Определение и классификация бетонов по виду вяжущего и объемной массе.

Требования к воде для затвердевания бетона и увлажнения твердеющего бетона.

Водородный показатель воды рН должен находиться в пределах от 4 до 12,5, т. е. для затворения является пригодной вода с нейтральной средой, слабокислой или слабощелочной.

Вредными примесями в воде считаются органические вещества, растворимые соли, в особенности содержащие ионы S042 и СГ1, а также взвешенные частицы глины, пыли и почвы

Органические вещества, в особенности содержащие сахар и фенолы, замедляют нормальное протекание процесса гидратации цемента и тем самым снижают прочность бетона.

Поэтому в воде затворения количество Сахаров долэюно быть не более 100 мг/л. Содержание полифосфатов, сульфидов и цинка должно быть не более 100 мг/л каждого, нитратов - не более 500 мг/л.

Недопустимо применять воду, на поверхности которой имеется пленка из нефтепродуктов, масел, жиров. Эти вещества могут осаждаться на поверхности цементных частиц и замедлять их гидратацию. Попадая на зерна заполнителей, такие примеси препятствуют образованию прочного контакта с цементным камнем и тем самым снижают прочность бетона.

Таким образом, для затворения бетонной смеси и поливки твердеющего бетона можно без предварительной проверки применять питьевую воду, а также речную, озерную или воду из искусственных водоемов, не загрязненную сточными выбросами, солями и маслами.

Болотные, торфяные и сточные воды не разрешается применять без их очистки.

Солей не более 5 г на литр Нельзя сахарную воду Нельзя мутную воду

Понятие о строении бетона. Причины его пористости, виды пористости. Влияние пористости на свойства бетона.

Бетон это капиллярно-пористый материал. Поры являются его составляющим, наличие обусловлено тем, что часть воды затвореия вступает неполностью в хим взаимодействие с цементом. Химически не связная вода в начальный период твердения образует систему взаимосвязующих капилляров, которые при последующем твердении разобщаются и образуют пористое пространство.

Дополнительная пористость в результате воздухововлечения и на границах раздела цемента и камня заполнителя.

Физико механические свойства зависят от общей пористости П0, интегральной пористости Пи и диферинциальной пористости.

П0=[(В-0,23*альфа*Ц)+(1-сигма)*1000]/1000 В и Ц – расход воды и цемента в кг на см в кубе, альфа – степень гидротации, сигма – степень уплотнения бет смеси при укладке.

Пористость выше если повышается расход воды на 1 м в кубе бетона. Тоесть чем выше Водопотребность и чем меньше степень уплотнения бет смеси.

Пи зависит и уменьшается во времени с увеличением степени гидротации цемента, и чем больше расход цемента на 1 м в кубе бетона.

Пи=П0-Пз отношение объема пор к объему бетона. Пз – условно замкнутая пористость.

В начальный период формирования структуры бетона П0=Пи, позже Пи=м2-м1/v*pв, где м2и м1 масса бетона в начальный период и в конце периода твердения, v объъем воды, pв- плотность воды.

Прочность бетона. Зависимость прочности бетона от активности, водоцементного отношения, свойства заполнителей. Марки бетона и классы по прочности. Соотношение прочности бетона при сжатии, растяжении, изгибе. Призменная прочность. Однородность бетона по прочности.

Основными показателями качества тяжелого бетона являются прочность на сжатие и растяжение, морозостойкость и водонепроницаемость.

Марка бетона – М(кгс/см2) - предел прочности на сжатие стандартных образцов 15*15 выдаржанных в н.у. твердения.

Ну – 28 суток, температура плюс минус 20 градусов, влажность 80%

Класс бетона – В (МПа)- среднестатистические значение прочности бетона с учетом коэфицента вариации.(гарантированной обеспеченностью 0.95)

Коэффициент вариации прочности бетона (%) v = S/R,где S - среднее квадратичное отклонение частных результатов испытания от средней прочности R.

Неудовлетворительная однородность бетона характеризуется значениями v₀ > 16%. На предприятиях с хорошо налаженной технологией значение v₀ не превышает 7-10%.

Бетон должен быть однородным - это важнейшее техническое и экономическое требование. Для оценки однородности бетона данной марки используют результаты контрольных испытаний бетонных образцов за определенный период времени. Прочность бетонных образцов будет колебаться, отклоняясь от среднего значения в большую и меньшую стороны. На прочности сказываются колебания в качестве цемента и заполнителей, точность дозирования составляющих, тщательность приготовления бетонной смеси и другие факторы. Чем ближе частные результаты испытания образцов к среднему значению, тем выше однородность бетона.

Для бетонов конструкций, подвергающихся в процессе эксплуатации попеременному замораживанию и оттаиванию, назначают следующие марки по морозостойкости: F. Марка характеризуется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы в условиях стандартного испытания.

Для бетонов конструкций, к которым предъявляются требования повышенной плотности, коррозионной стойкости, ограничения проницаемости устанавливают марки по водонепроницаемости: W. Марка характеризуется односторонним гидростатическим давлением (кгс/см²), при котором образцы не пропускают воду в условиях стандартного испытания.

марка по плотности D; назначается для конструкций, к которым кроме требований прочности предъявляются требования теплоизоляции, и контролируется на производстве.

На растяжение бетон работает намного хуже, чем на сжатие: прочность бетона при растяжении составляет 1/10-1/17>предела прочности при сжатии.

 Для повышения несущей способности, в особенности при изгибе и растяжении, бетон сочетают со стальной арматурой, изготовляя железобетонные конструкции.

Активность цемента. Замена цемента, имеющего активность 400 кгс/см2, цементом с активностью 500 кгс/см2 позволяет получить бетон с высокой степенью водонепроницаемости даже при увеличении на 15...20 % значения В/Ц и снижении на 7... 10 % расхода цемента.

Водоцементное отношение. С увеличением значения В/Ц качество цементного теста снижается, в твердеющем бетоне создается развитая система пор и капиллярных каналов.

Коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя. Значения коэффициента а раздвижки зерен для водонепроницаемого бетона значительно выше соответствующих значений а, определенных из условия получения бетонов наибольшей прочности. Это означает, что оптимальный по условию наибольшей водонепроницаемости состав бетона должен содержать меньше крупного заполнителя и больше растворной части, чем обычный бетон. Например, для обычных пластичных бетонов а = 1,3... 1,4, для водонепроницаемых а = 1,6...2,0

Призменная прочность бетона при сжатии. Железобетонные конструкции по форме отличаются от кубов, поэтому кубиковая прочность бетона не может быть непосредственно использована в расчетах прочности элементов конструкции. Основной характеристикой прочности бетона сжатых элементов является призменная прочность Rb — временное сопротивление осевому сжатию бетонных призм. Опыты на бетонных призмах с размером стороны основания а и высотой h показали, что призменная прочность бетона меньше кубиковой и что она уменьшается с увеличением отношения h/a.

Прочность бетона со временем увеличивается, примерно по логарифмическому закону:

 ,где R_n - прочность бетона в возрасте n сут (не менее трех on R_2S - марка бетона; n - число дней твердения бетона.

Особенности состава и свойств отдельных разновидностей тяжелого бетона (гидротехнический, химический стойкий, жаростойкий, декоратичный, лученепроницаемый) Улучшение свойств бетона добавками полимеров.

Высокопрочный бетон М600-М1000 получают на основе высотою портландцемента, промытого песка и щебня не ниже М1200-М1400

гидротехнический бетон разновидность тяжелого бетона. (подводный, надводный, в зоне переменного уровня воды. всего 8 марок, определяют через 180 суток после твердения. М75-М300, при растяжении от 11 до 35. Применяется для приготовления – пластифицирующий цемент

 гидрафовный цемент, Сульфатостойкий цемент для бетона в зоне переменного уровня воды. Этот бетон должен обладать высокой плотностью и морозостойкостью.)

 шлакопортландцемент, пуцелановый цемент для подводного. Главное требование к этому бетону - минимальная величина тепловыделения при твердении, так как неравномерный разогрев массива может образование температурных трещин.

Заполнители- песок, гравий, щебень.

Предел прочности при сжатии должен быть не менее 300% требуемой марки бетона

Водопоглощение бетона зоны переменного уровня не должно превышать 5% (от массы высушенных образцов), для других зон - не более 7%.

Кислотоупорный – химически стойкий бетон, готовится на кислотоупорном цементе и заполнителя, затворяют бетонную смесь растворимым стеклом. Мелкий заполнитель (кварцевый щебень, кварцит, пылеватый кварцит.

Состав- жидкое стекло, каменная пыль, песок, щебень.

Жаростойкий бетон (может быть на портланд цементе, на глиноземистом цементе и на жидком стекле)

Высокоогнеупорные (выше 1700 градусов) – портландцемент с фосфорным ангидритом, тонкомолотой добавкой, щебень из хромита М25 (250 кг/см) – минимальная марка, остаточная прочность после нагрева 800 градусов – 75 кг/см. Большей огнеупорностью (не ниже 1580°С) обладает высоглиноземистый цемент с содержанием глинозема 65-80%;

1580-1770 градусов – огнеупорные – глиноземистый цемент, песок и щебень из хромита, жидкое стекло с NaFSiO6, тонкомолотая добавка из магнезитового кирпича. Прочность 250 кг/см

жароупорные – ниже 1580 глиноземистый, портландцем, жид стекло с NaFSiO6, шамот, топливный шлак, Пенза. Прочность 100-250 кг/см

Поэтому вводят материалы, содержащие активный кремнезем: SiO₂, который реагирует с СаО при температуре 700-900°С и связывает оксид кальция.

Цветные бетоны получаются введением окрашенного заполнителя или введением цветного цемента или комбинированный. Заполнители – известняк, мрамор, гранит, красная кварцита

Такие бетоны получают при введении тонную смесь щелоче- и светостойких пигментов в количестве 8...10% от массы цемента

Лученепроницаемый бетон – портланд цемент, шлакопортландцемент высоких марок, глиноземистый цемент(повышает количество трехкольцеват алюминат C3A и гипса), расширяющиеся цементы, заполнители – тяжелые материалы. Степень защиты зависит от количества водорода. Болше водорода- лучше защита.

Понятие о железобетоне. Роль арматуры. Свойства бетона и стали, обуславливающие их совместную работу. Достоинства и недостатки по сравнению с металлом, деревом и др. материалами. Достоинства и недостатки сборных и монолитных железобетонных конструкций.

Железобетоном называют материал, к котором соединены в единое целое стальная арматура и бетон. Бетон имеет низкую прочность на растяжение и из него нельзя изготавливать конструкции, работающие при больших растягивающих напряжениях. В железобетоне арматуру располагают так, чтобы она воспринимала растягивающие усилия, а сжимающие усилия приходились на бетон. Это обеспечивает высокую прочность материала при сжатии и растяжении. Совместная работа арматуры и бетона обусловлена хорошим сцеплением между ними и приблизительно одинаковыми температурными коэффициенты линейного расширения.

Монолитный железобетон – железобетон, изготавливаемый на строительной площадке. На месте возведения конструкции устанавливают опалубку. В нее устанавливают арматуру и укладывают бетонную смесь. Для монолитного строительства используют тяжелые и легкие бетоны на быстротвердеющих цементах. При правильной организации труда скорость строительства из монолитного бетона не уступает скорости монтажа из сборных элементов.

Сборные железобетонные изделия и конструкции представляют собой крупноразмерные железобетонные элементы, изготовляемые на заводе. Основное преимущество – высокомеханизированные и автоматизированные методы их изготовления. На строительной площадке эти элементы только монтируют, что резко сокращает сроки строительства, повышает производительность труда и позволяет широко применять новые эффективные материалы. Однако сборные железобетонные изделия отличаются значительным весом и размерами, что требует специализированного транспорта при их перевозке и грузоподъемных средств при монтаже. Недостатками: 1) большая масса; 2) высокая себестоимость изделий; 3) значительные транспортные расходы.

21. Сущность предварительно напряженного железобетона. Его достоинтсво по сравнению с обычным железобетоном.

Железобетонные изделия и конструкции значительно превосходят бетонные по несущей способности и другим механическим свойствам. Особенно эффективны предварительно напряженные конструкции. В сравнении с обычными они обладают более высокой трсщиностойкостью, лучше сопротивляются динамическим нагрузкам, хорошо противостоят коррозионным воздействиям.

В предварительно напряженном железобетоне арматуру предварительно растягивают, а после изготовления конструкции и затвердевания бетона ее освобождают от натяжения. При этом арматура сокращается и вызывает сжатие бетона. В результате предельная растяжимость бетона в конструкции под действием эксплутационной нагрузки как бы увеличивается, так как деформации от предварительного сжатия суммируются с деформациями растяжения. Предварительное напряжение арматуры не только предупреждает появление трещин в бетоне растянутой зоны конструкции, но позволяет сократить расход арматуры, используя высокопрочные сталь и бетон, снизить вес железобетонных конструкций, повысить их трещиностойкость и долговечность. В предварительно-напряженных железобетонных конструкциях более полно используется прочность стали и бетона, поэтому уменьшается масса изделия.

Изделия автоклавного твердения на основе извести (силикатный кирпич, пено- и газобетон, силикатный бетон). Понятие о технологии производства. Значение автоклавной обработки. Строение, свойства и области применения.

К автоклавным относятся материалы, получение которых основано на гидротермальном синтезе минералов, осуществляемых при повышенных значениях давления и температуры водяного пара. Редактор для гидротермального синтеза – автоклав представляет собой цилиндрический горизонтальный сварной сосуд, герметически закрываемый сферическими крышками.

Режим автоклавной обработки изделий делят на 5 этапов. Первый начинается с момента выпуска пара до установления в автоклаве температуры 100°С. Второй начинается с момента подъема давления в автоклаве и продолжается до достижения его максимального значения. Третий – выдержка изделий при постоянном давлении и температуре. Четвертый характеризуется снижением давления в автоклаве. Пятый – период охлаждения изделий со 100°С до 18-20°С.

Преимущества - При автоклавной обработке можно достигнуть уменьшения расхода цемента или более эффективного использования смешанного вяжущего (цемент+известь). Автоклавная обработка легких бетонов уменьшает вероятность образования усадочных трещин в изделиях и увеличивает их морозостойкость и долговечность.

Дороговизна автоклав. Автоклавы используются в первую очередь для изготовления изделий из ячеистых и силикатных плотных бетонов, качество которых больше зависит от условий твердения.

Силикатныйкирпич представляет собой искусственный безобжиговый стеновой строительный материал, изготовленный прессованием из смеси кварцевого песка и извести с последующем твердении в автоклаве. Для повышения прочности в качестве вяжущего компонента применяют тонкомолотые известково-кремнеземистые, известково-шлаковые, известково-зольные смеси. Силикатный кирпич применяют для кладки наружных и внутренних стен надземный частей зданий и сооружений. Использовать его в конструкциях, подвергающихся воздействию воды (фундамент, цоколь, канализационные конструкции) и высоких температур (печи, дымовые трубы, так как при длительном воздействии высокой температуры происходит дегидратация гидросиликата кальция и гидрата окиси кальция, которые связывают зерна песка, и кирпич разрушается.), запрещается. Силикатный кирпич изготовляется размером 250X120X65 мм. По механической прочности различают марки кирпича 75, 100 и 150.

Силикатным бетоном называют затвердевшую в автоклаве уплотненную смесь, состоящую из кварцевого песка (70—80%), молотого песка (8—15%) и молотой негашеной извести (6—10%). Плотный силикатный бетон является разновидностью тяжелого бетона.

Из силикатного бетона марки не ниже 150 с применением тепловой обработки в автоклаве изготовляют крупные стеновые блоки внутренних несущих стен, панели перекрытий и несущих перегородок, ступени, плиты, балки. Элементы, работающие на изгиб, армируют стальными стержнями и сетками. Для силикатного бетона характерна более низкая коррозионная стойкость арматуры, что обусловлено слабой щелочностью среды.

Ячеистые силикатные бетоны – искусственные каменные материалы с равномерно распределенными порами в виде сферических ячеек. Силикатные изделия ячеистой структуры отличаются малым объемным весом и низкой теплопроводностью. Ячеистая структура достигается введением в смесь газообразующей добавки (газобетоны) и пены (пенобетоны).

Пеносиликатные изделия изготовляют из смеси, состоящей из извести в количестве до 25%, и молотого песка (иногда часть песка немолотая). Производство пеносиликатных изделий отличается от производства других известково-песчаных смесей тем, что в смесь добавляют пенообразователь. В газосиликатных изделиях образование ячеистой структуры происходит при введении в смесь алюминиевой пудры.

В качестве кремнеземистого компонента наиболее часто применяют кварцевые пески с содержанием SiO₂ не менее 85%, слюды не более 0,5 %, илистых и глинистых примесей не более 3%. Из ячеистого бетона изготовляют панели наружных стен ограждающей конструкций зданий, за исключением помещений с мокрым режимом эксплуатации, цоколей и стен повалов. Большое преимущество блоков из ячеистого бетона – низкая плотность (500-600 кг/м³), благодаря чему из них можно возводить стены толщиной 30-40 см без дополнительной теплоизоляции и отвечающие при этом нормативам СНиПа по термическому сопротивлению.

Атомно-кристаллическое строение металлов и сплавов. Типы кристаллических решеток. Анизотропия металлов. Строение реальных кристаллов, влияние дислокаций и др. несовершенства внутреннего строения на их свойства.

Металлы имеют кристаллическое строение, при затвердевании они образуют геометрически правильные системы – кристаллические решетки различных модификаций (рис 8.1).

В гексагональной решетке, имеющей форму шестигранной призмы, 17 атомов (12 в вершинах, 2 в центре оснований и 3 внутри призмы), например хром, вольфрам

В объемно-центрированной решетке находится 9 атомов (8 в вершинах куба и 1 в центре), например медь

В кубической гранецентрированной решетке 14 атомов (8 в вершинах куба и по 1 в центре каждой грани), например, магний, цинк.

   

Рис. 8.1. Основные виды элементарных ячеек кристаллических решеток

 металлов: а-объемноценрированая кубическая; б-гранецентрированная

 кубическая; в-гексагональная

Процесс кристаллизации имеет некоторые особенности. Атомы металлов являются положительно заряженными ионами, которые непрерывно колеблются около положения равновесия. С повышением температуры амплитуда колебаний увеличивается, кристаллы расширяются, а при температуре плавления колебания настолько усиливаются, что кристаллическая решетка разрушается.

Кристаллы анизотропны, имеют неодинаковые свойства по разным направлениям, что объясняется различным числом атомов решетки в разных сечениях. Анизотропия - зависимость свойств вещества от направления.

Анизотропия является следствием того, что в структуре кристалла в разных направлениях различны расстояния и силы связи между атомами и проявляется тем сильнее, чем ниже симметрия кристаллов. Не все свойства в кристаллах анизотропны. Некоторые свойства, такие как, например, плотность и удельная теплоемкость, изотропны и не зависят от направления.

Дислокации - дефекты кристаллической решетки, представляющие собой линии, вдоль которых нарушено правильное чередование атомных плоскостей. Дислокации определяют структурно-чувствительные свойства кристаллов (прочность, пластичность и др.). Простейшие дислокации — краевая и винтовая, возможны смешанные дислокации.

Так как дислокация — это нарушение правильности структуры вдоль некоторой линии, то она не может оборваться внутри кристалла, а должна либо выходить на поверхность кристалла, либо разветвляться на другие дислокации, либо образовывать внутри кристалла замкнутую петлю. Пластическая деформация кристалла обусловлена движением дислокации. Дислокации оказывают большое влияние на прочностные характеристики металла. Достигнув минимального значения при некоторой критической плотности дислокации, реальная прочность вновь начинает возрастать. Повышение реальной прочности с возрастанием плотности дислокации выше ρ_Dкр объясняется тем, что при этом возникают не только параллельные друг другу дислокации, но и дислокации в разных плоскостях и направлениях. В акт пластической деформации будут вовлекаться все большее число атомов, и реальная прочность металла повысится.

Превращение сплавов при нагревании и охлаждении. Понятие о режимах термической обработки стали. Обжиг, нормализация, закалка, отпуск, старение. Влияние термической обработки на механические свойства стали.

Термическая обработка придает стальным изделиям опреде ленные механические свойства: высокую твердость, повысив этим сопротивление износу, меньшую хрупкость для улучшения обработки или повышения ударной вязкости и т. д. Это достигается нагревом и последующим охлаждением стали по строго определенному температурному режиму. В результате в нужном направлении изменяется структура стали, которая и определяет ее механические свойства. Термическая обработка стали основана на свойстве железа изменять строение кристаллической решетки при изменении температуры(аллотропия), а также различной растворимости углерода в кристаллических решетках разного строения. Существуют различные виды термической обработки: закалка, отпуск, отжиг, нормализация, цементация.

Закалка стали – этопроцесс нагрева до температуры Т_з=Т_кр+(30…50^оС), выдержки и резкого охлаждения стали от температуры 723-910⁰С до нормальной. Закалке могут быть подвергнуты лишь стали, содержащие свыше 0,25% углерода. При резком охлаждении стали в воде при температуре 723⁰С произойдет перекристаллизация гранецентрированной кристаллической решетки железа в объемно-центрированную, но структура перлита не образуется, т.к. атомы углерода, из-за быстрого повышения вязкости стали, не успевают выделяться из кристаллической решетки. Полученный пересыщенный раствор углерода в объемно-центрированной кристаллической решетке называется мартенситом. Эта структура неустойчивая, неравновесная, т.к. углерод стремится выделиться из кристаллической решетки и деформирует решетку, повышая при этом прочность и твердость стали и одновременно снижая ее пластичность и ударную вязкость.

Сталь, закаленная в воде (на мартенсит), обладает твердостью НВ=450-560 при нулевой ударной вязкости. Закалку на мартенсит производят для повышения твердости стали, применяемой в измерительных и режущих инструментах.

При более медленном охлаждении стали от состояния аустенита, например в масле, после перекристаллизации атомы углерода успевают выделиться из объемно-центрированной кристаллической решетки железа и образовать цементит с размером зерен 10^-7-10^-8см. Смесь феррита с зернами цементита размером 10^-7-10^-8см называется троститом. Сталь со структурой тростита имеет твердость НВ=250-450. Сталь, закаленную на тростит, применяют для режущих и ударных инструментов.

Отпуск заключается в нагреве предварительно закаленной на мартенсит стали до определенной температуры, выдерживании при этой температуре и последующем охлаждении с заданной скоростью. Сталь приобретает более высокую пластичность и ударную вязкость, чем сталь с той же структурой, полученной закалкой.

Низкий отпуск производят нагревом закаленной на мартенсит стали до 180-250⁰С. При таком нагреве в стали, без изменения ее структуры, исчезают напряжения, возникшие при закалке на мартенсит. Отпуск, не снижая твердости, повышает ударную вязкость стали.

Средний отпуск осуществляются нагревом закаленной на мартенсит стали до температуры 250-400⁰С. В результате нагрева вязкость стали повышается, и избыточный углерод выделяется из объемно-центрированной кристаллической решетки железа. Происходит распад мартенсита. Сталь приобретает структуру тростита со всеми характерными для него свойствами. Особенностью структуры тростита, полученного в результате отпуска, является форма цементита в виде шаров-глобул. Такая сталь, обладает более высокой ударной вязкостью и пластичностью, чем сталь с цементитом, имеющим пластинчатую форму.

Высокий отпуск заключается в нагреве закаленной на мартенсит стали до температуры 500-650⁰С. Образующиеся при этом зерна цементита размером 10^-5-10^-4см имеют форму глобул.

Полученная структура стали сорбита – отпуска обладает более высокой прочностью, твердостью и пластичностью, чем сталь, полученная при медленном охлаждении после плавки или проката. Поэтому высокий отпуск называют иногда улучшением стали и применяют при термическом упрочнении арматурной стали.

           Отжиг заключается в нагреве стали до температуры, на 50⁰С выше
724-910⁰С, с последующим медленным охлаждением в печах. Существует отжиг на равновесное состояние, на мелкое зерно и т.д. Отжиг на равновесное состояние заключается в следующем: сталь с неравновесной структурой, полученной при закалке или отпуске, нагревают до температуры выше 724-910⁰С и затем медленно охлаждают. Все свойства, полученные сталью при закалке или отпуске, после отжига снимаются. Отжиг на мелкое зерно заключается в следующем. Структура стали, полученной литьем или после горячей обработки, например ковки, имеет крупнозернистую структуру, которая характеризуется пониженными механическими свойствами. При нагреве стали с крупным зерном до температуры 724-910⁰С и последующим медленным охлаждением происходит размельчение зерна.

Нормализация заключается в охлаждении стали от температуры 710-723⁰С на воздухе. Строительная сталь после нормализации обладает большей прочностью и ударной вязкостью, чем при медленном охлаждении. Это объясняется тем, что по границам зерен феррита не образуются сетки из хрупкого цементита.

           Цементация заключается в насыщении поверхностного слоя стали углеродом и последующей закалке. Цементацию применяют для повышения твердости поверхности инструментов и деталей, к которым предъявляют высокие требования по ударной вязкости. Наиболее современный способ цементации – газовая цементация – предусматривает нагрев детали в смеси газа метана СН₄ и окиси углерода СО. При нагреве из окиси углерода и метана выделяется углерод, который проникает в поверхностный слой детали на глубину 1-2см. Содержание углерода в поверхностных слоях стали достигает 0,8-1,2%, а основная часть деталей будет содержать углерод менее 0,25%. Закаляя затем деталь, в поверхностных слоях ее получают структуру закаленной стали, а внутренние слои со структурой мягкой стали закалки не принимают. Таким образом, деталь будет иметь поверхность с повышенной твердостью и в то же время за счет высокой пластичности основного металла хорошо воспринимать ударные нагрузки.

Старение проявляется в изменении ее свойств во времени без заметного изменения микроструктуры. Повышаются прочность, порога хладноломкости, снижается пластичность и ударная вязкость. Различают два вида старения – термическое и деформационное.

Первое протекает в результате изменения растворимости углерода и азота в зависимости от температуры.

Второе протекает после пластической деформации при температуре ниже порога рекристаллизации.

Недостатки

- низкая теплостойкость (от +70 до +200°С);

- малая поверхностная твердость;

- высокий коэффициент термического расширения 25-120-10^-6, т.е. в 2.5-19 раз более высокий, чем у стали;

- повышенная ползучесть, особенно заметная при повышении температурного режима;

- горючесть с выделением вредных газов;

-токсичность при эксплуатации.

К недостаточно изученным свойствам пластмасс следует отнести сроки их службы. Вопросы долговечности материалов, изменяемости свойств во времени в значительной мере определяют возможность их применения в строительстве. Сейчас создаются саморазрушающиеся пластмассы, чтобы не скапливать бытовых отходов.

Разновидности полимерных материалов и изделий применяемых в строительстве конструкций (для полов, отделочные, теплоизоляционные, санитарно-технические, трубы, кровельные, гидроизоляционные). Сопоставление с другими конструкциями.

Материалы для полов могут быть в виде рулонных покрытий – линолеум (ширина до 4 м, длина не менее 12 м, толщина 1,2-6 мм) и ворсовых или ковровых покрытий, плиток (размеры от 30 на 30 до 50 на 50 см) и жидковязких составов, используемых для получения бесшовных покрытий пола (толщина 2-10 мм, основа жидковязкие олигомеры).

Отделочные материалы на основе пластмасс могут быть листовыми (бумажно-слоистый пластик – размер 3000 на 1600 мм, толщина 0,5-3 мм, 5-15 слоев бумаги горячим прессованием при 140-150°C, облицовка мебели, столярных строительных изделий, отделка стен на высоту 1-1,5 м в коридорах, ванных железнодорожных вагонов и т.п.), пленочными (безосновные пленочные материалы – длина 150 м, ширина 1500-1600 мм, клей с тыльной стороны; пленки на основе – моющие обои; пленки для натяжных потолков), погонажные изделия (плинтусы, рейки, поручни для лестниц, короба для электропроводки и т.п.) и т.п. древесные пластинки, рулоне, стеновые панели.

Теплоизоляционные материалы имеют пористость более 90%. Они бывают в виде плит или других изделий, а так же в виде жидких композиций, вспениваемых и отверждаемых на месте укладки. (пенополистирон) эти материалы гниют и атакуются насекомыми.

Санитарнотехнические приборы из полимеров. Они удерживают температуру, их можно армировать. Медный труботпровод – долговечность, безопасность. Полимерные трубы легче металлических в 4-5 раз при одинаковой пропускной способности. Они не покрываются отложениями и не корродируют, вода в пластмассовых трубах имеет меньше шансов замерзнуть благодаря низкой теплопроводности пластмасс.

Монтаж из пластмассовых труб проще, чем из металлических.

Кровельные и гидрогизоляционные материалы. Рубироид – полибитумное. Битумнополимерные круши лучше, они долговечны, только вот через 5-6 лет она портится. Их использ для гидроизоляции. Использование полимеров для получения кровельных, гидроизоляционных и санитарно-технических материалов и изделий базируется на их водостойкости и коррозионной стойкости.

Способы поризации материалов. Примеры теплоизоляционных материалов, полученных различными способами.

Физические процессы, обуславливающие связь строения и теплопроводности материала, побуждает создавать поры в виде мелких ячеек либо тонких воздушных слоев, разделяющих волокна. Для материалов ячеистого строения (ячеистых бетонов, пеностекла, пористых пластмасс) используют способы газообразования и пенообразования.

Способ газообразования широко применяется как способ вспучивания исходной массы при получении органических и неорганических теплоизоляционных материалов. Он основан на выделении газообразных продуктов в объеме материала, находящегося в пластично-вязком или пиропластическом состоянии. Газообразователи вводят в исходную массу (алюминиевую пудру при изготовлении газобетона, органические порофоры в технологии порпластов).

Способ пенообразования используют поверхностно-активные вещества ПАВ, способные адсорбироваться на поверхности раздела жидкая фаза – воздух и понижать поверхностное натяжение на границе раздела, что обуславливает вспенивание массы. Синтетические пенообразователи являются продуктами нефтехимического синтеза, применяемыми в производстве моющих средств: сульфонолы, пенообразователь ПО-1 и др. Могу быть пенообразователь, получаемый из природного сырья (клееканифольный – пенобетон).

Способ высокого водозатворения состоит в применении большого количества воды при получении формовочных масс (из трепела, диатомина); последующее испарение воды при сушке и обжиге отформованных изделий способствует образованию воздушных пор. Этот способ часто сочетается с введением выгорающих добавок (древесных опилок, измельченного низкосортного каменного угля, торфяной крошки и др.)

Создание волокнистого каркаса – основной способ образования пористости волокнистых материалов (минеральной ваты, фибролита и др.). Высокопористое строение закрепляется путем тепловой обработки изделий, которая осуществляется в различных видах – путем обычного пропаривания или автоклавной обработки, сушки, обжига.

Важное значение имеют равномерное распределение воздушных пор в материале и характер пор. Желательно создавать мелкие, равномерно распределенные поры-ячейки закрытого типа. В закрытых порах воздух находится в спокойном состоянии и стабильнее выполняется роль теплоизолятора. В замкнутые поры не попадает вода (при обычных условиях насыщения), что очень важно для сохранения стабильных теплофизических свойств и долговечности.

Определение и классификация бетонов по виду вяжущего и объемной массе.

Бетон – искусственный каменный материал, получившийся в результате затвердевания рационально подобранной смеси – вяжущее, вода, мелкий и крупный заполнители, добавки, которые регулируют свойства бетона.

В зависимости от средней плотности D различают бетоны:

Особо тяжелые - D>2500кгс/м³, изготовляемые на особо тяжелых заполнителях (магнетита, барита, чугунного скрапа, обрезков стали и т.п.). Их применяют для защитных конструкций, например, для биологической защиты от радиоактивного излучения.

Тяжелые, или обыкновенные бетоны - D=2200…2500кгс/м³, изготавливаемые на заполнителях из тяжелых горных пород. Это бетон для несущих конструкций.

Облегченные - D=1800…2000кгс/м³, их применяют также в несущих конструкциях.

Легкие - D=500…1800кгс/м³ для ограждающих конструкций. изготавливают на пористых заполнителях (керамзит, аглопорит, пемза и т.д)

-легкие бетоны на пористых заполнителях;

-ячеистые бетоны (газобетон и пенобетон); получают вспучиванием смеси вяжущего, тонкомолотой добавки и воды с помощью специального способа. 

-крупнопористые, изготавлива