Строительные материалы и изделия

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«Тамбовский государственный технический университет»

 

 

 

    

                            Контрольная работа № 1

 

 

 

      Кафедра: «Конструкции зданий  и сооружений»       

 

 

          по дисциплине: «Строительное Материаловедение»

          

 

 

на тему: « Строительные материалы и изделия. »

 

 

 

                                                           

 

 

                       вариант №3

 

                                                             Выполнил :Студент гр.СГС-21з

                                                                  Алехин П.В.                                               

                                                Проверил: Сузюмов А.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

Тамбов 2011

№2.Что такое параметры  состояния материалов? Их практическое значение.

 

 

Строительные материалы, как и  все окружающие нас предметы и явления, обладают рядом признаков и характеристик, которые проявляются в большей или меньшей степени. По совокупности этих признаков и характеристик, отражающих свойства материалов, судят о качестве продукции.  
Из всего разнообразия присущих каждому предмету или материалу свойств для оценки качества выбирают только те, которые определяют пригодность продукции при использовании по прямому назначению. Например, для бетона важны такие свойства, как прочность, плотность, долговечность, водопроницаемость, теплопроводность. Некоторые другие характеристики, в частности цвет, для конструкционных бетонов не имеют никакого значения. Наоборот, цвет для отделочных материалов — это главное свойство, а теплопроводность второстепенное. 
Все свойства строительных материалов подразделяют на следующие группы.  
Физические свойства. Данную группу составляют параметры физического состояния материалов и свойства, определяющие отношение материалов к различным физическим процессам. К первым относят плотность и пористость материала, его химический, фазовый и минеральный состав, степень измельчения порошков, ко вторым — гидрофизические свойства (водопоглощение, влажность, водопроницаемость), теплофизические (теплопроводность, теплоемкость, температурное расширение), стойкость против физической коррозии (водостойкость, морозостойкость) и некоторые другие. 
Механические свойства. В эту группу входят характеристики, отражающие отношение материала к действию механических нагрузок: прочность, твердость, деформативность, упругость, пластичность, хрупкость, истираемость. 
Химические свойства. Данная группа включает в себя свойства, характеризующие стойкость материала к разрушающим химическим воздействиям окружающей среды (коррозионная стойкость), а также способность материала к химическим превращениям (например, способность цемента после затворения водой самопроизвольно затвердевать в прочное камневидное тело).  
Для численного определения свойств используют результаты испытания стандартных образцов строительных материалов. Методы испытаний регламентируют Государственные стандарты (ГОСТы), требования которых должны неукоснительно выполняться на всех стройках.  
Стандарты содержат всесторонние требования к качеству продукции: технические условия, типы и основные параметры продукции, методы испытаний, правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения. Соответствие свойств материалов указанным в стандартах параметрам — залог высокого качества продукции. 
Свойства материалов зависят от их состава и строения. Различают химический, минеральный и фазовый состав. Химический состав, выражаемый процентным содержанием различных оксидов, влияет на химическую стойкость, огнестойкость, механические свойства материала. 
Минеральный состав показывает, какие именно минералы и в каких соотношениях находятся в материале. Так, состав гранита определяется содержанием породообразующих минералов — полевого шпата, кварца, слюды и роговой обманки. Точно так же используют характеристики минерального состава клинкера для оценки свойств цементов. Если материал обладает полиминеральным составом, его свойства зависят от количественного соотношения между минералами, поскольку индивидуальные характеристики минералов неодинаковы. Следовательно, при создании искусственных строительных материалов можно сознательно управлять их свойствами. 
Фазовый состав материала также оказывает большое влияние на свойства. В твердой фазе выделяют кристаллическую и аморфную составляющие. Кристаллическая форма состояния вещества более устойчива. Аморфная форма по сравнению с кристаллической характеризуется большим запасом потенциальной энергии, и поэтому аморфные вещества в химическом отношении активнее. Например, кварц (кристаллическая форма оксида кремния) способен вступать во взаимодействие с известью лишь при температурах выше 170° С, а опал (аморфная форма оксида кремния), входящий в состав диатомита, трепела, реагирует с известью уже при нормальной температуре. Высокую химическую активность аморфной формы используют при изготовлении клинкера портландцемента, создавая в его составе некоторое количество (6... 15%) стекловидной фазы. Это позволяет повышать прочность цемента. В структуре пористого материала, например бетона или строительного раствора, выделяют твердую фазу, образующую его каркас, и поры, которые могут быть заполнены воздухом и водой. При замерзании насыщенного водой материала вода переходит в лед, увеличиваясь в объеме. В результате в каркасе, т.е. в стенках пор, возникают большие растягивающие напряжения, которые приводят к разрушению материала.

 

 

 

№ Назовите основные причины  разрушения природного камня и меры защиты от разрушения

 

Основные  причины разрушения природных каменных материалов в сооружениях:

-замерзание  воды в порах и трещинах, вызывающее  внутренние напряжения;

-частое изменение  температуры и влажности, вызывающее  появление микротрещин;

-растворяющее  действие воды и понижение  прочности при водонасыщении;

-химическая  коррозия, происходящая под действием  газов (S0₂, C0₂ и др.), содержащихся в атмосфере, и веществ, растворенных в грунтовой или морской воде. 
Конструктивную защиту открытых частей сооружений (цоколей, карнизов, поясков, столбов, парапетов) сводят к приданию им такой формы, которая облегчает отвод воды.      Этому же способствует гладкая полированная поверхность облицовки и профилированных деталей. Стойкость пористых каменных материалов, которые не полируются, повышают путем пропитки поверхностного слоя уплотняющими составамии нанесения на лицевую поверхность гидрофобизующих(водоотталкивающих) составов.Кремнефторизацию (или флюатироваиие) применяют для повышения стойкости наружной облицовки из карбонатных пород. При пропитывании известняка раствором флюата (соль кремнефтористо-водородной кислоты) происходит химическая реакция

2СаС0₃ + MgSiF₆ = 2CaF₂ + MgF₂ + Si0₂ + 2C0₂

Полученные нерастворимые в  воде вещества CaF₂, MgF₂, Si0₂ отлагаются в порах и уплотняют лицевой слой камня. В результате уменьшается его водопоглощение и возрастает морозостойкость, облицовка из камня меньше загрязняется пылью. 
Некарбонатные пористые каменные материалы предварительно обрабатывают водными растворами кальциевых солей (например, CaCl₂), а после этого пропитывают флюатами. 
Долговечность пористого камня значительно увеличивается, если пропитать его поверхностный слой раствором мономера с последующей полимеризацией мономера в порах бетона при термокаталитической или радиационной обработке

 

 

 

 

 

 

 

 

№32 Нарисуйте основные виды пороков древесины. 

Разновидности сучков: а - круглый; б - овальный; в - продолговатый; г - ребровые; д - пластевой; е - кромочный; ж - ребровый; з - сшивные; и - групповые; к – разветвленные

 

 

 

 Повреждения древесины  насекомыми

 

Трещины: I - пластевые; II - кромочные; III - торцовые; а - метиковые; б - морозные; в - усушки; г – отлупные

 

Пороки строения древесины: а - тангентальный наклон волокон; б - крень; в - свилеватость; г - завиток; д - глазки; е - ложное ядро

 

Покоробленность: а - простая по пласти; б - сложная продольная по пласти; в - продольная по кромке; г - поперечная; д - крыловатость; a1 – а6 - стрелы прогиба

 

 

 

 

№ Особенности состава и свойства быстротвердеющего сульфатостойкого портландцемента с органическими добавками,их применение.

 

 
Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) получают совместным тонким измельчением специального портландцементного клинкера и гипса. При помоле допускается  введение не более 10% активных минеральных  добавок осадочного происхождения  и не более 15% доменных и электротермофосфорных гранулированных шлаков. Клинкер быстротвердеющего портландцемента содержит 60-65% трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината и ограниченное (0,5%) количество свободного оксида кальция. Содержание оксида магния не должно превышать 5%. Гипс вводят в обычной дозировке: в пересчете на SO3 не более 3,5% в зависимости от содержания в клинкере трехкальциевого алюмината и тонкости помола цемента. Повышение прочности бетона на быстротвердеющем цементе на начальном этапе твердения, в значительной мере обусловлено не только минеральным составом, но и тонкостью измельчения цемента. Быстротвердеющий цемент размалывают до удельной поверхности 3500-4000 см2/г против 2800- 
3000 см2/г для обычного портландцемента. Быстротвердеющий портландцемент отличается от обычного более интенсивным твердением в первые трое суток (его прочность достигает 60-70% марочной). В последующие сроки твердения интенсивность нарастания прочности замедляется, и через 28 суток и более прочностные показатели быстротвердеющего цемента становятся такими же, как у обычных высококачественных портландцементов. Интенсивность набора прочности в первые сутки возрастает в условиях тепловлажностной обработки. При хранении на складе быстротвердеющий портландцемент сравнительно быстро теряет активность, поэтому использовать его лучше по мере поступления. БТЦ применяют для изготовления конструкций из бетона и железобетона (в том числе преднапряженного) без тепловой обработки; а также для возведения конструкций и сооружений из монолитного бетона с применением скользящей или переставной опалубки. Сульфатостойкие цементы (Sulphate-resistant cements) предназначены для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, обладающих коррозионной стойкостью при воздействии сред, агрессивных по содержанию в них сульфатов. По вещественному составу сульфатостойкие цементы подразделяют (ГОСТ 22266-94) на виды: сульфатостойкий портландцемент; сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками; сульфатостойкий шлакопортландцемент; пуццолановый портландцемент. По прочности при сжатии в возрасте 28 суток цементы подразделяют на марки: 300, 400, 500. В сульфатостойком портландцементе с минеральными добавками допускается использовать смеси шлака и пуццоланы, общее количество которых не должно превышать 20%. В сульфатостойком шлакопортландцементе допускается замена шлака пуццоланой или золой (кислой) в количестве не более 10% массы цемента. Содержание ангидрида серной кислоты в цементе не должно превышать 3-4%. Допускается вводить в цемент при помоле пластифицирующие  
и гидрофобизирующие поверхностно-активные добавки в количестве не более 0,3% массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки. Подвижность цементно-песчаного раствора, состава 1:3, из пластифицированных цементов всех видов, должна быть такой, чтобы при водоцементном отношении, равном 0,4, расплыв стандартного конуса был не менее 135 мм. Гидрофобный цемент не должен впитывать в себя воду в течение 5 мин от момента нанесения капли воды на поверхность цемента. Эффективность применения технологических добавок, а также отсутствие отрицательного их влияния на свойства бетона, должны быть подтверждены результатами испытаний цемента и бетона.  
Каковы особенности свойств и применения тампонажных цементов?  
Тампонажные портландцементы (Oil-well portland cements) изготавливают на основе портландцементного клинкера и предназначаются для цементирования нефтяных, газовых и других скважин. По вещественному составу цементы (ГОСТ 1581-91) подразделяют на виды: цемент без добавок (Д0); цемент с добавками (Д20); цемент песчанистый (П50); цемент с добавками, регулирующими плотность цементной массы (облегчающими или утяжеляющими). По плотности цементы подразделяют на виды: облегченный (О); нормальной плотности; утяжеленный (У). По температуре применения: для низких и нормальных температур (50), для умеренных (100), для повышенных (150). Разделяются цементы и по сульфатостойкости: на обычный (требования по сульфатостойкости не предъявляют) и сульфатостойкий (ССТ). Облегчающие и утяжеляющие добавки не должны вызывать деструкцию и коррозию цементного камня. Они обеспечивают получение цементной массы плотностью от 1350 до 1650 и от 1950 до 2350 кг/м3 соответственно. Сроки схватывания:  
начало не ранее 1 ч 45 минут, конец не позднее 6-18 часов в зависимости от марки. 

 

 

№ Какие виды добавок применяются для регулирования различных свойств бетонной смеси и бетона?

 

 

Применение добавок является наиболее эффективным способом, повышающим качество бетонов, не требующим больших капитальных  затрат. Грамотное применение целевых  комплексных добавок позволяет  решить любые проблемы, связанные  с получением бетонов с заданными  свойствами. Высокая прочность, низкая проницаемость, повышенная долговечность  и морозостойкость могут быть достигнуты с применением высокоподвижных  бетонных смесей, содержащих современные  добавки.

Все добавки можно разделить  на шесть групп.

Суперпластификаторы – позволяют повысить подвижность бетонной смеси, или увеличить прочность, плотность и водонепроницаемость бетона, или снизить расход цемента при обеспечении требуемой прочности бетона.

Ускорители набора прочности –  увеличивают скорость набора прочности  в ранние сроки твердения (1-3 суток), повышают марочную прочность бетона.

Добавки, регулирующие сохраняемость подвижности бетонной смеси, – востребованы в жаркое время года или при необходимости длительной перевозки бетонной смеси.

Добавки с противоморозным эффектом – обеспечивают проведение бетонных работ в зимнее время при температурах до минус 15 о С и даже до минус 25 о С.

Модификаторы бетона – бетоны с  этими добавками имеют класс  по прочности до В80 при применении цементов марки 500, отличаются пониженной проницаемостью, морозостойкостью, коррозионной стойкостью и долговечностью, при этом бетонная смесь может иметь высокую подвижность.

Добавки для самоуплотняющихся  бетонов – помогают решить проблему бетонирования тонкостенных, густоармированных  конструкций.

Комплексные добавки – объединяют в себе несколько видов воздействия  на бетонную смесь.

Кроме того, комплексные добавки  избавляют производителей бетона от поисков нескольких разных компонентов  для получения нужных свойств. Ведь эти компоненты должны еще и мирно  «уживаться» в одной смеси, не вступать между собой в какие-то нежелательные реакции.

Большинство добавок, производимых за рубежом, – комплексного действия. Однако, результаты многочисленных исследований, проведенных специальными лабораториями, показали, как хороша ни была бы добавка, как хорошо она не рекламировалась, как хорошо она себя не зарекомендовала  на Западе, это не значит, что и  у нас, на наших инертных материалах и цементе, она покажет хорошие  результаты. Надо иметь в виду, что  там, за рубежом, очень высокое качество цемента и остальных компонентов  бетона. Там, в частности, огромное внимание уделяется зерновому составу  щебня и даже песка. Например, в  Германии фракционированный песок  на бетонном производстве разделен на отдельные кучи, и каждый потребитель  получает бетон с таким зерновым составом, который он заказывал. Значит, и добавки в таком бетоне будут  работать на все 100% .

Опыт производственников показал, что импортные добавки в ряде случаев плохо работают как с  отечественными цементами, так и  в сочетании с отечественными добавками. Например, некоторые шведские суперпластификаторы несовместимы с теми отечественными, которые обеспечивают морозостойкость бетона. То есть, выбрав одну добавку иностранной фирмы, производственники, как правило, вынуждены использовать и другие добавки того же производителя. А это не выгодно с экономической точки зрения, потому что есть аналоги отечественного производства, гораздо более дешевые.

В нашей стране номенклатура модификаторов, предложенных к применению, весьма обширна (количество модификаторов, только входящих в перечень строительного  каталога СК-4 «Химические добавки  для бетонов и строительных растворов», превышает 80 наименований).

Для регулирования свойств бетона, бетонной смеси и экономии цемента  применяют различные добавки. Их подразделяют на два вида: химические добавки, вводимые в бетон в небольшом  количестве (0,1- 2% от массы цемента) и  изменяющие в нужном направлении  свойства бетонной смеси и бетона, и тонкомолотые добавки (5-20% и более), использующиеся для экономии цемента, получения плотного бетона при малых  расходах цемента и повышения  стойкости бетона. Применение химических добавок является одним из наиболее универсальных, доступных и гибких способов управления технологией бетона и регулирования его свойств. Если ранее наиболее широко в строительстве использовались в виде добавок отдельные химические продукты и модифицированные отходы промышленности, то в настоящее время преобладают добавки, специально приготовленные для бетона (суперпластификаторы, органо-минеральные и другие). Планы развития строительной индустрии предусматривают значительное расширение производства бетонных смесей с использованием эффективных добавок, применение новых видов добавок.