Предмет: технологія

Клас: 2А

Програма: "Початкова школа XXI ст." автор Лутцева Є.А.

Тема. Різні матеріали – різні властивості

Дидактична мета: створити умови для вивчення властивостей різних матеріалів, що оточують людину,

Завдання:

особистісні

• виховувати любов та дбайливе ставлення до природи

  сприяти становленню досвіду спільної творчої діяльності учнів

метапредметні

• розвивати дослідницькі вміння та навички, вміння працювати в парах; творче мислення учнів

предметні

з'ясувати дослідним шляхом, які властивості мають відомі учні матеріали: папір, тканина, деревина, метал;

Засоби навчання:

мультимедійний проектор, презентація до уроку

Лутцева.Е.А. Технологія 2 клас. Підручник. - М., Вентана-Граф, 2008

Лутцева.Е.А. Робочий зошит "Вчимося майстерності"-М., Вентана-Граф, 2008

зразки матеріалів: шматочки паперу, тканини; металеві пластини. дерева

пластикові стаканчики з водою

Методи навчання: дослідницький

Форми організації пізнавальної діяльності:

фронтальна;

групова;

індивідуальна.

Етап

Діяльність вчителя

Діяльність учнів

УУД

Самовизначення до діяльності

На минулому уроці ми виготовляли ляльку з різних матеріалів. Скажіть, чи змогли б ви грати з лялькою-іграшкою, яка зроблена зі снігу? шоколаду? Чому?

Що нам не підійшло у цих матеріалах?

Скажіть, чому залежить вибір матеріалу для виробу?

Сьогодні на уроці ми проведемо дослідження та дізнаємося, що треба знати про матеріали, щоб не помилитися у виборі. Працюватимемо у групах (5+5+4)

Діти відповідають, що лялька зі снігу розтане в теплі, з шоколаду забруднює руки, також може деформуватися.

Чи можна зробити цвях з льоду? Ні

Човен із цукру? Ні

Діти висловлюють припущення, припущення.

Особистісні:

Самовизначення (мотивація вчення);

регулятивні:

цілепокладання; комунікативні:планування навчального співробітництва з учителем та однолітками

Актуалізація знань

слайд №2

слайд №3

слайд №4

Фронтальна робота пропонується відповісти на запитання:

Що називають матеріалом?

Що називають виробом?

Правильність відповіді можна перевірити, перейшовши за посиланням на слайд №3

робота з підручником Прочитайте текст на с 21 та дайте відповідь на запитання

Чи нескінченні природні запаси?

Матеріал – це те, з чого щось роблять

Виріб - це творіння рук людини

Діти читають текст на сторінці 21

Висловлювання дітей про дбайливе ставлення до природних запасів

комунікативні:планування навчального співробітництва з учителем та однолітками;

пізнавальні:логічні - аналіз об'єктів з метою виділення ознак,

смислове читання.

Постановка навчальної діяльності

слайд №5

слайди №6, 7,8

слайд №9

У вас на столі такі самі зображення різних предметів. Розгляньте зображення предметів. На які групи їх можна поділити? Чому? Обговоріть у парах. Заслуховуються відповіді дітей.

Перевірте правильність ваших дій. Назвіть, які вироби зроблені з того самого матеріалу?

Поясніть, чому саме ці матеріали використані для цих виробів. Які особливості? Від чого залежить вибір матеріалу для виробу?

Діти виконують практичну роботу з розбиття предметів на групи:

З дерева: стілець, книги, дошка, зошит, дерев'яні ворота, комод

Із тканини: штори, майка, шорти.

З металу: столові прилади, свердла, металеві ворота.

Одяг має облягати, зігрівати, вбирати.

Вироби із металу міцні.

Діти висловлюють припущення, що треба знати якісь особливості, характеристики матеріалів.

пізнавальні:логічні - аналіз об'єктів з метою виділення ознак та класифікації; комунікативні:

ініціативне співробітництво у пошуку розв'язання задачі;

пізнавальні:загальнонавчальні-самостійне виділення – формулювання пізнавальної мети; логічні -формулювання проблеми, для чого будемо досліджувати

Побудова виходу із скрути

слайд №10.

слайд №11

слайд №14

слайд №15

Давайте виявимо допитливість і докладніше вивчимо ці матеріали

Проводимо дослідження. Робота у групах.

1. Покладіть зразки різних матеріалів: паперу, тканини, дерева, металу. Уважно розгляньте їх. Розкажіть, що ви бачите.

Візьміть кожен матеріал до рук, пам'ятайте, зігніть. постукайте. Що ви відчуваєте?

Те, що ви бачите та відчуваєте, – це властивості матеріалів.

Для того, щоб зрозуміти особливості (властивості) матеріалів, ми проведемо їхнє практичне дослідження, тобто докладно вивчимо.

2. Практичне дослідження властивостей різних матеріалів. Проведіть дослідження властивостей матеріалів. Все необхідне дослідження знаходиться на ваших столах. Результати дослідження занесіть до таблиці.

Перевірте правильність роботи за зразком. Чи збігаються ваші відповіді зі зразком. Якщо ні, то обговоримо.

Завдання: Проведи дослідження стор.22

1. Придбання та інтеграція знань - 4

2. Співпраця – 4

3. Комунікація – 2

4. Вирішення проблем - 3

5. Використання ІКТ – 1

6. Самоорганізація та саморегуляція - 2

Промовлення в усному мовленні:

Властивості матеріалу – це те, що бачиш, відчуваєш.

Діти проводять дослідження із матеріалами. Навчальне завдання на стор. 22 підручника та заповнюють таблицю

Самоперевірка на зразок.

регулятивні:планування, прогнозування; пізнавальні:

аналіз об'єктів з метою виділення ознак, знаково-символічна дія (робота з таблицею)

комунікативні-ініціативна співпраця у пошуку та виборі інформації,

планувати діяльність та розподіляти обов'язки;

регулятивні:контроль, оцінка, корекція;

виконувати навчальне завдання з самою і взаємоперевіркою;

пізнавальні:загальнонавчальні -вміння структурувати знання, комунікативні:управління поведінкою партнера - контроль, корекція, оцінка дій партнера, вміння

адекватно взаємодіяти у рамках навчального діалогу;

- представляти результат діяльності групи.

Первинне закріплення

Прочитайте запитання на сторінці 22

Проаналізуйте таблицю:

Чи бувають схожі властивості у різних матеріалів?

Назвіть однакові властивості різних матеріалів. Який матеріал еластичний? А який матеріал із цією властивістю ви знаєте?

Як знання властивостей різних матеріалів допомагає кожному майстру у роботі?

Діти працюють за таблицею.

Так, бувають.

Змінюються при деформації: папір, тканина

Чи не рветься: деревина, метал.

Чи не деформується: деревина, метал.

Тканина гума.

регулятивні:контроль, оцінка, корекція; пізнавальні:вміння усвідомлено та довільно будувати мовленнєвий вислів, рефлексія способів та умов дії; комунікативні:вміння висловлювати свої думки

Засвоєння нових знань

Творче завдання групи

Вам надані матеріали. Завдання уявити, що з них може вийти? Думай, звіряй з таблицею, як можна використовувати властивості матеріалу.

Доведіть, правильність вибору матеріалу.

Робота у групах. Діти заповнюють картками.

Папір –

Деревина –

Метал –

Тканина -

регулятивні:контроль, корекція, виділення та усвідомлення того, що вже засвоєно і що ще підлягає засвоєнню, усвідомлення якості та рівня засвоєння;

особистісні:самовизначення

Комунікативні:вміння з достатньою повнотою та точністю висловлювати свої думки

Рефлексія діяльності

Діти, тепер ви можете відповісти на запитання: чи бувають схожі властивості у різних, зовні не схожих матеріалів?

Що нового ви дізналися? Чому навчилися? Де в житті вам знадобляться ці знання?

Кому було важко? Хто сам упорався з труднощами? Кому допомогли товариші?

Оціни свою особисту роботу у групі та роботу всієї групи.

Вислови думку про урок

Продовжи пропозиції: я не знав…., я дізнався…., я не вмів…., я навчився….

Відповіді дітей.

Комунікативні:вміння з достатньою повнотою та точністю висловлювати свої думки; пізнавальні:рефлексія; особистісні:смислоутворення

Додаток. Таблиці.

Властивості матеріалів

Що досліджую

папір

деревина

тканина

метал

гладка

шорстка

шорстка

гладка

пухка

щільна

пухка

щільний

так

ні

так

ні

Чи тягнеться (еластичність)

ні

ні

так

ні

так

ні

так

ні

так

Так, але не тоне

так

Ні, тоне

так

ні

так

ні

Властивості матеріалів

Що досліджую

папір

деревина

тканина

метал

Яка поверхня (гладка, шорстка)

Яка щільність (щільний, пухкий)

Чи змінюється при зминанні (деформація)

Чи тягнеться (еластичність)

Яка прозорість (просвічує чи ні)

Яке ставлення до вологи (промокає чи ні)

Яка міцність (рветься чи ні)

Відділ народної освіти МОГО «Інта»

Дослідницька діяльність як спосіб пізнання

властивостей та якостей матеріалів.

З досвіду роботи Степанової О. В.

вихователя МБДОУ №25 «Райдуга»

м. Інта 2015 рік

1. Введення

2. Організація експериментальної діяльності з ознайомлення з матеріалами та властивостями предметів.

3. Форми організації експериментальної діяльності.

4. Організація предметно - розвиваючого середовища розвитку пошуково-пізнавальної діяльності.

5. Дотримання правил безпеки під час організації експериментальної діяльності з дітьми дошкільного віку.

6. Робота з батьками

7. Програми

Вступ

Пізнавальна діяльність - це специфічна людська форма ставлення до навколишнього світу, змістом якої є взаємодія суб'єкта з об'єктом, побудована таким чином, що цей процес відображається та відтворюється у мисленні. Результатом такої діяльності є нові знання про світ.

На роль органів чуття у розвитку пізнавальної діяльності свого часу вказував І.М.Сєченов, який називав їх дуже образно «щупальцями» або «інформаторами мозку». І справді, все пізнання людиною навколишнього відбувається за участю органів чуття.

Дитина народжується вже з готовими до функціонування органами почуттів (він бачить, чує, відчуває дотик, запах і багато іншого), проте на момент народження діяльність цих органів ще вкрай недосконала, та його розвиток, як і взагалі весь розвиток дитини, потребує певних умов. Тому при вихованні дітей необхідно приділяти велику увагу правильному розвитку зорових та слухових реакцій.

Діти у процесі своєї діяльності – у грі, у заняттях – повинні чуттєвим чином пізнавати властивості предметів (колір, форму, тяжкості), отримувати первинні уявлення про величину, простір, число і т.д., а для цього мають бути створені сприятливі умови. Збагачення чуттєвого досвіду дитини є важливим завданням виховання.

Результати сучасних психологічних та педагогічних досліджень (Ю. К. Бабанський, Л. А. Венгер, Н. А. Ветлугіна, Н. Н. Піддяков, І. Д. Звєрєв, В. В. Запорожець та ін.) показують, що можливості розумового розвитку дітей дошкільного віку значно вище, ніж передбачалося раніше. Так, виявилося, що діти можуть пізнавати як зовнішні, наочні властивості оточуючих предметів і явищ, а й їхні внутрішні зв'язку та відносини. У період дошкільного дитинства формуються здібності до початкових форм узагальнення, умовиводи, абстракції. Проте таке пізнання здійснюється дітьми над понятійної, а переважно у наочно-образной формі, у процесі з пізнаваними предметами, об'єктами. У ході експериментально-пізнавальної діяльності створюються такі ситуації, які дитина дозволяє за допомогою проведення досвіду і, аналізуючи, робить висновок, висновок, самостійно опановуючи уявленням про той чи інший фізичний закон, явище.

Професор Академії творчої педагогіки РАТ Н. Н. Підд'яков, проаналізувавши та узагальнивши свій багатий досвід дослідницької роботи в системі дошкільної освіти, дійшов висновку, що у дитячому віці провідним видом діяльності є експериментування. Чим молодша дитина, тим більше вона експериментує. Ще Л. С. Виготський говорив, що діяльність дитини раннього вікуможна віднести до експериментування.

Однак ця ідея не всіма прийнята, надто стійким було уявлення, що провідним видом діяльності дошкільнят є гра. Тим часом, енциклопедичний словник дає таке визначення: «Гра – вид непродуктивної діяльності, мотив якої не у її результатах, а самому процесі». В побуті грою вважають будь-яку справу, яка є антиподом поняття «робота»: робота – це те, що корисно, а гра – те, що не серйозно. Саме через такі спрощені уявлення активність малюка здається грою.

Природа забезпечує своїх дітей численними пристосуваннями, що дозволяють вижити з перших хвилин після народження. Їх можна розділити на дві групи: рефлекси та інстинкти. У тварин кількість інстинктів досить велика: це пошук та добування їжі, збереження життя, пошук статевого партнера, продовження роду, порятунок від ворогів, добові та сезонні міграції, спілкування з представниками свого та чужого видів та ін.

Людина, на відміну тварин, при народженні інстинктів немає. Як мінімум, до семи років він не здатний шукати і добувати собі їжу, у нього немає такого найважливішого інстинкту, як збереження життя. Є страх загибелі, але це емоції, а чи не інстинкт. Готові складні поведінкові форми порятунку життя різних ситуаціях в людини теж відсутні. Цьому він вчиться поступово, запам'ятовуючи, як і чому обпалюється, падає, забиться, колеться, ріжеться. Людина має або рефлекси (відсмикування руки, шарахання від джерела небезпеки), або усвідомлені реакції (вистрибування, втікання, гасіння пожежі), які формуються на пізніших етапах онтогенезу як результат життєвого досвіду.

Людське дитинча більш безпорадне, ніж дитинча тварини, і залишається таким набагато довше, ніж його «молодші брати». Природа на стадії створення людини зробила дві великі інновації:

Створила величезний банк пам'яті у вигляді людського мозку – рівного якому за ємністю немає в жодного живого організму,

Вклала в людину потребу завантажувати цей банк базою даних, причому завантажувати самостійно, а не ззовні, як комп'ютер.

Таким чином, Природа забезпечила дитину одним єдиним інстинктом накопичення різноманітних відомостей про світ, передавши на багато років всі інші функції дорослим.

Діти реакція на новизну виражена сильніше, ніж їжу. Специфічне мислення дітей, що базується на обстеженні об'єктів, названо ручним. Цим терміном користувалися І. П. Павлов та Л. С. Виготський. Пізніше він був замінений терміном дієве мислення.

І так, володіючи ручним мисленням, дитина, дитина маніпулює предметами, знайомиться з їх властивостями та отриманими відомостями заповнює поки що майже порожній банк пам'яті.

На наповнення банку пам'яті природа відвела 20-25 років – більше, ніж тривалість життя у більшості тварин.

Експериментування як вид діяльності у дитини поділяється на кілька етапів:

1 етап: Заповнення основи основними відомостями про світ – вивчення і запам'ятовування якостей всіх об'єктів, без будь-якої вибірковості, без розподілу їх у необхідні і марні. У пам'ять завантажуються мова (мовні значення), відомості про зовнішній вигляд та властивості об'єктів навколишнього світу. В цей час людині треба запам'ятати, як виглядає кожен об'єкт, як він звучить, який має смак і запах, які створює тактильні та м'язові відчуття, в яких випадках зустрічається і на що перетворюється при різних впливах. Триває цей період приблизно до трьох років

2 етап: Встановлення причинно-наслідкових зв'язків, що існують між об'єктами та явищами. Потреба експериментуванні стає потужнішою, власні дії – масштабнішими. До мислення моделювання діти поки не здатні, тому передбачати наслідки своїх дій не можуть. У цьому віці діти ще не можуть оперувати знаннями у вербальній формі без опори на наочність, тому вони прагнуть встановити всі зв'язки самостійно. Тривалість цього періоду приблизно від 3 до 5 років.

3 етап: Усвідомлене експериментування як засіб пізнання світу. Почавшись з п'ятирічного віку, цей період триває все життя. В цей час з'являються нові способи пізнання:

Здобуття знань у вербальній формі від іншої людини,

Встановлення закономірностей шляхом самостійних логічних міркувань.

Як довів Н. Н. Підд'яков, позбавлення можливості експериментувати, постійні обмеження самостійної діяльності в ранньому та дошкільному віці призводять до серйозних психічних порушень, які зберігаються на все життя, негативно позначаються на розвитку та саморозвитку дитини, на здатності навчатися надалі. Саме експериментування є провідним видом діяльності маленьких дітей.

Однак довгий час це не враховувалося системою дошкільної освіти, а самостійні ініціативи дітей розцінювалися як порушення дисципліни, оскільки не піддані контролю, вони насправді загрожують негативними наслідками.

Вихід із цього становища щодо одного – у широкому впровадженні методу організованого і контрольованого дитячого експериментування – вдома й у дитсадку, індивідуального і колективного переважають у всіх видах діяльності.

В освітньому процесі дошкільного закладуНавчальне експериментування є тим методом навчання, який дозволяє дитині моделювати у своїй свідомості картину світу, засновану на власних спостереженнях, дослідах, встановленні взаємозалежностей, закономірностей і т. д. Експериментальна робота викликає у дитини інтерес до дослідження природи, розвиває розумові операції , класифікацію, узагальнення та ін.), Стимулює пізнавальну активність і допитливість дитини, активізує сприйняття навчального матеріалу по ознайомленню з природними явищами, з основами математичних знань, з етичними правилами життя в суспільстві тощо.

Вже у молодшому дошкільному віці, пізнаючи навколишній світ, дитина прагнути як розглянути предмет, а й доторкнутися його руками, мовою, понюхати, постукати ним тощо. отримані дієвим шляхом результати, зіставити їх, класифікувати та зробити висновки про ціннісну значущість фізичних явищ для людини та самої себе.

Цінність реального експерименту на відміну уявного, у тому, що наочно виявляються приховані від безпосереднього спостереження боку об'єкта чи явища реальності; розвиваються здібності дитини до визначення проблеми та самостійного вибору шляхів її вирішення; створюється суб'єктивно новий продукт. Експериментування як спеціально організована діяльність сприяє становленню цілісної картини світу дитини дошкільного віку та основ культурного пізнання ним навколишнього світу. Простежування та аналіз особливостей «поведінки» предметів у спеціально створених умовах та складають завдання експериментальної діяльності. Для позначення подібної форми діяльності стосовно дітей використовується введене Н. Н. Поддьяковим поняття «дитяче експериментування». Таке експериментування є провідним функціональним механізмом творчості дитини.

Предметний світ, оточуючі дитини речі та іграшки мають особливе значення у розвитку дошкільнят. Саме в предметній діяльності виникає пізнавальна активність, складаються перші емоційні уподобання. Завдання педагога – допомогти дитині увійти у предметний світ, виховати ціннісне ставлення до предметного світу.

Дослідження з дошкільної педагогіки (В. І. Логінова, Г. Н. Бавикіна, Н. А. Мішаріна та ін) показали, що педагогічною умовою виховання у дошкільнят ціннісного ставлення до предметного світу є системний характер уявлень про предмет.

Основними компонентами, що забезпечують системний характер уявлень дошкільника про предмет є:

Будова предмета;

Будова та призначення частин предмета;

Матеріал (якості та властивості).

Предмети виготовлені з різних матеріалів. Кожен матеріал, чи то тканина чи папір, пісок, глина, пластмаса, метал, дерево, має свої властивості та якості. Матеріал може бути твердим, м'яким, гладким, холодним, гнучким, прозорим, тендітним, міцним… Чому з цього матеріалу зроблено предмет, чи він може бути зроблений з іншого матеріалу? Комплекс видових ознак – призначення предмета, його будову та матеріал – допомагає дитині оперувати видовими поняттями.

При знайомстві з різними матеріалами існує велике поле для організації експериментальної діяльності дошкільника. Відповідно до програми «Дитинство» дитина знайомиться з різними матеріалами та їх властивостями: тканина, папір, картон, залізо, скло, пластмаса, дерево, глина, пісок та інші. Як правило, матеріал, з якого зроблено предмет, має цілий рядознак. Він може бути легким, прозорим блискучим, тендітним, гладким. Тому важливо навчити дитину виокремлювати кожну якість чи властивість із комплексу властивостей та якостей предмета.

Організація експериментальної діяльності з ознайомлення з матеріалами та властивостями предметів.

Як і будь-яка діяльність, експериментування складається із структурних елементів, таких як мета, ідеал, передбачення способів його досягнення, контроль процесу діяльності, що включає взаємодію інтелектуальних, вольових та емоційних проявів особистості. Кожен з цих елементів є необхідним і цілісним компонентом експериментального процесу, що постійно проникає в інші. У зв'язку з цим, можна зробити висновок, що експериментування стимулює інтелектуальну активність і допитливість дитини.

Розвиток здатності дітей експериментувати є певну систему, до якої включені демонстраційні досліди, здійснювані педагогом у спеціально організованих видах діяльності, спостереження, лабораторні роботи, виконувані дітьми самостійно у просторово-предметному середовищі групи. Кожне фундаментальне природничо-наукове поняття, з яким ми маємо на увазі знайомити дітей, експериментально обґрунтовується і прояснюється для дитини в процесі спостережень, уявного та реального експериментування. У процесі експериментування дитині необхідно відповісти не тільки на питання, як я це роблю, але й на питання, чому я це роблю саме так, а не інакше, навіщо я це роблю, що хочу дізнатися, що отримати в результаті.

Мета експериментально-дослідницької діяльності у процесі ознайомлення з матеріалами та властивостями:

Допомогти дитині освоїти видові поняття з урахуванням виділення основних ознак.

Завдання:

1. Формувати в дітей віком дошкільного віку систему видових понять.

2. Розвивати свій пізнавальний досвід в узагальненому вигляді за допомогою наочних засобів (еталонів, символів, умовних заступників, моделей).

3. Розширювати перспективи розвитку пошуково-пізнавальної діяльності дітей шляхом включення їх у розумові, моделюючі та перетворюючі дії.

4. Підтримувати в дітей віком ініціативу, кмітливість, допитливість, критичність, самостійність.

5. Розвивати емоційно-ціннісне ставлення до навколишнього світу.

6. Розвивати увагу, зорову та слухову чутливість.

7. Розширювати словниковий запас та збагачувати мовленнєве спілкування на основі культурних норм.

Зміст експериментально-дослідної роботи з дітьми:

1. Створення умов для розвитку у дітей інтересу до явищ та властивостей навколишніх предметів;

2. Знайомство з різними властивостями речовин (колір, твердість, м'якість, прозорість, міцність, пружність та ін.)

3. Заохочення пізнавальної активностіта самостійності дітей.

4. Організація спостережень за властивостями предметів, близьких до досвіду дітей.

5. Розвиток допитливості та підтримка ініціативи дітей.

Створення умов для експериментальної діяльності дітей представляється як завдання певної програми дій дитини щодо пошуку способів досягнення цілі. При цьому постановка проблеми та спосіб вирішення проблеми пропонується дитиною та включає прогнози, оцінки та послідовність дій. Пізнавальна діяльність, приймаючи експериментально - дослідницький характер, пропонує створення певних алгоритмів, що є для дітей орієнтирами для корекції своєї діяльності.

Для експериментально-дослідницької діяльності у процесі ознайомлення з властивостями матеріалів пропонуємо експериментальні карти, до яких заносяться результати експериментів. Ці карти допоможуть дитині повніше пізнати матеріал.

Карти пропонуються 3 видів:

1. Карти для дітей молодшого дошкільного віку – цілеспрямоване знайомство з матеріалом на основі сенсорних обстежень (гладкість – шорсткість; твердість – м'якість; прозорість – непрозорість; промокання – утримування води; міцність – крихкість тощо)

2. Карти для дітей середнього дошкільного віку – відокремлення кожної якості або якості, відокремлення його від супутніх при зіставленні його з протилежною якістю.

3. Карти для дітей старшого дошкільного віку - детальне порівняння матеріалів на основі зіставлення відмінності та спільності.

(Дивися додаток 1)

Форми організації експериментальної діяльності.

Для експериментально-дослідницької діяльності у процесі ознайомлення з властивостями матеріалів (за програмою «Дитинство) пропонуємо такі моделі організації дитячої діяльності:

1. Для дітей молодшого дошкільного віку навчально-ігрова модель: пізнавальна діяльність набуває ігрової моделі за рахунок постановки навчальної мети в художньому образі.

Завдання: Забезпечення інтенсивного засвоєння понять, що відображають природні закономірності за допомогою спостережень, розгляду схем та створення мотивації до вчення завдяки самостійному оволодінню способами пізнавальної діяльності, розвитку емоційної та інтелектуальної рефлексії.

1. Навчання на конкретній ситуації.

2. Імітаційне моделювання.

3. Змагальність та змагання.

4. Аналіз проблеми.

5. Виявлення проблем.

6. Розкладання проблеми зокрема.

7. Оцінка рішень, пошук логічно обґрунтованого рішення.

Принципи:

Рольове самовираження.

Самостійність у подоланні проблем.

Пізнавальна діяльність набуває ігрової моделі за рахунок постановки навчальної мети в художньому образі. Тематика кожного заняття має ігрову конструкцію та ігровий сюжет. Діяльність завершується обговоренням процесу (послідовність дій, що дозволили досягти результату), ігрових та реальних взаємодій дітей та педагога, які забезпечили емоційний комфорт учасникам діяльності. Це обговорення включає складання схеми проведеного експерименту.

Методи та прийоми:

Експериментальні ігри

Дії з матеріалами

Розгляд схем до дослідів, таблиць.

Використання енциклопедичних даних.

Драматизація

2. Для дітей середнього дошкільного віку: комунікативно-діалогова модель: розвиток у дітей самостійності та активної позиції в процесі пізнання законів природи на основі включення до різноманітних за змістом діалогу та комунікації з суб'єктом та об'єктом.

Завдання: Розвиток здатності до самостійного пошуку нових знань і самовизначення в позиції і точках зору на об'єкти, що вивчаються, а також розвиток здібностей до розкодування знаків і символів, що містяться в схематичному зображенні проведених дослідів та експериментів, розвиток основ критичного та рефлексивного мислення, дискусійної культури дітей.

1. Метод обговорення.

2. Ряд комунікативних процедур.

3. Розподіл ролей.

4. Ознайомлення у комунікації із відомостями.

5. Співіснування ліній, що не збігаються.

6. Можливість критикувати.

7. Заохочування до пошуку рішення.

8. Заохочення різних підходів до одного й того самого.

9. Вирішення завдань конкретно-змістовного плану: усвідомлення протиріч, актуалізація знань, творче переосмислення.

10. Вирішення завдань організаційної взаємодії: розподіл ролей, виконання колективних завдань, узгодженість в обговоренні проблем, дотримання правил та процедур.

11. Педагог надає можливість: підготуватися до комунікації, переглянути цілі, вибирати рішення, виробляти правила, обмінюватися цілями, виявляти розбіжності, актуалізувати відомості, дати вихід почуттям, розподіляти функції, використовувати різноманітні засоби, дати час для роздумів, змінювати хід комунікації, уточнювати, спонукати.

Принципи:

"Діалог культур"; самоорганізації; упорядкування.

Педагог на початку заняття надає дітям інформацію, діти самостійно домовляються, як, використовуючи запропоновані педагогом карти експериментальної діяльності отримати результат. Вибираючи різні варіанти, вони разом із педагогом визначають проблему, обговорюють її, аналізують позитивні чи негативні результати. Діти самостійно здійснюють пошук оптимального вирішення проблеми, роблять висновок. Перевіряючи рішення, вступають у комунікацію з педагогом, доводячи правильність зробленого вибору, що дозволило отримати найкращий результат.

У цій моделі пізнавальної діяльності кінцевий результат не обговорюється з дітьми. Це відбувається в процесі його досягнення у формі дискусій та обміну думками про виконувані дітьми дії, які й забезпечать досягнення результату.

Методи та прийоми:

Проблемні ситуації

Метод вибору (спостереження, розмова, експеримент, опис та ін.)

Питання, що стимулюють самооцінку та самоконтроль дитини.

Організація пошуково-пізнавальної діяльності дитини передбачає наявність комунікативних компонентів, які характеризують спрямованість спілкування на отримання певних результатів, на погодження виконавчих операцій, на розділеність дій та їх інтеграцію тощо. Обмін інформацією є найважливішою характеристикою пошуково-пізнавальної діяльності, яка оцінюється за критерієм корисності – «говорити у справі», що носить регламентований характер, має по можливості виключати неоднозначну інтерпретацію інформації.

У процесі комунікацій та інформаційного обміну велике значення набуває співвідношення мови та мислення, оскільки дитина засвоює спосіб пізнання та використання культурних мовних зразків у діловому спілкуванні. Педагогу слід контролювати, наскільки аргументовано дитина висловлює свої думки у процесі комунікацій, що містять мовні зразки, оскільки навчальна діяльність передбачає перехід від спонтанної мови до аргументованості. Аргументованість ставить дитину на позицію вибору, переконструювання мовних засобів і форм, які дозволять їй досягти, з одного боку, поставленої мети, з другого боку, здійснити рефлексію власних дій.

3. Для дітей старшого дошкільного віку: експериментально-дослідницька модель – розвиток здібностей дитини на процесі дій з досліджуваними матеріалами в «лабораторних умовах» як пізнання навколишнього світу.

Завдання: Розвиток розумових процесів, розумових операцій, освоєння методів пізнання (навчальних, пошукових), причинно-наслідкових зв'язків та відносин.

1. Вводити поняття.

2. Наводити контрастні приклади.

3. Виділяти значні ознаки.

4. Типи завдань: формування понять, інтерпретація та узагальнення, використання понять.

5. Рівні знань: поняття, ідеї, факти.

6. Залучає власний досвід.

7. Організація спільної діяльності дітей.

8. Враховувати кроки-етапи: збирання даних (фактів), характеристика об'єктів, зв'язок із явищами, умови стану об'єкта, властивості, експериментування, пояснення, аналіз дослідження.

9. Від невідомого до відомого.

10. Створення нових уявлень.

Принципи:

Постановка проблеми; пошук фактів; пошук ідей; пошук рішень; пошук ознак; самостійність; альтернативність точок зору; зіткнення ідей; самостійне планування; зв'язок правила та прикладу; альтернативні інтерпретації.

Педагог визначає проблему, об'єкт, правила. Діти навчаються формулювати поняття, аналізувати проблему. Самостійно за допомогою запропонованих педагогом інструментів діти шукають різноманітні способивирішення поставленої проблеми, орієнтуючись на правила.

Постановку проблеми або її пошук здійснюють діти самостійно на основі наведеної спрощеної схеми або наочної картинки досліджуваної властивості, самостійно описують проведення досвіду, висувають гіпотетичні пропозиції про шляхи проведення експерименту, самостійно апробують засоби та способи, спрямовані на вирішення ситуації, а також самостійно застосовують отримані результати життя. Від дитини потрібно виявити здатність до аргументації необхідності прийнятого ним рішення про шляхи досягнення результату та застосування їх у життєдіяльності.

Методи та прийоми:

1. Питання педагога, які спонукають дітей до постановки проблеми.

2. Схематичне моделювання досвіду (створення схеми проведення).

3. Питання, що допомагають прояснити ситуацію та зрозуміти сенс експерименту, його зміст та природну закономірність.

4. Метод, що стимулює дітей до комунікації.

5. Метод «першої спроби» застосування результатів власної дослідницької діяльності, суть якої полягає у визначенні дитиною особистісно-цілісного сенсу вчинених нею дій.

Більше повне пізнання навколишнього доставляють людині сприйняття, що відбивають предмети та явища в сукупності їх властивостей. Чуттєве пізнання зовнішнього світу є основою та джерелом розумової діяльності та мови дітей. Під впливом мови змінюється характер сприйняттів: дитина поступово починає переходити від предметно - чуттєвого сприйняття до смислового. Змінюються і пам'яті.

Внаслідок встановлення все більш міцних зв'язків між першою і другою сигнальними системами перебудовується вся поведінка дитини: її гра, взаємини з дітьми, ставлення до оточуючого стає все більш осмисленим і взаємопов'язаним. Вже до третього року життя поступово стає засобом спілкування не тільки з дорослими, але і з дітьми.

Експериментування також як і гра є природними шляхами пізнання у віці. Дитині у віці важливо відчути у собі безпосередній вплив у собі цих об'єктів чи явищ; подивитися, послухати, доторкнутися, понюхати, спробувати на смак, поекспериментувати.

Організація предметно - розвиваючого середовища розвитку пошуково-пізнавальної діяльності.

Розвиваюче середовище є комфортною, природною, затишною обстановкою, насичена різноманітними сенсорними подразниками та ігровими матеріалами. Дитина вступає із середовищем у безпосередній контакт взаємодії, вона дає можливість «розцвісти» почуттям, рукам і духу у своїй діяльності та русі. Спеціально організована предметно – розвиваюча середовище, дає можливість активної і творчої діяльності, впливає попри всі органи почуттів, свідомість і підсвідомість. Спеціально – організоване середовище – це не лише певним чином підібраний матеріал, а й сам принцип організації предметно – просторового світу, що передбачає абсолютну безпеку та захищеність дитини: все знаходиться на своєму місці, забороняє робити те, що загрожує дитині чи заважає їй.

Для того щоб діти могли ставити досліди та експерименти, у групі має бути організоване відповідне предметно - розвиваюче середовище. Таке середовище будується на засадах, розроблених В. А. Петровським. Це:

· принцип дистанції, певної позиції при взаємодії дитини з різними матеріалами, що допомагає виявити їх властивості та якості;

· Принцип активності, самостійності, що передбачає виявлення властивостей і якостей матеріалів при взаємодії дитини з об'єктами, що знаходяться в групі;

· принцип емоціогенності, індивідуальної комфортності дозволяє дитині відчути свій внутрішній, глибинний зв'язок із природою, яка виконує функцію створення внутрішнього спокою людини, усвідомлення своєї гармонійності у світі природи.

Педагог створює умови групи для того, щоб дитина могла самостійно, в процесі експериментування здійснювати інтеграцію відомих йому способів, або конструювати нові способи, або будувати новий тип ділового партнерства з однолітками.

У групі має бути зона експериментування з набором різних матеріалів та предметів, зроблених із цих матеріалів. Інтелектуальна зона з набором дидактичних та розвиваючих ігор та енциклопедичною літературою, з набором знаків, символів, схем.

Дотримання правил безпеки під час організації експериментальної діяльності з дітьми дошкільного віку.

Природа заздалегідь «знала»: якщо в дитину вкласти інстинкт самозбереження спочатку, експериментувати вона не стане – боятиметься. До ідеї самозбереження людина приходить через свідомість. Звичайно, діти вже багаторазово стикалися з больовими відчуттями, що виникають у процесі власної діяльності, але мине ще багато років, перш ніж вони не тільки запам'ятають різноманітні неприємності, що трапилися з ними, а й почнуть подумки моделювати свої дії, передбачати їх наслідки та активно уникати тих дій. які можуть мати небажані наслідки. Тільки тоді вони почнуть дотримуватись правил безпеки. А поки що дорослі повинні оберігати дітей у різних життєвих ситуаціях. Але не можна впадати в іншу крайність: перестрахування, позбавляти дитину можливості саморозвитку.

У повсякденному житті діти найчастіше самі експериментують із різними речовинами, прагнучи дізнатися щось нове. Вони розбирають іграшки, спостерігають за предметами, що падають у воду, пробують язиком у сильний мороз металеві предмети тощо. Але небезпека такої «самодіяльності» полягає в тому, що дошкільник ще не знайомий з правилами елементарної безпеки. Експеримент спеціально організований педагогом, безпечний дитину й те водночас знайомить його з різними властивостями навколишніх предметів, із законами життя природи та необхідністю їхнього обліку у своїй життєдіяльності. Спочатку діти вчаться експериментувати у спеціально організованих видах діяльності під керівництвом педагога, потім необхідні матеріали та обладнання для проведення досвіду вносяться до просторово-предметного середовища групи для самостійного відтворення дитиною, якщо це безпечно для її здоров'я. У зв'язку з цим у дошкільній освітній установі експеримент відповідає наступним умовам:

Максимальна простота конструкції приладів та правил поводження з ними;

Безвідмовність дії приладів та однозначність одержуваних результатів;

Показ лише істотних сторін явища чи процесу;

Виразна видимість досліджуваного явища;

Можливість участі дитини на повторному показі експерименту.

Дитина має чітко знати правила безпеки під час використання інструментів та устаткування, необхідних під час проведення експерименту. (наприклад6 використання ножа, ножиць для визначення міцності матеріалу)

Робота з батьками

Часто батьки, оберігаючи свою дитину, не усвідомлюючи значущості експериментування для розвитку дітей, становлення її особистості, йдуть найпростішим шляхом: забороняють і карають. Цей підхід до навчання лежить в основі авторитарної педагогіки: дорослий завжди знає, як потрібно робити правильно, та постійно повідомляє про це дитині. Він вимагає, щоб дитина чинила тільки так, і позбавляє її права на помилку, не дозволяє їй самому відкривати істини. Завдання вихователів групи - донести до батьків, що дитяче експериментування є виразом думки: дозвольте дітям реалізувати закладену у яких програму саморозвитку, можливість задовольняти потреба пізнання ефективним і доступним їм способом – шляхом самостійного дослідження світу.

1. Загальна лекція про особливості пізнавальної діяльності у процесі ознайомлення з різними матеріалами дитини відповідного віку з рекомендаціями щодо створення розвиваючого середовища вдома.

2. Пам'ятка для кожної сім'ї з коротким резюме змісту лекції.

3. Підбір відповідного довідкового матеріалу та розміщення його в батьківському куточку.

4. Консультації з теми та індивідуальні консультації з урахуванням особливостей кожної дитини.

5. Семінар – практикум з організації дослідницької діяльності дитини вдома.

Діагностика розвитку експериментально-пізнавальної діяльності в дітей віком дошкільного віку.

Критерієм результативності дитячого експериментування не якість результату, а характеристики процесу, об'єктивуючого інтелектуальну активність, пізнавальну культуру і ціннісне ставлення до реального світу.

Для з'ясування умінь дитини необхідно провести таку діагностику:

Ціль: Виявлення умінь дитини провести дослідження властивості матеріалу на основі дослідницької карти.

Методика діагностики:

Запропонувати дослідницьку карту властивостей матеріалу (відповідно до віку) та матеріал для дослідження. Надати можливість дитині провести дослідження.

Як ти визначатимеш властивість матеріалу?

Які властивості ти визначатимеш?

Що в тебе вийшло?

Як занести отриманий результат до дослідницької карти?

Рівні розвитку:

Низький рівень: дитина не приймає мету дослідження, безпорадність у передбаченні результатів експерименту, неспроможна провести експеримент, робить висновки, не цікавиться експериментальної діяльністю, грає.

Середній рівень: дитина приймає мету дослідження, у передбаченні результатів часті помилки, що говорить про недостатність знань, самостійно проводить дослідження, висновки ґрунтуються на побаченому. Часто діти що неспроможні виділити основний ознака узагальнення. Займаються експериментальною діяльністю із задоволенням.

Високий рівень: дитина приймає мету дослідження, передбачає результат дослідження, самостійно проводить дослідницьку діяльність, робить правильні висновки. Займається експериментальною діяльністю із задоволенням. Задає багато запитань. Намагається продовжити експеримент із іншими матеріалами. Додаток 1

Експериментально-дослідницька діяльність у процесі ознайомлення з властивостями матеріалів.

Матеріал	Молодший дошкільний вік	Середній дошкільний вік	Старший дошкільний вік
	Визначення якостей матеріалу на основі сенсорного обстеження зразка (писковий папір)	1. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння паперу та картону. 2. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння паперу та дерева. 3. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння паперу та тканини. 4. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння паперу та гуми.	Визначення якостей матеріалу на основі порівняння паперу різних сортів: письмовий, альбомний, креслярський, шпалерний, вощений.
	Визначення якостей матеріалу на основі сенсорного обстеження зразка (картон для ручної праці)	1. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння картону та дерева. 2. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння картону та тканини. 3. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння картону та гуми. 4. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння картону та скла.	Визначення якостей матеріалу на основі порівняння картону різних сортів: для ручної праці, упаковки (коробки), будівельний картон.
	Визначення якостей матеріалу на основі сенсорного обстеження зразка (шматок дерева)	1. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння дерева та паперу. 2. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння дерева та картону. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння дерева та тканини. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння дерева та металу.	Визначення якостей матеріалу на основі порівняння різних поріддерево.
	Визначення якостей матеріалу на основі сенсорного обстеження зразка (металева пластина)	Визначення якостей матеріалу на основі порівняння металу та паперу. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння металу та гуми. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння металу та тканини. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння металу та скла.	Визначення якостей матеріалу з урахуванням порівняння різних видів металів: залізо, мідь, алюміній.
Кераміка	Визначення якостей матеріалу на основі сенсорного обстеження зразка (керамічна пластина)	Визначення якостей матеріалу на основі порівняння кераміки та картону. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння кераміки та дерева. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння кераміки та металу. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння кераміки та гуми.	Визначення якостей матеріалу на основі порівняння різних видів кераміки: фаянс, порцеляна, кераміка.
	Визначення якостей матеріалу на основі сенсорного обстеження зразка (шматок велосипедної камери)	Визначення якостей матеріалу на основі порівняння гуми та дерева. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння гуми та тканини. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння металу. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння гуми та скла	Визначення якостей матеріалу на основі порівняння різних сортів гуми.
	Визначення якостей матеріалу на основі сенсорного обстеження зразка (шматок ситцю)	Визначення якостей матеріалу на основі порівняння тканини та паперу. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння тканини та металу. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння тканини та шкіри. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння тканини та скла.	Визначення якостей матеріалу на основі порівняння різних видів тканини: ситець, шовк, сукно, льон, драп.
	Визначення якостей матеріалу на основі сенсорного обстеження зразка (шматок шкіри)	Визначення якостей матеріалу на основі порівняння шкіри та паперу. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння шкіри та тканини. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння шкіри та дерева. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння шкіри та металу.	Визначення якостей матеріалу на основі порівняння різних видів шкіри.
	Визначення якостей матеріалу на основі сенсорного обстеження зразка (скляна пластина)	Визначення якостей матеріалу на основі порівняння скла та картону. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння скла та дерева. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння скла та гуми. Визначення якостей матеріалу на основі порівняння скла та металу.	Визначення якостей матеріалу на основі порівняння різних сортів скла: віконне, кольорове, кришталь.

Дослідницька

Дослідницька карта №2 (середній дошкільний вік)

Додаток 3

2 молодша група.

Ціль:Допомогти дітям виділити основні якості та якості скла: тверде, прозоре, не намокає, б'ється.

Завдання:

1. Допомогти дітям виділити основні якості та якості скла: тверде, прозоре, не намокає, б'ється.

2. Продовжувати навчати заповнювати експериментальні карти.

3. Закріпити знання схематичних зображень окремих властивостей предмета.

4. Розвивати вміння здійснювати обстеження.

5. Виховувати бажання допомагати ближньому.

Мовні завдання:

1. Закріпити у промові слова: тверде, прозоре, тендітне.
2. Продовжувати вчити відповідати найпоширенішими пропозиціями.

Попередня робота:проведення експериментів щодо з'ясування якостей скла, паперу, дерева; заповнення експериментальних карток.

Хід заняття:

Вихователь: Хлопці, подивіться, хто до нас сьогодні прийшов у гості: це мавпочка Анфіса. Привіт Анфіса. Чому ти така сумна?

Анфіса: Я збудувала собі новий будиночок. Він дуже гарний і затишний, але жити в ньому не можу, бо дуже холодно.

Вихователь: Чому в тебе в будиночку холодно, Анфісо?

Анфіса: Тому що у моєму будиночку немає вікон, просто у стінах отвору. У будинок задує вітер, і залітають сніжинки.

Вихователь: Що ж нам робити, хлопці?

Діти: Треба допомогти Анфісі.

Вихователь: А як ми можемо допомогти Анфісі?

Діти: Треба зробити вікна.

Вихователь: З чого ми можемо зробити вікна?

Діти пропонують матеріали, із яких можна зробити вікна?

Вихователь: А з якого матеріалу найкраще вийдуть вікна? Спочатку давайте з'ясуємо, навіщо потрібні вікна у будиночку? Чи можна обійтися без них?

Діти: Вікна потрібні, щоб у будинку було тепло та світло.

Вихователь: Який матеріал найбільше підійде? Що нам може допомогти у з'ясуванні цього питання?

Діти: Експериментальні карти.

Вихователь: Давайте візьмемо експериментальні карти та спробуємо вибрати потрібний матеріал. Ось цей матеріал, мабуть, може підійти. Як ви думаєте? (папір)

Діти: Ні, папір не підійде.

Вихователь: Чому?

Діти: папір розмокає у воді, якщо піде дощ, то він розмокне. Ще папір не прозорий, у будиночку буде темно.

Вихователь: А дерево підійде?

Діти: Ні, не підійде. Воно також не прозоре, темно буде.

Анфіса: Мабуть, я так і не зможу жити у своєму будиночку. Не буде в мене вікон.

Вихователь: Почекай, Анфісо, наші дітки виберуть матеріал для твоїх вікон. Який матеріал підійде для вікон?

Діти: Скло.

Вихователь: Чому?

Діти: Скло тверде, не намокає, прозоре, значить у будиночку буде світло.

Анфіса: Скло? Яке це скло? Я не знаю, що таке скло.

Вихователь: Діти ви можете показати Анфіс скло?

На столі лежать різноманітні матеріали. Діти вибирають серед них скляні пластини та показують їх Анфісі.

Анфіса: А як ви дізналися, що це скло?

Діти: Воно гладке (гладять), тверде (проводять по склу стрижнем), прозоре (дивляться крізь нього).

Анфіса: (Сумно) Я все це не запам'ятаю.

Вихователь: Ми дамо тобі експериментальну карту, і ти можеш на ній побачити. Діти, хто може дати Анфісі карту скла?

Діти дають мавпці карту.

Анфіса: Щось тут намальовано, я не зрозумію.

Вихователь: Хто може пояснити Анфісі, що тут намальовано?

Діти: цей значок показує, що скло тверде, це прозоре, це не намокає.

Анфіса: Дякую вам, хлопці. Я зараз же побіжу в магазин і куплю скло для вікон. Потім я запрошу вас на свято до свого будиночка. До побачення (тікає).

Вихователь: Хлопці, як ви вважаєте, ми допомогли Анфісі? Як ми їй помагали? Це було важко? Чи хочете ви ще комусь допомогти? Ми обов'язково допомагатимемо всім, хто звернутися до нас за допомогою.

Додаток 4

Заняття з ознайомлення із предметним світом.

Старший гурт.

Ціль:Допомогти дітям виділити основні властивості подібних матеріалів.

Завдання:

1. Допомогти дітям виділити основні властивості подібних матеріалів: папери.
2. Продовжувати вчити виділяти властивості матеріалів шляхом обстеження.
3. Закріпити вміння заповнювати експериментальну картку.
4. Розвивати вміння виявляти властивості матеріалів експериментальним шляхом.
5. Виховувати вміння працювати у мікрогрупі.

Мовні завдання:

1. Вчити використовувати в промові конструкції пропозицій – доказів: тому що… через те, що…
2. Продовжувати вчити відповідати, використовуючи в мові складносурядні та складнопідрядні речення.

Попередня робота:досліди з папером.

Хід заняття:

Вихователь: Хлопці, до нас звернулися діти з молодшої групи. Вони просять допомогти їм і навчити робити човники з паперу, щоб пускати їх на вулиці у струмок. Що нам робити?

Діти: Допоможемо малюкам.

Вихователь: Як ми їм допомагатимемо?

Діти: Ми навчимо малюків робити човники.

Вихователь: Ви знаєте, як важливо вибрати матеріал для виготовлення якогось предмета. Нам дуже важливо вибрати папір, з якого малюки робитимуть човники. При виборі матеріалу врахуйте, що папір повинен бути досить м'яким, тому що у малюків слабкі пальці і досить міцним, щоб човен відразу не зіпсувався і малюки могли з ним пограти. Ми маємо кілька видів паперу: серветки, альбомні листи, ватман, шпалери. Я пропоную вам експериментальним шляхом з'ясувати, який вид паперу найкраще підійде. Для роботи найкраще розбитися на команди. (Діти поділяються на команди по 3-4 особи). Що може допомогти нам у роботі?

Діти: експериментальна мапа.

Вихователь: Заповніть експериментальну карту, і ми з'ясуємо чим схожі і чим відрізняються різні види паперу.

Вихователь: Яке обладнання потрібне вам для роботи? (Діти обирають потрібне обладнання).

Діти проводять кілька дослідів для з'ясування різних властивостейпапери та заносять дані до експериментальної карти.

Вихователь: Який папір краще порадити малюкам для виробів?

Діти: Ми вважаємо, що найкраще підійде альбомний лист.

Вихователь: Чому?

Діти Серветки занадто м'які, вони погано згинаються, не тримають форму; ватман занадто твердий, погано згинається, шпалери занадто пухкі, добре вбирають воду. Розмокають усі види паперу. Але серветки розмокають одразу, шпалери теж розмокають швидко. Ватман та альбомний лист розмокають довше у воді. Тому з цих умов можна вибрати альбомний лист. Він остаточно довго не розмокає, добре складається та гнеться. Малюкам зручно буде будувати, і грати з човниками.

Вихователь: Зараз я пропоную вам прибрати своє робоче місце, Вибрати із запропонованих матеріалів альбомні листи і піти до малюків, вчити їх робити човники.

Додаток 5

Проект «Світ металу»

Старший дошкільний вік.

Ціль:Навчити дітей впізнавати предмети з металу, визначати його якісні характеристики, властивості, дати інформацію про використання людиною

Обладнання та матеріали:металеві предмети, магніти, ємність з водою, музичні інструменти, папір, книги, ілюстрації, експериментальних карт.

Проект реалізується через різноманітні види діяльності дітей.

• Гра та розмова

Вихователь пропонує дітям пограти у гру «Знайди потрібний предмет» потрібно вибрати з наявних предметів металеві предмети.

Вихователь: чому ви обрали саме цей предмет?

Діти пояснюють, чому саме цей предмет вважають металевим.

Потім спільно обговорюється, як люди добувають метал, які метали знайомі хлопцям. Діти розглядають різні предмети, виготовлені із різних металів.

• Експериментування

Досвід 1. Опустити гайку у воду. Вона тоне, отже, важча за воду.

Досвід 2. Покласти гайку на батарею. Вона нагрівається. Теплопровідний метал.

Досвід 3. Рухати скріпку за допомогою магніта. Метал має властивість притягуватися магнітом.

Досвід 4. Опускаємо скріпку на дно ємності з водою та з'ясовуємо, чи заважає вода магніту працювати.

Досвід 5. На підносі лежать різні предмети, і діти за допомогою магніту з'ясовують якісь із них залізні.

Висновок: залізо притягується магнітом. Дані заносяться до експериментальної карти.

• Театр

За допомогою настільного магнітного театру діти розігрують казку Ш. Перро «Червона шапочка».

• Казки

Разом з дітьми обговорюється, в яких казках зустрічаються предмети або казкові персонажі з металу (Залізний дроворуб, меч – кладеня, золоте яєчко тощо).

• Гра «Чудовий мішечок»

Педагог загадує загадки про металеві предмети, що лежать у мішечку. Якщо дитина вгадала правильно, предмет дістається з мішечка і діти пояснюють, навіщо вона потрібна.

• Виставка

На прохання вихователя групи батьки організують виставку металевих предметів. Виставка діє протягом тривалого часу, діти граються з предметами, вихователь розповідає з чого вони зроблені, як людина використовує метал, для чого збирають металобрухт.

• Дитяча діяльність

Виставка малюнків "Як метал допомагає людині".

Використана література:

1. Програма «Дитинство» Т. М. Бабаєва, З. А. Михайлова та ін. «Дитинство – Прес» Санкт Петербург 2006

2. «Методичні поради до програми «Дитинство» за ред. Т. Н. Бабаєвої, З. А. Михайлової «Дитинство - Прес» Санкт Петербург 2001

3. М. В. Крулехт «Дошкільник та рукотворний світ» «Дитинство – Прес» Санкт Петербург 2005

4. План – програма освітньо-виховної роботи у дитячому садку. «Дитинство – Прес» Санкт Петербург 2006

5. І. Е. Куликовська, Н. Н. Совгір Дитяче експериментування Л. С. Ковенько Секрет природи – це так цікаво Москва 2001р.

6. М. М. Омега Цікаве природознавство Москва 2003р.

7. Л. І. Іванова Екологічні спостереження та експерименти в дитячому садку.

8. П. П. Молодова Ігрові екологічні заняття із дітьми. «Дитинство – Прес» Санкт Петербург 2001

9. Г. П. Тугушева, А. Е Чистякова Експериментальна діяльність дітей середнього та старшого дошкільного віку «Дитинство – Прес» Санкт Петербург 2008

10. Екологічні проекти в ДНЗ та початковій школі. Укладач Т. В. Хабарова Сиктивкар 2004

Загальні відомості про матеріали та їх властивості

КОРОТКІ ВІДОМОСТІ ПРО БУДІВЕЛЬНІ МАТЕРІАЛИ

Загальні відомості про матеріали та їх властивості

Види основних будівельних матеріалів. До основних будівельних матеріалів належать: лісові, природні кам'яні, керамічні матеріали та вироби, неорганічні (мінеральні) в'яжучі речовини (цемент, глина, алебастр та ін.) та вироби з них, будівельні розчини для кладки та штукатурки, штучні кам'яні матеріали та вироби на основі в'яжучих, бітумні та теплоізоляційні матеріали, будівельні метали, металеві, вироби та лакофарбові матеріали. Останнім часом у будівництві широко впроваджуються різні матеріали, що виготовляються на основі пластичних мас.

Основні характеристики будівельних матеріалів. Для правильного застосуваннянеобхідно знати фізико-механічні та хімічні властивості будівельних матеріалів, наведені нижче.

Щільність - маса одиниці об'єму матеріалу в абсолютно щільному стані без пор і порожнеч, кг/м 3

де – маса зразка, кг; - Об'єм зразка в абсолютно щільному стані, м 3 .

Відносна щільність - відношення щільності будівельного матеріалу в природному стані (з порами) до щільності абсолютно щільного тіла або відношення об'єму матеріалу в абсолютно щільному стані до його зовнішнього обсягу в природному стані, відн. од.,

Відносна щільність може бути виражена і у відсотках:

Насипна щільність - це маса одиниці об'єму пухкого матеріалу, насипаного в будь-яку тару без ущільнення.

Пористість – ступінь заповнення обсягу матеріалу порами.

Відносна щільність і пористість у сумі дорівнюють одиниці, тобто.

Або

Водопоглинання - властивість матеріалу вбирати і утримувати у собі воду. Водопоглинання визначається різницею мас зразка матеріалу в насиченому водою і в абсолютно сухому стані і виражається у відсотках від маси сухого матеріалу.

Вологість - вміст води у матеріалі (за масою), виражене у %.

Водопроникність – здатність матеріалу пропускати воду під тиском. Ступінь водопроникності вимірюється кількістю води, що пройшла через 1 з 1 м 2 поверхні матеріалу при заданому постійному тиску.

Морозостійкість - здатність матеріалу в насиченому водою стані витримувати багаторазові поперемінні заморожування та відтавання без помітних ознак руйнування та без значного зниження міцності. Від морозостійкості матеріалу залежить довговічність багатьох елементів будівлі.

Теплопровідність - здатність матеріалу передавати через свою товщу тепловий потік, що виникає за наявності різниці температур на поверхнях, що обмежують його. Теплопровідність вимірюється у кілоджоулях (кДж).

Загальна кількість теплоти, кДж, що пройшла через огорожу, може бути виражена формулою

де - Коефіцієнт теплопровідності матеріалу, кВт/м·°С;

Площа огородження, м 2;

Товщина огорожі, м;

Різниця температур на протилежних поверхнях огородження, °З;

Час, с.

Вважаючи , , , , отримаємо значення коефіцієнта теплопровідності

який для цього матеріалу залежить від його фізичних властивостей (пористості, вологості, щільності тощо)

Теплоємність – властивість матеріалу поглинати тепло при нагріванні та віддавати його при охолодженні. Теплоємність вимірюється величиною коефіцієнта теплоємності С (званим іноді питомою теплоємністю), який являє собою кількість тепла Дж, необхідне для нагрівання 1 кг даного матеріалу на 1°С.

Вогнестійкість – здатність матеріалів витримувати без руйнування дію високих температур. За вогнестійкістю будівельні матеріали поділяються на три групи:

Незгорянні (бетон, цегла) під впливом вогню або високої температури не спалахують, не тліють і не обвуглюються;

Важкозаймисті (фіброліт, асфальтовий бетон) під впливом вогню або високої температури важко займаються, обвуглюються або тліють; після видалення вогню тління припиняється;

Згоряються (дерево та ін.), під впливом вогню спалахують і продовжують горіти або тліти після видалення джерела вогню. Деякі матеріали цієї групи спалахують при дії високої температури.

Вогнетривкість - здатність матеріалів протистояти тривалому впливу високих температур, не розм'якшуючись і деформуючись.

Хімічна стійкість - здатність матеріалів чинити опір дії кислот, лугів, солей, розчинених у воді.

Міцність - здатність матеріалу чинити опір руйнуванню під впливом внутрішніх напруг, що у ньому від навантаження чи інших чинників і викликають стиск, розтягування, зріз, вигин чи кручення. Наприклад, міцність матеріалу при стисканні та розтягуванні оцінюють величиною межі міцності R, Па, яка визначається за формулою

F-площа перерізу зразка, м 2 .

Таким чином, межа міцності - це напруга, що відповідає навантаженню, що викликає руйнування зразка матеріалу.

Твердість - здатність матеріалу чинити опір проникненню (впровадженню) до нього іншого, твердішого тіла.

Пружність - здатність матеріалу деформуватися і знову відновлювати свою початкову форму та розміри після зняття навантаження, під дією якої вона тією чи іншою мірою змінювалася.

Пластичність - здатність матеріалу під впливом навантажень, що діють на нього, змінювати розміри і форму в значних межах без утворення тріщин і порушення міцності і зберігати прийняту форму після їх зняття.

Крихкість - властивість матеріалу під дією зовнішніх силруйнуватись раптово, без попередньої деформації.

Будівельні матеріали, що випускаються, повинні відповідати державним стандартам (ГОСТам), що являють собою офіційно затверджені документи, в яких міститься повний опис матеріалу, виробу або деталі. ГОСТами встановлюються вимоги, яким мають відповідати будівельні матеріали, та правила їх приймання.

Лісові матеріали

Будова деревини. При розгляді поперечного розрізу деревного стовбура можна розрізняти в ньому такі частини: кору, камбій, власне деревину та серцевину.

Кора складається із зовнішнього шару - кірки та внутрішнього - лубу. Під шаром лубу знаходиться тонкий шар камбію. За камбієм розташовується товстий шар деревини, що складається з низки тонких концентричних кілець. Кожне таке кільце відповідає одному року життя дерева і зветься річного кільця.

У центрі ствола знаходиться серцевина. У сосни, дуба та кедра ядро ​​має більш темне забарвлення; у ялини, ялиці, бука центральна частина стовбура не відрізняється за кольором від зовнішньої і зветься «стиглої деревини». Є породи дерев, які мають ядро ​​відсутня (береза; клен; вільха); такі породи називають заболонними.

Властивості деревини. Вологість.Великий вплив на технічні властивості деревини має її вологість. За ступенем вологості розрізняють деревину: мокру (вологість більше, ніж у свіжозрубаної), свіжозрубану (вологість 35% і більше), повітряно-суху (вологість 20-15%) та кімнатно-суху (вологість 13-8%).

Усихання та набухання.Зміна вологості деревини викликає зміну її об'єму, що веде до усихання або набухання. Внаслідок неоднорідності будови деревина всихає і набухає в різних напрямках неоднаково, що спричиняє викривлення або появу тріщин у конструкціях. Тому слід застосовувати деревину з вологістю, яка відповідає умовам її експлуатації; для цього проводиться природне чи штучне сушіння.

Механічні властивості деревини.Міцність деревини у різних напрямках неоднакова. Так, міцність деревини при розтягуванні вздовж волокна в 20-30 разів більша, ніж упоперек волокна. Таке саме явище спостерігається і при стисканні деревини.

Основні деревини, що застосовуються в будівництві.

В будівництві найбільше застосуваннямають хвойні породи: сосна, ялина, модрина, ялиця, кедр. Листяні породи: дуб, бук, ясен, березу, клен, чинар, грушу та ін - застосовують, головним чином, для виготовлення столярних виробів і для внутрішнього оздоблення будівель. З метою економії цінних порід лісу там, де це можливо, і особливо для тимчасового та підсобного будівництва слід застосовувати такі листяні породи як вільха, липа, осика та тополя.

Сортаменти лісових матеріалів. Круглий ліс залежно від його діаметра у верхньому торці (висівці) поділяється на колоди, підтоварник та жердини. Колоди у верхньому висівці повинні мати діаметр не менше 120 мм, підтоварник від 80 до ПЗ мм і жердини від 30 до 70 мм. Пиломатеріали отримують шляхом поздовжнього розпилювання колод. Залежно від якості деревини та наявності вад пиломатеріали з хвойних порід діляться на 5 сортів.

У будівництві застосовують пиломатеріали таких видів (рис. 2.1): пластини, четвертини, горбиль, дошки (ширина більше подвійної товщини); бруски та бруси (ширина не більше подвійної товщини). Залежно від чистоти кромок, дошки ділять на необрізні, напівобрізні та обрізні.

Довжина дощок і брусів встановлена ​​від 1 до 6,5 м з градацією через 0,25 м. Залежно від способу обробки брусів розрізняють: двокантні - обпиляні з двох сторін - і чотирибітні - обпиляні з чотирьох сторін.

Загальні відомості про будівельні матеріали.

У процесі будівництва, експлуатації та ремонту будівель та споруд будівельні вироби та конструкції з яких вони зводяться піддаються різним фізико-механічним, фізичним та технологічним впливам. Від інженера-гідротехніка потрібно зі знанням справи правильно вибрати матеріал, вироби або конструкцію, яка має достатню стійкість, надійність і довговічність для конкретних умов.

лекція №1

Загальні відомості про будівельні матеріали та їх основні властивості.

Будівельні матеріали та вироби, що застосовуються при будівництві, реконструкції та ремонті різних будівель та споруд, діляться на природні та штучні, які у свою чергу поділяються на дві основні категорії: до першої категорії відносять: цеглу, бетон, цемент, лісоматеріали та ін. Їх застосовують при зведенні різних елементів будівель (стін, перекриттів, покриттів, підлог). До другої категорії – спеціального призначення: гідроізоляційні, теплоізоляційні, акустичні та ін.

Основними видами будівельних матеріалів та виробів є: кам'яні природні будівельні матеріали з них; в'яжучі матеріали неорганічні та органічні; лісові матеріали та вироби з них; металеві вироби. Залежно від призначення, умов будівництва та експлуатації будівель та споруд підбираються відповідні будівельні матеріали, які мають певні якості та захисними властивостямивід на них різної довкілля. Враховуючи ці особливості, будь-який будівельний матеріал повинен мати певні будівельно-технічні властивості. Наприклад, матеріал для зовнішніх стін будівель повинен мати найменшу теплопровідність при достатній міцності, щоб захищати приміщення від зовнішнього холоду; матеріал споруди гідромеліоративного призначення – водонепроникністю та стійкістю до поперемінного зволоження та висихання; матеріал для покриття дорого (асфальт, бетон) повинен мати достатню міцність і малу стирання, щоб витримати навантаження від транспорту.

Класифікуючи матеріали та вироби, необхідно пам'ятати, що вони повинні мати хороші властивостямиі якостями.

Властивість- Характеристика матеріалу, що проявляється в процесі його обробки, застосування або експлуатації.

Якість- Сукупність властивостей матеріалу, що зумовлюють його здатність задовольняти певним вимогам відповідно до його призначення.

Властивості будівельних матеріалів та виробів класифікують на три основні групи: фізичні, механічні, хімічні, технологічніта ін .

До хімічнимвідносять здатність матеріалів чинити опір дії хімічно агресивного середовища, що викликають у них обмінні реакції, що призводять до руйнування матеріалів, зміни своїх початкових властивостей: розчинність, корозійна стійкість, стійкість проти гниття, твердіння.

Фізичні властивості: середня, насипна, істинна та відносна щільність; пористість, вологість, вологовіддача, теплопровідність.

Механічні властивості: межі міцності при стисканні, розтягуванні, згинанні, зсуві, пружність, пластичність, жорсткість, твердість.

Технологічні властивості: зручність, теплостійкість, плавлення, швидкість затвердіння та висихання.

Фізичні та хімічні властивості матеріалів.

Середня щільність ρ 0 маси m одиниці об'єму V 1абсолютно сухого матеріалу у природному стані; вона виявляється у г/см 3 , кг/л, кг/м 3 .

Насипна щільність сипких матеріалів ρ н маси m одиниці об'єму V нпросушеного вільно насипаного матеріалу; вона виявляється у г/см 3 , кг/л, кг/м 3 .

Справжня щільність ρ маси m одиниці об'єму Vматеріалу в абсолютно щільному стані; вона виявляється у г/см 3 , кг/л, кг/м 3 .

Відносна густина ρ(%) - Ступінь заповнення обсягу матеріалу твердою речовиною; вона характеризується ставленням загального обсягу твердої речовини Vу матеріалі до всього обсягу матеріалу V 1 або ставленням середньої щільності матеріалу ρ 0 до її справжньої густини ρ: , або.

Пористість П - ступінь заповнення обсягу матеріалу порами, порожнинами, газо-повітряними включеннями:

для твердих матеріалів: , для сипких:

Гігроскопічність- Здатність матеріалу поглинати вологу з навколишнього середовища та згущувати її в масі матеріалу.

ВологістьW (%) - Відношення маси води в матеріалі mв= m 1 - m до маси його в абсолютно сухому стані m:

Водопоглинання У - характеризує здатність матеріалу при зіткненні з водою вбирати і утримувати її у своїй масі. Розрізняють масове У мта об'ємне В оводопоглинання.

Масове водопоглинання (%) - Відношення маси поглиненої матеріалом води mвдо маси матеріалу в абсолютно сухому стані m:

Об'ємне водопоглинання (%) - Відношення обсягу поглиненої матеріалом води mв/ ρ в до його обсягу у водонасиченому стані V 2 :

Вологовіддача- Здатність матеріалу віддавати вологу.

Механічні характеристики матеріалів.

Межа міцності при стисканніR - Відношення руйнівного навантаження Р(Н)до площі перерізу зразка F(Див. 2). Він залежить від розмірів зразка, швидкості застосування навантаження, форми зразка, вологості.

Межа міцності при розтягуванніR р - Відношення руйнівного навантаження Рдо початкової площі перерізу зразка F.

Межа міцності при згинанніR і - Визначають на спеціально виготовлених балочках.

Жорсткість- Властивість матеріалу давати невеликі пружні деформації.

Твердість- здатність матеріалу (металу, бетону, деревини) чинити опір проникненню в нього під постійним навантаженням сталевої кульки.

ЛЕКЦІЯ №2

Природні кам'яні матеріали.

Класифікація та основні види гірських порід.

Як природні кам'яні матеріали в будівництві використовують гірські породи, які володіють необхідними будівельними властивостями.

За геологічною класифікацією гірські породи поділяють на три типи:

1) вивержені (первинні), 2) осадові (вторинні)та 3) метаморфічні (видозмінені).

1) Вивержені (первинні) гірські породиутворилися при охолодженні розплавленої магми, що піднялася з глибин землі. Будівлі та властивості вивержених гірських порід значною мірою залежать від умови охолодження магми, у зв'язку з чим ці породи поділяють на глибинніі вилилися.

Глибинні гірські породиутворилися при повільному охолодженні магми в глибині земної кори при великих тисках вищих шарів землі, що сприяло формуванню порід із щільною зернисто-кристалічною структурою, великою і середньою щільністю, високою межею міцності при стисканні. Ці породи мають малий водопоглинання і високу морозостійкість. До цих пород відносять граніт, сієніт, діорит, габро та ін.

Вилилися породиутворилися в процесі виходу магми на земну поверхню при порівняно швидкому та нерівномірному охолодженні. Найбільш поширеними породами, що злилися, є порфір, діабаз, базальт, вулканічні пухкі породи.

2) Осадові (вторинні) гірські породиутворилися з первинних (вивержених) гірських порід під впливом температурних перепадів, сонячної радіації, дії води, атмосферних газівта ін У зв'язку з цим осадові гірські породи поділяють на уламкові (пухкі), хімічніі органогенні.

До уламковихпухким гірським породам відносять гравій, щебінь, пісок, глину.

Хімічні осадові породи: вапняк, доломіт, гіпс.

Органогенні гірські породи: вапняк-черепашник, діатоміт, крейда.

3) Метаморфічні (видозмінені) гірські породиутворилися з вивержених та осадових гірських порід під впливом високих температур та тисків у процесі підняття та опускання земної кори. До них відносять глинистий сланець, мармур, кварцит.

Класифікація та основні види природних кам'яних матеріалів.

Природні кам'яні матеріали та вироби одержують шляхом обробки гірських порід.

За способом отриманнякам'яні матеріали поділяють на рваний камінь (бут) – добувають вибуховим способом; грубоколотий камінь – одержують розколюванням без обробки; подрібнений – одержують дробленням (щебінь, штучний пісок); сортований камінь (бруківка, гравій).

Кам'яні матеріали формою ділять на камені неправильної форми (щебінь, гравій) і штучні вироби, мають правильну форму (плити, блоки).

Щебінь– гострокутні шматки гірських порід розміром від 5 до 70 мм, які отримують при механічному або природному дробленні буту (рваний камінь) або природного каміння. Його використовують як великий заповнювач для приготування бетонних сумішей, пристрою основ.

Гравій- обкатані шматки гірських порід розміром від 5 до 120 мм, також використовується для приготування штучних гравійно-щебеневих сумішей.

– пухка суміш насіння гірських порід розміром від 0,14 до 5 мм. Він утворюється зазвичай в результаті вивітрювання гірських порід, але може бути отриманий і штучним шляхом - дробленням гравію, щебеню та шматків гірських порід.

лекція №3

Гідротаційні (неорганічні) в'яжучі речовини.

1. Повітряні в'яжучі речовини.

2. Гідравлічні в'яжучі речовини.

Гідротаційними (неорганічними) в'язкими речовинаминазивають тонко подрібнені матеріали (порошки), які при змішуванні з водою утворюють пластичне тісто, здатне в процесі хімічної взаємодії з нею тверднути, набирати міцність, зв'язуючи при цьому в єдиний моноліт введені в нього заповнювачі, зазвичай кам'яні матеріали (пісок, гравій, щебінь) , утворюючи тим самим штучний каміньтипу пісковика, конгломерату.

Гідротаційні в'яжучі поділяють на повітряні(які твердіють і набирають міцність тільки в повітряному середовищі) і гідравлічні(твердіють у вологому, повітряному середовищі та під водою).

Будівельне повітряне вапноCaO – продукт помірного випалу при 900-1300 ° С природних карбонатних порід CaCO 3, Що містять до 8% глинистих домішок (вапняк, доломіт, крейда та ін). Випалювання здійснюють у шахтах і печах, що обертаються. Найбільшого поширення набули шахтні печі. При випалюванні вапняку в шахтній печі матеріал, що рухається в шахті зверху вниз, проходить послідовно три зони: зону підігріву (сушіння сировини і виділення летких речовин), зону випалу (розкладання речовин) і зону охолодження. У зоні підігрівувапняк нагрівається до 900°З рахунок тепла випалення, що надходить із зони, від газоподібних продуктів горіння. У зоні випалувідбувається горіння палива та розкладання вапняку CaCO 3на вапно CaOі двоокис вуглецю CO 2за 1000-1200°С. У зоні охолодженняобпалений вапняк охолоджується до 80-100 ° С холодним повітрям, що рухається знизу вгору.

В результаті випалу повністю втрачається двоокис вуглецю і виходить комова, негашене вапно у вигляді шматків білого або сірого кольору. Комове негашене вапно є продуктом, з якого одержують різні види будівельного повітряного вапна: мелене порошкоподібне негашене вапно, вапняне тісто.

Будівельне повітряне вапно різного виду використовують при приготуванні розчинів кладок і штукатурних, бетонів низьких марок (працюючих в повітряно-сухих умовах), виготовленні щільних силікатних виробів (цегли, великих блоків, панелей), отриманні змішаних цементів.

Гідротехнічні та гідромеліораційні спорудита конструкції працюють в умовах постійного впливу води. Ці важкі умови експлуатації конструкцій і споруд вимагають застосування в'яжучих речовин, що володіють не тільки необхідними властивостями міцності, але і водостійкістю, морозостійкістю і корозійною стійкістю. Такі властивості мають гідравлічні в'яжучі речовини.

Гідравлічне вапноотримують помірним випалом природних мергелів і вапняків мергелістих при 900-1100°С. Мергель і мергелистий вапняк гідравлічного вапна містять від 6 до 25% глинистих і піщаних домішок. Її гідравлічні властивості характеризуються гідравлічним (або основним) модулем ( m), що представляють відношення у відсотках вмісту оксидів кальцію до вмісту суми оксидів кремнію, алюмінію та заліза:

Гідравлічне вапно – повільно схоплювана і повільнотвердіюча речовина. Її застосовують для приготування будівельних розчинів, низькомарочних бетонів, легких бетонів при отриманні змішаних бетонів.

Портландцемент– гідравлічна в'яжуча речовина, одержувана шляхом спільного, тонкого помелу клінкеру та двоводного гіпсу. Клінкера– продукт випалу до спікання (при t>1480°С) однорідної, певного складу природної чи сировинної суміші вапняку чи гіпсу. Сировинну масу обпалюють у печах, що обертаються.

Портландцемент як в'яжучу речовину використовують для приготування цементних розчинів і бетонів.

Шлакопортландцемент- у своєму складі має гідравлічну добавку у вигляді гранульованого, доменного або електротермофосфорного шлаку., що охолоджується за спеціальним режимом. Його одержують шляхом спільного помелу портландцементного клінкеру (до 3,5%), шлаку (20…80%) та гіпсового каменю (до 3,5%). Шлакопортландцемент має повільне наростання міцності у початкові терміни твердіння, проте надалі швидкість наростання міцності наростає. Він чутливий до температурі навколишнього середовища, стійкий при впливі на нього м'яких сульфатних вод, має знижену морозостійкість.

Карбонатний портландцементодержують шляхом спільного помелу цементного клінкеру з 30% вапняку. Він має знижене тепловиділення при твердінні, підвищеній стійкістю.

лекція №4

Будівельні розчини

Загальні відомості.

Будівельні розчиниє ретельно віддозовані дрібнозернисті суміші, що складаються з неорганічної в'яжучої речовини (цемент, вапно, гіпс, глина), дрібного заповнювача (піску, дробленого шлаку), води і в необхідних випадках добавок (неорганічних або органічних). У свіжоприготовленому стані їх можна укладати на основу тонким шаром, заповнюючи всі його нерівності. Вони не розшаровуються, схоплюються, твердіють і набирають міцність, перетворюючись на каменеподібний матеріал. Будівельні розчини використовують при кам'яних кладках, оздоблювальних, ремонтних та інших роботах. Їх класифікують за середньою щільністю: важкі із середньою ρ = 1500кг/м 3 , легкі із середньою ρ <1500кг/м 3 . По назначению: гидроизоляционные, талтопогенные, инъекционные, кладочные, отделочные и др.

Розчини приготовані на одному виді в'яжучої речовини називають простими, з декількох в'яжучих речовин змішаними (цементно-вапняний). Будівельні розчини, приготовлені на повітряних в'яжучих, називають повітряними (глиняні, вапняні, гіпсові). Склад розчинів виражають двома (прості 1:4) або трьома (змішані 1:0,5:4) числами, що показують об'ємне співвідношення кількості в'яжучого та дрібного заповнювача. У змішаних розчинах перше число виражає об'ємну частину основної в'язкої речовини, друге - об'ємну частину додаткового в'яжучого речовини по відношенню до основного. Залежно від кількості в'яжучої речовини та дрібного заповнювача розчинні суміші поділяють на жирні- З вмістом великої кількості в'язкої речовини. Нормальні- Зі звичайним вмістом в'яжучої речовини. Худі- Що містять відносно невелику кількість в'яжучої речовини (малопластичну).

Для приготування будівельних розчинів краще використовувати пісок із зернами, що мають шорстку поверхню. Пісок оберігає розчин від розтріскування при твердінні, знижує його вартість.

Гідроізоляційні розчини (водонепроникні)– цементні розчини складу 1:1 – 1:3,5 (зазвичай жирні), до яких додають церезит, амімонат натрію, нітрат кальцію, хлористе залізо, бітумну емульсію.

Церезит- представляє масу білого або жовтого кольору, що отримується з анілінової кислоти, вапна, аміаку. Церезит заповнює дрібні пори, збільшує густину розчину, роблячи його водонепроникним.

Для виготовлення гідроізоляційних розчинів використовують портландцемент, сульфатостійкий портландцемент. Як дрібний заповнювач в гідроізоляційних розчинах використовують пісок.

Кладочні будівельні розчини- Використовують при кладці кам'яних стін, підземних споруд. Вони бувають цементно-вапняні, цементно-глиняні, вапняні та цементні.

Оздоблювальні (штукатурні) розчини- підрозділяють за призначенням на зовнішні та внутрішні, за розташуванням у штукатурці на підготовчі та оздоблювальні.

Акустичні розчини– легкі розчини, що мають гарну звукоізоляцію. Готують ці розчини з портландцементу, шлакопортландцементу, вапна, гіпсу та ін. в'яжучих речовин з використанням як заповнювача легких пористих матеріалів (пемзи, перліту, керамзиту, шлаку).

лекція №5

Звичайний бетон на гідротаційних в'яжучих речовинах.

1. Матеріали для звичайного (теплого) бетону.

2. Проектування складу бетонної суміші.

Бетон- Штучний кам'яний матеріал, що отримується в результаті затвердіння бетонної суміші, що складається в віддозованих в певному співвідношенні гідротаційних в'яжучих речовин (цементуючих), дрібних (пісок) і великих (щебінь, гравій) заповнювачів, води і в необхідних випадках добавок.

Цемент. При приготуванні бетонної суміші застосовуваний вид цементу та його марка залежить від умов роботи майбутньої бетонної конструкції чи споруди, їх призначення, способів виконання робіт.

Вода. Для приготування бетонної суміші застосовують звичайну питну воду, що не містить шкідливих домішок, що перешкоджають твердінню цементного каменю. Забороняється застосовувати для приготування бетонної суміші стічні, виробничі або побутові води, болотні води.

Дрібний заповнювач. Як дрібний заповнювач застосовують природний або штучний пісок. Розмір зерен від 0,14 до 5 мм. ρ >1800кг/м 3 . Штучний пісок одержують шляхом дроблення щільних, важких гірських порід. При оцінці якості піску визначають його справжню густину, середню насипну густину, міжзернову порожнечу, вологість, зерновий склад і модуль крупності. Крім того, слід досліджувати додаткові якісні показники піску – форму зерен (гострокутність, окатимість…), шорсткість та ін. Зерновийабо гранулометричний склад піску має відповідати вимогам ГОСТ 8736-77. Його визначають шляхом просіювання просушеного піску через набір сит з отворами розміром 5,0; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 та 0,14 мм. Внаслідок просіювання навішування піску через цей набір сит на кожному з них залишається залишок, званий приватнимa i. Його знаходять як відношення маси залишку на даному ситі m iдо маси всієї навішування піску m:

Окрім приватних залишків знаходять повні залишки А, які визначають як суму всіх приватних залишків у % на ситах + приватний залишок на даному ситі:

За результатами просіювання піску визначають його модуль крупності:

де А- Повні залишки на ситах, %.

По модулю крупності розрізняють великий пісок ( М до >2,5), середній ( М до = 2,5 ... 2,0), дрібний ( М до = 2,0 ... 1,5), дуже дрібний ( М до = 1,5 ... 1,0) .

Шляхом нанесення кривої просіювання піску на графік зернового складу, що допускається, визначають придатність піску для виготовлення бетонної суміші.

1- крива лабораторного просіювання відповідно для піску та великого заповнювача.

Велике значенняу підборі піску для бетонної суміші має його міжзернова пустотність. Vп(%) , Яку визначають за формулою:

ρ н.п- Насипна щільність піску, г/см 3 ;

ρ - Справжня щільність піску, г/см 3 ;

У добрих пісках міжзернова порожнеча становить 30…38%, у різнозернистих – 40…42%.

Великий заповнювач. Як великий заповнювач бетонної суміші застосовують природний або штучний щебінь або гравій з крупністю зерен від 5 до 70мм.

Щоб забезпечити оптимальний зерновий склад, великий заповнювач ділять на фракції залежно від найбільшої крупності зерен. Д наиб.; При Д наиб=20мм великий заповнювач має дві фракції: від 5 до 10 мм та від 10 до 20 мм;

При Д наиб=40мм – три фракції: від 5 до 10 мм; від 10 до 20 мм та від 20 до 40 мм;

При Д наиб=70мм – чотири фракції: від 5 до 10 мм; від 10 до 20 мм; від 20 до 40 мм; від 40 до 70 мм. Великий вплив на витрати цементу при приготуванні бетонної суміші має показник міжзернової порожнечі великого заповнювача. Vп.кр(%), яку визначають з точністю до 0,01% за формулою:

ρ н.кр- Середня насипна щільність великого заповнювача.

ρ к.кус- Середня щільність великого заповнювача в шматку.

Показник міжзернової порожнечі має бути мінімальним. Найменшим його значення можна отримати шляхом підбору оптимального зернового складу великого заповнювача.

Зерновий склад великого заповнювача встановлюють в результаті просіювання крупного просушеного заповнювача набором сит з отворами розміром 70; 40; 20; 10; 5 мм з урахуванням його максимальної Д наибта мінімальною Д наїмкрупності.

Щебінь- Зазвичай штучний пухкий матеріал з неокатаними шорсткими зернами, що отримується шляхом дроблення гірських порід, великого природного гравію або штучного каміння. Для визначення придатності щебеню необхідно знати: справжню щільність гірської породи, середню щільність щебеню, середню насипну щільність щебеню, відносну міжзернову пустотність та вологість щебеню

Гравій– пухкий природний матеріал з окатаними, гладкими зернами, що утворився у процесі фізичного вивітрювання гірських порід. До гравію пред'являють самі вимоги як і щебеню.

Добавки. Введення добавок в цемент, розчинну або бетонну суміш є простим і зручним способомпідвищення якості цементу, розчинного каменю та бетону. Що дозволяє значно покращити не тільки їх властивості, а й технічні, експлуатаційні показники. Добавки використовують при виробництві в'яжучих речовин, приготуванні будівельних розчинів та бетонних сумішей. Вони дозволяють змінити якість бетонної суміші та самого бетону; впливаючи на зручність, механічну міцність, морозостійкість, тріщиностійкість, водостійкість, водонепроникність, теплопровідність, стійкість до навколишнього середовища.

До основних властивостей бетонної суміші відносять зв'язність (здатність зберігати її однорідність, не розшаровуючись при транспортуванні, вивантаженні), однорідність, водоутримуючу здатність (значну роль відіграє в утворенні структури бетону, придбанні ним міцності, водонепроникності та морозостійкості), зручності укладення (здатність її швидко з витратою енергії набувати необхідної конфігурації та щільності, забезпечуючи отримання бетону високої щільності).

Свіжоприготовлена ​​бетонна суміш повинна бути добре перемішана (однорідна), придатна до транспортування на місце укладання з урахуванням погодних умов, при цьому чинити опір водовідділення та розшарування.

У завдання проектування та підбору складу бетонної суміші входить вибір необхідних матеріалів (в'яжучої речовини та ін. компонентів) та встановлення їх оптимального кількісного співвідношення. На основі цього отримують бетонну суміш із заданими технологічними властивостями, а також максимально економічний та довговічний бетон, що відповідає проектним та експлуатаційним вимогам при мінімально можливій витраті цементу. Отже, бетонна суміш запроектованого складу повинна володіти нерозшаровуванням, необхідною зручноукладальністю, зв'язковістю, а бетон, виготовлений з цієї суміші - необхідними властивостями: щільністю, міцністю, морозостійкістю, водонепроникністю.

Найбільш простий спосіб проектування складу бетонної суміші - розрахунок за абсолютними обсягами, в основі якого прийнято, що приготовлена, укладена і ущільнена бетонна суміш не повинна мати порожнин.

Проектування складу виконують з використанням чинних рекомендацій та нормативних документів у такій послідовності:

1. Призначають для заданої марки бетону Rбраціональну марку цементу Rц.

2. Визначають водоцементне відношення В/Ц, для звичайного бетону з В/Ц ≥0,4: В/Ц=А·Rц/(Rб+0,5А ·Rц) ; де Rц - Марка цементу; Rб- Марка бетону; А- Коефіцієнт враховує якість використовуваних компонентів.

3. Призначають орієнтовну витрату води на 1м3 бетонної суміші. Витрата води, необхідний отримання бетонної суміші заданої рухливості, залежить тільки від виду і найбільшої крупності заповнювача, а й від форми і шорсткості зерен.

4. Розраховують витрати цементу (кг на 1м 3 бетону) за знайденим відношенням В/Ці прийнятої орієнтовної витрати води: ;

5. Обчислюють витрату заповнювачів виходячи з умови, щоб сума абсолютних обсягів всіх складових матеріалів бетону дорівнювала 1м 3 укладеної та ущільненої бетонної суміші:

Ц, В, П, Кр- Витрати цементу, води, піску, великого заповнювача на 1м 3 суміші, кг.

ρ ц, ρ в, ρ п, ρ кр- Щільність цих матеріалів, кг/м 3 ;

- їх абсолютні обсяги, м3.

Формули визначення витрат заповнювачів (кг на 1м 3 бетону):

великого заповнювача:

r- Коеф. розсування зерен великого заповнювача, приймається орієнтовно (табличні дані)

П кр- Порожнеча великого заповнювача.

Ρ н.кр- Насипна щільність великого заповнювача.

дрібного заповнювача (піску):

6. Обчислюють розрахункову середню щільність бетонної суміші:

та коефіцієнт виходу бетону:

Коефіцієнт виходу бетону β має бути не більше 0,55…0,75.

Запроектований склад бетонної суміші уточнюють на пробних замісах. На них перевіряють рухливість бетонної суміші. Якщо рухливість бетонної суміші виявиться більш необхідною, то в заміс невеликими порціями додають воду та цемент, зберігаючи при цьому постійне ставлення. В/Цдоти, поки рухливість бетонної суміші стане рівною заданою. Якщо рухливість виявиться більше заданої то до неї додають пісок і великий заповнювач (порціями по 5% первісної кількості), зберігаючи обране відношення В/Ц. За результатами пробних замісів вносять корективи в запроектований склад бетонної суміші, враховуючи що у виробничих умовах пісок і великий заповнювач, що використовуються, знаходяться у вологому стані, а великий заповнювач має деяке водопоглинання, витрата ( л) необхідної води на приготування 1м3 бетонної суміші уточнюють за формулою:

У- Витрата знайденої (розрахункової) води, л/м 3

П, Кр- Витрата піску і великого заповнювача, кг/м 3

Wп, Wкр – вологість піску та великого заповнювача, %.

У кр- Водопоглинання великого заповнювача, %.

ЛЕКЦІЯ №6

1. Приготування, транспортування та укладання бетонної суміші. Догляд за свіжоукладеним бетоном та контроль його якості.

2. Гідротехнічний бетон.

3. Бетони спеціальних видів.

Бетонні суміші готують на стаціонарних бетонних заводах або в пересувних бетонозмішувальних установках. На якість бетонної суміші (однорідність) впливає якість її перемішування у процесі приготування. Тривалість перемішування становить кілька хвилин. Допускається повторне перемішування бетонної суміші в межах 3-5 годин від моменту її приготування. Найважливіша умова приготування бетонної суміші – ретельне дозування складових матеріалів. Відхилення в дозуванні допускається не більше ±1% масою для цементу і води, і не більше ±2% для заповнювачів. Приготовлену бетонну суміш доставляють до місця укладання спеціальними. транспортними засобами. Тривалість транспортування готової бетонної суміші до місця укладання має перевищувати 1 годину. В даний час бетонну суміш укладають механізовано за допомогою бетоноукладачі, бетонороздавачі. Ущільнення бетонної суміші під час укладання забезпечує якісне заповнення сумішшю всіх проміжків. Найбільш поширений спосіб ущільнення бетонної суміші – вібрування. При вібруванні бетонної суміші зменшується тертя між її складовими, збільшується плинність, суміш переходить у стан важкої в'язкої рідини та під дією власної ваги ущільнюється. У процесі ущільнення з бетонної суміші видаляється повітря і бетон набуває хорошої щільності. Щоб покращити структуроутворюючі бетони, підвищити його міцність, морозостійкість, водонепроникність застосовують повторне вібрування бетонної суміші через 1,5-2год. з першого вібрування.

Для отримання високоякісного бетону необхідний відповідний догляд за свіжоукладеним бетоном. Відсутність догляду за свіжоукладеним бетоном може призвести до одержання низькоякісного бетону. Основні заходи щодо догляду за бетоном – укриття добре зволоженою мішковиною, піском, тирсою, покриття плівкоутворюючим складом. Викривати слід не пізніше ніж через 30 хвилин після ущільнення бетонної суміші.

У зимовий час існують такі способи догляду: безобігрівні та зі штучним прогріванням. До безобігрівних відносять способи термосу з протиморозними добавками. Штучне прогрівання бетону здійснюється електропрогріванням, паропрогріванням, повітропрогріванням.

Бетон застосовується при будівництві гідротехнічний і гідромеліораційних споруд, що постійно або періодично омиваються водою, називають гідротехнічним.Гідротехнічний бетон повинен мати не тільки міцність, морозостійкість, але й водонепроникність і водостійкість, які забезпечать тривалу службу його у водному середовищі.

Залежно від розташування по відношенню до рівня води гідротехнічний бетон у спорудах або конструкціях поділяють на підводний– постійно у воді; зони змінного рівня- Піддається періодичному омиванню водою; надводний– що перебуває вище зони змінного рівня. За площею поверхні конструкцій гідротехнічний бетон ділять на масивний та немасивний, а за місцем знаходження у споруді – зовнішніх та внутрішніх зон.

Основні будівельно-технічні властивості гідротехнічного бетону- водонепроникність, морозостійкість, водопоглинання, міцність, стійкість проти агресивного впливуводи, тепловиділення, довговічність, рухливість та жорсткість бетонної суміші.

Як в'яжучі матеріали для гідротехнічного бетону застосовують портландцемент. Для підвищення якості гідротехнічного бетону рекомендується вводити до нього добавки, які дозволяють зменшити об'ємне розширення, усадку, водопотребу. Пісок для гідротехнічного бетону застосовують великий, середньої крупності та дрібний природний чи штучний, із твердих та щільних гірських порід. Як великий заповнювач для гідротехнічного бетону застосовують гравій, щебінь з гірських порід.

Особливо важкий бетон - Застосовують для спеціальних захисних споруд (для захисту від радіоактивних впливів). Він має середню щільність понад 2500 кг/м3. Як заповнювач використовують магнетит, лимоніт, гідрогеніт, гематит, барит, що визначає найменування бетону - магнетитовий, лимонітовий, баритовий, … В'язкими в цьому бетоні служать портландцемент, шлакопортландцемент і глиноземистий цемент.

Дорожній бетон- Застосовують при будівництві автомобільних доріг, аеродромів, міських вулиць. Для виготовлення бетонної суміші дорожнього бетону використовують високоякісні матеріали. Як в'яжучі застосовують пластифікований портландцемент.

Сухий бетон– це суха бетонна суміш, віддозована на заводі із сухих компонентів (цементу, піску, великого заповнювача…). На місці укладання бетонну суміш перемішують з водою в бетонозмішувачах або безпосередньо в автобетонозмішувачах.

ЛЕКЦІЯ №7

Бетонні та залізобетонні вироби у гідромеліоративному будівництві.

Загальні відомості.

Залізобетон- Це штучний матеріал, що представляє бетон, усередині якого розташована сталева арматура. Сталева арматура добре сприймає, не тільки стискаючі, але і зусилля, що розтягують, що виникають в конструкції при позацентральному стисканні, розтягуванні, згині. Залізобетонні конструкції можуть бути монолітними, коли бетонування виконують безпосередньо на місці будівництва, та збірними, коли конструкції виготовляють на заводах.

Збірні бетонні та залізобетонні вироби класифікують за видом бетону: цементні, силікатні; внутрішньої будови: суцільні та порожнисті; за призначенням: для житлових, громадських, промислових, водогосподарських та інших будівель та споруд.

Залізобетонні споруди, конструкції та вироби виготовляють із звичайного бетону марки не нижче 200, легкого бетону марки не нижче 50 і щільного силікатного бетону марки не нижче 100. Бетон марки 200 використовують для виготовлення слабонавантажених бетонних та залізобетонних виробів, що працюють в основному на стиск. Бетони марок 300, 400, 500, 600 використовують при виготовленні залізобетонних виробів з великою здатністю, що несе.

Бетони, що застосовуються для приготування бетонних та залізобетонних виробів, конструкцій та споруд гідромеліоративного призначення повинні забезпечувати їх надійність та довговічність.

Для формування звичайних (ненапружених) залізобетонних монолітних споруд, а також збірних виробів та конструкцій застосовують зварні сітки та каркаси, рулонні сітки зі сталевої гарячекатаної арматури. При виготовленні ненапружених конструкцій та виробів застосовують високоміцний дріт, арматурні канати. Арматуру попередньо розтягують (напружують). Натяг арматури здійснюють до бетонування за допомогою різних анкерів та затискачів. Після укладання, затвердіння бетонної суміші та придбання бетоном міцності кінці арматури звільняють (відрізають) і вона, прагнучи повернутися до початкового стану, напружує (обтискає) бетон. При монтажі напружених конструкційарматуру поміщають у спеціальні канали, після чого розтягують таким чином, щоб у процесі розтягування відбувалося обтискання цих елементів конструкції. Після досягнення необхідного обтиснення конструкції та розтягування арматури кінці її заанкерують, а канали в яких проходить арматура, омонолічують високоміцним. цементним розчином. Коли розчин набуває необхідної міцності, кінці арматури обрізають, в результаті чого конструкція набуває напруги, яка дозволяє збільшити її несучу здатність.

Збірні вироби.

Труби дренажні з ґрунтоселікатобетонувиготовляють із суміші місцевого ґрунту (піску, супіску, суглинку), меленого шлаку та лужного компонента. Довжина труб 333 мм, внутрішній діаметр 50; 70; 100; 150 мм, товщина стінки 10; 15; 20мм. Вони мають велику несучу здатність, морозостійкість. Застосовують при будівництві закритих дренажних осушувачів.

Труби дренажні з фільтр-го бетонувиготовляють способом пошарового пресування. Довжина труб 500, 600, 900 мм, внутрішній діаметр 100, 150 та 200 мм, товщина стінки 25, 30, 40 мм. Призначені вони для влаштування закритого дренажу.

Фундаментні стовпи, що виготовляються з бетону марки 100, використовують як стовпчасті фундаменти колод, щитових і каркасних дерев'яних будівель.

Залізобетонні вироби та конструкції.

Фундаментні блокидля лотківмають марки Ф-12-6, Ф15-9, Ф18-9, Ф21-12, де перша цифра позначать довжину L, друга – ширину Ублоку. Їх виготовляють із гідротехнічного бетону марок не нижче 200.

ЛоткиПараболічний переріз для зрошувальних систем мають з одного боку розтруб, а з іншого боку гладкий кінець. Випускають їх ненапруженими (ЛР) завдовжки L=6000 мм, і напруженими (ЛРН) завдовжки L= 8000 мм марок відповідно ЛР-4; ЛР-6; ЛР-8; ЛР-10 та ЛРН-4; ЛРН-6; ЛРН-8; ЛРН-10 де цифра позначає глибину лотків Н в дм. Лотки виготовляють із гідротехнічного бетону марок 300.

Скло та скляні вироби.

Скло– переохолоджений розплав складного складу із суміші силікатів та інших речовин. Відформовані скляні вироби піддають спеціальної термічної обробки – випалення.

Віконне скловипускають у листах розміром від 250х250 до 1600х2000мм двох сортів. По товщині скло ділять на одинарне (товщиною 2мм), полуторне (2,5мм), подвійне (3мм) та потовщене (4…6мм).

Вітринне скловипускають полірованим та неполірованим у вигляді плоских або гнутих листів товщиною 6..12 мм. Застосовують його для скління вітрин та отворів.

Скло листове високовідбивне– це звичайне віконне скло, на поверхню якого нанесена тонка напівпрозора плівка, що відбиває світло, виготовлена ​​на основі окису титану. Скло з плівкою відбиває до 40% вхідного світла, світлопропускання 50…50%. Скло зменшує перегляд із зовнішнього боку та знижує проникнення всередину приміщення сонячної радіації.

Скло листове радіозахисне– це звичайне шибка, на поверхню якої нанесена тонка прозора екрануюча плівка. Екрануючу плівку наносять на скло в процесі його формування на машинах. Світлопропускання не нижче 70%

Армоване скло-виготовляють на потокових лініях методом безперервного прокату з одночасним закочуванням всередину листа металевої сітки. Це скло має гладку, візерунчасту поверхню, може бути безбарвним або кольоровим.

Скло теплопоглинаючемає здатність поглинати інфрачервоні промені сонячного спектру. Воно призначене для скління віконних прорізів з метою зменшення проникнення сонячної радіації всередину приміщень. Це скло пропускає промені видимого світла щонайменше ніж 65%, інфрачервоних променів трохи більше 35%.

Скляні трубивиготовляють із звичайного прозорого скла способом вертикального або горизонтального витягування. Довжина труб 1000...3000 мм, внутрішній діаметр 38-200мм. Труби витримують гідравлічний тиск до 2МПа.

Ситаліодержують шляхом введення у розплавлену скляну масу спеціального складу каталізаторів кристалізації. З такого розплаву формують вироби, потім охолоджують, в результаті чого розплавлена ​​маса перетворюється на скло. При подальшій тепловій обробці скла відбувається повна або часткова кристалізація – утворюється ситол. Вони мають велику міцність, малу середню густину, високу зносостійкість. Їх застосовують при облицюванні зовнішніх або внутрішніх стін, виготовлення труб, плит для підлоги.

Стемалітпредставляє листове скло різної фактури, покрите з одного боку глухими керамічними кристалами різного кольору. Виготовляють його з неполірованого вітринного або прокатного скла завтовшки 6...12мм. Застосовують його для зовнішнього та внутрішнього облицювання будівель, виготовлення стінових панелей.

ЛЕКЦІЯ №8

Безвипалювальні штучні кам'яні матеріали та вироби на основі гідротаційних в'яжучих речовин.

Безвипалювальні штучні кам'яні матеріали та вироби виготовляють із суміші в'яжучих речовин, води та заповнювачів шляхом її формування та відповідної обробки. По виду в'яжучої речовиниїх поділяють на силікатні, вапняно-шлакові, газосилікатні, газобетонні, гіпсові, гіпсобетонні, азбестоцементні та ін.

За умовами твердіння– їх ділять на вироби, що твердіють при автоклавній та тепловій обробці, і на вироби, що твердіють в умовах повітряно-вологого середовища.

Матеріали та вироби автоклавного твердіння.

Для виробів автоклавного твердіння широко використовують місцеві матеріали: вапно, кварцові піски, відходи промисловості.

Міцні та водостійкі автоклавні матеріали та вироби виходять в результаті хімічної взаємодії тонкоподрібнених вапна та кремнеземистих компонентів у процесі їх гідротермічної обробки в паровому середовищі при 175°С в автоклавах під тиском 0,8…1,4МПа. В результаті хімічної реакції виникає міцна та водостійка речовина (силікат кальцію), який цементує частинки піску, утворюючи штучний камінь. Автоклавні матеріали та вироби можуть мати як щільну, так і пористу структуру.

Автоклавний силікатний бетон- суміш вапняно-кремнеземистого в'яжучого, піску та води. Як в'язкі використовують вапняно-пуццолановий, вапняно-шлаковий і вапняно-зольний цементи. Вироби із силікатного автоклавного бетону мають достатню морозостійкість, водостійкість та хімічну стійкість до деяких агресивних середовищ. З силікатного автоклавного виготовляють великі, щільні, силікатні. стінові блоки.

Автоклавний пористий бетонготують з однорідної суміші мінерального в'яжучого, кремнеземистого компонента, гіпсу та води. В'язкими матеріалами служать портландцемент, мелена вапно-кипелка. Під час витримки виробу перед автоклавною обробкою з нього виділяється водень, в результаті чого в однорідному пластично-в'язкому в'яжучому середовищі утворюються дрібні бульбашки. У процесі газовиділення ці бульбашки збільшуються у розмірах, створюючи сфероїдальні осередки у всій масі пористої бетонної суміші.

При автоклавній обробці під тиском 0,8 ... .

З пористого бетону виготовляють панелі однорядної розрізки, стінові та великі блоки, одношарові та двошарові стінові панелі навісні, одношарові плити міжповерхових і горищних перекриттів.

Силікатна цегла формують на спеціальних пресах із ретельно приготовленої однорідної суміші чистого кварцового піску (92...95%), повітряного вапна (5...8%) і води (7...8%). Після пресування цеглу запарюють в автоклавах у середовищі, насиченому парами, при 175°З тиском 0,8МПа. Виготовляють цеглу одинарнийрозміром 250х120х65мм та модульний(полуторний) розміром 250х120х88мм; суцільний та порожнистий, лицьовий та рядовий. Марка цегли: 75, 100, 125, 150, 200, 250.

Азбестоцементні вироби.

Для виготовлення азбестоцементних виробів використовують азбестоцементну суміш, що складається з тонковолокнистого азбесту (8…10%), портландцементу для азбестоцементних виробів та води. Після затвердіння суміші утворюється штучний азбестоцементний кам'яний матеріал, що представляє цементний камінь. Для виробництва азбестоцементних виробів застосовують азбест III-IV сорту, портландцемент для азбестоцементних виробів марок 300, 400, 500 або піщаний цемент, що складається з портландцементу і тонкомолотого кварцового піску і воду з температурою 20...25°С, що не містить глинистих мінеральних солей.

Трубиводопровідні безнапірні та напірні, для прокладання телефонних кабелів та газові мають правильну циліндричну форму. Вони гладенькі, не мають тріщин. Безнапірні трубизастосовують при прокладанні безнапірних внутрішніх та зовнішніх трубопроводів, що транспортують бутові та атмосферні стічні води; при будівництві безнапірних трубчастих гідротехнічних споруд та дренажних колекторів осушувальних систем; при підземної прокладкикабелів. Напірні трубишироко застосовують під час будівництва підземних водопроводів, сучасних автоматизованих зрошувальних систем, тепломереж.

Плити плоскіоблицювальні пресовані виготовляють незабарвлені, забарвлені. Їх застосовують для облицювання стін, перегородок панелей. Довжина їх 600...1600мм, ширина 300...1200, товщина 4...10мм.

Гіпсові та гіпсобетонні вироби.

Вироби на основі гіпсових в'яжучих мають порівняно невелику щільність, достатню міцність, негорючі, мають високі звуко- та теплоізоляційні властивості, добре піддаються обробці (розпилювання, свердління). Для підвищення волого- та водостійкості гіпсових виробів при їх виготовленні використовують гіпсо-цементно-пуццолонові та гіпсошлакоцементно-пуццолам. в'яжучі, покривають їх водостійкими водонепроникними захисними фарбами чи пастами. Вироби на основі гіпсових в'яжучих виготовляють з гіпсового тіста, гіпсового розчину або гіпсобетону з мінеральними наповнювачами (пісок, керамзитовий гравій ...) та органічними наповнювачами ( тирсу, стружка, очерет ...). Гіпсові та гіпсобетонні вироби мають значну крихкість, тому в них при їх виготовленні вводять армуючі матеріали у вигляді дерев'яних рейок, очерету, металевої арматури (сітка, дріт…).

Листи гіпсові обшивочнівиготовляють із гіпсового листа, фанерованого з двох сторін картоном. Гіпсовий лист готують із суміші будівельного гіпсу з мінеральними або органічними добавками. Їх застосовують для внутрішньої обшивки стін, перегородок, стель будівель.

Плити гіпсові для перегородоквиготовляють із суміші будівельного гіпсу з мінеральними або органічними наповнювачами. Плити випускають суцільні та пустотілі товщиною 80...100мм. Гіпсові та гіпсобетонні перегородкові плити застосовують для влаштування перегородок усередині будівлі.

Панелі гіпсобетонні для підлогивиготовляють із гіпсобетону з межею міцності при стисканні не менше 7МПа. Вони мають дерев'яний рейковий каркас. Розміри панелей визначаються розмірами приміщень. Панелі призначені для підлоги з лінолеуму, плиток у приміщеннях з нормальною вологістю.

Блоки гіпсові вентиляційнівиготовляють із будівельного гіпсу з межею міцності при стисканні 12...13Мпа або з суміші гіпсоцементно-пуцоланового в'яжучого з добавками. Блоки призначені для влаштування вентиляційних каналів у житлових, громадських та промислових будинках.

ЛЕКЦІЯ №9

Штучні випалювальні матеріали

Загальні відомості.

Штучні випалювальні матеріали та вироби (кераміку) одержують шляхом випалу при 900…1300°С відформованої та висушеної глиняної маси. В результаті випалу глиняна маса перетворюється на штучний камінь, що має гарну міцність, високу щільність складання, водостійкість, водонепроникність, морозостійкість і довговічність. Сировиною для отримання кераміки служить глина з введеними в неї в деяких випадках, що отощують добавками. Ці добавки зменшують усадку виробів при сушінні та випаленні, збільшують пористість, зменшують середню щільність та теплопровідність матеріалу. Як добавки використовують пісок, подрібнену кераміку, шлаки, золи, вугілля, тирсу. Температура випалу залежить від температури початку плавлення глини. Керамічні будівельні матеріали поділяють на пористі та щільні. Пористі матеріали мають відносну щільність до 95% та водопоглинання не більше 5%; їхня межа міцності при стисканні не перевищує 35МПа (цегла, дренажні труби). Щільні матеріали мають відносну густину більше 95%, водопоглинання менше 5%, межа міцності при стисканні до 100Мпа; вони мають зносостійкість (плитки для підлоги).

Керамічні матеріали та вироби з легкоплавких глин.

1) Цегла глиняна звичайна пластичного пресування виготовляють з глин з отощающими добавками або без них. Цегла є паралелепіпедом. Марки цегли: 300, 250, 200, 150, 125, 100, 75.

2) Цегла (камінь) керамічна пустотіла пластичного пресування випускають для кладки несучих стін одноповерхових і багатоповерхових будівель, внутрішніх приміщень, стін і перегородок, облицювання цегляних стін. Марка цегли: 150, 125, 100 та 75.

3) Цегла будівельна легка виготовляють шляхом формування та випалу маси з глин з вигораючими добавками, а також із сумішей піску та глин з вигораючими добавками. Розмір цегли: 250х120х88мм, марки 100, 75, 50, 35

Цегла глиняна звичайна застосовують при кладці внутрішніх та зовнішніх стін, стовпів та інших частин будівель та споруд. Цегла глиняна і керамічна пустотілі застосовують при кладці внутрішніх і зовнішніх стін будівель і споруд вище гідроізоляційного шару. Цеглу легку застосовують при кладці зовнішніх та внутрішніх стін будівель з нормальною вологістю усередині приміщень.

4) Черепицювиготовляють із жирної глини шляхом випалу при 1000...1100°С. Доброякісна черепиця при легкому ударі молотком видає чистий, не брязкітний звук. Вона міцна, дуже довговічна та вогнестійка. Недоліки – велика середня щільність, що обтяжує конструкцію даху, що несе, крихкість, необхідність влаштовувати дахи з великим ухилом для забезпечення швидкого стоку води.

5) Дренажні керамічні трубивиготовляють із глин з отощающими добавками або без них, внутрішній діаметр 25...250 мм, довжиною 333, 500, 1000 мм і товщиною стінок 8...24 мм. Їх виготовляють на цегляних мулах спеціальних заводах. Дренажні керамічні труби застосовують при будівництві осушувально-зволожувальних та зрошувальних систем, колекторно-дренажних водоводів.

Керамічні матеріали та вироби із тугоплавких глин.

1) Камінь для підземних колекторів виготовляють трапецеїдальної форми з бічними пазами. Його застосовують при прокладанні підземних колекторів діаметром 1,5 і 2 м, при влаштуванні каналізаційних та ін споруд.

2) Плитку керамічну фасадну застосовують для облицювання будівель та споруд, панелей, блоків.

3) Керамічні каналізаційні трубивиготовляють із тугоплавких та вогнетривких глин з отощающими добавками. Вони мають циліндричну форму і довжину 800, 1000 та 1200 мм, внутрішній діаметр 150…600 м.

4) Плитку для підлог на вигляд лицьової поверхні поділяють на гладку, шорстку і тісне; за кольором – на одноколірну та багатобарвну; формою – на квадратну, прямокутну, трикутну, шестигранну, чотиригранну. Товщина плитки 10 та 13мм. Застосовують її для влаштування підлог у приміщеннях промислових, водогосподарських будівель з вологим режимом.

ЛЕКЦІЯ №10

Коагуляційні (органічні) в'яжучі матеріали.

Розчини та бетони на їх основі.

Органічні в'яжучі матеріали, що застосовуються при влаштуванні гідроізоляції, при виготовленні гідроізоляційних матеріалів та виробів, а також гідроізоляційних та асфальтових розчинів, асфальтобетонів, поділяють на бітумні, дьогтьові, бітумно-дьогтьові. Вони добре розчиняються в органічних розчинниках (бензині, гасі), мають водонепроникність, здатні при нагріванні переходити з твердого стану в пластичний, а потім рідкий, мають високу прилипання і хороше зчеплення з будівельними матеріалами (бетоном, цеглою, деревом).

Бітумні матеріали.

Бітуми поділяють на природні та штучні. У природі чисті бітуми трапляються рідко. Зазвичай бітум видобувають з гірських осадових пористих порід, просочених ним внаслідок підняття нафти з шарів, що знаходяться нижче. Штучні бітуми отримують при переробці нафти, в результаті відгону з її складу газів (пропан, етилен), бензину, гасу, дизельного палива.

Природний бітум– тверда речовина або в'язкі рідини, що складаються із суміші вуглеводнів.

Асфальтові породи– гірські породи, просочені бітумом (вапняки, доломіти, пісковики, піски та глини). Бітум витягують із них нагріванням, або застосовують ці породи в меленому вигляді (асфальтовий порошок).

Асфальтити- Породи, що складаються з твердого природного бітуму та ін органічних речовин, нерозчинних в сірковуглецю.

Дігтьові матеріали.

Дьоготьодержують при сухій перегонці (нагріванні за високих температур без доступу повітря) кам'яного або бурого вугілля, торфу, деревини. Залежно від вихідної сировини дьоготь поділяють на кам'яновугільний, буровугільний, торф'яний, деревний.

Кам'яновугільний дьоготь- В'язка темно-бура або чорна рідина, що складається з вуглеводнів.

Кам'яновугільний пік– тверда речовина чорного кольору, що отримується після відгону з дьогтю майже всіх масляних фракцій.

Кам'яновугільний дьоготь, печ, при нагріванні або розчиненні утворює отруйні пари, тому при роботі з ними необхідно бути обережними.

Асфальтові розчини.

Асфальтові розчини застосовують при влаштуванні гідроізоляційних штукатурок та покриттів, тротуарів, підлог. Вони можуть бути гарячими (литими) та холодними. Склад асфальтових розчинів підбирають в залежності від умов експлуатації їх у спорудах.

Холодний асфальтний розчинвиготовляють із суміші нафтових бітумів (5...10%) з добавкою розчинника (бензолу), порошкоподібного мінерального наповнювача (вапняку, доломіту) і чистого сухого піску, замішаної в спеціальних розчинозмішувачах з розігрівом до 110...120°С. Твердіння холодного асфальтового розчину відбувається внаслідок випаровування розчинника.

Гарячий асфальтовий розчинвиготовляють із суміші бітуму (або дьогтю, печу), порошкоподібного мінерального наповнювача та піску. Суміш складових гарячого асфальтового розчину перемішують у спеціальних мішалках з розігрівом до 120...180°С. Асфальтовий розчин укладають шарами в гарячому стані з коткою кожного шару котками.

Асфальтобетон.

Асфальтобетони готують на спеціалізованих асфальтових заводах чи установках. Залежно від призначення їх поділяють на дорожній, для влаштування підлог; залежно від складу – на бітумний та дьогтьовий; в залежності від температури укладання – на холодний та гарячий.

Холодний асфальтобетонукладають шарами на сухі або злегка вологі поверхніз легким укоченням котками. Виготовляють його із суміші рідких бітумів, розчинників, порошкоподібного мінерального наповнювача (вапняку, піску) чистого щебеню та піску шляхом змішування та нагріву.

ЛЕКЦІЯ №11

Полімерні матеріали

Загальні відомості.

Полімерні матеріали являють собою природні або синтетичні високомолекулярні органічні сполуки, що складаються з величезної кількості атомів. Будова молекул полімерів може мати лінійний чи об'ємний характер. Полімери, молекули яких мають лінійна будова, мають термопластичність - розм'якшуючи при нагріванні вони знову тверднуть при охолодженні. Розм'якшення та затвердіння можна проводити багаторазово. Багаторазове нагрівання з подальшим охолодженням не вносить істотних змін до властивостей матеріалу (поліетилен, полістирол). Полімери, що мають об'ємна будовамолекул, мають термореактивністю – вони можуть багаторазово оборотно розплавлятися і тверднути. При першому нагріванні вони стають пластичним і набувають заданої форми, переходячи в неплавкий і нерозчинний стан (фенопласти).

За пружними властивостямиполімери поділяють на пластики (жорсткі) та еластики (еластичні).

Полімерні матеріали містять три групи речовин: сполучні, пластифікатори та наповнювачі. Сполучними речовинамислужать синтетичні смоли. В якості пластифікаторіввводячи гліцерин, камфару та ін речовини, які підвищують еластичність і пластичність полімерів, полегшуючи їх переробку. Наповнювачі(порошкові, волокнисті) надають полімерним виробамвелику механічну міцність, запобігають усадці. Крім цього, до складу вводять пігменти, стабілізатори, прискорювачі твердіння та ін речовини.

При виготовленні полімерних будівельних матеріалів, виробів та конструкцій найбільше застосування знаходять поліетилен (плівки, труби), полістирол (плити, лаки), поліхлорвініл (лінолеум), поліметилметакрилат (органічне скло).

Завдяки хорошим механічним властивостям, еластичності, електроізоляційним якостям, здатності набувати будь-якої форми в процесі переробки полімерні матеріали знайшли широке застосування у всіх галузях будівництва та в нашому повсякденному житті.

Початкові полімерні матеріали.

Полімери залежно від методу отримання поділяють на полімеризації та поліконденсаційні. Полімеризаційні полімери отримують шляхом полімеризації. До них відносяться поліетилен, полістирол. Поліконденсаційні полімери одержують методом поліконденсації. До них відносяться поліефірні, акрилові, кремнійорганічні та ін смоли, поліефіри, поліуретанові каучуки.

Поліетиленотримують полімеризацією етилену з попутного та природного газу. Він старіє під впливом сонячної радіації, повітря, води. Його щільність 0,945 г/см 3 морозостійкість -70 ° С термостійкість всього 60 ... 80 ° С. За способом одержання розрізняють поліетилен високого тиску(ПВД), низького тиску (ПНД) та на окисно-хромовому каталізаторі (П). При нагріванні до 80°С поліетилен розчиняється у бензолі, чотирихлористому вуглеці. Застосовують його виготовлення плівок оздоблювальних матеріалів.

Поліізобутилен- каучукоподібний або рідкий еластичний матеріал, що отримується полімеризацією ізобутилену. Він легший за поліетилен, менш міцний, має дуже малу волого- і газопроникність, майже не старіє. Застосовують його для виготовлення гідроізоляційних тканин, захисних покриттів, плівок як добавок в асфальтобетонах, що в'яже для клеїв та ін.

Полістирол– термопластична смола, продукт полімеризації стиролу (вінілбензолу). Застосовують його виготовлення плит, облицювальних плиток, лаків емалей та інших.

Поліметилметакрилат (органічне скло)- утворюється в процесі полімеризації метилового ефіру в результаті обробки метакрилової кислотою. На початку утворюється метилметакрилат у вигляді безбарвної, прозорої рідини, а потім отримують склоподібний продукт у вигляді листів, трубок... Вони дуже стійкі до води, кислот та лугів. Застосовують для скління, виготовлення моделей.

Полімерні труби.

Труби з полімерних матеріалівшироко застосовують при будівництві напірних трубопроводів (підземних та надземних), зрошувальних систем, закритого дренажу, трубчастих гідротехнічних споруд. Як матеріал для виготовлення полімерних труб використовують поліетилен, вініпласт, поліпропілен, фторопласт.

Поліетиленові трубивиготовляють методом безперервної шнекової екструзії (безперервне видавлювання полімеру з насадки із заданим профілем). Поліетиленові труби морозостійкі, що дозволяє експлуатувати їх при температурах від -80 до +60°С.

Полімерні мастики та бетони.

Гідротехнічні споруди, що працюють в умовах агресивного середовища, дії великих швидкостей та твердого стоку, захищають спеціальними покриттями або облицюваннями. З метою запобігання спорудам від цих впливів, збільшення їх довговічності використовують полімерні мастики, полімерні бетони, полімербетони, полімеррозчини.

Полімерні мастики– призначені для створення захисних покриттів, що оберігають конструкції та споруди від впливу механічних навантажень, стирання, перепадів температур, радіації, агресивного середовища.

Полімерні бетони– цементні бетони, в процесі приготування яких у бетонну суміш додають кремнійорганічні або водорозчинні полімери. Такі бетони мають підвищену морозостійкість, водонепроникність.

Полімербетони– це бетони, в яких в'яжучими матеріалами є полімерні смоли, а заповнювачем – неорганічні мінеральні матеріали.

Полімеррозчинивідрізняються від полімербетонів тим, що не мають у своєму складі щебеню. Їх застосовують як гідроізоляційні, антикорозійні та зносостійкі покриття гідротехнічних споруд, підлог, труб.

ЛЕКЦІЯ №12

Теплоізоляційні матеріали та вироби з них.

Загальні відомості.

Теплоізоляційні матеріали характеризуються малою теплопровідністю та невеликою середньою щільністю через їхню пористу структуру. Їх класифікують за характером будови: жорсткі (плити, цегла), гнучкі (джгути, напівжорсткі плити), пухкі (волокнисті та порошкоподібні); через основну сировину: органічні та неорганічні.

Органічні теплоізоляційні матеріали.

Тирса, стружки– застосовують у сухому вигляді з просоченням у конструкції вапном, гіпсом, цементом.

Повсть будівельнавиготовляють із грубої вовни. Випускають його у вигляді просочених антисептиком полотнищ довжиною 1000...2000 мм, шириною 500...2000 мм, і товщиною 10...12 мм.

Очеретвипускають у вигляді плит товщиною від 30 ... 100 мм, одержуваних шляхом дротяного скріплення через 12-15 см рядів пресованого очерету.

Неорганічні теплоізоляційні матеріали

Мінеральна вата– сплутане волокно (діаметром 5…12мкм), одержуване з розплавленої маси гірських порід чи шлаків чи процесі розпилення її тонкої струменя парою під тиском. Мінеральну вату використовують як теплоізоляцію поверхонь з температурою від –200°С до + 600°С.

Скляна вата- сплутане волокно, що отримується з розплавленого скла. Її використовують для приготування теплоізоляційних виробів (матів, плит) та теплоізоляції поверхонь.

Піноскло– пористий легкий матеріал, який отримується шляхом спікання суміші скляного порошку з газоутворювачами (вапняком, кам'яним вугіллям). Виготовляють його з відкритими та закритими порами. Плити з піноскла застосовують для теплоізоляції стін, покриттів, перекриттів, утеплення підлог.

лекція №12а

Гідроізоляційні та покрівельні матеріали на основі бітумів та полімерів.

Загальні відомості.

Одне з важливих питань у будівництві – захист будівель та споруд від впливу атмосферних опадів, навколишнього вологого середовища, напірних та безнапірних вод. У всіх цих випадках основну роль відіграють гідроізоляційні та покрівельні матеріали, які визначають довговічність будівель та споруд. Гідроізоляційні та покрівельні матеріали поділяють на емульсії, паси, мастики. Залежно від гідроізоляційних і покрівельних матеріалів, що входять до складу, в'яжучих речовин їх поділяють на бітумні, полімерні, полімерно-бітумні.

Гідроізоляційні матеріали

Емульсії- Дисперсні системи, що складаються з двох рідин, що не змішуються між собою, одна з яких знаходиться в іншій в дрібно роздробленому стані. Для приготування емульсії застосовують слабкі водні розчини поверхнево-активних речовин або тонкодисперсні тверді порошки - емульгатори, які знижують поверхневе натяг між бітумом і водою, сприяючи його дрібнішому роздробленню. Як емульгатори використовують олеїнову кислоту, концентрати сульфітно-спиртової барди, асидол. Емульсії використовують як грунтовки та покриття, наносять у холодному стані на суху або сиру поверхню пошарово.

Пастиготують із суміші емульгованого бітуму і тонкомолотих мінеральних порошків (негашеного або гашеного вапна, високопластичних або пластичних глин). Застосовують їх як ґрунтовки та покриття для внутрішніх шарівгідроізоляційного килима.

Покрівельні матеріали.

Пергамін– безпокривний матеріал, що отримується шляхом просочення покрівельного картону м'якими нафтовими бітумами. Застосовують його як підкладковий матеріал.

Толь– одержують шляхом просочення покрівельного картону кам'яновугільними або сланцевими дьогтьовими матеріалами та подальшого посипання його однієї або двох сторін мінеральним порошком. Використовують його для влаштування покрівель.

ЛЕКЦІЯ №13

Дерев'яні будівельні матеріали та вироби.

Загальні відомості.

Завдяки хорошим будівельним властивостям деревина давно знайшла широке застосування у будівництві. Вона має невелику середню щільність до 180 кг/м 3 , достатню міцність, малу теплопровідність, велику довговічність (при правильної експлуатаціїта зберігання), легко обробляється інструментом, хімічно стійка. Однак поряд з великими перевагами деревина має й недоліки: неоднорідність будови; здатність поглинати та віддавати вологу, змінювати при цьому свої розміри, форму та міцність; Швидко руйнується від гниття, легко спалахує.

По породі дерева поділяють на хвойні та листяні. Якість деревини багато в чому залежить від наявності у неї пороків, до яких відносять косослою, сучкуватість, тріщини, пошкодження комахами, гниль. Хвойні - модрина, сосна, ялина, кедр, ялиця. Листяні – дуб, береза, липа, осика.

Будівельні властивостіДеревини змінюються у межах, залежно від її віку, умов зростання, породи дерева, вологості. У свіжозрубаному дереві вологи - 35 ... 60%, причому зміст її залежить від часу рубки та породи дерева. Найменший вміст вологи у дереві взимку, найбільший – навесні. Найбільша вологість властива хвойним породам (50-60%), найменша – твердим листям (35-40%). Висихаючи від вологого стану до точки насичення волокон (до вологості 35%) деревина не змінює своїх розмірів, при подальшому висушуванні її лінійні розміри зменшуються. У середньому усушка вздовж волокон становить 0,1%, а поперек – 3…6%. Внаслідок об'ємної усушки утворюються щілини в місцях з'єднання дерев'яних елементів, деревина тріскається. Для дерев'яних конструкцій слід застосовувати деревину тієї вологості, коли вона працюватиме у конструкції.

Матеріали та вироби з деревини.

Круглий ліс: колоди - довгі відрізки стовбура дерева, очищені від сучків; кругляк (підтоварник) – колоди завдовжки 3…9м; кряжі - короткі відрізки ствола дерева (довжиною 1,3 ... 2,6 м); колоди для паль гідротехнічних споруд та мостів – відрізки стовбура дерева завдовжки 6,5…8,5м. Вологість круглого лісу, що використовується для несучих конструкціймає бути не більше 25%.

Пиломатеріалиодержують шляхом розпилювання круглого лісу. Пластини – це поздовжньо розпиляні на дві симетричні частини колоди; бруси мають товщину і ширину не більше 100мм (чотирьохрізні та двокантні); обапол представляє відпиляну зовнішню частину колоди, у якої одна сторона не оброблена.

Строгані довгомірні вироби- це лиштва (віконних і дверних прорізів), плінтуса, дошка для підлоги або брус, поручні для перил, сходів, підвіконні дошки виготовляють їх з хвойних і листяних порід.

Фанерувиготовляють із шпону (тонкої стружки) берези, сосни, дуба, липи ін. порід шляхом склеювання його листів між собою. Шпон отримують безперервним зняттям стружки по всій довжині розпареного в окропі колоди (довжиною 1,5 м) на спец. верстаті.

Столярні виробивиготовляють на спеціалізованих заводах або в цехах із хвойних та листяних порід. До них відносять віконні та дверні блоки різної форми, дверні полотна, перегородки та панелі.

Клеєні конструкціїу вигляді балок, рам, стійок, паль, огорож застосовують у покриттях, перекриттях та ін елементах будівель. Виготовляють їх шляхом склеювання водостійкими клеями дощок, брусків, фанери. (Водостійкий клей ФБА, ФОК).

ЛЕКЦІЯ №14

Оздоблювальні матеріали.

Загальні відомості.

Оздоблювальні матеріали використовують для створення покриттів поверхонь будівельних виробів, конструкцій та споруд з метою захисту їх від шкідливого зовнішнього впливу, надання їм естетичної виразності, покращення гігієнічних умов у приміщенні. До оздоблювальних матеріалів відносять готові барвисті склади, допоміжні матеріали, сполучні, рулонні. оздоблювальні матеріали, пігменти. Барвисті склади складаються з пігменту, що надає їм кольору; наповнювача, що економить пігмент, що покращує механічні властивості і збільшує довговічність фарбування; сполучного, що з'єднує частинки пігменту і наповнювача між собою і з поверхнею, що фарбується. Після висихання барвисті склади утворюють тонку плівку. Крім основних компонентів, при необхідності в барвисті склади вводять розріджувачі, загусники та інші добавки.

пігменти.

Пігменти– це тонко подрібнені кольорові порошки, які не розчиняються у воді та органічних розчинниках, але здатні рівномірно змішуватися з ними, передаючи барвовому складу свій колір.

Білі пігменти.До них відносять крейду, повітряну будівельне вапно. Крейдавикористовують у вигляді тонко подрібненого порошку, з якого готують різні водо-розбавлювані (водні) барвисті склади, ґрунтовки, шпаклівки та пасти.

Вапно повітряне будівельневикористовують як пігмент і сполучний матеріал для приготування барвистих складів, шпаклівок і мастик.

Чорні пігменти.До них відносять сажу газову канальну, двоокис марганцю, чернь.

Сажа газова канальнаутворюється при спалюванні різних олій, нафти, смоли за обмеженого доступу повітря. Використовують для приготування неводних барвистих складів.

Двоокис марганцюзустрічається у природі у вигляді мінералу та піролюзиту. Використовують її для приготування водних та неводних барвистих складів.

Черньодержують при прожарюванні без доступу повітря горіхової шкаралупи, деревини, торфу.

Сірі пігменти.До них відносять графіт та цинковий пил.

Графіт– природний матеріал сірувато-чорного кольору із жирним металевим блиском. Його використовують для приготування барвистих складів та натирання поверхні залізних предметів, що піддаються нагріванню, через що вона набуває вигляду полірованої.

Цинковий пил- Механічна суміш окису цинку з металевим цинком. Її використовують для приготування барвистих неводних складів.

Червоний пігменти.До них відносять сурик залізний сухий, природну мумію і спокусу.

Сурик залізний сухийодержують із залізної руди, що містить окис заліза. Це дуже міцний пігмент з високими антикорозійними властивостями та світлостійкістю. Випускають його у вигляді тонко подрібненого порошку цегляно-червоного кольору та використовують для приготування клейових складів, емалей та олійних фарб.

Мумія природна- тонко подрібнена глина, пофарбована окислами заліза в коричнево-червоний колір різних відтінків. Використовують для приготування водних та неводних барвистих складів.

Мумія штучна- тонко подрібнений порошок керамічного виробу яскраво-червоного кольору.

Жовті пігменти.До них відносять суху охру, крон свинцевий сухий і сієну природну.

Охру сухуодержують із глини, пофарбованої оксидами заліза. Використовують для виготовлення всіх видів фарб, що застосовуються при фарбуванні дерев'яних і металевих поверхонь.

Сієну природнуотримують з глини, що містить велику кількість окису заліза (70%) і кремнезему.

Зелені, сині, коричневі та ін пігменти.

Оліфи та емульсії.

Оліфу натуральну лляну та коноплянуотримують відповідно з лляної та конопляної сирої олії шляхом варіння його при 200...300°З обробки повітрям з введенням прискорювача висихання (сикатива). Використовують її для приготування барвистих складів, ґрунтовок та як самостійного матеріалудля малярних робітпри зовнішньому та внутрішньому забарвленні дерев'яних та металевих конструкцій.

Емульсія ВМскладається з натуральної оліфи, бензолу, тваринного плиткового клею, вапняного 50% тесту і води. Використовують її для розведення густотертих фарб.

Емульсія МВготують із суміші 10%-ного розчину тваринного клею, луги (соди, бури, поташу) та натуральної оліфи. Застосовують при фарбуванні всередині приміщень штукатурки, деревини.

Лакофарбові суміші.

Масляні фарби- Різні білила та кольорові барвисті склади, приготовані на натуральних або комбінованих оліфах з різними добавками, доведені до малярської консистенції.

ЛЕКЦІЯ №15

Метали та металеві вироби.

Загальні відомості.

У водогосподарському будівництві широко застосовують різні матеріали у вигляді металопрокату та металевих виробів. Металопрокат використовують при будівництві насосних станцій, виробничих будівель, виготовленні металевих затворів різного типу. Метали, що застосовуються у будівництві, ділять на дві групи: чорні (залізо та сплави) та кольорові. Залежно від вмісту вуглецю чорні метали поділяють на чавун та сталь.

Чавун– залізовуглецевий сплав із вмістом вуглецю від 2% до 6,67%. Залежно від характеру металевої основи він ділиться на чотири групи: сірий, білий, міцний і ковкий.

Сірий чавун- Містить 2,4 ... 3,8% вуглецю. Він добре піддається обробці, має підвищену крихкість. Його використовують для лиття виробів, що не зазнають ударних впливів.

Білий чавун– містить 2,8…3,6% вуглецю, має високу твердість, проте він тендітний, не піддається обробці, має обмежене застосування.

Високоміцний чавунотримують присадкою в рідкий чавун магнію 0,03…0,04% він має той же хімічний складщо й сірий чавун. Він має найбільш високі властивості міцності. Його застосовують для виливки корпусів насосів, вентилів.

Ковкий чавун- Отримують тривалим нагріванням при високих температурах виливків з білого чавуну. Він містить 2,5 ... 3,0% вуглецю. Його застосовують виготовлення тонкостінних деталей (гайки, скоби…). У водогосподарському будівництві застосовують чавунні плити– для облицювання поверхонь гідротехнічних споруд, що піддаються стирання наносами, чавунні водопровідні засувки, труби.

Стали– одержують у результаті переробки білого чавуну в мартенівських печах. Зі збільшенням у сталях вмісту вуглецю підвищується їх твердість і крихкість, водночас знижується пластичність та ударна в'язкість.

Механічні та фізичні властивості сталей значно покращуються при додаванні до них легуючих елементів (нікелю, хрому, вольфраму). Залежно від вмісту легуючих компонентів стали діляться на чотири групи: вуглецеві (легуючі елементи відсутні), низьколеговані (до 2,5% легуючих компонентів), середньолеговані (2,5…10% легуючих компонентів), високолеговані (понад 10% легуючих компонентів) .

Вуглецеві сталі залежно від вмісту вуглецю поділяють на низьковуглецеву (вуглеці до 0,15%), середньовуглецеву (0,25…0,6%) та високовуглецеву (0,6…2,0%).

До кольорових металів та сплавів відносять алюміній, мідь та їх сплави (з цинком, оловом, свинцем, магнієм), цинк, свинець.

У будівництві використовують легкі сплави – на основі алюмінію або магнію, і важкі сплави – на основі міді, олова, цинку, свинцю.

Сталеві будівельні матеріали та вироби.

Гарячекатані сталівипускають у вигляді рівнополочного куточка (з полицями шириною 20...250 мм); нерівнополочного куточка; двотаврової балки; двотаврової широкополочної балки; швелера.

Для виготовлення металевих будівельних конструкційта споруд використовують прокатні сталеві профілі: рівнополочний та нерівнополочний куточки, швелер, двотавр та тавр. Як кріпильні вироби зі сталі застосовують заклепки, болти, гайки, гвинти і цвяхи. При виконанні будівельно-монтажних робіт застосовують різні способи обробки металів: механічне, термічне, зварювання. До основних способів виробництва металевих робіт відноситься механічна гаряча та холодна обробка металів.

При гарячій обробці металинагрівають до певних температур, після чого їм надають відповідні форми та розміри в процесі прокату під впливом ударів молота або тиску преса.

Холодна обробка металівпідрозділяють на слюсарну та обробку металів різанням. Слюсарна та обробка складається з наступних технологічних операцій: розмітки, рубки, різання, виливки, свердління, нарізки.

Обробку металів, різання здійснюють шляхом зняття металевої стружки різальним інструментом (струмлення, стругання, фрезерування). Її виробляють на металорізальних верстатах.

Для покращення будівельних якостей сталевих виробів їх піддають термічній обробці – загартування, відпустку, відпал, нормалізацію та цементацію.

Загартуванняполягає в нагріванні сталевих виробів до температури, трохи вище критичної, деякої витримки їх при цій температурі і в подальшому швидкому охолодженні у воді, маслі, масляної емульсії. Температура нагрівання при загартуванні залежить від вмісту сталі вуглецю. При загартуванні збільшується міцність та твердість сталі.

Відпусткаполягає в нагріванні загартованих виробів до 150 ... 670 ° С (температура відпустки), виробленні їх при цій температурі (залежно від марки сталі) і подальшому повільному або швидкому охолодженні в спокійному повітрі, воді мул в маслі. У процесі відпустки підвищується в'язкість сталі, зменшується внутрішня напруга у ній та її крихкість, покращується її оброблюваність.

Відпалполягає в нагріванні сталевих виробів до певної температури (750 ... 960 ° С), витримці їх при цій температурі і подальшому повільному охолодженні печі. При отжиге сталевих виробів знижується твердість сталі, і навіть поліпшується її оброблюваність.

Нормалізація- полягає у нагріванні сталевих виробів до температури дещо вищої, ніж температура відпалу, витримці їх при цій температурі та подальшому охолодженні в спокійному повітрі. Після нормалізації виходить сталь з вищою твердістю та дрібнозернистою структурою.

Цементація– це процес поверхневого навуглерожування сталі з метою отримання у виробів високої поверхневої твердості, зносостійкості та підвищеної міцності; при цьому внутрішня частинасталі зберігає значну в'язкість.

Кольорові метали та сплави.

До них відносяться: алюміній та його сплави– це легкий, технологічний, корозійностійкий матеріал. У чистому вигляді його використовують для виготовлення фольги, виливки деталей. Для виготовлення алюмінієвих виробів використовують алюмінієві сплави алюмінієво-марганцевий, алюмінієво-магнієвий. Вироби з алюмінієвих сплавів характеризуються простотою технології виготовлення. зовнішнім виглядом, вогне- та сейсмостійкістю, антимагнітністю, довговічністю. Таке поєднання будівельно-технологічних властивостей алюмінієвих сплавів дозволяє їм конкурувати зі сталлю. Використання алюмінієвих сплавів в конструкціях, що захищають, дозволяє зменшити вагу стін і покрівлі в 10...80 разів, скоротити трудомісткість монтажу.

Мідь та її сплави. Мідь – це важкий кольоровий метал (щільністю 8,9 г/см 3 ), м'який та пластичний з високою тепло- та електропровідністю. У чистому вигляді мідь використовують у електричних проводах. В основному мідь застосовують у сплавах різних видів. Сплав міді з оловом, алюмінієм, марганцем чи нікелем називають бронзою. Бронза - це корозійно-стійкий метал, що має високі механічні властивості. Застосовують її виготовлення санітарно-технічної арматури. Сплав міді із цинком (до 40%) називають латунню. Вона має високі механічні властивості і корозійну стійкість, добре піддається гарячій і холодній обробці. Її застосовують як виробів, листів, дроту, труб.

Цинк– це корозійностійкий метал, що застосовується як антикорозійне покриття при оцинковуванні сталевих виробів у вигляді покрівельної сталі, болтів.

Свинець– це важкий, легкообробний, корозійно-стійкий метал, що використовується для зачеканювання швів розтрубних труб, герметизації. деформаційних швів, виготовлення спеціальних труб.

Корозія металу та захист від неї.

Вплив на металеві конструкції та споруди навколишнього середовища призводить до їх руйнування, яке називається корозією.Корозія починається з поверхні металу і поширюється вглиб його, при цьому метал втрачає блиск, поверхня його стає нерівною, з'їденою.

За характером корозійних руйнувань розрізняють суцільну, вибіркову та міжкристалітну корозію.

Суцільну корозіюподіляють на рівномірну та нерівномірну. При рівномірній корозії руйнування металу протікає однаково по всій поверхні. При нерівномірній корозії руйнування металу протікає з неоднаковою швидкістю різних ділянках його поверхні.

Виборча корозіяохоплює окремі ділянки поверхні металу. Її поділяють на поверхневу, точкову, наскрізну і корозію плямами.

Міжкристалітна корозіяпроявляється всередині металу, при цьому руйнуються зв'язки по межах кристалів, що становлять метал.

За характером взаємодії металу з навколишнім середовищем розрізняють хімічну та електрохімічну корозію. Хімічна корозія виникає при дії на метал сухих газів або рідин не електролітів (бензину, олії, смол). Електрохімічна корозія супроводжується появою електричного струму, що виникає при дії на метал рідких електролітів (водних розчинів солей, кислот, лугів), вологих газів та повітря (провідників електрики).

Для захисту металів від корозії застосовують різні способи їх захисту: герметизацію металів від агресивного середовища, зменшення забрудненості навколишнього середовища, забезпечення нормальних температурно-влажностных умов, нанесення довговічних антикорозійних покриттів. Зазвичай з метою захисту металів від корозії їх покривають лакофарбовими матеріалами (грунтовками, фарбами, емалями, лаками), захищають тонкими корозійно-стійкими металевими покриттями (оцинкування, алюмінієві покриття та ін.). З іншого боку, метал від корозії захищають легуванням, тобто. шляхом плавлення його з іншим металом (хром, нікель та ін) і неметал.

Репетиторство

Потрібна допомога з вивчення якоїсь теми?

Наші фахівці проконсультують або нададуть репетиторські послуги з цікавої для вас тематики.
Надішліть заявкуіз зазначенням теми прямо зараз, щоб дізнатися про можливість отримання консультації.

Вступ

Шановні студенти приступаємо до вивчення курсу «Загальне матеріалознавство». Лекції, які будуть прочитані протягом семестру, допоможуть Вам розібратися у фізико-хімічній сутності будови та властивостей різних матеріалів. Ви дізнаєтеся, чому природні та штучно створені матеріали мають різні теплопровідність, механічні та експлуатаційні властивості, як пов'язані ці властивості один з одним, як і в яких межах їх можна змінювати. Одночасно з вивченням цих питань, ви глибше познайомитеся з фізичними та хімічними властивостями елементів, інформація про які закладена у періодичній системі Д.І. Менделєєва. Особливо зазначу, що будова атомів хімічних елементів визначає структуру і енергію хімічних зв'язків, що утворюються ними, які, у свою чергу, лежать в основі всього комплексу властивостей речовин і матеріалів. Лише спираючись на розуміння хімічної взаємодії атомів, можна керувати процесами, що відбуваються в речовинах, та отримувати задані робочі характеристики.

Однак більш важливою, ніж вивчення окремих проблем, викладених у лекціях, є можливість об'єднати основні положення фізики, хімії та прикладних наукових напрямів (теплофізики, механіки) для комплексного розуміння взаємодії речовин та їх властивостей.

У лекціях головну увагу приділено фундаментальним основам матеріалознавства у зв'язку з тим, що сучасне матеріалознавство спрямоване отримання матеріалів із заданими характеристиками і є базою для наукомістких технологій XXI століття.

матеріалом називається речовина, що володіє необхіднимкомплексом властивостей для виконання заданої функції окремоабо разом з іншими речовинами.

Сучасне матеріалознавство повністю склалося як наука у другій половині XX століття, що було пов'язано зі швидким зростанням ролі матеріалів у розвитку техніки, технології та будівництва. Створення принципово нових матеріалів із заданими властивостями, а на їх основі найскладніших конструкцій дозволило людству досягти за короткий час небувалих успіхів в атомній та космічній техніці, електроніці, інформаційних технологіях, будівництві тощо. Можна вважати, що матеріалознавство -це розділ наукового знання, присвячений властивостям речовин та їх спрямованої зміни з метою отримання матеріалів із заздалегідь заданими робочими характеристиками. Він спирається на фундаментальну базу всіх розділів фізики, хімії, механіки та суміжних дисциплін та включає теоретичні основи сучасних наукомістких технологій отримання, обробки та застосування матеріалів. Основу матеріалознавства складає знання про процеси, що протікають у матеріалах під впливом різних факторів, про їх вплив на комплекс властивостей матеріалу, про способи контролю та управління ними. Тому матеріалознавство та технологія матеріалів – взаємопов'язані розділи знання.

Курс матеріалознавства та технології будівельних матеріалів служить ціліпізнання природи та властивостей матеріалів, методів отримання матеріалів із заданими характеристиками для найбільш ефективного використання у будівництві.

Основні завданнявивчення курсу:

Дати розуміння фізико-хімічної сутності явищ, що відбуваються в матеріалах при впливі на них різних факторів в умовах виробництва та експлуатації, та їх впливу на властивості матеріалів;

Встановити залежність між хімічним складом, будовою та властивостями матеріалів;

Вивчити теоретичні основи та практику реалізації різних способів отримання та обробки матеріалів, що забезпечують високу надійність та довговічність будівельних конструкцій;

Дати знання про основні групи неметалічних матеріалів, їх властивості та сфери застосування.

У лекціях розкриваються:

Основи взаємодії атомів та молекул, що дозволяють надалі пояснити вплив на властивості матеріалу його хімічного складу та процесів спрямованої обробки;

Будова твердого тіла, дефекти кристалічної структури та його роль формуванні властивостей матеріалів;

Явлення перенесення тепла, маси та заряду, що становлять суть будь-якого технологічного процесу;

Теоретичні засади отримання аморфних структур матеріалів;

Елементи механіки пружної та пластичної деформації та руйнування матеріалу, що лежать в основі формування міцності та надійності сучасних будівельних матеріалів та конструкцій, а також методи їх випробувань;

Отже, завдання сучасного матеріалознавства – отримання матеріалів із заздалегідь заданими властивостями.Властивості матеріалів визначаються хімічним складом та структурою, які є результатом отримання матеріалу та його подальшої обробки. Для розробки матеріалів і технологій необхідне знання фізичних та хімічних явищ і процесів, що протікають у матеріалі на різних стадіях його отримання, обробки та експлуатації, їх передбачення, опис та керування ними. Таким чином, знання теорії необхідне створення керованих технологічних процесів, результатом яких буде матеріал з чітко визначеними значеннями робочих властивостей.

Фізико-хімічні властивості речовини визначаються електронною будовою його атомів. Взаємодії атомів пов'язані насамперед із взаємодією їх електронних оболонок. Тому розробки матеріалів і процесів їх отримання необхідно чітко уявляти, як різні хімічні елементи віддають і приймають електрони, як зміна електронного стану впливає властивості елементів.

Давайте згадаємо електронна будова атома.

Електронна будова атома

Близько двох з половиною тисяч років давньогрецький філософ Демокріт висловив думку про те, що всі оточуючі нас тіла складаються з найдрібніших невидимих ​​і неподільних частинок - атомів.

З атомів, як із своєрідних цеглинок збираються молекули: з однакових атомів - молекули простих,речовин, з атомів різного виду -молекули складнихречовин.

Вже наприкінці дев'ятнадцятого століття наукою встановлено, що атоми - частки далеко ще не " неподільні " , як уявляла давня філософія, а, своєю чергою, складаються з ще дрібніших і, якщо можна сказати, ще простіших частинок. Нині із більшою чи меншою достовірністю доведено існування вже близько трьох сотень елементарних частинок, що входять до складу атомів.

Для вивчення хімічних перетворень у більшості випадків нам достатньо вказати три частинки, що входять до атома: протон, електрон танейтрон.

Протон є частинкою масою умовно прийнятої за одиницю (1/12 маси атома вуглецю) та одиничним позитивним зарядом. Маса протону - 1,67252 х 10 -27 кг

Електрон - частка з практично нульовою масою (у 1836 разів меншою, ніж у протона) і поодиноким негативним зарядом. Маса електрона – 9,1091х10-31 кг.

Нейтрон являє собою частинку з масою практично рівною масі протона, але не має заряду (нейтральний). Маса нейтрону - 1,67474 х 10 -27 кг.

Сучасна наука є атомом, влаштованим приблизно, так само як потроєна наша сонячна система: в центрі атома знаходиться ядро(сонце), навколо якого відносно великій відстані обертаються електрони (як планети навколо сонця). Ця "планетарна" модель атома, запропонована в 1911 Ернестом Резерфордом і в 1913 уточнена постулатами Бора, зберегла своє значення до теперішнього часу.

У ядрі, що складається з протонів і нейтронів і займає дуже малу частину об'єму атома, зосереджена основна маса атома (маса електронів у хімічних розрахунках атомних і молекулярних мас зазвичай не враховується).

Число протонів у ядрі визначає виглядатома. Всього зараз відкрито понад сто видів атомів, які представлені в Таблиці елементів під номерами, що відповідають числу протонів в ядрі.

Найпростіший атом містить у ядрі лише один протон: це атом водню. Більш складний атом гелію має в ядрі вже два протони, третій (літій) – три і т.д. Певний вид атома називається елементом.

2. Будова та властивості оздоблювальних матеріалів

Внутрішня будова матерпалів

Залежно від агрегатного стану та стійкості тверді речовини можуть мати строго впорядковану будову – кристалічну, або невпорядковану, хаотичну будову – аморфну.

Природа частинок, що знаходяться у вузлах кристалічних ґрат, і переважаючі сили взаємодії (хімічні зв'язки) визначають характер кристалічних ґрат: атомний з ковалентними зв'язками, молекулярний з ван-дер-ваальсовими і водневими зв'язками, іонний з іонними зв'язками, металевий з металевими зв'язками.

Атомні гратискладається із нейтральних атомів, пов'язаних між собою ковалентними зв'язками. Речовини з ковалентними зв'язками відрізняються високою твердістю, тугоплавкістю, нерозчинністю у воді та більшості інших розчинників. Прикладом атомних ґрат є алмаз і графіт. Енергія ковалентних зв'язків становить від 600 до 1000 кДж/моль

Молекулярні гратипобудована їх молекул (I 2 , Cl 2 , CO 2 і т.д.), пов'язаних між собою міжмолекулярними або водневими зв'язками. Міжмолекулярні зв'язки мають невелику величину енергії, трохи більше 10кДж/моль; Дещо більшу величину мають водневі зв'язки (20-80 кДж/моль), тому речовини з молекулярними гратами мають невисоку міцність, низьку температуру плавлення, високу леткість. Такі речовини не проводять струму. До речовин з молекулярними гратами відносяться органічні матеріали, благородні гази, деякі неорганічні речовини.

Іонні гратиутворюється атомами, що сильно відрізняються по електронегативності. Вона характерна для сполук лужних та лужноземельних металів із галогенами. Іонні кристали можуть складатися і з багатоатомних іонів (наприклад, фосфати, сульфати та ін.). У таких ґратах кожен іон оточений певним числом його протиіонів. Наприклад, у кристалічній решітці NaCl кожен іон натрію оточений шістьма іонами хлору, а кожен іон хлору – шістьма іонами натрію. Внаслідок неспрямованості та ненасиченості іонного зв'язку кристал можна розглядати як гігантську молекулу, а звичайне поняття молекули тут втрачає свій зміст. Речовини з іонними гратами характеризуються високою температурою плавлення, малою летючістю, високою міцністю та значною енергією кристалічних ґрат. Ці властивості зближують іонні кристали з атомними. Енергія зв'язку іонних грат приблизно дорівнює, за деякими джерелами менше, енергії ковалентної решітки.

Металеві гратиутворюють метали. У вузлах ґрат знаходяться іони металів, а валентні електрони ділокалізовані по всьому кристалу. Такі кристали можна як одну величезну молекулу з єдиною системою багатоцентрових молекулярних орбіталей. Електрони знаходяться на сполучних орбіталях системи, а орбіталі, що розпушують, утворюють зону провідності. Так як енергія зв'язуючих і розпушують орбіталей близька, електрони легко переходять в зону провідності і переміщуються в межах кристала, утворюючи як би електронний газ. У табл. 3.1 як приклад наведено енергії зв'язку для кристалів з різним типомзв'язку.

Упорядковане розташування частинок у кристалі зберігається великих відстанях, а разі ідеально освічених кристалів – у всьому обсязі матеріалу. Така впорядкованість будови твердих тіл зветься далекий порядок.