Выпишите в таблицу главнейшие метаморфические породы, укажите их среднюю плотность, предел прочности при сжатии, минералогический состав и область применения в строительстве
Контрольная работа №1
По строительным материалам
Вариант 69
Вопросы 1, 30, 44, 54, 60
Задачи 5, 48
Вопросы
1.Что такое строительные материалы, строительные изделия и строительные конструкции? Приведите примеры.
Строительные материалы, изделия и конструкции - это материальная основа строительства.
Строительные материалы и изделия классифицируют по степени готовности, происхождению, назначению и технологическому признаку.
По степени готовности различают собственно строительные материалы и строительные изделия - готовые изделия и элементы, монтируемые и закрепляемые на месте работы. К строительным материалам относятся древесина, металлы, цемент, бетон, кирпич, песок, строительные растворы для каменных кладок и различных штукатурок, лакокрасочные материалы, природные камни и т. д.
Строительными изделиями являются сборные железобетонные панели и конструкции, оконные и дверные блоки, санитарно-технические изделия и кабины и др. В отличие от изделий строительные материалы перед применением подвергают обработке - смешивают с водой, уплотняют, распиливают, тешут и т. д.
По происхождению строительные материалы подразделяют на природные и искусственные.
Природные материалы - это древесина, горные породы (природные камни), торф, природные битумы и асфальты и др. Эти материалы получают из природного сырья путем несложной обработки без изменения их первоначального строения и химического состава.
К искусственным материалам относят кирпич, цемент, железобетон, стекло и др. Их получают из природного и искусственного сырья, побочных продуктов промышленности и сельского хозяйства с применением специальных технологий. Искусственные материалы отличаются от исходного сырья как по строению, так и по химическому составу, что обусловлено коренной переработкой его в заводских условиях.
Наибольшее распространение получили классификации материалов по назначению и технологическому признаку.
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.
Ряд материалов (например цемент, известь, древесина) нельзя отнести к какой-либо одной группе, так как их используют и в чистом виде, и как сырье для получения других строительных материалов и изделий. Это так называемые материалы общего назначения.
Например, бетон в основном применяют как конструкционный материал, но некоторые его виды имеют совсем иное назначение: особа легкие бетоны являются теплоизоляционным материалом; особо тяжелые бетоны - материалом специального назначения, который используют для защиты от радиоактивного излучения.
По технологическому признаку материалы подразделяют, учитывая вид сырья, из которого получают материал, и вид его изготовления, на следующие группы:
Природные каменные материалы и изделия - получают из горных пород путем их обработки: стеновые блоки и камни, облицовочные плиты, детали архитектурного назначения, бутовый камень для фундаментов, щебень, гравий, песок и др.
Керамические материалы и изделия - получают из глины с добавками путем формования, сушки и обжига: кирпич, керамические блоки и камни, черепица, трубы, изделия из фаянса и фарфора, плитки облицовочные и для настилки полов, керамзит (искусственный гравий для легких бетонов) и др.
Стекло и другие материалы и изделия из минеральных расплавов - оконное и облицовочное стекло, стеклоблоки, стекло профилит (для ограждений), плитки, трубы, изделия из ситаллов и шлакоситаллов, каменное литье.
Неорганические вяжущие вещества - минеральные материалы, преимущественно порошкообразные, образующие при смешивании с водой пластичное тело, со временем приобретающее камневидное состояние: цементы различных видов, известь, гипсовые вяжущие и др.
Бетоны - искусственные каменные материалы, получаемые из смеси вяжущего, воды, мелкого и крупного заполнителей. Бетон со стальной арматурой называют железобетоном, он хорошо сопротивляется не только сжатию, но и изгибу и растяжению.
Строительные растворы — искусственные каменные материалы, состоящие из вяжущего, воды и мелкого заполнителя, которые со временем переходят из тестообразного в камневидное состояние.
Искусственные необжиговые каменные материалы - получают на основе неорганических вяжущих и различных заполнителей: силикатный кирпич, гипсовые и гипсобетонные изделия, асбестоцементные изделия и конструкции, силикатные бетоны.
Органические вяжущие вещества и материалы на их основе — битумные и дегтевые вяжущие, кровельные и гидроизоляционные материалы: рубероид, пергамин, изол, бризол, гидроизол, толь, приклеивающие мастики, асфальтовые бетоны и растворы.
Полимерные материалы и изделия - группа материалов, получаемых на основе синтетических полимеров (термопластических нетермореактнвных смол): линолеумы, релин, синтетические ковровые материалы, плитки, древеснослоистые пластики, стеклопластики, пенопласты, поропласты, сотопласты и др.
Древесные материалы и изделия - получают в результате механической обработки древесины: круглый лес, пиломатериалы, заготовки для различных столярных изделий, паркет, фанера, плинтусы, поручни, дверные и оконные блоки, клееные конструкции.
Металлические материалы - наиболее широко применяемые в строительстве черные металлы (сталь и чугун), стальной прокат (двутавры, швеллеры, уголки), сплавы металлов, особенно алюминиевые.
Выпишите в таблицу главнейшие метаморфические породы, укажите их среднюю плотность, предел прочности при сжатии, минералогический состав и область применения в строительстве.
Метаморфические горные породы образовались из магматических и осадочных путем их преобразования под влиянием высокой температуры и давления.
| Порода | Минералогический состав | Предел прочности при сжатии | Средняя плотность вес г/см3 |
| Гнейс | Кварц, полевой шпат, слюда, роговая обманка, авгит | 129-300 МПа | 2,6-2,87 |
| Глинистый сланец | Глинистые сланцы состоят из уплотненных сланцевых глин. | 60-120 МПа | 2,7-2,9 |
| Мрамор | Кальцит, реже доломит, различные примеси | 100-300 МПа | 2,6-2,8 |
| Кварцит | Кварц и различные примеси | До 500 МПа | 2,8-3,0 |
Область применения в строительстве.
В строительстве применяют гнейсы, глинистые сланцы, мраморы, кварциты:
- Используют гнейсы преимущественно как облицовочные плиты, в виде бутового камня для кладки фундаментов и стен неотапливаемых зданий, для тротуаров.
- Глинистые сланцы раскалываются на тонкие плитки, обладают высокой атмосферостойкостью и долговечностью, что позволяет использовать их в качестве кровельного материала.
- Применяют мрамор для облицовки внутренних частей зданий, так как снаружи зданий полировка быстро утрачивается. Это объясняется слабой химической стойкостью мрамора при воздействии на него атмосферы.
- Используют кварциты для облицовки зданий, опор мостов, а также как сырье для производства динасовых огнеупорных изделий.
44.Что представляют собой магнезиальные вяжущие вещества, их свойства? В чем основное отличие каустического магнезита от каустического доломита?
Разновидностями магнезиальных вяжущих веществ являются каустический магнезит и каустический доломит.
Каустический магнезит получают при обжиге горной породы магнезита MgCO3 в шахтных или вращающихся печах при 650... 850°С. В результате MgCO3 разлагается. Оставшееся твердое вещество (окись магния) измельчают в тонкий порошок.
Каустический доломит MgO и СаСО3 получают путем обжига природного доломита CaCO3*MgCO3 с последующим измельчением его в тонкий порошок. При обжиге доломита СаСО3 не разлагается и остается инертным как балласт, что снижает вяжущую активность каустического доломита по сравнению с каустическим магнезитом.
Магнезиальные вяжущие затворяют не водой, а водными растворами солей сернокислого или хлористого магния. Магнезиальные вяжущие, затворенные на растворе хлористого магния, дают большую прочность, чем на растворе сернокислого магния. Магнезиальные вяжущие, являясь воздушными, слабо сопротивляются действию воды. Их можно использовать только при затвердении на воздухе с относительной влажностью не более 60%. Каустический магнезит легко поглощает влагу и углекислоту из воздуха, в результате чего образуются гидрат оксида магния и углекислый магний.
54.Опишите коррозию цементного камня второго вида. Какие способы защиты от этого вида коррозии?
Второй вид коррозии - разрушение цементного камня водой, содержащей соли, способные вступать в обменные реакции с составляющими цементного камня. При этом образуются продукты, которые либо легкорастворимы, либо выделяются в воде аморфной массы, не обладающей связующими свойствами. В результате таких преобразований увеличивается пористость цементного камня и, следовательно, снижается его прочность.
Исключить или ослабить влияние коррозионных процессов при действии различных вод можно конструктивными мерами, путем улучшения технологии приготовления бетона и применения цементов определенного минералогического состава и необходимого содержания активных минеральных добавок.
60.Что такое пуццолановый портландцемент, его состав и область применения? Где применяются гипсоцементнопуццолановые вяжущие (ГЦПВ)?
Это вяжущее вещество, твердеющее в воде, или во влажной среде, получают путем совместного помола или тщательного смешивания раздельно молотых портландцементного клинкера и активной минеральной (чаще всего кремнеземистой) добавки (трепела, диатомита, туфа, трасса, пемза и др.)
Для изготовления этого цемента следует применять клинкер повышенного качества. При помоле для регулирования схватывания цемента к нему добавляют, как и обычно, двуводный гипс. На производство этого цемента расходуется меньше топлива, и себестоимость его ниже, чем обыкновенного цемента.
Применяют в тех случаях, когда необходима повышенная физико-химическая стойкость бетона и обеспечено хорошее его твердение во влажной среде, а именно: при устройстве подводных, подземных и внутренних частей гидротехнических сооружений в морской и пресной воде (молов, набережных, доков, плотин, шлюзов и т. п.);
в канализационных и водопроводных сооружениях;
при строительстве туннелей и других подземных сооружений, при проходке шахт и т. п.;
при устройстве оросительных и осушительных сооружений, в особенности в солончаковых и заболоченных почвах;
при кладке фундаментов и стен подвалов жилых и промышленных зданий, если они находятся под действием грунтовой воды, содержащей вредные для обыкновенного цемента примеси;
при изготовлении бетонных изделий на заводах с применением пропаривания.
Задачи
Высушенный образец горной породы в виде цилиндра высотой 5 см и диаметром 5 см имеет массу 245 г. После насыщения водой масса его стала равной 249 г. Определить среднюю плотность камня, объемное и массовое водопоглощение.
Решение:
Объем образца : V=пr2h=3.14*2.52*5=98.125 см3
Объемный вес: yоб=245/98,125=2,496 г/см3
Весовая влажность : Ввес=(249-245)/245*100=1,635 %
Объемная влажность: Воб= yоб* Ввес= 2,496*1,635=4,08%
48.Образцы балочки (из цементного теста пластичной консистенции) размером 4х4х16 см испытаны на изгиб и половинки балочек - на сжатие. При испытании на изгиб были получены следующие результаты: 46,8; 51,0; 52 кг/см2. Разрушающая нагрузка при испытании на сжатие оказалась равной 8000, 7880, 8200, 8100, 8000 и 7900 кг. Установить марку портландцемента.
Решение:
Марку портландцемента можно определить по ГОСТ 10178-62.
Полученные после испытания на изгиб половинки балочек испытывают на сжатие. Нагрузку передают через металлические пластинки размером 4*6,25 см, что соответствует площади поперечного сечения в 25 см2. Таким образом, при испытании на изгиб имеем: 46,8; 51,0; и 52 кГ/см2 или в среднем из двух наибольших 51,5 кГ/см2 (согласно ГОСТ 310-60). При испытании на сжатие берем среднее арифметическое из четырех наибольших результатов: 800\25=320; 8200\25=328; 8100\25=324; 8000\25=320, т.е. 323 кГ/см2. Полученные рузультаты соответствуют цементу М 300 (см. приложение 7 ГОСТ 10178-62).
Методическая литература.
1. Свинтицких Л.Е., Шабанова Т.Н., Радаев С.С. Основные свойства строительных материалов. – ТюмГАСА, 2004 г.
2. Ю.И.Киреева "Строительные материалы" Минск ООО "Новое издание" 2006.
3. Каназашвили И.Х., Бункин И.Ф. Каназашвили В.И. Строительные материалы и изд. Справочное пособие Москва Аделант 2006.
4. Рыбьев И.Г. Строительное материаловедение – М.: Высшая школа, 2002г.