Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Тема: Строительные материалы
1. Классификация строительных материалов и их осн св-ва. основные породообразующие минералы.
2. Керамика и ее классификация. Технология производства керамических изделий.
3. Бетоны. понятие и классификация. Технология производства бетона и бетонных изделий.
4. Железобетоны. Понятие и классификация. технология производства железобетонных изделий.
5. Строительные растворы. Понятие и классификация. Технология производства.
6. Минеральные вяжущие материалы. Основные виды и технология производства.
1. Классификация строительных материалов и их осн св-ва. Основные породообразующие минералы.
Все строительные материалы делятся на природные и искусственные, которые в свою очередь подразделяются на две основные категории. К первой категории относят кирпич, бетон, цемент, лесоматериалы и т.д., которые применяются при возведении различных элементов здания. Ко второй категории относятся материалы специального назначения: гидроизоляционные, огнеупорные, кровельные материалы, материалы, используемые радиационного воздействия, акустические и т.д. основными видами строительных материалов являются вяжущие материалы (неорганические и органические), лесные, металические изделия и т.д. Классифицируя материалы и изделия, необходимо знать свойства и качество. Свойства - это характеристика материала, которая проявляется в процессе его обработки, эксплуатации, применения. Качество - это совокупность свойств материала, обуславливающее удовлетворению конкретных потребностей в соответствии назначению.
Требования к строительным материалам и изделиям содержатся в ГОСТах, ДСТУ, ТУ и др. нормативных документах. В стандартах приведены основные сведения о строительном материале, даны его определения, указаны сырьевые компоненты, область применения, деления на сорта и марки, классификация, методы испытаний и технология хранения, транспортировки и рецептурный состав.
Основные требования к строительным материалам, нормам, номенклатуре, размерам основных строительных материалов, требования к качеству, указания по их выбору и применению в зависимости от условий эксплуатации содержится в сниповских нормах. Стандарты технических требований нормируют показатели качества, надежности, долговечности и внешнего вида. Свойства строительных материалов класифицируют на основные группы: физические, механические, химические, технологические и др.
Стандартизация свойств.
Существуют основные свойства, которые важны всем строительным материалам: пористость, плотность.Оценивают числовыми показателями, которые устанавливаются путем испытаний. В области строительных материалов наиболее распространены такие стандарты: ГОСТы, ТУ, Нормативные требования, типы изделий и их параметров, методов испытания, технология приемки, хранения, маркировки. упаковки. Стандарты технических требований нормируют показатели качества, надежности и долговечности продукции. Ее внешний вид, гарантийный срок службы. Комплектность поставки. требования стандарта связано с физико-механическими характеристиками продукции (плотность, водопоглощение, влажность).
Связь состава, структуры и свойств.
Строительный материал характеризуется химическим составом, минеральным и фазовым. Химический состав позволяет судить о таких свойствах, как: огнестойкость, биостойкость и др. Минеральный состав показывает, какие минералы и в каком количестве они содержатся. например ПЦ400 содержится 3-ех кальцевый силикат от 45 до 60%. При увеличении процентного содержания этого компонента ускоряется процесс твердения и повышается прочность строительных материалов. Фазовый состав: в минералах выделяют твердые вещества, которые составляют каркас изделия, но вместе с порами, заполненными воздухом или водой.
По назначению строительные материалы классифицируются на материалы общего назначения и специального назначения. к материалам общего назначения относят конструкционные материалы, каменные материалы, кирпич. К специальным материалам относят: теплоизоляционные материалы, акустические, гидроизоляционные, герметизирующие и др.
По технологическому признаку подразделяются на группы: природные и каменные материалы изделия, которые получаются из горных пород путем их обработки (стеновые блоки и камни, облицовочные плиты, детали архитектурного назначения, щебень, гравий); керамические материалы и изделия, которые получаются из глин путем формования; неорганические вяжущие материалы: минеральные и гидравлические; органические; строительные растворы; искусственные необжиговые каменные материалы (силикатные, гипсовые и т.д.); полимерные (термопластичные); древесные материалы и изделия.
Физические свойства. Средняя плотность - это масса единицы объема материала в естественном состоянии с учетом пор.
Относительная плотность - это отношение средней плотности к плотности эталонного вещества стандартного вещества. Воду берут при температуре +4град. Истинная плотность - это масса единицы объема абсолютно плотного материала к объему без пор и пустот. У неорганических 2000-4000; Древесина 1550кг; Сталь 7850 кг/куб.м.; Свинец 11300 кг/куб.м.
Пористость определяется в процентах и показывает степень заполнения объема материала порами. Газобетон до 60% пор; Теплоизоляционные материалы до 80% пор.
Гидрофизические свойства.
1) гигроскопичность - свойства материала поглощать водяной пар из влажного воздуха;
2) способность материала поглощать и удерживать воду. В основном характеризует материалы с открытой поризованной структурой, т.к. вода в закрытые поры не проходит;
3) Водостойкость характеризуется степенью размягчения и снижения прочности в результате насызения водой;
4) Влажность. Степень содержания влаги в материале. зависит от структуры самого материала и влажности окружающей среды;
5) Водопроницаемость - способность материала пропускать воду под давлением. Обратный показатель - водонепроницаемость - способность материала не пропускать воду под давлением;
6) Морозостойкость (МРЗ) характеризует количество циклов (зима-лето) замораживания и оттаивания этого строительного материала с сохранением качественных характеристик;
Теплофизические свойства.
1) Теплопроводность - способность материалов проводить тепло. Зависит от коэффициента теплопроводности, который рад: Лямбда Q t2-t1 - количество тепла, необходимое для нагрева тела площадью 1 см кв при перепаде температуры на торцах в 1град.(Серебро=410). Значительно возрастает теплопроводность материала с увлажнением. Это достигается тем, что теплопроводность воды составляет 0,58 (Вт/1м кв за 1 град в секунду);
2) Теплоемкость - способность материала при нагреве поглощать тепло. Определяется по формуле: C=Q/m(t2-t1) (ВТ/кг/1град С);
3) Огнестойкость - способность материала выдерживать без разрушения действие высоких температур. Пределом огнестойкости конструкции называется время в часах от начала температурного (огневого) режима и до появления одного из следующих признаков: образование трещин, обрушение, обугливание и т.д.. По огнестойкости материалы делятся на 3 группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые;
Механичесие свойства.
1) Прочность - способность материала сопротивляться разрушению и деформации от внутренних напряжений в результате воздействия внешних сил. Различают предел прочности на сжатие, на изгиб, на растяжение. P-наибольшая нагрузка, не разрушающая материал; F-площадь сечения; l-расстояние между опорами; h-ширина/высота.
2) Упругость - способность материала под воздействием нагрузки изменять форму и размеры и восстанавливаться после снятия нагрузок;
3) Пластичность - способность материала изменять свою форму и размеры под воздействием нагрузок и сохранять их после снятия нагрузок;
4) Твердость - способность материала оказывать сопротивление проникновеннию в него более твердого тела. Метод Бринелля, Роксвела, Мооса;
5) Изтираемоть - способнось материала разрушаться под действием истирающих нагрузок. Показатель измерения - грамм/см кв.
6) Износ - свойства материала сопротивляться одновременному воздействию истирания и ударов. Зависит от структуры, химического состава, твердости, прочности, истираемости;
7) Хрупкость - способность материала мгновенно разрушаться;
8) Предел текучести - напряжение, приложенное к материалу, вызывающее рост пластичности при увеличении нагрузки.
Основные породообразующие материалы:
Горные породы используются для изготовления керамики, теплоизоляционные изделия), известняк (известь, гипс). В зависимости от условия формирования делят на 3 группы: магматические породы, посадочные породы, метаморфические породы.
Основные породообразующие материалы: кремнезем, алюмосиликаты, железистомагнезиальные и т.д.
- минералы группы кремнезем в виде диоксида кремния.СиО2
- минералы группы алюмосиликатов (палевой шпат и т.д.)
- железистомагнезиальные (для получения магнезиалльно вяжущих)
Минералы группы карбонатов - доломит (КаСО3), Магнезит (МгСО3).
Применение каменных материалов: к сырьевым материалам относят щебень, гравий, песок, известняк, мел
Готовые каменные материалы подразделяют на: материалы для дорожного строительства и облицовки зданий и сооружений.
1) К ним относят камень брущатый. По размерам разделяются на:
- Брущатый высокий БВ (дл.250, ш.85,в160 мм)
- брущатый средний БС (250х125х130)
- брущатый низкий БН (250х100х100)
2) Камни бортовые - применяют для отделения проезжих частей дорог, тротуаров, пешеходных дорожек (в200-600; ш80-200; дл700-2000 мм)
Способ изготовления. Методом резания или пиления.
3) Бутовый камень. размер не более 50 см
4) Керамический камень
2. Керамика и её классификация.
Керамическими называют материалы и изделия, изготовленные из глин посредством формования и обжига. Керамические изделия по плотности делят на 2 группы:
1) пористые - имеют водопоглощение свыше 5% (до20%)
2) плотные - имеют водопоглощение менее 5%
Сырьевыми материалами для производства керамических изделий являются каолины и глины в смеси с различными добавками. Добавки: отощающие, парообразующие, фальсификаторы. Под каолинами и глинами понимают водные алюмосиликаты с различными примесями, которые при затворении водой образуют пластичное тесто и после обжига приобретают камневидное состояние. Каолины содержат значительное количество частиц, менее загрязнены минеральными и органическими примесями и имеют больший фракционный состав (размер частиц).
Требования к свойствам глин:
1. Пластичность глин - способность принимать желаемую форму, которая зависит от вида и количества глинообразующих материалов в глине.
2. Воздушная усадка - уменьшение объема образца при его (обжиге), и достигает от 2% до 10%. Допустимые отклонения размеров кирпичей от установленных не более 2-+6мм по длине и +4мм по ширине, и + 3мм.
3. Огнеупорность - способность глин выдерживать допустимую температуру не расплавляясь. По огнеупорности глины делят на 3 класса:
1) огнеупорные с огнеупорностью свыше 1500град.
2) тугоплавкие - 1350-1580град.
3) легкоплавкие - 1350град.
Цвет. При повышенном содержании оксидов железа при изготовлении изделий появляются черные пятна, поэтому %-ое содержание оксидов железа ограничивают. При повышенном содерж оксидов титана на изделиях появляется синеватая окраска. Недопустимо содержание в глине известняка. при обжиге изделий из глины из известняка получается
воздушная известь при попадании влаги гасится. гашеная известь увелич в объеме и приводит к разрушению изделия и поэтому появляются белые пятна.
отощающие материалы вводятся в состав керамической массы для понижения пластичности и уменьш воздушн и огнев усадки глин. В качестве тощителеей используют шамот, песок, золу, гранулированный доменный шлак и т.д. Шамот - керамический материал (с зернами 0,14-2мм) получаемый измельчением предварительно обожженной глины или дробления до нужной фракции бракованного кирпича или отходов производства. гранулированный доменный шлак должен иметь фракцию (размер) зерен до 2мм. Парообразующие материалы используют для получения материалов с поризованной структурой. Используют молотый мел, доломит - эти компоненты при обжиге глиняной массы выделяют газы и приводят к образованию пор. В качестве парообразующих материалов также используют выгорающие добавки: древесные опилки, измельченный бурый уголь и др. компоненты, которые при обжиге выгорают и на их месте образовывается поризованная структура.
В качестве классифицирующих добавок используют: сульфитнодрожжевая бражка. Плавни, глазури и ангоги.
1) Плавни добавляют в глину в тех случаях, когда нужно понизить температуру спекания. К ним относят железную руду, магнезит, тальк, доломит и т.д.
2) Глазурь - стекловидное покрытие, которой закрепляется обжигом. Главными являются кварцовый песок, оксиды свинца, борная кислота и др. компоненты.
3) Ангог - получают из белых или цветных глин и наносят тонким слоем на поверхность еще не обожженнго изделия.
Свойства строительной керамики:
1) Пористость (10-40%)
2) Водопоглощение. Пористые имеют 6-20% по массе, а плотные 1-5% по массе.
3) Теплопроводность.
4) Прочность. Предел прочности на сжатие ( а в сертификате указывают и на изгиб).
5) Морозостойкоть (МРЗ). Требования:15, 25, 35, 50, 75, 100.
6) Паропроницаемость. Кирпич должен впитывать влагу (в зависимости от влаги окружающей среды) и отдавать эту влагу. Без паропроницаемости происходит процесс отпотевания стен.
Виды изделий из керамики:
1. Пустотелые камни изготавливают процессом формования. Размнры: дл.250/288мм, ш120/138/200/250мм толщ 138/120/80мм. Средняя плотность этих изделий должна быть в пределах 1300-1400 кг/м кубическ. Используют для разл оделки зданий. Для облицовки фасадов подразделяют на кирпич и камни лицевые, мелкие плитки, крупногабаритные поитки, ковровая мозаика и т.д.
Лицевой кирпич изготавливают сплошным и пустотелым. Размеры: дл250хш120хтолщ.65 (одинрный кирпич). Модульный/полуторный кирпич толщ88. Выпускает 7 марок. Марочная прочность 75-100-125-150-200-250-300. Водопоглощние 6%. МРЗ не менее25%. Промышленность также выпускает плитки фасадные различных размеров и форм толщ4-10мм. Ковровая керамика для облицовки разл панелей.
Для внутренней оделки зданий в зависимости от применяемого сырья делят на майориковые и фаянсовые. Фаянсовые изготавливают из тугоплавких глин с добавкой кварцового песка, известняка или мела. Майориковые изготавливают из легкоплавких глин. Плитка керамическая для пола (осн требования истираемость).
Технология производства в несколько этапов.
Приготовление глинного теста. Требов однородное по структ без оздушн пузырей, равномнрно перемешано с добавками и способно принимать ту или иную форму.
Формование происходит различными способами. Классическое формование - ручное (от руки); Литьем (с использованием гипсовых форм); Прессование ( для получения плотной структуры); горячим литьем под давлением.
Обжиг делится на 4 периода. 1) t до 150град, чтобы обеспечить удаление воды.2) t150-500 уходит химически связанная вода, 3) 500-900град. 4) t 1060 и выше. при 4 периоде печь выключают и когда температу достигает +200град, открываются дверцы печи и при охдаждении готовое изделие вынимается из печи.
3.Бетоны - это искусственные каменные материалы, которые получаются в результате тщательно перемешанной и уплотненной смеси, состоящей из вяжущего, заполнителей, и затворенные водой. До затворения водой соотношение вяжущих и заполнителей обозначаются цифрами (первая цифра - вяжущие; 2- мелкие заполнители; 3- крупные заполнители). В зависимости от состава вяжущих материалов указывают соотношение воды и цемента. В этом соотношении на 1 весовую часть воды приходится 2 части вяжущих материалов. В бетон могут вводиться специальные добавки, которые улучшают свойства бетонной смеси. Различные добавки, которые повышают подвижность бетонной смеси регулируют сроки схватывания. Основным признаком классификации бетона явл плотность и зависит от плотности заполнителей и структуры бетона. Бетоны подразделяют на 5 видов:
1) Особо тяжелый (плотность выше 2600кг/м куб.) - используют тяжелые заполнтели такие, как стальные опилки, железную руду, барит (баритовый бетон).
2) Тяжелый обычный (2100-2600кг/м куб.) в качестве заполнителей исп кварцовый песок, щебень и т.д..
3) облегченный (1800-2000кг/м куб.) обычно используют кирпичный щебень )отходы керамических забракованных материалов.
4) легкий 1300-1500/1200-1800 в зависимости от вида применяемых пористых заполнителей. Как правило применяют (иногда вместо песка - шлак), пемза.
5) особо легкий - очень пористый ячеестый - пенобетон, газобетон. Применяются легкие заполнители, которые имеют небольшую плотность. (Объемный вес = 500-800кг\м куб).
В зависимости от вида вяжущих бетоны подразделяются на:
1) цементные
2) цементно-полимерные
3) силикатный
4) шлакощелочной
В зависимости о применения подразделяют на:
1) обычный (для железобетонных конструкций (колонны, балки, фундамент, перекрытия))
2) специального назначения:
-кислотоупорный
-жароупорный
3) гидротехнический (облицовка каналов и крыльцонных сооруж
4) для стен
5)теплоизоляционный
6) бетон для пола, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий.
Заполнители занимают примерно 85-90% всего объема бетона. Бывают природного и искуссвенного происхождения. Природные получ путем дробления горных пород (известняки, граниты, мраморы и т.д.). Искусственные получают путем обраотки природного сырья по специальным технологиям (керамзит и отходы: шлаки, золу и др компоненты)
Заполнители бывают крупные до 150мм и мелкие 0,14-5мм.
Пески, в зависимости от минералогического состава бывают: кварцовые, известковые и т.д.
Лучшими для приготовления бетона является кварцовый песок.
В зависимости от происхождения пески бывают: морской, речной. Эти пески содержат мало пыли, глины и др вредных веществ.
2) гравий в основном используется с размером 3-70мм. содержит зерна высокой прочности. для щебня содержание пыли и глины не должно превышать 1-2%.
Требования к воде.
Вода не должна содержать органических примесей, жиров, масел, нефтепродуктов, глины и т.д. Это все снижает марочную прочность бетона. прочность является самой важной характеритикой бетона и определяется на сжатие и на изгиб. Прочность характеризуется пределом прочности при сжатии стандартных образцов (Размеры:15х15х15 см), но можно использовать образцы размером 10х10х10 см/20х20х20 см, но при этом вводят поправочные коэфициенты. Бетоны подразделяются по марочной прочности (буквенно-цифровая маркировка) М100, М150, М300...а также на классы, которые показывают выдерживаемое давление без водопоглощения. делт на В1;1,5;2;7 и т.д.. Цифра показывает выдерживаемое давление в МПа.
Железобетон - это строительный материал, который соединяет в единое целое. Если бетон выдерживает нагрузки на сжатие и не выдерживает растяжения то железобетон выдерживает растягивающие нагрузки. Делится на классы. Маркировка (А) и в маркировке появляются индексы, которые характеризуют область применения или спецефические свойства.
Арматура с индексом А1 изготавливается круглого сечения изготавливается без периодического профиля используется обыкновенного качества.
А1С - арматура, предназначенадля хорошего сваривания.
АК4,АК5,АК6 - карозионно стойкий периодический прокат.
Используют также проволоку (3-8мм), маркируется буквой Б (Б1, Б2 и т.д.) в зависимости от процентного содержания углерода. если в маркировке появляется буква Р, то она показывает, что она имеет периодический прокат.
Гидротационные (неорганические) вяжущие вещества.
К ним относят воздушные вяжущие материалы, которые затвердевают только на воздухе. К ним относят воздушную известь (негашеная, гашеная, известковое тесто), гипсовые вяжущие, магнезиальные вяжущие (каустический доломит и магнезит) и жидкое стекло.
гипсовые вяжущие. Сырье ля производства - сульфатные грнные породы (минерал, вводный гипс КаЫО4). При тепловой обработке природный гипс теряет химически связанную воду, а при т 100-180град. становится полуводным гипсом, который используется для получения вяжущего вещества путем помола. Бывает низкообжиговые, которые разделяются на строителный гипс, формовочный и высокопрочный. Гипс строительный является продуктом обжига природного минерала выводного гипса. На некоторых заводах после обжига подвергают повторному помолу. Обладает невысокой прочностью 2-16МПа. при увлажнении марочная прочность гипса снижается. Гипс формовочный также состоит из сульфата кальция, но отличается от строительного более тонким помолом. Гипс высокопрочный - чтобы получить высокопрочный гипс используют водные растворы хлористого кальция чтобы удалить химически связанную воду под давлением для удаления химически связанной воды в капельно-жидком состоянии. В промышленности также применяют гипс высокообжтговый т=850-950град.. Марочная прочность гипса 10-20МПа. Стадия схватывания начальная наступает не ранее 2 часов. По срокам схватывания делится на быстро, нормалььно и медленно твердеющие гипсы. Для продления срока схватывания применяют различные добавки (сульфитно-дрожжевая бражка, но чаще керотиновый клей). Тонкость помола характеризуется массой гипсового вяжущего. Это процент пробы, взятой для просеивания, но не менее 50грам. Оставшиеся при просеивании на сите с ячейкой размером №2 (0,2мм) устанавливают 3 степени помола, которые обозначаются римскими
1 - грубый помол (остаток на сите = не более 30%)
2 - средний помол (остаток = не более 15%)
3 - мелкий помол (остаток = не выше 2%)
По срокам схватывания
Строительные растворы.
Классифицируют по плотности, в виду вяжущего, по составу.
По назначению. По плотности различают тяжелые растворы (свыше 1500кг/м куб.) и легкие (до 1500кг/м куб.).
По виду вяжущего: известковые, гипсовые, магнезиальные, цементные, цементно-известковые и др.
В зависимости от свойств подразделяют на воздушные и гидравлические.
По составу бывают простые и сложные (несколько вяжущих материалов).
По назначению подразделяются на кладочные, штукатурные, монтажные и т.д.
Сухие строительные смеси представляют собой щатльно приготовленную в заводских условиях смесь, которая состоит изминерального вяжущего, заполнителя, различных наполнителей, модифицирующих добавок и для придания определенных свойств применяют (отражается в сертификате качества) различные добавки в виде ускорителей твердения, противоморозные добавки, окрашивающие добавки и т.д.
По виду вяжущего сухие смеси подразделяются на цеметосодержащие и безцементные.
По назначнию бывают выравнивающие, ремонтные, штукатурные и т.д.
Лакокрасочные материалы. Их состав, свойства, основы производства и ассортимент.
1. Общая характеристика лакокрасочных материалов.
2. Технологически процес получения лакокрасочных материалов. Исходное сырье.
3. Свойства лакокрасочных материалов.
Функции лакокрасочных изделий: защитная, декоративная.
Лакокрасочными материалами называют вязкожидкие составы. наносимые тонким слоем на поверхность конструкции, который через определенное время отвердевает и образуется пленка, прочно сцепленная с окрашиваемой поверхностью. К лакокрасочным материалам относят: - грунтовки и - шпатлевки для подготовки поверхности к окраске, чтобы получить однородную ровную поверхность; - красочные составы, применяемые в вязкожидком или пастообразном виде; - связующие вещества и пигменты, из которых изготавливают красочные составы; - лаки, создающие пленку и отличающиеся блеском