Контрольная работа по «Материаловедение»

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Чайковский филиал

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения 

высшего профессионального образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

(ЧФ ПНИПУ)

 

 

 

Кафедра автоматизации, информационных и инженерных технологий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

По дисциплине : «Материаловедение»

Вариант № 17

 

 

 

 

 

 

Выполнила студентка группы

ЭиУ 10з

Сапожникова Светлана

Александровна

Проверила ст. преподаватель:

 О.В. Красильникова

 

 

 

 

 

 

Чайковский

2014 г.

Вариант 17.

Задачи:

1. Прочность  на сжатие сухого кирпича Rсж. сух. = 200 кгс/см2, а после насыщения водой Rсж. в = 120 кгс/см2. Определить, является ли данный кирпич водостойким и можно ли его применять для фундаментов стен.

2. Глиняная  масса, из которой формуют кирпич, имеет влажность 20%. Лабораторные  исследования показали, что общая  усадка при сушке и обжиге  составляет 12%. Каковы должны быть  размеры кирпича – сырца, чтобы  готовый кирпич имел размеры, соответствующие требованиям стандарта (250´120´65 мм).

3. Для  разрушения на маятниковом копре  стандартного образца стали сечением  1,0x1,0см и длиной 5,5 см была затрачена работа А=14,31 кг∙м. Удар произведен по надрезу в образце, ширина которого 0,2 см. Определить ударную вязкость стали.

4.  Определить  плотность известкового теста, в  котором содержится более 51% воды (по массе), если плотность извести  – кипелки 2,1 г/см3.

Вопросы:

1. Породообразующие  минералы.

2. Пороки  древесины.

3. Что  такое ситаллы и шлакоситаллы? Их применение.

4. Горячие  и холодные асфальтобетоны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Породообразующие материалы…………………………………4
2. Пороки древесины………………………………………………...5
3. Ситаллы и шлакоситаллы. Их применение……………………..7
4. Горячие и холодные асфальтобетоны……………………….......9
5. Решение задач……………………………………………………..10

Список литературы………………………………………………………12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Породообразующие  минералы.

Породообразующие минералы — минералы, входящие в качестве постоянных существенных компонентов в состав горных пород.

Наибольшее значение имеют силикаты (75 % массы земной коры). Для каждой группы пород — магматических, метаморфических и осадочных — характерны свои ассоциации породообразующих минералов.

Для верхней мантии породообразующие минералы: оливин, плагиоклаз, шпинель, гранаты, пироксены, амфиболы, полиморфы кварца.

Наиболее распространённые минералы земной коры (каждой генетической группе пород свойственны свои породообразующие минералы):

• для магматических пород характерны: кварц, полевые шпаты, слюды и др.
• для осадочных пород характерны: кальцит, доломит, глинистые минералы и др.
• для метаморфических пород характерны: кварц, полевые шпаты, хлориты, пироксены, амфиболы, гранат, слюды и др.

Средневзвешенный состав Земной коры — андезитовый. Основные минералы коры: полевой шпат, кварц, слюды, кальцит, амфиболы, пироксены. Средний состав мантии — ультраосновный. Основные минералы мантии: оливин (Mg,Fe)2SiO4, ромбический пироксен, моноклинный пироксен, гранат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пороки древесины.

Пороками называют различные недостатки древесины, которые снижают ее технические свойства и затрудняют использование. Государственным стандартом (ГОСТ 2140-81) пороки древесины подразделяют на ряд групп: сучки, трещины, пороки формы ствола, пороки строения древесины, химические окраски, грибные поражения, повреждения насекомыми, инородные включения и дефекты, деформации. Каждая группа пороков подразделяется на виды и разновидности.

Сучки - основания ветвей, заключенные в древесину ствола. По форме разреза на поверхности древесины различают круглые, овальные и продолговатые сучки, а по степени срастания - сросшиеся, частично сросшиеся, несросшиеся и несросшиеся выпадающие. По состоянию древесины сучки делятся на здоровые, светлые здоровые, темные здоровые, здоровые с трещинами, загнивающие и табачные.

К порокам строения древесины относится большое количество отклонений от нормального ее роста:

1.тангенциальный и радиальный наклон волокон;

2. крень, захватывающая несколько годичных слоев, как бы смещая сердцевину в сторону;

3. свилеватость - беспорядочное расположение волокон древесины;

4. завиток - искривление годичных слоев;

5. глазки, представляющие собой следы спящих почек, неразвившихся в побег;

6. смоляной кармашек - полость внутригодичного слоя, заполненная смолой;

7. засмолок - участок древесины, обильно пропитанный смолой;

8. химические окраски - ненормальные окраски, возникающие в результате развития химических процессов; они выражены в виде красно-коричневых, бурых, желтых пятен и полос различной интенсивности.

Грибные поражения - результат проникновения грибных гифов в сосуды древесины. Они могут окрашивать древесину в результате выделения пигментов, не снижая ее прочности. Если гифы проникли в стенки клеток - то древесина не только меняет цвет (она становится бурой, коричневой, кремовой), но и начинает разрушаться, и механическая прочность ее снижается. Недопустима в изделиях древесина, сильно пораженная насекомыми, глубокой червоточиной. Такая древесина может служить убежищем и рассадником дереворазрушающих грибов. Особо опасные насекомые - домовый жук и мебельный точильщик - могут жить и размножаться в сухой древесине, в изделиях. Пораженные такими жуками материалы нельзя использовать для изготовления изделий.

Таким образом, применяя древесину в столярных изделиях, нельзя не учитывать пороки древесины, особенно гнили, поражения грибами, насекомыми. Нельзя, например, допускать сучки в местах угловых соединений, но здоровые, некрупные, удачно срезанные сучки могут служить украшением. Древесину с пороками (наклоном волокон, кренью, свилеватостью, завитком, глазками) трудно обрабатывать, но пороки обладают высокими декоративными свойствами и роль их в изделии в этом плане достаточно велика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ситаллы и шлакоситаллы. Их применение.

 

Ситаллы — стеклокристаллические материалы, получающиеся путем направленной кристаллизации стекла, т. е. структура ситаллов— вид кристаллов, их размер и количество —регулируются в процессе производства. Особенность структуры ситаллов характеризуется тем, что между весьма мелкими кристаллами (несколько мкм) равномерно распределена стекловидная фаза (прослойкой около 1 мкм), количество которой в хорошо закристаллизованных материалах составляет 5... 10 %. Структура ситаллов, обеспечивая сохранение положительных свойств стекла, придает им повышенную механическую прочность, термическую и химическую стойкость, диэлектрические свойства, уменьшает хрупкость.

В основу технологии ситаллов положен принцип катализированной кристаллизации. Для этого в расплав вводят добавки, катализирующие кристаллизацию при последующей термообработке материала.

Ситаллы применяют главным образом в специальных отраслях техники (например, в радиоэлектронике). В промышленном и гражданском строительстве они могут найти применение в виде конструктивного отделочного материала.

Значительно большие перспективы для строительства имеют шлакоситаллы. Это обусловлено доступностью сырья — металлургических шлаков при сохранении ценных технических свойств, характерных для ситаллов.

 Шлакоситаллы получают из огненно-жидких шлаков, в которые вводят добавки, корректирующие их химический состав, и катализаторы кристаллизации (модификаторы TiO2, CaF2, P2O5 и др.). Шлакоситаллы при плотности 2500...2650 кг/м3 имеют высокую прочность (при сжатии до 650 МПа, при изгибе до 120 МПа), низкое водопоглощение (близко к нулю). Особенно ценные качества шлакоситаллов— высокая химическая и термическая стойкость, морозостойкость и малая истираемость.

Шлакоситалл выпускают в виде плоских и волнистых листов. Плоскими листами облицовывают цоколи и стены зданий; из них устраивают покрытия полов зданий с интенсивным движением (магазины, станции метро и т. п.). Волнистые листы целесообразно применять для кровель химических предприятий. Шлакоситаллы можно использовать для футеровки строительных конструкций и аппаратов, подверженных химической агрессии и абразивному износу (облицовка гидротехнических сооружений, полы и аппараты химических производств), а также труб и других изделий.

Возможно получение также пористого шлакоситалла г(пеношлакоситалла) плотностью 300...600 кг/м3 и прочностью при сжатии 6... 14 МПа. Весьма возможно совместное использование плотного листового шлакоситалла с пеношлакоситаллом в стеновых и других конструкциях,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Горячие и холодные асфальтобетоны

Асфальтовый бетон (асфальтобетон) — это искусственный строительный материал, который получают в результате отвердевания уплотненной асфальтобетонной массы, состоящей из  рационально подобранных и тщательно перемешанных компонентов: щебня (гравия), минерального порошка, песка и битума. Асфальтобетон без крупного заполнителя (щебня) называют также песчаным асфальтом или асфальтовым раствором.

Асфальтобетоны и растворы являются разновидностями искусственных строительных конгломератов. Они располагаются в единой классификации ИСК и относятся к группе безобжиговых материалов, получаемых на основе органических вяжущих веществ. В современном строительстве они занимают одно из ведущих мест, так как являются важнейшими материалами для устройства дорожных и аэродромных покрытий, ирригационных каналов, плоских кровель, гидротехнических сооружений, штучных изделий. 

По вязкости применяемого битума и по температуре укладки асфальтобетонной массы в конструктивный слой они подразделяются на горячие укладываемые при температуре не ниже 120°С; теплые, которые получают на основе вязких, но более мягких битумов или жидких битумов. Их укладывают в дорожные покрытия при температуре не ниже 70°С; холодные, приготавливаемые на жидких битумах марок МГ, СГ или битумных эмульсиях и укладываемые при температуре окружающего воздуха, но не ниже 5°С.

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение задач

 

Задача № 1

 

Прочность на сжатие сухого кирпича Rсж. сух. = 200 кгс/см2, а после насыщения водой Rсж. в = 120 кгс/см2. Определить, является ли данный кирпич водостойким и можно ли его применять для фундаментов стен.

Решение:

Кразм=Rсж.в./ Rсж.с.

Кразм.- коэффициент размягчения

Rсж.с.в.- предел прочности на сжатие насыщенного водой и сухого материала.

Кразм.=120/200=0,6

Вывод: Строительные материалы с коэффициентом меньше 0,8 не применяют во влажной среде, т.е. этот кирпич не является влагостойким и его не применяют для строительства фундаментов стен.

 

 Задача № 2

 Глиняная масса, из которой  формуют кирпич, имеет влажность 20%. Лабораторные исследования показали, что общая усадка при сушке  и обжиге составляет 12%. Каковы  должны быть размеры кирпича  – сырца, чтобы готовый кирпич  имел размеры, соответствующие требованиям  стандарта (250´120´65 мм).

Решение:

250*1,12*1,2=336 мм

120*1,12*1,2=161,28 мм

65*1,12*1,2=87,36 мм

Вывод: Размеры кирпича-сырца при выполнении условий задачибудут равны 336*161,28*87,36 мм.

 

 

Задача № 3

 Для разрушения на маятниковом  копре стандартного образца стали сечением  1,0x1,0см и длиной 5,5 см была затрачена работа А=14,31 кг∙м. Удар произведен по надрезу в образце, ширина которого 0,2 см. Определить ударную вязкость стали.

Решение:

,

где U(V) – форма надреза в образце; A – работа, затраченная на разрушение, кг×м; F – площадь поперечного сечения образца в месте надреза, см2. В формулу необходимо подставить площадь заштрихованного участка.

КС=14,31/12=14,31

Вывод: Ударная вязкость стали этого образца равна14,31

 

Задача №4

 Определить плотность известкового  теста, в котором содержится более 51% воды (по массе), если плотность  извести – кипелки 2,1 г/см3.