Нормативные ссылки

В настоящем руководстве использованы ссылки на следующие нормативные документы: ГОСТ Р 1.5 - 2002, ГОСТ 2.301 – 68, ГОСТ 8.417 – 2002, Р 50-77-88, ОК 015-94.

2 Инструкция по работе с учебно-методическим пособием

Целью учебно – методического пособия является оказание помощи в самостоятельной работе студента при изучении курса “Материаловедение. Технология конструкционных материалов”, а также при выполнении контрольных работ. Изучив раздел курса по учебнику, необходимо ответить на вопросы для самопроверки, которые дополняют и конкретизируют разделы программы, помогают лучше усвоить данный курс. Изучение определённых разделов завершается выполнением контрольных работ.

Первая контрольная работа выполняется по разделу “Материаловедение” после проработки следующих тем программы:

· Основные свойства материалов;

· Природные каменные материалы;

· Лесные материалы;

· Минеральные и органические вяжущие материалы и бетоны на их основе.

Вторая контрольная работа выполняется по разделу “Технология конструкционных материалов” после изучения тем:

· Керамические;

· Акустические;

· Теплоизоляционные;

· Металлические;

· Стеклянные материалы и специальные бетоны.

Кроме теоретических знаний, представленных в контрольной работе, студент выполняет лабораторные работы в период сессии. Лабораторные работы выполняются и оформляются в соответствии с методическими указаниями, защищаются студентом преподавателю, ведущему занятия. Студент, получивший зачёт по лабораторным и контрольным работам, допускается к экзамену.

В разделе “Программа дисциплины” приведены темы и указывается, что необходимо знать в пределах каждой темы. В конце перечня тем приводятся вопросы для самопроверки и соответствующая литература.

Вариант контрольного задания выбирается по последней цифре шифра зачётной книжки.

Каждое контрольное задание имеет 10 вариантов. Вариант 1 выполняют студенты, учебный шифр которых оканчивается на цифру “1”; вариант 2 – на цифру “2” и т.д. контрольные работы выполняются в письменной форме, замечания и пояснения по ним преподаватель даёт в рецензиях. Отрецензированная контрольная работа возвращается студенту и защищается путём устного собеседования.

3 Программа дисциплины “Материаловедение. Технология конструкционных материалов”

3.1 Материаловедение

3.1.1 Основные свойства строительных материалов

Строительные материалы в инженерных конструкциях воспринимают различные механические нагрузки, подвергаются действию факторов окружающей среды и должны обладать способностью сопротивляться этим воздействиям.

Классификация основных свойств и их зависимость от строения и состава строительных материалов.

Знания строения материала, химического, минерального и фазового состава необходимы для понимания его свойств и условий применения в инженерных конструкциях, в целях получения наибольшего технико-экономического эффекта.

К строительно-техническим свойствам материалов относят:

а) механические, которые характеризуют способность материала сопротивляться действию механических сил и внутренних напряжений, выражающиеся в прочностных и деформативных показателях свойств применяемых материалов;

б) физические, определяющие его отношение к физическим воздействиям среды: воздуха и содержащихся в нём паров и газов, воды и растворённых в ней веществ, колебаниям температуры и влажности, совместному действию воды и мороза, стойкости материала по отношению к действию воды;

в) химические, определяющие способность сопротивляться химическим воздействиям кислот и щелочей. Химическая стойкость материала зависит от его структуры и состава;

г) теплофизические – свойства материалов по отношению к действию тепла и холода. Теплопроводность, теплоёмкость и их зависимость от строения, состава, влажности материала. Огнестойкость и огнеупорность;

д) технологические, обусловливающие отношение материала к технологическим процессам (распиловке, перемешиванию, уплотнению, формовке и др.).

Оценка свойств строительных материалов производится по показателям, получаемым при испытаниях материалов в лабораторных условиях с использованием специального оборудования.

Вопросы для самоконтроля:

1. В чём разница между истинной, средней и насыпной плотностью? Какие размерности плотности и их числовые значения, для красного кирпича, песка, щебня?

2. Как определить пористость, пустотность, коэффициент теплопроводности строительного материала?

3. Какие факторы влияют на теплопроводность материала? Что называется коэффициентом размягчения?

4. Как определить прочность материалов при сжатии, изгибе и какие формы образцов используются?

Литература:

[ 1, с. 13 – 58 ]

[ 2, с. 35 – 70]

3.1.2 Природные каменные материалы

Природные каменные материалы являются продуктом механической переработки горных пород и характеризуются определённой формой, размером, а при необходимости определённой поверхностью изделия (полировкой, шлифовкой).

Горные породы для производства строительных материалов. Понятие о горных породах и материалах. Техногенные отходы производства. Месторождения горных пород, используемых в народном хозяйстве России. Природные каменные материалы из изверженных, осадочных и метаморфических горных пород.

Оценка пригодности горных пород в качестве сырья для производства природных каменных материалов (минеральный состав, структурные признаки, плотность, пористость, водостойкость, прочность и др.).

Основные виды материалов и изделий из природного камня (бутовый камень, щебень, гравий, стеновые камни, плиты, бортовые камни, брусчатка).

Предохранение каменных материалов от разрушения. Конструктивные и химические способы повышения долговечности строительных каменных материалов в сооружениях и зданиях.

Технико-экономическая эффективность использования природных каменных материалов.

Вопросы для самоконтроля:

1. Классификация горных пород по происхождению. Структура и текстура, их влияние на свойства горных пород?

2. Какие важнейшие породообразующие минералы, их основные свойства?

3. Как добывают и обрабатывают природный камень?

4. Какие виды природных каменных материалов применяются в строительстве?

5. Как предохранить каменные материалы в сооружениях от разрушения?

Литература:

[ 1, с. 68 – 111 ]

3.1.3 Неорганические вяжущие вещества

Неорганическими вяжущими веществами называют порошкообразные материалы, которые при смешивании с водой образуют пластично-вязкое тело, способное со временем самопроизвольно затвердевать в результате физико-химических процессов.

Классификация вяжущих веществ: а) воздушные (гипсовые вяжущие, жидкое стекло); б) гидравлические (силикатные цементы – портландцемент, его разновидности и гидравлическая известь); в) вяжущие автоклавного твердения (известково-кремнезёмные вяжущие и др.).

Среди неорганических вяжущих наиболее важное значение имеют цементы. Портландцемент – сырьё, способы производства. Взаимосвязь химического и минерального состава портландцементного клинкера со свойствами. Классификация цементов.

Обобщённая теория твердения цемента. Влияние температуры и влажности на твердение цемента. Закономерности набора прочности цементом. Коррозия цементного камня и меры защиты от неё.

Цементы с неорганическими добавками. Шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент. Пластифицированные и гидрофобные цементы.

Выбор цемента для различных видов строительных конструкций в зависимости от эксплуатационных условий и с учётом технико-экономической эффективности.

Вопросы для самопроверки:

1. Назовите основные показатели развития цементной промышленности в России.

2. Воспроизведите классификацию неорганических (минеральных) вяжущих веществ.

3. Какими основными свойствами характеризуются воздушные и гидравлические вяжущие материалы?

4. Назовите основные горные породы, используемые для воздушных и гидравлических вяжущих веществ.

5. Укажите различие понятий: “активность” и “марка” цемента по прочности. Как определить марку цемента?

Литература:

[ 1, с.190 – 228]

[ 2, с. 71 – 98 ]

3.1.4 Бетоны и изделия из них

Бетон является главным строительным материалом, который применяется во всех областях строительства.

Определение и общая классификация бетонов. Особенность бетона как строительного материала. Значение бетонов для современного строительства искусственных сооружений, аэродромов, дорожных покрытий, промышленного и гидротехнического строительства.

Материалы для тяжёлого бетона и требования, предъявляемые к ним. Расчёт состава цементобетона. Основные свойства бетонной смеси. Классификация бетонной смеси по удобоукладываемости.

Свойства бетона и основные факторы, влияющие на прочность бетона. Марки и классы бетона на прочность. Контроль качества бетонной смеси и бетона. Особенности дорожного бетона.

Вопросы для самоконтроля:

1. Бетон как композиционный материал: влияние вида заполнителя на структуру и среднюю плотность бетона.

2. Связь реологических и технических свойств бетонной смеси. Применение пластификаторов для регулирования удобоукладываемости бетонной смеси и экономии цемента.

3. Марка бетона, класс прочности бетона, коэффициент вариации прочности.

4. Что такое коэффициент выхода бетонной смеси и как определяется?

Литература:

[ 1, с. 252 – 302]

[ 3, с.124 – 164]

3.1.5 Органические вяжущие материалы

Органические вяжущие материалы широко используются в дорожном строительстве. Основными видами органических вяжущих веществ являются битумы и дёгти, битумные и дёгтевые эмульсии и пасты. Пользуясь ГОСТом, необходимо сначала усвоить полную номенклатуру этих вяжущих веществ, а затем переходить к более детальному изучению вопросов технологии их получения, свойств, маркировки, методов испытания и способов применения.

Битумы являются продуктами прямой перегонки нефти, состоящей из смеси углеводорода различной структуры с примесями кислородных, сернистых и азотистых соединений. В этой связи по химическому составу битумы представляют собой сложную смесь высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных (кислорода, серы, азота), полностью растворимых в сероуглероде.

Дёгти получают путем конденсации летучих продуктов (без доступа воздуха) при перегонке твёрдых топливных продуктов и некоторых других органических веществ в целях извлечения из них кокса (например, из каменного угля), полукокса, угля и газа. В зависимости от вида сырья дёгти разделяются на каменноугольные (коксовые или газовые), буроугольные (сланцевые, торфяные, древесные и нефтяные). В дорожном строительстве используются главным образом каменноугольные дёгти.

Органические вяжущие вещества используются для приготовления асфальтобетонов и растворов (в отдельных районах – дёгтебетонов) для укладки в дорожные покрытия. Кроме дорожного строительства битумы и дёгти используются для изготовления рулонных кровельных материалов рубероид и толь), а также для различных гидроизоляционных материалов.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое органические вяжущие вещества?

2. Воспроизведите развёрнутую классификацию органических вяжущих веществ (битумов и дёгтей).

3. Каковы важнейшие свойства дорожных вязких битумов?

4. Назовите марки нефтяных битумов. Какие из них чаще всего применяются в дорожном строительстве?

5. Приведите классификацию жидких битумов.

Литература:

[ 1, с. 345- 351]

[ 3, с. 5 – 55]

[ 4, с. 09 – 257]

3.1.6 Асфальтобетон

Асфальтобетон – искусственный монолитный каменный материал, получаемый в результате уплотнения массы, состоящей из рационально подобранного каменного остова (песка и щебня), сцепленного асфальтовяжущим веществом (бинарная система – минеральный порошок и битум). Асфальтобетон должен обладать необходимой прочностью, водоустойчивостью, водонепроницаемостью, способностью сопротивляться истиранию, упругим и пластическим деформациям, т.е. иметь определённую деформативную устойчивость и долговечность.

Непременным условием получения необходимой прочности, деформационной устойчивости, долговечности асфальтобетонных и дёгтебетонных покрытий является хорошо поставленная экспериментальная проверка свойств этих материалов заданным техническим требованиям. Поэтому необходимо не только хорошо изучить раздел по учебнику, но и самостоятельно провести установленные испытания асфальтобетона и дёгтебетона в лаборатории.

Вопросы для самоконтроля:

1. Дайте определение, что такое асфальтобетон?

2. Воспроизведите классификацию асфальтовых бетонов.

3. Как подбирается состав асфальтобетона по ГОСТу?

4. Перечислите важнейшие технические свойства асфальтобетона по ГОСТ.

Литература:

[ 1, с. 353 – 355]

[ 4, с. 260 – 319]

3.1.7 Лесные материалы

Лесные богатства России. Значение правильного лесоиспользования в деле охраны природы. Понятие о комплексном использовании древесины, отходов деревообработки и его значение в народном хозяйстве. Положительные и отрицательные свойства древесины.

Зависимость основных свойств древесины от строения и влажности. Важнейшие группы пороков и влияние их на качество древесины. Условия рационального применения древесины в строительстве.

Сортамент лесных материалов и деревянных изделий. Деревянные индустриальные строительные детали и сборные конструкции.

Увеличение срока службы в сооружениях и его технико-экономическое значение. Способы защиты древесины от гниения, возгорания и поражения насекомыми.

Вопросы для самоконтроля:

1. Назовите главнейшие хвойные и лиственные породы деревьев.

2. Какая древесина называется заболонной и чем она отличается от ядровой?

3. Что такое камбий и каково его назначение в жизни дерева? Каковы функции сердцевидных лучей?

4. Какие лесоматериалы называются воздушно-сухими, полусухими и сырыми?

5. Какие виды грибов вызывают повреждения древесины?

Литература:

[ 1, с. 313 – 344, 449 – 450]

[ 3, с. 196 – 203]

3.1.8 Вопросы для подготовки к экзамену по дисциплине “Материаловедение”

1. Что изучает дисциплина «Материаловедение»?

2. Химический, минералогический и фазовый состав строительных материалов.

3. Классификация свойств строительных материалов. Характеристики структуры материалов. Зависимость свойств материалов от строения.

4. Гидрофизические свойства строительных материалов.

5. Свойства материалов по отношению к действию температур.

6. Механические свойства строительных материалов. Влияние строения материалов на его прочностные характеристики.

7. Химические свойства строительных материалов.

8. Горные породы – сырьё для производства строительных материалов.

9. Строительные материалы и изделия из природного камня.

10. Основные породы древесины. Макростроение древесины. Пороки.

11. Физико-механические свойства древесины.

12. Защита древесины от гниения, возгорания, поражения насекомыми.

13. Сортамент лесных материалов и изделий.

14. Минеральные вяжущие материалы. Классификация.

15. Воздушные вяжущие.

16. Гидравлические вяжущие.

17. Портландцемент. Состав, свойства, коррозия, защита от коррозии.

18. Классификация и виды цементов.

19. Органические вяжущие материалы. Классификация.

20. Нефтяные битумы. Строительные, дорожные: вязкие, жидкие.

21. Эмульсии.

22. Асфальтобетоны и битумоминеральные материалы.

3.2 Технология конструкционных материалов

3.2.1 Керамические материалы

Керамическими называются искусственные каменные материалы и изделия, полученные в процессе технологической обработки глиняного сырья и последующего обжига при высоких температурах. Обжиг является характерной особенностью технологии производства этих материалов и приводит к изменению первоначального состава глинистого сырья.

Керамика на основе чистых оксидов. Оксидная керамика обладает высокой прочностью при сжатии по сравнению с прочностью при растяжении или изгибе, более прочными являются мелкокристаллические структуры. С повышением температуры прочность керамики понижается. Керамика из чистых оксидов, как правило, не подвержена процессу окисления.

Бескислородная керамика. Материалы обладают высокой хрупкостью. Сопротивление окислению при высоких температурах карбидов и боридов составляет 900-1000°С, несколько ниже оно у нитридов. Силициды могут выдерживать температуру 1300-1700°С (на поверхности образуется пленка кремнезема).

Керамические материалы представлены, как правило, штучными изделиями – кирпич, черепица, плитки, санитарно-технические изделия, но могут быть и в рыхлом состоянии – керамзитовый гравий и др.

В России создана мощная керамическая промышленность, оснащённая передовой техникой, внедрены новейшие машины по переработке глин, вакуумные прессы, высокопроизводительные прессы для полусухого прессования штучных изделий, усовершенствованные конструкции печей. Разработаны новые технологические схемы производства.

Вопросы для самоконтроля:

1. Сырьё для производства керамических материалов.

2. Классификация керамических материалов.

3. Применение керамических материалов в строительстве.

4. Стеновые материалы.

5. Марки и свойства красного кирпича.

6. Какие существуют огнепрочные керамические материалы?

Литература:

[ 1, с. 110 – 135]

3.2.2 Теплоизоляционные материалы и изделия

Теплоизоляционными называют материалы, имеющие теплопроводность не более 0,175 Вт/(м °С) при 20°С и предназначенные для тепловой изоляции зданий, технологического оборудования, трубопроводов, тепловых и холодильных промышленных установок.

Особенно важны теплосбережения в северных районах, где в настоящем и особенно в будущем, усиленно будет развиваться добывающая промышленность, а, следовательно, и гражданское строительство.

Теплоизоляционные материалы и изделия классифицируются по виду основного исходного сырья (неорганическое, органическое); структуре (волокнистая, ячеистая, зернистая, сыпучие); форме – рыхлые (вата, перлит), плоские (плиты, маты, войлок), фасонные (цилиндры, полуцилиндры, сегменты и др.), шнуровые (шнуры, жгуты); содержанию связующего вещества (содержащие и несодержащие); возгораемости (горючести) – несгораемые, трудносгораемые, сгораемые.

Асбестовые и др. материалы для изоляции горячих поверхностей. Пеностекло.

Вопросы для самоконтроля:

1. Особенности строения теплоизоляционных материалов, их классификация.

2. Важнейшие материалы для тепловой изоляции строительных конструкций.

3. Важнейшие материалы для изоляции горячих поверхностей.

4. Наиболее эффективные современные теплоизоляционные материалы.

5. Минеральная вата и минераловатные изделия. Получение и область применения.

Литература:

[ 1, с. 402 – 417]

3.2.3 Акустические материалы

При изучении раздела акустических материалов следует усвоить, что все они делятся на звукопоглощающие и звукоизоляционные.

Значение строительных акустических материалов в деле ослабления источников шумов и устранения их вредного влияния на здоровье человека. Звукопоглощающие материалы: особенности их структуры, основные виды и области применения. Следует обратить внимание на материалы с волокнистой структурой: минераловатные звукопоглощающие плиты, декоративно-акустические плиты акмигран, древесно-волокнистые плиты с щелевой перфорацией, звукопоглощающие плиты силакпор, слоистые звукопоглощающие устройства и др.

Звукоизоляционные материалы и изделия – стекловолокнистые изделия, минераловатные в виде мягких и полужёстких плит, звукоизоляционные мягкие покрытия пола и др. Важнейшие требования к ним, основные виды и применение.

Вопросы для самоконтроля:

1. Какие материалы называются акустическими. Классификация. Физический смысл.

2. Что вы знаете о таких звукопоглощающих материалах, как акмигран и силакпор?

3. Какие минераловатные изделия используют в качестве звукоизоляционных материалов?

4. Важнейшие требования к звукопоглощающим и звукоизоляционным материалам.

Литература:

[ 1, с. 421 – 431]

3.2.4 Полимерные материалы и пластмассы

В основе строительных материалов из пластических масс лежат полимеры.

При изучении этого раздела необходимо уделить внимание изделиям, изготовленным из пластмасс, которые получили широкое применение в гражданском, промышленном и транспортном строительстве.

Пластмассы, применяемые в строительстве, а также при эксплуатации дорог, представляют собой сложную композицию, состоящую из следующих составляющих:

1) связующего – в виде природных и синтетических высокомолекулярных веществ – полимеров;

2) наполнителей – в виде порошкообразных, волокнистых и листовых материалов минерального или органического происхождения;

3) пластификаторов (смягчителей), повышающих пластические свойства композиции в процессе формирования и изделия при эксплуатации;

4) смазывающих веществ, способствующих лучшему отделению изделия от стенок формы в процессе формирования;

5) катализаторов или ускорителей – веществ, обеспечивающих быстрое отверждение изделия в форме в процессе производства;

6) красителей – минеральных или органических веществ, придающих изделию необходимый колер;

7) стабилизаторов – веществ, способствующих сохранению первоначальных свойств изделия во времени;

8) газообразователей – вспенивающих веществ, вводимых в композицию для получения пластмасс ячеистой структуры (газонаполненных пластмасс и др.).

Принципы изготовления изделий из пластмасс. Свойства пластмасс. Показатели пластичности и прочности, коэффициент конструктивного качества, деформативные свойства. Зависимость свойств от температуры и влажности. Понятие о способах повышения стойкости полимеров.

Важнейшие виды пластмассовых строительных материалов и изделий и их значение для индустриального строительства, строительства и эксплуатации дорог и мостов, в т.ч. материалы для полов, изделия для санитарно-технического оборудования, теплоизоляционных и отделочных материалов.

Для паро- и гидроизоляции вырабатываются полиэтиленовые поливинилхлоридные плёнки. Полимеры для изготовления труб и арматуры для водопровода и канализации, отопления и вентиляции, а также в качестве синтетических клеев и мастик.

В дорожном строительстве пластические массы и полимеры находят применение при создании нормальных условий твердения цементобетонных дорожных покрытий и оснований путём укрытия их полимерными плёнками. При изготовлении дорожных знаков, заделки и устройства швов в бетонных покрытиях, а также при устройстве цветных дорожных покрытий для городского благоустройства.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое пластмассы?

2. Перечислите общие свойства пластмасс.

3. Перечислите важнейшие составляющие пластмасс.

4. Назовите важнейшие связующие вещества, получаемые путём полимеризации и поликонденсации.

5. В чём заключается модификация традиционных строительных материалов полимерами?

Литература:

[ 1, с. 356 – 386]

[ 3, с. 223 – 226]

3.2.5 Металлические материалы и изделия из них

К металлам относится большая группа химических элементов, содержащих железо. Классификация металлических материалов на чёрные (чугун и сталь) и цветные (алюминий, медь, свинец и др., а также их сплавы).

В настоящее время увеличиваются темпы роста производства чёрных металлов и в особенности легированных сталей, мелкосортной стали, катанки, калиброванной стали. Значительно расширяется применение в строительстве низколегированной стали и высокопрочной проволоки, железобетонных конструкций, а также экономичных профилей проката.

В современном строительстве широко применяются разнообразные способы сварки металлов, которые необходимо тщательно изучить. Следует знать особенности кузнечной сварки, а также термитной сварки металлов. Необходимо отметить, что впервые в мире электросварка была осуществлена русскими инженерами Н.Н. Бенардосом и Н.Г. Славяновым. Сварка выполняемая переменным током под слоем флюса, предложенная Д.А. Дульчевским и разработанная акад. Е.О. Потаповым, является в настоящее время наиболее совершенным видом электросварки. Широкое применение в технике получает также порошковая металлургия, в этой области особенно развивается производство металлургических порошков и изделий из них. Развитие порошковой металлургии обусловливается особым технологическим преимуществом получения готовых изделий. Так, на основе порошковой металлургии стало возможным получение изделий из особо тугоплавких материалов и не растворимых друг в друге металлов (вольфрам и медь, железо и свинец), получение изделий из композиции металлов с неметаллическими материалами. Сущность порошковой металлургии состоит в основном в следующем: из исходного металлического порошка прессуют заготовки, которые для придания им надлежащей механической прочности подвергают спеканию.

Вопросы для самоконтроля:

1. Дайте определение чугуна и стали.

2. Перечислите важнейшие способы получения стали, изложите сущность производства стали в мартеновских печах.

3. Как изменяются свойства железоуглеродистых сплавов по мере увеличения содержания в них углерода?

4. Какие профили строительных сталей изготовляются прокаткой и какие волочением?

5. В чём отличие легированных сталей от углеродистых?

6. Перечислите марки углеродистых сталей.

Литература:

[ 1, с. 453 – 463]

3.2.6 Стеклянные и другие плавленые материалы и изделия

Эта группа объединяет строительные материалы, получаемые путём переохлаждения расплавов. В ней представлены неорганические стёкла, изделия из плавленых горных пород и шлака.

Стекло и другие плавленые материалы и изделия получают из минеральных силикатных расплавов, сырьём для которых служат распространённые горные породы и некоторые побочные продукты промышленности. Минеральные расплавы в зависимости от исходного сырья разделяются на следующие группы: стеклянные, каменные, шлаковые, ситаллы и шлакоситаллы.

Из минеральных расплавов, получают изделия самого различного назначения: листовые светопрозрачные, конструкционные, отделочные, облицовочные, трубы специальные, тепло- и звукоизоляционные.

В строительстве используют почти исключительно силикатное стекло, основным компонентом которого является диоксид кремния SiO₂.

Стекло не является веществом с определённым химическим составом, который может быть выражен химической формулой, поэтому состав стекла условно выражают суммой оксидов. Состав строительных стёкол в зависимости от вида и назначения содержит оксиды (в % по массе): SiO₂ – 64-73.4%; Na₂O₃ – 10-15.5%; K₂O – 0-5%; CaO – 2.5-26.5%; MgO – 0- 4.5%; Al₂O₃ – 0-7.2%; Fe₂O₃ – 0-0.4%; SO₃ – 0-0.5%; B₂O₃ – 0-5%.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что является сырьём для производства стекла?

2. Назовите теоретическую и техническую прочность стекла при растяжении и сжатии.

3. Как получают стекловолокно и где оно применяется?

4. В чём особенности структуры ситаллов и их свойств?

5. Что такое шлаковая брусчатка и где она применяется?

Литература:

[ 1, с. 136 – 151]

3.2.7 Искусственные каменные необожжённые материалы и изделия

Группа строительных материалов, изучаемая в этом разделе, представлена искусственными каменными необожженными материалами и материалами, получаемыми путём обжига и плавления.

Изделия группы необожжённых материалов различают по виду вяжущего вещества. На основе извести получают силикатный кирпич, известково-шлаковый кирпич, силикатные изделия и др.

Понятие о физико-механических процессах взаимодействия диоксида кремния с гидроксидом кальция при автоклавной обработке и влияние степени дисперсности кремнезёмистого компонента на эти процессы. Расширение сырьевой базы для производства автоклавных изделий. На основе гипса изготавливают гипсовые плиты, гипсобетонные камни, облицовочные листы. На основе портландцемента – асбестоцементные изделия. Основные виды асбестоцементных изделий и главнейшие требования к ним. Кровельные плитки, кровельные панели и утеплённые плиты, профилированные листы для кровель и каркасных стен промышленных зданий. Асбестоцементные листы для панелей. Трубы.

При изучении этих материалов необходимо усвоить процесс производства основных асбестоцементных изделий, номенклатуру выпускаемой продукции и ознакомиться с качественными показателями на отдельные изделия.

Вопросы для самоконтроля:

1. Состав силикатного кирпича, его свойства и область применения.

2. В чём отличие силикатного кирпича от керамического?

3. Какие физико-химические процессы протекают в известково-песчаных изделиях в период обработки в автоклаве и после выгрузки из него?

4. По какой технологической схеме осуществляют производство асбестоцементных изделий?

5. Какие заполнители применяют в гипсобетоне? Какие основные свойства изделий из гипсобетона?

Литература:

[ 1, с. 229 – 250]

[ 3, с. 185 – 188]

3.2.8 Специальные бетоны и изделия из них

При изучении этого раздела необходимо ознакомиться с особенностями бетона для гидротехнического строительства, кислотоупорного, жаростойкого, а также бетона для защиты от радиоактивного воздействия.

Бетон - это искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения рационально подобраной смеси вяжущего вещества, крупного (щебня или гравия), мелкого (песка) наполнителей и воды.

Высокопрочный бетон М600 – М1000 получают на основе высокопрочного портландцемент, промытого песка и щебня не ниже М1200 – М1400.

Гидротехнический бетон предназначен для конструкций, находящихся в воде или периодически соприкасающиеся с водой, поэтому он должен обладать свойствами, необходимыми для длительной нормальной службы этих конструкций в данных климатических и эксплуатационных условиях.

Дорожный бетон предназначен для оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

Жаростойкий бетон предназначается для промышленных агрегатов (облицовки котлов, футеровки печей и т.п.) и строительных конструкций, подверженных нагреванию (например, для дымовых труб). При действии высокой температуры на цементный камень происходит обезвоживание кристаллогидратов и разложение гидроксида кальция с образованием CaO.

Вяжущим для кислотоупорного бетона является жидкое стекло с полимерной добавкой. Для повышения плотности бетона вводят наполнители: кислотостойкие минеральные порошки, получаемые измельчением чистого кварцевого песка, андезита, базальта, диабаза и т.п.

Материалы, применяемые для бетона от радиоактивной защиты, должны обеспечить возможно большую плотность бетона и определённое содержание водорода – обычно в виде воды, связанной с вяжущим.

Серный бетон представляет собой смесь сухих заполнителей – щебень, песок, минеральная мука, нагретых до 140-150°С, и расплавленного серного вяжущего при температуре перемешивания 145-155°С.

Шлакощелочное вяжущее представляет собой гидравлическое вяжущее вещество, получаемое в результате твердения смеси на основе шлаков чёрной или цветной металлургии, домолотого совместно с высокомодульными добавками феррохромового шлака, белитовых шламов, высококальциевых зол-уноса ТЭС (или без них), затворённого растворами щелочных металлов: натрия или калия, дающих в водных растворах щелочную реакцию (жидкое стекло).

Дисперсно-армированный бетон (фибробетон) представляет собой композиционный материал, упрочненный волокнами. В нём невысокая прочность на растяжение и пластичность матрицы (бетона) сочетается с высокомодульным волокном, обладающим высокой прочностью на разрыв.

Вопросы для самоконтроля:

1. Бетон как композиционный материал: влияние вида заполнителя на структуру и среднюю плотность бетона.

2. Какими свойствами должны обладать гидротехнические бетоны? Назовите марки бетона по водонепроницаемости.

3. Для каких эксплуатационных температур предназначен жаростойкий бетон и назовите заполнители для этого бетона?

4. Почему для кислотоупорного бетона в качестве вяжущего применяют жидкое стекло с полимерной добавкой?

5. В чём особенность бетона для защиты от радиоактивного воздействия?

Литература:

[ 1, с. 293 – 302]

[ 3, с. 125 – 130]

3.2.9 Вопросы для подготовки к зачёту по дисциплине “Технология конструкционных материалов”

1. Специальные виды тяжёлого бетона. Гидротехнический бетон. Жаростойкий бетон.

2. Специальные виды тяжёлого бетона. Высокопрочный бетон. Бетон для дорожных и аэродромных покрытий.

3. Специальные виды тяжёлого бетона. Полимербетон. Декоративный бетон.

4. Лёгкие бетоны.

5. Ячеистые бетоны.

6. Металлы и сплавы. Классификация.

7. Чёрные металлы и сплавы (виды, свойства, применение).

8. Цветные металлы и сплавы (виды, свойства, применение).

9. Атомно-кристаллическое строение металлов и сплавов.

10. Упрочнение стали. Термическая обработка стали.

11. Механические свойства металлов.

12. Стальные изделия и конструкции, применение в строительстве.

13. Изделия и конструкции из цветных металлов и сплавов, применяемые в строительстве.

14. Стальная арматура и арматурные изделия для железобетонных покрытий.

15. Железобетонные конструкции и изделия. Классификация.

16. Керамические материалы. Классификация. Сырьё, добавки к глинам.

17. Общая технологическая схема производства керамических изделий.

18. Стеновые керамические изделия: кирпич, камни. Эффективная керамика.

19. Стекло: виды изделий и их классификация. Свойства стекла.

20. Ситаллы. Понятие о получении. Свойства ситаллов и изделий из них.

21. Виды стекла. Листовое, облицовочное.

22. Изделия из стекла, стеклянная вата и пеностекло.

23. Теплоизоляционные и акустические материалы.

4 Контрольные работы (общие положения)

По каждому разделу дисциплины “Материаловедение” и “Технология конструкционных материалов” студент выполняет по одному контрольному заданию. Каждое контрольное задание состоит из двух задач и пяти теоретических вопросов. Условия задач и теоретические вопросы переписывают в тетрадь, в которой выполняется контрольное задание.

Приступая к выполнению контрольного задания, студент использует таблицу вариантов и выбирает вопросы по последней цифре учебного шифра зачётной книжки.

5 Задания на контрольные работы.

Таблица 1 - Содержание задания

Вариант (последняя цифра шифра)	Контрольные вопросы по дисциплинам
Материаловедение	ТКМ
	60 – 25 – 40 – 1 – 20 - 41	10 – 20 – 30 – 31 – 50 - 51
	59 – 23 – 31 - 2 – 17 - 42	7 – 19 – 21 – 32 – 49 - 52
	58 – 24 – 32 – 3 – 15 - 43	5 – 18 – 29 – 33 – 48 - 53
	57 – 26 – 33 – 4 – 14 - 44	3 – 16 – 22 – 34 – 47 - 54
	56 – 28 – 34 – 5 – 13 - 45	1 – 17 – 28 – 35 – 46 - 55
	55 – 27 – 35 – 6 – 19 - 46	2 – 15 – 23 – 36 – 45 - 56
	54 – 21 – 36 – 7 – 11 - 47	4 – 13 – 27 – 37 – 44 - 57
	53 – 29 – 37 – 8 – 16 - 48	6 – 14 – 24 – 38 – 43 - 58
	52 – 22 – 38 – 9 – 12 - 49	8 – 11 – 26 – 39 – 42 - 59
	51 – 30 – 39 – 10 – 18 - 50	9 – 12 – 25 – 40 – 41 – 60

5.1 Контрольные вопросы по дисциплине “Материаловедение”

1. Основные технические свойства изверженных горных пород, применяемых в дорожном строительстве, минералогический состав гранита, сиенита, диабаза и базальта.

2. Технические свойства важнейших горных пород осадочного происхождения, применяемых для строительства дорог.

3. Что такое выветривание горных пород и какие меры применяются для защиты природных каменных материалов от выветривания?

4. Изложите классификацию горных пород по происхождению и укажите, какие важнейшие породы применяются для устройства дорожных покрытий.

5. Что называется теплопроводностью и от чего она зависит? Какое значение имеет теплопроводность при выборе материалов для ограждающих конструкций зданий, как изменяется при увлажнении материалов?

6. Покажите на примерах влияние пористости и влажности на величину теплопроводности.

7. Что такое упругость, пластичность, ползучесть и твёрдость материалов? Укажите, при производстве каких строительных изделий особое значение имеют такие свойства, как пластичность и ползучесть.

8. Что называется воздушными и гидравлическими вяжущими материалами? Изложите сущность теории твердения портландцемента (по Байкову Л.А.).

9. Приведите классификацию воздушных вяжущих, изложите основы технологии производства строительного гипса и реакции образования полуводного гипса.

10. Что представляют собой магнезиальные вяжущие вещества, как они получаются, в чём их существенное отличие от других воздушных вяжущих веществ?

11. Что служит сырьём для производства портландцемента? Изложите схему технологического процесса получения этого материала по сухому способу.

12. Что является сырьём для производства портландцемента и какова технология его получения по мокрому способу?

13. Изобразите технологическую схему производства воздушной извести. Дайте описание и приведите химические реакции, протекающие при получении и гашении извести.

14. Опишите характерные свойства специальных портландцементов (гидрофобного, пластифицированного, сульфатостойкого и др.). Где они чаще всего применяются в строительстве?

15. Приведите химико-минералогический состав портландцемента и опишите процессы, протекающие при обжиге исходного сырья.

16. Что такое активные минеральные добавки к портландцементу, какова их роль и значение? Приведите примеры важнейших активных минеральных добавок к портландцементу.

17. Укажите, от каких факторов зависит подвижность цементобетонной смеси и прочность бетона. Как определяется подвижность пластичных и жёстких бетонных смесей?

18. Изложите основные требования, предъявляемые к цементному бетону для дорожных покрытий и оснований.

19. Что такое цементные бетоны, каковы их основные свойства и где они применяются в строительстве?

20. Что такое коррозия бетона, какие существуют меры для защиты бетона от коррозии?

21. Что является источником коррозии цементного камня и какие виды коррозии цементного бетона вам известны?

22. Дайте определение, что такое органические вяжущие вещества и воспроизведите развёрнутую классификацию битумов и дёгтей.

23. Что называется битумом и каковы его основные свойства (цвет, плотность, растворимость, плавление, вязкость и пр.)? Укажите, какими основными показателями характеризуется качество битума (марка битума)?

24. Охарактеризуйте химический состав, структуру нефтяных битумов и назовите основные группы углеводородов, входящих в дорожные вязкие битумы.

25. Что служит сырьём для производства сырых дёгтей и какие дёгти получили применение в дорожном строительстве?

26. Какие группы углеводородов различают в дёгтях, применяемых для дорожного строительства, что такое составленный каменноугольный дёготь?

27. Дайте определение дёгтям и укажите, из каких органических материалов получается дорожный составленный дёготь?

28. Что такое жидкие битумы? Приведите марки жидких битумов, используемых для дорожных покрытий. Какие свойства жидких битумов позволяют отнести их к той или иной марке?

29. Что такое дорожные эмульсии и пасты, для каких целей они используются? Укажите состав и свойства дорожных битумных эмульсий, а также экономическую целесообразность применения их в дорожном строительстве.

30. Что такое природные битумы, способы их получения и где эти битумы главным образом применяются?

31. Укажите важнейшие свойства нефтяных вязких битумов и какие марки битумов чаще всего применяются в дорожном строительстве?

32. Что такое асфальтобетон; классификация по ГОСТ.

33. Какова структура асфальтобетона и от каких факторов зависит его прочность и деформативность?

34. Что такое холодные асфальтобетоны, сравните их с обычными асфальтобетонами, на каких вяжущих материалах они изготавливаются?

35. Как контролируется качество асфальтобетонной массы на заводе и на месте укладки? Как контролируется содержание битума в асфальтобетонном покрытии?

36. Что такое дёгтебетон? Каков его состав и чем он отличается от асфальтобетона?

37. Что такое цветной асфальт, где он применяется и какие компоненты входят в его состав?

38. Что называется асфальтовыми, дёгтевыми растворами? Чем они отличаются от асфальтовых и дёгтевых бетонов, где применяются в строительстве?

39. Перечислите битумные, дёгтевые, кровельные и гидроизоляционные материалы, применяемые в строительстве.

40. Что представляют собой приклеивающие и покровные мастики для рулонных кровельных материалов? Каковы виды и марки мастик?

41. Что такое герметики, для каких целей они применяются и какие имеются разновидности этих материалов?

42. Сколько потребуется минеральных материалов и битума марки БНД 90/130 с плотностью 0,99 т/м³ для приготовления 531,5 т горячей среднезернистой асфальтобетонной смеси типа А марки II, если известно, что плотность минеральной составляющей смеси равна 2,2 т/м³, пустотность 19%, а остаточная пористость асфальтобетонного покрытия по объёму 5%.

43. Определить необходимые количества щебня крупнее 5 мм и песка для производства 387 т асфальтобетона, содержащего 7,5% битума марки БНД-90/130, если известно, что на 1 т его расходуется 220 кг минерального порошка, а кривая зернового состава минеральной части совпадает с кривой, соответствующей коэффициенту сбега К = 0,65, насыпная плотность песка равна 1,61 т/м³ и щебня – 1,50 т/м³.

44. Масса образца известняка в сухом состоянии – 300 г, а после насыщения водой – 308 г. Вычислить влажность известняка, если средняя плотность его равна 2400 кг/м³.

45. Масса высушенного образца горной породы равна 52 г, а после насыщения образца водой – 57,2 г. Определить пористость породы, если известно, что объёмное водопоглощение в 1,5 раза больше массового, а истинная плотность горной породы – 2,5 г/см³.

46. Камневидный материал в виде образца кубической формы с ребром куба 3 см в воздушно-сухом состоянии имеет массу 19,1 г. Вычислить ориентировочную теплопроводность и определить возможное название материала.

47. Масса каменного образца в сухом состоянии равна 50 г. После насыщения образца водой она стала 55 г. Определить массовое водопоглощение камня и его среднюю плотность, если известно, что объёмное водопоглощение камня равно 10%.

48. Номинальный состав цементного бетона по массе составляющих при проектировании в лаборатории оказался в соотношении 1: 2,4: 3,2, а водоцементное отношение В/Ц=0,5. Определить количество составляющих материалов необходимых для приготовления 350 м³ бетона, если на 1 м³ расходуется 320 кг цемента, насыпная плотность песка - 1,6 т/м³, щебня – 1,5 т/м³ , а влажность песка и щебня соответственно равна 5,5 и 3,2%.

49. Определить расход составляющих материалов на 1 м³ бетонной смеси со средней плотностью 2300 кг/м³, если известно, что производственный состав бетона по массе составляющих находится в соотношении 1:2:4, а В/Ц = 0,42.

50. Сколько полуводного гипса получится после термической обработки 20 т гипсового камня?

51. Определить количество негашёной и гидратной извести, которое получится из 30 т известняка с содержанием CaO 85% и естественной влажностью 8%.

52. При проектировании состава цементного бетона в лаборатории средняя плотность его оказалась равной 2380 кг/м³, номинальный состав по массе составляющих был 1:1,8:3,6, В/Ц = 0,4, а насыпная плотность песка и гравия соответственно равны 1,62 и 1,48 т/м³. Определить расход составляющих материалов на 1 м³ бетона, если в момент приготовления бетонной смеси влажность песка была 6, а гравия 4%.

53. Бетон из щебня на 7 день твердения показал предел прочности при сжатии 20 МПа. Определить активность цемента, если В/Ц=0,4.

54. Рассев песка на стандартном наборе сит показал следующее содержание частных остатков сито №2,5–182г, №1,26–381г, №0,69 – 198г, №0,3 – 166 г., №0,14 – 58 г. Остальные - 20 г песка прошли сквозь сито №0,14. Определить модуль крупности песка.

55. Определить коэффициент выхода и расход материалов на 1 м³ известкового раствора состава 1:4 (по объёму). Объём пустот в песке составляет 42%.

56. Масса образца камня в сухом состоянии 50 г. Определить массу образца после насыщения его водой, а также истинную плотность камня, если известно, что водонасыщение по объёму равно 18%, пористость камня - 25% и средняя плотность – 1 800 кг/м³.

57. Определить пористость горной породы, если известно, что её водопоглощение по объёму в 1,7 раза больше водопоглощения по массе, а истинная плотность равна 2,6 г/см³.

58. Во сколько раз пористость камня А отличается от пористости камня В, если известно, что истинная плотность обоих камней практически одинакова и составляет 2,72 г/см³, но средняя плотность камня А на 20% больше, чем камня В, у которого водопоглощение по объёму в 1,8 раза больше поглощения по массе?

59. После полной разгрузки образца, находившегося под воздействием механического пресса, деформация его оставалась неизменной. При этом напряжение по манометру понижалось с 250 до 114 кгс/см² (т.е. с 25 МПа до 11,4 МПа). На какую величину ещё должно снизиться напряжение, чтобы можно было определить время релаксации материала?

60. Определить плотность каменного образца правильной формы, если на воздухе его масса равна 80 г. Масса образца, покрытого парафином, равна 80,75 г. При взвешивании парафинированного образца в воде получили 39 г. Плотность парафина принять равной 0,93 г/см³.

5.2 Контрольные вопросы по дисциплине “Технология конструкционных материалов”

1. Какие физико-химические процессы протекают при пропаривании известково-песчаных изделий в автоклаве и вследствие чего происходит дальнейшее нарастание прочности изделий после выгрузки их из автоклава? Приведите основные химические реакции этих процессов.

2. Приведите примеры асбестоцементных изделий, укажите их технические свойства и основы производства этих материалов.

3. Почему при изготовлении силикатного кирпича и других силикатных изделий необходима их автоклавная обработка. Что образуется при взаимодействии песка и извести?

4. Охарактеризуйте строительно-технические свойства силикатного кирпича и укажите на его преимущества и недостатки по сравнению с обыкновенным глиняным кирпичом.

5. Из каких горных пород получают плавленые дорожно-строительные материалы? Приведите примеры таких материалов и укажите их характерные свойства.

6. Перечислите важнейшие изделия из стекла, применяемые в строительстве. Изложите, что вам известно об изготовлении стеклянных труб, их преимуществах и недостатках.

7. Какие компоненты входят в состав шихты для получения обычного оконного стекла?

8. Дайте определение, что такое глины, как они образовались в природе? Приведите реакцию каолинизации.

9. В чём существенное отличие производства глиняного кирпича способом пластичного и полусухого прессования? Рассмотрите, сравните их экономическую целесообразность.

10. Перечислите применяемые в строительстве виды глиняной черепицы, укажите основные требования, предъявляемые к черепице и к сырью для её изготовления.

11. Что происходит с глиняным сырцом при обжиге в тоннельной печи при производстве обычного кирпича?

12. Приведите классификацию керамических изделий, разделив их по плотности черепка и по применению.

13. Что такое керамзит, где он применяется, каким требованиям должны удовлетворять глины, используемые для производства керамзита?

14. Какой кирпич называется лёгким, каковы его строительно-технические свойства и преимущества по сравнению с обыкновенным глиняным кирпичом?

15. Изложите общую технологическую схему производства керамических изделий.

16. Укажите, какие основные керамические изделия изготовляют для внутренней облицовки стен и для наружной облицовки зданий.

17. Дайте определение, что такое пластические массы. Перечислите технические свойства пластмасс, применяемых в строительстве и эксплуатации дорог.

18. Для каких целей в строительстве наиболее экономически целесообразно использовать полимерные материалы? Приведите примеры таких материалов.

19. Дайте определение, что такое полимеры. Укажите свойства и применение полиэтилена, поливинилхлорида, полистирола, полиметилметакрилата.

20. Приведите примеры пористых заполнителей для лёгких бетонов. Опишите технологическую схему производства керамзита и его важнейшие свойства.

21. Назовите важнейшие поликонденсационные полимеры (синтетические смолы) и приведите примеры строительных материалов, получаемых на их основе.

22. Перечислите компоненты, входящие в состав пластмасс и поясните их назначение.

23. Что такое растворимое (жидкое) стекло, как оно получается и где применяется в строительстве?

24. Приведите примеры строительных материалов, получаемых на основе полимеров: а) для устройства полов; б) для производства санитарно-технического оборудования.

25. Укажите основные виды строительных материалов, получаемых на основе поливинилхлорида и полиэтилена. Какие изделия из полиэтилена используются при строительстве дорожных и цементобетонных покрытий?

26. Что такое поро- и пенопласты. Какие теплоизоляционные материалы получают на основе полистирола, поливинилхлорида и мочевиноформальдегидного полимера?

27. Для каких целей в строительстве наиболее экономически целесообразно использовать полимерные материалы? Приведите примеры таких материалов.

28. Укажите важнейшие недостатки строительных материалов из пластмасс и изложите сущность старения полимеров.

29. Перечислите положительные и отрицательные свойства древесины как строительного материала и укажите, как они изменяются при увлажнении древесины.

30. Перечислите главнейшие хвойные и лиственные породы дерева и опишите микростроение хвойных пород.

31. В каком виде может находиться влага в древесине? Что называется точкой насыщения волокон и в каких пределах колеблется её величина для различных пород дерева?

32. Назовите главнейшие ядровые, заболонные и спелодревесные породы дерева и опишите микроструктуру лиственных пород.

33. Приведите классификацию пороков древесных пород по группам и укажите, какие бывают виды сучков.

34. Приведите примеры наиболее доступных методов защиты деревянных конструкций от возгорания.

35. Изложите основы доменного процесса при выплавке чугуна.

36. Что такое сталь и каковы основные способы её производства? Изложите сущность получения стали в мартеновских печах.

37. Какие цветные металлы и сплавы находят применение в строительстве и для каких целей?

38. Приведите сортамент металлических строительных материалов и укажите, какие виды и марки стали применяют для строительных конструкций?

39. Укажите сущность и виды коррозии стали, приведите примеры способов защиты стальных строительных конструкций от коррозии.

40. Перечислите методы холодной обработки металлов и укажите, какие профили строительной стали изготовляются прокаткой и какие волочением.

41. Перечислите специальные виды сталей. Что такое легированные и низколегированные стали и где они применяются в строительстве?

42. Изложите сущность закалки стали, отпуска, отжига и нормализации.

43. Подобрать состав керамзитобетона для первого замеса М200 средней плотностью 1700 кг/м³. Подвижность бетонной смеси составляет 30 мм, портландцемент М500, песок кварцевый с насыпной плотностью равной 1500 кг/м³, керамзитовый гравий с наибольшей крупностью 20 мм и насыпной плотностью 400 кг/м³.

44. Сколько потребуется глины для изготовления 2500 шт. плиток для пола размером 150х150х13 мм, если известно, что пористость плиток 4%, плотность спёкшейся массы равна 2,52 г/см³, а потери при сушке и обжиге глины составили 13% от массы глины?

45. Масса глиняного обыкновенного кирпича стандартных размеров марки 150 в сухом состоянии равна 3,5 кг. Найти пористость кирпича и решить вопрос о пригодности его для кладки стен гражданских зданий, если истинная плотность его равна 2,5 г/см³.

46. Сколько штук кирпича стандартных размеров получится из 65 т глины влажностью 8,0%, если потери при обжиге сырца составляют 6% от массы сухой глины, а средняя плотность кирпича равна 1750 кг/м³?

47. Сколько расходуется глиняного сырья на изготовления 4500 шт. плиток для пола размером 150х150х13 мм с пористостью 4%, если плотность готовой плитки равна 2,52 г/см³, а потери при сушке и обжиге составляю 15 % от массы глиняного сырья?

48. При стандартном испытании древесины сосны с влажностью 16% на изгиб на манометре было отмечено давление, равное 0,6 МПа. Найти предел прочности при изгибе сосны с 12%-й влажностью, если диаметр поршня пресса – 0,058 м.

49. Масса образца древесины дуба, предназначенного для испытания на сжатие вместе с бюксом, равнялась 21,1 г. При испытании на сжатие вдоль волокон предел прочности этого образца составил 43,3 МПа. Найти влажность древесины дуба и предел прочности при 12%-й влажности, если масса высушенного такого же образца древесины дуба вместе с боксом была 19,65 г, а масса бюкса составила 12,4 г.

50. Образец стандартных размеров, вырезанный из древесины дуба, имеет массу 8,76 г. и показал при сжатии вдоль волокон предел прочности, равный 37,1 МПа. Найти влажность древесины дуба и предел прочности при 12%-й влажности, если полностью высушенный такой же образец древесины дуба имеет массу, равную 7,0 г.

51. На манометре гидравлического пресса с новой шкалой в момент разрушения стандартного образца древесины сосны с 8%-й влажностью при сжатии вдоль волокон было отмечено давление 3,0 МПа. Определить предел прочности древесины сосны на сжатие при 12%-й влажности, если площадь поршня пресса равна 0,0038 м².

52. Манометр гидравлического пресса в момент разрушения стандартного образца древесины сосны с 9%-й влажностью при сжатии вдоль волокон показал давление 4,0 МПа. Определить предел прочности древесины на сжатие при 12%-й влажности, если площадь поршня пресса равна 0,005 м².

53. Образец древесины размером 10х10х8 см имеет влажность 10%. После высушивания образца до влажности 0% его размер сократился и составил 9,5х9,5х7,8 см. Определить объёмную усушку и коэффициент объёмной усушки.

54. Рассчитать расход материалов по массе (количество извести, воды для гашения, песка сухого и влажного) для изготовления 1000 шт. силикатного кирпича. Средняя плотность силикатного кирпича 1850 кг/м³ при влажности его 6%. Содержание CaO в сухой смеси 8% по массе. Активность извести 90%, песок имеет влажность 5,5%.

55. Манометр гидравлического пресса в момент разрушения стандартного образца древесины с влажностью 19,0% при сжатии вдоль волокон показал давление 4 МПа. Определить предел прочности древесины при сжатии если ее влажность составляет 12%, а площадь пресса равна 52 см².

56. При стандартном испытании материала на твёрдость по Бринеллю глубина отпечатка оказалась 0,53 мм. Определить твёрдость и высказать предположение о разновидности материала.

57. Сколько получится кирпича из 2,5 м³ глины, если плотность кирпича 1700 кг/м³, плотность сырой глины 1600 кг/м³, влажность глины составляет 12%? При обжиге сырца в печи потери при прокаливании составляют 8% от массы сухой глины.

58. При стандартном испытании красного обыкновенного кирпича на изгиб оказалось, что его предел прочности равен 3,53 МПа. Определите, какое показание манометра пресса соответствовало этому напряжению, если диаметр поршня у пресса был равен 9 см.

59. При проектировании состава цементного бетона в лаборатории средняя плотность его оказалась 2235 кг/м³; номинальный состав по массе был 1:1,9:4,1 при В/Ц= 0,45. Определить расход составляющих материалов на 1 м³ бетона, если в момент приготовления бетонной смеси влажность песка была 7%, а гравия – 4,0%.

6 Темы лабораторных работ

Лабораторные работы проводятся в период экзаменационной сессии. Каждая лабораторная работа выполняется под руководством преподавателя в строительной лаборатории. Студент должен предварительно изучить и законспектировать лабораторную работу, выполнить ее в лаборатории, а затем защитить преподавателю.

1) Общие свойства материалов

Знакомство с ГОСТами. Определение плотности, пористости, водопоглощения, теплопроводности на образцах разных материалов. Определение коэффициента дробимости щебня, предела прочности при сжатии.

2) Испытание керамических изделий

Знакомство с ГОСТом. Определение плотности, пористости, теплопроводности, марки красного кирпича.

3) Неорганические вяжущие вещества

ГОСТы на вяжущие вещества: строительный гипс, строительная известь, магнезиальные вяжущие. Портландцемент, изучение основных свойств. Определение марки портландцемента.

4) Цементобетон

Испытание заполнителей для бетона. Определение гранулометрического состава щебня, песка. Определение состава тяжёлого бетона. Пробный замес бетона, определение подвижности и удобоукладываемости бетонной смеси. Определение марки бетона. Домашнее задание по расчёту состава бетона.

5) Лесные материалы

Изучение макро- и микроструктуры древесины. Ознакомление с образцами древесных пород. Определение плотности, теплопроводности, влажности.

6) Органические вяжущие материалы

Знакомство с ГОСТами на органические вяжущие материалаы. Определение основных свойств и марки вязкого битума. Определение вязкости жидких битумов СГ, МГ, МГО.

Домашнее задание – проанализировать основные свойства битумов марок БНД и БН.

7) Асфальтобетон

Знакомство с ГОСТами. Испытание заполнителей для асфальтобетона. Определение состава и основных свойств горячего асфальтобетона. Домашнее задание по расчёту состава асфальтобетона. Проанализировать основные показатели свойств горячего и холодного асфальтобетонов.

7 Содержание и оформление контрольных работ

Требования к оформлению контрольных работ: контрольные работы оформляются на листах формата А4 по ГОСТ 2.301-68. Текст может быть выполнен рукописно или с помощью средств компьютерной техники. Рукописный текс может быть написан на одной стороне листа с высотой прописных букв не более 10 мм. Текст следует размещать соблюдая размеры полей: правое – 15 мм; левое – 30 мм; верхнее – 15 мм; нижнее – 25 мм.

При оформлении текста, заголовков, иллюстраций, таблиц и приложений следует руководствоваться требованиями ГОСТ Р 1.5-2002, ГОСТ 2.105-95, используя стандартную технологию.

Требования к структуре и содержанию разделов в контрольных работах:

§ Содержание – располагают после титульного листа и записывают строчными буквами с первой прописной, в которое включают наименование всех разделов (вопросы).

§ Введение - краткое изложение цели контрольной работы.

§ Основная часть

Список использованных источников по ГОСТ

8 Список рекомендуемой литературы

1. Строительные материалы: Учебник для высшей школы. / В.Г., Микульский, Г.И. Горчаков, В.В. Козлов и др.- М.: Изд-во Ассоциация строительных ВУЗов, 2000. – 520с

2. Рыбьев И.А. Строительное материаловедение: -Учебное пособие для высшей школы. - М.: Высшая шк., 2002 – 687с

3. Попов К.Н. Оценка качества строительных материалов – Учебное пособие для высшей школы. / К.Н. Попов, М.Б. Кадло, О.В. Кульков. – М.: Изд-во Ассоциация строительных ВУЗов, 2001 – 234с

4. Дорожно-строительные материалы: Учебник для высшей школы. / И.М Грушко, И.В. Королёв, И. М. Борщ и др. – М.: Транспорт, 1983 – 383с

5. Грушко И.М. Испытания дорожно-строительных материалов: Учебное пособие для высшей школы. / И.М. Грушко, В.А. Золотарёв, Н.Ф. Глущенко. – М.: Транспорт, 1983 – 110 с

Материаловедение. Технология конструкционных материалов.

Составители: Дараган Нина Сергеевна

Кравченко Людмила Александровна

Искендеров Тофик Нуратович

Редактор А.В. Снагощенко

Компьютерная верстка Л.А. Кравченко

Подписано в печать Бумага офсетная Печ. л. 2.25 Усл. печ. л 2.15 Уч. изд. л 1,5 Цена руб

Формат 60х84/16 Офсетная печать Изд. №7 Тираж 50 экз Заказ №

Изд. КубГТУ: 350072, Краснодар, Московская 2, кор. А

Типография КубГТУ: 350058, Краснодар, Старокубанская, 88/4,