Федеральное агенство по образованию

ГОУ ВПО Кубанский государственный технологический университет

(КубГТУ)

Кафедра производства строительных изделий и конструкций

Технология конструкционных материалов

Конспект лекций по изучению дисциплины для студентов заочников

второго курса специальности 270102, 210105, 270115

высшего профессионального образования

Краснодар 2007

УДК

Составитель: канд. техн. наук, доцент О.Н. Макарец

Рецензенты: д-р техн. наук, профессор В.Ф. Черных

канд. техн. наук, доцент Г.Н. Пшеничный

КубГТУ, 2007

Технология конструкционных материалов Введение. Общие сведения о науке, ее целях и задачах.

Технология – наука о процессах и способах переработки используемых сырьевых продуктов.

Основными элементами технологий являются сырье, энергия и оборудование.

Эти элементы тесно связанны и обусловлены экономикой, состоянием и уровнем научно – технического потенциала.

Каждая разновидность строительных материалов и изделий нуждается в специфической технологии.

При большом разнообразии специфических технологий материалов и изделий они содержат и ряд типичных операций (переделов).

К типичным переделам, предопределяющим процессы структурообразования у материалов и изделий, относятся: основные - подготовительные работы; перемешивание отдозированных сырьевых компонентов; формование получаемой смеси (массы) и уплотнение отформованных изделий; специальная обработка уплотненных изделий до полного их отвердевания; технический контроль качества готовой продукции; вспомогательные – контроль за кондицией технологического регламента; транспортирование сырья и перемешанной смеси (массы); перемещение готовых изделий; складирование сырья и изготовленной продукции (полуфабриката или фабриката); хранение материалов на складах. Следует отметить, что на структурообразование влияют не только основные, но и вспомогательные переделы.

Оптимизация структуры при одновременном обеспечении уровня заданных свойств соответствует достижению высшего качества у материала или изделия. Технология по этому критерию становится прогрессивной.

Таким образом целью дисциплины является знакомство студента с производством строительных материалов и изделий; с технологическим способом переработки сырья с получением качественной готовой продукции; с техническими характеристиками качества строительных материалов и изделий; с методами проверки их свойств в лабораторных и производственных условиях; с практическим использованием материалов и изделий при возведении зданий, инженерных сооружений и других строительных объектов.

Полученные знания позволяют осуществить рациональный выбор материала и технологии его переработки в изделия, что предопределяет оптимальную себестоимость изделий, и возможность его эксплуатации в течение длительного времени.

Понятие о бетоне. Значения бетона для строительства. Классификация бетонов на неорганических вяжущих веществах

Бетон на неорганических вяжущих веществах представляет собой композиционный материал, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной бетонной смеси, состоящей из вяжущего, вещества, воды, заполнителей и специальных добавок. Состав бетонной смеси должен обеспечить бетону к определенному сроку заданные свойства (прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и др.).

Бетон является главным строительным материалом, который применяют во всех областях строительства. Технико-экономическими преимуществами бетона и железобетона являются: низкий уровень затрат на изготовление конструкций в связи с применением местного сырья, возможность применения в сборных и монолитных конструкциях различного вида и назначения, механизация и автоматизация приготовления бетона и производства конструкций. Бетонная смесь при надлежащей обработке позволяет изготавливать конструкции оптимальной формы с точки зрения строительной механики и архитектуры. Бетон долговечен и огнестоек, его плотность, прочность и другие характеристики можно изменять в широких пределах и получать материал с заданными свойствами. Недостатком бетона, как любого каменного материала, является низкая прочность на растяжение, которая в 10-15 раз ниже прочности на сжатие. Этот недостаток устраняется в железобетоне, когда растягивающие напряжения воспринимает арматура. Близость коэффициентов температурного расширения и прочное сцепление обеспечивают совместную работу бетона и стальной арматуры в железобетоне, как единого целого. Это основное свойство железобетона как композиционного материала. В силу этих преимуществ бетоны различных видов и железобетонные конструкции из них являются основой современного строительства.

По виду вяжущего бетоны разделяют на: цементные (наиболее распространенные), силикатные (известково-кремнеземистые), гипсовые, смешанные (цементно-известковые, известково-шлаковые и т.п.), специальные - применяемые при наличии особых требований (жаростойкости, химической стойкости и др.).

По виду заполнителя различают бетоны на: плотных, пористых, специальных заполнителях, удовлетворяющих специальным требованиям (защиты от излучений, жаростойкости, химической стойкости и т.п.)

В зависимости от плотности различают бетоны: особо тяжелые - плотностью более 2500 кг/м³ , изготовляемые на особо тяжелых заполнителях (из магнетита, барита, чугунного скрапа и др.); эти бетоны применяют для специальных защитных конструкций: тяжелые - плотностью 2200-2500 кг/м³ на песке, гравий или щебне из тяжелых горных пород; применяют во всех несущих конструкциях: облегченные - плотностью 1800-2200 кг/м³; их применяют преимущественно в несущих конструкциях: легкие - плотностью 500-1800 кг/м³; к ним относятся: а) легкие бетоны на пористых природных и искусственных заполнителях; б) ячеистые бетоны (газобетон и пенобетон) из смеси вяжущего, воды, тонкодисперсного кремнеземистого компонента и порообразователя; в) крупнопористые (беспесчаные) бетоны на плотном или пористом крупном заполнителе. Без мелкого заполнителя: особо легкие (ячеистые и на пористых заполнителях) - плотностью менее 500кг/м³, используемые в качестве теплоизоляции.

Легкие бетоны менее теплопроводны по сравнению с тяжелыми, поэтому их применяют преимущественно в наружных ограждающих конструкциях. В несущих конструкциях используют более плотные и прочные легкие бетоны (на пористых заполнителях и ячеистые) плотностью 1200-1800 кг/м³

По структуре различают бетоны со слитной структурой, ячеистые и крупнопористые. Чаще других используются бетоны со слитной структурой — это обычный тяжелый бетон и легкие бетоны на пористых заполнителях. Легкие и особо легкие бетоны можно получить, вспенивая тесто вяжущего — так получают бетоны ячеистой структуры (с равномерно распределенными порами размером 0,2...2 мм). Бетоны крупнопористой структуры, также относящиеся к легким бетонам, получают, исключая из состава бетона мелкий заполнитель и скрепляя зерна крупного заполнителя вяжущим веществом.

Бетоны классифицируют по основному значению:

• По назначению бетоны бывают следующих видов: конструктивные — для бетонных и железобетонных несущих конструкции зданий и сооружений (фундаменты, колонны, балки, плиты, панели перекрытии и др.); специальные — жаростойкие, химически стойкие, декоративные, радиационно-защитные, теплоизоляционные и др.

По условиям твердения различают бетоны:

• Естественного твердения;

• ТВО (тепловлажностная обработка) при атмосферном давлении;

• ТВО при давлении выше атмосферного (автоклавное твердение).