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 захисні властивості від впливу на них різного зовнішнього середовища. 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 властивостіматеріалів.

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 довкілляі згущувати їх у 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 газів та 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 каміння неправильної форми (щебінь, гравій) та штучні вироби, що 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 цим штучний камінь типу 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 отримують різні види будівельного повітряного вапна: мелену порошкоподібну негашене вапно, вапняне тісто.

Будівельне повітряне вапно різного виду використовують при приготуванні кладок і штукатурних розчинів, бетонів низьких марок (що працюють у повітряно-сухих умовах), виготовленні щільних силікатних виробів (цегли, великих блоків, панелей), одержанні 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 виготовлення 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. Оцінюючи якості піску визначають його справжню щільність, середню насипну щільність, 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 цьому 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 хороших піскахміжзернова 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 впливна витрату 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, одержуваний 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 у цемент, розчинну або бетонну суміш є простим та зручним способом підвищення 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 і немасивний, а за місцем знаходження у споруді – зовнішніх та внутрішніх зон.

Основні будівельно-технічні властивості гідротехнічного бетону– водонепроникність, морозостійкість, водопоглинання, міцність, стійкість проти агресивної дії води, 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 або штучний, з 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 конструкцій арматуру 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 в розплавлену скляну масу спеціального складукаталізаторів 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 цеглаформують 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 підземному прокладанні кабелів. 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 заповнювачами (пісок, керамзитовий гравій ...) та органічними наповнювачами (тирса, 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 під підлоги з лінолеуму, плиток у приміщеннях з нормальною вологістю.

Блоки гіпсові вентиляційнівиготовляють з 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 будівлях.

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. Цегла легка застосовують при кладці зовнішніх і внутрішніх стін будівель з нормальною вологістю всередині 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 труби виготовляють із глин з отощающими добавками або без них, внутрішній діаметр 25...250 мм, довжиною 333, 500, 1000 мм та 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 труби виготовляють з 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 поверхні з 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 виробам велику 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 нашій 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 для 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, в якості 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 труби виготовляють методом безперервної екструзії шнекової (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 шарів гідроізоляційного 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 густину до 180 кг/м 3 , достатню міцність, малу теплопровідність, велику довговічність (при правильній експлуатації та зберіганні), 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 властивості деревини 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 конструкцій, повинна 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 наличники (віконних і дверних отворів), 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 блокирізної 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, повітряне 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, чому 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 (сикативу). Використовують її для приготування барвистих складів, ґрунтовок і як самостійний матеріал для малярних робіт при зовнішньому і внутрішньому забарвленні дерев'яних і 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 під час будівництва насосних станцій, виробничих будівель, виготовлення 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 склад, що і 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 використовують 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 поділяються 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 конструкцій та 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 робітвідноситься 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, гарним 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, корозійностійкий метал, що застосовується 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.

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)

Головна > Лекція

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 захисні властивості від впливу на них різного зовнішнього середовища. 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. 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 щільністьρ 0 маси m одиниці об'єму V 1 абсолютно сухого матеріалу у природному стані; вона виявляється у г/см 3 , кг/л, кг/м 3 . Насипна щільність сипких матеріалівρ н маси m одиниці об'єму V н просушеного вільно насипаного матеріалу; вона виявляється у г/см 3 , кг/л, кг/м 3 . Справжня щільністьρ маси m одиниці об'єму Vматеріалу в абсолютно щільному стані; вона виявляється у г/см 3 , кг/л, кг/м 3 . Відносна густинаρ(%) - 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 істинної щільності ρ: , або
. ПористістьП - 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 m в = m 1 - m до маси його в абсолютно сухому стані m:
ВодопоглинанняУ - характеризує здатність матеріалу при зіткненні з водою вбирати і утримувати її у своїй масі. Розрізняють масове У мта об'ємне У оводопоглинання. Масове водопоглинання(%) - Відношення маси поглиненої матеріалом води m вдо маси матеріалу в абсолютно сухому стані m:
Об'ємне водопоглинання(%) - Відношення обсягу поглиненої матеріалом води m в / 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 газів та 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 (камень, 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 зерен 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.

Повітряні в'яжучі речовини. 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 камінь типу пісковика, конгломерату. 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 3 на вапно CaOі двоокис вуглецю CO 2 за 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 отримують різні види будівельного повітряного вапна: мелене порошкоподібне негашене вапно, вапняне тісто. силікатних виробів (цегли, великих блоків, панелей), одержання 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 виготовлення 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. Растворы приготовленные на одном виде вяжущего вещества, называют простыми, из нескольких вяжущих веществ смешанными (цементно-известковый). Строительные растворы приготовленные на воздушных вяжущих, называют воздушными (глиняные, известковые, гипсовые). Состав растворов выражают двумя (простые 1:4) или тремя (смешанные 1:0,5:4) числами, показывающие объёмное соотношение количества вяжущего и мелкого заполнителя. В смешанных растворах первое число выражает объёмную часть основного вяжущего вещества, второе – объёмную часть дополнительного вяжущего вещества по отношению к основному. В зависимости от количества вяжущего вещества и мелкого заполнителя растворные смеси подразделяют 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.

Матеріали для звичайного (теплого) бетону. 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. Оцінюючи якості піску визначають його справжню щільність, середню насипну щільність, 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 цьому 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 значення у підборі піску для бетонної суміші має його міжзернова пустотність. V п (%) , 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 найб=20мм великий заповнювач має дві фракції: від 5 до 10 мм та від 10 до 20 мм; При Д найб=40мм – три фракції: від 5 до 10 мм; від 10 до 20 мм та від 20 до 40 мм; При Д найб=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. V п.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 найбта мінімальною Д наймкрупності. 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 у цемент, розчинну або бетонну суміш є простим та зручним способом підвищення 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:

І 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 Документ

Важливими заходами щодо подальшого вдосконалення водогосподарського будівництва є покращення якості робіт, максимальне скорочення термінів та зниження вартості будівництва, з чим тісно пов'язане раціональне використання

Будівельні матеріали камені будівельні та облицювальні

Документ

Надра Сахалінської області містять значні запаси всіляких видівбудівельних матеріалів. Розвідані запаси та прогнозні ресурси вивержених, метаморфічних та осадових гірських порід, придатних для використання як

Асширення застосування збірних елементів будівель та споруд, комплексної механізації всіх будівельно-монтажних процесів та застосування потокової організації робіт

Документ

Основою індустріалізації будівництва сільськогосподарських об'єктів є розширення застосування збірних елементів будівель та споруд, комплексної механізації всіх будівельно-монтажних процесів та застосування потокової організації робіт.

Конроль якості полімерних будівельних матеріалів методом газової хроматографії з використанням радіаційно-модифікованих сорбентів 05. 23. 05 Будівельні матеріали та вироби

Автореферат дисертації

На уроках технології діти вчаться обробляти не тільки тканину, папір та картон, а й різні частини рослин, корисні копалини, штучні матеріали та непридатні матеріали - відходи товарів народного споживання та ін. Їх діти збирають на екскурсіях, приносять у вигляді напівфабрикатів та заготовок або готових продуктів промисловості.

До природних матеріалів відносять гілки рослин, листя, квіти, насіння, коріння, кору, мох, плоди, річкові та морські камені, пісок, глину, а також частини тварин - рибні кістки, раковини та панцирі молюсків, засушені комахи, шкаралупа яєць свійської птиці, пір'я. У вигляді напівфабрикатів під час уроків використовують різного розміру дошки.

Зі штучних матеріалів для роботи учні частіше використовують пластилін, пластику, фанеру, ДВП, м'які листові метали, шматочки пластмаси, кераміки.

До готових продуктів промисловості відносять такі непридатні матеріали як упаковки, коробки, стрічки для прикраси подарунків та букетів, баночки, флакони, аксесуари для оздоблення одягу та приміщень.

Обробка перерахованих матеріалів неможлива без спеціальних знань з матеріалознавства та технології їх обробки. Такі знання діти засвоюють у процесі спостережень та дослідів.

У першому класі необхідно проводити такі спостереження: визначення форми та забарвлення листя, жолудів, горіхової шкаралупи, порівняння властивостей піску та глини, деревини та металу, виявлення художніх виразних особливостей у народній іграшці та ін.

У другому класі проводяться спостереження властивостей шишок, кори, гілок. Виявляються особливості обробки м'яких та твердих матеріалів.

У третьому класі учні спостерігають властивості засушених рослин, соломи, виявляють властивості кераміки, пластмаси, скла. Учні навчаються вибирати найкращі способи обробки цих матеріалів.

У четвертому класі йде робота з узагальнення та поглиблення наявних знань. Учні самостійно обирають найкращі засоби обробки матеріалів, розробляють найпростіші технологічні карти для творчих проектів.

Вчитель проводить ретельне інструктування зі збирання, зберігання та попередньої обробки різних матеріалів. Особлива увага приділяється гігієнічним вимогам, а також правилам безпеки зі збирання, транспортування та зберігання матеріалів. Крім того, вчитель зобов'язаний вказати на те, що в нашій країні існує закон про охорону навколишнього середовища, який зобов'язує дбайливо ставитись до природних багатств. Не рекомендується використовувати готові продукти, що пройшли спеціальну обробку та придатні до вживання (крупи, макарони, борошно, бобові). Для роботи використовують тільки продукти з терміном придатності, що минув.

Для роботи з різними матеріаламипідбирають спеціальні інструменти.

Розмічувальні та вимірювальні інструменти.

Олівці– для розмітки деталей на деревині потрібні тверді олівці марок 2 Тта 3 Т.Кут заточування олівця має бути гострим. При розмітці олівець необхідно тримати під невеликим нахилом у бік руху і щільно притискати до ребра шаблону або лінійки;

Лінійки- Для вимірювання зазвичай користуються металевою лінійкою або рулеткою. Для розмітки на деревині зручніше користуватися товстою дерев'яною лінійкою або столярним косинцем. Розмітку круглих деталей виконують столярним циркулем. Розмітку прямих ліній на металі здійснюють за допомогою рисунка, на деревині – рейсмусом.

Ріжучі інструменти.

Ножиці– у процесі обробки використовують частіше канцелярські та рідко слюсарні ножиці.

Ножі- Для роботи використовують добре заточені ножі з коротким лезом (90-100мм). Для розколювання деревини зручніше користуватися косариком – ножем з більш коротким та товстим лезом. У процесі різання ніж тримають похило, спрямовуючи його рух вказівним пальцем. Природні матеріали ріжуть на підставках та підкладних дошках.

Ножівки та лобзики– призначені для пиляння деревини та металів. Оброблювані матеріали для зручності затискають у лещата або струбциною.

Кусачки- Застосовують для відкушування дроту, тонких гілочок.

Штіхель- Вузький різець, що має в перерізі форму гострого кутаабо дуги (кутові та напівкруглі). Штихель використовують при обробці виробів з деревини (плоско - рельєфним різьбленням), лінолеуму (кліше для ліногравюри).

Монтажні інструменти

Молоток– застосовують для збирання виробів за допомогою цвяхів. При роботі з молотком необхідно стежити, щоб учень не вдарив на пальці, що притримують цвях.

Плоскогубці та круглогубці- Застосовують при роботі з дротом. За допомогою цих інструментів згинають та скручують дріт.

Шило– застосовують для пророблення отворів у м'яких чи легкообробних матеріалах. Проколювання виконується на підставках або підкладних дошках.

Буравчик– призначений для свердління отворів у більш твердих матеріалах. Робота свердловиком виконується на підставках або підкладних дошках.

Пензлик для клею- Повинна бути жорсткою. Ширину пензля вибирають за розмірами поверхні сполучної деталі.

Сполучні деталі та матеріали.

Цвяхи- На уроках праці не застосовують великі цвяхи. Найчастіше використовують № 1, 2, 3, 4, що відповідає довжині цвяха в сантиметрах.

Штифт– стрижень для нерухомого з'єднання деталей. Штифт легко зробити із сірника, гілочки або смужки паперу. Штифтом з'єднують деталі із жолудів, шишок, ліпних матеріалів.

Клей– для з'єднання природних матеріалів використовують клей ПВА, казеїновий чи столярний клей. Плаваючі моделі краще склеювати казеїновим клеєм, клеєм ПВА, БФ, "Момент". Склеювання деталей потребує великої акуратності. Клеєм намазують тонкий матеріал або частину поверхні меншої деталі, що приклеюється. Сухе листя намазують клеєм від центру листа до країв. Приклеюють намазане листя обережно, після того, як воно ввібрало частину вологи. У вузькі та глибокі поверхні клей наносять за допомогою вістря шила, змоченого у клеї.

Завдання вчителя технології не лише забезпечити учнів інструментами та всіма необхідними матеріалами, а й утримувати їх у справному вигляді. Ножі та ножиці повинні бути правильно заточені, вістря шилів та свердловиків не повинні бути зламаними, пилочка лобзика повинна бути добре натягнута і при торканні пальцем дзвеніла як струна, шарнірні з'єднання ножиць та штихелю повинні бути справними, ударна частина молотка має бути добре закріплена на ручці. На кожному уроці вчитель зобов'язаний проінструктувати учнів про правила безпечної роботи з інструментами та деякими матеріалами.

Оброблювані матеріали.

Деревина- Найчастіше застосовується в роботах старшокласників. У початкових класах застосовуються деревина сосни, ялини, берези, липи, а також виготовлена ​​з них тришарова фанера. Деревину в поперечному напрямку розпилюють ножівкою та лобзиком. Торці розпиляної деревини зачищають напилками, шкіркою. Фарбують дерев'яні виробиолійною фарбою.

У початкових класах учні роблять вказівки, екер, етикетки для класної ділянки. До виготовлення таких виробів висуваються вимоги до дизайну специфікації. Наприклад, дощечки для етикеток повинні відповідати заданим розмірам, краї їх мають бути ошкурені; кілочки повинні відповідати заданим розмірам по довжині, товщині, поверхня їх має бути оброблена напилком і шкіркою.

Соломо- Засушені стебла злакових рослин, частіше використовують солому пшениці, жита, вівса. Солому перед роботою необхідно обробити – видалити вузли, міжвузля розсортувати за довжиною та товщиною. Для виготовлення солом'яної стрічки заготовки заливають гарячою водоюна добу, потім кожну соломинку розрізають уздовж і пропрасовують гарячою праскою на дерев'яній дошці. Залежно від температури праски солома набуває різних кольорів. Із соломи роблять аплікації, її використовують для інкрустації виробів із дерева. Зберігають солому в сухому місці, що провітрюється.

Шкаралупа яєць– чудовий матеріал для виготовлення об'ємних та плоских виробів. Вона добре фарбується харчовими барвниками, деталі із шкаралупи закріплюють на клей, пластилін. Для виготовлення об'ємних виробів із яйця за допомогою медичного шприца необхідно видалити вміст. Заповнюють яйце також за допомогою шприца розігрітим парафіном. Прикрасивши яйце різними деталями оздоблення можна виготовити фігурки тварин, птахів, риб тощо. З пофарбованої яєчної шкаралупиможна зробити мозаїчне панно, попередньо покривши поверхню, що заповнюється шаром пластиліну.

Листя рослин– використовують у засушеному вигляді. Листя збирають восени, сортують за розмірами, кольором, формою. Сушать листя під пресом, або термічно (прогладжують праскою). Зберігають готовий матеріал у сухому місці.

Береста- Улюблений матеріал народних майстрів. Бересту збирають навесні або на початку літа, очищають від часток, що налипли. Для зручності обробки бересту розпарюють у гарячій воді, ділять на шари, розрізають потрібні форми. Сушать матеріал у сухому прохолодному місці.

Метали та сплави- на уроках частіше використовують тонкий м'який дріт, м'яку жерсть, фольгу з алюмінію, міді, латуні, цинку, олова, свинцю. Ручна обробка металів у холодному стані називають слюсарною роботою. Такі матеріали легко обробляти ножицями, кусачками, молотками, плоскогубцями та круглогубцями. Різані краї деталей обробляють напилком або шкіркою. Колір деталей або виробу можна змінити, потримавши його над полум'ям спиртування або фарбуванням фарбами та лаками по металу.

Отвори в тонкій жерсті роблять шилом, пробійниками. На тонкій жерсті та фользі легко робити вдавлювання за допомогою чеканів, кульковою ручкою та освоювати найпростіші прийоми карбування. Тонку жерсть можна згинати і скручувати за допомогою молотка, плоскогубців, круглогубців.

Дроті можна надати форму кільця, багатокутників, спіралі та ін. З дроту можна зробити плоскі контурні форми та об'ємні вироби, а також каркаси для м'яких іграшок. Тонку дріт можна використовувати і як сполучний матеріал.

Ліпні матеріали- Глина, пластилін, пластика, гіпс, солоне тісто. Нині їх можна придбати у магазинах. Глину можна видобути та приготувати до роботи разом із учнями.

Для ліплення придатна жирна глина. Худа глина містить велику кількість домішок та придатна до роботи після спеціальної обробки – відмучування. Глину заготовляють улітку, просушують, подрібнюють і просіюють. Подрібнену глину поміщають у велику посудину (кадку, бак), заливають водою і ретельно перемішують. Домішки, що спливли, видаляють. Тяжкі домішки (камінці, пісок) осідають на дно, а дрібні частинки глини залишаються у зваженому стані. Цей рідкий склад зливають в іншу ємність, залишаючи на дні великі домішки. Через деякий час глина осідає на дно. Воду з поверхні зливають. Цей процес називається відмучуванням.

Перед початком роботи глину заливають водою, перемішують. Добре приготовлена ​​маса не повинна прилипати до рук. З приготовленої глини скочують ковбаску довжиною 10см і завтовшки 1см і піднімають за кінець. Якщо ковбаска не розвалюється, глина готова до роботи. Для покращення якості глини можна додати паперове волокно та рослинна олія. Із глиною працюють на підкладній дошці. Ріжуть глину дротом чи ліскою. Ліплять вироби руками, деталі обробки виконують стекою або спеціальними штампами.

Деталі з ліпних матеріалів з'єднують способом примазування, притискання або штифтами. Вироби з ліпних матеріалів фарбують гуашшю, змішаною з клеєм ПВА (1х1, 2х1), акварельними фарбами (медовими), покривають лаком, або піддають глазурування (глянцевий склоподібний сплав, що закріплюється випалом, поверхня виробу, що покривається). Просушують вироби в муфельних печах, на батареях опалення або на поверхні, що добре провітрюється.

Пластмаси– продукція хімічного виробництва. У початкових класах використовують легкооброблювані пластмаси - органічне скло, поролон, пінопласт, лінолеум, капрон та ін. З поролону та пінопласту роблять іграшки, сувеніри. Поролон можна використовувати для набивання м'яких іграшок.

Лінолеумвикористовують для виготовлення аплікації чи кліше. Кліше для ліногравюри роблять за допомогою штихелів. на готову поверхнюкліше валиком наносять фарбу (гуаш, друкарську фарбу), кладуть чистий аркуш паперу та прогладжують його гладким предметом. Отримують відбиток, званий естампом.

Бросові матеріали– пакувальні коробки, пробки, котушки, тюбики з-під крему, зубної пасти, синтетичні сітки, що використовуються для пакування овочів, букетів, порожні стрижні, трубочки та ін. , кмітливість.

Пап'є маше- Найдоступніша техніка виготовлення об'ємних виробів у початкових класах. Для роботи знадобляться: газетний папір, клейстер, гуаш. Як форма виготовлення об'ємних виробів підійдуть предмети посуду, іграшки, саморобні форми, які роблять із пластиліну. Клейстер для роботи роблять із крохмалю чи борошна. Вироби сушать у добре провітрюваних та теплих місцях. Нерівні місця на формах вирівнюють шкіркою. Розпис виробів виконують гуашевими фарбами, змішаними з клеєм ПВА у співвідношенні: 2 частини фарби та 1 частина клею.

Особливості обробки різних матеріалів, методика вивчення їх властивостей викладена у численних методичних посібниках, книгах з декоративно-ужиткового мистецтва, журналах з дизайну та рукоділля, у книгах В.А. Барадуліна, А.М. Гукасової, Н.М. Конишової, В.П. Кузнєцова та ін.

Контрольні питання.

1. Які матеріали називають природними?

2. У чому особливість зберігання різних матеріалів?

3. За яким принципом здійснюється відбір різних матеріалів до роботи з учнями початкових класів?

4. Які з'єднувальні матеріали використовують для збирання виробів із природних матеріалів?

Завдання для самостійної роботи.

1. Знайти (у друкованих або електронних джерелах) та вивчити матеріал, що містить відомості про властивості природних матеріалів, способи їх заготівлі та зберігання, техніку обробки.

2. Підібрати літературу, що висвітлює технології виготовлення виробів із різних матеріалів.

Завдання для лабораторної роботи

1. Проаналізувати зміст модуля: «Технологія обробки конструкційних матеріалів та машинознавство» у програмі «Технологія». Виділити вміння та навички, які автори програми рекомендують формувати в учнів початкових класів у процесі обробки різних матеріалів.

2. Розробити план проведення досвіду учнів 3 класу зі спостереженню властивостей однієї з конкретних природних матеріалів.

3. Розробити конспект уроку спрямованого вивчення способів обробки одного із штучних матеріалів.

4. Виготовити за 1 зразком виробів із природних матеріалів, штучних матеріалів та непридатних матеріалів для демонстрації їх на уроках технології у початкових класах.

5. Розробити інструкційні карти для навчання учнів способам складання одного з виробів з різних матеріалів.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Загальні відомості про матеріали, їх будову та властивості

Загальні відомості про матеріали.

Всі матеріали по хімічній основі поділяються на дві основні групи - металеві та неметалічні.

До металевих відносяться метали та їх сплави. Метали становлять понад 2/3 відомих хімічних елементів. Металеві матеріали поділяються на чорні та кольорові. До чорних відносяться залізо та сплави на його основі - сталі та чавуни. Всі інші метали належать до кольорових. Чисті метали мають низькі механічні властивості порівняно зі сплавами, і тому їх застосування обмежується тими випадками, коли необхідно використовувати їх спеціальні властивості.

До неметалевих матеріалів відносяться різні пластмаси (шарові, волокнисті, порошкові, газонаповнені), гумові матеріали, дерев'яні матеріали(пиломатеріали, дерев'яний шпон), текстильні матеріали, неорганічні (кераміка, скло) та композиційні матеріали.

Практичне значення різних матеріалів однаково. Найбільше застосуванняу техніці придбали чорні метали. На основі заліза виготовляють понад 90% усієї металопродукції. Однак кольорові метали мають цілу низку цінних фізико-хімічних властивостей, які роблять їх незамінними. У промисловості займають місце і неметалеві матеріали, але їх використання невелике (близько 10%) і прогноз тридцятирічної давності про те, що неметалеві матеріали до кінця століття істотно потіснять металеві, не виправдалося. В інших областях застосування різних неметалічних матеріалів розвивається в даний час випереджаючими темпами в порівнянні з металевими матеріалами.

Будова матеріалів.

Усі тверді тіла поділяються на аморфні та кристалічні.

У аморфних тілах атоми розташовані хаотично, тобто. безладно, без будь-якої системи, тому тіла при нагріванні розм'якшуються у великому температурному інтервалі, стають в'язкими, а потім переходять у рідкий стан. При охолодженні процес відбувається у зворотному напрямку. Прикладами аморфних тіл можуть бути скло, клей, віск, каніфоль, тобто. аморфна будова властива в основному неметал.

У кристалічних тілах атоми розташовані у строго певній послідовності. Тіла залишаються жорсткими, тобто. зберігають надану їм форму до певної температури, коли вони переходять у рідкий стан. При охолодженні процес відбувається у зворотному напрямку. Перехід з одного стану в інші протікає при певній температуріплавлення. До тіл з кристалічною будовою відносять кухонну сіль, кварц, цукровий пісок, метали та сплави.

Атомно-кристалічна структура - взаємне розташуванняатомів у кристалі. Кристал складається з атомів (іонів), розташованих у певному порядку, який періодично повторюється у трьох вимірах. Найменший комплекс атомів, який при багаторазовому повторенні у просторі дозволяє відтворити просторову кристалічну решітку, називають елементарним осередком. Для спрощення просторове зображення прийнято замінювати схемами, де центри тяжкості частинок представлені точками. У точках перетину прямих ліній розташовуються атоми; вони називаються вузлами ґрат. Відстані між центрами атомів, що у сусідніх вузлах решітки, називають параметрами, чи періодами решітки.

Ідеальна кристалічна решітка є багаторазовим повторенням елементарних кристалічних осередків. Для реального металу характерна наявність великої кількості дефектів будови, що порушують періодичність розташування атомів у кристалічній решітці.

Розрізняють три типи дефектів кристалічної будови: точкові, лінійні та поверхневі. Точкові дефекти характеризуються малими розмірами, їх величина вбирається у кількох атомних діаметрів. До точкових дефектів відносяться: а) вільні місця у вузлах кристалічних ґрат - вакансії (дефекти Шоттки); б) атоми, що змістилися з вузлів кристалічних ґрат у міжузельні проміжки - дислоковані атоми (дефекти Френкеля); в) атоми інших елементів, що знаходяться як у вузлах, так і в міжвузлях кристалічних ґрат - домішкові атоми. Лінійні дефекти характеризуються малими розмірами у двох вимірах, але мають значну довжину третьому вимірі. Найбільш важливий вид лінійних дефектів – дислокації (лат. dislocation – зміщення). Поверхневі дефекти мають малу товщину та значні розміри у двох інших вимірах. Зазвичай це місця стику двох орієнтованих ділянок кристалічних ґрат. Ними можуть бути межі зерен, межі фрагментів усередині зерна, межі блоків усередині фрагментів.

Від будови та дефектів безпосередньо залежать властивості матеріалів.

Властивості матеріалів.

Фізичні властивості визначають поведінку матеріалів теплових, гравітаційних, електромагнітних і радіаційних полях. Із важливих фізичних властивостейможна виділити теплопровідність, густину, коефіцієнт лінійного розширення.

Щільністю називається відношення маси однорідного матеріалу до одиниці його обсягу. Ця властивість важлива при використанні матеріалів в авіаційній та ракетній техніці, де створювані конструкції повинні бути легкими та міцними.

Температура плавлення - це така температура, за якої метал переходить із твердого стану в рідкий. Чим нижче температура плавлення металу, тим легше протікають процеси його плавлення, зварювання і тим дешевше.

Електропровідністю називається здатність матеріалу добре та без втрат на виділення тепла проводити електричний струм. Хорошу електропровідність мають метали та їх сплави, особливо мідь і алюміній. Більшість неметалевих матеріалів не здатні проводити електричний струм, що також є важливою властивістю, яка використовується в електроізоляційних матеріалах.

Теплопровідність - це здатність матеріалу переносити теплоту від нагрітих частин тіл до менш нагрітим. Доброю теплопровідністю характеризуються металеві матеріали.

Магнітними властивостями, тобто. здатністю добре намагнічуватися мають лише залізо, нікель, кобальт та їх сплави.

Коефіцієнти лінійного та об'ємного розширення характеризують здатність матеріалу розширюватись при нагріванні.

Хімічні властивості характеризують схильність матеріалів до взаємодії з різними речовинами та пов'язані зі здатністю матеріалів протистояти шкідливій дії цих речовин. Здатність металів і сплавів чинити опір дії різних афесивних середовищ називається корозійною стійкістю, а аналогічна здатність неметалічних матеріалів - хімічною стійкістю.

Механічні властивості характеризують здатність матеріалів чинити опір дії зовнішніх сил. До основних механічних властивостей відносяться міцність, твердість, ударна в'язкість, пружність, пластичність, крихкість та ін.

Міцність - це здатність матеріалу чинити опір руйнівному впливу зовнішніх сил

Твердість - це здатність матеріалу чинити опір впровадженню до нього іншого, твердішого тіла під впливом навантаження.

В'язкістю називається властивість матеріалу чинити опір руйнуванню під дією динамічних навантажень.

Пружність - це властивість матеріалів відновлювати свої розміри та форму після припинення дії навантаження.

Пластичністю називається здатність матеріалів змінювати свої розміри та форму під дією зовнішніх сил, не руйнуючись при цьому.

Крихкість - це властивість матеріалів руйнуватися під впливом зовнішніх сил без залишкових деформацій.

Технологічні властивості визначають здатність матеріалів піддаватися різним видомобробки. Ливарні властивості характеризуються здатністю металів і сплавів у розплавленому стані добре заповнювати порожнину ливарної форми і точно відтворювати її обриси (рідотекучестио), величиною зменшення об'єму при затвердінні (усадкою), схильністю до утворення тріщин і пор, схильністю до поглинання газів у розплавленому.

До експлуатаційних (службових) властивостей відносяться жаростійкість, жароміцність, зносостійкість, радіаційна стійкість, корозійна та хімічна стійкість та ін.

Жаростійкість характеризує здатність металевого матеріалу чинити опір окисленню в газовому середовищі при високій температурі.

Жароміцність характеризує здатність матеріалу зберігати механічні властивості при високій температурі.

Зносостійкість - це здатність матеріалу чинити опір руйнуванню його поверхневих шарів при терті.

Радіаційна стійкість характеризує здатність матеріалу чинити опір дії ядерного опромінення.

Запитання 2: Класифікація текстильних волокон.

Текстильне волокно є протяжним тілом, гнучким і міцним, з малими поперечними розмірами, обмеженою довжиною, придатним для виготовлення пряжі і текстильних матеріалів.

В основу класифікації волокон покладено їх хімічний склад та походження.

Залежно від походження текстильні волокна поділяють на натуральні та хімічні.

До натуральних відносять волокна рослинного, тваринного та натурального походження, які утворюються у природі без безпосередньої участі людини. Натуральні рослинні волокна складаються із целюлози; їх одержують із поверхні насіння (бавовна), плодів (койр), із стебел (льон, рамі, пенька, джут та інших.) і листя рослин (абака, сизаль). Натуральні волокна тваринного походження складаються з білків - кератину (вовна різних тварин) або фіброїну (шовк тутового або дубового шовкопряда).

До хімічних відносять волокна, створені в заводських умовах шляхом формування з природних органічних або синтетичних полімерів або неорганічних речовин. Хімічні волокна за складом поділяються на штучні та синтетичні.

Штучні волокна одержують із високомолекулярних сполук, що зустрічаються у готовому вигляді (целюлоза, білки). Їх одержують шляхом хімічної переробки природних полімерів рослинного та тваринного походження, з відходів целюлозного виробництва та харчової промисловості.

Полімер - речовина, молекули якої складаються з великої кількості ланок, що повторюються. Сировиною для полімерів є деревина, насіння, молоко і т.п. Найбільше застосування у швейній промисловості мають текстильні матеріали на основі штучних целюлозних волокон, таких як віскозне, полінозне, мідно-аміачне, тріацетатне, ацетатне.

Синтетичні волокна одержують шляхом хімічного синтезу полімерів, тобто. створення речовин, що мають складну молекулярну структуру, з більш простих, найчастіше з продуктів переробки нафти і кам'яного вугілля. Це поліамідні, поліефірні, поліуретанові волокна, а також поліакрилонітрильні (ПАН), полівінілхлоридні (ПВХ), полівінілспиртові, поліолефінові. Також за складом синтетичні волокна поділяються на карбоцепні та гетероцепні. Гетероцепні волокна утворюються з полімерів, в основний молекулярний ланцюг яких крім атомів вуглецю містяться атоми інших елементів. Карбоцепні називають волокна, які отримують з полімерів, що мають в основному ланцюгу макромолекул тільки атоми вуглецю.

матеріал властивість будова дефект

Використовувана література

1. Соннцев Ю.П. Матеріалознавство. Застосування та вибір матеріалів: Навчальний посібник/Солнцев Ю.П., Борзенко О.І., Вологжаніна С.А. – СПб.: ХІМІЗДАТ, 2007. – 200 с.

2. Бузов Б.А. Матеріалознавство у виробництві виробів легкої промисловості (швейне виробництво): Підручник для студ. вищ. навч. закладів/Б.А. Бузов, Н.Д. Адименкова: За ред. Б.А. Бузів. – М.: Видавничий центр “Академія”, 2004 – 448 с.

3. Савостицький Н.А. Матеріалознавство швейного виробництва: підручник для студ. установ середовищ. проф. освіти/Н.А. Савостицький, Е.К. Амирова. - 7-е вид., Стер. – К.: Видавничий центр “Академія”, 2013. – 272 с.

4. Метали та сплави. Довідник / В. К Афонін та ін. - НВО "Професіонал" СПб, 2003 - 200 с.

5. Соннцев Ю.П. "Матеріалознавство"/Ю.П. Сонцов, Є.І. Пряхін - СПб.: Хіміздат, 2007, 783с.

Розміщено на Allbest.ru

...

Подібні документи

Роль хімії у хімічній технології текстильних матеріалів. Підготовка та колорування текстильних матеріалів. Основні положення теорії обробки текстильних матеріалів із застосуванням високомолекулярних сполук. Погіршення механічних властивостей матеріалів.

курсова робота , доданий 03.04.2010


Відмінності макро- та мікроскопічної будови матеріалів. Порівняння теплопровідності деревини та сталі. Класифікація дефектів кристалічної будови. Причини появи крапкових дефектів. Особливості отримання, властивості та напрямки застосування гум.

контрольна робота , доданий 03.10.2014


Залежність працездатності машин та агрегатів від властивостей матеріалів. Міцність, твердість, триботехнічні характеристики. Впровадження у матеріал твердішого тіла – індентора. Температурні, електричні та магнітні характеристики матеріалів.

реферат, доданий 30.07.2009


Вивчення властивостей матеріалів, встановлення величини граничної напруги. Умовна межа плинності. Механічні властивості матеріалів. Випробування на розтягування, стиснення, кручення, вигин крихких матеріалів статичним навантаженням. Вимірювання деформацій.

реферат, доданий 16.10.2008


Аналіз методів оцінки пружно-пластичних властивостей матеріалів для верху взуття при розтягуванні. Обґрунтування вибору методів випробувань та досліджуваних матеріалів. Розробка автоматизованого комплексу для оцінки властивостей при одновісному та двовісному розтягуванні.

дипломна робота , доданий 26.10.2011


Аналіз видів вигину матеріалів та машинних швів. Розробка методики оцінки формостійкості текстильних матеріалів у статичних умовах деформування. Характеристика костюмних тканин та швейних ниток. Рекомендації щодо раціонального конфекціонування.

звіт з практики, доданий 02.03.2014


Загальні відомості про композиційні матеріали. Властивості композиційних матеріалів типу сибуніту. Асортимент пористих вуглецевих матеріалів. Екрануючі та радіопоглинаючі матеріали. Фосфатно-кальцієва кераміка – біополімер для регенерації кісткових тканин.

реферат, доданий 13.05.2011


Експериментальне вивчення поведінки матеріалів та визначення їх механічних характеристик при розтягуванні та стисканні. Отримання діаграм розтягування та стиснення різних матеріалів до моменту руйнування. Залежність між стиском зразка і стискаючим зусиллям.

лабораторна робота, доданий 01.12.2011


Різноманітність космічних матеріалів. Новий клас конструкційних матеріалів – інтерметаліди. Космос та нанотехнології, роль нанотрубок у будові матеріалів. Самовиліковні космічні матеріали. Застосування інтелектуальних космічних композитів.

доповідь, доданий 26.09.2009


Розробка ескізу моделі весільної сукні. Визначення будови, структури, геометричних механічних та фізичних властивостей тканини. Вибір та характеристика основних, підкладкових, прокладочних, скріплювальних, оздоблювальних матеріалів та фурнітури для виробу.