Міністерство освіти і науки україни 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Міністерство освіти і науки україни



МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХДТУБА

Кафедра будівельних матеріалів та виробів

Конспект

 основних положень лекційних курсів з дисциплін:

«Будівельне матеріалознавство», «Архітектурне матеріалознавство»

(проф.Вандоловський О.Г., доц. Костюк Т.О., доц. Деденьова О.Б., доц. Казімагомедов І.Е., доц. Вішев О.В., Лекция №1

 

Харк ів 2007

 

Лекция 1 Основи будівельного матеріалознавства.

1. Вступ

2. Основні поняття будівельного матеріалознавства

3. Класифікація будівельних матеріалів і виробів

4. Основні властивості будівельних матеріалів

 

Література:

1. П.В. Кривенко та інші „Будівельне матеріалознавтво”, Київ, 2005.

2. Г.И. Горчаков „Строительньіе материальі”, Москва, 1982.

3. Домокеев и др. „Строительньіе материальі и изделия”, Москва, 1990.

4. Айрапетов Д.П. Архитекрурное материаловедение., Москва, 1983.

 

 

1. Капітальне будівництво є важливою складовою народного 

господарства. Для будь якої країни воно повинно створювати, поновлювати та реконструювати основні фонди.

Для країн з розвинутою економікою 20% національно добутку припадає саме на капітальне будівництво, а більш ніж 50% від капітального будівництва припадає саме на будівельні матеріали.

Будівельне матеріалознавство – це наука яка вивчає взаємозв’язок між складом, будовою та властивостями матеріалів, технології їх виготовлення та областями застосування.

Велику роль у розвиток матеріалознавства, як науки відіграли роботи вітчизняних вчених, які мають свої школи і багато учнів у багатьох країнах світу:

- Буднікова П.П. (Чл.кор, завідувач каф. у ХПІ, у 30 роках), Бережного П.В.(академіка АН України, зав.каф. вогнетривів у ХПІ), Кривенка П.В.(зав. Каф. у Київському нац. Університеті будівництва та архітектури- великі досягнення в області шлаколужних в’яжучих), Мчедлов-Петросян О.П., (Чл.кор Грузинської АН, зав.каф. ХДТУБА великі досягнення в області термодинаміки силікатів), Ушеров –Маршак О.В. (досягнення в області фізичних методів досліджень, ХДТУБА), Бабушкін В.І. (зав.каф. БМВ в ХДТУБА), Крупа.., зав.каф. кераміки у КДТУБА, Чернявський С.Л. займається питанням корозії бетону і його адаптації в агресивних середовищях (зав.каф. ХДТУБА), Плугін А.М.(акад.зал.трансп.), Золотарьов Ю.А. (автодор. Універс.), Дворкін зав.каф. у Рівненському університеті, займається щільними бетонами та багато інших.

 

2. Розвиток будівельних матеріалів бере свій початок з розвитку людства.

Першим будівельним матеріалом було дерево, потім природне каміння.

Далі, щоб складене каміння не руйнувалось почали використовувати глину – при пожежі глина не зруйнувалась і стала дуже міцною. Таким чином з’являється цілий напрямок – гончарство, цегляне виробництво.

На острові поблизу Греції знайшли гіпсовий камінь, який назвали алебастром, за назвою острова. І нарешті перший у 1820 році інженер Чєлієв Є.І. отримав портландський цемент, поклавши початок розвитку будівництва в цілому.

Бетон і залізобетон стали основою стрімкого розвитку будівництва. Пластмаси набули розвиток при розвиненому видобутку газа та нафти. Метали, алюміній (отриманий у Х1Х столітті за способом електролізу) набуває широкого застосування тільки у 20-х роках минулого століття завдяки розвитку енергетики.

Ліси Амазонки та Сибіру – це легені планети. Вчені землі наклали вето на вирубку цих лісів, тому в останній час на ринку будівельних матеріалів з’явилось багато виробів з екологічно безпечної пластмаси (вагонка різних кольорів і фактури, ламінат з полімерним покриттям, металопластикові вікна, двері тощо). Підводячи підсумок вищесказаному, можна визначити:

будівельні матеріали – це такі матеріали, з яких складаються, або можуть бути виготовлені вироби, які застосовують у будівництві.

3. Класифікація будівельних матеріалів за призначенням.

За призначенням будівельні матеріали поділяють на 2 групи:

1. Конструкційні

– природні кам’яні матеріали,

– матеріали отримувані термообробкою (кераміка, скло, метали), мінеральні в’яжучі повітряні та гідравлічні,

– композиційні матеріали- бетон та залізобетон, бітумні, азбестоцементні, пластики, полімербетони,

– деревина.

2. Спеціального призначення

- теплоізоляційні (мін. вата, ніздрюватий бетон, полімерні, і т.п.)

- акустичні

- оздоблювальні

- антикорозійні

 

3. Основні властивості будівельних матеріалів.

Склад і структура матеріалів визначають ті властивості, які ми бажаємо отримати.

 Матеріали визначають за складом:

- елементарним (матеріал розкладають за елементами: кисень, водень, і т.д до 12 основних елементів: сірка, магній, залізо....);

- оксидним (матеріал визначають за вмістом оксидів – мінеральні в’яжучі наприклад: СаО, SiO2, MgO, SO2 і т.п.);

- мінеральний (для штучних матеріалів) і мінералогічний (для природних) кам’яних матеріалів.

Структура матеріалів, або будова – це „пространственное” розміщення складових частин матеріалу або виробу. Тобто, коли склад матеріалу розглядається на елементарному рівні – то на рівні атомів; коли розглядається макроструктура то на мінеральному рівні.

Усього прийнято розглядати матеріали на 4 рівнях, наприклад бетон:

- макрорівень (складові - цементній розчин і крупний заповнювач);

- мезорівень (пісок у цементному камені);

- мікрорівень (у мікроскопі гель цементного каменю);

- субмікрорівень (у електронний мікроскоп видно новоутворення гідросилікатів).

Властивості матеріалів визначають за якісними показниками матеріалу до оточуючого середовища в період експлуатації або переробки. Ці критерії (властивості матеріалу) в залежності від складу і будови завжди стандартизовані:

Наприклад, ніздрюватий бетон: будова - ніздрюватий, а склад - це і силікатний, цементний, на основі гіпсу тощо, то му є ГОСТ на ніздрюваті бетони за складом і властивостями (густиною, теплопровідністю, міцністю). 

 

Лекція № 2

Механічні властивості.

3. Міцність – це здатність матеріалу чинити опір руйнуванню від внутр. напружень, що виникають під дією різних зовнішніх навантажень.

 Р – руйнуюча сила

 

Твердість – це здатність матеріалу чинити опір місцевим деформаціям, які виникають тоді, коли в нього проникають твердіші тіла.

Опір удару – це здатність матеріалу чинити опір руйнуванню під дією ударних навантажень.

Стиранність – це здатність матеріалу зменшуватися за масою і об’ємом при спільній дії абразивного матеріалу та стиральних зусиль.

Хімічні властивості.

Дисперсність характеризується чималою поверхнею – це відношення сумарна поверхні всіх часток до одиниці маси.

Когезія – це показник внутрішнього зчеплення зумовлений міжмолекулярними силами зчеплення.

Адгезія – це показник зовнішнього зчеплення матеріалу на поверхні їх (матеріалу) контакту.

 

Лекція № 3 Природні кам’яні матеріали.

1. Загальні відомості та класифікація гірських порід.

2. Породоутворювальні (матеріали) мінерали.

3. Вивернені гірські породи.

4. Осадові гірські породи.

5. Метаморфічні гірські породи.

6. Матеріали та вироби з природного каменю.

1. Природні кам’яні матеріали одержують механічною переробкою та обробкою гірських порід, не змінюючи їх природної структури та властивостей.

Гірські породи – це мінеральні маси, які утворюють земну кору і мають відносно стабільний склад і будову.

Граніт

Мінеральний склад: кварц, ортоклаз, плагіоклаз і слюда.

Структура: повно кристалічна, рівномірно зерниста, середньозерниста і крупнозерниста.

Властивості: ρ = 2,6 - 2,75     нас. Ρ= 2,55 – 2,65  ;

В (водопогл.) = 0,1 – 1%, Rст = 150 -3000 мПа, морозостійкість більше 200 циклів, λ (теплопровідність) – 3,1 – 3,4 вт/м3с

Колір: білий, жовтий, сірий.

Область застосування: як крупний заповнювач для бетону.

Сієніт

Мінеральний склад: ортоклаз, плагіоклаз, темно-крашені мінерали.

Структура: така ж як у граніту.

 Властивості: ρ= 2,7 – 2.8  , ρо = 2.65 -2.7 ; В = 0.1 – 1%, Rст = 150 – 300 мПа, морозостійкість більш 250 циклів.

Колір: рожевий, синій, зеленуватий.

Обл.. застосування: там же де і граніти.

Діорит

Мінеральний склад: середній плагіоклаз, темно-крашені мінерали.

Структура: як у сієніту.

Властивості: ρ= 2,9 – 3  , ρо = 2,85 – 2,9 , В = 0,1 – 1%, Rст = 100 – 300 мПа, морозостійкість більше 300 циклів, λ = 3,4 – 3,6 Вт\м3с.

Колір: сіро-зеленуватий, темно-зелений

Область використання: там же, де і граніт.

Габро

Мінеральний склад: основний плагіоклаз і темно-крашені мінерали.

Структура: як у діориту.

Властивості: ρ= 3,1 – 3,2  , ρо = 3 – 3,1 , В = 0,01 – 0,2%, Rст = 150 – 350 мПа, морозостійкість більше 300 циклів, λ = 3,5 – 3,7 Вт\м3с.

Колір: темно-синій, чорний.

Порфір

Кварцовий і без кварцовий

Кварцовий аналог граніту

Без кварцовий аналог сієніту.

Мінеральний склад: як у граніту

                             як у сієніту

Структура: як у граніту

               як у сієніту

Властивості:: ρ= 2,4 – 2,6  , ρо = 2,3 – 2,5 , В = 0,3 – 1,5%, Rст = 100 – 180 МПа, морозостійкість більше 300 циклів, λ = 3 – 3,3 Вт/м 0 С.

Колір: як у граніту

      як у сієніту

Область використання: бордюр ний камінь

Діабаз

Мінеральний склад: основний плагіоклаз, темно-крашені мінерали

Структура: дрібнозерниста.

Властивості:: ρ= 3 – 3,1  , ρо = 2,8 – 2,9 , В = 0,01 – 0,2%, Rст = 100 – 330 МПа, λ = 3,3 – 3,5 Вт\м3с.

Область використання: як крупний заповнювач для бетону, брущатник.

Колір: сірий, зеленуватий.

Базальт

Мінеральний склад: як у

Структура: дрібнокристалічна, скловидна, іноді пориста.

Властивості:: ρ= 2,7 – 3,3  , ρо = 2,0 – 2,3 , В = 1 – 5%, Rст = 40 -200 мПа, морозостійкість більше 200 циклів, λ = 3 – 3,4 Вт\м3с.

Колір: темний.

Область використання: кам’яне литво, базальтове волокно і брущатники.

1 – 5 мм вулканічний пісок

5 – 30 мм пемза

Мінеральний склад: базальтовий або діабазовий.

Структура: пориста з вулканічним піском.

Властивості: ρ= 2,6  , ρо = 0,5 – 0,7 , ρопіска= 0,4 – 0,6 , ρопемза = 0,3 – 0,4 , В = 50%, морозостійкість більше 50 циклів, λ = 0,3 – 0,4 Вт/мС.

Колір: сірий.

Область використання: як теплоізоляційний матеріал, як активна мінеральна добавка.

Осадові породи.

Глина:

Мінеральний склад: каолиніт, монтморилоніт, галузіт, бентоніт.

0,005 мм – глинисті частинки

0,005 – 0,1 пиловидні

0,1 – 2 мм – піщані частинки

Пісок: кварц (SiO2)

від 5 – 150 мм – Г равій

Вапняк

CaCO3

ρо = 1800 – 2600 ,

Rcn= 50 – 150 мПа

Метаморфічні породи.

Гнейс утворені внаслідок метаморфозів граніту.

Характеристики такі як у граніту.

Сланці утворені з глин.

Мармур:

Кальцит, доломіт.

Структура: зернисто кристалічна, щільна.

Характеристика: ρ= 2,8 – 2.9  , ρо = 2,6 – 2,8 , В = 0,1 – 0,7%, Rcn= 60 – 300 мПа, морозостійкість більше 100 циклів, λ = 2,9 – 3,1 Вт/м 0С.

Колір: різний.

Використання: для внутрішнього облицювання

Кварцити: утворенні з піщаників, мають надвелику міцність.

 

Лекція № 4 Керамічні матеріали та вироби.

1. Загальні відомості та класифікація керамічних матеріалів та виробів.

2. Сировинні матеріали.

3. Загальна технологічна схема виготовлення керамічних виробів.

4. Стінові матеріали та вироби.

5. Вироби для зовнішнього та внутрішнього облицювання будівель.

6. Санітарно-технічна кераміка.

7.  Вироби спеціального призначення.

 

1. За призначенням керамічні матеріали та вироби поділяють на такі види:

1. Стінові (цегла звичайна). Кам’яно-порожнисті (блоки із кер.цегли, панелі із кер.цегли).

2. Облицювальна кераміка (плітка для зовнішнього та внутрішнього облицювання та для підлог.

3. Санітарно-технічна кераміка (унітази, ванни, бачки, умивальники).

4. Спеціальна кераміка (кровельна кераміка – черепиця; дорожня цегла, каналізаційні труби, вогнестійка кераміка, легкі заповнювачі – керамзит, аглопорит.

За структурою черепка керамічні вироби поділяють на такі види:

1. Пористі (водопоглинення більше 5%.

2. Щільні (водопоглинення менше 4%.

 

2. Основною сировиною є глинисті породи

Глина складається із наступних мінералів:

Каолініт

Монтморилоніт

Галуазит

Хімічний склад глини:

SiO2 – 55 – 80%

Al2O3 – 7 – 20%

Fe2O3 – 2 – 12%

CaO – 0,5 – 15%

MgO – 0,3 – 3%

Домішки:

спіснювальні добавки:

шамот (випалена подрібнена глина)

дегідратована глина (глина t 600 – 700% подрібн.).

пісок (0,14 – 5 мм входить в склад глини до 20%).

шлак

 плавні (знижують t випалювання та смикання глини; використовують в якості плавні доломит, магнезіт, тальк).

пороутворювальні добавки

 тирса

подрібнений каменевуглець

крейда

золотець

Пластифікуючі добавки

ЛСТ (0,3 -0,5% зменш. до 20% води)

НЛК (нейтралізоване ліносульфонова кислота 0,2 – 0)

дофен С-3 (0.5 -0,6%)

глазур (легкоплавке скло, яке наносять на поверхню виробу; матеріал – пісок, польові шпати, солі лужних і лужноземельних металів і оксиди)

ангоб (матова поверхня; сировина – каолін).

Цегла

Отримують цеглу двома способами.

1) Пластичний (вода 20 – 25%).

2) Полу сухий (вода 8 -10% від маси глини).

Властивості:

М75, М100, М125, М150, М250, М300.

Морозостійкість F15, F25, F35, F50, F100…

Густина ρо = 1600 – 1850

Теплопровідність λ = 0,7 – 0,15 Вт/м3с

Водопоглинення W = 8 – 25%

5. Прямокутна, квадратна, трикутна, шестигранна форми.

Для зовн. плитка повинна бути морозостійка (не менше 15 циклів).

Для внутр. облицювання вимоги інші: товщина 5 – 9 мм; водопоглинення > 5%

Для пола водопоглинення < 4%; опір удару стиранність 0,5 – 0,8 г/см2

Способи отримання плитки

1) Полу сухий (вода 8 -10 %)

2) Шлікерний (вода 60%)

 

6. До сан.-тех. кераміки відноситься: ванни, унітази, зливні бачки,

умивальники та ін.

Керамічні вироби бувають фаянсові, полу фарфорові, фарфорові.

У фаянсу Rст = 100 МПа, водопоглинення 10 – 12%; Rвиг = 15 – 30 МПа

У полу фарфору Rст = 150 – 200 МПа; водопоглинення 5 – 6%; Rвиг = 38 – 43 МПа.

У фарфору Rст = до 500 МПа; водопоглинення 0,2 – 0,4%; Rвиг = 70 -80 МПа.

отримують методом витиснювання (шлікерний спосіб)

7. До спеціальної кераміки відноситься кровельна кераміка, дорожня цегла, каналізаційні труби, дренажні труби, кисло стійка кераміка, керамзит.

  Кровельна кераміка: черепиця.

- плоська «бобровий хвіст»;

- фазова

- штампована

- конькова

- ес- образна

строк служби більш 100 років.

Вимоги: морозостійкість не менш 30 циклів; водопроникність 1 м2 = 15

20 кг, навантаження менш 45 кгс/см2

Недоліки: уклон не менше 45º, перевитрати деревини.

Дорожня цегла:

Розміри 220х110х25

          220х110х78

Марки 400, 600, 1000

Морозостійкість (F) 30 циклів (400)

50 (600)

100 (1000)

Каналізаційні труби:

Розміри Ø від 25 до 650 мм

Довжина 1000 – 2500 мм

Формують в вертикальних або горизонтальних установках, з 2-х сторін покривають глазур’ю.

Кислотність до 98%.

Дренажні труби.

Відрізняються наявністю отворів для відведення води.

Керамзит

Гранульована випалена легкоплавка глина.

Використовують як м’який заповнювач для бетону і теплоізоляційний матеріал.

Отримують із легкоплавких глин, які містять 6 – 12% Fe2O3, 2 – 3% оксидів основ і не менше 3% органічних домішок.

Отримують в обертаючих печах при t 1000 – 1100 ºС.

 

Твердіння портландцементу.

Згідно теорії Байкова розрізняють три основні періоди твердіння

портландцементу.

       І. Розчинення.

       П. Колоїдація (перехід новоутворень у колоїдну систему гель)

Ш. Кристалізація.

Властивості портландцементу.

ρіст = 3,1 – 3,15 г/см3, водопотреба 24 – 28%, шлакопортландцемент до 34%

ρнас = 1100 – 1300 кг/м3

- строки тужавіння

- рівномірність – середнє значення границі міцності при стиску

      Rц  =  

- марка цементу (по табл. Rст., Rвиг.) питома поверхня Sуд = 2500 – 3000 см2

Спеціальні види цементу.

- швидкотвердіючий портландцемент (ШТЦ) Sуд = 3500 – 4000 см2

С3 + С3А = 65% СаSО4 ·2Н2О до 5% можливо додавати до 10% акт. мінеральних домішок.

- класифікований цемент

до 0,25% пластифіковані добавки (ЛСТ)

НЛК – нейтралізована лігносульфонова кислота до 0,25%

С – 3 до 0,5%

Можливо економити цемент 10 – 25%, на гідратації до 10 – 20%

В/Ц – 0,7 – 0,8

- гідрофобний цемент

(до 0,25%) гідрофобних добавок

від 0,1 – 0,3% - олеїнова кислота ацедол,

 милонафти, ГКЖ – 10, ГКЖ -11, ГКЖ – 94

морозостійкість збільш. до 2 раз.

- пуцолановий цемент

одержують подрібненням цементу клінкера + до 5% гіпсу + 20 -30% акт.мініральних домішок

вулканіч. попіл, пуф, глієжів, опоки та ін. (зола).

- шлакопортландцемент

шлака 21 – 85%

СаSО4 · 2Н2О до 5%

Цементний клінкер 10 – 15%

Дешевший в 1,5 рази

- сульфатостійкий портландцемент

С3S < 50%; С3А < 5%; С3А + С4АF < 22%.

- білий портландцемент

       одержують з чистих вапняків, з чистого кварцового піску, каолінових

глин і чистих різновидів, гіпсу.

       місткість мін. оксидів металів Fe, Мn, Cr

       Мінеральний склад

       С3S – 35 – 50%

       С2S – 35 – 50%

       С3А – 14 – 18%

       С4АF – 0,9 – 1,4%

- кольорові портландцементи

білий цемент + пігменти Fe2О3

- глиноземистий

отримують із бокситів.

СаО · Аl2О3

2СаО · Аl2О3 · 2SiО2

швидкотвердіючий, дорогий (2 -2,5 р)

тепловиділення в 1,5 р. більше ніж у портландцементу

марки: 400, 500, 600.

строки тужавіння: початок не раніше 30 хв. кінець – не пізніше 12 год.

 

Бетони.

1. Загальні відомості та класифікація бетонів.

2. Важкі бетони та матеріали для нього.

3. Бетонна суміш і добавки до неї.

4. Проектування складу бетонів.

5. Властивості важкого бетону.

6. Бетони спеціального призначення.

1.

Бетон – це штучний каменоподібний матеріал, результат твердіння

раціонально одібраної суміші в’яжучого заповнювачів, води і у разі потреби спеціальних добавок.

      До затвердіння цю суміш називають бетонка.

      За основним призначенням бетони поділяють на спеціальні.

      За видом в’яжучого бетони бувають: на основі цементних

          вапняних     шлакових       спеціальних

          гіпсових      змішаних        в’яжучих

      За структурою: щільні         

                                    поризовані     крупно пористі

 

      За сер.густиною: особо важкі

                                     важкі

                                     легкі

                                     особо легкі

      За розмірами заповнювача:

- крупнозернисті фр. 10 – 70 до 150 мм (фракції)

- дрібнозернисті фр. До 10 мм.

2.

В’яжучі:

- портландцемент і його різновидності

- шлакопортландцемент

- пуцолановий цемент

- глиноземистий цемент

Sуд = 3000 – 3500 см3/г (питома пловерхня)

Дрібний заповнювач: в якості дрібного заповнювача використовують

піски. Піски бувають природні і штучні.

  Піски бувають: - ярові (гірські)

- річкові

- морські

Мк – модуль крупності.

Фракції піску: Мк = 3 – 3,5 мм

                    Мк = 2,5 – 3 мм (крупний)

                    Мк = 2 – 2,5 мм (середній)

                    Мк = 1,5 – 2 (дрібні)

                    Мк = 1 – 1,5 (дуже дрібні).

Крупний заповнювач: в якості крупного заповнювача використовують

щебінь або гравій.

 

 Гравій: - гірський

         - річний                                

         - морський

 фракції: 5 – 10 мм

           10 -20 мм      

            20 – 40 мм

            40 – 70 мм

              70 - 150 мм

 Вода: питна водопровідна вода може використовуватись для

виготовлення бетонів і розчинів без випробувань.

      рН = 4 – 12

      рН = 7 (нейтр)

3. Проектування складу бетону включає кілька послідовних етапів:

 1. Визначення проектних даних (марка, осадка конуса – рухливість)

Марка R, осадка – Ок (см)

 Ці дані беруть з проектної документації.

        2. Характеристики компонентів.

     1) в’яжучі – різновидність

     2) дрібний заповнювач – різн. піску (річний або ін.)

     3) крупний заповнювач – щебінь або гравій, або ін.

     4) вода – морська або річна або ін.

3. Попередні розрахунок бетону.

      а) визначення цементно-водного відношення В/Ц

           Rb = A Rc  (ц/в ±0,5)    , де А – коеф. якості заповнювача

           Для високоякісних заповнювачів А = 0,65

           для рядових                                А = 0,6

           для зап.зниженої якості            А = 0,55

      б) визначення витрат води.

           Воду визначають з таблиць або графіків.

      в) визначення витрат цементу

                   Ц =       

      г) визначення витрат щебеню і піску

            1) сума абс. об’ємів усіх компонентів 1 м3 бетону - 1000л

            2) пустоти крупн. заповнювача з урахуванням деякого розсунення зерен заповнених цементно- піщаним розчином.

4. Властивості бетонних сумішей:

      - жорсткість (секунди)

     - шарування

        - ущільнення

        1) вібрування

        2) трамбування

        3) пресування

        4) вакуумування

         5) центр обіжний

       Добавки до бетонної суміші:

1. Пластифікуючи (ЛСТ – лігносульфанат технічний)

0,2 – 0,3%

НЛК – нейтралізована лігносульфонова кислота

Суперпластифікатори

 С – 3                 0,5

 дофен               0,2 – 0,25%

       Прискорювачі твердіння

       CaCl2, NaCl, Al2(SO4)3, NaNO3, NaNO2

       противоморозні: вище перечисленні домішки.

       5.

           1) Міцність      Марки бетону (М): 50,75, 100…600

                                      Клас бетону (В): 3,5,5, 7,5 ….50

                 Rст =

            2) морозостійкість

цикл (F): 30, 50, 75,…,300

  3) усадка

           - вологова (0,3 – 0,7 мм/м)

           - контракційна (0,03 – 0,07 мм/м)

  4) набухання (0,05 – 0,06 мм/м)

  5) водопроникність

       W2: 2, 4, 6….14

  6) пористість (3 – 5%) П = (1 -  )·100%

          у плотних бетонів (10 -12%)

6. Бетон для дорожніх покриттів

Вимоги до бетону: міцні, міцні при вигині, морозостійкі, нести раючи.

Матеріали: портландцемент і його різновиди. Вимоги до кр. Заповнювача: чистий, максимальна фракція 40 мм, противоморозні добавки до 2%.

    Гідротехнічний бетон

    Морозостійкий, сульфатостійкий, водонепроникний, міцний. Цемент: сульфатостійкий, пуцолановий

    Декоративний бетон (застосування пігментів)

    Цемент: білий портландський. Заповнювачі: кольорові.

    Жаростійкий бетон

     Цемент: портландський, глиноземистий, шлакопортландцемент. Заповнювачі: хроміт, базальт, шамот, андезит, діабаз.

      Радіаційно захисний бетон

     ρо = 2600 – 6000 кг/м3 Заповнювачі: барит, залізна руда, лит.стружка, свинцева дріб. Або заповнювачі, які містять велику кількість зв’язної води (виев. Нг, який поглинає випромінювання гамма проміні).

 

     Легкі бетони та будівельні розчини

1. Класифікація легких бетонів.

2. Бетон на пористих заповнювачах:

   а) матеріали

   б) властивості

3. Крупно пористий бетон:

   а) матеріали

   б) властивості

4. Ніздрюватий бетон

      а) матеріали

      б) властивості

5. Класифікація будівельних розчинів.

6. Властивості будівельних розчинів.

7. Види розчинів.

 

1. Бетони з середньою густиною в сухому стані ρо < 1800 кг/м3  

називають легкими.

      За призначенням легкі бетони поділяють на:

- конструкційні (ρо = 1400 – 1800 кг/м3)

- конструкційно теплоізоляційні (ρо = 500 – 1400 кг/м3)

- теплоізоляційні (ρо= до 500 кг/м3)

 За видом в’яжучого легкі бетони поділяють на: на основі цементних,

вапняних, гіпсових, шлакових, полімерних та ін.

      За структурою легкі бетони поділяють на:

- бетони на пористих заповнювачах

- крупно пористий

- ніздрюватий.

2. Матеріали: в’яжучі: портландцемент і його різновид,

шлакопортландцемент, швидкотвердіючий цемент

гіпсові: вапнякові та ін.

заповнювачі: штучні та природні.

- природні – вулканічний туф, пемза, вапняковий туф, вапняк – черепашник, опока та ін.

- штучні – керамзит (здобувають випалюванням попередньо сформованих гранул із спучених глин з добавками чи без; фракція 5- 40 мм; ρо = 300 – 800 кг/м3, (ρо  = 700 – 900 кг/м3); зольний гравій (зола + палива; властивості аналогічні керамзиту); шутгізит (здобувають випалюванням після подрібнення та поділу за фракціями гірських порід, які містять шунгіт (власно керамзит)); аглопорит (одержують випалюванням на агломераційних установках глинистої сировини з добавкою кам’яного вугілля (8 – 10%)); спучений перліт (здобувають короткочасним випалюванням гірських порід – перетну або обсідиану при t 1000 – 1100 ºС); спучений вермикуліт (збільш в об’ємі в 20 – 25 раз).

Властивості: ρо = 300 – 1800, Rст = В 2,; 5; 7,5; ….30

водонепроникність: W 0,2, 0,4…4, коефіцієнт теплопровідності λ = 0.08 – 0,6 Вт/м

морозостійкість: F 25….> 2000; усадка вологова 1.5 – 2 мм

      3. Крупно пористий бетон утворюється після затвердіння суміші цементу, крупного зап. та води.

      Матеріали: - в’яжучі такі, які використовують для бетонів на пористих заповнювачах.

- заповнювачі: щебінь, гравій і легкі заповнювачі. Нема крупного заповнювача (продуває мий бетон).

Властивості.

Заповнювач Склад за об’ємом Витрата цементу кг ρо кг/м3 Rст кгс/см2 МПа λ Вт/ м ºС
гранітний щебінь котельний шлак керамзитовий гравій 1: 10 1: 20 1: 10 1: 20 1: 10 130 75 130 75 160 1900 1800 1200 1100 750 3 – 5,5 1,5 – 2,0 3,5 – 5,0 1,5 – 3,5 1,0 – 1,5 0,98 0,87 0,4 0,34 0,29    

 

Морозостійкість 25 - > 200 циклів для фундаменту;

4. Ніздрюватий бетон.

За способом поризації ніздрюватий бетон поділяють на пінобетон та

газобетон.

      За видом в’яжучого:

 на портландцементі

 на вапняно-кремнеземистому в’яжучому

на гіпсовому в’яжучому

на вапняно - золовому в’яжучому

шлакові

За сер. густиною:

- теплоізоляційні (ρо = до 500 кг/м3)

- конструкційно – теплоізоляційні (ρо = 500 – 900 кг/м3)

- конструкційні (ρо = 900 – 1200 кг/м3)

Заповнювачі: пісок кварцовий

                   пісок шлаковий

                   зола

Піноутворювачі:  СДО (смола деревинна омилена) 0.1 – 0.2% от маси цементу; клеєканіфольне мило, милонафт, морпен, піностром, ОП -6, ГК.

Газо утворювачі: алюмінієва пудра ПАК -3, ПАК – 4; 300 – 5000 т на 1 м3 бетону перекису водороду, залізні опилки + соляна кислота, карбід кальцію.

Характеристики автоклаву:

                                          d =5 м

                                          l – 25 – 50 м

                                          Р = 08 МПа

                                          T – 170 - 200ºС

Властивості газосилікату:

- Rст = В 0,35 В – 20;

- морозостійкість від 35 до > 100 циклів F 35 …F 100 >

- λ = 0,08 – 0,5 Вт/м ºС

- усадка 0,5 – 0,6 мм/м (автоклавні)

             3 – 5 мм/м (безавтоклавні)

      5. Будівельним розчином називають затверділу суміш в’яжучої речовини

дрібного заповнювача на воді. Суміш вище вказаних компонентів до затвердіння називають розчинною сумішшю.

Класифікація будівельних розчинів:

- за густиною – важкі ρо> 1600 кг/м3

                     - легкі ρо < 1600 кг/м3

- за видом в’яжучої речовини:

- цементні (портландцемент і його різновиди)

- вапнякові (повітряне та гідравлічне вапно)

- гіпсові (гіпс)

- змішані (цементно-вапняні, вапняно-гіпсові)

- за призначенням:

- мурувальні (кам’яна кладка)

- опоряджувальні

- монтажні

- спеціальні (рентгенозахісні, кислототривкі і т.п.)

- густина

6. Важкі розчини мають Р> 1600 кг/м3, а легкі < 1600 кг/м3

- міцність

Rст = 0,25 · Rц (Ц/В – 0,4)

Rст = К · Rц (Ц – 0,05) + 4

К – коеф. якості піску

К = 0,6 – 0,7 (дрібнозернистий)

К = 0,8     (середній)

К = 1        (крупний)

Rц – активність цементу

Ц – витрата цементу на 1 м3

- марки розчинів: М4; М10; М25; М50; М75… М300

- рухливість

Визначають за допомогою конуса строй ЦНИЛа

- морозостійкість

М25 ….М300 >циклів

7. кладочці (мурувальні) розчини бувають:

- цементні

- вапняні

- глинисті

- змішані

Цементні розчини використовують там, де вологість > 60%, а вапняні і

глинисті - < 60%.

      Рухливість

      цегляна кладка з рухливістю 6 – 8 см.

      бутова кладка – 5 – 6 см.

      Опоряджувальні розчини

- цементні

- вапняні

- змішані

- гіпсові

Рухливість: механічний спосіб 5 – 6 см, ручним – 9 – 12 см з добавкою гіпсу > 12 см.

 

Залізобетон

 

1. Загальні відомості та класифікація залізобетонних виробів

2. Арматура та армування з/б виробів

3. Види з.б.в.

4. Способи вироблення збірних з.б.в.

5. Формування т твердіння з.б.в.

 

1. Залізобетон – це композиційний буд матеріал, що складається з бетону та арматури, працюючих спільно під навантаженням. Міцність бетону на розтяг в 10-15 р менше, ніж при стиску.

Розширення бетону (коеф лін. розширення 8-14*10-6), у сталі 11-13*10-6 К

Залізобетонні вироби за способом виготовлення поділяють на:

- Монолітні

- Збірні

- Збірно-монолітні.

За видом армування з.б.в. бувають:

- З звичайним та попередньо напруженим.

    За сер густиною:

- особо важкі о.б.в.

- важкі в.б.

- легкі л.б.

- особо легкі о.л.б.

За призначенням з.б.в. бувають:

- для житлових, громадських, промислових будівель.

- для споруд гідротехнічного будівництва

- вироби загального призначення.

 

2. Арматура буває:

- гладка А-І

- стержнева А-І

- гладка В-І

- дротяна В-І

- гарячекатана (А-ІІ – А-VII)

- канатна (К)

- холодно сплющена

    2 способи армування:

- звичайне

- попередньо напружене

 

2 способи попередньо напруженого армування

1. за доп електронагрівання

2. за доп домкрата

 

3. Фундаменти бувають:

- свайні, довжина 6-18 м, клас бетону В15-В25

- фундаментні блоки, довжина 2,5-3 м, ширина 50-60 см, висота 60-70 см, клас бетону В10-В15

- блоки підвальні, довжина 2,5-3 м, ширина 50-60 см, висота 60-70 см, клас бетону В10-В15

 

Колони

- переріз: прямокутний або квадратний

- розміри: 300 х 300, 4000 х 400

- висота: 1 поверху і 2 поверху

- клас бетону для колон: В20-В40

 

Плити перекриття:

- сполошні (товщина 16 см)

- пустотні (ширина 1,2-1,5 м, довжина 3-6-12)

- ребриста (ширина 1,5-3 м, довжина 6,12 м)

 

    Стінові панелі: однослойні (газо-піносилікат, керамзитобетонні), двохслойні (нар в бетон, вн. теплоізол мат-л), трьохслойні (нар. – в. бетон, ар- стекло вата, вн. – легкі і важкі бетони).

Розміри: 3-6 м (на кімнату)

 

4. На заводах збірного залізобетону вироби і конструкції виготовляють за 4 схемами:

 

1) агрегатний спосіб

2) конвеєрний

3) стендовий (всі операції виповняються на одному місті

 

4) касетний

 

    5. Способи формування та ущільнення бетонної суміши:

1) Вібрування за доп вібратора: поверхневі, глибинні

2) Вакуумування

3) Пресування, пресують при Р 150-250 кгс/см2

4) Пошарове осьове пресування

5) Центрифугування

5) Трамбування

 

Твердіння

1) За нормальних умов

2)  Тепловологісна обробка (пропарка)

 

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХДТУБА



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2021-12-15; просмотров: 58; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.216.239.46 (0.417 с.)