Строительные материалы

Составитель Н.С.Шелихов УДК 691.5.56 ББК 38,3

Ш42

Ш42 Методические указания и задания для контрольных работ для студентов заочного инженерного факультета / Сост. Н.С.Шелихов. Казань: КГАСУ, 2008. 38 с.

Контрольные задания содержат программы курса по строительным материалам и местным строительным материалам для студентов заочников инженерного факультета, а также вопросы и задачи для контрольных работ. Вопросы и задачи составлены с учетом изменений в учебных планах

Табл. 1 Библиогр.: 9

УДК 691.5.56 ББК 38,3

© Казанский государственный архитектурно-строительный

университет, 2008

2

ПРЕДИСЛОВИЕ

Дисциплины «Материаловедение» и «Местные строительные материалы» входят в состав обще профессиональных дисциплин, обеспечивающих фундаментальную подготовку по специальности.

Цель преподавания дисциплин - формирование у студента научнометодических, практических, технико-экономических и экологических знаний о номенклатуре, свойствах, основах технологии, применении строительных материалов и изделий.

Задачи дисциплин:

-раскрыть роль материаловедческого подхода при изучении строительных материалов на основе взаимосвязи состава, строения и структуры материалов с их свойствами и условиями эксплуатации;

-показать основные направления в создании эффективных конструкционных, теплоизоляционных, гидроизоляционных и отделочных материалов;

-отразить тенденции и перспективы развития номенклатуры строительных материалов, в том числе из местного минерального сырья;

-проанализировать меры защиты строительных материалов, изделий и конструкций от коррозии и методы повышения их долговечности;

-ориентировать будущих специалистов на максимальное использование местных материально-технических ресурсов;

-осветить основные направления научно-технического прогресса в области строительных материалов и изделий.

Врезультате освоения дисциплин студент должен:

-знать и уметь использовать типы и характеристики строительных материалов и изделий с учетом условий эксплуатации;

-иметь представления о технологиях строительных материалов и изде-

лий;

-иметь навыки определения свойств строительных материалов и их выбора при проектировании и строительстве жилых, общественных и производственных зданий и сооружений.

Дисциплины «Материаловедение» и «Местные строительные материалы» включают вопросы, изложенные в программах соответствующих дисциплин. Программы приводятся в настоящих методических указаниях.

3

УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИН И ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Изучение дисциплин требует не только прослушивания лекций преподавателя и решения практических заданий в аудитории, но и самостоятельной работы студента и, прежде всего, подбора и изучения литературы по дисциплинам.

Контрольные работы выполняются в часы, отведенные в учебном плане для самостоятельной работы студентов (СРС). СРС представляет собой вид занятий, которые каждый студент организует и планирует сам.

Прежде всего, следует обратить внимание на список рекомендуемой литературы, однако для получения более глубоких знаний по изучаемой дисциплине нельзя ограничиваться только рекомендуемыми преподавателем источниками специальной литературы.

Студент должен обратиться за помощью в подборе литературы в библиографический отдел библиотеки, которую он постоянно посещает, обратиться в систематический и алфавитный каталоги, каталог новых поступлений. Следует также обратиться к периодическим изданиям.

Изучение дисциплин закрепляется выполнением двух контрольных работ. Каждая контрольная работа выполняется в течение семестра и сдается (или отсылается по почте) в деканат до начала установочной сессии.

Номера заданий соответствуют двум последним цифрам зачетной книж-

ки.

Каждая контрольная работа включает ответы на пять теоретических вопросов и решение двух задач. Тексты вопросов и задач переписываются.

Для ответа на теоретические вопросы необходимо использовать приведенные в списке литературы учебники и учебные пособия. Поощряется использование периодической литературы.

Особо следует обратить внимание на полноту изложения теоретических вопросов.

Решение задач следует сопровождать пояснениями. Пояснения должны сопровождать любое выполняемое действие. Ответ по решению должен быть полным

Оценка выполнения контрольной работы осуществляется преподавателем дисциплины путем проставления на титульном листе отметки: «ЗАЧТЕНО», «НЕ ЗАЧТЕНО» после проверки задания.

Если контрольная работа выполнена в сроки, установленные учебным планом и не зачтена, то допускается повторная сдача работы, при условии еѐ исправления (работа над ошибками).

При оформлении контрольной работы следует учесть следующие требования:

- обложка (титульный лист) контрольной работы должна содержать: наименование вуза, кафедры, ФИО студента, курс, номер группы, номер за-

4

четной книжки; - контрольная работа оформляется в ученической тетради либо на лис-

тах формата А4 в рукописном виде четким разбираемым почерком, допускается использование компьютерного набора (ЭВМ);

- все страницы контрольной работы должны иметь сквозную нумера-

цию;

- в работе обязательным является приведение технологических схем, рисунков, определений, формул и подробных расчетов по ним;

-если расчеты по формуле проводятся аналогичным образом, то допускается приведение подробного расчета один раз.

5

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИН

Материаловедение

ВВЕДЕНИЕ

Определение дисциплины, ее связь с общенаучными и специальными дисциплинами. Понятие о материале, изделии и конструкции. Основные направления развития производства строительных материалов.. Классификация строительных материалов.

1. ОСНОВЫ СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Строение и свойства материалов

Понятие свойства. Классификация свойств. Химический и минеральный состав. Кристаллическое и аморфное строение материалов. Кристаллическая решетка, тип и энергия связи, влияние на свойства. Теоретическая прочность. Дефекты кристаллической решетки, их влияние на прочность и деформативность. Особенности аморфного строения материалов. Типы структур строительных материалов. Взаимосвязь состава, структуры и свойств материала. Методы исследования структуры материалов. Понятие о композиционных материалах.

Физические свойства. Параметры состояния материалов. Истинная и относительная плотности. Пористость, влияние пористости и строения пор на свойства материалов.

Гидрофизические свойства. Водопоглощение. Водопроницаемость. Паропроницаемость. Влажность. Влияние влажности на свойства материалов. Водостойкость и морозостойкость. Методы их оценки.

Теплофизические свойства. Теплопроводность и теплоемкость, зависимость от структуры и влажности материалов. Теплостойкость, огнеупорность и огнестойкость. Пожарная безопасность зданий и сооружений.

Механические свойства. Деформативность, упругость и пластичность. Хрупкость и вязкость. Твердость, истираемость, износостойкость. Напряжения. Прочность, типы разрушения материалов. Методы оценки прочности с разрушением и без разрушения образцов. Длительная прочность, усталость.

Комплексные свойства. Надежность, долговечность, ремонтопригодность. Коррозионная стойкость. Влияние окружающей среды на свойства строительных материалов.

Понятие о стандартизации и системе показателей качества. Их роль в ускорении научно-технического прогресса.

6

2. ПРИРОДНЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Понятие минерала и горной породы. Главные породообразующие минералы. Классификация горных пород в зависимости от условий образования. Влияние минералогического, химического составов, текстуры и структуры на свойства горных пород. Основные сведения о получении и обработке природных каменных материалов. Виды природных каменных материалов и их применение. Местные природные каменные материалы. Конструктивные и химические способы повышения долговечности каменных материалов. Природоохранные мероприятия при добыче и переработке горных пород.

3.ИЗДЕЛИЯ И МАТЕРИАЛЫ ИЗ СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ И МИНЕРАЛЬНЫХ РАСПЛАВОВ

Керамические материалы и изделия

Глины как сырье для производства керамических изделий. Основные способы производства керамических изделий. Классификация керамических изделий по структуре и назначению. Стеновые керамические материалы. Эффективные керамические материалы. Керамические материалы для кровли и перекрытий. Облицовочные материалы. Керамические трубы. Санитарнотехнические изделия. Специальные керамические материалы. Огнеупорные и теплоизоляционные материалы.

Стекло и плавленные изделия

Основные сведения о производстве стекла. Химический состав и структура стекла, их влияния на свойства. Листовое стекло, специальные виды стекла. Стеклянные блоки, стеклопакеты, стеклопрофилит. Облицовочное стекло. Ситаллы и шлакоситаллы, их структура и свойства. Каменное и шлаковое литье.

4. ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Классификация вяжущих веществ. Воздушные вяжущие. Гипсовые вяжущие вещества, получение свойства и применение. Строительная известь, разновидности, получение, свойства и применение. Магнезиальные вяжущие вещества. Жидкое стекло и его применение. Местное сырье для получения воздушных вяжущих.

Гидравлические вяжущие вещества. Классификация. Гидравлическая известь и романцемент. Портландцемент. Сырье и способы производства цемента. Химический и минеральный состав портландцементного клинкера. Вещественный состав цемента. Зависимость свойств цемента от минерального состава клинкера, тонкости помола и вводимых добавок. Влияние параметров среды на твердение цемента. Основные показатели качества цемента.

7

Марки цемента. Области применения портландцемента. Коррозия цементного камня, ее причины и меры предупреждения.

Добавки к портландцементу. Классификация. Портландцемент с органическими и минеральными добавками. Быстротвердеющий, сульфатостойкий, пластифицированный, гидрофобный, пуццолановый портландцементы. Шлакопортландцемент. Смешанные цементы. Тонкомолотые многокомпонентные цементы. Вяжущие низкой водопотребности.

Глиноземистый цемент. Расширяющиеся и напрягающие цементы. Выбор цемента для различных сооружений в зависимости от условий эксплуатации и с учетом технико-экономической эффективности.

Использование местного сырья и отходов промышленности для получения гидравлических вяжущих веществ.

5. МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ

Бетоны и растворы

Понятие о бетонной смеси и бетоне. Классификация бетонов. Материалы для тяжелого бетона, требования к ним. Бетонная смесь и ее характеристики. Добавки, регулирующие свойства бетонной смеси и бетонов.

Структура бетона. Основные типы структур. Основы теории прочности бетона. Зависимость прочности бетона от марки цемента, цементно-водного отношения, качества заполнителей. Графические и эмпирические зависимости. Пути повышения прочности бетона и снижения расхода цемента.

Принципы определения состава тяжелого бетона. Основы технологии бетона. Способы приготовления, транспортирования, укладки и уплотнения бетонных смесей.

Твердение бетона в различных условиях и методы регулирования скорости твердения. Уход за бетоном.

Качественные показатели свойств бетона. Марки и классы бетона. Морозостойкость бетона и способы ее повышения. Основные приемы зимнего бетонирования. Коррозия бетона и меры защиты от нее.

Специальные виды бетонов. Высокопрочный, гидротехнический, жаростойкий, кислотоупорный, бетон для защиты от радиации.

Легкие бетоны. Бетоны на пористых заполнителях. Пенобетон и газобетон. Крупнопористые бетоны.

Основные сведения о железобетоне и технологии изготовления сборных и монолитных конструкций. Бетонные и железобетонные изделия и конструкции.

Строительные растворы. Назначение и классификация. Качественные показатели свойств растворов. Подбор состава и регулирование свойств строительных растворов. Сухие строительные растворы. Пути экономии вяжущих в строительных растворах.

8

Автоклавные материалы

Технология автоклавной обработки. Материалы для изготовления изделий автоклавного твердения. Понятие о физико-химических процессах при автоклавной обработке. Силикатный кирпич и силикатные бетоны, их свойства и применение.

6. ОРГАНИЧЕСКИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Материалы и изделия из древесины

Основные свойства древесины. Макроструктура и микроструктура древесины. Основные породы древесины. Зависимость свойств древесины от строения и влажности.

Пороки древесины и их влияние на качество материалов. Способы защиты древесины от гниения, возгорания и порчи насекомыми.

Сортамент лесных материалов и деревянных изделий. Фанера. Клееные конструкции. Комплексное безотходное использование древесины.

Органические вяжущие вещества и материалы на их основе

Классификация и назначение. Битумы, дегти и пеки. Основные сведения о получении. Нормируемые показатели свойств органических вяжущих. Минеральные и органические добавки для регулирования свойств вяжущих.

Битумные и дегтевые эмульсии, пасты и мастики. Кровельные битумные и дегтевые материалы. Гидроизоляционные и герметизирующие материалы.

Полимерные материалы и изделия

Основные компоненты полимерных материалов. Связующие вещества: олигомеры, полимеры, каучуки. Наполнители и их значение. Пластификаторы, отвердители, стабилизаторы. Принципы изготовления изделий.

Свойства полимерных материалов. Виды полимерных материалов и изделий, их применение в строительстве.

7. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Теплоизоляционные материалы

Назначение теплоизоляционных материалов и основные требования к ним. Структура и свойства теплоизоляционных материалов, влияние среды на свойства. Классификация по средней плотности и прочности , марки.

9

Теплоизоляционные материалы из органического сырья. Древесноволокнистые и древесностружечные плиты. Фибролит, арболит, камышитовые и торфяные плиты, строительный войлок.

Теплоизоляционные полимерные материалы. Газонаполненные пластмассы. Пенопласты, поропласты и сотопласты.

Теплоизоляционные материалы из неорганического сырья. Стекловата и изделия из нее. Минеральная вата и изделия из нее.

Керамические теплоизоляционные материалы. Материалы на основе вспученного перлита. Магнезиальные теплоизоляционные материалы.

Материалы на основе пеностекла и вспученного жидкого стекла. Неорганические теплоизоляционные засыпки.

Акустические материалы

Назначение и свойства акустических строительных материалов, влияние структуры на акустические свойства. Звукопоглощающие материалы, звукопоглощающие устройства. Звукоизоляционные материалы и звукоизоляционные устройства. Виброизоляция оборудования и трубопроводов.

Отделочные материалы

Назначение. Классификация по видам и характеру использования. Перспективные виды отделочных материалов на основе стекла, керамики, природного камня, полимеров, сплавов цветных металлов.

Лакокрасочные материалы. Состав. Связующие, пигменты, наполнители, растворители и разбавители. Красочные составы. Масляные, полимерные, водоцементные и водо-известковые краски.

ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Изучение основных свойств строительных материалов.

2.. Изучение и сопоставление свойств важнейших породообразующих минералов и горных пород (по коллекции).

3. Определение свойств и марки портландцемента.

4.Испытание заполнителей для тяжелого бетона.

5. Расчет состава, приготовление и испытание тяжелого бетона.

10