10

При снижение себестоимости и материалоемкости АСМ

Снижение материалоемкости – ст№9

Снижение материалоемкости увелечение К.К.К и Ж.

К.К.К.=б_в/р Ж.=Е/р

Е-модуль Нормальной упругости

Все в [КМ]

Билет№11

Характеристика свойств метаморфических горных пород

Метаморфические (изменённые) – из магмы или осадков путём видоизменения под действием температуры и давления

1)Мрамор

Кристаллы диаметром 0,25-2 мм

Моос= 3-3,5

Легко пилится и полируется

Rв=50-200МПа; Пористость < 1,0%

Имеет слабую стойкость к действию атмосферы

Применение: для облицовки только внутренних частей зданий

2)Гнейс

3)Кварцит

4)Сланец

Билет№12

Перераспределение внутренних напряжений композиционных материалов на примере жел/бет

Билет №13

Общая классификация по назначению и классификация АСМ

АСМ- ахитектурно-строительные материалы. Применяются в строительстве зданий и сооружений.

Классификация АСМ по назначению:

1. Конструкционные (КМ)- для несущих нагрузку конструкций

2. Крнструкционно- отделочные - оконные рамы, сэндвич конструкции

3. Отделочные- лаки, краски, эмали(для наружн и внутр отделки помещений)

Билет №14

Технологие получения и назначение ПКМ

• Назначение: дорожные покрытия, мосты, гидросооружения, внешняя и внутренняя облицовка, несущие элементы(фундаменты)

• Гранит- внешняя облицовка, щебень…

• Пемза – щебень для легких бетонов, теплоиолязионная добавка к цементам

• Туф – стеновые блоки для облицовки фасадов

• Вулканический пепел – наполнитель для бетонов

• Гипс – для рельефной отделки, искуственный мрамор.

• Известняк- щебень, облицовочные плиты, для извести и цемента

• трЕпелы-для теплоиолции

• песок – для бетонов

• Гравий- для бетонов как щебень

• Бут – (согл)кладка

• Мрамор – для внешней облицовки

• Технология получения ПКМ

Саморагружаюие Т/С

Гандола Хоппер думлкар

Карьер – где сыпучее сырье черпается экскаватором. Когда сырье кончается, все разравнивается бульдозером и становиться выработкой

Самый дешевый способ перевозки – морской. За ним железная дорога.

Грузоподьемность – 60т. Узкоколейная – 25% α≤14.3л.

???

Все вываливается на транспортер

Речной песок добывают драгпайном

Прямая обратная

Строительная машина – стрела с 2мя фрезами Рабочая часть – 70% от пов-ти фрезы

Виды сталей и СТС, обрабатывающих ПКМ различной МООСовости

Технология ПКМ – инструментальная

1. Резание. Фрезами токарными станками(плиты, балясины)

Канатные пилы ACO, ACD, ACB, ACK, ACM.

2. Скатывание

3. Шлифование и пол???

Билет №15

Асбестоцементные изделия в архитектуре: структура свойства и область их применения.

Асбест- минерал волнистого строения от природ…

В природе в виде жгутов. (?)

Асбестоцемент – менее 20%м асбеста ≈80% б_в ≤ 3000 МПа

Изделия: листы, трубы, плиты, шифер. Диаметр ??? 1-5 мкм

+ 3MgO×2SiO₂×2H₂O хризатил

Больше б_в

Больше R_изг

Меньше Р

Меньше тепло электропроводности

-

При увелечение Н2О снижается б_в

Высокая хрупкость

<а_к корабление приизменении влажности

Асбестоз

Билет №16

Геодезический купол в Кливленде – одно из современных достижений в архитектуре: форма несущей конструкции, напряженные элементы, материалы.

Геодезический купол- многогранная структура, поверхность которой вписывается в воображаемую сферу или часть сферы.

Элементы геодезического купола

1. Сфера – наибольший обьем при наименьшей поверхности, равноотраженная от всех сторон конструкция.

2. Треугольники как грани геодезических сфер и куполов жестких сфер и куполов- жесткие формы

3. Частота- количество треугольных граней. Увеличение размеров и частоты увеличивается прочность, легкость, деш!!!

4. Что там купола представляют из себя геодезические линии

Билет №17

Классификация керамических материалов по структуре и строению

Глина+формирование+обжиг= керамический материал

Глина+???

Керамические материалы

Пористы Плотные

55-100% 55-100% пор

Кирпичи современные кирпичи

Камни канализационные трубы

Черепицы керамическая плитка

Дренажные трубы

Классификация керамических материалов по назначению

Керамические материалы 1. Специальные –сантехника для ванны

2 соеновые - камни

-кирпичи –полнотел

-пустотел

3. для нар обл.-кирпичи-?

4.

Билет № 18

Силикатные и специальные виды стекла в архитектуре

Стекло-все аморфные тела, полученные путем переохлаждения ? вне зависимости от химического состава и обладающие в результате постепенного увеличения вязкости механическими свойствами твердых тел, ? процесс перехода из жидкого состояния в стеклообразное должен быть обратимым.

Стекло – идеально хрупкий материал.

Е/р=1500 Трещинновый слой на стекло:3-5мкм

Бетон + стекло = хорошо Оч. Высокотехнологичность

Стекло силикатное листовое

Основоной вид стекла в архитектуре. Теплопровдность 0,8 Вт/м^оС

Большая теплопроводность, светопропускание до 90%

поэтому двойные тройные ТКЛР – 8*10^-6 град^-1

вакумные стеклопакеты и тр. 74%SiO₂+15% Na₂CO₃+10% CaCO₃

сода известь

р-2,5(г/см+³) МООС 5-7

УФ-незначительные очень сильно (до90%) пропускает

излучения лямда(мкм)

0,4 видимая 0,75 730

При избытке тепла занавесить лучше снаружи чем внутри б_пи=б_в

Мала+ звукопроводимость 1 см стекла=12 см кирпича

Свойства:прозрачность, хрупкость, изотропность, микротрещиность, теплопроводность, многофаность

Толщина: листовые -2-6 мм

??? 7-…мм (Гост)

Дефекты пористость ???

Полосчастость – из-за метода вертикально вытягивания

Есть и ??? – метод, позволяющий

Билет №19

Обычная классификация свойств АСМ и их краткая характеристика

Классификация свойств АСМ

1. Физические

Гидрофизические

Теплофиические

2. Механические

3. Химические

4. Эстетические

5. Биологические

6. Технологические

Физические(структурно-чувствительные)

1. Пористость [кг/м³] или [г/см³]

Есть истинная и удельная.Есть и насыпная.

2. Пористость [%]

Поры заполняются воздухом или водой. Заполнение воздухом – хороая теплоизоляция. Заполнение водой – снижают б и долговечность. Вода разрывает становясь льдом.

Пористость поверхности - + только в звукоиоляции

3. Гидрофизические свойства

Гидроскопичность

Когда дерево спиливают, к=40-70% ???

Гидрофильность/Гидрофобность

Гидрофильные материалы – противопожарные

• Водопоглащение

• Влагоотдача

• Водухоувстойчивость-влагоустойчивые

Способность выдерживать многократное увлажнение / ???

Билет№20

Технология производства керамических изделий

Добыча глины- формирование- обжиг

Процесс обжига:

• Испаряется вода (свыше 100®С)

• Выгорает органика (до 500®С)

• Дегидратация при 550®С Al₂O₃×2SiO₂×2H₂O---550®---0,5Н₂О

• Расплавление легкоплавких составляющих (600®С)

• Обвалакивание частиц окислов Са, К, Na

• Уплотнение и упрочнение при охлаждение- спекание

Усадка: воздушная 12%, огневая-8% полная -20%

Высушивание глины –трудоемкий процесс т.к. она плохо отдает воду.

Усадка + уплотнение + упрочнение = спекание

1.Добыча глины

?????

2.Транспортировка

3.Измельчение

4.???

До 10% воды – сухое 10-30 % воды(обычного кирпича) –пластичные 30-60% (?) воды ???

5.Высушивание ???

6.Обжиг T®=1000®С

Билет№21

Билет№22

Билет№23

Стеновые керамические материалы. Изделия для облицовки фасадов

Штучный кирпич

Главный стеновой керамический материал

1. Кирпич стандартный

2. Камни m≤16кг

3. Мелкие блоки-до 40кг

По назначению

1 стеновой(просто в стене)

2 ???

3 Специальные – а.Лекальный

б.дорожный

в.канализационный

m≤4.5 кг

F15-25

R_в10Мпа дорожный кирпич

Изделия для облицовки фасадов

1. Кирпичи ???. Их плотно

2. Ковровая тонкостенная плитка 1м² ≤4.5кг F50

3. Плитка фасадная 1 м²≤ 1.8кг, с добавками

Билет№24

Применение нанотехнологий в КМ и АСМ

• ЗСТМ или ЗСАМ ЛОБМ

• Нанотрубки

• ???? катализаторы

Применение нанотехнологий в КМ

1. Для увеличения параметров прочности

2. Для увеличения К.К.К. (для снижения

3. Для увелечения Е/р материалоемкости)

Фуллирен, фулирид (ГНК из фулирена) В фулириде – к ???Для

Виды …. Нанотрубок

1. Русская матрешка 2. г.Свитон 3. Папье- маше

Графены – для вяжущих. Однослойная 2D – структура и гексогональных кристаллов

Графаны – более сложная 2D – структура

Преимущества углеродных 0D, 1D, 2D – наноматериалов

1. Самые сильные упр…??

2. Определяют и управляют

Билет№25

Спосбоы обработки натурального камня применяемое оборудование инструменты и материалы

Спосоы обработки

1. Полирование с блеском – как шлиф.

Гранит, базальт и им подобные

2. Мощеная(?) фактура с рисунком – шлифовка средняя, но не до блеска. Для ступенек полов.

3. Просто шлифовка – Δh ̴ 0.5 мм

4. Грубая пиленная Δ≤3мм

5. ???- Δ1-4мм ???

6. Газопламенная - t®30000®С пов-ть оплавляется

7. Скалывание Δ6-15мм

Оборудование – токарное, фрезерочные станки, полировочные, шлифовочные диски, сверла. Материалы – Рпп, СТС

Билет№26

Керамические изделия для внутренней облицовки: кровельные черепицы трубы.

Изделия для внутреннего облицовки

1. ??? плитки

Легкоплавкие

2. Плитки для полов

Тугоплавкие глины+красители. Низкопористые…???

3. ???

Огнеупорная глина+песлк

4. Сантехнический раствор

??? способ изготовления

• Кровельна черепица

Не требует ухода более 100 лет

Требует большой уклон крыши

Характерную стропильную конструкцию

Вопрос 41

Состав сырья, технология получения и свойства портландцемента. Минеральный состав клинкера.

Портландцемент представляет собой гидравлический вяжущий продукт тонкого помола цементного клинкера, который получается путем обжига до спекания природного сырья или искусственной сырьевой смеси определенного состава. Сырье, пригодное для получения портландцемента должно иметь 75-78% карбоната кальция и 22-25% глины. Такое природное сырье встречается крайне редко, поэтому заводы производящие цемент отлично работают на искусственных смесях из карбонатных пород и глины. Спёкшаяся сырьевая смесь в виде зерен 40-50 мм называется клинкером.

Основные технологические операции выполняющиеся для получения цемента:

1. Добыча сырья и приготовление сырьевой смеси.

2. Обжиг сырьевой смеси и получение цементного клинкера.

3. Помол цементного клинкера с добавкой

Добыча сырья

Добыча сырья является основной в ступени производства цемента. Сырьём для цемента служит слой известняка зеленовато – жёлтого цвета. Добыча ведётся открытым способом. Залегания цементного известняка располагается на глубину до 10 м. неравномерными слоями до 0,7 м. 

Мин. состав клинкера состоит из

CaO – 60-68%. SiO₂ – 19-25%, оксида алюминия 4-8%, оксида железа 2-6%.

Вопрос 42

Структурно-чувствительные свойства АСМ

Плотность [кг/м3] ([г/см3])

Бывает теоретическая (идеально плотный материал), средняя и насыпная. Все структурно-чувствительные свойства изотропны.

Пористость, % пор. Пористость – степень заполнения обьема порами. Поры могут быть заполнены воздухом и водой. Заполненные воздухом – хорошая теплоизоляция.

Поверхностные, заполненные влагой, уменьшают σ_в, F, долговечность.

Замерзание воды в поверхностных порах – 9%

Поверхностная пористость хороша только в звукоизоляции?

Вопрос 43

Гидрофизические свойства АСМ

Свойства, связанные с воздействием на материал воды, называются гидрофизическими. Гигроскопичность — свойство пористо-капиллярного материала поглощать влагу из воздуха. Гигроскопичность отрицательно сказывается на качестве строительных материалов

Капиллярное всасывание — свойство пористо-капиллярных материалов поднимать воду по капиллярам. Оно вызывается силами поверхностного натяжения, возникающими на границе раздела твердой и жидкой фаз.  Водопоглощение — свойство материала при непосредственном соприкосновении с водой впитывать и удерживать ее в своих порах. Водопоглощение выражают степенью заполнения объема материала водой (водопоглощение по объему Wо) или отношением количества поглощенной воды к массе сухого материала.  Водопоглощение различных материалов находится в широких пределах (% по массе):  гранита 0,02...1;  плотного тяжелого бетона 2...5;  керамического кирпича 8...25;  асбестоцементных прессованных плоских листов — не более 18;  теплоизоляционных материалов 100 и более. Влажность — отношение массы воды, находящейся в данный момент в материале, к массе (реже к объему) материала в сухом состоянии.  Вычисляется по тем же формулам, что и водопоглощение, и выражается в процентах. При этом массу материала берут в естественно влажном, а не в насыщенном водой состоянии. При транспортировании, хранении и применении материалов имеют дело не с водопоглощением, а с их влажностью. Влажность меняется от 0 % (для абсолютно сухих материалов) до значения полного водопоглощения и зависит от пористости, гигроскопичности и других свойств материала, а также от окружающей среды — относительной влажности и температуры воздуха, контакта материала с водой и т. д.  Водостойкость — свойство материала сохранять прочность при насыщении его водой.  Критерием водостойкости строительных материалов служит коэффициент размягчения Кр = К/Кс— отношение прочности при сжатии материала, насыщенного водой прочности сухого материала Кс - Он изменяется от 0 (для глины) до 1 (стекло, металлы).  Материалы, у которых коэффициент размягчения больше 0,75, называют водостойкими. Влагоотдача — свойство материала терять находящуюся в его Числовой характеристикой влагоотдачи является количеством воды (в%), испарившейся из образца в течение 1 суток при тнмпературе 20 °С и относительной влажности воздуха 60 %. 

Водопроницаемость — свойство материала пропускать через себя воду под давлением.  Степень водопроницаемости в основном зависит от строения и пористости материала. Чем больше в материале открытых пор и пустот, тем больше его водопроницаемость. Воздухе-, газо- и паропроницаемость — свойства материала пропускать через свою толщу соответственно воздух, газ и пар. Они зависят главным образом от строения материала, дефектов его структуры и влажности.  Паропроницаемость возникает при различном содержании и упругости пара по обе стороны поверхности, что зависит от темпертуры водяных паров и характеризуется коэффициентом паропроницаемости, который равен количеству водяного пара (в г), проникающего в течение 1 ч через 1 м2 материала толщиной 1 м при разности давлений пара на поверхностях 133,3 Па. Морозостойкость — свойство материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное число циклов попеременного замораживания и оттаивания без видимых признаков разрушения и без значительного снижения прочности и массы.