Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная

академия (СибАДИ)»

Кафедра «Строительные материалы и специальные технологии»

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Омск  2016

1

Рецензент канд. техн. наук, доц. С.М. Аксенова (СибАДИ)

Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве методических указаний.

Ф503 Физико-химические процессы при строительстве и эксплуатации объектов недвижимости [Электронный ресурс] : методические указания / сост. : В.Д. Галдина,

Е.В. Гурова. – ЭлектронСибАДИ. дан. − Омск : СибАДИ, 2016. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-

bin/irbis64r_plus/cgiirbis 64 ft.exe. - Режим доступа: для авторизованных пользователей.

ISBN 978-5-93204-979-2.

Приведены содержание по темам дисциплины, список рекомендуемой литературы, задания для выполнения контрольной работы по вариантам, планы установочных, обзорных лекций и лабораторных занятий, тестовые задания для самоконтроля.

Имеют интерактивное оглавление в виде закладок.

Рекомендованы для студентов заочной формы обучения, в том числе с применением дистанционных образовательных технологий направления «Строительство», профили «Промышленное и гражданское строительство», «Экспертиза и управление недвижимостью».

Текстовое (символьное) издание (550,0 КБ)

Системные требования : Intel, 3,4 GHz ; 150 МБ ; Windows XP/Vista/7 ; DVD-ROM ; 1 ГБ свободного места на жестком диске ; программа для чтения

pdf-файлов Adobe Acrobat Reader ; Google Chrome

Редактор Н.И. Косенкова Техническая подготовка − Т.И. Кукина

Издание первое. Дата подписания к использованию 05.09.2016

Издательско-полиграфический центр СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПЦ СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1

© ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2016

2

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Методические указания и контрольные задания составлены для студентов заочной формы обучения с применением дистанционных образовательных технологий направления «Строительство», профили «Промышленное и гражданское строительство», «Экспертиза и управление недвижимостью». Методические указания и контрольные задания включают: содержание по темам дисциплины «Физикохимические процессы при строительстве и эксплуатации объектов недвижимости»; список рекомендуемой литературы; задания и вопросы для выполнения контрольной работы по вариантам; планы установочных, обзорных лекций и лабораторных занятий, тестовые задания

Лекционный курс для студентов заочной формы обучения составлен из установочных и обзорных лекций, посвященных наиболее трудным для усвоения вопросам. ОстальнуюДчасть курса студенты изучают самостоятельно, используя рекомендованную литературу. Предусмотрено выполнение студентами одной контрольной работы. Контрольная работа имеет 20 вариантовА, содержащих по 9 вопросов и заданий. Контрольную работу студенты выполняют самостоятельно и сдают на проверку преподавателюбв электронном или печатном виде. Замечания по ответам на вопросы (задания) и пояснения к ним преподаватель дает в рецензиииили на полях работы. Неудовлетворительно выполненная контрольная ра ота с рецензией возвращается студенту на доработку. СЛабораторные работы выполняются в период экзаменационной сессии по установленному расписанию, посещение этих работ обязательно. После защиты контрольной работы, выполненных лабораторных работ и тестирования студент заочной формы обучения допускается к сдаче экзамена.

Студенты заочной формы обучения с применением дистанционных образовательных технологий изучают дисциплину самостоятельно, используя рекомендованную литературу. Студенты выполняют одну контрольную работу, которую сдают на проверку в электронном виде и проходят тестирование. Контрольная работа рецензируется преподавателем и при неудовлетворительном выполнении возвращается на доработку. Экзамен по дисциплине выставляется студентам по результатам выполнения контрольной работы и тестирования.

Целью освоения учебной дисциплины является формирование у студентов представления о физико-химических процессах, сопровож-

3

дающих технологию производства строительных материалов, строительство и эксплуатацию зданий и сооружений.

Задачи курса:

1. Знакомство с основными физико-химическими свойствами строительных материалов, физико-химическими процессами при производстве и при эксплуатации материалов в строительных конструкциях, агрессивными факторами окружающей среды, теорией коррозионного разрушения и теорией долговечности строительных материалов и конструкций, принципами повышения срока службы строительных изделий и конструкций на этапах изготовления и эксплуатации.

2.Изучение методик определения физико-химических и физикомеханических свойств строительных материалов, изделий и конструк-

ций, методов определения износа строительных конструкций в зависимости от агрессивных воздействий окружающейИсреды и сроков эксплуатации зданий и сооружений.

3.Знакомство с основными положениямиДобеспечения экологической безопасности геосферы при производстве строительных работ,

сосновными принципами обеспечения экологической безопасности строительных объектов и безопаснойАжизнедеятельности работающих, основами экологического права.

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

–взаимосвязь состава, строения и свойств конструкционных и

специальных стро тельных материалов, основные физикохимические свойстваСстро тельных материалов;

–физико-хим ческую сущность явлений, происходящих в материалах в условиях производства и эксплуатации, основные положения

ипринципы обеспечения безопасности строительных объектов и безопасной жизнедеятельности работающих;

–основные теории коррозионного разрушения и теорию долговечности строительных материалов и конструкций.

Уметь:

–анализировать условия воздействия внешней среды на материалы в конструкциях и сооружениях, используя нормативные документы, определять степени агрессивности среды на выбор материала;

–устанавливать требования к материалам по назначению, обеспечивающие требуемые показатели надежности, безопасности, эко-

номичности и эффективности в соответствии с условиями эксплуатации конструкций, в которых они используются;иб

4

–определять количественные потери физико-механических свойств строительных материалов при длительной эксплуатации конструкций и сооружений.

Владеть:

–методами контроля физико-механических свойств строительных материалов и конструкций;

–методами определения износа строительных конструкций в зависимости от агрессивных воздействий окружающей среды и сроков эксплуатации зданий и сооружений;

–умением осуществлять контроль соответствия используемых материалов нормативным документам Госсанэпидемнадзора и заявленным сертификатам качества производителей;

–основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, навыкамиИработы с компьютером как средством управления информацией и работы в Интернете.ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕДИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Понятие об объектеинедвижимости. Классификация объектов недвижимости. Краткая характеристика искусственных объектов недвижимости.

Тема 2. Материаловедческая характеристика используемых строительных материалов. Классификация строительных материа-

лов. Конструкционные и специальные строительные материалы. Типы макроструктур строительных материалов. Влияние макроструктуры на физико-механические свойства. Типы микроструктур строительных материалов: коагуляционная, конденсационная, кристаллизационная структуры строительных материалов. Типы кристаллических решеток (ионная, атомная, металлическая, молекулярная) твердых строительных материалов. Дефекты кристаллических решеток, теоретическая и реальная прочность. Хрупкое и пластическое разру-

5

шение строительных материалов. Влияние микроструктуры материалов на свойства и особенности их разрушения в процессе эксплуатации.

Тема 3. Физико-химические свойства строительных мате-

риалов. Физико-химические процессы, сопровождающие производство строительных материалов в основных и вспомогательных технологических операциях при получении минеральных и органических вяжущих веществ, бетонных и растворных смесей, кровельных гидроизоляционных и герметизирующих материалов, теплоизоляционных материалов и др.

Особенности дисперсных систем строительных материалов. Основные термодинамические понятия: система, дисперсная система, дисперсная фаза, дисперсионная среда. Классификация дисперсных систем строительных материалов по размерамИчастиц (грубодисперсные, коллоидные), по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды. СтруктурообразованиеДв дисперсных системах, явления коагуляции, тиксотропии, пептизации, синерезиса.

Поверхностные явления в материалах. Основы термодинамики поверхностных явлений: процессыАсмачивания, капиллярные явления, адгезия, адсорбция. Роль этих явлений при производстве строительных материалов и эксплуатациибзданий и сооружений.

Тема 4. Добавки для етонов и строительных растворов. По- верхностно-активныеивещества (ПАВ). Классификация добавок:

органические ПАВ, неорган ческие, минеральные, комплексные, органоминеральныеСдобавки. Добавки ПАВ (пластифицирующие, гидрофобизирующие, воздухововлекающие, газо- и пенообразующие): механизм действия, использование в технологии строительных материалов. Неорганические добавки-электролиты: механизм действия, использование в технологии бетонов и растворов. Минеральные добавки: механизм действия, использование в технологии бетонов и растворов. Комплексные и органоминеральные добавки.

Тема 5. Физико-химические основы технологии материалов на основе неорганических вяжущих веществ. Неорганические вя-

жущие воздушного твердения: технология получения и теория твердения извести воздушной, гипсовых вяжущих, магнезиальных вяжущих, жидкого стекла.

Неорганические вяжущие вещества гидравлического твердения. Технология производства портландцемента. Теория твердения цемен-

6

та (по А.А. Байкову и П.А. Ребиндеру). Влияние химических добавок на процессы гидратации и твердение цементного камня и бетона.

Тема 6. Физико-химические основы технологии нефтяных битумов и модифицированных битумов. Физико-химические про-

цессы при производстве нефтяных битумов и битумов, модифицированных полимерами. Состав, структура и свойства нефтяных битумов. Модифицирующие добавки для битумов: полимерные, адгезионные; влияние полимерных добавок и ПАВ на структуру и свойства битумов.

Раздел 2. Физико-химические процессы при эксплуатации строительных конструкций

агрессивные среды, их характеристики. Природные, промышленные и

Тема 1. Агрессивные среды. ЖидкиеИ, газообразные и твердые

хозяйственно-бытовые сточные воды:Дклассификация и свойства.

Виды агрессивного воздействия окружающей среды на конструкционные и специальные строительные материалы (кровельные, изоляционные, отделочные). Основные физико-химические процессы, протекающие при эксплуатации строительных материалов и конструкций: растворение, коррозия, эрозия, износ, механические разру-

тельных материалов от бкоррозии. Вода – физико-химическая среда,

контактирующая с бетоном железобетоном в процессе их эксплуатации. Структура и физико-химические свойства воды.

Коррозия цементобетона. Влияние структуры цементного камня и бетона на коррозионные процессы и морозостойкость. Физикохимические особенности состава и структуры поврежденных материалов и сооружений.

Химическая коррозия цементного камня и бетона: кислотная, солевая, щелочная, сульфатная. Коррозия выщелачивания. Электрокоррозия. Воздействие углеводородов на бетон.

Физическая коррозия бетона. Виды физической коррозии: попеременное замораживание и оттаивание; температурные деформации; использование противогололедных солей; попеременное увлажнение и высушивание; действие механических нагрузок; огневое повреждение. Методы защиты бетонов от коррозии.

7

Коррозия ячеистых бетонов: химическая, физическая, методы защиты от коррозии.

Физико-химические процессы коррозионного разрушения стеновых каменных (керамических, силикатных) и отделочных материалов. Виды коррозии керамических стеновых материалов. Солевые налеты на обожженном лицевом кирпиче. Шелушение и выкрошивание керамического кирпича. Влияние химического и минерального состава каменного материала, характера пористости и типа структуры материала на скорость коррозии. Пороки штукатурки и затвердевших отделочных растворов. Методы защиты от коррозии.

Тема 3. Коррозия металлоконструкций и арматуры в железобетоне. Защита металлов от коррозии. Химическая коррозия ме-

таллов. Электрохимическая коррозия металлов: теория электрохимической коррозии, атмосферная коррозия, коррозияИв почвах и грунтах; коррозия в водных средах, коррозия под действием блуждающих токов. Методы защиты от коррозии: нанесениеДлакокрасочных композиционных и многослойных покрытий, оксидирование, катодные покрытия, анодные покрытия, катодная защита, протекторная защита, обработка коррозионной средыАингибиторами коррозии, выбор металла, метода его обработки, рациональное конструирование.

Коррозия арматурыбв железобетоне: виды разрушений арматуры (язвенная коррозия, равномерное уменьшение сечения по всей поверхности, коррозияипод напряжением), технологические мероприятия по защите арматуры от коррозии.

КоррозияСтрубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения: причины возн кновения и методы защиты.

Тема 4. Биологическая коррозия. Виды биологической корро-

зии: бактериальная, грибная. Биокоррозия металлов. Микробиологическая коррозия бетона. Защита металлов, бетонов от биокоррозии. Биокоррозия деревянных конструкций и методы их защиты от биокоррозии.

Тема 5. Старение и долговечность полимеров. Классифика-

ция, структура и свойства полимеров. Старение полимеров. Методы и средства защиты строительных материалов из полимеров и пластмасс от старения.

Тема 6. Защита строительных конструкций от коррозии.

Первичная, вторичная, специальная защита. Меры первичной, вторичной и специальной защиты от коррозии бетонных, железобетонных, металлических, деревянных конструкций.

8

Тема 7. Методы диагностики строительных материалов и конструкций в процессе эксплуатации. Оценка технического со-

стояния зданий и их конструктивных элементов. Старение и износ материалов конструкций. Влияние микроструктуры материала на износ. Повреждение строительных материалов в конструкциях: причины, виды и категории повреждений.

Дефекты зданий и конструкций. Классификация дефектов по месту, причине и времени, характеру и значимости. Дефекты монолитных и сборных железобетонных конструкций.

Методы технического обследования зданий: визуальное, механическое, лабораторное и комплексное обследование. Этапы обследования.

импульсные методы, определение герметичности и теплозащитных

Оценка технического состояния конструкций: механические неразрушающие и разрушающие методы,Иакустические, ударно-

свойств ограждающих конструкций, Допределение параметров микро-

климата, звукоизоляции и освещенности, анализ химического состава воздуха в помещении.

Современные физико-химическиеАметоды исследования состава, структуры и свойств строительных материалов и конструкций. Стандартные методы испытанийб. Основы электронной микроскопии, петрографического, рентгенофазового, дифференциально-термического, спектрального и другихиметодов анализа материалов.

Тема 8. Понят е о долговечности строительных материалов.

Временные этапыСдолговечности: упрочнение структуры, стабилизация, деструкция. Ф з ко-х м ческие теории прочности и разрушения строительных материалов. Влияние условий среды на время жизни материала под нагрузкой.

Раздел 3. Воздействие строительства на окружающую среду

Тема 1. Основные представления о строительной системе и строительном техногенезе. Физико-химическое воздействие строи-

тельства на геосферу и меры по ее защите. Рекультивация нарушенных при строительстве территорий. Переработка и утилизация строительных отходов.

Тема 2. Основы градостроительной экологии и экологиче-

ского права. Экологические требования к градостроительной деятельности. Экологическое градостроительное проектирование. Разви-

9

тие подземного градостроительства. Экологическая паспортизация. Экологический менеджемент, аудит и сертификация. Понятие об экологическом риске.

Тема 3. Экологическая безопасность строительных мате-

риалов и изделий. Эколого-гигиенические требования к конструкциям и сооружениям. Экологически безопасные строительные материалы и изделия. Экологически безопасные технологии при строительстве оснований и фундаментов.

Список рекомендуемой литературы

1. Алимов, Л.А. Строительные материалы : учебник для студ.

2. СП 28.13330.2012. Свод правил. Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85. Защита строительныхДконструкций от коррозии.– Введ. 2013–01–01. – М. : Минрегион России, 2012. – 94 с.

3. Калинин, В.М. Оценка технического состояния зданий : учеб-

ник / В.М. Калинин, С.Д. Сокова. – М. : ИНФРА-М, 2010. – 268 с.

4. Правила оценки физического износа жилых зданий : ВСН

ской ступени многоуровнего высшего профессионального образования / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. – 18-е изд., доп. и перераб. – Ростов н/Д : Феникс, 2012. – 602 с.

9.Передельский, Л.В. Строительная экология : учебное пособие

/Л.В. Передельский. – Ростов н/Д : Феникс, 2003. – 320 с.

10