Материалы в строительстве

Содержание 

     Теоретические вопросы:

1. Свойства и применение осадочных пород – песчаник, известняк и диатомит………………………………………………………………………….......3
2. Виды влаги в древесине. Влияние влажности древесины на ее физико-механические свойства……………………………………………………………...5
3. Что служит сырьем для производства оконного листового стекла? Основы его производства и свойства………………………………………………7
4. Какие разновидности гипсовых вяжущих веществ применяют в строительстве и каковы их особенности…………………………………………...8
5. Органические пластифицирующие добавки, вводимые в состав строительных растворов. Объясните на чем основано их действие……………..9
6. Что такое предварительно напряженный железобетон?...........................10
7. Что служит сырьем для изготовления неорганических теплоизоляционных материалов, особенности их свойств……………………...12
8. Технико-экономическая оценка применения лакокрасочных материалов…………………………………………………………………………..14

Задачи:

Задача 1……………………………………………………………………………...17

Задача 2……………………………………………………………………………...17

Список  использованной литературы……………………………………………...19 
 
 
 
 
 
 
 
 

Теоретические вопросы:

1. Свойства и применение осадочных пород – песчаник, известняк и диатомит.

   Песчаник  — осадочная порода, состоящая  из сцементированного песка. К наиболее прочным относятся кремнистые песчаники. Песчаники бывают серого, зеленого, красного, желтого, коричневого и бурого цветов. Декоративными считаются мелкозернистые красные, шоколадно-коричневые и зеленые разновидности песчаника.

   Песчаник  — довольно пористый материал, поэтому  использовать его для отделки элементов, соприкасающихся с водой, нежелательно. Песчаники не поддаются полировке. Поэтому самые популярные фактуры песчаника — фактура скалывания, пиленая, иногда шлифованная.

   По  минеральному составу, физико-механическим свойствам песчаник не уступает граниту, кварцу и др. В его состав входит кварцит, он средней твердости, имеет предел прочности при сжатии - 300-1000 кг/кв.см, невысокое водопоглощение по весу 0.5-3.0%, низкую пористость.

   Плотность песчаника 1600-2700 кг/м3, отсутствует радиационный фон. Он не впитывает влагу и имеет большую морозостойкость. Предел прочности при сжатии 122,2 мПа. Испытания подтверждают способность камня выдержать 50 циклов полного замораживания и размораживания (F50). Этот показатель делает неоспоримым применение песчаника в наших переменчивых погодных условиях.

   По  преобладающему размеру зёрен песчаник, как и пески, разделяются на мелкозернистые (от 0,1-0,25 мм), среднезернистые (0,25-0,5 мм), крупнозернистые (0,5 мм), а по минералогическому  составу - на моно и полиминеральные кварцевые, аркозовые песчаники и граувакки. Песчаники еще называют псаммитами. Наиболее высокие физико-механические свойства имеет песчаник с кремнистым и карбонатным цементирующим веществом, худшие - с глинистым. Огнеупорность песчаника также различна, наивысшая (до1700 °С) характерна для чистых кварцевых песчаников, с кремнистым цементом.

   Применение: облицовка фасадов и цоколей зданий, заборов, мощение дорожек и площадок, бутового камня, щебня различного назначения (для дорожного строительства и как заполнитель в бетоне), ландшафтного дизайна. В интерьере используется, в основном в виде плитки для облицовки ступеней, каминов, а также пола и стен.

   Известняк - осадочная горная порода, состоящая  преимущественно из кальцита СаСО3. Осадочные горные породы образовались в результате разрушения изверженных пород или из продуктов жизнедеятельности растений и животных организмов. Большинство известняков формировалось в мелководных морских бассейнах путём накопления органических остатков, при одновременном химическом осаждении кальцита, реже - в водоёмах суши. Известняки залегают в виде пластов и встречаются среди отложений всех геологических систем.

   Наиболее  частыми примесями в известняках  являются доломит, кварц, глинистые  минералы, окислы и гидроокислы железа и марганца, а также пирит, марказит, фосфаты, гипс и органические вещества. Известняки нередко содержат остатки известковых скелетов ископаемых организмов.

   Физико-механические свойства известняка характеризуются  следующими показателями: объемная масса  по лабораторным определениям изменяется от 2,49 до 2,69 г/см3, в полевых условиях составляет – 2,51 г/см3. Плотность известняка составляет 2,63 – 2,73 г/см3, водопоглощение – 0,1-2,1%, в среднем 0,060 %. Предел прочности известняка при сжатии в сухом состоянии колеблется от 529 до 1730 кгс/см2.

   Особым  свойством известняка является его  способность растворяться в воде и разлагаться на углекислый газ. Растворение известняка в воде приводит к образованию карстовых пещер. Разложение известняка на больших глубинах под действием земного тепла и образование в результате углекислого газа является источником газа для минеральных вод.

   Известняк используют для производства щебня, облицовочных плит и архитектурных  деталей, а также для производства извести и портландцемента.

   Диатомиты – слабо сцементированная, очень  пористая кремнеземистая порода, состоящая  из панцирей диатомовых водорослей и  частично из скелетов животных организмов.

   Цвет  от белого до желтовато-серого. Темные тона диатомитам придают органические соединения. Часто диатомиты перемешаны с глинами, карбонатными породами или песком. Средняя плотность диатомитов в сухом состоянии колеблется в пределах от 0,15 до 0,6 г/см3. Истинная плотность диатомитов - 1,8-2,0 г/см3, а пористость 60…70%. Диатомит обладает большой пористостью, способностью к адсорбции, слабой тепло- и звукопроводностью, тугоплавкостью и кислоcтостойкостью.

   Применяют диатомиты для изготовления теплоизоляционных  материалов, легкого кирпича, а также  в производстве гидравлических вяжущих  в качестве активных минеральных добавок. 

2. Виды  влаги в древесине. Влияние влажности  древесины на ее физико-механические свойства

   Живые клетки древесины наполнены влагой, в полостях клеток находится свободная  влага, в толще клеточных оболочек, в мельчайших порах между их волоконцами - гигроскопическая влага. Гигроскопическая вода удерживается в основном физико-химическими связями, изменение её содержания существенно отражается на большинстве свойств древесины. Свободная вода, удерживаемая только механическим связями, удаляется легче, чем связанная вода, и оказывает меньшее влияние на свойства древесины. При высыхании влага удаляется, оставляя в древесине многочисленные пустоты.

     Для количественной характеристики содержания воды в древесине используют показатель - влажность. Под влажностью древесины понимают выраженное в процентах отношение массы воды к массе сухой древесины.

     Измерение влажности осуществляется прямыми  или косвенными методами. Прямые методы основаны на выделении тем или  иным способом воды из древесины, например высушиванием. Эти методы простые, надёжные и точные, но имеют недостаток - довольно продолжительную процедуру. Этого недостатка лишены косвенные методы, основанные на измерении показателей других физических свойств, которые зависят от содержания воды в древесине.

     На  практике по степени влажности различают  древесину:

мокрую, W > 100%, длительное время находившуюся в воде;

свежесрубленную, W = 50-100%, сохранившую влажность растущего  дерева;

воздушно-сухую, W = 15-20%, выдержанную на открытом воздухе;

комнатно-сухую, W = 8-12%, долгое время находившуюся в  отапливаемом помещении;

абсолютно-сухую, W = 0, высушенную при температуре t=103±2°C.

     Влияние влажности на свойства древесины значительно. При высыхании показатели механических свойств древесины улучшаются, а при увлажнении - ухудшаются. Поэтому для сравнения результатов испытания деревянных элементов полученные показатели необходимо приводить к стандартному состоянию древесины при 15% влажности. Для перехода от полученного при испытании показателя прочности к показателю, соответствующему стандартной влажности образца, существует формула приведения действительная в пределах влажности от 7 до 22%.

R15 = Rw[1+a(W - 15)]

Коэффициент a отражает влияние влажности на данное свойство и равняется 0,04 - 0,05 для сжатия вдоль волокон, 0,04 для изгиба и 0,03 для скалывания вдоль волокон. Влияние влажности на прочность древесины при растяжении очень мало и практически может не учитываться.

     Способность древесины поглощать воду, а также  другие жидкости имеет значение в процессах варки древесины для получения целлюлозы, при пропитке её растворами антисептиков и антипиринов, при сплаве лесоматериалов и в других случаях.

3. Что служит сырьем для производства оконного листового стекла? Основы его производства и свойства

   Стекло  — это переохлажденный расплав  сложного состава, состоящий из

смеси силикатов и других веществ, с  постепенно повышающейся вязкостью, затвердевающий при охлаждении. Оно аморфно, однородно и изотропно. Процесс перехода из жидкого состояния в стеклообразное является обратимым.

Химический  состав наиболее распространенного  оконного стекла следующий:

Si0₂ - 71-72%; CaO - 7,5-8,5%; MgO - 3-3,5%; Na₂О - 15-15,5%;  
Al₂O₃ - 1,5—1,6%; Fe₂O₃ до 0,2%.

   Основным  сырьем для изготовления стекла служат: чистый мало-железистый кварцевый песок, известняк и сода или сульфат натрия.

   Варка стекла производится главным образом  в ванных печах при температуре  до 1500°. В процессе стекловарения  образуются силикаты, стекломасса осветляется, ей придается однородность, она частично охлаждается для приобретения вязкости, необходимой для формования изделий. Отформованные стеклянные изделия подвергаются специальной термической обработке — отжигу для удаления напряжений или закалке.

   Производство  оконного и других видов стекла механизировано.

Обычный способ изготовления оконного стекла на машинах вертикального вытягивания состоит в том, что в расплавленную стеклянную массу, охлажденную примерно до 1000°, опускают огнеупорный поплавок (лодочку), имеющий вид длинного прямоугольного бруса со сквозным продольным вырезом, переходящим в верхней части в узкую щель. Стекло-масса выдавливается через щель, формуется в ленту определенной толщины и охлаждается, когда лента проходит между холодильниками. Лента проходит между несколькими парами транспортирующих валиков, а затем разрезается на листы. Кроме этого обычного способа производства листового стекла применяться другой способ вытягивания стекла безлодочный, при котором получается стекло более высокого качества.

Стекло  обладает следующими свойствами: предел прочности при изгибе обычного (отожженного) стекла не менее 450 кг/см², полузакаленного — не менее 1000 кгсм², закаленного стекла «сталинит»—2500 кг/см²; твердость (по шкале твердости) — 5 и выше; объемный вес — 2500 кг/м³; при нагревании стекло размягчается. 

4. Какие разновидности гипсовых вяжущих веществ  применяют в строительстве  и каковы их особенности

   Гипсовые  вяжущие  – воздушные  вяжущие, получаемые  термической обработкой  (при температуре  150 – 200ºС) гипсового  сырья.

   Исходным  гипсовым сырьем служит природный гипсовый камень, который  состоит из двуводного сульфата  кальция и различных механических примесей (глины, песка). При нагревании выше 150ºС гипсовый камень разлагается и теряет часть химически связанной с ним  воды, превращаясь в полуводный гипс. Твердеет гипс за счет обратного присоединения воды к полуводному гипсу.

   Характерные свойства гипсовых вяжущих – быстрое  схватывание и твердение. В зависимости от сроков схватывания гипсовые вяжущие делят на три группы:

    - А – быстросхватывающиеся (начало схватывания  не ранее 2 мин., конец не позднее 15 мин.);

- Б – нормальносхватывающиеся (начало схватывания не ранее 6  мин., конец не позднее 30 мин.);

- В – медленносхватывающиеся (начало схватывания не ранее 20 мин., ко- нец схватывания не нормируется).

Замедляют схватывание гипсовых вяжущих добавкой в гипсовое тесто растворов столярного клея,  сульфатно-спиртовой барды (ССБ) и других органических клееподобных веществ.