- •Министерство образования и науки Республики Казахстан
- •Введение
- •Глоссарий «Строительные материалы»
- •2 Краткий курс лекций
- •2.1 Введение. Классификация строительных материалов. Строение и основные свойства строительных материалов Введение
- •Классификация строительных материалов Строительные материалы классифицируются по различным признакам.
- •Требования предъявляемые к строительным материалам
- •Физические свойства
- •Гидрофизические свойства материалов
- •Теплофизические свойства материалов
- •Физические свойства технологического характера.
- •Комплексные свойства материалов.
- •Эстетические свойства.
- •2.2 Природные каменные материалы и сырье для производства строительных материалов из горных пород
- •Изверженные породы. Глубинные породы применяемые в строительстве - гранит, сиенит, диорит, габбро.
- •Осадочные породы. Осадочные породы - являются основанием и средой для различных сооружений и доступны в качестве строительного материала.
- •2.3 Материалы, получаемые термической обработкой минерального сырья.
- •2.3.1 Керамические изделия
- •Подготовку сырья: – обогащение, дробление и выделение примесей;
- •Классификация керамических изделий по назначению.
- •Основы производства стекла.
- •Способы формования стеклянных изделий
- •Классификация стеклянных материалов.
- •Защита металлов в условиях пожара. Незащищенные стальные конструкции используют при до t° - 600 °с. Для повышения предела огнестойкости металлических конструкций их покрывают:
- •3.4.1 Воздушные вяжущие вещества
- •Гипсовые и гипсобетонные материалы и изделия
- •Известь воздушная. Сырье и принципы производства
- •2.4.2 Гидравлические вяжущие вещества
- •Принципы производства цемента
- •Основные свойства материалов на основе цементов
- •2.5 Строительные материалы на основе неорганических вяжущих веществ
- •2.5.1 Бетоны. Тяжелые бетоны. Легкие бетоны
- •Тяжелые бетоны
- •Легкие бетоны
- •2.5.2 Силикатные материалы и изделия. Асбестоцементные изделия Силикатные материалы и изделия
- •Асбестоцементные изделия
- •2.5.3 Строительные растворы и сухие строительные смеси
- •Заполнители в качестве мелкого заполнителя для приготовления строительных растворов применяют следующие материалы:
- •2.6 Строительные материалы на основе органического сырья
- •Сортамент лесных материалов.
- •Свойства древесины.
- •2.6.2 Полимерные материалы
- •Номенклатура материалов и изделий из полимеров.
- •2.7 Строительные материалы специального назначения
- •2.7.1 Кровельные, гидроизоляционные и герметизирующие материалы.
- •Гидроизоляционные материалы
- •Герметизирующие материалы
- •2.7.2 Теплоизоляционные и акустические материалы
- •2.7.3 Отделочные материалы Классификация отделочных материалов.
- •2.8 Композитные материалы
- •Преимущества композиционных материалов
- •Понятие о кристаллических и амфорных телах. Понятие о твердости, износостойкости их размерность.
- •Ход работы:
- •1.1 Определение плотности.
- •1.2 Определение плотности на образцах неправильной формы
- •Плотность вычисляют по той же формуле
- •Объем образца определяют из выражения
- •1.3 Определение плотности (насыпной) сыпучих материалов
- •1.4 Определение удельной массы
- •1.5 Определение весового и объемного водопоглощения
- •1.6 Определение пористости и пустотности материала
- •1.7 Определение морозостойкости строительных материалов
- •2.1 Изучение свойств породообразующих минералов
- •2.2 Основные определения и понятия
- •3.3 Определение марки кирпича
- •Предел прочности при изгибе считают по формуле
- •Значение относительного удлинения, б, %, вычисляют по формуле
- •6.I Определение тонкости помола гипса
- •6.3 Определение сроков схватывания гипсового теста
- •6.4 Определение предела прочности при изгибе и сжатии образцов из гипса
- •7. 1 Определение содержания в извести активных СаО и MgО
- •7.2 Определение содержания в извести непогасившихся зерен
- •7.3 Определение температуры и скорости гашения извести
- •Результаты испытания записывают в таблицу
- •Определение сроков схватывания цементного теста (гост 310.3-76)
- •Определение равномерности изменения объема цемента (гост 310.3-76)
- •9.2 Определениезернового состава щебня (гравия)
- •9.3 Определение прочности щебня (гравия)
- •10.1 Материалы рекомендуемые для бетона
- •Назначение марки цемента в зависимости от класса бетона
- •10.2 Подбор состава бетона по первому способу
- •10.3 Экспериментальная проверка и корректировка состава бетона
- •10.4 Производственный состав бетона и расчет материалов на замес бетономешалки
- •10.5 Подбор состава бетона с химическими добавками
- •10.5 Подбор состава бетона по второму способу выполняют в такой последовательности:
- •10.6 Выполняем расчет ориентировочного состава бетона
- •Пустотность щебня, определенная по формуле , составляет
- •10.7 Вычисляем расход материалов в киллограммах на пробный замес бетона после корректировки содержания материалов
- •Состав бетона можно выразить в виде соотношения:
- •11.1 Определение прочности бетона при сжатии
- •11.2 Определение прочности бетона на осевое растяжение
- •11.3 Определение прочности бетона на растяжение при изгибе
- •11.3 Определение морозостойкости бетона (гост 10060.0-95)
- •12.1 Изучение строения древесины. Работа с каталогами образцов древесины
- •3.12. 2 Определение физических свойств древесины
- •В тангентальном направлении
- •Объемную усушку Voвычисляют с точностью до 0,1 % по формуле
- •12.3 Определение предела прочности при сжатии вдоль волокон
- •- Для образцов с влажностью меньше предела гигроскопичности
- •Предел прочности образцов пересчитывают на влажность 12 % по формуле
- •13.1 Определение гранулометрического состава
- •13.2 Исследование зависимости коэффициента вспучивания вермикулита от технологических факторов
- •13.3 Подбор оптимальной продолжительности вспучивания
- •14.1 Определение теплостойкости пластических масс по Мартенсу
- •14.2 Определение твердости пластических масс по Бринеллю
- •15.3 Определение маслоемкости.
- •15.4 Определение цвета
- •15.5 Определение вязкости
- •3.15.6 Определение скорости высыхания
- •2 Вопросы для подготовки к Рубежному контролю и экзаМену
- •2.1 Темы и вопросы для подготовки для рубежного контроля
- •2.2 Дополнительные вопросы для подготовки к экзамену
2.1 Изучение свойств породообразующих минералов
Оборудование и материалы: молоток, стальные иглы, лупа, шкала твердости, металлическая линейка, 10% - раствор соляной кислоты, набор минералов.
Проведение испытаний. Изучение свойств имеющихся набор минералов пользуясь учебником. Сравнение по внешним признакам исследуемых образцов с эталонным (цвет, блеск, структуру) и ориентировочно дать название исследуемому минералу. Для проверки предварительных выводов определяют твердость минерала, при помощи шкалы твердости Мооса.
Таблица 2.1Шкала твердости минералов
|
Показатель твердости |
Минерал |
Характеристика твердости |
|
1 |
Тальк |
Легко чертится ногтем |
|
2 |
Гипс |
Ноготь оставляет черту |
|
3 |
Кальцит |
Легко чертится стальным ножом |
|
4 |
Плавиковый шпат |
Чертится стальным ножом под небольшим давлением |
|
5 |
Апатит |
Чертится стальным ножом при сильном нажиме, стекло не чертит |
|
6 |
Ортоклаз (полевой шпат) |
Слегка царапает стекло, стальной нож черты не оставляет |
|
7 |
Кварц |
Легко чертит стекло, стальной нож черты не оставляет |
|
8 |
Топаз | |
|
9 |
Корунд | |
|
10 |
Алмаз |
Таблица 2.2Характеристика минералов горных пород
|
Минерал
|
Структура |
Твер-дость |
Цвет |
Плот- ность г/см3 |
Другие характерные признаки |
Условия нахождение в природе | ||||
|
Каолин |
Амфорная, зернистая |
1 |
Белый, желтоватый |
2,5 |
Излом землистый, материал легко рассыпается |
В чистом виде | ||||
|
Гипс |
Кристалли-ческая, зернистая; бывает пластинчатой и волокнис-той |
1,5-2 |
Белый, желтоватый розовый |
2,2 |
Прозрачные кристаллы, материал иногда волокнистый, хрупкий |
То же | ||||
|
Мусковит |
Кристалли-ческая, листовая |
1,5-2,5 |
Серебристый, белый, светло-желтый |
2,8 |
Расщепляется на тончайшие прозрачные листочки большой упругости
|
В граните , гнейсе | ||||
|
Кальцит |
Кристаллическая, и зернисто кристаллическая |
3 |
Белый, серый, желтый |
2,6 |
Прозрачен; при ударе распадается на ромбические кристаллы, вскипает в холодном растворе соляной кислоты |
В известняках, мраморе и других карбонатных породах | ||||
|
Доломит |
Кристаллическая |
3,5 |
Белый, серый |
2,8 |
В растворе соляной кислоты вскипает только в порошко-образном состоянии при подогреве |
То же | ||||
|
Авгит |
То же |
5-6 |
Черный и темно-зеленый |
3,4 |
Просвечивается; блеск стеклянный |
Магматических породах | ||||
|
Роговая обманка |
То же |
5-6 |
Черный, зелено-бурый |
3,1 |
Отчетливая спайность в одном направлении |
То же | ||||
|
Ортоклаз |
То же |
6 |
Белый, серый, розовый, красный |
2,5 |
На плоскостях спайности стеклянный блеск |
В граните, сиените, гнейсе | ||||
|
Кварц |
То же |
7 |
Бесцвеный, белый, серый, черный, фиолетовый |
2,6 |
Излом раковистый, острый |
В граните, гнейсе, песчанике | ||||
Твердость определяют следующим образом. На гладкой поверхности исследуемого образца минерала пробуют нанести черту каждом из минералов, указанных в шкале, начиная с самого мягкого. При этом устанавливают, какой минерал оставляет черту – царапает исследуемый образец. Например, исследуемый минерал чертится апатитом, а оставляет черту (царапину) на плавиковом шпате, то его твердость соответствует 4. чтобы иметь достоверные данные о твердости минералов необходимо испытать не менее трех отдельных образцов, сделав для каждого образца по три определения.
Некоторые минералы могут иметь близкую по значению твердость и мало различаться по внешним признакам, например кальцит и гипс или ангидрит. В этом случае на образец из капельницы капают 10% -ный раствор соляной кислоты. При этом карбонаты (например, кальцит) «вскипают», выделяя углекислый газ. Значение прочности плотности и другие сведения о минералах можно получить из таблиц.
Значение прочности, плотности и другие сведения о минералах можно получить из Таблицы 3.1.2. Данные лабораторных испытаний а также сведения о минералах занести в журнал лабораторных работ.
2. Изучение свойств горных пород
Оборудование и материалы: молоток, стальные иглы, лупа, шкала твердости, металлическая линейка, 10% - раствор соляной кислоты, набор горных пород.
Проведение испытаний. Для горных пород большое значение имеет их петрографическая характеристика, которая дает возможность не только установить вид горной породы и составить предварительное суждения о ее качестве, но и дополняет результаты лабораторных испытаний сведениями о таких важных свойствах, как степень однородности выветрелости породы, строение, сложение характеристика рисунка, характер раскола и др.
Цвет породы, его однородность и блеск дают возможность установить вид минералов, составляющих горную породу. Содержание в горной породе минералов карбонатной группы определяют действием 10%-ного раствора соляной кислоты, которая вызывает «вскипание» на поверхности образца породы, содержащего углекислый кальций. Используя данные, приведенные в таблице 3, можно определить минералогический состав исследуемой горной породы.
Затем осмотром свежего излома определяют строение (структуру) и сложение (текстуру) породы.
По содержанию минералов, их цвету и структуре можно установить вид горной породы, затем ориентировочно и ее свойства. В том случае, когда имеются образцы известных горных пород, в журнале для лабораторных работ заполняют таблицу, занося в нее основные свойства горной породы.
Таблица 2.3Основные показатели свойств некоторых горных пород
|
Порода |
Цвет |
Минералы, входящие в состав породы. Структура породы. |
Объемная масса, кг/м3 |
Предел прочности при сжатии, МПа |
|
Гранит |
Серый, голубовато-серый, розовый и темно-красный |
Кварц, полевой шпат, слюда. Кристаллическая |
2500-2800 |
100-200 |
|
Диорит |
Серо-зеленый до темно-зеленого |
Полевой шпат, роговая обманка, иногда кварц. Кристаллическая |
2700-2900 |
150-300 |
|
Габбро |
Серый до черного |
Полевой шпат, авгит, оливин, слюда. Кристаллическая |
2800-3100 |
200-250 |
|
Лабродорит |
Темный |
Полевой шпат, авгит, оливин, лабрадор. Кристаллическая |
200-2900 |
150-250
|
|
Диабаз |
Серый до темно-серого |
Ролевой шпат, авгит. Мелкозернистая, кристаллическая |
2800-2900 |
200-300 |
|
Базальт |
Темный, черный |
Полевой шпат, авгит. Скрыто-кристаллическая |
2900-3300 |
200-400 |
|
Известняк |
Серый, желтый |
Кальцит. Плотная аморфная, частично кристаллическая |
1800-2000 |
50-150 |
|
Песчаник |
Белый до темного |
Кварц. Зерна кварца соединены глиной, известью, кальцитом, кремнеземом и др. |
2300-2600 |
80-300 |
|
Мрамор |
Белый, розовый до черного |
Кальцит и доломит. Зернисто-кристаллическая |
2600-2800 |
100-300 |
|
Кварцит |
Белый до темно-вишневого |
Кварц. Зерна кварца соединены природными цементами |
2500-2700 |
300-400 |