Саратовский государственный технический университет имени Гагарина ю.А.

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

по курсу Б.1.1.16 «Строительные материалы»

направления подготовки 08.03.01 «Строительство»

(для всех форм обучения)

для профилей:

Профиль 1. Производство строительных материалов, изделий и конструкций.

Профиль 2. Промышленное и гражданское строительство.

Профиль 3. Автомобильные дороги и аэродромы.

Профиль 4. Теплогазоснабжение и вентиляция.

Профиль 5. Мосты и транспортные тоннели.

Профиль 6. Водоснабжение и водоотведение.

Профиль 7. Экспертиза и управление недвижимостью.

Утверждено на заседании УМК

по направлению 08.03.01 (08.04.01) «Строительство»

Протокол №13 от 02.07.2015г.

Председатель УМКН Иващенко Ю.Г.

Саратов – 2015

Введение

Методическое указание разработано в соответствие с требованиями ФГОС ВО по направлению «Строительство» и направлено на формирование следующих компетенций: ПК- 13, 14.

• Знанием научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по профилю деятельности (ПК-13);

• Владением методами и средствами физического и математического (компьютерного) моделирования, в том числе с использованием универсальных и специализированных программно-вычислительных комплексов, систем автоматизированных проектирования, стандартных пакетов автоматизации исследований, владение методами испытаний строительных конструкций и изделий, методами постановки и проведения экспериментов по заданным методикам (ПК-14).

Таким образом в результате освоения дисциплины студент должен:

знать:

• на основе научно-технической информации взаимосвязь состава, строения и свойств конструкционных, тепло-, звуко-, гидроизоляционных, и отделочных строительных материалов;

• на основе научно-технической информации способы формирования заданных структур и свойства материалов при максимальном ресурсосбережении с обеспечением надежности и долговечности при соблюдении безопасной эксплуатации;

• методы оценки показателей качества строительных материалов.

уметь:

• на основе отечественного и зарубежного опыта правильно выбирать конструкционные материалы, обеспечивающие требуемые показатели надежности, безопасности, экономичности и эффективности сооружений;

• анализировать воздействия окружающей среды на материал в конструкции,

• соблюдать установленные требования к строительным конструкциям и материалам;

• на основе отечественного и зарубежного опыта выбирать оптимальный материал исходя из его назначения и условий эксплуатации;

• производить расчеты потребности строительных материалов и изделий для выполнения технологических и строительно-монтажных работ;

• составлять заключение о состоянии строительных конструкций зданий по результатам обследования.

владеть:

• методами и средствами контроля качества применяемых строительных материалов и изделий;

• методами и средствами обработки полученных лабораторно-экспериментальных данных.

Методическое указание с методологической точки зрения предназначено для выполнения лабораторных работ по курсу Б.1.1.16 «Строительные материалы», входящего в перечень основных образовательных программ подготовки бакалавров по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство».

Лабораторная работа № 1

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА: ИСТИННАЯ И СРЕДНЯЯ ПЛОТНОСТЬ, ПОРИСТОСТЬ, ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ, МОРОЗОСТОЙКОСТЬ, ТЕПЛОЕМКОСТЬ И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

1. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ К РАБОТЕ

КЛАССИФИКАЦИЯ ОсновныХ свойств строительных материалов

Информация о любом материальном объекте предполагает неразрывную связь вещественного состава и строения с его свойствами. Под свойством понимают способность материала определенным образом реагировать на отдельный, а чаще действующий в совокупности с другими внешний или внутренний фактор среды.

Характеристики свойств материала (изделия), как правило, проявляются в процессе его производства и применения (эксплуатации).

Поскольку строительные материалы и изделия являются неоднородными, то действие того или иного фактора будет обусловлено составом, строением материала, а также эксплуатационными условиями. Другими словами, свойства материала будут проявляться неодинакового в зависимости от состава, строения, размеров и формы изделий и образцов, подвергающихся испытаниям. Наличие этих факторов, а также некоторых других, таких, например, как чистота и объем эксперимента при испытании образцов, масштабный фактор, изменение условий эксплуатации изделий в конструкции, приводит к определенному разбросу результатов исследуемых параметров.

Таким образом, в соответствие с принципами таксономии – классификации и систематизации сложноорганизованных объектов, исследуемые свойства строительных материалов, условно можно разбить на группы, которые в свою очередь, могут содержать подгруппы т.д.

Строительно-технические свойства материалов условно делят на четыре группы: физические, механические, химические и технологические. В группу физических характеристик входят подгруппы параметров состояния, гидрофизических, теплофизических и т.д. А в группу механических свойств – подгруппы деформационных и прочностных. Более полная и подробная классификация приведена на схеме рисунка 1.

С точки зрения принципов комбинаторики свойства можно рассматривать как простые, так и сложные сочетания.

Рис.1. Классификация строительно-технических свойств строительных материалов

Простое свойство материала, которое нельзя подразделить на другие, например, «масса материала» или «плотность материала»

Сложное свойство материала, которое может быть подразделено на два или более простых свойств, например «износ материала», который объединяет стойкость материала к истиранию и удару

Качество материала – сложное свойство, совокупность многих физических, механических и физико-химических свойств материала, определяющих его способность удовлетворять определенным требованиям в соответствии с его назначением и условиями эксплуатации.

Взаимосвязь некоторых свойств строительных материалов можно проследить по таблице 1.

Таблица 1

Некоторые показатели свойств наиболее распространенных строительных материалов

Наименование материала	Средняя плотность, кг/м3	Пористость, %	Теплопроводность, Вт/(м 0С)	Предел прочности при сжатии, МПа
Бетон: тяжелый легкий ячеистый	2300-2500 800-1200 500-700	8-12 50-70 70-80	1,0-1,16 0,3-0,4 0,2-0,3	10-60 5-20 2-15
Кирпич силикатный полнотелый пустотный	1600-1800 1100-1500	30-35 40-50	0,7-0,8 0,4-0,55	10-20 10-15
Кирпич керамический	1700-2000	25-30	0,8-0,9	10-30
Природные камни: гранит известняк туф вулкан.	2600-2800 2200-2400 900-2100	3,0-4,0 7-8 25-65	2.9–3.3 1,2-2,1 0,3-0,6	150-250 50-150 10-20
Стекло: оконное пеностекло	2600-2700 300-350	0 88-90	0,58-0,60 0,10-0,4	50-100 5-15
Полимерные материалы: стеклопластик пенопласты	1900-2100 20-50	0 96-98	0,5-0,55 0,3-0,04	100-120 1-2
Древесные материалы: сосна ДВП	500-600 200-300	62-67 81-86	0,16-0,18 0,05-0,06	30-60 10-20
Сталь строительная	7800-7850	0	58	380-450

Для исследования свойств материалов проводят испытания деструктивными методами, специально подготовленных образцов или отдельных элементов конструкций вплоть до их разрушения. В настоящее время нашли широкое применение адеструктивные методы неразрушающего контроля (электрофизические, ультразвуковые, радиационные и др.).