Строительные материалы
МИНОБРНАУКИ
Федеральное
государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального
обучения
«Чувашский
государственный университет имени И. Н. Ульянова»
Строительный
факультет
Контрольная работа по дисциплине
«Строительное материаловедение»
Работу
выполнил
Кузьмин Д.Л.
Чебоксары
2012г.
Часть 1. Вариант 3
Задача 1. Определить коэффициент размягчения плотного
известняка, если прочность его образца куба в сухом состоянии 122 МПа, а в
насыщенном водой состоянии ― 106МПа. Сделайте вывод о
водостойкости данного материала.
Решение:
) Найдем коэффициент размягчения:
(1)
где
Rнас - предел прочности материала в насыщенном водой состоянии, МПа;сух -
предел прочности сухого материала, МПа
кгс/см2
Коэффициент
размягчения = 0,86 кгс/см2, для разных материалов он может принимать значение
от 0 (необожженные керамические материалы) до 1 (стекло, сталь, битум), чем ближе
к 1, тем материал более водостойкий. Принято, что материалы с коэффициентом
размягчения более и равным 0,8 относятся к водостойким, отсюда можно сделать
вывод: Материал является водостойким и его можно применять в строительстве
объектов в местах с большой влажностью, а также сооружений непосредственно в
воде. Данный материал будет сохранять свои свойства и прочность при придельном
водонасыщении.
Задача 2. Рассчитать расход древесных опилок (по массе), необходимый для
изготовления 80000 шт. пористых кирпичей со средней плотностью 1340 кг/мЗ.
Средняя плотность керамического кирпича из той же глины равна 1670 кг/мЗ.
Средняя плотность древесины, из которой получены опилки, 480 кг/мЗ.
Решение:
. Найдем объем 1-го кирпича (перемножив его размеры):
. Массовые доли опилок и глины в одном пористом кирпиче можно рассчитать
из системы формул:
ρг * Vг + ρо * Vо= ρк * Vк (2)г
+ Vо= Vк
подставив известные значения, получим:
* Vг + 480 * Vо= 1340 * 0,00195 = 2,613г + Vо= 0,00195
Решаем систему:г = 0,00195 - Vо
* (0,00195 - Vо ) + 480 * Vо = 2,613
,2565 - 1670* Vо+ 480 * Vо = 2,613
,2565 - 1190* Vо = 2,613
* Vо = 0,6435
Vо =
0,00054 м3
. Масса опилок на один кирпич будет равна:
mо= ρо * Vо (3)
mо=
480 * 0,00054 = 0,2592 кг.
. Для изготовления 40000 кирпичей, потребуется:
,2592 * 80000 = 20736 кг. опилок.
Ответ: Для изготовления 80000 кирпичей, потребуется 20736 кг. опилок.
Вопросы
. В чем различие между истинной и средней плотностью материала
Плотностью называется масса единицы объема материала.
Чтобы вычислить плотность r (кг/м3), надо знать массу материала m (кг) и его
объем V (м3).
=m/V
Средней плотностью материала называют плотность, когда
при расчете берется его полный объем, включая поры и пустоты.
Средняя плотность камней не нормируется, но
определяется и указывается в паспорте.
Истинной плотностью называют плотность того вещества,
из которого состоит материал. При расчете объем материала вычисляют без пор и
пустот. Истинная плотность каждого вещества - постоянная характеристика,
которая не может быть изменена, как средняя плотность материала, без изменения
его химического состава или молекулярной структуры. В этом и заключается
существенное отличие истинной плотности от средней. Для расчета истинной
плотности материала его нужно получить в абсолютно плотном состоянии (без пор).
. Что такое прочность материала? Как ее определяют? Привести значение
предела прочности при сжатии для известняков, гранита, бетона, кирпича и стали
Про́чность (в физике
<#"668305.files/image003.gif">
Рисунок - Конус СтройЦНИИЛа
Показателем качества раствора является степень его расслаиваемости или
его водоудерживающая способность. Один из способов быстрого определения степени
расслаиваемости предложен В. Н. Новиковым. По нему определяют устойчивость
раствора в течение 30 мин с помощью того же конуса СтройЦНИИЛа. Раствор
помещают в сосуд высотой около 30 см и диаметром не менее 15 см и сразу
определяют величину погружения конуса. Через 30 мин снимают верхний слой
раствора толщиной около 20 см и снова определяют величину погружения конуса на
оставшейся части раствора. Нерасслаивающиеся растворы будут характеризоваться
разностью показателей погружения, близкой к нулю; разность погружения конуса в
растворы средней расслаиваемости составляет до 2 см, а в сильнорасслаивающиеся
растворы - более 2 см.
Можно рекомендовать и другой способ. Приготовленный раствор помещают в
стеклянный лабораторный цилиндр (в крайнем случае можно использовать для этого
стеклянные банки с широким горлом) и выдерживают 5-10 мин. Если смесь
составлена плохо, то на поверхности раствора образуется жидкость. Через 1 ч
отстаивания в некачественных смесях объем жидкости составит 1/3-1/4 сосуда, так
как в качественных смесях через такое же время жидкость на поверхности только
начнет образовываться.
Качество растворов можно оценивать и по другим признакам: правильно
приготовленный раствор хорошо укладывается тонким слоем; после транспортировки
он не требует дополнительного перемешивания; сцепление кирпича с раствором
должно происходить по всей поверхности; наличие «чистых» мест на кирпиче
указывает на недостаточную подвижность раствора и способность к расслоению.
Водоудерживающую способность раствора можно определить по скорости потери воды
при нанесении его на кирпичную поверхность - хороший раствор отдает воду через
20-30 мин, а плохой - раньше.
Качество штукатурных растворов определяют часто по степени их прилипания
к кирпичу. Для этого вокруг кирпича, насыщенного водой в течение 5-7 мин и
уложенного плашмя на горизонтальную поверхность, устанавливают рамку из любого
материала (чаще всего из дерева или стали), причем так, чтобы верх ее был выше
верха кирпича на 1-2 см, т.е. на слой штукатурки. Рамку заполняют раствором с
25-кратным штыкованием. Избыток раствора срезают, рамку снимают, а кирпич с
раствором поворачивают на 90°, т.е. ставят на тычок. В таком положении кирпич
выдерживают 5 мин, если после этого раствор не сползет, то кирпич поворачивают
на 180°, ставят на противоположный тычок и снова выдерживают 5 мин. Признак
хорошего качества раствора - отсутствие сползания раствора [3].
. Что представляют собой древесноволокнистые плиты, каковы их свойства и
области применения
Древесноволокнистые
плиты или ДВП <http://tarprom.ru> представляют собой листовой материал,
полученный в результате прессования древесных волокон. В среднем толщина такого
листа может составлять от 3 до 8 мм, а размеры достигать 1,2-3,6 м по длине и 1,0-1,8
м по ширине. Сегодня этот материал широко применяется в строительстве,
мебельном производстве, автомобилестроении и других отраслях промышленности.
В
качестве исходного сырья для получения ДВП используются в основном отходы
деревообработки и лесопиления, которые подвергаются расщеплению и превращению в
волокнистую массу. С этой целью наиболее часто применяются следующие три
метода:
· механический. Это самый простой метод, заключающийся в
обычном разломе и измельчении сырья на дефибрерах;
· термо-механический. Здесь переработка сырья производится с
помощью рафинеров и дефибраторов;
· химико-механический. Он предполагает получение волокнистой
массы лишь после предварительной варки сырья в щелочных и специально
приготовленных химических растворах.
Для придания повышенной плотности, водостойкости и прочности в полученную
массу вводят различные осадители, специальные растворы и эмульсии смоляного,
парафинового либо масляного характера. В качестве осадителя чаще всего
применяют сернокислый алюминий.
После проведения всех вышеописанных процедур волокнистая масса идёт на
отливочные машины, где в процессе отливки материала влажность волокнистой массы
достигает более 70%. Далее листы подвергаются прессованию при температуре
135-1800 С и последующему увлажнению до 5-7%. Следует заметить, что прессовке
подвергаются только твёрдые листы ДВП. Если производятся ДВП, которые
предназначаются для изоляционных целей, то вместо прессовки листы проходят
сушку в специально предназначенных для этих целей сушильных камерах, где
поддерживается пониженный процент влажности.
Для производства ДВП можно воспользоваться двумя способами: сухим и
мокрым. Их разница состоит в составе волокнистой массы. При сухом способе в
состав вводится 4-8 % синтетической смолы, поэтому перед началом формования
волокнистой массе требуется ещё дополнительная подсушка. Поэтому при
производстве ДВП мокрый способ применяется значительно чаще.
Современное производство ДВП отличается внедрением различных новых
технологий, которые позволяют значительно улучшить эксплуатационные
характеристики производимого материала. Например:
· пропитка пектолом, которая способна повысить прочность более
чем на 25%.
· пропитка различными специальными жидкостями повышающими
огнеупорность ДВП.
· проведение обработки органическими красителями, что придаёт
листам ДВП эстетичный внешний вид.
. Охарактеризовать следующие рулонные гидроизоляционные материалы:
рубероид, пергамин
Рубероид - кровельный рулонный материал для гидроизоляции. Подкладочный
рубероид также как и пергамин играет важную роль в устройстве нижнего
кровельного покрытия, однако, обладает большей толщиной и прочностью на разрыв.
Рубероид имеет многослойное покрытие с наружным слоем, устойчивым к атмосферным
воздействиям. Это позволяет использовать его в качестве самостоятельной кровли
в течение длительного времени. Устойчивость к атмосферным воздействиям и
УФ-излучению рубероидов со слюдяным или песочным покрытием достаточно высокая.
При маркировке различных типов рубероида, который производится в
соответствии с ГОСТ 10923-93 по строгому техническому регламенту, изготовители
материала используют специальные буквенные обозначения. Набор буквенных
символов позволяет даже неискушенному потребителю узнать основные параметры
рубероида. Первая буква в артикуле "Р" означает наименование
материала - рубероид. Вторая буква указывает на вид применения "К" -
кровельный, а "П" - подкладочный.
Третья буква обозначает вид посыпки рубероида. "К",
"П", "М" и "Ч" обозначает крупнозернистую,
пылевидную, мелкозернистую или чешуйчатую посыпку соответственно. Плотность
картонной основы по ГОСТ измеряется в г/м2 и через дефис проставляется в
артикуле цифрами 300, 330, 350 или 400.
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. Используется внахлест 100 мм,
либо склевается скотчем, мастикой, липкой лентой.
Изол - безосновный рулонный гидроизоляционный материал, получаемый из
резинобитумного вяжущего с технологическими добавками и предназначенный для
гидроизоляции строительных конструкций, мостов и тоннелей, а также для защиты
наружной поверхности стальных труб тепловых сетей при температуре до 140 °С.
6. Какова роль связующих в красочных составах
Связующие вещества предназначены для создания основы и пленкообразования
лакокрасочных покрытий. В качестве связующих веществ в красочных составах
используют: полимеры - в полимерных красках, лаках, эмалях; каучуки - в
каучуковых красках; производные целлюлозы - в нитролаках; олифы - в масляных
красках; клеи животный и казеиновый - в клеевых красках; неорганические вяжущие
вещества - в цементных, известковых и силикатных красках. Связующее вещество
является основным компонентом красочного состава, оно определяет консистенцию
краски, прочность, твердость, атмосферостойкость и долговечность покрытия.
Связующее выбирают с учетом адгезионных свойств с основанием после отверждения.
Защитные свойства и долговечность лакокрасочного покрытия к бетону, металлу или
другому материалу зависят не только от вида связующего, но и от пигмента,
например алюминиевый пигмент замедляет коррозию стали, тогда как сажа его
ускоряет.
Список литературы
1. Байер В.Е.
Архитектурное материаловедение/ Байер В.Е. Учебник для ВУЗов. - М.:
«Архитектура- С», 2005 г.
. И.А. Рыбьев
«Строительные материаловедение»