Истинная и средняя плотность материалов - pismo.netnado.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Истинная и средняя плотность материалов - страница №1/3


  1. Истинная и средняя плотность материалов.

1. Истинная плотность материала – отношение массы материала к его объему в абсолютно плотном состоянии, без пор.



для определения плотности необходимо массу сухого материала (m) разделить на объем (V), занимаемый материалом (без пор и пустот): плотность большинства строительных материалов больше единицы ( за единицу условно принимают массу 1 гр/см3 воды при температуре 4°С); исключение составляют лаки, олифы, некоторые пластмассы. Для каменных материалов плотность колеблется в пределах 2,2-3,3гр/см3; органических материалов (дерево, битумы, дегти, пеки, олифа, лаки, пластмассы) – 0,9-1,6 и черных металлов (чугун, сталь) – 7,25-7,85гр/см3.

2. Средняя плотность – величина определяемая отношением массы к объему материала в естественном состоянии.

Например: берем условно кирпич - - -

Для пористых материалов истинная плотность всегда больше чем средняя.

Для плотных материалов истинная и средняя плотность будет равна ρ=ρСР



Истинная плотность является величиной постоянной, а средняя плотность величиной переменной и она зависит от внешних факторов, от пористости материала, от характера пор, водопоглощения и т. д.

В отличие от плотности объемная масса различных строительных материалов колеблется в очень широких пределах: от 20кг/м3 у некоторых легчайших теплоизоляционных материалов до 7850кг/м3 у сталей. Увеличение влажность материала повышает его объемную массу.




  1. Пористость материалов.

Пористость – степень заполнения объема материала порами.

П – пористость

Важно знать не количественный показатель пористости, но и характер пор, т. е. крупные поры или мелкие, открытые или замкнутые сообщающиеся или нет.

Объемная масса и пористость материалов имеют очень большое значение в строительстве, так как с ним и связаны такие важные свойства, как прочность, водопоглощение, водопроницаемость, теплопроводность, морозостойкость, звуконепроницаемость, кислотостойкость и др. Для изготовления водонепроницаемых конструкций нужны материалы с малой пористостью; малотеплопроводные конструкции необходимо изготовлять из высокопористых материалов с пониженной теплопроводностью и т.п.

Пористость строительных материалов колеблется в очень широких пределах: от нуля (сталь, стекло) до 90% (плиты из минеральной ваты). Объемная масса природных каменных материалов почти всегда меньше их плотности, поскольку все они в той или иной степени являются пористыми.




  1. Гигроскопичность материалов.

Гигроскопичность – способность материала впитывать водяные пары из воздуха.

Материалы, притягивающие пары из воздуха называются гидрофильные.

А отталкивающие называются гидрофобные.

Гигроскопичность материала зависит от пористости и от характера пор, от внешних условий, зависит от природы вещества (например: древесина, пенопласт).

Под влагоотдачей понимают свойство материала выделять воду при наличии соответствующих условий в окружающей среде (понижение влажности, нагревание, движение воздуха). Влагоотдачу принято выражать скоростью высыхания материалов, т.е. количеством воды (в процентах массы или объема стандартного образца материала), теряемым в сутки при относительной влажности окружающего воздуха 60% и температуре 20°.

Влажность материала т.е. содержание (по массе) воды в материале, значительно ниже, чем его полное водопоглощение. Вследствие влагоотдачи через некоторое время (полгода-год) после постройки устанавливается равновесие между влажностью строительных конструкций и воздуха. Это состояние равновесия называют воздушно-сухим.

В лабораторных условиях ( в сушильном шкафу) можно высушить материал до полного удаления гигроскопической влаги (при температуре 110°). В таком состоянии материал называют абсолютно сухим.

В строительных конструкциях материалы никогда не находятся в абсолютно сухом состоянии – они всегда имеют определенную степень влажности, выражаемую в процентах от массы сухого материала. Например древесина (12% оптимальная влажность).




  1. Морозостойкость материалов.

Морозостойкость – свойство насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения прочности.

Материал считается морозостойким если его потеря в массе составила не более 5%, а потеря прочности не менее 25%.

КРАЗМ – коэффициент размягчения.

Если КРАЗМ >75% то материал считается морозостойким. Наиболее морозостойкими являются плотные материалы.

Характеристикой морозостойкости является марка, которая показывает количество выдержанных циклов замораживания и оттаивания.

Некоторые строительные материалы, соприкасающиеся с водой и наружным воздухом (например, в гидросооружениях, а также кровельные, стеновые), постепенно разрушаются. Разрушение вызывается тем, что материал полностью насыщается водой, которая при температуре ниже нуля замерзает в порах, увеличиваясь в объеме примерно на 9%. Лед, образующийся в порах материала, давит на стенки пор и может их частично разрушать, вследствие чего прочность материала понижается; снижает прочность также перемещение (миграция) влаги по порам.

Если нужно провести ускоренное испытание морозостойкости материала, вместо замораживания образцы погружают в насыщенный раствор сернокислого натрия и высушивают после полного насыщения при 105°. О полном насыщении образца можно судить по прекращению роста массы образца. Кристаллы сернокислого натрия, образующиеся в порах испытуемого материала, давят на стенки пор сильнее замерзающей воды, т.е. это испытание более жесткое, чем описанное выше. Если материал не выдерживает испытания, надо обязательно испытать его на морозостойкость в холодильных камерах при насыщении материала водой.




  1. Водопоглощение материалов.

Водопоглащение – способность материала впитывать и удерживать воду.

Материалы с не сообщающимися порами будет минимальным. Рассчитывают водопоглощение по массе и объему.

По массе:



m – масса насыщенного водой материала

m1 – масса сухого материала

По объему:



V – объем в естественном состоянии.

Водопоглощение зависит от количественного показателя пористости, от размера пор, от того закрыты они или открыты, сообщаются или нет.

Водопоглощение различных строительных материалов колеблется в очень широких пределах. Так, водопоглощение по массе глиняного обыкновенного кирпича составляет 8-20%, керамических плиток – не более 2%, тяжелого бетона объемной массой до 2500кг/м2 – около 3%, гранита – 0,5-,07%.

Для насыщения водой образец материала постепенно погружают в нее или выдерживают в кипящей воде. Свойства насыщенного материала сильно изменяются: увеличивается теплопроводность и объем, уменьшается прочность (вследствие ослабления связей между частицами).

Вследствие очень большого влияния, которое оказывает на материалы насыщение водой, желательно испытывать их прочность не только в сухом, но и в насыщенном состоянии. Отношение прочности насыщенного водой материала к прочности его в сухом состоянии называют коэффициентом размягчения материала. Он является важным показателем, так как характеризует водостойкость тех материалов, которые в условиях работы в сооружении подвергают воздействию воды. Коэффициент размягчения колеблется в пределах от 1 ( у глиняных необожженных материалов) до 0 (у материалов, не изменяющих своей прочности от действия воды, например у стали, битумов).

Каменные материалы (природные и искусственные) нельзя применять в условиях воздействия на них воды, если коэффициент их размягчения меньше 0,75. Материалы с коэффициентом размягчения больше 0,75 называют водостойкими.


  1. Теплопроводность материалов.

Теплопроводность – способность материала пропускать тепло через свою толщину.

Весьма важно знать теплопроводность материалов, используемых при устройстве ограждающих конструкций зданий (т.е. наружных стен, верхних перекрытий, полов в нижнем этаже), и особенно теплоизоляционных материалов, предназначенных для сохранения тепла в помещениях и тепловых установках.

Основным показателем является коэффициент теплопроводности, который численно равен количеству тепла, проходящему через материал толщиной в один метр, площадью в один метр квадратный при разности температур t2 и t1 на параллельных плоскостях в 1° и время в один час.

λ – лямбда

Q – количество тепла

f - площадь

b – толщина

t1 и t2 – разность температур

Z – время



Плотные материалы имеют большую теплопроводность. Коэффициент теплопроводности, так же как и коэффициент теплоемкости необходимы при проведении теплотехнических расчетов ограждающих конструкций.

Структура материала так же оказывает влияние на его теплопроводность. Так, у материалов со слоистым или волокнистым строением при определенном направлении волокон теплопроводность зависит от направления потока тепла по отношению к волокнам. Например, у дерева, волокна которого вытянуты вдоль длинной оси ствола, теплопроводность при направлении потока тепла вдоль волокон (перпендикулярно торцу) в два раза больше, чем при направлении его поперек волокон (соответственно 0,3 и 0,15 Вт/(м*°С)). Поэтому торцовый деревянный пол имеет большую теплопроводность, чем дощатый.

Теплопроводность материала зависит и от размера пор: мелкопористые материалы менее теплопроводны, чем крупнопористые. Материалы с замкнутыми порами имеют меньшую теплопроводность, чем с сообщающимися. Это объясняется тем, что при наличии крупных или сообщающихся пор внутри материала возникает движение воздуха, сопровождающееся переносом тепла (явление конвекции), из-за чего повышается суммарная теплопроводность.




  1. Прочность материалов.


Механические свойства – характеризуют способность материала сопротивляться разрушающему действию или деформации внешних сил.

Прочность материалов изучается наукой о сопротивлении материалов.

Прочность – способность материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений возникающих от внешних сил.

В конструкциях строительные материалы, подвергаясь различным нагрузкам, испытывают напряжение сжатия, растяжения, изгиба и среза. Чаще всего эти материалы работают на сжатие или растяжение. Природные камни, а также бетоны и кирпич хорошо сопротивляются сжатию, значительно слабее – срезу, а еще хуже – растяжению. При растяжении они выдерживают нагрузку, в 10 – 15 раз меньшую, чем при сжатии. Поэтому указанные материалы следует применять главным образом в строительных конструкциях, работающих на сжатие. Другие строительные материалы (например, древесина, сталь) хорошо работают в конструкциях, подвергаемых как сжатию, так и растяжению (например, в балках).

По значению напряжение центрального сжатия или растяжения равно нагрузке, приходящейся на 1 см2 поперечного сечения материала.



А – площадь поперечного сечения

N – нагрузка

Р – разрушающая нагрузка

АА – первоначальная площадь сечения образца

В конструкциях под действием внешних сил возникают внутренние напряжения (σ – сигма). При расчете строительных конструкции используется такой показатель, как предел прочности (R – эр). Предел прочности соответствует внутренним напряжениям, которые возникают в конструкции при действии разрушающей силы. (Р – действие разрушающей силы).

Предел прочности определяют постепенным нагружением испытываемых образцов материала до их разрушения. Признаками разрушения являются трещины на образце, отслаивание и деформации. Образцы для испытания на сжатие обычно имеют форму кубиков со сторонами от 2 до 30см. Чем неоднороднее строение материала, тем больше должны быть размеры образца. (чем больше образцы, тем точнее данные)

В конструкциях на случай непредвиденных нагрузок создается запас прочности. Показателем прочности для разных материалов, как правило, является марка по прочности, которая численно равна приделу прочности этого материала на сжатие. (Марка равна пределу прочности).




  1. Твердость материалов.

Твердость – способность материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого материала.

Для материалов из пластмасс твердость определяется методом вдавливания металлического шарика (твердость по Бриннелю).

Для природных каменных материалов твердость определяется по шкале твердости Мооса.




  1. Упруго-пластические свойства материалов.

Упругость – способность материала деформироваться под нагрузкой и восстанавливать свою форму и размеры после ее снятия.

Пластичность – способность материала деформироваться под нагрузкой без разрыва и трещин и сохранять изменившиеся форму и размеры после снятия нагрузки.

Хрупкость – свойство материала мгновенно разрушатся под действием силы внешних сил, без предварительной видимой деформации.

Истираемость – свойство материала изменятся в объеме и масс под действием внешних истирающих усилий.

Пластичность и хрупкость материалов могут сильно изменяться в зависимости от влажности, температуры, скорости нарастания действующей нагрузки. Например, некоторые битумы хрупки при медленно нарастающей нагрузке, глины хрупки в сухом состоянии и весьма пластичны во влажном.



Химические свойства – характеризуют способность материала сопротивляться воздействию кислот, солей, газов и т. д.

Они характеризуются химически-коррозиционной стойкостью материалов.




  1. Свойства древесины.

Истинная плотность для всех пород 1,55гр/м3.

Средняя плотность будет колебаться от 0,37 – 0,7гр/м3.

Основное свойство древесины это влажность. Влажность – это массовое количество воды, содержащиеся в данный момент в древесине. По степени влажности древесину можно разделить на три группы:



  1. мокрая или свежесрубленная древесина с влажностью ≥35%.

  2. воздушно-сухая древесина с влажностью ≥15…20%

  3. комнатно-сухая ≥8…12%.

Стандартная влажность 12%.

Для древесины гигроскопичность очень высокая. Зависит от породы древесины и от внешних условий. Высокая гигроскопичность и водопоглощение древесины приводят к усушке или разбуханию. Сопротивление древесины механическим воздействиям неодинаково, в зависимости от направления волокон. (это называется анизотропия). Хорошо воспринимает сжатие, вдоль волокон и изгиб.

Изменение прочности древесины наблюдается даже в пределах одной и той же породы в зависимости от условий роста дерева или наличия тех или иных пороков. Это изменение может быть довольно большим, что затрудняет и усложняет расчеты деревянных конструкций. Строители, применяя древесину в качестве строительного материала, должны уметь смягчать и ослаблять влияние отрицательных ее качеств и в максимальной степени использовать положительные. Современная технология обработки древесины позволяет в значительной степени снижать влияние указанных ее недостатков.

Отношение к влаге. Влажность древесины оказывает очень большое влияние на ее свойства. Определяют ее в процегнтах по формуле: , где W – влажность; m1 – масса образца до высушивания; m2 – то же после высушивания до постоянной массы.


  1. Защита древесины от разрушения.


Защита древесины от разрушения и возгорания.

Принято считать, что сухая древесина с влажностью ниже 20% надежно защищена от гниения, поскольку грибы, вызывающие гниение, при такой влажности не развиваются. Там, где нельзя гарантировать стабильность такой влажности, для защиты древесины применяют меры конструктивного характера, а также обрабатывают ее антисептиками, предохраняющими древесину от гниения и при более высоком содержании влаги.

Разрушение.

Две группы мер:

1. конструктивные меры.

А) организационный отвод воды, от деревянных конструкций

Б) обшивка дома

В) окраска

В подвалах и подпольях, где обычно наблюдается повышенная влажность воздуха, нужно обеспечивать хорошей естественной вентиляцией с обязательным устройством продухов в цоколе для удаления избыточной влаги.

2. химические меры.

Пропитка антисептиками.

Антисептики – это вещества, которые предохраняют древесину от разрушения, они должны быть безвредны для людей и животных, не должны иметь цвета и запаха.

Обработка антисептиками древесины, находящейся в условиях повышенной влажности, является надежным и широко распространенным способом предохранения от гниения. Без специальной обработки антисептиками не допускается применять столбы, закапываемые в землю, нижние бревна (венцы) рубленых стен, деревянные конструкции в помещениях с большой и постоянной влажностью воздуха – в банях, прачечных и т.д.

Из группы водорастворимых антисептиков применяют фтористый и кремнефтористый натрий, парофазную фенольную смолу и др.

Они делятся на три группы:

1. водорастворимые

2. масляные

3. пасты


Кремнефтористый натрий(Na2SiF6) представляет собой порошок, менее растворимый в воде, чем фтористый натрий.(NaF)

Сланцевое масло – темно-коричневая жидкость с резким запахом фенола, получаемая путем перегонки сланцев.


  1. Защита древесины от возгорания.

Большой недостаток древесины – легкая воспламеняемость. Для предохранения древесины от возгорания применяют конструктивные меры или защищают древесину различными составами.

Возгорание.

Две группы мер:

1. конструктивные меры

Удаление деревянных конструкций от источников возгорания. Защита деревянных конструкций металлическими или асбестоцементными листами. Покраска красками на основе жидкого стекла.

2. химические меры.

Пропитка антипиренами.

Антипирены – это вещества препятствующие горению и древесина, пропитанная этими составами, в очаге огня не горит, а тлеет.


  1. Применение древесины в строительстве.

Не все хвойные и лиственные породы древесины одинаково применяют в строительстве. Явное преимущество имеют хвойные породы ввиду их значительно большей распространенности, лучшего качества древесины, большей длины и прямизны стволов. В настоящее время увеличивают использование древесины лиственных пород – осины, березы, ольхи, липы и тополя, с тем чтобы расход ее был не менее 10% общего расхода древесины. Эти породы следует шире применять для постройки временных подсобных зданий, оград, подмостей разового применения, а также изготовления деревянных строительных деталей – дверей, наличников, плинтусов, перегородок и др. Действующими строительными правилами древесину названных лиственных пород разрешается применять и для рубленных стен, за исключением нижних венцов, а также для устройства опалубки при бетонных работах.



Лиственница обладает более тяжелой, твердой и прочной, чем сосна и ель, древесиной. Она отличается повышенной стойкостью против загнивания и поэтому особенно ценится в гидростроительстве и мостостроении. Недостатком древесины лиственницы является склонность к растрескиванию и так как объемная масса древесины затрудняет ее сплав, в связи с чем доставка ее в центральные районы страны осложняется. Поэтому применение лиственницы в строительстве ограничено.

Ель – мягкая, легкая малосмолистая поэтому легко загнивает. А сучковатость затрудняет ее обработку.

Дубовая древесина является весьма ценной: она хорошо сохраняется как на воздухе, так и в воде, обладая высокой стойкостью против гниения.

Дубовую древесину применяют для ответственных конструкций, особенно для деталей, работающих под воздействием нагрузок, которые направлены поперек волокон (например, опорные подушки, прокладки, шпонки). Благодаря красивой текстуре и окраске ее часто используют в качестве отделочного материала и при изготовлении мебели, оконные рамы двери и др. отличаются красотой и долговечностью. Дубовый паркет самый красивый и прочный вид полов.



Береза – широко применяется в фанерном производстве, а также для изготовления токарных изделий, ручек инструментов и прочих поделок.


  1. Пороки древесины.

Древесина – материал неоднородный. Все, что снижает качество древесины, - неправильность ее строения, повреждения, различные заболевания – называют пороками.



Сучки – наиболее распространенный порок древесины, и вредны они потому, что нарушают однородность строения дерева; около них волокна искривляются, что понижает прочность древесины. Сучки затрудняют и чистую обработку древесины и уменьшают рабочее сечение пиломатериалов – досок и брусков. Степень ослабления древесины сучками зависит от их числа, размеров и расположения. Особенно вредны и опасны сучки для элементов строительных конструкций, работающих на растяжение, - растянутых поясов ферм, растягивающих зон ферм и др.

Трещины и деформации древесины являются обычным пороком. Образуются они не только при высыхании срубленного дерева, но также и при его жизни от различных причин – неравномерного усыхания ядра, сильного раскачивания ветром, повреждения сильными морозами и пр. наличие трещин нарушает целостность древесины и снижает выход высокосортных пиломатериалов и фанеры.

Червоточиной называют повреждения, причиняемые древесине насекомыми.

Они обычно имеют вид бороздок, расположенных непосредственно под корой, а также круглых или овальных отверстий,, идущих в глубь древесины. Такую древесину нельзя применять для изготовления строительных деревянных конструкций, несущих нагрузки.

Грибы, развивающиеся преимущественно на мертвой древесине в зданиях и сооружениях, называют домовыми грибами. Они наиболее опасны, так как в благоприятных для своего развития условиях могут совершенно разрушать древесину в очень короткий срок (в течение нескольких месяцев).


  1. Классификация горных пород в строительстве.

Природными каменными материалами называются строительные материалы, получаемые из горных пород путем механической обработки.

Минералами называются тела являющиеся продуктами природных реакций и обладающие в каждом участке своей массы, определенным химическим составом и характерными химическими свойствами.

В зависимости от условий образования все горные породы делят на три вида: первичные, или изверженные; вторичные, или осадочные; видоизмененные, или метаморфические.

Первичные породы образовались из магмы – огненно-жидкой массы, излившейся из глубины земли и затвердевшей.

Вторичные (пластовые) породы образовались в результате разрушения изверженных и других пород под влиянием температурных колебаний, действия воды и ветра.

Видоизмененные породы образовались из изверженных и осадочных пород под воздействием высоких температур или больших давлений.




  1. Применение горных пород в строительстве.

Природные каменные материалы в строительстве используют обычно после механической обработки – расколки и обтески, распиловки, шлифования и полирования, дробления и рассева. Все каменные материалы, используемые в строительстве, можно разделить на две основные группы: применяемые в первоначальном виде и пригодные для строительных целей лишь после соответствующей обработки. В некоторых случаях один и тот же материал можно применять в первоначальном виде, а также после одной или нескольких стадий обработки.



Булыжный камень можно применять как бут, мелкий камень перерабатывают в щебень. Валунный булыжный камень можно использовать для изготовления специальных шашек для мощения дорог и оснований под дорожные покрытия.

Гравий используют в строительстве в качестве крупного заполнителя в цементах и асфальтовых бетонах, а также как фильтрующий материал в водопроводных сооружениях.

Пески как строительный материал широко применяют в связи с колоссальным развитием цементной промышленности: большинство цементных растворов и бетонов содержит песок, иногда в большом количестве.

Плиты тесаные и пиленые обычно используют для облицовки стен, цоколей, полов и т.д.

Применение горных пород

Глина – керамика

Ракушечник – для блоков

Пенза – для утепления

Известняк – для добавок в растворы





  1. Защита природнокаменных материалов от разрушения.

Правильное и своевременное применение защитных мер повышает срок службы каменных материалов, сохраняет их декоративные качества и естественную окраску на долгое время. Выбор защитных мероприятий зависит от особенностей каменного материала и условий его работы. Чем больше пористость материала, тем сильнее на него воздействуют факторы разрушения.

Самый надежный способ защиты строительных материалов от разрушения – исключение возможности проникания в них воды.

1.конструктивные меры.

А) организация отвода воды от конструкции

Б) шлифовка и полировка камня

2.химические меры.

Кремнефторизация – пропитка поверхности камня солями кремнефтористой кислоты.

При этом происходит химическая реакция между кислотой и минералами камня с образованием водонерастворимых соединений, которые уплотняют поверхностный слой камня. Такой метод защиты называется флюатированием. Кроме флюата магниевой соли применяют также алюминиевый флюат. Водопоглощение камня, обработанного химическим способом, значительно понижается.

Для предотвращения выветривания облицовочных материалов некоторых пород рекомендуется последовательно пропитывать их жидким стеклом и хлористым кальцием, в результате взаимодействия которых в порах камня образуются нерастворимые соединения силиката кальция и кремнекислоты, заполняющие поры поверхности.

Прочный защитный слой создается полировкой, при которой поры заполняются мельчайшими частицами материала, делая их недоступными для влаги и газов.


  1. Свойства и строение керамических изделий.

Керамическими материалами называются искусственные каменные материалы, получаемые из глиняных масс путем формования и последующего обжига.



Свойства и строение керамических изделий.

Керамические изделия отличаются высокой прочностью (при правильном изготовлении), долговечностью, стойкостью к агрессивным средам и стойкостью против истирания.

Технические свойства керамических изделий находятся в полной зависимости от состава и строения керамического черепка, т.е. от свойств того материала из которого состоят изделия. По водопоглощаемости изделий можно судить о характере пористости их черепка. Все керамические материалы в зависимости от пористости делятся на две группы:


  1. плотные – с водопоглощением меньше 5%

  2. пористые – с водопоглощением больше 5%

изделия могут быть глазурованные и неглазурованные.

К пористым изделиям относят кирпич глиняный обыкновенный, пористый и пустотелый, пустотные стеновые камни, кровельную черепицу, облицовочные плитки и трубы; к плотным изделиям относят плитки для полов и дорожный кирпич. Санитарно-техническая керамика включает как пористые (фаянс), так и плотные изделия (санитарный фарфор).

Керамические изделия, обладая рядом положительных качеств, имеют один существенный недостаток – повышенную по сравнению с другими строительными материалами хрупкость.

При изготовлении облегченных керамических изделий с повышенной пористостью в сырую массу вводят порообразующие добавки (вещества, выделяющие при обжиге газ – углекислоту), а также вещества, выгорающие при обжиге.




  1. Сырье для керамических материалов.


Глиной называются землистые минеральные массы, или землистые обломочные горные породы, способные с водой образовывать пластичное тесто, по высыхании сохраняющее приданную ему форму, а после обжига получающее твердость камня.

Свойства:



Пластичность – важнейшее технологическое свойство глин, обусловливающее возможность формования из них различных керамических изделий.

Делится на два вида, пластичные и непластичные материалы. Пластичные – глина, каолин. Чтобы снизить пластичность высокопластичных глин к ним добавляют малопластичные глины или отощатели ( зола, известь, древесные опилки, металлургические шлаки). Чтобы повысить пластичность глин добавляют высокопластичные глины, органические пластифицирующие добавки, так же применяют пропаривание и воакумирование.

Добавки:

Выгорающие добавки применяют для изделий с меньшей объемной массой и повышенной пористостью применяют органические выгорающие добавки. Наиболее часто используют древесные опилки, угольную мелочь и угольный порошок, торфяную пыль и др. Применяют также вещества, выделяющие при высокой температуре обжига углекислоту, что ведет к образованию пор, мел, доломит и глинистый мергель (в молотом виде).

Специальные добавки применяют для придания керамическим изделиям специальных свойств вводят соответствующие добавки. Например, при изготовлении кислотоупорных изделий и облицовочных плиток к глинам добавляют песчаные смеси, затворенные жидким стеклом или щелочами. Как специальные добавки можно рассматривать и окислы некоторых металлов, добавляемые в массу беложгущихся глин для окраски ее в определенный цвет.


  1. Производство керамических материалов.


Производство керамических изделий.

1. добыча сырьевых материалов

2. составление керамической массы и подготовка ее для формования. Подготовка керамической массы в зависимости от свойств исходного сырья и вида изготавливаемой продукции осуществляют следующими способами:

А) полусухой способ (влажность сырья 8…12%)

Б) пластический способ (влажность сырья 20…25%)

В) мокрый или шлинерный способ (влажность сырья до 68%)

3. формование изделий одним из следующих способов.

Пластическое и сухое прессование, литье в холодном или горячем прессовании.

4. сушка полуфабриката + дополнительная отделка.

5. глазурование изделия

6. обжег

7. декорирование




  1. Применение керамических материалов.


Применение керамических изделий

Кирпич – стеновой материал (кирпич глиняный обыкновенный, кирпич глиняный пустотелый, кирпич строительный легкий, облицовочный кирпич)

Плитка – отделка (плитки фасадные малогабаритные, ковровая керамика, половая плитка)

Сантехнический фаянс (ванны, канализационные трубы, раковины, унитазы)



Черепица – крыша (пазовая штампованная, пазовая ленточная, плоская ленточная, волнистая ленточная, S – образная ленточная, коньковая)

Керамзит – утепление

Специальный кирпич – кирпич дорожный, называемый также клинкерным кирпичом.


  1. Стеновые керамические материалы (кирпич глиняный)

К применяемым для кладки стен керамическим изделиям предъявляют определенные требования по прочности, теплопроводности, объемной массе, водопоглощению и морозостойкости.



К наиболее распространенным видам керамических стеновых изделий относят кирпич глиняный обыкновенный, эффективные керамические материалы и виброкирпичные панели.

Кирпич глиняный обыкновенный (250*120*65) представляет собой искусственный камень в виде прямоугольного параллелепипеда с прямыми ребрами и ровными поверхностями, изготовляемый путем формования из легкоплавкой глины (с добавками или без них), сушки и обжига.

Кирпич глиняный пустотелый (250*120*88 или 65) изготавливается с выгорающими добавками и без них. Сквозные отверстия располагают в кирпиче перпендикулярно постели. Поверхность граней кирпича может быть гладкой или рифленой.

Полусухого прессования пустотелый кирпич применяют в строительстве наравне с пустотелым кирпичом пластического прессования. Число пустот должно превышать4; часто изготавливают кирпич с 8 и 18 пустотами. Причем эти пустоты несквозные.

Камень керамический пластического формования по назначению разделяют на два вида: для кладки несущих стен и для кладки внутренних несущих стен и перегородок.

Пустотелые камни поставляют на строительные объекты в комплекте с дополнительными отделочными камнями, для выкладки карнизов, поясов и т.п. Такие камни нельзя применять для кладки фундаментов и цоколей зданий, а также нагруженных стен помещений с большой влажностью.



Кирпич строительный легкий (250*120*88) изготавливают из обычных глин с введением в них выгорающих добавок, а также из диатомитов. Также выпускают пористый кирпич большего размера – 250*120*140мм.

Применять большемерный кирпич значительно выгоднее обычного, так как уменьшается число швов в кладке стен и, следовательно, расход вяжущего и повышается производительность труда. Использование пористого кирпича позволяет уменьшить толщину наружных стен и снизить их стоимость примерно на 10%. Однако вследствие пониженной прочности этот кирпич не применяют для возведения стен, несущих большие нагрузки. Непригоден для фундаментов, цоколей, а также кладки стен помещений с большой влажностью из-за малой морозостойкости, а также потому, что в этих случаях не используются его теплоизоляционные свойства.

Виброкирпичные панели представляют собой крупноразмерные строительные детали, изготовленные из кирпича на цементном растворе с утеплителем. Для обеспечения монолитности между кирпичами закладывают арматурные сетки. В качестве утеплителя при сборке панелей применяют минераловатные плиты, пеностекло, фибролит и др. Для возможности подъема панели в свежий раствор закладывают петли.


  1. Черные металлы – чугун и сталь. Их свойства.

Металлы – это простые вещества, обладающие в обычных условиях характерными свойствами. (высокой прочностью, электропроводностью, свариваемостью и т. д.)

Сплавы – твердые или жидкие системы, образованные сплавлением двух и более металлов.

Чугун – сплав железа с углеродом. Где содержание углерода колеблется от 2…4,3%, а в специальных чугунах - ферросплавов 5 и более %.

В чугуне присутствуют такие элементы, как кремний, фосфор и др. которые влияют на свойства чугуна. Сера и фосфор являются вредными примесями (повышают хрупкость). В зависимости от формы, в которой углерод содержится в чугуне, различают серые (литейные) и белые (предельные) чугуны.

В строительстве применяют серые чугуны (трубы, ванны, опоры, башмаки колонн – (хорошо работает на сжатие)).

Сталь – сплав железа с углеродом, где углерода содержится до 2%.

В отличии от чугуна (хрупкого металла), стали пластичны, упруги и обладают высокими технологическими свойствами.

Они классифицируются:

1. по химическому составу

А) углеродистые

Б) легированные

2. по назначению

А) конструкционные, с содержанием углерода до 0,65%

Б) инструментальные с содержанием углерода 0,65…1,5%

В) специальные стали



Повышение содержания углерода в стали предает им высокую твердость, но при этом возрастает хрупкость.


  1. Сталь. Классификация сталей.

Сталь – сплав железа с углеродом, где углерода содержится до 2%.

В отличии от чугуна (хрупкого металла), стали пластичны, упруги и обладают высокими технологическими свойствами.

Они классифицируются:

1. по химическому составу

А) углеродистые

Б) легированные

2. по назначению

А) конструкционные, с содержанием углерода до 0,65%

Б) инструментальные с содержанием углерода 0,65…1,5%

В) специальные стали

Повышение содержания углерода в стали предает им высокую твердость, но при этом возрастает хрупкость.

Для повышения технических свойств сталей к ним добавляют различные легирующие вещества: марганец, хром, никель, молибден, алюминий, медь. Если суммарное содержание легирующих добавок в сталях не превышает 2,5%, такие стали называют низколегированными, с содержанием их 2,5 – 10% - среднелегированными и более 10% - высоколегированными. В строительстве применяют в основном низколегированную сталь.

Путем введения легирующих веществ можно повысить коррозионную стойкость, ковкость, упругость и другие важные строительные свойства металлов. Например, нержавеющие стали являются сплавами железа и углерода с высоким содержанием легирующих веществ. Стоимость легированных сталей выше обычных, что ограничивает их применение.


  1. Строение и свойства металлов.


Строение кристаллическое, которое оказывает существенное влияние на свойства металлов.

Плотность металлов превышает 7гр/см3, для легких металлов меньше 3гр/см3.

Температура плавления металлов изменяется от 39° у ртути до 3400° у вольфрама.

При нагревании металлы, что характеризуется коэффициентом расширения.



Механические свойства характеризуются прочностью, твердостью, ударной вязкостью, усталостью и ползучестью.

Стандартным испытанием на прочность для всех металлов, является испытания на растяжение, сжатие, кручение, изгиб. Динамические испытания производят, если нагрузка возрастает мгновенно, подобно удару.

При испытании на растяжение на ряду с пределом прочности различают предел текучести – это напряжение при котором растяжение образца происходит без увеличения растягивающей нагрузки.

На усталость или выносливость испытывают образцы из стали, цветных металлов и сплавов детали из которых работают в условиях повторно-переменных растягивающих, сжимающих, изгибающих, крутящих нагрузок.

На ползучесть испытывают металлы непрерывно работающие под постоянной нагрузкой. В результате ползучести могут увеличиваться прогибы строительных конструкций и произойти потери устойчивости.


  1. Производство чугуна.


Чугун – это сплав железа с углеродом, содержание которого превышает 2%; в обычных чугунах углерода содержится не более 4%.

Производство чугуна является первичным процессом получения металла из природного сырья – железных руд.

Производство чугуна производится в доменных печах. (сырье: железная руда; топливо: кокс.)

Восстановление железа из руды происходит в доменной печи. В доменную печь отдельными порциями загружают сверху руду, кокс и флюсы, а снизу подается горячий воздух. Образующаяся при горении окись углерода СО восстанавливает окислы железа до чистого железа по схеме



Для снижения температуры плавления пустой породы в сырье добавляют флюсы. В доменной печи происходят окислительновостоновительные реакции и в результате образуются, чугун, колошниковый газ, пыль и шлак.

В чугуне присутствуют такие элементы, как кремний, фосфор и др. которые влияют на свойства чугуна. Сера и фосфор являются вредными примесями (повышают хрупкость). В зависимости от формы, в которой углерод содержится в чугуне, различают серые (литейные) и белые (предельные) чугуны.

В строительстве применяют серые чугуны (трубы, ванны, опоры, башмаки колонн – (хорошо работает на сжатие)).

Для строительных целей на заводах отливают преимущественно из чугуна опорные части колонн, водопроводные и канализационные трубы, ванны, радиаторы, отопительные котлы, улитки для насосов, станины, печную арматуру, архитектурно-художественные детали, и др.


  1. Производство стали.

1) Бессемеровский или конверторный способ заключается в продувке воздухом расплавленного чугуна; при этом кислород воздуха, вступая во взаимодействие с примесями, окисляет и переводит их в шлак.

Конверторный способ обладает высокой производительностью, но конверторная сталь содержит большое количество пузырьков воздуха, снижающих качество стали. Для изготовления мостов, рельсов и других ответственных конструкций ее не применяют.

2) Мартеновский способ отличается от конверторного выплавкой стали на поду пламенной мартеновской печи. Печь имеет свод, от которого тепловой поток отражается на материал, расплавляя его. Для получения требуемой температуры в печи сжигают газ.

Сырьем при мартеновском способе служат чугун и стальной лом, возможность использования которого является большим преимуществом мартеновского способа перед конвертерным. Еще одним преимуществом заключается в получении высококачественных сталей требуемого химического состава и свойств.

Такие стали применяют для изготовления наиболее ответственных строительных конструкций – ферм, мостов, подкрановых балок, рельсов для железных дорог.

3) Электроплавка, обеспечивающая получение специальных легированных сталей высокого качества, ведется в электрических печах. Наиболее распространены дуговые печи, плавление материалов в которых происходит от тепла электрической дуги, образующейся между электродами и металлом. Процесс получения стали в электропечах аналогичен мартеновскому способу. Отличие состоит в том, что в электропеч не подводится топливо и воздух для сжигания.

По стоимости электросталь значительно выше конвертерной и мартеновской сталей. Это объясняется большим расходом электроэнергии (1т – 1000кВт*ч).

Используется для спец.металлургии и для легированных сталей.


  1. Применение сталей в строительстве.

1) стальная арматура для железобетона. (Стержневая и проволочная)

2) Прокатные профили.

Равнобокий уголок, не равнобокий уголок, швеллер, тавр, двутавр, зетовый прокат, полосовой прокат, шинный прокат, круглый прокат, квадратный прокат, профиль.

Существуют все необходимые для расчетов строительных конструкций позиций, указаны в Сортаменте.

3) Трубы.

4) Листовая сталь.

5) Мелкие штучные изделия.

Строительные стали можно упрочнить холодной обработкой давлением, а также высокотемпературной термомеханической обработкой при прокатке.


  1. Термическая и химико-термическая обработка металлов.

Под термической обработкой понимают искусственное тепловое воздействие состоящее из нагрева и охлаждения стали с целью изменения структуры и свойств металла.

Различают: закалка; отжиг; отпуск; поверхностная закалка нормализация; обработка холодом; и химико-термическая обработка. Все способы кроме двух последних заключаются в нагреве металла до определенной температуры и последующем быстром или медленном охлаждении на воздухе; в воде, или какой то жидкости.

Химико-термическую обработку применяют тогда когда необходимо получить более твердую износостойкую деталь с улучшенными механическими свойствами поверхностного слоя. Этого добиваются изменением его химического состава. Насыщенная поверхность нагретой стальной детали углеродом, азотом, хромом и т. д.




  1. следующая страница >>