Понятие состава и структуры материала.
Понятие материаловедения.
Материаловедение-наука, изучающая связь состава, строительных и свойств мат-лов, а также законности их изменений при физ-хим, мех и других воздействий.
Понятие состава и структуры материала.
Состав-компоненты, вход в данный мат. Структура-строение данного мат.Строение мат изуч на 3ур-нях:1)макроструктура мат-строение, видимое невооруж глазом 2)микроструктура мат-стр, вид в оптич микроскоп,3)внутр стр вещ на мол-ионном ур-не
Классификация стр мат по назн.
По назначению материалы подразделяют на следующие группы:
конструкционные материалы - материалы которые воспринимают и передают на грузки в строительных конструкциях;теплоизоляционные материалы , основное назначение которых — свести до минимума перенос теплоты через строительную конструкцию и тем самым обеспечить необходимый тепловой режим в помещении при минимальных затратах энергии;
акустические материалы (звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы ) - для снижения уровня «шумового загрязнения» помещения;гидроизоляционные и кровельные материалы - для создания водонепроницаемых слоев на кровлях, подземных сооружениях и других конструкциях, которые необходимо защищать от воздействия воды или водяных паров;
герметизирующие материалы - для заделки стыков в сборных конструкциях;отделочные материалы - для улучшения декоративных качеств строительных конструкций, а также для защиты конструкционных, теплоизоляционных и других материалов от внешних воздействий;
материалы специального назначения (например огнеупорные или кислотоупорные), применяемые при возведении специальных сооружений.
4. Понятие плотности(ср, ист,относит, насып)Ср плотность-масса единицы объема мат в естеств сост Рм=м/Vе
Истинная плотность-масса ед объема абсолютно плотного мат. Р=м/Va
Относит плотность-выраж плотн мат по отн к плотн водыНасыпная плотность- Рн масса ед объема рыхло насып зерн или волокн мат8.
Понятие пористости и к-та плотностиПористость П-степень заполнения объема мат порами П=Vп/VК-нт плотности- степень заполн объма мат ТВ вещ Кпл=Рм/Р
9. Виды пористости и ее влияние…
Открытая пористость По=отн суммарного объема всех пор к объему мат
По=((м2-м1)/V)*1/(pH20)откр поры ув проницаемость и волдопогл мат и ухудши и морозостойкость. Закрытая пористость П= Пз=П-По
Понятие влажности мат и гигроскопичности
Влажность материала W определяется содержанием воды в материале в данный момент, поэтому процент влажности ниже, чем полное водопоглощение. Она определяется отношением воды, содержащейся в материале в момент взятия пробы для испытания, к массе сухого материала. Влажность вычисляется по формуле:
W=(mвл- mc)/mc*100
где, mвл, mс— масса влажного и сухого материала.
Гигроскопичность- свойство капиллярно-пористого мат поглощать водяной пар из влажного воздуха.
Водопоглощ мат( по массе и объему). Как опред водопогл мат?
Водопогл пористых мат опред по стандартной методике, выдерживая образцы в воде. Т-ра воды 20+-2С. Водопогл хар в осн открытую пористость. Водопогл по объему- степень запол мат водой: W0=(mв-mc)/v*100 . Водопогл по массе опред по отн к массе сух мат
Wm=(mв-mc)/mc*100
Что такое морозостойкость мат?В чем сост причины морозного разруш.?
Морозостойкость-свойство насыщ водой мат выдерживать попеременное замораж и оттаивание. Причины: капиллярное проникновение воды в пустоты мат, дальнейшее замерз и расшир кристаллического льда и ув давл в мат
Какими показателями оценивается морозостойкость стр мат? В чем сост станд метод опред марки по морозостойкости?
Морозост мат количеств оценивается циклами и маркой по морозост. За марку мат по мор-ти приним наиб число циклов попеременного замораж и оттаив, кот выдерж образцы мат без сниж прочн на сжатие более 15%,после испыт образцы не должны иметь видимых поврежд- трещин,выкрашивания. От мор-ти завис долговечность стр мат в конструкциях. Арка по мор-ти устан проектом с учетом вида конст, усл ее эксплуатации и климата.
Каким образом хар пористости мат влияет на его морозостойкость?
Чем выше пористость, тем тем ниже его морозостойкость (для мат с откр порами)
Что такое теплопроводность и какими показат она оценивается?
Теплопроводность- св мат передавать тепло от одной пов-ти к др На практике удобно судить о тепл-ти по плотности мат.
Магматические г/п. Кл-я по усл образ. Ос-ти состава, ст-ры и св. Примеры магм г/п. Применение в строительстве.
Магматические горные породы — это породы, образовавшиеся непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава, образованной в глубинных зонах Земли), в результате её поступления в верхние горизонты Земли, охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся) горные породы.
По генезису магматические горные породы подразделяются на эффузивные и интрузивные.
Интрузивные породы образуются за счёт полной раскристаллизации магматического расплава. Образуются глубоко в недрах Земли (от 5 до 40 км) в течение большого времени, при относительно постоянных температуре и давлении. Наиболее распространённые интрузивные породы - это граниты, диориты, габбро, сиениты.
Эффузивные породы образуются за счёт излияния вулканических лав на поверхность Земли, или в её недрах в приповерхностных условиях (до 5 км). Наиболее распространённые эффузивные породы - это базальты, диабазы, андезиты, андезито-базальты, риолиты, дациты, трахиты.
В основу классификаций магматических горных пород положен их химический состав. За основу большинства классификаций принято содержание окиси кремния (SiO2), которое и служит критерием для подразделения пород на группы.
Глубинные породы образуются на больших глубинах в условиях высоких температуры и давления, медленного и равномерного остывания магмы. Оно завершается формированием разновидностей с полнокристаллической структурой, массивной текстурой и равномерным распределением минеральных составных частей в массе породы, любые участки которой одинаковы по составу и структуре. Излившиеся породы появляются на поверхности земли в условиях низкой температуры и атмосферного давления при быстрой отдаче теплоты и быстром выделении газообразных веществ из лавы с образованием в ней многочисленных пор, сохраняющихся и после затвердевания. Поэтому они отличаются неполнокристаллической структурой с обилием аморфного стекла, неоднородной текстурой и чередованием в ее объеме участков с неодинаковыми составом и структурой. Полуглубинные породы образуются на некоторой глубине от поверхности земли при изменяющемся режиме понижения температуры, в результате чего из магмы выделяются разноразмерные кристаллы одного и того же минерала: крупные, образовавшиеся в первую, и мелкие, появившиеся во вторую фазы кристаллизации.
Примеры: Трахит(стр камень), андезит(в кач кислостойкого мат),гранит(строительство)
Осадочные г/п. Кл-я по усл образ. Особенности состава, ст-ры и св.Примеры осн г/п. Применение в строительстве.
ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ— горные породы, возникшие путём осаждения вещества в водной среде, реже из воздуха и в результате деятельности ледников на поверхности суши, в морских и океанических бассейнах.
В зависимости от усл образ делят на 3 осн гр: Обломочные: рыхлые( гравий, глины), оставшиеся на месте разруш породы, сцементированные( песчаники, конгломераты), хим. Осадки(гипс), обр из прод разруш пород, перенес водой в раств виде, органогенные( мел, известняки), обр и остатков водорослей и жив.
В сост осадочных г/п можно выд 2 разл о своему проих группы мин: реликтовые и мин осадочного происх. К1 гр отн мин магматич и метаморф, зерна этих мин окатаны, ко 2- мин, обр на месте в осадке или в породе
Структура осад породы опред разм и ф-мой ее мин компонентов, текстура- их вз расп и ориентировкой в простр. Наиб хар-ной особ стр явл слоистость.
Доломит(сырье для произв вяжущих),гипс (произв вяж), диатониты, трепелы, опоки примен для произв теплоиз мат в виде мин добавок к вяж вещ.
37. Метаморфические г/п. Формирование метаморф г/п. Особенности состава, структуры и свойств. Примеры. Применение в стр.
Метаморфические (вторичные) породы образовались под воздействием высоких температуры и давления, химически активных газообразных веществ и горячих растворов, циркулирующих в породах.
При формир структ-текст особ мет пород велика роль напрвленного давления. При одностороннем давл крист деформир в напр-и, пер-ном напр-ю наибольшего давл, и видоизм породы приобрет сланцевое стр
Минеральный состав метаморфических пород сходен с составом материнских пород, но наряду с первичными минералами: кварцем, полевыми шпатами, амфиболами, слюдами - появляются вторичные, характерные только для метаморфических пород, - гранаты, хлориты, серпентин и другие.
К наиболее распространенным метаморфическим породам относятся гнейсы(Они используются в виде облицовочных плит, для кладки фундаментов, в качестве мостильного и бутового камня и др ), кристаллические сланцы(Шунгитовые сланцы применяются в качестве сырья для получения шунгизитового гравия, черного цемента, красок, добавок при изготовлении силикатного кирпича, штучных плит для полов, плинтусов, а также как декоративный и скульптурный материалы), кварциты и мраморы.
Древесина.
Строительная керамика.
Поскольку растворимость полугидрата в воде 8г/л, а двугидрата-2г/л, то вскоре после затворения стр гипса водой созд условия для обр в пересыщ раств зародышей кристаллов двугидрата. Схватывание гипсовго теста начи7н с обр рыхлой пространств коагуляционной ст-ры, в кот кристаллики двугидрата связ слабыми силами молекулярного сцепления. После схватывания происх тверд, обусл ростом кристаллов новой фазы, их срастанием и образ кристаллизационной структуры. Свежеизготовленные гипсовые изделия сушат, что повыш прочность контактов срастаниыя кристаллов и самих изд вследствие удаления пленочной воды. Можно обойтись и без сушки, если ум кол-во воды затворения за счет введения в гипсовые р-ры и бетоны пластифицирующих добавок и применения интенсивного уплотнения.
Что такое портландцемент?
Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, в составе которого преобладают силикаты кальция (70-80 %). Это вид цемента, наиболее широко применяемый во всех странах.
Бетоны.
Задача.
Задача
111. ?
112. Опред класс бетона,если при испытании двух серий по 15 образцов был получен средний уровень прочности бетона 24МПа, а к-нт вариации 12%?
B=R(1-1.64V) => =24(1-1,64*0,12)=хз
Поризованные бетоны
Применение: применяются редко в связи со сложностью изготовления даже на самых современных бетонных заводах.
Изготовление: главной особенностью изготовления пористых бетонов является использование поризующего вещества - пенообразователя. Пенообразователь воздействует на цемент, образуются замкнутые поры, заполняющиеся воздухом.
Достоинства: хорошие теплоизоляционные свойства.
Ячеистые бетоны
Применение: стеновые и ограждающие конструкции.
Изготовление: Главная особенность структуры ячеистого бетона — равномерно распределенные замкнутые ячейки, наполненные воздухом.
Пенобетон - ячеистый бетон, изготавливающийся путем твердения бетонного раствора следующего состава: цемент+песок (может быть также использован карбонатные песок)+вода+пена (увеличивает содержание воздуха). Пенообразователи - органические с основой из натурального протеина или синтетические.
Газобетон = автоклавный ячеистый бетон - изготавливается в два этапа. На первом смешиваются исходные компоненты: кварцевый песок, известь, вода, цемент. На втором этапе смесь поступает в автоклав. Именно в автоклаве происходит вспенивание и вспучивание с выделением водорода и увеличением объема смеси в 5 раз (ср. с процессом изготовления теста на основе пищевых дрожжей) а затем и твердение.
Достоинства: огнестойкость, теплоизоляционные характеристики.
Применение газобетона
Физико-технические характеристики автоклавного газобетона позволяют применять изделия из него для устройства несущих и ограждающих конструкций в различных областях строительства, в зданиях разной этажности, как с каркасными, так и со стеновыми несущими системами:
Малоэтажное строительство
Многоэтажное строительство
Высотное каркасно-монолитное строительство
Коммерческое и промышленное строительство
Реконструкция старых зданий
Пенобетон — ячеистый бетон, имеющий пористую структуру за счёт замкнутых пор (пузырьков) по всему объёму, получаемый в результате твердения раствора, состоящего из цемента, песка, воды, и пенообразователя.
В таких бетонах часть пор создается пенообразующими добавками. Прочность пенобетона зависит от объёмного веса, вида и свойств исходных материалов, а также от режимов ТВО и влажности бетона. Ячеистый бетон изготовлен на цементном вяжущем. Поэтому он продолжает набирать прочность ещё длительное время. Исследования конструкций из неавтоклавных ячеистых бетонов после 40-50 лет эксплуатации показали, что они не только пригодны для дальнейшей эксплуатации, но и увеличили свою прочность в 3-4 раза по сравнению с марочной. Введение комплексных добавок повышает прочность бетона, снижает водопотребность и усадку при высыхании, повышает водо- и морозостойкость, снижает равновесную влажность и эксплуатационную теплопроводность.
Пенобетон используется:
в классическом строительстве домов
в монолитном домостроении
пенобетон используется для тепло- и звукоизоляции стен, крыш, полов, плит, перекрытий. Такой пенобетон называют монолитным.
Пеноблок — это строительный блок, получаемый из пенобетона.
Еще одной особенностью пенобетона является то, что технология производства достаточно простая и не требует большого вложения капитала. Хотя, в некотором роде, это минус, потому, что на рынке существует очень много кустарных производств, где качество пенобетона оставляет желать лучшего. И доверять следовало бы уже более-менее среднему производителю, у которого объемы производства большие (это дает возможность производителю закупать цемент (основную составляющую пенобетона) большими объемами и значительно лучшего качества, что улучшает и качество самого материала).
Верим в удачу( Кот. нет L )
125. Приведите примеры битумных и битумно-олимерн кровельных мат с указ их осн св.
Битумные рулонные материалы. Битум размягчается при температуре 45-50°С, что слишком мало для кровельного материала. Чтобы увеличить теплостойкость конечного продукта, битум окисляется. Этот процесс снижает морозостойкость материала. Цена такого кровельного материала весьма привлекательна для потребителя. Битумный кровельный материал может применяться и для гидроизоляции внутри здания.
Полимерно-битумная кровля. Если вы хотите, чтобы кровля прослужила дольше, используйте именно такой вид материалов. Он имеет более широкий диапазон рабочих температур и повышенную надежность.
Битумно-полимерные рулонные материалы - это кровельные материалы, при производстве которых применяются модификаторы битума (специальные полимеры), которые позволяют в значительной степени нивелировать недостатки присущие битумным материалам.
В качестве основ битумно-полимерных материалов могут применяться как стеклоткани, стеклохолсты и т.п., так и эластичные полимерные волокна. Отметим, что к сожалению ни ГОСТ 305447-97 , ни другие нормативы не регламентируют важнейшие качественные показатели для кровельных основ, кроме прочности и удлинения.
Наиболее широко в настоящее время применяются "кровельные" стеклоткани. Рассмотрим их подробнее. Большинство стеклотканей имеют высокую прочность на разрыв и перфорационную прочность, а также достаточное удлинение при разрыве (2%). Все стеклоткани негорючи, био- и влагостойки, не гниют.Толь (от фр. taule — листовое железо) — кровельный и гидроизоляционный материал, получаемый пропиткой кровельного картона каменноугольными или сланцевыми дегтевыми продуктами. Выпускается в рулонах. По сравнению с кровельными материалами, пропитанными битумом (такими, как пергамин и рубероид), толь менее долговечен и применяется главным образом для устройства кровель временных сооружений. Биостойкость и водонепроницаемость толя обусловливают его использование для гидро- и пароизоляции строительных конструкций.
126. Приведите примеры битумных и битумно-полим гидроизол мат с указ их осн св.Рубероид— рулонный кровельный и гидроизоляционный материал, изготовляемый пропиткой кровельного картона легкоплавкими нефтяными битумами с последующим покрытием его (с обеих сторон) слоем тугоплавкого битума и защитной посыпкой асбестом, тальком и т. п. Рассмотрим некоторые из свойств рубероида. К свойствам рубероида относятся гибкость, малая водопроницаемость, эластичность, долговечность и прочность. Пергамин - заменитель толи, рулонный кровельный материал, изготовленный из кровельного картона, пропитанного нефтяным битумом. Пергамин применяется в качестве подкладочного материала нижних слоев при устройстве кровли. Для защиты утеплителей от влаги их с одной или двух сторон обкладывают пергамином. Используют пергамин в жилищном строительстве для защиты от конденсата железо-бетонных конструкций, древесно-стружечных материалов, в дачных, садовых постройках, хозблоках, бытовках, зимних банях, теплотрассах, и в качестве упаковочного материала для металлических изделий
8)Полимерные строительные материалы.127.Полимерные строительные материалы. Назначение осн компонентов пластмасс.
Полимерные строительные материалы и изделия получают из пластических масс. Пластическими массами (пластмассами) называют материалы, основным связующим компонентом которых является полимер как синтетическое высокомолекулярное вещество. На стадии изготовления материалов пластмассы обладают способностью легко формоваться при определенной температуре и давлении.
Кроме полимера (связующего) пластмассы могут содержать наполнители, пластификаторы, красители, стабилизаторы, смазывающие вещества и другие специальные добавки. По структуре и свойствам пластмассы и изделия являются представителями искусственных строительных конгломератов (комбинированных конгломератов и микроконгломератов).
Применение различных полимеров и наполнителей позволяет значительно изменять структуру и строительно-технологические свойства пластмасс. Так, например, стеклопластики и другие материалы могут в ряде случаев достигать прочности стали, а пенно - и поропласты, наполненные азотом, воздухом или другими газами, могут иметь малую среднюю плотность, теплопроводность и хорошую звукоизоляцию.
Одним из ценных свойств пластмасс является их относительная легкость. Например, для большой группы поропластов средняя плотность находится в пределах 15...400 кг/м3. Однако для пластмасс в целом она колеблется в широких пределах от 10 и для некоторых специальных видов пластмасс до 2200 кг/м3.
Большинство пластмасс (особенно с листовыми наполнителями) обладают высокими механическими свойствами. Они хорошо сопротивляются сжимающим, растягивающим, изгибающим, истирающим и ударным воздействиям.
128. Важнейшие свойства пластмасс( + и -)
Положительной характеристикой пластмасс является их малая теплопроводность и водопоглощение. Теплопроводность большинства обычных изделий из пластмасс составляет 0,25... 0,70 Вт/(м °С), а у пористых материалов всего лишь 0,03 Вт/(м °С), т. е. приближается к теплопроводности воздуха 0,023 Вт/(м °С). Пластмассы и изделия на их основе имеют высокую химическую стойкость к воздействию растворов кислот, щелочей, органических растворителей, высокую коррозионную стойкость и механическую прочность.
К положительным свойствам пластмасс следует отнести также их способность прокрашиваться на всю толщину изделия и легко поддаваться технологической обработке —сверлиться, обтачиваться и свариваться в струе горячего воздуха. Отдельные виды пластмасс (органические стекла) обладают высокой прозрачностью, которая находится в пределах 85... 94 относительно прозрачности алмаза, принятую за 100. Особые декоративные свойства изделий из пластмасс: гладкая, не требующая полировки поверхность, четко выраженный колер — выгодно отличают эти изделия от других видов отделочных материалов.
Вместе с тем они имеют ряд недостатков. Так, существенными недостатками пластмасс являются малая поверхностная твердость, низкая теплостойкость, горючесть, токсичность некоторых компонентов и повышенная ползучесть. В ряде случаев имеют место малая долговечность вследствие деструкции полимера, недостаточная стабильность структуры в эксплуатационный период, и как следствие, изменение физико-механических свойств во времени.
Понятие материаловедения.
Материаловедение-наука, изучающая связь состава, строительных и свойств мат-лов, а также законности их изменений при физ-хим, мех и других воздействий.
Понятие состава и структуры материала.
Состав-компоненты, вход в данный мат. Структура-строение данного мат.Строение мат изуч на 3ур-нях:1)макроструктура мат-строение, видимое невооруж глазом 2)микроструктура мат-стр, вид в оптич микроскоп,3)внутр стр вещ на мол-ионном ур-не