Огнеупорность — свойство глины выдерживать действие высокой температуры без деформации.

По огнеупорности глины разделяют на три группы:

• огнеупорные с температурой размягчения выше 1580.°С,

• тугоплавкие с температурой размягчения 1580—1350.°С,

• легкоплавкие с температурой размягчения ниже 1350°С.

Теоретический материал

Занятие № 9

Основные свойства керамических материалов. Классификация керамических изделий

Цели и задачи занятия.

В ходе проведения занятия студенты должны получить представление о составе , получении и классификации керамических изделий.

Теоретический материал

Производство керамических материалов и изделий

Добыча глины. Глину для производства керамических материалов и изделий добывают в карьерах, расположенных обычно в непосредственной близости от завода,

одно- или многоковшовыми экскаваторами и другими машинами и механизмами. На завод глину доставляют по рельсовым путям в вагонетках с опрокидывающимся кузовом, автосамосвалами, ленточными транспорте­рами, вагонетками канатной дороги и другими видами транспорта.

Подготовка сырьевой массы. Добытая в карьере и доставленная на завод глина в естественном состоянии обычно непригодна для формования изделий и нужно разрушить природную структуру глины, удалить из нее вредные примеси, измельчить крупные включения, смешать глину с добавками, а также увлажнить ее, чтобы получить удобоформуемую массу.

Сырьевую смесь готовят полусухим, пластическим или мокрым (шликерным) способами

При полусухом способе сырьевые материалы высушивают, дробят, размалывают и тщательно перемешивают. Сушат глину обычно в сушильных барабанах, дробят и размалывают в бегунах сухого помола, дезинтеграторах или шаровых мельницах, а смешивают в лопастных мешалках. Влажность пресс-порошка 9—11 %

Полусухой способ подготовки сырьевой смеси применяют в производстве строительного кирпича полусухого прессования, плиток для полов, облицовочных плиток и др.

При пластическом способе сырьевые материалы смешивают при естественной влажности или с добавлением воды до получения глиняного теста влажностью 18— 23 %:

(При шликерном способе сырьевые материалы предварительно измельчают в порошок а затем тщательно смешивают в присутствии большого количества воды, получая однородную суспензию (шликер).

Формование изделий. Формуют керамические изделия различными способами: пластическим, полусухим и литья.

• Пластический способ формования — изготовление изделий из пластических глиняных масс на прессах—наиболее распространен в производстве строительных керамических изделий.

Подготовленную глиняную массу влажностью 18— 23 % направляют в приемный бункер ленточного пресса. При помощи шнека масса дополнительно перемешивается, уплотняется и выдавливается в виде бруса через выходное отверстие пресса, снабженного сменным мундштуком. Меняя мундштук, можно получать брус различных формы и размеров. Непрерывно выходящий из пресса брус разрезает на отдельные части в соответствии с размерами изготовляемых изделий автоматическое реза­тельное устройство.

• Полусухим способом формуют облицовочные плитки, плитки для полов и другие тонкостенные керамические изделия.

• Способ литья применяют для изготовления санитарно-технического фаянса и облицовочных плиток. При этом способе предварительно измельченную глиняную массу влажностью более 45 % (шликер) заливают в спе­циальные формы или используют при формовании плиток.

Сушка изделий. Сформованные изделия (сырец) необходимо сушить, чтобы снизить их влажность, например кирпич-сырец сушат до влажности 8—10 %. За счет сушки повышается прочность сырца, предотвращаются растрескивание и деформация его в процессе обжига. Сушка может быть естественной и искусственной.

Естественная сушка в сушильных сараях не требует затрат топлива, но продолжается очень долго (10— 15 сут).

Искусственную сушку сырца в камерных сушилках периодического действия и туннельных непрерывного действия.

Длительность искусственной сушки сырца составляет от 1 до 3 сут.

Обжиг изделий — завершающий этап технологического процесса производства керамических изделий. Процесс обжига можно условно разделить на три периода: прогрев сырца, собственно обжиг и охлаждение. При про­греве сырца медленно поднимают температуру до 100— 120 °С, при этом из него удаляется свободная вода. Дальнейшее повышение температуры до 750 °С приводит к выгоранию органических примесей и удалению химически связанной воды, находящейся в глинистых минералах и других соединениях сырьевой смеси.

В процессе собственно обжига при 800—900 °С легкоплавкие соединения расплавляются и обволакивают нерасплавившиеся частицы, при этом уменьшаются линейные размеры изделия и оно уплотняется.

Сортировка и хранение керамических изделий. При выгрузке из печи керамические изделия сортируют. Качество изделий устанавливают по степени обжига, внешнему виду, форме, размерам, а также по наличию в них различных дефектов. По степени обжига они могут быть разделены на изделия нормального обжига, недожог и пережог.

Кирпич керамический полнотелый имеет форму прямоугольного паралле­лепипеда размером 250Х X120X65 мм (рис. 18) или 250X120X88 мм. Для модульного кирпича толщиной 88 мм обяза­тельно наличие технологических пустот. Допускаемые отклонения от указанных размеров не должны превы­шать по длине ±5, по ширине ±4, по толщине ±3 мм.

Кирпич должен быть нормально обожжен. Кирпич-недожог алого цвета, пониженной плотности и морозостойкости, кирпич-пережог отличается большой плотностью, прочностью и сравнительно высокой теплопроводностью.

Плотность кирпича в сухом состоянии колеблется в пределах 1600—1900 кг/м3, а теплопроводность — 0,71— 0,82 Вт/(м*С). Эти свойства кирпича зависят от спосо­ба его изготовления. Большую плотность, а следовательно, и большую теплопроводность имеет кирпич полусухого прессования.

По пределу прочности при сжатии и изгибе кирпич подразделяют на следующие марки: 75, 100, 125, 150, 175, 200 и 300 (табл.1).

Водопоглощение кирпича, высушенного до постоян­ной массы, должно быть не менее 8 %.

К эффективным стеновым керамическим материалам относят пустотелые керамические кирпич и камни (рис. 1). Они имеют форму прямоугольного параллелепипеда с ровными гранями на лицевых поверхностях. Пустоты в кирпиче и камнях должны располагаться перпендику­лярно или параллельно постели и могут быть сквозными или несквозными. Диаметр цилиндрических сквозных пустот не более 16 мм, ширина щелевидных пустот не более 12 мм. Толщина наружных стенок кирпича и камней должна быть не менее 12 мм. Водопоглощение пустотелых изделий не менее 6%. По прочности кирпич и кам­ни подразделяют на марки: 300, 250, 200, 175, 150, 125, 100, 75 (см. табл. 6), а по морозостойкости — на марки: Мрз 15, 25, 35 и 50.

Керамические облицовочные материалы

1. Лицевые кирпич и камни характеризуются правиль­ной формой, четкими гранями и однородностью окраски. Лицевая поверхность их может быть гладкой, рельефной и офактуренной. Цвет лицевого кирпича и камней от темно-красного до кремового. Материалы кремового цвета изготовляют из светложгущихся глин, в настоящее время они наиболее распространены. Кирпич и камни выполняют сплошными и пустотелыми. Технология их аналогична технологии керамического кирпича, изготовляемого пластическим или полусухим способом.

2. Кирпич и камни с различной фактурной поверхностью (зернистой, бороздчатой и пр.). Фактурный слой из беложгущихся глин наносят на две взаимно перпендикулярные поверхности изделий в процессе их формования.

Лицевые кирпич и камни в зависимости от формы и назначения разделяют на:

• рядовые

• профильные.

Рядовые используют для гладкой части стен, а профильные— для карнизов, тяг, поясов и т. д.

Лицевые кирпич и камни применяют для кладки наружных рядов фасадов и внутренних стен вестибюлей, лестничных клеток, переходов и других помещений. Их укладывают одновременно и перевязку с обыкновенным кирпичом или камнем, с которыми они воспринимают одинаковую нагрузку. Такой способ облицовки обеспечивает надежное ее крепление, повышает долговечность и снижает трудоемкость и стоимость отделки зданий.

3. Керамические фасадные плитки изготовляют способом полусухого прессования. Основной размер фасадных плиток 250X140X10, цокольных— 150X75X7, типа «кабанчик» — 125x60x7 мм.

4. Фасадные архитектурно-художественные плитки типа «ромб», «лепесток» «диагональная», «пирамидка», «волна», «шары» (рие,.20).

5. Ковровая керамика представляет собой мелкоразмерные плитки различного цвета, глазурованные и неглазурованные. Плитки одного или нескольких цветов набирают в «ковры».

Выводы

После изучения материала становится понятно назначение керамических материалов в строительстве.

Вопросы для самоповторения

• Сырьё для производства керамических материалов

• Кирпич глиняный. Свойства. Размеры. Применение

3.Достоинства и недостатки керамических материалов

4. Глина. Свойства глины

5.Классификация керамических изделий по назначению

Наглядная информация Таблица 13.

Прочность кирпича

Рис.3 Керамический кирпич с 19(а), 32(б), 18(в) и 28 (г) пустотами

Практические занятия

Занятие № 9-№10

Лабораторная работа №5. Оценка соответствия кирпича требованиям стандарта Цели и задачи выполнения практического задания:

Цель работы: Изучение методики определения соответствия кирпича требованиям стандарта

Задание: Оценить соответствие кирпича требованиям стандарта

Методические указания по выполнению задания

Ход работы:

Приборы и материалы:

16. Весы

17. Электроплита

18. Штангенциркуль

19. Сушильный шкаф

20. Кирпич керамический

Ход работы:

1.Внешний вид кирпича

Измерить длину, ширину, толщину кирпича и сравнить

соответствуют ли размеры по ГОСТу.

Кирпич одинарный должен иметь следующие размеры:

длину 250 мм,

ширину 120 мм,

толщину 65 мм; Кирпич модульный:

длину 250 мм,

ширину 120 мм,

толщину 88 мм.

Допустимые отклонения от этих размеров для кирпича не должны превышать:

по длине ± 5 мм,

но ширине ± 4 мм,

по толщине ± 3 мм.

2. Определить степень обжига кирпича по цвету и по звуку.

Внешним осмотром устанавливают наличие недожога в контролируемом кирпиче, для чего сравнивают отобранные образцы с эталоном (нормально обожженным кирпичом - красно - кирпичный цвет).

Более светлый вид кирпича, чем у эталонного ("алый" кирпич), и глухой звук при ударе- по кирпичу молотком указывают на наличие недожога.

Пережженный кирпич характеризуется оплавлением и вспучиванием, имеет бурый цвет и, как правило искривлен.

Недожженный и пережженный кирпич является браком.

3.Определить степень искривления поверхностей и ребер кирпича

Линейные размеры кирпича и размеры трещин проверяют металлической линейкой с точностью до 1 мм.

Кирпич должен иметь форму прямоугольного параллелепипеда, с прямыми ребрами и углами, четкими гранями и ровными лицевыми поверхностями.

Искривление поверхностей и ребер, отбитость или притупленность ребер и углов устанавливают при помощи металлического угольника и линейки с точностью до 1 мм.

В лаборатории кирпич укладывают на ровный стол,

К проверяемой поверхности прикладывают ребром металлическую линейку или треугольник в таком направлении, чтобы выявить максимальное значение прогиба поверхности .

Максимальное значение зазора между ребром линейки и проверяемой поверхностью изделия измеряют специально изготовляемыми для этой цели калибрами. Результат измерений записывают в тетрадь для лабораторных работ и сравнивают с данными ГОСТ 530-95.

По форме и внешнему виду кирпича стандартом допускаются следующие отклонения:

искривление граней и ребер кирпича- по постели не более 3 мм и по ложку не более 4 мм;

сквозные трещины на ложковых гранях (т.е. на сторонах размером 250x65 и 250x88 мм) навею толщину кирпича протяженностью по ширине кирпича до 30 мм включительно - не более одной (кирпич, имеющий сквозную трещину протяженностью более 30 мм, относится к половнику);

отбитости или притупленности ребер и углов размером по длине ребра не более 15 мм - не свыше двух.

* Известковые включения (дутики), вызывающие разрушение кирпича, не допускаются.

Результаты испытания заносим в таблицу 2.

4. Испытание свойств

a).Определение средней плотности кирпича.

Ход работы

1. Взвешиваем образец материала.

2. Находим объем образца. Объем образцов определяют по их геометрическим размерам, измеренным с погрешностью не более I мм. Дня определения каждого линейного размера образец измеряют в трех местах - по ребрам и середине грани. За окончательный результат принимают среднее арифметическое трех измерений.

3, Среднюю плотность р, кг/м ³, находим по формуле:

P=m/v*100,

Где m - масса образца, г.

V - Объем образца в естественном состоянии, см3.

Результаты испытания заносим в таблицу 1.

б). Определение влажности кирпича.

Ход работы

1.Взвешиваем образец материала.

2.Помещаем в сушильный шкаф и высушиваем до постоянной массы.

3.Образец охлаждаем и взвешиваем.

4 Влажность W, % , находим по формуле:

W=(m1-m2/ m2)*100

где: m1- Масса влажного образца, г.

m2 - масса сухого образца, г,

Результаты заносим в таблицу1.

в). Определение водопоглощения кирпича.

ПЕРВЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ

(путем насыщения образцов (целого кирпича или его половинок) в воде с температурой 13-20°С в течение 48 ч)

Образцы кирпича в количестве 3 шт. перед испытанием высушивают при температуре 105-110 С до постоянной массы. Массу образца считают постоянной, если разница результатов двух последовательных взвешиваний после высушивания не превышает 0,2%.

Взвешенные образцов производят после их полного остывания. Время между двумя последовательными взвешиваниями, включающее сушку и остывание образцов, должно быть не менее 3 ч.

Образцы-кирпичи укладывают тычком на дно сосуда с водой с температурой 15-20 С так, чтобы уровень воды в нем был выше верха образцов на 2-10 см. образцы выдерживают в воде в течение 48 ч, после чего вынимают из сосуда, обтирают влажной тканью и немедленно взвешивают.

Массу воды, вытекающую из образца на чашку весов, включают в массу насыщенного водой образца

Водопоглощение образца W:,, % определяют по формуле

Wm =((mн - mс) / mс )х100 %

Где mн - масса насыщенного водой образца, г:

mс - масса образца, высушенного до постоянной массы, г,

Водопоглощение кирпича вычисляют как среднее арифметическое результатов испытаний трех образцов.

ВТОРОЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ

(ускоренный . путем кипячения в кипящей воде в течение 4 ч,),

Подготовленные по приведенной ранее методике три образца-кирпича погружают в сосуд с водой, нагревают до температуры кипячения воды.

В кипящей воле образцы выдерживают в течение 4 ч, после чего охлаждают до температуры 20-50 путем непрерывного добавления в сосуд холодной воды.

Взвешивание и вычисление водопоглощения производят по приведенной выше методике.

Водопоглощение кирпича должно быть не менее 8°

Результаты испытания заносим в таблицу1.

г) Определение марки кирпича

Марку кирпича определяют по пределу прочности при сжатии и изгибе подготовленных и испытанных на гидравлическом прессе образцов.

Ход работы

Предел прочности при сжатии

определяют следующим образом.

Отобранные для испытания кирпичи распиливают дисковой пилой на распиловочном станке по ширине на две равные части.

Обе половинки постелями накладывают одна на другую так, чтобы поверхности распила были направлены в противоположные стороны, и склеивают цементным тестом из портландцемента марки не выше 400, при этом толщина слоя цементного теста между половинками не должна превышать 5 мм.

Цементным тестом слоем 3 мм выравнивают (подливают) обе внешние поверхности, параллельные соединительному шву. Излишки цементного теста срезают, и края слоев выравнивают ножом.

Изготовленный таким образом образец должен быть близок к кубу (рис. 1). Необходимо, чтобы плоскости образца были взаимно параллельны и перпендикулярны боковым граням, что проверяют угольником,

Образцы до испытания следует выдерживать в лаборатории во влажных условиях в течение 3-4 суток для затвердения цементного теста, после чего их испытывают на сжатие.

Перед испытанием на сжатие проверяют угольником параллельность поверхностей, покрытых затвердевшим цементным тестом, и измеряют с точностью до 1 см³ площадь поперечного сечения.

При определении предела прочности при сжатии образец устанавливают на нижнюю опору гидравлического пресса так, чтобы геометрически его центр совпадал с центром опоры.

Затем верхнюю опору опускают на образец и насосом пресса равномерно передают давление на образец, доводя его до разрушения.

Значение разрушающего усилия фиксируют по показанию контрольной стрелки силоизмерительного пресса.Предел прочности при сжатии Rсж, МПа.:

Rсж = P/S,

Где Р - разрушающая нагрузка, Н; S - площадь,см²

Среднее значение предела прочности при сжатии вычисляют как среднее арифметическое из результатов испытания пяти образцов.

Результаты испытания заносим в таблицу3.

Предел прочности при изгибе

I. Определяют путем испытания на гидравлическом прессе целого кирпича, уложенного плашмя на две опоры, расположенные на расстоянии 200 мм одна от другой . Опоры должны иметь закругления радиусом 10 - 15 мм. Нагрузку передают на середину кирпича через опору с таким же закруглением.

2. Для более плотного и правильного прилегания образца к опорам на кирпиче по уровню накладывают из цементного теста три полоски шириной 20 - 30 мм; -- две полоски - в местах опирания на нижние опоры,

-- одну - под опору, передающую нагрузку.

Если на кирпиче имеются трещины, то полоски располагают так, чтобы самые значительные трещины при испытании оказались на нижней поверхности образца, подготовленные образцы выдерживают в лаборатории в течение 3 - 4 суток для затвердения цементного теста

Перед испытанием измеряют размеры поперечного сечения кирпича по середине пролета, (между опорами) с точностью до 1 мм.

Испытания кирпича проводят на 5-тонном гидравлическом прессе.

Предел прочности при изгибе Rизг, МПа, вычисляют по Формуле

Rизг= 3РI\ 2bh

Где

Р - разрушающая нагрузка, . 1' - расстояние между опорами, мм (см); - b -ширина кирпича, мм; h - высота (толщина) кирпича по середине пролета, мм.

За окончательный результат принимают среднее значение из пяти .

Сравнивая полученные результаты с данными, приведенными в табл.1 ( по среднему и минимальному значению прочности отдельных образцов)., определяют марку кирпича.

Марки керамического кирпича.

д) Определение морозостойкости

Подготовка кирпича к испытанию, т.е. перед испытанием на образцах несмываемой краской около ребер, углов фиксируют трещины и другие дефекты. Образцы со значительными дефектами испытанию не подлежат.Высушивают до постоянной массы и взвешивают. Насыщают водой, как при определении водопоглощения. Замораживание образцов в морозильной камере и их оттаивание производят в контейнерах., сваренных из стальных стержней и полос. В контейнере образцы укладывают, соблюдая зазоры не менее 20 мм, чтобы лучше обеспечить доступ холодного воздуха, к образцам. При этом морозильную камеру можно загрузить не более чем на 50% ее объема. Закрыв морозильную камеру после загрузки образцов, в ней поддерживают температуру в пределах от минус 15 до минус 20 С. Началом замораживания образцов считают момент установления в камере температуры минус 15⁰ С. Продолжительность одного замораживания образцов при температуре воздуха в камере минус 15°С должна быть 4 ч. После окончания замораживания образцы в контейнерах полностью погружают в сосуд с водой. Температура воды в сосуде должна быть 15 - 20"С в течение всего периода оттаивания образцов. Продолжительность одного оттаивания образцов в воде должна быть не менее 2 ч.

При оценке морозостойкости кирпича по степени повреждения образцы осматривают через каждые 5 циклов при 15 и 25 циклах попеременного замораживания н оттаивания и через каждые 10 циклов при 35 и 50 циклах попеременного замораживания и оттаивания.

Осмотр производят после их оттаивания. Образцы считают выдержавшими испытание, если после требуемого числа циклов замораживания и оттаивания они не разрушаются или на их поверхности не будет обнаружено видимых повреждений.

При оценке морозостойкости кирпича по потере массы после проведения требуемого числа циклов замораживания и оттаивания образцы высушивают при температуре 105-1 10⁰ С до постоянной массы.

Потеря массы образцов кирпичей.. %,

М1=((m1 - m2) / m1 ) х100%

Где; m1 - масса насыщенного водой образца перед испытанием его на морозостойкость, г; m2 - то же, после испытания, г. Потерю массы образцов после испытания на морозостойкость вычисляют как

среднее арифметическое результатов испытаний пяти образцов. Допускаемая величина потери массы образцов после попеременного замораживания и оттаивания устанавливается стандартами. Для керамического кирпича потеря массы не должна превышать 2%.

Алгоритм выполнения

Применены технологические инновации - использовано лабораторное оборудование и средства измерения Испытательной лаборатории.

1. Разделиться на две бригады.

2. Пройти в помещение лаборатории.

3. Каждая бригада получает материалы у лаборанта.

4. Используя необходимое оборудование и средства измерения произвести исследования материалов.

5. Вернуться в лабораторию

6. Произвести необходимые расчеты

7. Сравнить полученные данные с справочными данными ГОСТа и сделать вывод по работе

8. Защитить работу у преподавателя.

Таблица 15

Марки кирпича

Таблица 16

Таблица для сводов результатов

Рис.4.Образец из двух половинок кирпича, для испытания на сжатие

Вопросы для самопроверки

1. Как определяется средняя плотность кирпича?

2. Какие виды производства кирпичей Вы знаете?

3. Как определить марку кирпича?

4. Зачем необходимо определять водопоглощение кирпича?

5. Как от внешнего вида кирпича зависит его применение в строительстве?

6.Для чего определяем свойства кирпича?

Вид контроля

Защита

Библиографический список

1. Попов Л.Н. Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия». -М.: Инфра-М, 2003

2. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия.-М.:2007

3.Попов Л.Н.Практические работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия».-М.:,2008

Занятие № 11

Практическое занятие №2

Ознакомление с различными видами керамики

Цели и задачи выполнения практического задания:

Изучить материалы и изделия из керамики и выявить область их применения в строительстве.

Задание: Описать материалы и изделия из керамики

Методические указания по выполнению задания

При изучении темы необходимо обратить внимание на наличие большого разнообразия материалов из керамики, рассматриваемых в данной теме, особое внимание заострить на преимуществах керамических материалов и изделий перед материалами из другого сырья. Выполнить описание материалов и изделий из керамики, указать области и особенности их применения .

Алгоритм выполнения

Применены технологические инновации - использованы образцы материалов лаборатории с их описанием в проспектах.

1. Перед выдачей задания предложено разделиться студентам по 2-3 человека и создать рабочие группы. Это позволит организоваться студентам по имеющимся трудовым навыкам в рабочей группе.

2.Каждая группа формирует рабочее название своей работы и сообщает его преподавателю.

3.Выбрать 7-8 образцов предложенных преподавателем образцов материалов и проспектов к ним.

4. Принести из библиотеки литературу

5. Описать 7-8 материалов по предложенному плану:

• Наименование

• Внешние признаки

• Свойства

• Достоинства

• Недостатки

• Область и особенности применения

4. Выбранные данные занести в таблицу4

5. Защитить работу у преподавателя, предварительно ответив на вопросы для самопроверки.

Справочная информация

Таблица 17

Для оформления работы

Вопросы для самопроверки

1. Какие группы материалов из керамики по назначению Вы знаете?

2. Каковы области применения материалов из керамики вы знаете?

3. Укажите основные достоинства материалов из керамики?

4. Укажите основные недостатки материалов и изделий из керамики?

5. Укажите области применения в строительстве, где материалы из керамики постепенно вытесняются материалами из других материалов.

6. Укажите области применения в строительстве, где материалы из керамики имеют более преимущественное значение перед другими материалами .

Методические указания по организации самостоятельной внеаудиторной работы

Занятие № 9 Лабораторная работа №5. Оценка соответствия кирпича требованиям стандарта

Цели и задачи занятия.

Закрепление изученного материала и углубление знаний по нему.

Задание: Изучение основных технологий производства стекла и материалов из стекла, применяемых в строительстве.

Методические указания по выполнению задания

При изучении темы необходимо систематизировать знания по стеклокристаллическим материалам. Особое внимание удедить способам производства отдельных изделий из стекла, т.к. по свойствам некоторые могут заменить во многих конструкциях даже металлы. Подготовить презентации способов производства изделий из стекла.

Алгоритм выполнения

Применены дистанционные технологии – студенты самостостоятельно готовят предложенный материал, используя как основу теоретический материал темы , который можно углубить используя предложенную литературу.

1. Перед выдачей задания предложено разделиться студентам по 2-3 человека и создать рабочие группы. Это позволит организоваться студентам по имеющимся трудовым навыкам в рабочей группе.

2.Каждая группа формирует рабочее название своей работы и сообщает его преподавателю.

3. Из предложенной литературы выбрать наиболее интересный материал в предложенной литературе, проспектах по теме или найти в сети готовый материал и подготовить задание. Выбрать наиболее перспективный способ производства стекла вашему мнению материал

4.Презентовать материал совместно со способом его производства,на ближайшем занятии.

5.Сделать его рекламную презентацию, показав все достоинства и недостатки способа производства этого материала (иди ряда материалов, производимых этим способом).

Вид контроля

Опрос

Теоретический материал

Стекло и стеклокристаллические материалы

Производство стекла

Стеклом называют твердый, аморфный, прозрачный в той или иной области оптического диапазона (б зависи­мости от состава) материал, получаемый из переохлаж­денных жидких минеральных расплавов, содержащих стеклообразующие компоненты (оксиды кремния, бора, алюминия и др.) и оксиды металлов (лития, калия, маг­ния, свинца и т. д.).

Производство стекла включает следующие техноло­гические операции:

• подготовку сырьевых материалов (обогащение, сушка, измельчение);

• приготовление ших­ты (смешивание компонентов и брикетирование);

• варку стекла в стекловаренных печах при 1400—1500°С;

• ох­лаждение стекломассы до температуры, при которой она приобретает оптимальную для данного метода выработ­ки стекла вязкость,

• формование из полученного распла­ва изделий;

• термическую, механическую или химиче­скую обработку.

Метод выработки (формования) зависит от вида из­делия. Для получения строительного стекла используют

1. вытяжку,

2. прокат,

3. прессование.

Стекло характеризуется:

• высокой прочностью при сжатии (600—1200 МПа)

• сравнительно малой проч­ностью при растяжении (30—90 МПа).

• оно очень плохо сопротивляется удару, т. е. хрупко.

• характерным свой­ством стекла является высокая прозрачность

• способ­ность пропускать не менее 84 % лучей видимого спектра. Плотность стекол изменяется в пределах от 2,2 до 2,6 г/см3, плотность промышленных стекол порядка 2,5 г/см3.

• стекло отличается сравнительно низкой теплопро­водностью; в зависимости от вида стекла теплопровод­ность его колеблется в пределах 0,5—1 Вг/(м-°С).

• стекло имеет низкую термостойкость, т. е. при резком и сильном нагревании или охлаждении в нем возникают большие напряжения, вызывающие растрескивание. При нагревании стекло размягчается и при температуре око­ло 1000 °С плавится.

• оно обладает также высокой хими­ческой стойкостью. Большинство минеральных кислот, за исключением фтористоводородной (плавиковой) кис­лоты, не разрушает стекло; растворы щелочей и даже чистая вода разрушает стекло с поверхности, хотя очень медленно.

СИТАЛЛЫ И ШЛАКОСИТАЛЛЫ

Ситаллы представляют собой стеклокристаллические материалы, получаемые из стекла в результате его пол­ной или частичной кристаллизации.

Для производства ситаллов требуется дополнительная по сравнению с про­изводством стекла термическая обработка, в процессе которой происходит кристаллизация стекла. В качестве катализаторов кристаллизации служат соединения фто­ридов или фосфатов щелочных или щелочноземельных металлов.

По внешнему виду ситаллы могут быть черного, ко­ричневого, серого, кремового и других цветов, глухие и прозрачные. Кристаллическая структура определяет ис­ключительно высокие физико-механические свойства ситаллов:

• Предел прочности при сжатии ситаллов более 500 МПа.

• Обладая малым тепловым расширением

• вы­сокой прочностью,

• ситаллы отличаются большой терми­ческой стойкостью,

• долговечностью,

• стойкостью к агрес­сивным воздействиям,

• износостойкостью.

Ситаллы применяют для изготовления прочных, химически и тер­мически стойких облицовочных плиток, труб и других изделий,

Шлакоситаллы—новые строительные материалы мик­рокристаллического строения, сырьем для производства которых служат металлургические шлаки. Из расплава шлака с добавками методом непрерывного проката или прессованием формуют изделия, направляемые затем на термообработку, при которой происходит кристаллиза­ция.

Шлакоситаллы имеют:

• плотную структуру и обладают высокими прочностью,

• твердостью,

• термо-

• износостой­костью

• стойкостью к химически агрессивным средам.

• Цвет шлакоситаллов темно-серый или белый, но они мо­гут быть окрашены в различные цвета керамическими красками.

Используют шлакоситаллы для покрытия полов и об­лицовки стен зданий различного назначения, в качестве защитной облицовки строительных конструкций в про­мышленных зданиях с химически агрессивными услови­ями производства, а также для футеровки оборудования химической и горнодобывающей промышленности.

Библиографический список

1.Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия.-М.:2007

2.Попов Л.Н.Практические работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия».-М.:,2008

3. Проспекты материалов

4. Интернет- ресурсы

Итоговые тесты по теме

• К достоинствам керамики относятся:

А) Горючесть

Б) Большое водопоглощение

В) Неисчерпаемость

Г) Неморозостойкость

• Марка кирпича-это…

А) Предел прочности при сжатии двух половин кирпича, соединённых между собой гипсом

Б) Предел прочности на изгиб целого кирпича

В) Предел прочности при сжатии целого кирпича

Г) Предел прочности при сжатии двух половин кирпича, соединенных между собой раствором 1:3

• Кафельная плитка для внутренней облицовки стен имеет размеры…

А) 5*5 см

Б) 10*10 см

В) 15*15 см

Г) 20*20 см

• Как называется плитка для пола ?

А) Керамдор

Б) Метлахская

В) Фактурная

Г) Глазурованная

• Основной материал для получения керамики – это…

А) Шлак

Б) Глина

В) Терракота

Г) Кварцит

• Укажите свойство материала, не относящееся к глине

А) Спекаемость

Б) Пластичность

В) Огнеупорность

Г) Ангобированность

• Шамот используют для...

А) Глазурованных поверхностей

Б) Изготовления огнеупоров

В) Изготовления кирпича

Г) Изготовления блоков

• К методам формирования кирпича не относятся

А) Пластическое

Б) Полупластичное

В) Сухое

Г) Полусухое

• Обжиг керамики проводиться при температуре?

А) 600-800˚C

Б) 950-1000˚C

В) 800-950˚C

Г) 800-1200˚C

• К основному оборудованию для переработки глины можно отнести:

А) Вальцы

Б) Конвейер

В) Дезинтеграторы

Г) Пресс

• К основным граням кирпича не относят..

А) Ложок

Б) Тычок

В) Бочок

Г) Постель

• Если у кирпича в месте откола виден белый порошок этот дефект называется?

А) Пережог

Б) Недожог

В) Железняк

Г) Дутик

• К специальной керамике относят:

А) Кирпич

Б) Стеновые камни

В) Унитазы

Г) Плитка

• Размеры обыкновенного глиняного кирпича?

А) 250*120*80

Б) 250*120*65

В) 288*135*65

Г) 250*125*80

• Плавни добавляют в глину для…

А) Отощения глины

Б) Увеличения температуры спекания

В) Снижения плотности

Г) увеличения теплопроводности изделий из глины

Заключение

В результате изучения темы студент умеет производить оценку керамического кирпича по внешним признакам и свойствам, умеет классифицировать керамические и стеклянные изделия по способам производства, разбирается в их применении в строительстве.

Тема 2.3. Металлы

Введение

Металлы широко применяются в строительстве. Так при возведении каркасов промышленных и гражданских зданий, мотов используют прокат, в железобетоне- стальную арматуру. Применяют также стальные и чугунные трубы . кровельную сталь и другие металлические изделия.

Теоретический материал

Металлы — кристаллические вещества, характеризующиеся:

• высокими электро и теплопроводностью,

• ковкостью,

• способностью хорошо отражать электромагнитные волны и другими специфическими свойствами.

Свойства металлов обусловлены их строением: в их кристаллической решетке есть не связанные с атомами электроны, которые могут свободно перемещаться.

Производство чугуна. Чугун получают в доменных печах высокотемпературной (до 1900° С) обработкой смеси:

• железной руды,

• твердого топлива (кокса)

• флюса. Флюс (обычно известняк СаС03) необходим для перевода пустой породы (состоящей в основном из Si02 и А1203), содержащейся в руде, и золы от сжигания топлива в расплавленное состояние. Эти компоненты, сплавляясь друг с другом, образуют доменный шлак, который представляет собой в основном смесь силикатов и алюминатов кальция.

Доменная печь — очень большое инженерное сооружение. Полезный объем печи — 2000...3000 м3, а суточная производительность — 5000...7000 т. В печь сверху через устройство загружают шихту, а снизу через фурмы подают воздух. По мере продвижения шихты вниз ее температура поднимается. Кокс, сгорая в условиях ограниченного доступа кислорода, образует СО, который, взаимодействуя с оксидами железа, восстанавливает их до чистого железа, окисляясь до С02. Железо плавится и при этом растворяет в себе углерод (до 5 %), превращаясь в чугун. Расплавленный чугун истекает в низ печи, а расплав шлака 2, как более легкий, находится сверху чугуна. Чугун и шлак периодически выпускают через летки и в ковш. На каждую тонну чугуна получается около 0,6 т огненно-жидкого шлака.

Производство стали. Сталь получают из :

• чугуна

• железного металлолома

специальных добавок, в том числе и легирующих элементов плавлением в мартеновских печах, конверторах или электрических печах. Выплавка стали — сложный процесс, складывающийся из целого ряда химических реакций между сырьевой шихтой, добавками и топочными газами. Выплавленную сталь разливают на слитки или перерабатывают в заготовки методом непрерывной разливки

Свойства сталей

1. Плотность стали — 7850 кг/м3, что приблизительно в 3 раза выше плотности каменных материалов (например, обычный тяжелый бетон имеет плотность — 2400 ±50 кг/м3).

2. Прочностные и деформативные свойства стали обычно определяются испытанием стали на растяжение. При этом строится диаграмма «напряжение— деформация». Сталь, как и другие металлы, ведет себя как упруго-пластичный материал (рис. 1). В начале испытаний деформации у стали пропорциональны напряжениям. Максимальное напряжение, при котором сохраняется эта зависимость, называется предел пропорциональности (при этом напряжении остаточные деформации не должны превышать 0,05%).

При дальнейшем повышении напряжения начинает проявляться текучесть стали быстрый рост деформаций при небольшом подъеме напряжений. Напряжение, соответствующее началу течения, называют предел текучести σт.

Затем наступает некоторое замедление оста деформаций при подъеме напряжений («временное упрочнение»), после чего наступает разрушение образца, называется временным сопротивлением σв, что является фактическим пределом прочности стали (Rp).

Относительное удлинение стали е в момент разрыва характеризует ее пластичность. Оно рассчитывается по формуле:

ε = ((l₁- l₀/ l₀)*100,

где l₀ – начальная длина расчетной части образца, мм;

l₁ – длина этой части в момент разрыва образца, мм.

Теплотехнические свойства сталей в малой степени зависят от ее состава.

Теплопроводность стали, как и всех металлов, очень высокая и составляет около 70 Вт/(м • К).

Коэффициент линейного термического расширения стали составляет 10^-5 К.

Температура плавления стали зависит от ее состава и для обычных | углеродистых сталей находится в пределах 1500... 1300° С (чугун с сод

Маркировка сталей

Углеродистые стали — это сплавы, содержащие :

• железо,

• углерод,

• марганец

• кремний,

• вредные примеси — серу и фосфор, снижающие механические свойства стали (их содержание не должно превышать 0,05...0,06 %).

В зависимости от содержания углерода такие стали делятся на:

• низко- (до 0,25 % углерода),

• средне- (0,25...0,6 %)

  • высокоуглеродистые (> 0,6

Углеродистые стали общего назначения подразделяют на три группы:

1.А, Стали группы А изготовляют марок Ст0, Ст1 и т. д, до Ст6 и поставляют потребителю с гарантированными механическими свойствами без уточнения химического состава. Чем больше номер стали, тем больше в ней содержится углерода: в стали СтЗ — 0,14...0,22 % углерода, в стали Ст5 — 0,28...0,37 %. пластичностью, изготовляют заклепки, трубы, резервуары и т. п.; из сталей СтЗ и Ст5 — горячекатаный листовой и фасонный прокат, из которого выполняют металлические конструкции и большинство видов арматуры для железобетона. Эти стали хорошо свариваются и обрабатываются.

• Б Стали группы Б (БСт0, БСт1, БСтЗ и т. д.) поставляют с гарантированным химическим составом.

• В. C гарантированным химическим составом и механическими свойствами

Легированные стали помимо компонентов, входящих в углеродистые стали, содержат так называемые легирующие элементы, которые повышают качество стали и придают ей особые свойства. К легирующим элементам относятся:

1. марганец (условное обозначение — Г),

2. кремний — С,

3. хром — X,

4. никель — Н,

5. молибден — М,

6. медь — Д

7. другие элементы.

Каждый элемент оказывает свое влияние на сталь:

• марганец повышает прочность, износостойкость стали и сопротивление ударным нагрузкам без снижения ее пластичности,

• кремний повышает упругие свойства,

• никель и хром улучшают механические свойства, повышают жаростойкость и коррозионную стойкость;

• молибден улучшает механические свойства стали при нормальной и повышенной температурах.

Легированные стали по назначению делят на:

1. конструкционные,

2. инструментальные

3. стали со специальными свойствами (нержавеющие, жаростойкие и др.).

Для строительных целей применяют основном конструкционные стали.

При маркировке легированных сталей первые две цифры показывают содержание углерода в сотых долях процента, следующие за ним буквы — условное обозначение легирующих элементов. Если количество легирующего элемента составляет 2 % и более, то после буквы ставят еще цифру, указывающую это количество.

Например, марка стали 25ХГ2С показывает, что в ней содержится 0,25 % углерода, около 1 % хрома, 2 % марганца и около 1 % кремния. При маркировке высококачественных легированных сталей (с низким содержанием серы и фосфора) в конце ставится буква А.

В строительстве применяют легированные стали 10ХСНД, 15ХСНД для ответственных металлических конструкций (ферм, балок); 35ХС, 25Г2С, 25ХГ2СА, ЗОХГСА и 35ХГСА-- дня арматуры предварительно напряженного бетона.

Прочность на растяжение таких сталей в 2...3 раза выше, чем обыкновенных углеродистых сталей СтЗ и Ст5. Так, у стали ЗОХГСА предел прочности при растяжении не менее 1100 МПа, а у стали 35ХГСА — не менее 1600 МПа (у стали Ст5 - 500..600 МПа).

СТАЛЬНОЙ ПРОКАТ И СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Большое количество стали используют для изготовления строительных стальных конструкций — крупноразмерных элементов зданий и сооружений.

Стальные конструкции изготовляют из стального проката, соединяемого сваркой, заклепками и болтами. Начало применения стальных конструкций в строительстве относится к концу XIX в., когда было освоено промышленное производство стали. Стальные конструкции надежны в эксплуатации, обладают небольшой массой и габаритами по сравнению с каменными и железобетонными конструкциям.

В современном строительстве стальные конструкции используют качестве несущих конструкций для высотных жилых зданий, уникальных общественных зданий, промышленных предприятий, а также при строительстве мостов, телевизионных башен и т. п. Чаще всего стальные конструкции воспринимают изгибающие и растягивающие усилий реже сжимающие. Наиболее рационально применять стальные конструкции для перекрытия больших пролетов в зданиях (цехи, зрительные залы, Дворцы спорта), для каркасов высотных зданий и промышленных цехов с тяжелым крановым хозяйством.

Стальные конструкции обычно выполняют из прокатных элемента различного профиля (выпускаемых по определенному перечню — сортаменту), трубчатых и гнутых профилей, полосовой и листовой стали В строительстве чаще всего применяют следующие прокатные и гнутые профили:

• двутавровые балки,

• швеллеры,

• уголки равно- и неравнополочные,

• квадратные и прямоугольные трубы

Каждый про филь выпускают нескольких типоразмеров, регламентированных стандартами.

Балки двутавровые изготовляют 23 типорамеров от № 10 до № 6 (номер указывает высоту балки в см), длиной от 4 до 13 м; швеллеры — 22 типоразмеров от № 5 до № 40 и длиной от 4 до 13 м. Помимо двутавровых балок и швеллеров указанных типоразмеров выпускают шярокополочные двутавры и швеллеры, которые отличаются от обыч­ных большей шириной полки и меньшей общей высотой профиля, при этом несущая способность элемента сохраняется. Широкополочные профили применяют, когда необходимо сократить высоту металлокон струкции.

Прокатную угловую равнополочную сталь выпускают 84 типоразмеров с шириной полок 20...250 мм и толщиной 3...30 мм, а неравнополочную — 50 типоразмеров с шириной большей полки 25...250 мм и толщиной полок 3...20 мм.

Гнутые профили — более рациональные металлические изделия, чем стальной прокат, так как они имеют более тонкие стенки и соответственно меньшие массу и расход металла при той же несущей способности. Гнутые профили выпускают в виде квадратных (размером от 40 х 40 до 180 х 180 мм) и прямоугольных (от 60 х 20 до 200 х 160 мм) труб, швеллеров (от 40 х 25 до 300 х 100 мм) и С-образных профилей.

Стальные прокатные и гнутые профили используют как самостоятельно, так и для получения составных металлических конструкций большой несущей способности: колонн, балок, ферм. Для изготовления стальных конструкций используют также листовую и широкополосную сталь толщиной 6...20 мм.

Для устройства перекрытий в промышленных зданиях выпускают стальной профилированный настил из листовой стали толщиной 0,8... 1 мм. Ширина листов настила 680 и 782 мм, длина 6,9 и 12 м, высота гофра 60 и 72 мм.

Стальные конструкции изготовляют на специализированных заводах индустриальными методами и поставляют в виде отдельных крупных сборочных единиц или целиком. При монтаже их соединяют друг с другом болтами или сваркой.

По назначению стальные конструкции подразделяют на

1. колонны,

2. прогоны,

3. фермы.

Колонны бывают сплошные, состоящие из одного или нескольких профилей, или решетчатые, которые состоят из двух или четырех ветвей, соединенных между собой решеткой. Верхняя часть колонны называется оголовком, нижняя — башмаком. Колонна воспринимает сжимающие нагрузки.

Прогоны (балки) обычно двутаврового сечения изготовляют или из двутавровых балок, или в случае перекрытия больших пролетов сварными из стального листа (высота балки при этом может достигать 2 м). .

Фермы — плоские решетчатые конструкции, перекрывающие весь пролет здания (длина ферм 18; 24; 30; 36 м и более).

СТАЛЬНАЯ АРМАТУРА

Стержневая арматурная сталь представляет собой горячекатаные стержни диаметром 6...80 мм. В зависимости от марки стали и соответственно физико-механических показателей стержневую арматуру делят на шесть классов (табл. 8). С повышением класса увеличиваете предел прочности и снижается относительное удлинение при разрыве арматурной стали.

1. Арматурные стержни класса А-1 гладкие,

2. A-II...A-VI — периодического профиля что улучшает их сцепление с бетоном. Стержневую арматуру диаметром более 10 мм поставляют в виде прутков длиной от 6 до 18 м; диаметром 6...9 мм (называемую катанкой)

.Стальную арматурную проволоку изготовляют двух классов:

1. B-I — из низкоуглеродистой стали (предел прочности 550...580 МПа)

2. В-Н - из высокоуглеродистой или легированной стали (предел прочности 1300...1900 МПа).

Проволоку получают из стальных прутьев путем вытяжки; при этом она упрочняется в результате изменения структуры металла (явление наклепа). Проволока класса В-1 предназначена для армирования бетона без предварительного напряжения, а В-11 — для предварительно напряженного армирования. Если на проволоке дела­ ют рифления для улучшения сцепления с бетоном, то в обозначение добавляют букву р (например, Вр-I или Вр-II).

Из стальной проволоки изготовляют также арматурные сетки и каркасы нераскручивающиеся пряди (трех-, семи- и двенадцатипроволочные) марок П-3, П-7 и П-12 и стальные канаты. Канаты и пряди используют для напряженной арматуры.

Закладные детали

предназначены для соединения железобетонных элементов между собой. Изготовляют их из стали СтЗ в виде пластин с приваренными к ним анкерами из стержневой стали Ст5 периодического профиля. Пластины располагаются на поверхности железобетонного элемента, а анкеры — в его теле В некоторых случаях для более прочной связи анкеры соединяют с арматурой изделия.

Монтажные петли, закладываемые в железобетонные элементы, изготовляют из арматурной стали класса A-I. Диаметр стержня определяют расчетом петли на разрыв под действием силы

тяжести бетонного элемента.

Выводы

После изучения материала становится понятно применение металлов в строительстве.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое металлы?

2. Расскажите о сплавах.

3. Какие металлы относятся к черным?

4. Какие металлы относятся к цветным?

5. Расскажите о строении и свойствах железо углеродистых сплавов.

6.Каковы основы, производства чугуна?

7. Что такое доменный шлак?

8. Что представляют собой углеродистые и легированные стали? Чем они различаются?

9. Что такое стальной прокат? Где его применяют в строительстве?

10. Расскажите о стержневой арматуре.

11. Какие вы знаете соединения стальных конструкций?

12. Что такое коррозия металлов? Какие способы защиты от нее вы знаете?

13. Назовите основные виды цветных металлов и сплавов.

Наглядная информация

Таблица 18

Свойства стержневой арматурной стали

Рис.5 Диаграмма растяжения стали

Библиографический список

5. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия. -М.: Стройиздат, 2003

6. Попов Л.Н. Строительные материалы и зделия.-М.:2007

Практические занятия

Занятие № 13:

Лабораторная работа №5

Определение марки стали

Цели и задачи выполнения практического задания:

1.Изучить методику определения марки арматурной стали

2. Ознакомиться с видами арматуры

Задание:

Определить предел прочности стали.

Описать виды арматуры

Методические указания по выполнению задания

Приборы :

Разрывная машина,

штангенциркуль,

образцы

Ход работы :

1. Готовят образцы для испытания цилиндрической формы

2. Измеряют образцы штангенциркулем с точностью до 0,05 мм

3. Вычисляют площадь поперечного сечения

4. Закрепляют образец на разрывной машине

5. В самопишущий прибор заправляют бумагу

6. Стрелку шкалы силоизмерителя помещают на ноль

7. Задают нагрузку .

8. Вычерчивают график растяжения стали

9. Отмечают на графике предел текучести.

10. Рассчитывают предел прочности при растяжении стали по формуле:

σ _в =Р _{0 /} s _{о ,}

где Р ₀ -наибольшая нагрузка, предшествующая разрыву образца, Н (кгс)

s _о -первоначальная площадь поперечного сечения образца, м² (мм² )

11. Ознакамливаются с видами арматуры (литература)

12. Заполняют таблицу1.

Таблица 19

№	Наименование	Эскиз	Номинальный диаметр стержня,мм	Свойства	Назначение

Алгоритм выполнения

Применены технологические инновации - использовано лабораторное оборудование и средства измерения Испытательной лаборатории.

1. Пройти в помещение лаборатории.

2. Используя необходимое оборудование и средства измерения произвести исследования материалов.

3. Вернуться в лабораторию

4. Произвести необходимые расчеты

5. Выполнить описание материалов из материалов предложенной литературы

8. Защитить работу у преподавателя.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое сталь?

2. Как определить марку стали?

3. Объясните график диаграммы растяжения стали?

4. Какие знаете виды арматуры ?

5. Где применяется арматура?

Вид контроля

Защита

Библиографический список

1.Л.Н. Попов. Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия». -М.: Инфра-М, 2003

2. Попов Л.Н. Строительные материалы и зделия.-М.:2007

3.Попов Л.Н.Практические работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия».-М.:,2008

Методические указания по организации самостоятельной аудиторной работы

Занятие № 12 Классификация материалов (металлы и сплавы).

Цели и задачи занятия.

Применены дистанционные технологии- обучающимся предложено самостоятельно проработать данную тему и ответить на вопросы для самопроверки.

Задание: Подготовьте письменно в тетрадях ответы на вопросы для самоподготовки.

Методические указания по выполнению задания

Вопросы изучения материала темы является очень важными, т.к. металлические изделия и конструкции их металлов являются очень важными в строительстве. Время занятия ограничено, поэтому для более полного изучения темы следует продолжить изучение вопросов для самоподготовки, для чего письменно в тетради для лекций , ответить на них.

Алгоритм выполнения

Применены дистанционные технологии - студенты самостоятельно разрабатывают ответы на вопросы для самоподготовки, при этом они используют материал литературы и интернет- ресурсов.

1. Внимательно прочитать методические указания по теме занятия

4. Просмотреть библиографический список и найти ответ на поставленный вопрос здесь.

5. Войти в интернет

6. Найти недостающие вопросы по теме

7. Ответить письменно на вопросы.

Вопросы для самоподготовки

1. Что представляют собой углеродистые и легированные стали? Чем они различаются?

2. Что такое стальной прокат? Где его применяют в строительстве?

3. Какие вы знаете соединения стальных конструкций?

4. Что такое коррозия металлов? Какие способы защиты от нее вы знаете?

5. Назовите основные виды цветных металлов и сплавов.

Библиографический список

1. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия. -М.: Стройиздат, 2003

2. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия.-М.:2007

3.Интеренет- ресурсы

Методические указания по организации самостоятельной внеаудиторной работы

Занятие № 11 Классификация материалов (металлы и сплавы).

Цели и задачи занятия.

Закрепление изученного материала и углубление знаний по нему.

Задание: Продолжить работу над вопросами в.

Методические указания по выполнению задания

Вопросы изучения материала темы является очень важными, т.к. металлические изделия и конструкции их металлов являются очень важными в строительстве. Время занятия ограничено, поэтому для более полного изучения темы следует продолжить изучение вопросов для самоподготовки, для чего письменно в тетради для лекций , ответить на них.

Алгоритм выполнения

Применены дистанционные технологии - студенты самостоятельно разрабатывают ответы на вопросы для самоподготовки, при этом они используют материал литературы и интернет- ресурсов.

1. Внимательно прочитать методические указания по теме занятия

4. Просмотреть библиографический список и найти ответ на поставленный вопрос здесь.

5. Войти в интернет

6. Найти недостающие вопросы по теме

7. Ответить письменно на вопросы.

Вопросы для самоподготовки

1. Что представляют собой углеродистые и легированные стали? Чем они различаются?

2. Что такое стальной прокат? Где его применяют в строительстве?

3. Какие вы знаете соединения стальных конструкций?

4. Что такое коррозия металлов? Какие способы защиты от нее вы знаете?

5. Назовите основные виды цветных металлов и сплавов.

Библиографический список

1. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия. -М.: Стройиздат, 2003

2. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия.-М.:2007

3.Интеренет- ресурсы

Итоговые тесты по теме

1.Чугун отличается от стали…

А)Содержанием компонентов

Б) Содержанием углерода

В) Более высокими температурами при получении

Г) Прочностью на растяжении

2. К чёрным металлам относят…

А) Олово

Б) Цинк

В) Латунь

Г) Сталь

3.Производство стали происходит в специальных печах…

А) Мартенах

Б) Домнах

В) Вагранках

Г) Прессах

4.Плотность стали составляет

А) 8550 кг/м³

Б) 4450 кг/м³

В) 7850 кг/м³

Г) 5350 кг/м³

5.Прочностная характеристика стали - это…

А) Предел прочности на изгиб

Б) Предел прочности на сжатие

В) Предел прочности на кручение

Г) Предел прочности на растяжение

6.Расшифровать сталь 25ХГ2С

А) В ней содержится: 0.25 % углерода 1 % хрома 2 % марганца 1 % кремния

Б) В ней содержится: 25 % углерода 2.5 молибдена 2% ванадия 1% меди

В) В ней содержится: 0.25 % углерода 2 % хрома 1% меди

Г) В ней содержится: 0.25 % углерода 2 % меди 1% ванадия

7.К прокатным профилям не относят:

А) Двутавр

Б) Швеллер

В) Уголок

Г) Арматуру

8. Арматура непериодического профиля – это класс арматуры

А) А-I

Б) А-II

В) А-III

Г) А-IV

9. Арматура класса В – это арматура …

А) Стержневая

Б) Каркасная

В) Проволочная

Г) Сеточная

10. Указать несуществующий способ защиты металла от коррозии?

А) Химический способ

Б) Электрохимический способ

В) Окраской

Г) Фосфатированием

11.Верно ли, что кремний в легированных сталях повышает….

А) Коррозионную стойкость

Б) Износостойкость

В) Упругие свойства

Г) Механические свойства

12. Номер швеллера –это…

А) его ширина в см

Б) его высота в мм

В)его полка в мм

Г) его высота в см

13.Закладные детали изготавливают в основном из стали

А) Ст2

Б) А-111

В) Ст3

Г) А-1

14.Монтажные петли изготавливают из стали

А)А-111

Б)Ст3

В)Ст2

Г)А-1

15.Латунь- это сплав

А) Меди с углеродом

Б) Меди с цинком

В)Цинка с оловом

Г) Меди с оловом

Заключение

В результате изучения темы студент умеет определять марку стали, разбирается в строительных конструкциях из металлов.

Тема 2.4Древесные материалы

Введение

Древесину издавна широко применяют в строительстве благодаря сочетанию замечательных свойств:

• высокой прочности и небольшой плотности;

• малой теплопроводности, легкости обработки;

• простоте скрепления отдельных элементов;

• высокой морозостойкости и хими­ческой стойкости;

• декоративности.

Наряду с этим у древесины много недостатков:

• наличие пороков,

• гигроскопичность и связанные с ней набухание и усушка изделий из древесины, приводящие к их короблению и растрескиванию;

• горючесть

• подверженность гниению.

Специфическая особенность древесины — анизотропность, т. е. различие свойств в разных направлениях, обусловленное ее волокнистым строением.

На долю России приходится более 20 % мировой площади лесов. Но при этом доля деловой древесины составляет менее половины этих лесных богатств. Сроки роста деревьев деловых пород (сосна, ель, лиственница и др.) до достижения товарной ценности в нашей климатической зоне составляют 40...60 лет. Поэтому рубка леса должна вестись строго с учетом возраста древесины и сопровождаться новыми посадками. Только в этом случае можно говорить, что древесина относится к возобновляемому сырью, в отличие, например, от горючих ископаемых.

Теоретические занятия

Занятие № 14 Строение древесины

Цели и задачи занятия.

В ходе проведения занятия студенты должны получить представление о свойствах материалов из древесины, их видах и методах защиты.

Теоретический материал

Физические и механические свойства древесины

K основным физическим свойствам древесины относят :

• цвет

• текстуру,

• истинную и среднюю плотность,

• влажность,

• гигроскопичность,

• усушку и разбухание,

• теплопроводность

• стойкость к действию агрессивных сред.

Цвет и текстура древесины являются характерными признаками той или иной породы. Цвет древесины зависит от целого ряда факторов, например от района и условий произрастания, от породы, возраста дерева и др.

Текстура (рисунок) древесины зависит от наличия тех или иных волокон, их величины и взаимного распо­ложения, причем в каждой плоскости разреза дерева своя текстура.

Истинная плотность древесины примерно одинакова для всех пород и в среднем составляет 1,55 г/см3.

Средняя плотность древесины зависит от породы дерева, его пористости, условий произрастания, влажности и других факторов. Ее величина у большинства пород меньше единицы и обычно колеблется в пределах 0,37—0,7 г/см3.

Влажность — массовое количество влаги, содержащееся в данный момент в древесине.

По степени влажности различают древесину:

• мокрую (сплавную),

• свежесрубленную (влажность 35 % и бо­лее),

• воздушно-сухую (влажность 15—20 %),

• комнатно-сухую (влажность 8—12 %)

• абсолютно сухую, высушенную в лаборатории до постоянной массы при 100—! 105 ⁰С.

Условно стандартной считают влажность, равную 12 %;

показатели, полученные при определении прочности и плотности, должны быть приведены к стандартной влажности.

Гигроскопичность характеризует способность сухой древесины поглощать влагу из окружающей среды или отдавать влагу более сухому окружающему ее воздух

Величина усушки и разбухания древесины вследствие неоднородности ее строения неодинакова в разных на­правлениях. Линейная усушка древесины вдоль волокон составляет всего 0,1—0,3, в радиальном направлении — 3—6, а в тангентальном — 6—12 %.

Теплопроводность сухой древесины незначительна — 0,171—0,28 Вт/(м*°С), но с повышением ее влажности теплопроводность повышается.

Древесина хорошо воспринимает сжатие вдоль волокон, что учитывают при конструировании свай, колонн, стоек и т. п. При изгибе и растяжении она лучше работает вдоль волокон. Это свойство объясняется строением дерева — хорошей связью частиц волокон в продольном направлении и слабой связью между отдельными волокнами в поперечном направлении, Механические свойства древесины определяют путем испытания в лаборатории специально изготовленных образцов.

Механические свойства древесины в значительной степени зависят от ее влажности. С увеличением влажности до точки насыщения волокон прочность древесины снижается, что особенно заметно при статическом изгибе и сжатии. Наличие в древесине пороков (сучки, косо­слой и др.) значительно ухудшает ее механические свойства.

Стойкость древесины различных пород к действию агрессивных сред (растворов солей, щелочей и кислот) неодинакова. Древесина хвойных пород характеризуется большей коррозионной стойкостью, чем древесина лиственных пород.

Виды лесоматериалов и изделий из древесины

Материалы из древесины, сохранившие ее природную физическую структуру и химический состав, называют лесоматериалами (или лесными сортаментами).

Круглые лесоматериалы представляют собой очищенные от сучьев отрезки древесных стволов. В зависимости от диаметра верхнего торца круглые лесоматериалы подразделяют на бревна, подтоварник и жерди.

• Бревна строительные и пиловочные из хвойных и лиственных пород должны иметь диаметр верхнего торца не менее 14 см и длину 4—6,5 м. Они должны быть ошкурены и опилены под прямым углом к продольной оси. По качеству бревна подразделяют на три copта.

• Подтоварник — часть ствола дерева с диаметром верхнего торца 8—13 см и длиной 3—9 м. Его используют для различных целей в жилищном и сельскохозяйственном строительстве, а также для вспомогательных и временных сооружений.

• Жерди имеют диаметр верхнего торца 3 см и длину 3—9 м. Их применяют для тех же целей, что и подтоварник.

Хранят круглые лесоматериалы в штабелях по породам, категориям и длине.

Пиломатериалы изготовляют путем продольной распиловки пиловочных бревен. По форме поперечного сече­ния различают следующие виды пиломатериалов: пластины, четвертины, горбыль, доски, брусья, бруски (рис. 1)

• Пластины получают при продольном распиливании бревен на две половины, четвертины — по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Горбыль представляет собой срезанную наружную часть бревна, у которой с одной стороны во всю длину сделан пропил, а другая поверхность не обработана. Применяют его для временных построек.

• Доски получают продольным распиливанием бревен по нескольким параллельным между собой плоскостям, Толщина досок 13—100, ширина 80—250 мм, т. е. отно­шение ширины к толщине должно быть более двух. Доски хвойных пород имеют длину до 6,5 м, лиственных — до 5 м с градацией через 0,25 м. В зависимости от чис­тоты опиловки кромок доски бывают необрезные с не опиленными кромками на всю длину доски или на поло­вину длины, и обрезные с кромками, пропиленными по всей длине (в данном случае сечение доски представля­ет собой правильный прямоугольник) или более чем на половину длины доски. По качеству древесины и по об­работке доски подразделяют на пять сортов: отборный, 1, 2, 3 и 4. Доски высоких сортов служат для изготовле­ния элементов деревянных конструкций, столярных изде­лий и т. п. (рис.2)

• Брусья имеют толщину или ширину 100—250 мм при отношении ширины к толщине менее двух. Брусья, опиленные с двух противоположных сторон, называют двухкантными, а опиленные с четырех сторон — четырехкантными. Строительные брусья применяют для устройства междуэтажных перекрытий, стропил и т. п.

• Бруски представляют собой пиломатериалы толщиной до 100 мм, имеющие отношение ширины к толщине менее двух. Форма поперечного сечения брусков обычно близка к квадрату. Длина брусков та же, что и у досок.

Из брусков изготовляют элементы деревянных конструкций, столярные изделия.

Пиломатериалы транспортируют обычно на железно­дорожных платформах, хранят их в штабелях. Над штабелями, выложенными на открытом воздухе, делают плотные крыши из досок в два ряда, с боков пиломатериалы защищают от снега и дождя.

Изделия из древесины. На основе древесины хвойных и лиственных пород изготовляют широкую номен­клатуру изделий, из которых основными являются строганные погонажные изделия, изделия для паркетных по­лов, столярные плиты, фанера и др.

• Строганные погонажные изделия включают доски для полов, шпунтованные доски, у которых на одной кромке имеется паз, а на другой — гребень (выступ), что обес­печивает плотное соединение досок при устройстве по­лов; фальцевые доски, применяемые для обшивки стен и потолков. К этой группе изделий относят и профильные погонажные изделия, например плинтусы и галтели, ис­пользуемые для заделки углов между полом и стенами, поручни для перил, наличники для оконных и дверных коробок, а также доски подоконника.

Длина погонажных изделий из древесины 2,1 м и бо­лее (с градацией 100 мм). На рис.10 показаны сечения профильных погонажных изделий.

• Изделия для паркетных полов подразделяют на сле­дующие виды:

• штучный,

• наборный и щитовой паркет,

• паркетные доски.

ЗАЩИТА ДРЕВЕСИНЫ ОТ ГНИЕНИЯ И ВОЗГОРАНИЯ

Защита от гниения.

Гниение древесины; происходит в тех случаях, когда на ней начинают развиваться грибы, использующие древесину как питательную среду. Для их развития необходимы определенные условия: влажность древесины не менее 18...20 %; свободный доступ кислорода; температура + 5...+ 40° С.

Наиболее радикальный и реальный с конструктивной точки зрения путь защиты древесины от гниения — сухой режим эксплуатации (влажность древесины должна быть не более 15 %).

Последний прием называют антисептированием .

• . Более эффективна пропитка древесины дегтем, ароматические компоненты которого (фенолы, крезол и др.) обеспечивают его антисептическое действие.

• Для антисептирования деревянных конструкций, с которыми человек находится в непосредственном контакте,[используют водорастворимые антисептики — соли фтористоводородной и кремнефторис-тых кислот (NaF; Na2SiF6) и другие ядовитые для грибов соединения (хлорид цинка, пентахлорфенол).

Защита от возгорания.

Древесина относится к сильногорючим и легковосиламеняемым материалам. Возгорание древесины при контакте с открытым огнем происходит при температуре 260...290° С, а при нагреве выше 350° С газы, выделяющиеся из древесины, способны самовозгораться. Для предупреждения возгорания древесины приме­няют^

• специальные меры конструктивного характера, сводящие к минимуму вероятность нагрева древесины и ее контакта с огнем.

• снижение возгораемости самой древесины:

  1. покрытием древесины огнезащитными составами (обмазок, красок и лаков)

  2. пропиткой древесины антипиренами (от греч. руг— огонь).

(растворы солей и некоторых других веществ — антипиренов, которыми пропитывают древесину.)

Пропитка древесины может быть:

• поверхностная

• глубокая. Проводится она до окраски деревянных конструкций или столярных изделий.

Выводы

После изучения материала обучающиеся получили знания о физических и механических свойствах древесины, о видах изделий из древесины и методах ее защиты.

Вопросы для повторения

13. 1. Способы защиты древесины от гниения.

14. Виды влажности у древесины.

15. Какие пороки могут быть у древесины?

16. Почему древесина коробится при изменении влажности?

17. Сравните древесину и кирпич по плотности.

18. Как определить плотность древесины?

19. Как защитить древесину от возгорания?

20. Что такое клееные деревянные конструкции, какие у них преимущества перед обычными пиломатериалами?

21. Какие материалы можно получить из отходов древесины?

Наглядная информация

Средние значения физико-механических свойств основных хвойных и лиственных пород (при влажности12%)

Рис. 6 Пиломатериалы

а — пластины; б — четвертины; в — горбыль; г — доска необрезная; д — доска

полуобрезная; е — доска обрезная; ж — брус четырехкантный; з — брус чистообрезной

Рис. 7. Погонажные изделия

а — шпунтованные доски; б — фальцовые доски; в — плинтус; г — наличник; д — поручень

Библиографический список

1. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия. -М.: Стройиздат, 2003

2.Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия.-М.:2007

Практические занятия

Занятие № 16

Лабораторная работа № 7. Изучение свойств древесины Цели и задачи выполнения практического задания:

Цель работы: Изучение методики определения свойств древесины

Задание: Изучить свойства древесины и определить породу древесины.

Методические указания по выполнению задания

Приборы и материалы:

- Весы с разновесами,

- Штангенциркуль,

- Сушильный шкаф,

- Электрическая плита,

- Чашка с водой,

- Лопатка,

- Гидравлический пресс,

- Калькулятор,

-Древесина.

Определение средней плотности образцов - кубов

Ход работы:

1. Взвешиваем образец размером 40х40х40мм с точностью до 0,01г;

2. Измеряем образцы с точностью до 0,1мм;

3. Рассчитываем по формуле:

где m - масса образца, г;

V - объем образца вместе с порами, см³

Определение влажности древесины

Ход работы:

1. Взвешиваем образец- куб размером 40х40х40 в естественном состоянии с точностью до 0,01г;

2. Высушиваем образец в сушильном шкафу в течение 10-15 минут;

3. Взвешиваем образец;

4. Определяем влажность по формуле:

W = 100%,

где: m₁ - масса образца до высушивания, г;

m₂ - масса образца после высушивания, г

Определение водопоглощения древесины

Ход работы:

1. Взвешиваем образец с точностью до 0,01г;

2. Измеряем образец с точностью до 0,01мм;

3. Погружаем в кипящую воду на 10-15 минут;

4. Взвешиваем насыщенный образец;

5. Рассчитываем водопоглощение по массе и по объему по формуле:

W_m = 100%,

W_o = 100,

m_н - масса образца насыщенного водой, г;

m_c - масса сухого образца, г;

V - объем образца , см³

Определение усушки объемной

Ход работы:

1. Измеряем образец с точностью до 0,01г и рассчитываем объем в естественно – влажном состоянии;

2. Высушиваем образец;

3. Измеряем объем высушенного образца;

4. Рассчитываем по формуле:

где - объем образца до высушивания,

₀- объем образца после высушивания,

Определение предела прочности при изгибе

Ход работы:

1. Изготавливают образцы для испытания размерами 20х20х300мм;

2. Измеряем высоту и ширину образца в месте приложения изгибающей нагрузки;

3. Испытывают образец на прессе;

4. Рассчитывают по формуле:

R_и =

где P – разрушающая нагрузка, кгс;

l - расстояние между опорами, l=20 см;

b - ширина балочки, см;

h - высота балочки, см.

Определение предела прочности при сжатии

Ход работы:

1. Измеряем площади поперечной поверхности образцов (один образец - вдоль волокон, второй – поперек волокон);

2. Испытываем образец на прессе;

3. Рассчитываем по формуле:

=

где: P – разрушающая нагрузка, кгс;

S - площадь сечения образца, см₂

4. Оформить результаты в таблицу 2.

5. По таблице 3 определить породу древесины.

Применены технологические инновации - использовано лабораторное оборудование и средства измерения Испытательной лаборатории.

1. Разделиться на две бригады.

2. Пройти в помещение лаборатории, предварительно выслушав инструктаж по технике безопасности поведения на лабораторных занятиях.

3. Каждая бригада получает материалы у лаборанта.

4. Используя необходимое оборудование и средства измерения произвести исследования материалов.

5. Вернуться в лабораторию

6. Произвести необходимые расчеты

7. Защитить работу у преподавателя.

Вопросы для самопроверки

1. Для чего необходимо знать влажность древесины?

2. Что такое усушка и разбухание древесины?

3. Полезны ли они для древесины?

4. От чего зависит прочность древесины

5. На что работает древесина в деревянных конструкциях?

6.По каким показателям мы можем определить породу древесины?

7.Какая порода древесины не используется в строительстве?

Справочная информация

Таблица 21

Где:

1) m - масса образца, г;

V - объем образца вместе с порами, см³;

2) m₁ - масса образца до высушивания, г;

m₂ - масса образца после высушивания, г;

3) m_н - масса образца насыщенного водой, г;

m_c - масса сухого образца, г;

V - объем образца , см³;

4) - объем образца до высушивания, см³;

V_v - объем образца после высушивания, см³;

P – разрушающая нагрузка, кгс;

S - площадь сечения образца, см²;

5. P – разрушающая нагрузка, кгс;

I - расстояние между опорами, l=20см;

b - ширина балочки, см;

h - высота балочки, см

Средние значения физико-механических свойств основных хвойных и лиственных пород ( при влажности 12%)

Таблица 22

Вид контроля

Защита

Библиографический список

1.Л.Н. Попов. Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия». -М.: Инфра-М, 2003

2. Попов Л.Н. Строительные материалы и зделия.-М.:2007

3.Попов Л.Н.Практические работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия».-М.:,2008

Методические указания по организации аудиторной самостоятельной работы

Занятие № 15

Практическое занятие № 3. Микро- и макро

. структура древесины. Пороки.

Цели и задачи выполнения практического задания:

Цель работы: Изучение микро- и макроструктуры древесины

Задание: Описать макро- и макроструктуру древесины

Методические указания по выполнению задания

При изучении темы следует обратить внимание на важность применения самого экологически чистого материала в строительстве, поэтому вопросы изучения его структур и пороков очень важен. Тема использования и переработки древесных материалов является очень обширной и важной , особенно в настоящее время , когда на смену экологически чистых материалов, которым является древесина, разрабатываются опасные для здоровья материалы.

Приборы и материалы:

4. Микроскоп

5. Образцы материалов

Ход работы:

Ход работы:

1. Описать макроструктуру предложенного образца

2. Описать микроструктуру древесины

3. Описать 4-5 пороков древесины, используя предложенную литературу

4. Описать предложенные преподавателем образцы из древесины

5. Результаты свести в таблицу 4.

Алгоритм выполнения

Применены технологические инновации – использованы образцы, оборудование и проспекты Испытательной лаборатории.

1. Разделиться на четыре бригады.

2. Старшие от каждой бригады должны пройти в помещение лаборатории и получить у лаборанта Испытательной лаборатории образцы материалов.

3.Выполнить работу.

4. Произвести необходимое описание, заполнив таблицу 4.

5. Защитить работу у преподавателя.

Справочная информация

Таблица 23

Теоретический материал

Макроструктура древесины — строение древесины, видимое невооруженным глазом. Рассматриваются три основных разреза ствола: поперечный — торцовый и два продольных — радиальный, проходящий через ось ствола, и тангенталъный, проходящий по касательной к годовым кольцам (рис. 3)клеток с толстыми стенками; поэтому она ме­нее пориста и обладает большей прочностью, чем весенняя.

В процессе роста дерева стенки клеток древесины внутренней части ствола, примыка­ющей к сердцевине, постепенно изменяют свой состав, одеревеневают и пропитываются у хвойных пород смолой, а у лиственных — дубильными веществами. Движение влаги в древесине этой части ствола прекращается, и она становится более прочной, твердой и менее способной к зашиванию. Эту часть ствола у разных пород называют ядром или спелой древесиной.

Микроструктура древесины.

Изучая строение древесины под микроскопом, можно увидеть, что основную массу древесины составляют клетки механической ткани, имеющие веретенообразную форму и вытянутые вдоль ствола. Срубленная древесина состоит из отмерших клеток, т. е. только из клеточных оболочек (рис. 4.). Оболочки клеток сложены из нескольких слоев очень тонких волоконец, называемых микрофибриллами, которые компактно уложены и направлены по спирали в каждом слое под разным углом к оси клетки (подобно отдельным прядям в канате). Это обеспечивает высокую прочность древесине.

Микрофибрилла состоит из длинных, напоминающих цепь, молекул целлюлозы — природного полимера состава (С6Н10О5)л, где п =2500...3000. Ее в древесине 35...45 %. В клеточной оболочке содержатся и другие органические (лигниа — 20,.,30 % и гемицеллюлозы — около 20%) и неорганические (0,17...0,27 %) вещества. Последние образуют золу при сжигании древесины.

Пороки древесины

Пороками называют недостатки древесины, появляющиеся во время роста дерева и хранения пиломатериалов на складе. Степень влияния пороков на пригодность древесины в строительстве зависит от их вида, места расположения, размеров, а также от назначения древесной продукции. Один и тот же порок в некоторых видах продукции делает древесину непригодной, а в других понижает ее сортность или не имеет существенного значения. Поэтому в стандартах на конкретные виды лесопродукции имеются указания о допустимых пороках.

Пороки древесины можно разделить на несколько групп: пороки формы ствола, пороки строения древесины, сучки, трещины, химические окраски и грибковые поражения и покоробленное. Ниже рассмотрены основные виды пороков.

Пороки формы ствола легко определяются на растущем дереве, поэтому стволы таких деревьев могут быть отбракованы на лесосеке. К этой группе пороков относятся сбежистость, закомелистость и кривизна ствола (рис. 5).

Сбежистость — значительное уменьшение диаметра по длине ствола. Нормальным сбегом считается уменьшение диаметра на 1 см на 1 м длины ствола. Этот порок уменьшает выход обрезных пиломатериалов. Кроме того, в ма­териале оказывается много перерезанных волокон, что снижает его прочность.

Закомелистость — резкое увеличение "диаметра комлевой

(нижней) части ствола. Закомелистость бывает круглой и ребристой. В любом случае она увеличивает количество отходов и искусственно вызывает косослой в готовой продукции.

Кривизна ствола — искривление ствола дерева в одном или нескольких местах. Сильная кривизна переводит древесину в разряд непригодной для строительных целей.

Пороки строения древесины представляют собой отклонения от нормального расположения волокон в стволе дерева: наклон волокон, свилеватость, крень, двойная сердцевина и др. (рис. 6).

Наклон волокон (косослой) — непараллельность волокон древесины продольной оси пиломатериала. Это явление (особенно при больших углах наклона волокон) вызывает резкое снижение прочности древесины и затрудняет ее обработку. Пиломатериал, имеющий косослой, обладает повышенной склонностью к короблению при изменении влажности.

Свилеватость — крайнее проявление косослоя, когда волокна древесины расположены в виде волн или завитков. Свилеватость в некоторых породах (орех, карельская береза) придает красивую текстуру древесине; такие породы используются в отделочных работах.

Крень — изменение строения древесины, когда годовые кольца имеют разную толщину и плотность по разные стороны от сердцевины. Крень нарушает однородность древесины.

Сучки — самый распространенный и неизбежный порок древесины, представляющий собой основание ветвей, заключенные в древесине. Они нарушают однородность строения древесины, вызывают искривление волокон (свилеватость). Сучки уменьшают рабочее сечение пиломатериалов, снижая их прочность в 1Д...2 раза (а в тонких досках и брусках и более).

По степени срастания сучков с древесиной ствола различают сучки сросшиеся, частично сросшиеся и несросшиеся (выпадающие). Особенно опасны сучки разветвленные (лапчатые) (рис. 7).

Здоровые сучки имеют древесину твердую и плотную без признаков гнили. Часто сучки загнивают вплоть до превращения в рыхлую порошкообразную массу — это так называемые табачные сучки.

Для изготовления несущих деревянных конструкций используется древесина, имеющая только здоровые сросшиеся сучки. Количество и размещение сучков определяют сортность материала.

Трещины могут появляться как на растущем дереве, так и при высыхании срубленного дерева и пиломатериалов. Они нарушают целостность лесоматериалов, уменьшают выход высокосортной продукции, снижают прочность и даже делают их непригодными для строительных целей. Кроме того, трещины способствуют гниению древесины.

Различают следующие типы трещин: метик, морозобоина и отлуп, образующиеся на растущем дереве, и трещины усушки, образующиеся на срубленной древесине (рис. 8).

Метик — внутренние трещины, идущие вдоль ствола от центра к периферии; трещин может быть несколько как расположенных в одной плоскости, так и крестообразно.

Морозобоина — наружная открытая продольная трещина, сужающаяся к центру. Такие трещины возникают при замерзании влаги в стволе во время сильных морозов.

Отлуп — полное или частичное отделение центральной части ствола от периферийной в результате усушки первой. Такие трещины располагаются по годовым кольцам.

Трещины усушки встречаются очень часто в древесине всех пород; они возникают в результате напряжений, вызванных неравномерной усадкой при быстрой сушке древесины на воздухе. Эти трещины направлены от периферии к центру вдоль волокон древесины.

Грибные поражения и химические окраски вызываются простейшими живыми организмами — грибами, развивающимися из спор и использующими древесину в качестве питательной среды, или микроорганизмами. Для развития грибов необходим кислород воздуха, определенная влажность и положительная температура. Различают грибы, поражающие деревья, растущие в лесу, и свежесрубленную древесину, и грибы, развивающиеся на деревянных конструкциях.

На растущих деревьях могут развиваться деревоокрашивающие грибы. Они питаются содержимым клеток, не затрагивая их стенки. Поэтому прочность такой древесины изменяется незначительно, но на древесине появляются цветные пятна и полосы.

Справочная информация

Рис.8. а- основные разрезы ствола; б— строение ствола дерева на поперечном разрезе; 1— поперечный (торцовый); 2— радиальный; 3 — тангенталъный; 4— кора; 5—заболонь; б—сердцевина.

1-внутренняя полость клетки, 2-5-слои стенки клетки, состоящие из микрофибрилл целлюлозы, уложенных под разными углами.

Рис .9. Строение ствола дерева:

Рис10 Строение клетки древесины.

Рис.11. Пороки формы ствола. а-сбежистость; б,в-закомелистость округлая и ребристая; г,д-кривизна простая и сложная.

Рис 6. Пороки строения древесины а-наклон волокон; б-свилеватость; в-крень; г-двойная сердцевина.

Рис 12. Различные виды сучков. а-сросшийся здоровый; б-выпадающий; в-сшивной, г-разветвленный

Рис 13. Виды трещин.

а,б-метиковая простая и сложная; в,г-морозобоина открытая и закрытая; д,е- отлуп кольцевой и частичный

Рис14..Продольная покоробленность. а- простая; б-сложная; в-крыловатая.

Вид контроля

Защита

Библиографический список

1.Попов Л.Н Строительные материалы и изделия.-М.:2007

2.Попов К.И Строительные материалы и изделия.- М.: Высшая школа 2002

3.Проспекты, наглядные информационные материалы

4.Образцы материалов

Методические указания по организации самостоятельной внеаудиторной работы

Занятие №14 Строение древесины

Цели и задачи занятия.

Закрепление изученного материала и углубление знаний по нему.

Задание: Изучение пород древесины, используемых в строительстве.

Методические указания по выполнению задания

При изучении темы особое внимание следует обратить на огромное количество пород древесины и их ограниченное применение в строительстве. Необходимо проработать материал и сделать письменные сообщения по теме.

Алгоритм выполнения

Применены дистанционные технологии - студенты самостоятельно разрабатывают ответ на поставленный вопрос, при этом они используют материал литературы и интернет- ресурсов.

1. Внимательно прочитать методические указания по теме занятия

4. Просмотреть список литературы и найти ответ на поставленный вопрос здесь.

5. Войти в интернет

6. Найти недостающую информацию по теме

7. Ответить письменно в тетради на вопросы.

Вопросы для самоподготовки

1. Что такое порода древесины?

2. Какая порода применяется в центральной России в строительстве ?

3. Какие основные свойства данной породы древесины?

4. Какие еще породы древесины вы знаете?

5. Назовите их характеристики

Библиографический список

1. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия. -М.: Стройиздат, 2003

2. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия.-М.:2007

3.Интеренет- ресурсы

Итоговые тесты по теме

1.Указать «неполезное» свойство древесины

А) Декоративность

Б) Малая теплопроводность

В) Химическая стойкость

Г) Гигроскопичность

2.При распиловки древесины образуется

А) 20-30 % отходов

Б) 40-45 % отходов

В) 50-60 % отходов

Г) 30-40 % отходов

3.Указать несуществующий порок древесины

А) Закомелистость

Б) Сбеживатость

В) Косослой

Г) Крень

4.Указать несуществующие виды грибков поражающие древесину

А) Дереворазрушающие

Б) Домовые

В) Деревоокрашивающие

Г) Дереворазъедающие

5.Вещества предотвращающие гниение называются

А) Антипирены

Б) Антимирены

В) Антисептики

Г) Антигрибковые

6.Истинная плотность древесины не может быть

А) 1000 кг/м³

Б) 500 кг/м³

В) 850 кг/м³

Г) 1540 кг/м³

7.Средняя плотность древесины

А) Величина постоянная

Б) Зависит от породы дерева

В) Зависит от влажности

Г) Не зависит ни от каких факторов

8.Стандартная влажность древесины составляет

А) 12 %

Б) 15 %

В) 10 %

Г) Не ГОСТируется

9.Верно ли, что предел прочности на изгиб у древесины больше, чем при сжатии

А) Верно

Б) Не верно

В) Зависит от породы древесины

Г) Зависит от влажности

10.К круглым лесоматериалам не относят

А) Брёвна

Б) Жерди

В) Брусья

Г) Подтоварник

11.К пиломатериалу относят

А) Горбыль

Б) ДСП

В) ДВП

Г) Паркет

12.Технология клееных конструкций из древесины не позволяет

А) Удалить из древесины дефектные участки

Б) Защитить древесину от гниения

В) Получить конструкцию требуемого размера и формы

Г) Превосходить по эффективности железобетонные конструкции

13.Методы глубокой пропитки древесины – это методы …

А) Горячехолодных ванн

Б) Автоклавно-диффузионный

В) Поверхностной пропитки

Г) Механической обработки

14.Верно ли утверждение, что древесина прочнее вдоль волокон, а не поперек

А) Одинаковы

Б) Верно

В) Зависит от породы древесины

Г) Зависит от сорта древесины

15.Пористость древесины составляет

А) 40-50 %

Б) 50-70 %

В) 70-80 %

Г) 50-55 %

Заключение

В результате изучения раздела студент умеет

определять плотность, прочность и влажность древесины; выбирать средства и приемы для повышения био- и огнестойкости древесины.

Тема 2.5. Вяжущие материалы

Введение

Минеральными вяжущими веществами называют искусственно получаемы порошкообразные тонкодисперсные материалы, которые при затворении водой образуют пластичное тесто, способное в результате физико- химических процессов затвердевать, т. е. переходить в камневидное состояние. Это свойство минеральных вяжущих веществ позволяет широко использовать их для приготовления строительных растворов и бетонов, а также для производства различных безобжиговых искусственных каменных материалов, изделий и деталей, клеящих и красочных составов.

Битумные и дегтевые вяжущие вещества относятся к органическим вяжущим веществам. Которые представляют собой смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных, изменяющие свои физико- механические свойства в зависимости от температуры

Практические занятия

Занятие № 18-19

Лабораторная работа № 8.Испытание строительного гипса

.

Цели и задачи выполнения практического задания:

Цель работы: Изучить методику испытания строительного гипса

Задание: Определить свойства гипса строительного

Методические указания по выполнению задания

Цели и задачи выполнения практического задания:

1.Изучить методику определения свойств строительного гипса;

2.Ознакомиться с приборами;

3.Полученные результаты сравнить с ГОСТ 125-79

Задание:

По изученным свойствам определить марку гипса.

Методические указания по выполнению задания

Определение тонкости помола строительного гипса Приборы и материалы:

1. сушильный шкаф;

2. весы с разновесами;

3. сито с размером отверстий № 02;

4. прибор для механического просеивания гипса;

5. строительный гипс -50 г.

Ход работы:

1. Высушиваем гипс до постоянной массы при температуре 50 — 55 °С в течении 1 часа.

2. Отвешиваем навеску гипса в количестве 50 г с точностью до 0.1 г.

3. Навеску высыпаем на сито с сеткой № 02 (рис. 2.) и, закрыв крышкой, устанавливают в прибор для механического просеивания или вручную, в течение 5-7 мин.

1. - сито с сеткой № 02;

2. - крышка;

3. - донышко

4. Взвешиваем остаток на сите .

5. Определяем тонкость помола по формуле:

Т = (т₁ /т) х100 (%)

где

т₁ — остаток на сите, (г)

т - первоначальная масса пробы, (г)

6. Результат берем как среднее арифметическое от 2-х испытаний.

7. Вывод: помол гипса соответствует----------__ степени помола.

В зависимости от тонкости помола строительный гипс делят на три группы: см. таблицу 1.

Определение истинной плотности строительного гипса

Приборы и материалы:

1. сушильный шкаф,

2. весы с разновесами,

3. объёмомер,

4. обезвоженный керосин,

5. воронка,

6. строительный гипс.

Ход работы:

1. Высушиваем гипс до постоянной массы при температуре 50 — 55 °С в течение 1 часа.

2. Берем навеску гипса т = 6 г.

3. В объёмомер наливаем обезвоженный керосин до отметки v ₁

(1 деление равно 2 см³).

4. Через воронку всыпаем в керосин строительный гипс и отмечаем новый объем - У₂.

5. Вычисляем объем всыпанного гипса:

У = У₂-У₁,

6.Определяем истинную плотность гипса:

Р= т/У ,кг /м³

6.Cравниваем результат с ГОСТ

Определение насыпной плотности строительного гипса

Приборы и материалы:

1. сушильный шкаф,

2. весы с разновесами,

3. стандартная воронка,

4. мерный цилиндр емкостью 1литр = 1000см³,

5. линейка, строительный гипс.

Ход работы:

1. Высушиваем гипс до постоянной массы при температуре 50 — 55 °С в течение 1 часа.

1. Взвешиваем пустой цилиндр – m ₁.

2. Через сито заполняем воронку гипсом (рис. 2.)

4. Ставим цилиндр под воронку, открываем задвижку и заполняем его гипсом с избытком.

5. Осторожно линейкой срезаем излишек гипса вровень с краями цилиндра.

6. Взвешиваем цилиндр с гипсом m ₁ .

7. Определяем массу гипса m = m _г – m ₁.

8. Вычисляем насыпную плотность гипса:

Р =m/У - (г/см³),

где: У-объем цилиндра (1000 см³ )

9. Вывод: сравниваем результат с ГОСТ ( 800-1100 кг/м ³ )

Определение нормальной густоты гипсового теста

Приборы и материалы;

1. сушильный шкаф,

2. весы с разновесами,

3. объёмомер,

4. вискозиметр Суттарда,

5. сферическая чашка с лопаткой,

6. секундомер,

7. строительный гипс -300 г,

8. вода 150 мл

Ход работы:

Сущность метода количественной оценки нормальной густоты гипсового теста состоит в определении диаметра расплыва теста, вытекающего из полого цилиндра без дна.

Нормальную густоту гипсового теста определяют при помощи вискозиметра Суттарда (рис. 3.), представляющего собой медный или латунный цилиндр, имеющий высоту 100 мм и внутренний диаметр 50 мм и шкалы диаметром 240 мм.

Рис. 16. Вискозиметр Суттарда

а) — в собранном виде; б) — расплыв лепешки из гипсового теста;

1. — латунный цилиндр;

2. — стеклянная пластинка с концентрическими окружностями;

3. — лепешка из гипсового теста нормальной густоты.

1. Высушиваем гипс до постоянной массы при температуре 50 — 55 ,°С в течение 1 часа.

2. Отвешиваем навеску гипса т = 300 г.

3.Опыт проводим в следующей последовательности:

А)В мерном цилиндре отмеряем воды 50% от массы гипса -150 г

Б) Изменяем количество воды в зависимости от того, как пройдет опыт

5. Выливаем воду в сферическую чашу, чистую и протертую влажной тканью.

6. Всыпаем в воду гипс и перемешиваем в течение 30 с, начиная

отсчет времени от начала всыпания.

7.Цилиндр прибора Суттарда смазываем машинным маслом, устанавливаем в центре на шкалу и заполняем в течении 15 с. гипсовым тестом.

8.Излишки гипсового теста срезают линейкой.

9.Через 45 с. от начала затворения цилиндр быстро поднимаем вверх.

Средний диаметр расплыва характеризует консистенцию гипсового теста.

Стандартная консистенция (нормальная густота) гипсового теста по ГОСТ характеризуется диаметром расплыва гипсового теста, равного (180 ± 5) мм. Если диаметр расплыва теста не соответствует (180 ± 5) мм, испытания повторяют с измененной массой воды (большим или меньшим количеством)

Таблица 24

9. Нормальная густота гипсового теста составляет _______% воды от массы гипса

Определение сроков схватывания гипсового теста

Приборы и материалы:

1.сушильный шкаф,

2. весы с разновесами,

3. объёмомер,

4.прибор Вика,

5.сферическая чашка с лопаткой,

6. секундомер,

7. линейка,

8.строительный гипс -200 г,

9. вода- соответственно нормальной густоте теста.

Ход работы:

Для определения сроков схватывания гипсового теста используют стандартный прибор Вика (рис. 4)

1.Высушиваем гипс до постоянной массы ори температуре 50 — 55⁰С в течение 1 часа.

2.Отвешиваем навеску строительного гипса т = 200 г.

3.Включаем секундомер и равномерно всыпают гипс в воду , количество которой соответствует нормальной густоте теста. и перемешиваем в течении 30 с

4. Гипсовое тесто быстро вливают в кольцо прибора, установленное на стекле, и смазанное машинным маслом.

5. Избыток теста срезают линейкой и устанавливают в прибор.

6. Погружаем иглу в тесто через каждые 30 с и поворачиваем стекло с кольцом , чтобы игла погружалась в новое место.

7. После извлечения из теста иглу каждый раз тщательно вытирают.

8. По полученным значениям и определяют начало и конец схватывания. За начало схватывания принимают промежуток времени от момента затворения гипсового теста (всыпания гипса в воду) до момента, когда игла не доходит до дна пластинки на 1 мм.

Концом схватывания считают промежуток времени от момента затворения гипсового теста до момента погружения иглы в тесто не более чем на 1 мм.

Вывод: Гипс является __________________

В зависимости от сроков схватывания по ГОСТ строительный гипс относят к одной из трех групп: (см. .таблицу3 )

Определение прочности гипсового камня

Приборы и материалы:

1. Сушильный шкаф,

2. весы с разновесами,

3. объёмомер,

4. сферическая чашка с лопаткой,

5. секундомер,

6. формы - балочки,

7. стальные шлифовальные пластинки размером 40x62,5 мм (площадь 25 см²),

8. встряхивающий столик,

9. гидравлический пресс,

10. строительный гипс -1 кг,

11. вода –соответственно нормальной густоте теста,

12. образцы - балочки размером 40x40x160 мм.

Ход работы:

1.Для изготовления трех образцов - балочек отвешиваем 1 кг гипса.

2.Отмеряем воды необходимое для получения теста нормальной густоты и выливаем в сферическую чашку.

3.Засыпаем в водувзвешенный гипс в течение 5 — 20 с. и перемешиваем ручной мешалкой в течение 60 с до получения однородной массы.

4.Заливаем гипсовым тестом формы - балочки (рис. 5.), которые предварительно смазываем машинным маслом.

1— зажимной винт;

2- поддон;

3- поперечные стенки;

4- продольные стенки.

5. Форму с залитым тестом осторожно встряхиваем 5 раз на встряхивающем столике.

6. Излишки гипсового теста снимаем линейкой.

7. Через 15 ± 5 мин. после конца схватывания образцы извлекаем из формы и осматриваем. Если на гранях образцов обнаружите дефекты, то такие образцы испытывать нельзя.

8. Через 2 ч после затворения теста три образца - балочки испытываем на изгиб на гидравлическом прессе.

9. Образец - баночку устанавливаем на опорные валики изгибающего устройства так, чтобы те грани образца, которые при изготовлении его были горизонтальными, находились в вертикальном положении, Расстояние между центрами опорных валиков 100 мм, а передающий нагрузку валик расположен посередине между опорами

10.Затем включаем пресс и равномерно задаем нагрузку, одновременно следим за шкалой силоизмерителя. Рассчитываем предел прочности при изгибе по формуле:

3Pl

Rизг = 2bh² (кгс/см² , МПа)

где: Р - разрушающая нагрузка, кгс,

1-расстояние между опорами = 100мм, .

b и h - ширина и высота поперечного сечения балочки, мм.

11.Предел прочности при сжатии определяем путем испытания половинок баночек, полученных при испытании образцов на изгиб, на десятитонном гидравлическом прессе.

13.Для передачи нагрузки на половинки баночек используем плоские стальные шлифованные пластинки размером 40x62,5 мм (площадь 25 см²).

14.Каждую половинку балочки помещаем между двумя пластинками таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам формы, совпали с рабочими поверхностями (рис 6.), а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой стенке образца.

Алгоритм выполнения

Применены технологические инновации - использовано лабораторное оборудование и средства измерения Испытательной лаборатории.

1. Разделиться на две бригады.

2. Пройти в помещение лаборатории, предварительно выслушав инструктаж по технике безопасности поведения на лабораторных занятиях.

3. Каждая бригада получает материалы у лаборанта.

4. Используя необходимое оборудование и средства измерения произвести исследования материалов.

5. Вернуться в лабораторию

6. Произвести необходимые расчеты

7. Защитить работу у преподавателя.

Справочная информация

Таблица 25

Зависимость сорта гипса от остатка на сите

Сорт	Вид помола	Остаток на сите №02
1	Грубый	не более23%
2	Средний	не более14%
3	Тонкий	не более2%

Таблица26

Определение вида гипса от сроков схватывания

Вид гипса	Начало схватывания	Конец схватывания
Быстротвердеющий (А)	Не ранее 2 мин	Не позднее 15 мин
Нормальнотвердеющий(Б)	Не ранее 6 мин	Не позднее 30 мин
Медленнотвердеющий(В)	Не ранее 20 мин	Не нормируется

Вопросы для самопроверки

1. Как определить истинную плотность гипса?

2. Из каких материалов можно получить гипс?

3. Как выглядит полная марка гипса?

4. От чего зависит сорт гипса?

5. Как определяют нормальную густоту гипсового теста?

Вид контроля

Защита

Библиографический список

1.Л.Н. Попов. Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия». -М.: Инфра-М, 2003

2. Попов Л.Н. Строительные материалы и зделия.-М.:2007

3.Попов Л.Н.Практические работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия».-М.:,2008

Занятие №21-22 Лабораторная работа №9.Испытание портландцемента

.

Цели и задачи выполнения практического задания:

1. Изучить методики испытания портландцемента

2. Ознакомиться с приборами

Задание:

Определить марку портландцемента

Методические указания по выполнению задания

Определение тонкости помола цемента по остатку на сите

Приборы:

Прибор для механического просеивания

Сито с сеткой 008

Весы с разновесами

Ход работы:

1. Пробу цемента высушивают в сушильном шкафу при температуре 105—110°С в течение 2 ч и охлаждают .

2. Отвешивают 50 г цемента с точностью до 0,05 г и высыпают его на сито.

3. Закрыв сито крышкой, устанавливают его в прибор для механического просеивания.

4. Через 5—7 мин от начала просеивания останавливают прибор, осторожно снимают донышко и высыпают из него прошедший через сито цемент, прочищают сетку с нижней стороны мягкой тканью, вставляют донышко и продолжают просеивание.

5. Операцию просеивания считают законченной, если при контрольном просеивании сквозь сито проходит не более 0,05 г цемента.

6. Контрольное просеивание выполняют вручную при снятом донышке на бумагу в течение 1 мин.

7. Тонкость помола цемента определяют как остаток на сите с сеткой № 008, выраженный в процентах к первоначальной массе просеиваемой пробы с точностью до 0,1 %.

Согласно требованиям ГОСТ 10178-76 тонкость помола цемента должна быть такой , чтобы при просеивании его через сито с сеткой №008 проходило не менее 85% пробы, взятой для просеивания, а остаток на указанном сите был не менее 15%.

Определение истинной плотности цемента

Приборы:

Сушильный шкаф,

весы с разновесами,

объёмомер,

обезвоженный керосин,

воронка.

Ход работы:

1.Высушиваем цемент до постоянной массы при температуре 50 — 55 °С в течение 1 часа.

2.Берем навеску цемента т = б г.

3.В объёмомер наливаем обезвоженный керосин до отметки vi = 70 см³ (1 деление равно 2 см³).

4.Через воронку всыпаем в керосин навеску цемента и отмечаем новый объем - У₂.

5.Вычисляем объем всыпанного гипса:

У = У₂-У,

6. Определяем истинную плотность цемента :

Р =m / У (г/см³)

7. Вывод: сравниваем результат с ГОСТ ( По ГОСТ Р =2900-3200 кг/м3 )

Определение насыпной плотности строительного цемента

Приборы:

Сушильный шкаф,

весы с разновесами,

стандартная воронка,

мерный цилиндр емкостью 2литра = 2000см3,

линейка,

Ход работы:

1.Высушиваем цемент до постоянной массы при температуре 50 — 55 °С в течение 1 часа.

2.Взвешиваем пустой цилиндр m1.

3.Через сито заполняем воронку цементом

4.Ставим цилиндр под воронку, открываем задвижку и заполняем его цементом с избытком.

5.Осторожно линейкой срезаем излишек цемента вровень с краями цилиндра.

6.Взвешиваем цилиндр с гипсом m ₁..

7. Определяем массу гипса m = m_г - m₁.

8. Вычисляем насыпную плотность гипса:

Р =m/У- (г/см³)

9. Вывод: сравниваем результат с ГОСТ ( по ГОСТ насыпная плотность цемента составляет 1000-1100 кг/м3)

Определение нормальной густоты цементного теста (гост 310.3-76)

Приборы:

Прибор Вика с пестиком

Металлическая чаша

Объемомер с водой

Лопатка

Весы с разновесами

Прибор Вика (рис..19) имеет цилиндрический металлический стержень, свободно перемещаю­щийся в обойме станины. Для закрепления стержня на требуемой высоте служит стопорное устройстве Стержень снабжен указателем для отсчета перемещения его относительно шкалы, прикрепленной к ста­нине. Шкала имеет цену деления 1 мм.

Ход работы:

1. Кольцо и пластинку перед началом испытаний смазывают тонким слоем машинного масла.

2. Отвешивают 400 г цемента,

3. Высыпают в чашу, предварительно протертую влажной тканью.

4. Делают в цементе углубление, в которое вливают в один прием воду в количестве, необходимом (22-28%) для получения цементного теста нормальной густоты.

5. Углубление засыпают цементом и через 30 с после приливания воды сначала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой.

6. Продолжительность перемешивания и растирания составляет 5 мин с момента приливания воды.

7. Кольцо наполняют в один прием цементным тестом и 5-6 раз встряхивают, постукивая пластинку о твердое основание.

8. Поверхность теста выравнивают с краями кольца, срезая избыток теста ножом, протертым влажной тканью.

9. Приводят пестик прибора в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень стопорным уст­ройством,

10. Быстро освобождают его и предоставляют пестику свободно погружаться в тесто.

11. Через 30 с с момента освобождения стержня производят отсчет погружения по шкале. Кольцо с тестом при отсчете не должно подвергаться толчкам.

12. При несоответствующей консистенции цементного теста изменяют количество воды и вновь затворяют тесто, добиваясь погружения пестика на требуемую глубину. Количество до­бавляемой воды для получения теста нормальной густоты определяют с точностью до 0,25 %.

13. Нормальной густотой цементного теста считают такую его консистенцию, при которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, заполненное тестом, не доходит на 5—7 мм до пластинки, на кото­рой установлено кольцо.

14. Нормальную густоту цементного теста характеризуют количеством воды затворения, выраженным в процентах по массе цемента.

Определение сроков схватывания цемента (ГОСТ 310-76)

Приборы:

Прибор Вика с иглой

Металлическая чаша

Объемомер с водой

Лопатка

Весы с разновесами

Ход работы:

1. Отвешивают 400 г цемента

2. Количество воды отмеряют в объемомере в соответствии с полученным выше результатом

3. Иглу прибора доводят до соприкосновения с поверхностью цементного теста нормальной густоты, уложенного в кольцо.

4. Закрепляют стержень стопором, затем освобождают стержень, давая игле свободно погружаться в тесто.

5. Момент начала схватывания определяют при свободном опускании иглы.

6. Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, передвигая кольцо после каждого погружения для того, чтобы игла не попадала в прежнее место.

7. После каждого погружения иглу вытирают.

8. Началом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начала затворения (момен­та приливания воды) до того момента, когда игла не доходит до пластинки на 1—2 мм.

Концом схватывания цементного теста считают время от начала затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1—2 мм.

Приготовление образцов для испытания

Приборы и материалы:

Весы с разновесами

Металлическая чаша

Разъемная форма

Лопатка

Секундомер

Объемомер

Цемент

Песок

Машинное масло

Ход работы:

1. Отвешивают 1500 г песка и 500 г цемента

2. Высыпают в сферическую чашу и насухую перемешивают 1 минуту

3. В центре делают лунку и заливают туда отмеренную воду -200 г (В/Ц=0,4)

4. Перемешивают 1 минуту

5. Укладывают смесь в смазанную форму (рис.20)

6. Уплотняют на виброплощадке или встряхивающем столике

7. Хранят образцы в ванне 24 часа

8. Расформовывают образцы

9. Помещают готовые образцы в ванну с водой , где их выдерживают в течении 27 суток

Определение предела прочности цемента при изгибе и сжатии по гост 310.4-81

Цель работы: Изучить методику выполнения работы, познакомиться с приборами ,

сделать вывод о марке цемента

Приборы и материалы:

Штангенциркуль

Гидравлический пресс

Весы с разновесами

Пластины рзмером 40х62,5 см

Балочки размером 40х40х160мм

1. Образец - балочку устанавливаем на опорные валики изгибающего устройства так, чтобы те грани образца, которые при изготовлении его были горизонтальными, находились в вертикальном положении, Расстояние между центрами опорных валиков 100 мм, а передающий нагрузку валик расположен посередине между опорами

2. Затем включаем пресс и равномерно задаем нагрузку, одновременно следим за шкалой силоизмерителя. Рассчитываем предел прочности при изгибе по формуле:

3Pl

Rизг = 2bh² (кгс/см² , МПа)

где: Р - разрушающая нагрузка, кгс,

I-расстояние между опорами = 100мм, .

b и h - ширина и высота поперечного сечения балочки, мм.

3. Предел прочности при сжатии определяем путем испытания шести половинок баночек, полученных при испытании образцов на изгиб, на десятитонном гидравлическом прессе

4. .Для передачи нагрузки на половинки баночек используем плоские стальные шлифованные пластинки размером 40x62,5 мм (площадь 25 см²).

5. .Каждую половинку балочки помещаем между двумя пластинками таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам формы, совпали с рабочими поверхностями (рис 21.), а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой стенке образца.

6. . Устанавливаем на плиту пресса, нагрузка при испытании должна возрастать непрерывно до разрушения образца. разрушения.

7. Следим за шкалой силоизмерителя и фиксируем нагрузку в момент разрушения

8. Рассчитываем предел прочности при сжатии по формуле:

R _сж = Р / S

где: Р - разрушающая нагрузка , кгс,

S- площадь сечения пластинки = 25 см².

9.За окончательный результат принимаем среднее арифметическое из

четырех результатов испытания шести образцов-половинок (без наибольшего и наименьшего результатов).

10.Полученные результаты испытания образцов записываем в таблицу

Алгоритм выполнения

Применены технологические инновации - использовано лабораторное оборудование и средства измерения Испытательной лаборатории.

1. Разделиться на две бригады.

2. Пройти в помещение лаборатории, предварительно выслушав инструктаж по технике безопасности поведения на лабораторных занятиях.

3. Каждая бригада получает материалы у лаборанта.

4. Используя необходимое оборудование и средства измерения произвести исследования материалов.

5. Вернуться в лабораторию

6. Произвести необходимые расчеты

7. Сравнить полученные данные с справочными данными ГОСТа и сделать вывод по работе

8. Защитить работу у преподавателя.

Справочная информация

Требования к маркам портландцемента и его разновидностей

Таблица 29

Рис .19 Прибор Вика:

1 — цилиндрический металлический стержень; 2 — обойма станины; 3 — стопорное устройство; 4 —указатель; 5 — шкала; 6 —пестик; 7— игла

Рис. 20. Металлическая разъемная форма для изготовления образцов -балочек.

— зажимной винт;

- поддон;

- поперечные стенки;

- продольные стенки.

Рис. 21. Расположение металлических пластинок при испытании половинок балочек на сжатие.

Вопросы для самопроверки

1. Как определить марку портландцемента?

2. Как определяется тонкость помола портландцемента?

3. Какие приборы используются в работе?

4. Какая формула расчета марки цемента используется в работе?

5. Какая единица измерения в рассчитываемой величине нормальной густоты цементного теста?

Вид контроля

Защита

Библиографический список

1.Л.Н. Попов. Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия». -М.: Инфра-М, 2003

2. Попов Л.Н. Строительные материалы и Изделия.-М.:2007

3.Попов Л.Н.Практические работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия».-М.:,2008

Занятие №23 Лабораторная работа №10.Изучение свойств битума

.

Цели и задачи выполнения практического задания:

1.Изучить методику определения свойств битума: вязкость, растяжимость и температуру размягчения.

2. Ознакомиться с работой приборов

3.Дать оценку качества поступившего на строительство нефтяного битума

Задание:

Определить марку битума

Методические указания по выполнению задания

Приборы и материалы :

Пенетрометр

Дуктилометр

Кольцо и шар

проба битума

Для определения вязкости жидких и вязких дорожных битумов используются:

Метод определения глубины проникания иглы

Сущность метода, регламентированного ГОСТ 11501-78, заключается в измерении глубины, а которую погружается игла пенетрометра в испытуемый образец битума при заданной нагрузке, температуре и времени, и выражается в единицах, соответствующих десятым долям миллиметра (0,1 мм).

Он распространен на нефтяные битумы и устанавливает метод определения глубины проникания иглы (пенетрации).

Глубина проникания иглы служит величиной, косвенно характеризующей вязкость битумов.

Приборы и материалы

1. Пенетрометр с иглой по ГОСТ 1440-78 или полуавтоматический пенетрометр типа «ИГЛА».; любой другой, основные размеры рабочей части которого (размеры и масса иглы, держателя, плунжер соответствуют требованиям ГОСТ 1440-78. (рис.1)

2. Пенетрометр должен быть снабжен дополнительным .грузом —шайбой массой (100 ±0,05) г

3. Чашка металлическая (пенетрационная) цилиндрическая с плоским дном, внутренним диаметром :5 ± 1) мм

4. Баня водяная вместимостью не менее 10 дм3'(для термостатирования).

5. Термометр ртутный стеклянный со шкалой измерения О—55°С,

6. Кристаллизатор — стеклянный сосуд по ГОСТ 25336-82

7. Сито с металлической сеткой № 07 по ГОСТ 6613-86;

8. Чашка фарфоровая или металлическая.

9. Палочка стеклянная.

10. Секундомер.

11. Бензин

Подготовка к испытанию

1. В ходе подготовки к испытаниям образец битума нагревают до подвижного состояния, обезвоживают при нагреве до температуры на 90°С выше температуры размягчения (но не выше 160°С для дорожного битумов).

2. Процеживают через металлическое сито, что позволяет избежать попадания в образец посторонних включений, и заливают в две пенетрационные чашки.

3. Проводят в два этапа охлаждение образца до температуры испытаний.

4. Чашки с битумом помещают в баню для термостатирования при заданной температуре испытаний. Время выдерживания 60—120 мин.

5. Пенетрометр устанавливают горизонтально по уровню или отвесу и проверяют точность показаний прибора.

6. Для этого плунжер прибора опускают, предварительно вынув иглу.

7. Между плунжером и нижним концом рейки кремальеры вставляют тарировочный стержень , стрелку устанавливают на ноль, вынимают тарировочный стержень и опускают рейку кремальеры до касания с верхним концом плунжера. Показание пенетрометра должно соответствовать высоте тарировочного стержня.

Проведение испытания

1. Чашку с образцом битума вынимают из бани и помещают плоскодонный сосуд

2. Сосуд устанавливают на столик прибора и подводят острие иглы к поверхности битума так, чтобы игла слегка касалась ее.

3. Кремальеру доводят до верхней площадки плунжера, устанавливают стрелку на ноль.

4. Одновременно включают секундомер и нажимают кнопку прибора, давая игле свободно входить в образец в течение заданного времени,

5. Отпускают кнопку.

6. Кремальеру опять доводят до верхней пло­щадки плунжера и отмечают показания прибора.

7. Испытание проводят не менее трех раз в различных точках на поверхности образца,

Обработка результатов испытания

1. За результат испытаний при температуре 25°С принимают среднее арифметическое значение результатов не менее трех определений, расхождения между которыми не должны превышать значений приведенных в табл. 1

Метод определения растяжимости

Сущность метода определения растяжимости (дуктильности) битума заключается в определен, максимальной длины, на которую может растянуться без разрыва битум, залитый в специальную форму раздвигаемую с постоянной скоростью при заданной температуре.

Приборы и материалы

1.Дуктилометр.

2.Формы латунные для битума — «восьмерки».

3.Термометр ртутный стеклянный со шкалой измерения О—50°С

4.Нож для срезания битума.

5.Сито с металлической сеткой № 07 по ГОСТ 6613-86.

6.Пластинка полированная металлическая или термостойкая стеклянная.

7.Тальк.

В соответствии с ГОСТ 11505-75 дуктилометр (рис. 2) состоит деревянного ящика Внутри проходит винт с салазками, поступательное движение которых обеспечивается движением винта. Приводится в движение от мотора. Скорость салазок должна быть 5 см/мин.

Подготовкам испытанию

1. Перед испытанием битум обезвоживают осторожным нагреванием без перегрева

2. Затем битум процеживают через металлическое сито и тщательно перемешивают до полного удаления пузырьков воздуха.

3. Пластинку и внутренние боковые стенки «восьмерки» смазывают смесью талька с глицерином (1:3)

4. Собирают форму на пластинке.

Проведение испытания

1. Битум наливают в три формы тонкой струей от одного конца формы до другого, пока она не наполнится выше краев.

2. Излишек битума срезают горячим острым ножом

3. Формы с битумом, не снимая с пластинки, помещают в водяную ванну

4. Через 1 ч формы с битумом вынимают из воды, снимают с пластинки и закрепляют в дуктилометре.

5. Снимают боковые части формы и включают мотор дуктилометра. Скорость растяжения должна быть 5 см/мин.

Обработка результатов испытания

1. За растяжимость битума принимают длину нити битума, выраженную в сантиметрах и отмеченную указателем в момент ее разрыва.

2. Для каждого образца проводят три определения.

3. За результат принимают среднее арифметическое значение трех параллельных определений.

4. При растяжимости битума до 10 см результат округляют до 0,1 см, при значении растяжимое больше 10 см, результат округляют до целого числа.

Требования к сходимости и воспроизводимости метода приведены ниже.

Метод определения температуры размягчения по кольцу и шару

Принцип заключается в определении температуры, при которой битум находящийся в кольце определенных размеров, в ходе испытаний постепенно размягчается и, перемещаясь под действием силы тяжести находящегося в нем шарика коснется нижней пластины

Приборы и материалы

1.Прибор «Кольцо и шар»

2.Термометр ртутный

3.Сито с металлической сеткой № 07

4.Нож для срезания битума.

5.Горелка газовая или плитка электрическая

6.Тальк.

7.Пинцет.

8.Секундомер.

9.Стакан фарфоровый или металлический для расплавления битума.

10.Палочка стеклянная или металлическая для перемешивания битума.

11.Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

Подготовка к испытанию

1. Обезвоженный и нагретый до подвижного состояния битум заливают в два кольца

2. Кольца помещены на пластину, покрытую смесью глицерина с тальком Избыток битума срезают ножом вровень с краями колец.

Проведение испытания

1. Кольца с битумом помещают в отверстия верхней пластины. В среднее отверстие вставляют термометр

2. Штатив опускают в стеклянный стакан с жидкостью на 15 мин для сближения температуры битума и жидкости.

3. Штатив извлекают пинцетом, кладут шарики в центре колец и опять опускают штатив в жидкость.

4. Стакан со штативом устанавливают на нагревательный прибор и подогревают со скоростью 5°С/мин.

5. Для каждого кольца и шарика отмечают температуру, при которой битум, выдавливаемый шариком коснется нижней пластины.

Обработка результатов испытания

За температуру размягчения принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений, округленное до целого числа.

Метод определения температуры вспышки в открытом тигле

Суть методов состоит в нагреве пробы нефтепродукта в открытом тигле до момента, когда произойдет вспышка паров (температура вспышки) нефтепродукта над его поверхностью от зажигательного устройства и затем при дальнейшем нагреве до момента загорания самого продукта (температура воспламенения) с продолжительностью горения не

менее 5 с.

Приборы и материалы:

Аппараты для определения температур вспышки и воспламенения в открытом тигле типа ' (ТВ-2) (рис. 4.).

Подготовка к испытанию

1. Пробы к испытанию ее перемешивают и обезвоживают и затем фильтруют.

2. В тигель вертикально помещают термометр

Проведение испытания

1. Тигель заполняют нефтепродуктом.

2. Перво­начально тигель нагревают со скоростью 14— 17°С/мин

3. Начиная с температуры не менее чем на 28°С ниже температуры вспышки, через каждые 2°С применяют зажигательное устройство.

4. Пламя перемещают в горизонтальном направлении и проводят им над центром тигля в течение 1 с.

5. За температуру вспышки принимают температуру, показываемую термометром при появлении первого синего пламени над частью или над всей поверхностью испытываемого нефтепродукта.

6. Температуру воспламенения определяют при дальнейшем нагреве пробы со скоростью 5—6°С/мин. применяя зажигательное приспособление через каждые 2°С подъема температуры нефтепродукта.

7. За температуру воспламенения принимают температуру, показываемую термометром в тот момент, когда испытуемый нефтепродукт при поднесении к нему пламени зажигательного приспособления загорается и продолжает гореть не менее 5 с.

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение результатов двух определений, округленное до целого числа и выраженное в градусах Цельсия.

Вывод:

Справочная информация

Рис. 22. Прибор для определения глубины проникания игл:

а — общий вид, б— игла;

1 — кремальера; 2 — плунжер; 3 — прижимная кнопка; 4 — дополнительный груз; 5 — чашка с битумом; 6 — кристаллизатор

Таблица 30.

Определение вязкости битума

Рис. 23. Прибор для определения растяжимости битума — дуктилометр: 1 — линейка; 2 — подвижная каретка; 3 — неподвижная каретка;4 — форма — «восьмерка»

Растяжимость, см,

при температуре 25 °С Сходимость* Воспроизводимость*

От 0 до 30

10 20

Свыше 30 ..10 30

Рис. 24. Аппарат для определения температуры размягчения битума по кольцу и шару: 1 — латунное кольцо; 2 — стальной шарик; 3 — верхняя полка; 4 — нижняя полка

Р ис. 25. Прибор для определения температуры вспышки битума: 1 — термометр; 2 — тигель с битумом; 3 — песчаная баня

Термометр.

Секундомер любого типа.

Барометр ртутный Бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026-76.

Пипетка.

Щетка металлическая.

Алгоритм выполнения

Применены технологические инновации - использовано лабораторное оборудование и средства измерения Испытательной лаборатории.

1. Разделиться на две бригады.

2. Пройти в помещение лаборатории, предварительно выслушав инструктаж по технике безопасности поведения на лабораторных занятиях.

3. Каждая бригада получает материалы у лаборанта.

4. Используя необходимое оборудование и средства измерения произвести исследования материалов.

5. Вернуться в лабораторию

6. Произвести необходимые расчеты

7. Защитить работу у преподавателя.

Вопросы для самопроверки

1. Что представляет собой битум?

2. Какие свойства битумов вы знаете?

3. Что такое марка битума?

4. Как определяется вязкость битума?

5. Что представляет собой дуктилометр?

6.Для чего служит прибор «Кольцо и шар»?

Вид контроля

Защита

Библиографический список

1.Л.Н. Попов. Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия». -М.: Инфра-М, 2003

2. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия.-М.:2007

3.Попов Л.Н.Практические работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия».-М.:,2008

Методические указания по организации самостоятельной аудиторной работы

Занятие №17 Общие сведения о вяжущих веществах

Цели и задачи занятия.

В ходе проведения занятия с использованием дистанционных технологий студенты должны самостоятельно ознакомиться с предложенной темой занятия и подготовить ответы на вопросы для самоподготовки.

Задание: Подготовьте ответы на вопросы для самопроверки.

Методические указания по выполнению задания

При изучении темы необходимо обратить внимание на важность темы в изучении строительных материалов. Требуется письменно ответить на вопросы для самоподготовки .

Алгоритм выполнения

Применены дистанционные технологии - студенты самостоятельно разрабатывают ответы на поставленные вопросы, при этом они используют материал ЭУМК , литературу и материал интернет- ресурсов.

1. Пройти в электронную библиотеку.

2. Войти в ЭУМК

3. Найти тему 2.5 «Вяжущие материалы»

4. Внимательно прочитать методические указания по теме занятия

4. Просмотреть теоретический материал по теме занятия

5. Войти в интернет

6. Найти недостающие вопросы по теме

7. Ответить письменно на вопросы

Теоретический материал

Минеральные вяжущие вещества разделяют на:

1. воздушные

2. гидравлические.

Воздушные вяжущие — веще­ства, которые способны твердеть, длительное время со­хранять и повышать свою прочность только на воздухе. К воздушным вяжущим относятся воздушная известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие, жидкое стекло.

Гидравлическими вяжущими называют вещества, которые способны твердеть, длительное время сохранять и повышать свою прочность не только на воздухе, но и в воде. К гидравлическим вяжущим относятся гидравли­ческая известь, романцемент, портландцемент и его разновидности.

Строительная воздушная известь

Строительная воздушная известь представляет собой вяжущее вещество, получаемое умеренным обжигом (не до спекания) известняков, содержащих не более 6 % глинистых примесей.

В результате обжига образуется продукт в виде кусков белого цвета, называемый негашеной комовой известью (кипелкой). В зависимости от ха­рактера последующей обработки различают следующие виды воздушной извести:

• негашеная молотая,

• гашеная гидратная (пушонка),

• известковое тесто,

• известковое молоко.

Производство воздушной извести.

В качестве сырья для производства воздушной извести используют:

• известково-магнезиальные карбонатные горные породы: известняки, мел, доломитизированные известняки и др., состоящие в основном из углекислого кальция СаСОз,

• небольшого количества примесей — доломита, гипса, кварца и глины.

Технологический процесс производства воздушной извести состоит из :

1. добычи в карьере карбонатной породы (известняка или мела),

2. дробления и сортировки

3. обжига в шахтных или вращающихся печах. Шахта печи по высоте разделена условно на три зоны: верхнюю — подогрева, среднюю — обжига и нижнюю — охлаждения. Двигаясь сверху вниз, сырьевая шихта сначала попадает в зону подогрева, затем опускается в зону обжига, где за счет горения топлива температура повышается до 1000—1200°С и происходит разложение (диссоциация) известняка: СаС03 = СаО+С02. Присутствующий в известня­ках углекислый магний MgC03 в процессе обжига также раз­лагается: MgC03=MgO+C02.

При дальнейшем опускании в зону охлаждения обожженная известь охлаждается воздухом, подаваемым через гребень, а затем выгружается в нижней печи специальным механизмом.

Комовую известь высокого качества можно получить при равномерном обжиге известняка до полного удаления из него С02. Оставшиеся после обжига оксиды кальция и магния (CaO-f MgO) являются активными состав­ляющими извести.

4. при помоле в шаровых мельницах предварительно дробленых кусков комовой извести-кипелки получают негашеную молотую известь, которая в отличие от гашеной извести обладает способностью быстро схватываться и твердеть.

Гашение извести. При обработке негашеной комовой извести водой оксид кальция превращается в гидрат по следующей формуле: СаО+Н2О=Са(ОН)2. Этот про­цесс носит название «гашение извести» и сопровождается выделением большого количества теплоты и интенсивным парообразованием (именно в связи с этим негашеную комовую известь обычно называют кипелкой).

В зависимости от количества воды, взятой при гашении, получают

• гидратную известь (пушонку),

• известковое тесто

• известковое молоко.

Гидратную известь (пушонку) получают в том случае, когда для гашения извести-кипелки берут 60-70% воды.

При гашении извести-кипелки в известковое тесто расход воды увеличивают до 2— 3 ч. по массе на 1 ч извести. Используя большее количество воды, получают известковое молоко. Объем получившегося известкового теста в 2—3,5 раза превышает объем исходной извести-кипелки.

Известковое тесто представляет собой пластическую массу белого цвета плотностью до 1400 кг/м3.

Известь, как правило, применяют в строительстве в виде раствора, т. е. в смеси с песком. Известковый раствор на воздухе постепенно затвердевает, превращаясь в искусственный камень. При твердении известкового раствора, приготовленного на гашеной извести, одновременно протекает несколько процессов.

Воздушную известь в зависимости от качества разделяют на три сорта. В основу деления ее на сорта положены следующие показатели: процентное содержание активных СаО и MgO и содержание непогасившихся зерен.

1. В негашеной комовой извести 1 сорта содержание активных CaO+MgO должно быть не менее 90 %;

2. II сорта — не менее 80 %,

3. Ш сорта — не менее 70%.

Содержание непогасившихся зерен в комовой извести I сорта не должно превышать 7 %, II сорта — II %, III сорта — 14 %.

Области применения, транспортирование и хранение.

Воздушную известь используют для:

• приготовления известково-песчаных и смешанных строительных растворов, применяемых для каменной кладки и штукатурки,

• в производстве силикатных изделий,

• в качестве связующего вещества для малярных красочных составов.

• воздушную известь молотую и пушонку употребляют при производстве известково-пуццолановых и известково-шлаковых цементов, которые обладают гидравлическими свойствами.

Растворы и изделия, изготовленные на воздушной извести, не следует применять во влажных помещениях и кладке фундаментов, так как они неводостойки. Штукатурные растворы на молотой негашеной извести рекомендуется использовать как при положительной, так и при отрицательной температуре наружного воздуха. В данном случае благодаря тому, что во время приготовления и нанесения раствора выделяется большое количество теплоты, излишки влаги испаряются, а сам раствор быстро набирает прочность.

Гипсовые вяжущие вещества

Гипсовыми вяжущими веществами называют материалы, состоящие из полуводного гипса или ангидрита и получаемые, путем тепловой обработки тонко измельченного исходного сырья.

Сырьем для производства гипсовых вяжущих веществ служат:

1. природный двуводный гипс CaS04-2H20, называемый гипсовым камнем,

2. природный ангидрит СаSO4

3. отходы промышленности, содержащие двуводный или безводный сернокислый кальций.

Производство строительного гипса.

Строительным гипсом называют воздушное вяжущее вещество, получаемое тепловой обработкой при 110—180°С природного гипсового камня с последующим или предшествующим этой обработке измельчением в тонкий порошок. При этом довольно быстро происходит дегидратация двуводного гипса по реакции CaS04*2H20= СаSО4*0,5Н2O+1,5Н2О. Таким образом, строительный гипс состоит в основном из полуводного гипса.

Строительный гипс можно изготовлять также:

1.

• одновременным измельчением

• обжигом гипсового камня в одном аппарате. Тепловую обработку гипсового камня производят в, варочных котлах, сушильных барабанах, вращающихся печах, шахтных мельницах.

2.

• кусковой гипсовый камень дробят,

• подсушивают

• измельчают в мельнице.

• порошок загружают через загрузочный люк в варочный котел, где в течение 1—3 ч двуводный гипс обезвоживается и превращается в полуводный гипс. В процессе варки гипс интенсивно перемешивается и равномерно нагревается, что обеспечивает получение однородного продукта высокого качества.

• после окончания варки гипс через разгрузочное отверстие в нижней части котла поступает в бункер томления и выдерживается в течение 20—40 мин. Здесь за счет теплоты выгружаемого материала в нем продол­жается дегидратация оставшихся в большом количестве зерен двугидрата.

• Совместный обжиг гипсового камня и его помол производят в шаровых мельницах. В них гипсовый камень измельчается, мелкие частицы его подхватываются потоком поступающих в мельницу горячих дымовых газов.

Находясь во взвешенном состоянии, частицы гипсового камня обезвоживаются до превращения в полуводный гипс и выносятся дымовыми газами из мельницы в пылеосадительные устройства. Основное преимущество данного способа — непрерывность работы и более высокая производительность агрегатов по сравнению с варочными котлами.

Твердение строительного гипса.

При затворении полуводного гипса водой образуется пластичное тесто, кото­рое быстро загустевает и переходит в камневидное состояние. Процесс твердения полуводного гипса происходит в результате гидратации полуводного гипса, т. е. присоединения к нему воды и перехода его в двуводный гипс:

CaSO4х0,5H2O+l,5H2O = CaSO4-2H2О.

Свойства строительного гипса.

• Строительный гипс представляет собой порошок белого цвета;

• плотность его в рыхлом состоянии колеблется в пределах 800— 1100 кг/м3, а в уплотненном—1250—1450 кг/м3,

• истинная плотность 2,6—2,75 г/см3.

• он является быстросхватывающимся и быстротвердеющим вяжущим веществом, к основным свойствам которого относят:

  • водопотребность,

  • сроки схватывания,

  • тонкость помола

  • предел прочности при сжатии и изгибе.

Нормальная густота гипсового теста характеризуется количеством воды (в %), при котором получается тесто заданной подвижности. Строительный гипс обладает большой водопотребностью. Для получения теста нормальной густоты необходимо 50—70 % воды по массе гипса.

Сроки схватывания гипсового теста нормальной густоты определяет на приборе Вика по глубине погружения иглы в гипсовое тесто. По срокам схватывания гипс делят на три группы;

• А — быстросхватывающийся (на­чало схватывания 2 мин и конец схватывания 15 мин);

• Б — нормально схватывающийся (соответственно 6 мин и 30 мин);

• В — медленносхватывающийся (начало схватывания не ранее 20 мин с момента затворения гипсового теста).

Прочность гипса характеризуется пределом прочности при сжатии образцов-балочек размером 40Х40Х Х160 мм из гипсового теста нормальной густоты, испытанных через 1,5 ч после изготовления.

По пределу прочности при сжатии установлено 12 марок гипса:

• Г-2,

• Г-3,

• Г-4,

• Г-5,

• Г-6,

• Г-7,

• Г-10,

• Г-13,

• Г-16,

• Г-19,

• Г-22,

• Г-25, при этом минимальный предел прочности при изгибе для каждой марки должен соответствовать значению соответственно от 1,2 до 8 МПа.

Применение строительного гипса.

Строительный гипс применяют для:

• производства перегородочных плит и панелей,

• гипсокартонных листов,

• вентиляционных коробов и других изделий и деталей, используемых в конструкциях зданий и сооружений при относительной влажности воздуха не более 60 %.

• изготов­ляют гипсовые и известково-гипсовые штукатурные растворы,

• декоративные, теплоизоляционные и отделочные материалы,

• различные архитектурные детали методом отливки.

Строительный гипс транспортируют обычно навалом в вагонах и автомашинах. Во время перевозки и хранения его необходимо защищать от увлажнения и засорения посторонними примесями. Гипс не рекомендуется долго хранить, даже при хранении в сухих условиях активность его постепенно снижается.

Высокопрочным гипсом называют вяжущее, состоящее в основном из полуводного сульфата кальция, получаемое термической обработкой двуводного гипса в автоклаве под давлением пара или кипячением в водных раство­рах некоторых солей с последующими сушкой и измельчением в тонкий порошок. Он обладает меньшей водопотребностью (около 45 %), что позволяет получать гип­совые изделия с большими плотностью и прочностью.

Предел прочности при сжатии высокопрочного гипса не менее 25—30 МПа. Сроки схватывания высокопрочного гипса примерно такие же, как и у строительного.

Высокопрочный гипс применяют для изготовления архитектурных деталей и строительных изделий с повышенными требованиями по прочности.

Вопросы для самоповторения

1.Понятие воздушной извести

2.Сырьё и технология получения строительного гипса

3.Применение воздушной извести

4. Понятие минеральных вяжущих и их виды по условиям твердения

5. Виды извести

6.Применение строительного гипса

7.Сырьё и технология получения воздушной извести

8.Понятие строительного гипса

9.Основные свойства воздушной извести

10.Твердение строительного гипса

Библиографический список

1. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия. -М.: Стройиздат, 2003

2.Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия.-М.:20073.

3.Интернет- ресурсы

Занятие № 20 Гидравлические вяжущие вещества

В ходе проведения занятия с использованием дистанционных технологий студенты должны самостоятельно ознакомиться с предложенной темой занятия и подготовить ответы на вопросы для самоподготовки.

Задание: Подготовьте ответы на вопросы для самопроверки.

Методические указания по выполнению задания

При изучении темы необходимо обратить внимание на важность темы в изучении строительных материалов. Требуется письменно ответить на вопросы для самоподготовки .

Алгоритм выполнения

Применены дистанционные технологии - студенты самостоятельно разрабатывают ответы на поставленные вопросы, при этом они используют материал ЭУМК , литературу и материал интернет- ресурсов.

1. Пройти в электронную библиотеку.

2. Войти в ЭУМК

3. Найти тему 2.5 «Вяжущие материалы»

4. Внимательно прочитать методические указания по теме занятия

4. Просмотреть теоретический материал по теме занятия

5. Войти в интернет

6. Найти недостающие вопросы по теме

7. Ответить письменно на вопросы

Теоретический материал

Портландцемент

Портландцементом называют гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким помолом портландцементного клинкера с гипсом, а иногда и со специальными добавками.

Портландцементный клинкер — продукт обжига до спекания тонкодисперсной однородной сырьевой смеси:

• известняковые ((известняки, мел, ракушечник, известковый туф и др), сними вносится СаО

• глины - оксиды кремния, алюминия, железа; с мергелем - все необходимые оксиды

• материалов (мергеля, доменного шлака и пр.).

При обжиге обеспечивается преимущественное содержание в клинкере высокоосновных силикатов кальция.

Для регулирования сроков схватывания портландцемента в клинкер при помоле вводят двуводный гипс в количестве 1,5—3,5 % (по массе цемента в пересчете на S03).

По составу различают портландцемент

• без добавок,

• портландцемент с минеральными добавками,

• шлакопортландцемент и др.

Производство портландцемента состоит из следующих основных процессов:

• добычи сырья и подготовки сырьевой смеси,

• обжига смеси до спекания с получением ) клинкера,

• помола клинкера в тонкий порошок совместно с добавками.

= В зависимости от свойства сырья и типа обжигательных печей сырье к производству готовят мокрым или сухим способом.

1. При мокром способе компоненты из­мельчают и смешивают в присутствии воды, и смесь в виде жидкой массы (шлама) обжигают;

2. при сухом спо­собе сырьевые компоненты измельчают, смешивают и обжигают в сухом виде.

Производство портландцемента мокрым способом (рис.1).

1. Мягкие горные породы (глину и мел), применяемые в качестве сырьевых компонентов предварительно дробят в валковых дробилках и измельчают в специальных бассейнах-болтушках в присутствии 36—42 % воды по массе.

2. Суспензии глины и мела в заданных соотношениях поступают в шаровые мельницы для тонкого измельчения.

Минералогический состав клинкера. Клинкер состоит из следующих основных клинкерных минералов:

• трех-кальциевого силиката 3CaO-Si02 (алит),

• двухкальцие-вого силиката 2CaO-Si02 (белит),

• трехкальциевого алю­мината ЗСаО-А1203,

• четырехкальциевого алюмоферрита 4CaO-Al203-Fe203.

Часто используют их сокращенное обозначение:

• C3S –алит

• C2S -белит

• C3A

• C4AF.

Содержание этих минералов в портландцементном клинке­ре обычно колеблется в следующих пределах:

• 40—65 % C3S;

• 15—40% C2S;

• 2—15% С3А

• 10-20% C4AF.

Каждый из клинкерных минерале» имеет свои специфи­ческие свойства.

• Трехкальциевый силикат (алит) является химически активным минералом, он оказывает решающее влияние на прочность и скорость твердения цемента:

• Двухкальциевый силикат (белит), затворенный во­дой, в начальный период твердеет медленно, при этом выделяется очень мало теплоты..

• Трехкальциевый алюминат характеризуется высокой химической активностью, в первые сутки твердения он выделяет наибольшее количество теплоты гидратации и быстро твердеет.

• Четырехкальциевый алюмоферрит характеризуется умеренным тепловыделением, твердеет он значительно медленнее, чем алит, но быстрее, чем белит.

Твердение портландцемента.

При затворении портландцемента водой сначала образуется пластичное клей­кое цементное тесто, которое затем постепенно загустевает, переходя в камневидное состояние. Твердение и есть процесс превращения цементного теста в цементный камень.

При смешивании портландцемента с водой:

• в началь­ный период происходит растворение клинкерных минералов с поверхности цементных зерен, взаимодействие минералов с водой и образование насыщенного по отношению к клинкерным минералам раствора

• Во втором периоде в насыщенном растворе идут реакции гидратации клинкерных минералов в твердом состоянии.

• B третьем периоде протекают процессы перекристаллизации мельчайших коллоидных частиц новообразований.

Взаимодействие клинкерных минералов с водой про­текает по следующим реакциям:

3CaO*Si02 + (п + 1) Н20 = 2CaO*Si02*nH20 + Са (ОН)2;

2СаО* Si02 + nH20 = 2CaO*SiO*nH20;

3CaO*Al2Q3 + 6H20 = ЗСаО*А1203*Н20;

4CaO*Al203*Fe203+ nH20 = ЗСаО*1203*Н20+ CaO*Fe2Q3 (n — 6) Н20

Свойства портландцемента.

К основным свойствам портландцемента относятся:

• водопотребность,

• сроки схватывания,

• равномерность изменения объема и прочность.

• Средняя плотность портландцемента в рыхлом со­стоянии равна 1000—1100 кг/м3, а в уплотненном — 1400—1700 кг/м3.

• Истинная плотность портландцемента 3,05—3,15 г/см3,

• Тонкость помола цемента характеризуется остатком на сите № 008 (размер ячейки в свету 0,08 мм) не более 15%

• удельной поверхностью — величиной поверхности зерен (в см2) в 1 г цемента.

• Удельная поверхность портландцемента должна быть 2500—3000 см2/г.

Водопотребность портландцемента определяется количеством воды (в %), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты, т. е. задан­ной стандартной пластичности.

Нормальной густотой цементного теста считается его консистенция, при которой игла прибора Вика, погружаясь, не доходит до дна (стекла) кольца на 5—7 мм.

Водопотребность портландцемента обычно колеблется в пределах 22—26 % и зависит от минералогического состава и тонкости помола,

Сроки схватывания цементного теста нормальной густоты определяют на приборе Вика по глубине проникания иглы. Начало схватывания должно наступить не ранее чем через 45 мин, а конец схватывания — не позднее 10 ч от начала затворения. У портландцемента обычно а начало схватывания наступает через 1—2 ч, а конец — через 4—6 ч. На сроки схватывания портландцемента влияют его минералогический состав, тонкость помола и другие факторы.

Равномерность изменения объема цемента устанавливают на образцах-лепешках, изготовленных из цементного теста нормальной густоты, при кипячении их в воде и выдерживании над паром. Цемент считают доброкачественным, если на лицевой стороне лепешек, подвергнутых испытаниям, нет радиальных, доходящих до краев трещин или сетки мелких трещин, видимых в лупу или невооруженным глазом, а также каких-либо искривлений. Одной из причин неравномерного изменения объема цементного камня при твердении является наличие в цементе свободных СаО и MgO, которые гидратируются с увеличением объема в уже затвердевшем цементном камне, разрушая его.

Прочность портландцемента характеризуется его маркой. Марку цемента устанавливают по пределу прочности при изгибе образцов призм размером 40Х40Х XI60 мм и при сжатии их половинок, изготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1 :3 (по массе) на стандартном Вольском песке при водоцементном отношении В/Ц=0,4 и испытанных через 28 сут. Предел прочности при сжатии в возрасте 28 сут называют активностью цемента, по ее величине устанавливают марку цемента. Например, если при испытании цемента установлена активность 43 МПа, то его относят к марке 400.

Портландцемента разделяют на марки 400, 500, 550 и 600; минимальные значения пределов прочности при сжатии и изгибе, соответствующие определенным маркам, приведены в табл. 1.

Коррозия цементного камня. Возведенные с применением портландцемента бетонные сооружения могут подвергнуться разрушению (коррозии) под действием природных вод и агрессивных жидкостей. Разрушение обычно начинается- с цементного камня, как наиболее подверженного коррозии.

Различают три основных вида коррозии цементного камня.

1. Коррозия первого вида возникает при действии на цементный камень бетона проточных пресных вод (с малой временной жесткостью). Эти воды растворяют и вымывают гидроксид кальция выделяющийся при гидролизе трехкальциевого силиката. В результате такого выщелачивающего действия воды повышается пористость цементного камня и снижается его прочность, что, в свою очередь, приводит к постепенному разрушению бетона.

2. Коррозия второго ряда при действии минерализованных вод

3. При действии сульфатных вод

Выводы

После изучения теоретического материала, в котором подробно изложена технология производства и свойства основных вяжущих веществ студенты получили сведения о портландцементе, которые они закрепят на практической занятии.

Вопросы для самоповторения

1.Основные свойства портландцемента

2.Виды коррозии цементного камня

3. Сырьё и технология получения портландцемента

4.Определение марки портландцемента. Факторы, влияющие на марку портландцемента

5.Понятие портландцемента

6. Разновидности портландцемента и области его применения

7.Меры защиты цементного камня от коррозии

8.Минералогический состав клинкера

9.Твердение строительного гипса

10.Применение портландцемента

Наглядная информация

I — приемный бункер для известняка; 2 — дробилка для известняка; 3 — ваго­нетка с глиной; 4 — дозатор для воды; 5 — бассейн-болтушка; 6 — сырьевая мельница; 7 — шламбассейны; 8 — вращающаяся печь; 9 — форсунка для по­дачи топлива в печь; 10 — склад клинкера; // — склад гипсового камня; 12 — дробилка для гипсового камня; 13 — шаровая мельница; 14 —силосы для це­мента; 15 — упаковочная машина; 16 — вагоны с цементом

Таблица 31.

Прочность портландцемента

Библиографический список

1. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия. -М.: Стройиздат, 2003

2. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия.-М.:2007

Занятие № 20 Общие сведения и классификация органических вяжущих материалов

В ходе проведения занятия с использованием дистанционных технологий студенты должны самостоятельно ознакомиться с предложенной темой занятия и подготовить ответы на вопросы для самоподготовки.

Задание: Подготовьте ответы на вопросы для самопроверки.

Методические указания по выполнению задания

При изучении темы необходимо обратить внимание на важность темы в изучении строительных материалов. Требуется письменно ответить на вопросы для самоподготовки .

Алгоритм выполнения

Применены дистанционные технологии - студенты самостоятельно разрабатывают ответы на поставленные вопросы, при этом они используют материал ЭУМК , литературу и материал интернет- ресурсов.

1. Пройти в электронную библиотеку.

2. Войти в ЭУМК

3. Найти тему 2.5 «Вяжущие материалы»

4. Внимательно прочитать методические указания по теме занятия

4. Просмотреть теоретический материал по теме занятия

5. Войти в интернет

6. Найти недостающие вопросы по теме

7. Ответить письменно на вопросы

Теоретический материал

БИТУМЫ И ДЕГГИ

Битумы (от лат. bitumen — смола) — при комнатной температуре вязкопластичные или твердые вещества черного или темно-коричневого цвета, представляющие собой сложную смесь высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных.

В зависимости от происхождения битумы могут быть

1. природные

2. искусственные (техногенные);

источником образования или получения битумов и в том, и в другом случае является нефть.

Природные битумы встречаются в виде асфальтовых пород например, песка, пористого известняка, пропитанных битумом (содержание битума от 5 до 20 %). Такие породы встречаются в Венесуэле, Канаде, на острове Тринидад и др. Есть месторождения практически чистых битумов, например, битумные озера на Сахалине. Природным битумы образовались при разливе нефти в результате испарения из нее легких фракций и частичного окисления кислородом воздуха. Мировые 1 запасы природного битума более 500 млрд. т.

Искусственные битумы образуются в виде остатка при получении из нефти топлива и масел — нефтяные битумы.

Битумы — сложные коллоидно-дисперсные системы, состоящие из нескольких групп веществ:

• твердые высокомолекулярные вещества (асфальтены, карбены, карбоиды), придающие битуму твердость;

• смолистые вещества, придающие битуму клейкость;

• нефтяные масла, придающие битуму вязкость и термопластичность.

Битумы делят на три типа по области их применения:

1. дорожные (для асфальтобетонов),

2. кровельные (для мягких кровельных материалов)

3. строительные (для изготовления мастик, гидроизоляции и др.). Каждый тип битумов в зависимости от состава может иметь различные марки (табл. 1.)

Марки битумов определяют по комплексу показателей, основные из которых: температура размягчения, твердость и растяжимость.

Температуру размягчения определяют на стандартном приборе «Кольцо и шар». Температурой размягчения считается температура, при которой шарик проваливается сквозь битум, заплавленный в кольцо. (Обратите внимание: у битума, как у сложной коллоидной системы нет определенной температуры плавления: он размягчается постепенно.)(рис.1)

Твердость (вязкость) битума определяют на приборе пенетрометр по погружению иглы в образец битума (единица шкалы прибора 0,1 мм) при температуре 25" С.

Растяжимость битума определяют по абсолютному удлинению (в см) стандартного образца битума, растягиваемого в воде при 25° С со скоростью 5 см/мин (рис. 2).

Транспортируют битумы в фанерных барабанах или бумажных мешках. Хранят в закрытых складах или под навесом таким образом, чтобы на битум не попадали прямые солнечные лучи.

Битум — горючее вещество, поэтому при работе с ним, особенно при разогреве битума, следует соблюдать требования пожарной безопасности.

Деготь — продукт сухой (без доступа воздуха) перегонки твердых видов топлива (древесины, угля, горючих сланцев, торфа и т. п.), представляющих собой вязкую темно-бурую жидкость с характерным «дегтярным» запахом.

Деготь, вероятно, один из старейших химических продуктов, получаемых человеком.

Деготь использовался для пропитки деревянных сооружений, лодок, рыбацких сетей, смазки сапог и т. п. Такая обработка защищала от гниения, благодаря антисептирующему и гидрофобизирующему действию дегтя. Антисептирующие свойства дегтя используются и в медицине (мазь Вишневского, дегтярное мыло и т. п.). Копчение продуктов (рыбы, мяса) также основано на обработке их продуктами сухой перегонки древесины

Пек (от голл. рек — смола) — аморфный хрупкий при обычных температурах остаток от перегонки сырого дегтя при температуре более 360° С. Он состоит из смолистых веществ, «свободного углерода», антрацена, масел и других слаболетучих соединений. Пеки применяют для получения составного дегтя, сплавлением его с маслами, и пекового лака, растворением его в ароматических растворителях. Составные дегти используют для гидроизоляции и антисептирующих покрытий древесины.

Вопросы для самопроверки

1. Какие виды органических вяжущих веществ вы знаете?

2. Каковы общие свойства битумов и: дегтей? В чем их различия?

3. Что такое пек?

4. Каково основное применение материалов в строительстве?

5.По каким показателям можно определить марку строительных битумов?

6. Назовите основные свойства термопластичных полимеров.

7. Какие термопластичные полимеры применяют в строительстве

8. Расскажите, что такое поливинилацетатная дисперсия.

9. Что такое каучуки?

10. Что пластификаторы, отвердители, инициаторы и ускорители

Наглядная информация

Таблица 32.

Марки нефтяных битумов

Рис.27. Определение температуры размягчения битума: а — схема прибора «Кольцо и шар»; б— положение шарика в начале испытания; в — положение шарика в конце испытания; 1 — стакан;2...4— диски; 5— термометр; 6— крепежные стержни

Рис. 28. Определение растяжимости битума: а — дуктилометр; б— разборная форма; / — ящик из оцинкованной стали; 2— винт; 3— салазки; 4— гайка; 5— образец битума; 6— неподвижная опора; 7— редуктор; 8— электродвигатель; 9— стрелка; 10—линейка (по ней фиксируется удлинение в момент разрыва)

Вид контроля

Тестирование

Библиографический список

1. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия. -М.: Стройиздат, 2003

2.Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия.-М.:2007

Методические указания по организации самостоятельной внеаудиторной работы

Занятие № 17 Общие сведения о вяжущих веществах

Цели и задачи занятия.

Закрепление изученного материала и углубление знаний по нему.

Задание: Изучение извести воздушной

Методические указания по выполнению задания

При выполнении задания необходимо изучить свойства извести воздушной , для чего письменно выполнить ответы на вопросы для самоподготовки.

Алгоритм выполнения

Применены дистанционные технологии - студенты самостоятельно разрабатывают ответы на поставленные вопросы, при этом они используют предложенный теоретический материал ЭУМК темы «Вяжущие материалы» и темы занятия, материал литературы и интернет- ресурсов.

1. Внимательно прочитать методические указания по теме занятия

4. Просмотреть вопросы для самоподготовки

5. Войти в интернет

6. Найти недостающие вопросы по теме

7. Ответить письменно на вопросы.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое известь?

2. Для чего в извести определяют содержание активных СаО и МgО?

3. Почему скорость гашения извести является важным свойством извести?

4. В каком случае можно определить сорт извести?

5. Что дает нам количество непрогасившихся зерен извести?

Теоретический материал

Методические указания по выполнению задания

Определение содержания в извести активных СаО и Мg О

Приборы : ступка, стеклянная воронка, бусины

Ход работы :

1. 4-5 г негашеной извести растирают 5 мин. в форфоровой ступке

2. 1 г извести помещают в колбу вместимостью 750 мл

3. Добавляют 160 мл дистиллированной воды и 5-6 стеклянных бусин

4. Накрывают стеклянной воронкой и нагревают в течении 5-7 мин., не доводя до кипения и охлаждают до 20-30 ⁰ С

5. Добавляют 2-3 капли 1% спиртового раствора фенолфталеина и титруют при постоянном взбалтывании раствором соляной кислоты

6. Рассчитывают по формуле:

А= УТ х100/m

где А-содержание активных СаО + Мg О,%

У-объем раствора соляной кислоты, пошедший на титрование, мл

Т-титр раствора соляной кислоты

m –масса навески извести, г

Определение скорости гашения извести

Приборы : прибор для определения скорости гашения извести

Ход работы :

1. Навеску 12г засыпают в сосуд прибора

2. Вливают 25 мл воды с температурой 20⁰ С

3. Закрывают пробкой с термометром

4. Через каждые 30 с фиксируют показания термометра

5. Фиксируют понижение температуры и записывают ее в тетради

6. Время прошедшее с момента затворения извести водой до начала падения температуры- характеризует скорость гашения извести

Определение содержания в извести непогасившихся зерен

Приборы : металлический сосуд с крышкой, сито с сеткой №063, стеклянная палочка с резиновым наконечником, сушильный шкаф

1. В сосуд наливают 3,3 л нагретой воды и высыпают 1 кг извести

2. Непрерывно помешивают

3. Выдерживают 2 часа

4. Разбавляют холодной водой до консистенции известкового молочка

5. Под струей воды растереть стеклянной палочкой навеску

6. Остаток на сите высушивают при температуре 140-150 ⁰ С

7. Рассчитывают содержание непогасившихся зерен:

НЗ=m х100/1000

где m -остаток на сите после высушивания, г

8. По результатам опытов определяют сорт извести

Справочная информация

1. В негашеной комовой извести 1 сорта содержание активных CaO+MgO должно быть не менее 90 %;

2. II сорта — не менее 80 %,

3. Ш сорта — не менее 70%.

Содержание непогасившихся зерен в комовой извести I сорта не должно превышать 7 %, II сорта — II %, III сорта — 14 %.

Библиографический список

1. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия. -М.: Стройиздат, 2003

2. Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия.-М.:2007

3.Интеренет- ресурсы

Занятие № 20 Гидравлические вяжущие вещества

Цели и задачи занятия:

Закрепление приобретенных студентами знаний их углубление по теме.

Задание:

Поиск в предложенной литературе и Интернет-ресурсах сведений о разновидностях цементов

Методические указания по выполнению задания

Тема использования минеральных вяжущих материалов очень важна. При изучении темы следует уделить внимание характеристикам сырья, свойствам, области и особенностям применения различных видов цемента.

В предложенной литературе и Интернет-сети найти сведения о разновидностях цементов и описать 5-6 видов цементов в рабочей тетради для лекций и занести полученные данные в таблицу 31

Таблица 31

Алгоритм выполнения

Применены дистанционные технологии – студент самостоятельно готовит предложенный материал, используя предложенную литературу.

1. Найти материал в предложенной литературе.

2.Выбрать 5-6 видов цементов.

3. Описать цементы по следующему плану:

• Наименование

• Отличительные внешние признаки

• Состав

• Свойства

• Достоинства

• Недостатки

• Область и особенность применения

4.Вписать полученные данные в таблицу 1.

Вид контроля

Опрос

Библиографический список

1.Попов Л.Н. Строительные материалы и изделия.-М.:2007

2.Попов Л.Н.Практические работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия».-М.:,2008

3.Интернет-ресурсы

Итоговые тесты по теме

1) Схватывание – это …

а) превращение в камень.

б) потеря вяжущим пластично- вязких свойств.

в) затворение водой вяжущего.

г) твердение вяжущего.

2) Вещество, не относящееся к минеральным вяжущим.

а) гипс

б) мел

в) известь

г) цемент

3.Сырьё для получения гипса это …

а) гипсовый камень

б) фосфогипс

в) сульфат кальций

г) кальцит

4.Указать причины, доказывающие, что технология получения гипса очень дёшева.

а) низкая энергоёмкость

б) малое количество сырья

в) малая область применения

г) длительные сроки твердения

5.В состав цемента входит –

а) алит

б) белит

в) кальцит

г) известняк

6.Соотношение компонентов сырьевой смеси для получения цемента:

а) СаО – 53% sio2 – 30% Al2O3 – 10%

б) СаО - 60% sio2 – 25% Al2O3 – 4%

в) СаО – 65% sio2 – 25% Al2O3 – 5%

г) СаО – 70% sio2 – 15% Al2O3 – 10%

7.Основным сырьём для получения цемента служит …

а) известняк + гипс

б) клинкер + гипс

в) мергель + гипс

г) глина + гипс

8.Печь для получения цемента называется

а) доменная

б) вращающаяся

в) мартен

г) конвектор

9.Сырьём для получения извести служит …

а) базальты

б) известняки

в) мел

г) гнейсы

10.Сроки схватывания цемента

а) 45 мин – 8 час

б) 30 мин – 12 час

в) 45 мин – 10 час

г) 30 мин – 14 час

11.Указать несуществующий вид цемента

а) расширяющий

б) напрягающий

в) глиносодержащий

г) пуццолановый

12.Прибор для определения нормальной густоты цементного теста

а) вискозиметр

б) Вика

в) вискозиметр Суттарда

г) дуктилометр

13.Для чего служит прибор Вика с пестиком – для определения…

а) нормальной густоты гипсового теста

б) нормальной густоты цементного теста

в) сроков схватывания цемента

г) сроков схватывания гипса

14.Марка гипса определяется на образцах размером

а) 15×45×40 см

б) 20×20×40 мм

в) 40×40×160 мм

г) 20×20×180 мм

15.Схватывание и твердение – чем они отличаются

а) одинаковые характеристики

б) это две последовательные стадии одного процесса

в) схватывание – это твердение, но только не в воздухе

г) твердение – это схваты

Заключение

В результате изучения раздела студент умеет определять сроки схватывания и марку гипсового вяжущего и портландцемента; вид и сорт извести; правильно складировать известь, гипс и цемент.

Тема 2.6. Строительные растворы, бетоны и материалы на их основе

Строительным раствором называют материал, получаемый в результате затвердевания рационально подобранной смеси

• вяжущего вещества (цемента, извести),

• мелкого заполнителя (песка)

• воды,

• специальных добавок.

До затвердевания этот материал называют растворной смесью.

Принципиальным отличием строительных растворов от мелкозернистых бетонов является то, что растворные смеси укладываются тонкими слоями обычно на пористое основание и одним из главных свойств растворов является хорошее сцепление с основанием.

Бетоны — главнейший строительный материал. В нем сочетаются очень важные для строительства свойства: большая сырьевая база (до 85 % объема бетона — заполнители); простота технологии и достаточно высокие физико-механические свойства. Наиболее распространен тяжелый цементный бетон.

Состав бетонной смеси подбирают таким образом, чтобы при данных условиях твердения бетон обладал заданными свойствами (прочностью, морозостойкостью, плотностью и др.).

Бетон состоит из большого количества зерен заполнителя (до 80...85 % объема), связанных затвердевшим вяжущим веществом. Так как в качестве заполнителей применяют дешевые природные материалы или отходы промышленности, бетон экономически весьма эффективный материал

Бетон — искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и затвердевания бетонной смеси.

Бетонной смесью называют перемешанную до однородного состояния пластичную смесь состоящую из:

• вяжущего вещества,

• воды,

• заполнителей

• специальных добавок.

Практические занятия

Занятие № 24

Практическое занятие №4. Подбор состава раствора Цели и задачи выполнения практического задания:

1.Изучить методику подбора состава раствора.

2. Рассчитать состав раствора заданного состава.

Задание:

Рассчитать составы растворов

Методические указания по выполнению задания

При изучении темы необходимо обратить внимание на классификацию растворов и их применение для различных целей и условий, сравнить свойства растворных и бетонных смесей, особое внимание уделить специальным растворам, требованиям к заполнителям и влиянию этих требований на свойства растворных смесей .

Требуется подобрать состав сложного строительного раствора марки R_p=75 при следующих данных:

- подвижность растворной смеси 9-10см;

- активность используемого шлакопортландцемента R_ц=320 0,1МПа;

- насыпная плотность цемента ρ_н.ц=1100 кг/м³;

- песок средней крупности (М_к =1,5);

- минеральная добавка – известковое тесто плотностью ρ_д=1400 кг/м³.

1. Расход цемента на 1м³ песка:

Q_ц = ; Q_ц = = 282 кг;

V _ц = ; V _ц = = 0,255м³

2. Расход известкового теста на 1м³:

Q_д = V_д ρ_д; Q_д = 0,057 1400=88 кг;

V _д = 0,17(1-0,002 Q_ц) = 0,17(1- 0,002 282) =0,057 м³.

3. Состав сложного раствора в частях по объему устанавливают путем деления расхода каждого компонента раствора на расход цемента по объему:

= 1:0,2: 3,9

4. Ориентировочный расход воды на 1м³ песка:

В=0,5(Q_ц + Q_д)=0,5(282+88 1,4)=202 кг

Расход материалов на 1м³ песка для приготовления сложного строительного раствора марки 75:

Цемент………………………………….282кг

Вода…………………………………….202кг

Известковое тесто…………………...0,057 м³

Песок………………… ……………1,0 м³

Выбор составов строительных растворов.

Прочность, монолитность и долговечность каменной кладки во многом зависит от правильности выбора состава растворов. В современном строительстве чаще всего принимают растворы марок 25, 50, 75, и 100. Для их приготовления обычно используют портландцементы, а также специальные низкомарочные цементы.

В качестве заполнителя обычных строительных растворов применяют пески, удовлетворяющие требованиям действующего стандарта. Кроме того, в качестве заполнителя можно использовать пески – ракушечный, из топливных шлаков, керамзитовый.

При установлении приведенных в таблице 1 составов растворов принято, что цементы марок 200 – 500 имеют насыпную плотность 1100кг/м³. Если насыпная плотность имеющегося цемента отличается от вышеуказанного более чем на 10%, то состав раствора необходимо пересчитать. Песок принят в рыхлонасыпном состоянии с естественной влажностью 1-3 %. Известь 2сорта плотностью 1400 кг/м³; при применении известкового текста 1 сорта количество теста уменьшают на 10%. Глина принята в виде теста с глубиной погружения стандартного конуса на 13-14 см.

Для повышения пластичности растворов в их состав обычно вводят неорганические пластификаторы (известь или глину) или органические поверхностно-активные добавки (например, мылонафт, ЦНИПС-1, подмыльный щелок и др.).

Алгоритм выполнения

1. По варианту (см. таблицу вариантов) произвести расчет состава раствора

2. Выполнить упражнение по теме

3. Ответить на вопросы

4. Защитить работу у преподавателя.

Справочная информация

Таблица 32

Составы растворов

Марка цемента	Составы в объемной дозировке для растворов марок
	100	75	50	25
Цементно-известковые и цементно-глиняные
500 400 300 200	1: 0,5: 5,5 1: 0,4: 4,5 1: 0,2: 3,5 -	1: 0,8:7 1: 0,5: 5,5 1: 0,3: 4 1: 0,1: 2,5	- 1: 0,9 : 8 1: 0,6 : 6 1: 0,3 : 4	- - 1: 1,4:10 1: 0,8: 7
Цементные
500 400 300 200	1 : 5,5 1 : 4,5 1 : 3 -	1 : 6 1 : 5,5 1 : 4 1 : 2,5	- - 1 : 6 1 : 4	- - - -

Таблица 33

Варианты заданий определяются по номеру в списке журнала.

Вопросы для самопроверки

1. Что представляет собой раствор?

2. В какой последовательности подбирать состав раствора?

3. Какие виды растворов Вы знаете?

4. Чем отличаются простые и сложные сотавы?

5. Что дает известь для растворов?

6.Какие меры безопасности необходимо применять при работе с известью?

Вид контроля

Защита

Библиографический список

1.Л.Н. Попов. Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия». -М.: Инфра-М, 2003

2. Попов Л.Н. Строительные материалы и зделия.-М.:2007

3.Попов Л.Н.Практические работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия».-М.:,2008

Упражнения по теме занятия

11.1 Определить расход материалов на I м³ известкового раствора1:5 по объему, если известковое тесто и готовый раствор не имеют пустот, а пустотность песка составляет 42%; водоизвестковое отношение В/И=0,75.

11.2. Найти количество материалов для приготовления 1м³ цементно-известкового раствора состава 1:1:4 по объему. Известно, что пустотность цемента равна 45%, а насыпная плотность 1250 кг/м³ ; известковое тесто без пустот с плотностью = 1400 кг/м³; пустотность песка равна 38% и насыпная плотность = 1350 кг/м³. Водовяжущее отношение равно 0,65.

11.3. Рассчитать расход материалов на I м³ цементного раствора состава 1:4,5 по объему, если В/Ц = 0,7, песок имеет пустотность, равную 40%, насыпная плотность цемента равна 1200 кг/м³, а пустотность – 46%. Расход песка определить по объему, цемента – по массе и объему.

11.4. Какое количество материалов потребуется для приготовления 20 м³ сложного раствора марки 75, если используется пуццолановый портландцемент М 300, глиняное тесто со средней плотностью 1300 кг/м³, а приготовленный раствор должен иметь среднюю плотность 1400 кг/м³?

11.5. Определить коэффициент выхода и расход материалов для приготовления 50 м³ цементно-известкового раствора состава1:0,8:6 по объему. В песке пустотность равна 45%, в цементе -41%, известковое тесто без пустот. Средняя плотность теста равна1400 кг/м³ , насыпная плотность цемента 1250 кг/м³, истинная -3000кг/м ³, водовяжущее отношение равно 0,8.

11.6. Определить марку сложного раствора состава 1:0,8:5 по объему приготовленного на шлакопортландцементе М 400, с насыпной плотностью 1200 кг/м³. Средняя плотность добавки 1400 кг/м³, водо-цементное отношение равно 1,2, K_I = 1,5.

11.7. Найти марку кладочного цементного раствора, приготовленного из шлакопортландцемента М300 и с модулем крупности 2,1. Расход цемента на 1м³ песка, а его насыпная плотность- 1100кг/м³.

Задания для лабораторной работы

Выполнить расчет состав раствора следующих составов:

1. Требуется подобрать состав сложного строительного раствора марки R_p=50 при следующих данных: подвижность растворной смеси 9-10 см; активность используемого шлакопортландцемента R_ц=400 0,1 МПа; насыпная плотность цемента ρ_н.ц =1100 кг/м³; песок мелкий (М_к=1,3);

минеральная добавка – известковое тесто плотностью ρ_д=1400 кг/м³.

2. Требуется подобрать состав сложного строительного раствора марки R_p=100 при следующих данных: подвижность растворной смеси 9-10 см; активность используемого портландцемента R_ц=500 0,1 МПа; насыпная плотность цемента ρ_н.ц=1000 кг/м³; песок средней крупности (М_к=2,0); минеральная добавка – известковое тесто плотностью ρ_д=1300 кг/м³.

3. Требуется подобрать состав сложного строительного раствора марки R_p=75 при следующих данных: подвижность растворной смеси 9-10 см; активность используемого шлакопортландцемента R_ц=500 0,1 МПа; насыпная плотность цемента ρ_н.ц=1000 кг/м³; песок мелкий (М_к=1,2).

4. Требуется подобрать состав сложного строительного раствора марки R_p=75 при следующих данных: подвижность растворной смеси 9-10 см; активность используемого портландцемента R_ц=400 0,1 МПа; насыпная плотность цемента ρ_н.ц=1100 кг/м³; песок мелкий (М_к=1,1).

5. Требуется подобрать состав сложного строительного раствора марки R_p=150 при следующих данных: подвижность растворной смеси 0-6 см; активность используемого портландцемента R_ц=500 0,1 МПа; насыпная плотность цемента ρ_н.ц=1000 кг/м³; песок средней крупности (М_к=1,5); минеральная добавка – известковое тесто плотностью ρ_д=1400 кг/м³.

6. Требуется подобрать состав сложного строительного раствора марки R_p=200 при следующих данных: подвижность растворной смеси 1-4 см; активность используемого шлакопортландцемента R_ц=320 0,1 МПа; насыпная плотность цемента ρ_н.ц=1100 кг/м³; песок средней крупности (М_к=1,5); минеральная добавка – известковое тесто плотностью ρ_д=1400 кг/м³.

7. Требуется подобрать состав сложного строительного раствора марки R_p=75 при следующих данных: подвижность растворной смеси 5-9 см; активность используемого шлакопортландцемента R_ц=400 0,1 МПа; насыпная плотность цемента ρ_н.ц=1100 кг/м³; песок средней крупности (М_к=1,5); минеральная добавка – известковое тесто плотностью ρ_д=1400 кг/м³.

8. Требуется подобрать состав сложного строительного раствора марки R_p=150 при следующих данных: подвижность растворной смеси 10-15 см; активность используемого портландцемента R_ц=400 0,1 МПа; насыпная плотность цемента ρ_н.ц=1000 кг/м³; песок крупный (М_к=2,5).

9. Требуется подобрать состав сложного строительного раствора марки R_p=200 при следующих данных: подвижность растворной смеси 12-16 см; активность используемого портландцемента R_ц=500 0,1 МПа; насыпная плотность цемента ρ_н.ц=1000 кг/м³; песок мелкий (М_к=1); минеральная добавка – известковое тесто плотностью ρ_д=1400 кг/м³.

10. Требуется подобрать состав сложного строительного раствора марки R_p=25 при следующих данных: подвижность растворной смеси 9-10 см; активность используемого шлакопортландцемента R_ц=200 0,1 МПа; насыпная плотность цемента ρ_н.ц=1000 кг/м³; песок мелкий (М_к=1); минеральная добавка – известковое тесто плотностью ρ_д=1400 кг/м³.

Занятие № 25-26

Практическое занятие №5.

Проектирование состава тяжелого бетона

Цели и задачи выполнения практического задания:

Цель работы: 1.Изучить методику расчета состава тяжелого бетона

2. Рассчитать состав тяжелого бетона по заданию

Задание:Подобрать состав тяжелого бетона.

Методические указания по выполнению задания

Ход расчета:

Требуется подобрать состав тяжелого бетона марки R_б=30 МПа для бетонирования монолитных балок и колонн среднего сечения и рассчитать расход материалов на замес в бетоносмесителе с полезным объемом барабана 1200 л; подвижность бетонной смеси ОК=3-4 см.

Характеристика исходных материалов: портландцемент активностью R_ц=47 МПа, насыпная плотность сухих составляющих ρ_н.ц=1200 кг/м³; ρ_н.п=1500 кг/м³; ρ_н.щ=1600 кг/м³, а их истинная плотность ρ_ц =3100 кг/м³; ρ_п =2620 кг/м³; ρ_щ =2800 кг/м³; пустотность гранитного фракционированного щебня V_п.щ=0,43, наибольшая крупность зерен щебня 40 мм; влажность крупного кварцевого песка W_п=3%; влажность щебня W_щ=1%.

Водоцементное отношение определяют по формуле

R_б=AR_ц(Ц/В-0,5).

После преобразования относительно В/Ц формула примет вид

В/Ц= AR_ц(R_б+0,5АR _ц)= 0?65*47(30=0,5*0,65*47)=0,68.

Значение А=0,65 выбрано по таблице 1 как для высококачественных материалов.

Расход воды но 1м³ бетонной смеси определяют по таблице 2, учитывая заданную осадку конуса бетонной смеси для бетонирования балок и колонн ОК=3-4 см. Для получения бетонной смеси такой подвижности с применение в качестве крупного заполнителя щебня с наибольшей крупностью зерен 40мм расход воды на 1м³ бетонной смеси должен составлять 175 кг.

Расход цемента на 1м³ бетона

Ц= В/(В/Ц)=175/0,68=259кг.

Расход щебня в сухом состоянии на 1м³ бетона

Щ=1/( V_п.щα/ρ_н.щ+1/ ρ_щ )=1/0,43- 1,3/1600+1/2800)=1416кг.

Значение коэффициента раздвижки зерен α = 1,3 выбрано по таблице 1.

Расход песка в сухом состоянии на 1м³ бетона

П=[1-(W/ ρ_д+В/1000+Щ/ ρ_щ )] ρ_п =[1-(259/3100+1416/2800)]2620=617 кг.

В результате подсчетов получают ориентировочный номинальный ( лабораторный) состав бетона, кг/м³:

Цемент – 259

Вода - 175

Песок - 617

Щебень – 1416

Итого - 2467

Полученное в итоге значение является расчетной средней плотностью бетонной смеси, т.е. ρ_б.см=2467 кг/м³.

Коэффициент выхода бетона

ß = 1/(V_ц+ V_п+ V_щ)= 1/(Ц/ ρ_н.ц + П/ ρ_н.п +Щ/ ρ_н.щ )= =1(259/1200+617/1500+1416/1600)=0,66.

Расход материалов на 0,05 м³ (50 л) бетонной смеси пробного замеса рассчитывают исходя из приведенного выше номинального состава бетона, кг:

Цемент – 259*0,05 = 12,95

Вода - 175*0,05 = 8,75

Песок - 617*0,05 = 30,85

Щебень – 1416*0,05 = 70,8

Отвешивают расчетное количество материалов и приготавливают бетонную смесь, подвижность которой определяют с помощью стандартного конуса. Если осадка конуса 1 см, т.е. меньше заданной (как в нашем примере), то для увеличения подвижности бетонной смеси добавляют 10% цемента и воды (цемента 12,95*0,1 = 1,295 кг; воды 8,75*0,1 = 0,875 кг ). Бетонную смесь с добавкой цемента и воды дополнительно хорошо перемешивают и проверяют подвижность. Если при проверке подвижности осадка конуса окажется 3см, т.е. будет соответствовать заданной, опыт заканчивают и устанавливают действительный расход материалов с учетом добавления 10% цемента и воды, определяя их абсолютный объем, м³ :

Цемент – (12,95 + 1,295)/3100 = 0,0046

Вода - (8,75 + 0,875)/1000 = 0,0097

Песок - 30,85/2620 = 0,0116

Щебень – 70,1/2800 = 0,0254

Всего - 0,0513

Зная объем бетонной смеси пробного откорректированного замеса V_з и фактический расход материалов Ц_з, В_з, П_з, Щ_з, рассчитывают расход материалов на 1 м³ (1000л) бетонной смеси, кг/м³:

Ц = Ц_з*1/V_з = 14,25/0,0513 = 277

В = В_з*1/V_з = 9,63/0,0513 = 187

П = П_з*1/V_з = 30,85/0,0513 = 599

Щ = Щ_з*1/V_з = 70,1/0,0513 = 1366

Всего 2429

Фактическая плотность свежеуложенной бетонной смеси ρ_б.см=2429 кг/м³, т.е. отличается от расчетной менее чем на 1%.

Производственный(полевой) состав бетона вычисляют, принимая во внимание влажность заполнителей ( в данном примере влажность песка 3% и щебня 1%), в связи с чем необходимое количество воды уменьшают

188 – (3*599/100+1*1366/100) = 188 – (18 + 14) = 156 кг.

При этом количество заполнителей соответственно увеличивают

Песок - 599(1+3/100) = 599+18 = 617 кг

Щебень - 1366(1+1/100) = 1366+14 = 1380 кг

Для получения производственного состава в соотношениях по массе расход каждого компонента бетонной смеси, кг, делят на расход цемента

Ц/Ц:П/Ц:Щ/Ц = 277/277:617/277:1380/277 = 1:2,2:5

при В/Ц = 0,56.

Дозировку составляющих бетонной смеси на один замес бетоносмесителя с полезным объемом барабана 1,2 м³ (1200 л) определяют по формулам:

Ц_ν = ßVЦ/1 = 0,68*1,2*277/1 = 226 кг;

П_ν = ßVЦ/1 = 0,68*1,2*617/1 = 503 кг;

В_ν = ßVЦ/1 = 0,68*1,2*159/1 = 127 кг;

Щ_ν = ßVЦ/1 = 0,68*1,2*1380/1 = 1125 кг;

В лаборатории из приготовленной бетонной смеси пробных замесов объемом по 50 л делают контрольные образцы-кубы размером 150*150*150 мм, которые после хранения в нормальных условиях испытывают в заданные сроки (обычно 7 и 28 сут) на гидравлическом прессе. По результатам испытаний строят график и уточняют водоцементное отношение, обеспечивающее получение бетона заданной марки.

Варианты заданий

Вариант №1

Требуется подобрать состав тяжелого бетона марки r_б - 15 МПа (150 кгс/см ²)

и рассчитать расход материалов на замес бетоносмесителя с емкостью барабана 1200 л. Подвижность бетонной смеси П- 6 см. /

ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ .МАТЕРИАЛОВ,

Портландцемент: r_ц^:= 30 МПа (300 kгc/cm"), р_н = 1100 кг/м ^{3 ;} р = 3100 кг/м³ Щебень известняковый: р_н = 1400 кг/м³, р = 2400 кг/м3

наибольшая крупность щебня 40 мм, пустотность – 0,43. Песок речной: рн = 1500 кг/м3, р = 2600 кг/м3

Вариант №2Требуется подобрать состав тяжелого бетона марки r_б - 20МПа (200 кгс/см ²) и рассчитать расход материалов на замес бетоносмесителя с емкостью барабана 1500 л. Подвижность бетонной смеси П- 2 см. /

ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ .МАТЕРИАЛОВ,

Портландцемент: r_ц^:= 40 МПа (400 kгc/cm"), р_н = 1100 кг/м ^{3 ;} р = 3100 кг/м³ Щебень известняковый: р_н = 1400 кг/м³, р = 2400 кг/м3

наибольшая крупность щебня 40 мм, пустотность – 0,43. Песок речной: рн = 1500 кг/м3, р = 2600 кг/м3

Вариант №3

Требуется подобрать состав тяжелого бетона марки r_б - 30 МПа (300кгс/см ²)и рассчитать расход материалов на замес бетоносмесителя с емкостью барабана 1500 л. Подвижность бетонной смеси П- 4см. /

ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ .МАТЕРИАЛОВ,

Портландцемент: r_ц^:= 43 МПа (430kгc/cm"), р_н = 1100 кг/м ^{3 ;} р = 3000 кг/м³ Щебень известняковый: р_н = 1600 кг/м³, р = 2700 кг/м3

наибольшая крупность щебня 40 мм, пустотность – 0,42. Песок речной: рн = 1500 кг/м3, р = 2600 кг/м3

Вариант №4

Требуется подобрать состав тяжелого бетона марки r_б - 20 МПа (200 кгс/см ²) и рассчитать расход материалов на замес бетоносмесителя с емкостью барабана 2400л. Подвижность бетонной смеси П- 3 см. /

ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ .МАТЕРИАЛОВ,

Портландцемент: r_ц^:= 35 МПа (350kгc/cm3), р_н = 1100 кг/м ^{3 ;} р = 3100 кг/м³ Щебень известняковый: р_н = 1400 кг/м³, р = 250 кг/м3

наибольшая крупность щебня 20 мм, пустотность – 0,43. Песок речной: рн = 1400 кг/м3, р = 2600 кг/м3

Вариант №5

Требуется подобрать состав тяжелого бетона марки r_б - 40 МПа (400 кгс/см ²)

и рассчитать расход материалов на замес бетоносмесителя с емкостью барабана 1500 л. Подвижность бетонной смеси П- 2 см.

ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ .МАТЕРИАЛОВ,

Портландцемент: r_ц^:= 50 МПа (500 kic/cm3), р_н = 1100 кг/м ^{3 ;} р = 3100 кг/м³ Щебень известняковый: р_н = 1500 кг/м³, р = 2700 кг/м3

наибольшая крупность щебня 20 мм, пустотность – 0,44. Песок речной: рн = 1500 кг/м3, р = 2600 кг/м3

Вариант №6

Требуется подобрать состав тяжелого бетона марки r_б – 30 МПа (300кгс/см ²)

и рассчитать расход материалов на замес бетоносмесителя с емкостью барабана 1200 л. Жесткость бетонной смеси Ж=20с /

ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ .МАТЕРИАЛОВ,

Портландцемент: r_ц^:= 40 МПа (400 kгc/cm3), р_н = 1100 кг/м ^{3 ;} р = 3100 кг/м³ Щебень известняковый: р_н = 1300 кг/м³, р = 2600 кг/м3

наибольшая крупность щебня 40 мм, пустотность – 0,5. Песок речной: рн = 1500 кг/м3, р = 2600 кг/м3

Вариант №7

Требуется подобрать состав тяжелого бетона марки r_б - 30 МПа (300 кгс/см ²)

и рассчитать расход материалов на замес бетоносмесителя с емкостью барабана 2000 л. Жесткость бетонной смеси Ж=20с /

ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ .МАТЕРИАЛОВ,

Портландцемент: r_ц^:= 40 МПа (400 kгc/cm"), р_н = 1200 кг/м ^{3 ;} р = 3000 кг/м³ Щебень известняковый: р_н = 1300 кг/м³, р = 2500 кг/м3

наибольшая крупность щебня 40 мм, пустотность – 0,43. Песок речной: рн = 1400 кг/м3, р = 2500 кг/м3

Вариант №8

Требуется подобрать состав тяжелого бетона марки r_б - 15 МПа (150 кгс/см ²)

и рассчитать расход материалов на замес бетоносмесителя с емкостью барабана 1200 л. Подвижность бетонной смеси П- 4 см. /

ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ .МАТЕРИАЛОВ,

Портландцемент: r_ц^:= 30 МПа (300 kic/cm"), р_н = 1000 кг/м ^{3 ;} р = 3000 кг/м³ Щебень известняковый: р_н = 1600 кг/м³, р = 2600 кг/м3

наибольшая крупность щебня 20 мм, пустотность – 0,4. Песок речной: рн = 1400 кг/м3, р = 2500 кг/м3

Вариант №9

Требуется подобрать состав тяжелого бетона марки r_б – 40 МПа (400кгс/см ²)

и рассчитать расход материалов на замес бетоносмесителя с емкостью барабана 1200 л. Жесткость бетонной смеси Ж=5с /

ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ .МАТЕРИАЛОВ,

Портландцемент: r_ц^:= 40 МПа (400 kгc/cm3), р_н = 1200 кг/м ^{3 ;} р = 3000 кг/м³ Щебень известняковый: р_н = 1400 кг/м³, р = 2500 кг/м3

наибольшая крупность щебня 20 мм, пустотность – 0,5. Песок речной: рн = 1600 кг/м3, р = 2500 кг/м3

Вариант №10

Требуется подобрать состав тяжелого бетона марки r_б - 15 МПа (150 кгс/см ²)

и рассчитать расход материалов на замес бетоносмесителя с емкостью барабана 750л. Подвижность бетонной смеси П=6см /

ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ .МАТЕРИАЛОВ,

Портландцемент: r_ц^:= 30 МПа (400 kгc/cm3), р_н = 1200 кг/м ^{3 ;} р = 3100 кг/м³ Щебень известняковый: р_н = 1300 кг/м³, р = 2600 кг/м3

наибольшая крупность щебня 40 мм, пустотность – 0,43. Песок речной: рн = 1400 кг/м3, р = 2500 кг/м3

Алгоритм выполнения

1. По варианту (см. таблицу вариантов) произвести расчет состава бетона, используя материал справочной информации.

2. Ответить на вопросы

3. Защитить работу у преподавателя

Справочная информация

Таблица 34.

Таблица 35.

Таблица 36.

Таблица 37

Варианты заданий определяются по номеру в списке журнала.

Вопросы для самопроверки

1. Что представляет собой раствор?

2. В какой последовательности подбирать состав раствора?

3. Какие виды растворов Вы знаете?

4. Чем отличаются простые и сложные составы?

5. Что дает известь для растворов?

6.Какие меры безопасности необходимо применять при работе с известью?

Вид контроля

Защита

Библиографический список

1.Попов Л.Н Строительные материалы и изделия.-М.:2007

2.Попов К.И Строительные материалы и изделия.- М.: Высшая школа 2002

Занятие № 27

Лабораторная работа № 11.

Определение подвижности бетонной смеси.

Определение марки бетона

Цели и задачи занятия

4. Изучить методику определения свойств бетонной смеси; научиться по подобранному составу изготавливать образцы и определять марку бетона

5. Ознакомиться с приборами.

Задание:

Изготовить смесь по предложенному составу и изготовить образцы- кубы. Определить марку бетона.

Методические указания по выполнению задания

Определение удобоукладываемости бетонной смеси

Приборы:

Конус

Линейки

Металлический лист

Металлический стержень

Ход работы:

Удобоукладываемость характеризует способность бетонной смеси заполнять форму бетонируемого изделия и уплотнять в ней под действием силы тяжести или внешних механических воздействий. Удобоукладываемость бетонной смеси оценивают показателями подвижности или жесткости.

Подвижность бетонной смеси оценивают по осадке (ОК) конуса, отформованного из бетонной смеси. Осадку конуса бетонной смеси определяют дважды. Общее время испытания с начала заполнения конуса бетонной смесью при первом определении и до момента измерения осадки конуса при втором определении не должно превышать 10 мин.

1. При подготовке конуса и приспособлений к испытаниям все соприкасающиеся с бетонной смесью поверхности следует очистить и увлажнить и устанавливают на металлический лист.

2. Рассчитанный объем конуса на практическом занятии №28-29 состав бетонной смеси используют

3. Конyc заполняют бетонной смесью через воронку в три слоя одинаковой высоты. Каждый слой на его высоту уплотняют штыкованием металлическим стержнем:— 25 раз. Конус во время заполнения и штыкования должен быть плотно прижат к листу.

4. После уплотнения бетонной смеси воронку снимают, избыток смеси срезают кельмой вровень с верхними краями конуса и заглаживают поверхность бетонной смеси. Время от начала заполнения конуса до его снятия не должно превышать 3 мин.

5. Конус плавно снимают с отформованной бетонной смеси в строго вертикальном направлении останавливают рядом с ней. Время, затраченное на подъем конуса, должно составлять 5—7 с.

5. Осадку конуса бетонной смеси определяют, укладывая гладкий стержень на верх формы и измеряя расстояние от нижней поверхности стержня до верха бетонной смеси с погрешностью не более 0.5. Если после снятия формы конуса бетонная смесь разваливается, измерение не выполняют и испытание повторяют на новой пробе бетонной смеси.

6. Жесткость бетонной смеси характеризуют временем вибрации, выраженным в секундах, необходимым для уплотнения бетонной смеси.

Определение средней плотности бетонной смеси

Приборы:

цилиндрические металлические сосуды, размеры которых принимают в зависимости от наибольшей крупности зерен заполнителя по таблице 1.

Весы

Металлический стержень

Ход работы:

1. Перед испытанием мерный сосуд взвешивают с погрешностью не более 1 г.

2. Бетонную смесь помещают в сосуд и уплотняют (каждый слой штыкуют равномерно 5-16 раз)

3. После уплотнения избыток смеси срезают стальной линейкой и поверхность тщательно выравнивают вровень с краями мерного сосуда.

4. Затем сосуд с бетонной смесью взвешивают с погрешностью -более 1 г

5. . Среднюю плотность бетонной смеси р_см (кг/м³) вычисляют по формуле

р_б.с. = [(m- m_ц/ V] 1000,

где: m— масса мерного сосуда с бетонной смесью, г;

m_ц — масса мерного сосуда без смеси, г;

V — вместимость мерного сосуда, см.³

6. Среднюю плотность бетонной смеси определяют дважды для каждой пробы смеси и вычисляют округлением до 10 кг/м³ как среднее арифметическое значение результатов двух определений

Приготовление образов из бетона.

Определение марки бетона

Для определения предела прочности бетона при сжатии изготавливают образцы-кубы, размеры которых зависят от наибольшей крупности заполнителя.

Приборы и материалы:

Формы разъемные;

Масло отработанное;

Металлический стержень

Виброплощадка;

Сосуд с водой

Весы

Штангенциркуль

Гидравлический пресс

Ход работы:

1. Очистка форм от остатков бетона и смазка ее маслом

2. Укладка и уплотнение бетонной смеси в течении 20 минут ( штыкование или вибрирование в зависимости от вида смеси)

3. Хранение образцов в форме в течении суток

4. Распалубка и помещение образца в камеру нормального твердения ( или сосуд с водой)

5. Образцы извлекают из камеры , осматривают на наличие дефектов и взвешивают и измеряют рабочую площадь сечения.

6. Испытание на гидравлическом прессе

7. Расчет предела прочности на сжатие по формуле:

R _сж =P /S

8.Марку бетона определяют как предел прочности при сжатии бетонного образца –куба с длиной ребра 150 мм. При длине ребра куба 70,100,200,300 предел прочности пересчитывают пользуясь соответственно коэффициентами 0,85;0,95;1,05; 1,1

9. По пределу прочности при сжатии в образцах – кубах размером 150х159х150 мм для тяжелых бетонов установлены следующие марки (классы):

М100 В7,5

М150 В10

М200 В15

М250 В20

М300 В25 и т.д.

Вывод : Определяется марка и класс полученного бетона по табл.2

Алгоритм выполнения

Применены технологические инновации - использовано лабораторное оборудование и средства измерения Испытательной лаборатории.

1. Разделиться на две бригады.

2. Пройти в помещение лаборатории, предварительно выслушав инструктаж по технике безопасности поведения на лабораторных занятиях.

3. Каждая бригада получает материалы у лаборанта.

4. Используя необходимое оборудование и средства измерения произвести исследования материалов.

5. Вернуться в лабораторию

6. Произвести необходимые расчеты

7. Сравнить полученные данные со справочными данными ГОСТа и сделать вывод по работе

8. Защитить работу у преподавателя.

Справочная информация

Таблица 38

Определение размера цилиндрического сосуда

Таблица 39

Соотношение между классами и марками

Вопросы для самопроверки

1. Что такое жесткость бетонной смеси?

2. Что такое подвижность бетонной смеси?

3. Как определяется марка бетона?

4. Для чего выполняется подбор состава бетона?

5. Что такое класс бетона?

6.Что такое марка бетона?

Вид контроля

Защита

Библиографический список

1.Л.Н. Попов. Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия». -М.: Инфра-М, 2003

2. Попов Л.Н. Строительные материалы и зделия.-М.:2007

3.Попов Л.Н.Практические работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия».-М.:,2008

Занятия №28-29

Лабораторная работа № 12. Сравнительный

анализ различных видов бетонов

Цели и задачи занятия

Цель работы: Выполнение сравнительного анализа свойств различных видов бетонов

Задание: Выполнить сравнение свойств образцов –кубов пенобетона,газобетона, тяжелого бетона и асфальтобетона.

Определение средней плотности различных бетонов

Приборы:

Штангенциркуль

Весы

Ход работы:

Ход работы:

1. Измеряем образцы, изготовленные в форме куба или штангенциркулем с точностью до: 0,1мм - если сторона имеет размер до 100мм,

1мм - если 100 и более мм и определяем объем;

2. Взвешиваем образцы с точностью до:

образцы массой менее 500г - до 0,01г,

с массой 500 и более - с точностью до 1г

3. Рассчитываем среднюю плотность материалов по формуле:

_с =

где: - средняя плотность материалов, г/см; m - масса материалов, г

V - объем материалов, см³

4. Полученные результаты умножаем на 1000 и получаем - кг/м³ .

Определение водопоглощения различных бетонов

Приборы и материалы:

10. Весы

11. Металлический сосуд с водой

12. Электроплита

13. Штангенциркуль

Ход работы:

1. Взвешиваем образцы с точностью до 0,01 г

2. Помещаем в сосуд с кипящей водой и кипятим в течении 15 минут (ускоренный способ) и 48

часов при обычном испытании.

3. Взвешиваем образцы

4. По формулам определяем водопоглощение и заносим данные в таблицу 6:

Wm= (m_н-m_с /mс) х 100%,

где: Wm -водопоглощение по массе,%

mн„-масса насыщенного водой образца, г mс,.-масса сухого образца, г

W₀ = (m_н-m_с /V)х100%,

где: W₀ -водопоглощение по массе, %

m_н- масса насыщенного водой образца, г

m_с- масса сухого образца, г

V - объем образца, см³

Определение водостойкости различных бетонов

Приборы и материалы:

- Гидравлический пресс

- Фарфоровая чашка с водой

- Штангенциркуль

- Образцы

Ход работы:

1. Измеряем площади поверхности образцов и нумеруем их;

2. Делим образцы на две группы: №1,2 - испытываем сухими;

№3,4 – водонасыщенными (используем их из предыдущего испытания еа водопоглощение);

3. Испытываем образцы на прессе;

4. Рассчитываем пределы прочностей образцов:

R_сж. =

где: R_сж. - предел прочности на сжатие кгс/см² (МПа);

Р - разрушающее усилие, кгс;

S - площадь поверхности, см²

5. Рассчитываем коэффициенты размягчения образцов:

=

6. Сравниваем полученный результат с эталоном и делаем вывод о водостойкости предложенных материалов.

Оформление заключения о бетонах

1. Вывод по работе

Алгоритм выполнения

Применены технологические инновации - использовано лабораторное оборудование и средства измерения Испытательной лаборатории.

1. Разделиться на две бригады.

2. Пройти в помещение лаборатории, предварительно выслушав инструктаж по технике безопасности поведения на лабораторных занятиях.

3. Каждая бригада получает материалы у лаборанта.

4. Используя необходимое оборудование и средства измерения произвести исследования материалов.

5. Вернуться в лабораторию

6. Произвести необходимые расчеты

7. Сравнить полученные данные со справочными данными ГОСТа и сделать вывод по работе

8. Защитить работу у преподавателя.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое средняя плотность материала?

2. Как определяется средняя плотность материала?

3. Что такое водопоглощение материала

4. Как определяется водопоглощение материала ускоренным способом?

5. Что такое водостойкость?

6. Как определить водостойкость материала.

7. Какие сравнительные данные для разных видов бетона вы получили в ходе работы?

Вид контроля

Защита

Библиографический список

1.Попов Л.Н Строительные материалы и изделия.-М.:2007

2.Попов К.И Строительные материалы и изделия.- М.: Высшая школа 2002

3.Проспекты, наглядные информационные материалы

4.Образцы материалов

Методические указания по организации самостоятельной аудиторной работы

Занятие № 24 Общие сведения о строительных растворах

Цели и задачи занятия.

В ходе проведения занятия с использованием дистанционных технологий студенты должны самостоятельно ознакомиться с предложенной темой занятия и подготовить ответы на вопросы для самопроверки.

Задание: Подготовьте ответы на вопросы для самопроверки.

Методические указания по выполнению задания

При изучении темы студентам необходимо усвоить классификацию растворов строительных и общие требования, предъявляемые к ним и их компонентам. Области их применения в строительстве. Ответить на вопросы для самопроверки.

Алгоритм выполнения

Применены дистанционные технологии - студенты самостоятельно разрабатывают ответы на поставленные вопросы, при этом они используют материал ЭУМК и материал интернет- ресурсов.

1. Пройти в электронную библиотеку.

2. Войти в ЭУМК

3. Найти тему 2.6 «Строительные растворы, бетоны и материалы на их основе»

4. Внимательно прочитать методические указания по теме занятия

4. Просмотреть теоретический материал по теме занятия

5. Войти в интернет

6. Найти недостающие вопросы по теме

7. Ответить письменно на вопросы

Теоретический материал

Общие сведения

По назначению строительные растворы бывают:

1. кладочные — для кладки из кирпича, штучных камней и блоков;

2. отделочные (штукатурные) — для оштукатуривания наружных и внутренних поверхностей конструкций;

3. специальные — для омоноличивания сборных железобетонных конструкций, для устройства гидроизоляции и других специальных целей.

Растворы называют по свойствам входящего в них вяжущего

1. (гидравлические,

2. воздушные)

И его виду