Понятие о материале, композиционные материалы. Значение строительных материалов в народном хозяйстве.

Понятие о материале, композиционные материалы. Значение строительных материалов в народном хозяйстве.

Материал – это вещество или совокупность веществ из которых можно изготовить изделие или конструкцию. Имеющих конкретные функциональные назначения, или которые могут быть применены для защиты этих изделий и конструкций, а так же придания им декоративного вида.

Материал может быть обычным или композиционным.

Композиционным материалом называют такой материал, который состоит из нескольких компонентов, и каждый компонент отличается свойствами и в совокупности образует материал со свойствами, которых не имел каждый материал в отдельности.

Значение: Строительство и эксплуатация жилых, промышленных и гражданских зданий требует быстрого развития и постоянного технического совершенствования строительной индустрии и промышленности строительных материалов, которая является отраслью народного хозяйства и от нее зависит экономический потенциал страны. Необходимо преимущественное развитие производства изделий, обеспечивающих снижение материалоемкости, стоимости и трудоемкости строительства, уменьшения веса зданий и сооружений и повышение их тепловой защиты. В связи с этим разрабатываются технологии производства строительных материалов с использованием золы и шлаков ТЭС, металлургических и фосфорных шлаков, отходов горнодобывающей промышленности и углеобогатительных фабрик. Для экономии топливно-энергетических ресурсов переводятся на энергосберегающие технологии предприятия по производству цемента, извести, стекла, железобетонных и керамических изделий.

Затраты на материалы составляют более половины общей стоимости строительно-монтажных работ и около одной трети капитальных вложений в народное хозяйство СНГ. Снижение массы материалов позволяет сократить транспортные затраты, укрупнить конструкции, уменьшить трудоемкость и стоимость строительства.

Высокопрочный гипс и ангидритовые вяжущие: состав, получение, основные свойства, область применения.

Гипсовые вяжущие — группа воздушных вяжущих веществ, в затвердевшем состоянии состоящих из двуводного сульфата кальция (CaSO4 • 2Н2О), включает в себя собственно гипсовые вяжущие и ангидритовые вяжущие (ангидритовый цемент и эстрихгипс).

Ангидритовый цемент получают совместным помолом обожженного при температуре 600...700 °С гипсового камня и щелочных или сульфатных активизаторов. В качестве щелочных активизаторов используют: известь (2...5 % от массы ангидрита), обожженный доломит (3...8 %), основной доменный шлак (10...15 %), а сульфатных активизаторов — бисульфат и сульфат натрия (0,6 %), железный или медный купорос (9 %),

Эстрихгипс — высокообжиговое гипсовое вяжущее вещество, получаемое из природного гипса или ангидрита путем обжига при температуре 800... 1100 °С и последующего помола в тонкий порошок.

Получение гипса включает две операции:

- термообработку гипсового камня на воздухе при 150... 160°С; при этом он теряет часть химически связанной воды, превращаясь в полуводный сульфат кальция β-модификации: CaSO4 • 2Н2О → CaSO4 • 0,5Н2О + 1,5Н2О

- тонкий размол продукта, который можно производить как до, так и после термообработки; гипс - мягкий минерал (твердость по шкале Мооса - 2), поэтому размалывается он очень легко.

Гипсовые вяжущие применяют для производства гипсовой сухой штукатурки, перегородочных плит и панелей, архитектурных, звукопоглощающих и других изделий, а также строительных растворов для внутренних частей зданий.

Какие вещества в красочных составах используют в качестве связующих веществ?

Клеи, казеин, известь, цемент, жидкое стекло, полимеры, олифы, пластификаторы.

4. Структурообразование строительных материалов и их классификация.

Под структурой строительных материалов понимают пространственное расположение частиц разной степени измельченности с совокупностью устойчивых взаимных связей и порядком сцепления их между собой.

Строение материала изучают на трех уровнях: 1) макроструктура материала - строение, видимое невооруженным глазом; 2) микроструктура материала - строение видимое в оптический микроскоп; 3) внутреннее строение веществ, составляющих материал, на молекулярно-ионном уровне, изучаемом методами рент-гено-структурного анализа, электронной микроскопии и т.п.

Макроструктура твердых строительных материалов может быть следующих типов: конгломератная(бетоны, керамические изделия), ячеистая(газо- и пенобетоны, ячеистые пластмассы), мелкопористая, волокнистая(древесина, стеклопластик), слоистая(рулонные, листовые, плитные материалы), рыхлозернистая (порошкообразная).

Микроструктура веществ, составляющих материал, может быть кристаллическая и аморфная. Кристаллическая форма всегда более устойчива. Аморфная форма вещества может перейти в более устойчивую кристаллическую форму.

Внутреннее строение веществ, составляющих материал, определяет механическую прочность, твердость, тугоплавкость и другие важные свойства материала.

Строительный материал характеризуется химическим, минеральным и фазовым составом.

Химический состав строительных материалов позволяет судить о ряде свойств материала: огнестойкости, биостойкости, механических и других технических характеристиках.

Минеральный состав показывает, какие минералы и в каком количестве содержатся в вяжущем веществе или в каменном материале.

Фазовый состав материала и фазовые переходы воды, находящиеся в его порах, оказывают влияние на все свойства и поведение материала при эксплуатации.

Воздушная известь: сырье, получение, недожог, пережог и их влияние на свойства извести.

Для получения воздушной извести пригодны карбонатные породы (известняки, мел, ракушечник, доломитизированные известняки), в которых содержание примесей глины, кварцевого песка и т. п. не превышает 6 %.

Обжиг сырья производят в шахтных печах, реже во вращающихся или установках для обжига во взвешенном состоянии и кипящем слое.

Пережог: При более высоких температурах обжига образуются крупные кристаллы оксида кальция и магния, происходит уплотнение продукта обжига. Такая известь в обычных условиях медленно или совсем не взаимодействует с водой и называется «пережогом». Наличие пережога в извести вредно влияет на ее качество. Запоздалое его взаимодействие с водой, протекающее уже в затвердевшем растворе или бетоне, вызывает появление в них растягивающих напряжений, что может привести к появлению трещин и разрушению.

Недожог: При недостаточно высокой температуре обжига или в тех случаях, когда часть кусков сырья имела крупные размеры, возможно образование «недожога», т. е..неразложившегося углекислого кальция, который является балластом в извести, ухудшая ее свойства.

Масляные краски и их применение в строительстве.

Масляные краски – это отделочный материал, состоящий из пигмента и связующего вещества, в качестве которого используется олифа.

Масляные краски бывают двух видов: густотертые (пастообразные) и готовые к употреблению (жидкие). Густотертые краски содержат 12-20% олифы, а готовые к употреблению краски -30-50%(по массе).

Пигментами в масляных красках служат двуокись титана, охра, железный сурик, окись хрома, свинцовый крон и другие. Наполнителями служат тальк, слюда и др. В качестве вспомогательных компонентов в состав масляных красок вводят сиккативы. А также поверхностно активные вещества.

Применяют масленые краски для наружной и внутренней окраски по металлу и дереву.

Материалы и изделия из древесины.

Строганные и шпунтовые доски и бруски4 паркет (обыкновенный и щитовой); столярные изделия (оконные и дверные блоки с вмонтированными в них оконными переплетами и дверными полотнами);фанера(листовой материал, склеенный из трех и более слоев лущенного шпона); кровельные материалы(для временных зданий

Макростроение

При рассмотрении разрезов ствола дерева невооруженным глазом или через лупу можно различить следующие основные его части: сердцевину, кору, камбий и древесину.

Сердцевина состоит из клеток с тонкими стенками, слабо связанных друг с другом. Кора состоит из кожицы или корки, пробковой ткани и луба. Корка или кожица и пробковая ткань защищают дерево от вредных влияний среды и механических повреждений. Луб проводит питательные вещества от кроны в ствол и корни. Под лубяным слоем у растущего дерева располагается тонкий кольцевой слой живых клеток - камбий.

Микростроение

Изучая строение древесины под микроскопом, можно увидеть, что основную ее массу составляют клетки веретенообразной формы, вытянутые вдоль ствола. Некоторое количество клеток вытянуто в горизонтальном направлении, т.е. поперек основных клеток (клетки сердцевинных лучей).

Одинаковые по форме и функциям группы клеток объединяются в ткани, имеющие различное назначение в жизни древесины: проводящие, запасающие, механические.

Пороки формы ствола

-Сбежистость - это уменьшение диаметра круглых лесоматериалов от толстого к тонкому концу, превышающие нормальный сбег, равный 1 см на 1 м длины бревна. Сбежистость сопустствует снижению прочности древесины.

-Кривизна - искривление продольной оси бревен, обусловленное кривизной ствола дерева.

Пороки строения древесины

-Наклон волокон - непараллельность волокон древесины продольной оси изделий. Наклон увеличивает прочность древесины при раскалывании, но затрудняет ее механическую обработку и снижает прочность пиломатериалов при растяжении и изгибе.

-Сердцевина - узкая центральная часть ствола, состоящая из рыхлой древесной ткани; попадая в деревянные изделия, усиливает их растрескивание.

-Пасынок - отмершая вторая вершина или толстый сук, пронизывающие ствол под острым углом к его продольной оси. Ухудшает однородность и механические свойства древесины.

-Водослой - это участки ядра или заболони с ненормальной темной окраской, возникающие в растущем дереве вследствие повышенной влажности этих участков. Этот порок нередко является причиной растрескивания и гниения древесины, снижения ударной вязкости при изгибе.

-Рак - рана, возникающая на поверхности ствола растущего дерева вследствие жизнедеятельности грибков и бактерий.

-Засмолок - участок древесины, обильно пропитанный смолой; присущ только хвойным породам. Он снижает ударную вязкость и водопроницаемость, затрудняет отделку - лакировку, окраску.

Прочие пороки

-Червоточиной называют ходы и отверстия, проделанные в древесине насекомыми.

-Инородные включения - это присутствующие в древесине посторонние тела недревесного происхождения (песок, камни, гвозди и т.п.). Подобные включения затрудняют обработку древесины и могут быть причиной аварий.

-Механические повреждения являются следствием небрежного или неумелого применения механизмов и инструментов при обработке древесины. Они не только снижают механическую прочность, но и затрудняют использование лесоматериалов по назначению.

Белый и цветные цементы.

Белый цемент изготовляют из маложелезистого клинкера (серый цвет обычного цемента обусловлен главным образом наличием соединений железа в исходных сырьевых материалах).

 

Цветные цементы получают на основе белого портландцементного клинкера путем совместного помола с пигментами различных цветов, например с охрой, железным суриком, окисью хрома. Можно также получать цветные цементы смешиванием белого цемента с пигментами.

Применение белого и цветных цементов, способствующее архитектурно-декоративному оформлению сооружений, имеет большое значение в индустриальной отделке крупноэлементных зданий. Эти цементы применяют также для цветных цементнобетонных дорожных покрытий, например на площадях у монументальных сооружений. Кроме перечисленных, имеются еще некоторые специальные сорта портландцемента, например тампонажный, для производства асбестоцементных изделий.

Силикатный кирпич.

Силикатный кирпич (белый) — кирпич, состоящий из кварцевого песка и извести.

Производство силикатного кирпича стало возможным после того, как появились новые принципы производства строительных материалов. В основе производства заложен автоклавный синтез: 9 долей кварцевого песка, 1 доля воздушной извести и добавки. Далее всё прессуется сухим методом (таким образом, создаётся форма кирпича) и подвергаются автоклавной обработке (воздействие водяного пара при температуре 170—200 °C при давлении 8 — 12 атм.). К этой смеси также можно добавить различные пигменты, с целью получения силикатного кирпича разных цветов.

Чтобы силикатный кирпич считался качественным, он должен иметь некоторые технические характеристики. Например, предел прочности силикатного кирпича при сжатии должен быть не менее 15-20 МПа. Данный параметр в характеристиках кирпича обозначается буквой «М» с числом (пределом прочности). Например: М110, М125. Данный параметр нужен при строительстве. Например, из кирпича М100 можно без волнений построить двухэтажный дом, но несущие конструкции многоэтажных домов сделать не получится, так как данный кирпич в какой-то определённый момент просто разрушится от приложенной нагрузки. Следующим параметром кирпича является его средняя плотность. Она не должна быть меньше 1300 кг/м³. Также есть параметр морозостойкости кирпича. Эта цифра представляет собой количество циклов заморозки и разморозки, которые гарантированно выдержит силикатный кирпич. И последним параметром идёт температура применения: она не должна быть больше 550 °C.

Асбестоцементные материалы.

Для изготовления асбестоцементных изделий используют асбестоцементную смесь, состоящую из тонковолокнистого асбеста (8-10 %), портландцемента для асбестоцементных изделий и воды. После затвердевания смеси образуется искусственный асбестоцементный каменный материал, представляющий цементный камень. Для производства асбестоцементных изделий применяют асбест III—IV сорта, портландцемент для асбестоцементных изделий марок 300, 400, 500 или песчаный цемент, состоящий из портландцемента и тонкомолотого кварцевого песка и воду с температурой 20-25 °C, не содержащему глинистых примесей, органических веществ и минеральных солей.

Трубы водопроводные безнапорные и напорные, для прокладки телефонных кабелей и газовые имеют правильную цилиндрическую форму. Они гладкие, не имеют трещин. Безнапорные трубы применяют при прокладке безнапорных внутренних и наружных трубопроводов, транспортирующих бытовые и атмосферные сточные воды; при строительстве безнапорных трубчатых гидротехнических сооружений и дренажных коллекторов осушительных систем; при подземной прокладке кабелей. Напорные трубы широко применяют при строительстве подземных водопроводов, современных автоматизированных оросительных систем, теплосетей.

Плиты плоские облицовочные прессованные изготовляют неокрашенные, окрашенные. Их применяют для облицовки стен, перегородок панелей. Длина их 600—1600 мм, ширина 300—1200, толщина 4-10 мм.

Сварка и резка металлов.

Сварка — процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. Обычно применяется для соединения металлов, их сплавов или термопластов.

Понятие о материале, композиционные материалы. Значение строительных материалов в народном хозяйстве.

Материал – это вещество или совокупность веществ из которых можно изготовить изделие или конструкцию. Имеющих конкретные функциональные назначения, или которые могут быть применены для защиты этих изделий и конструкций, а так же придания им декоративного вида.

Материал может быть обычным или композиционным.

Композиционным материалом называют такой материал, который состоит из нескольких компонентов, и каждый компонент отличается свойствами и в совокупности образует материал со свойствами, которых не имел каждый материал в отдельности.

Значение: Строительство и эксплуатация жилых, промышленных и гражданских зданий требует быстрого развития и постоянного технического совершенствования строительной индустрии и промышленности строительных материалов, которая является отраслью народного хозяйства и от нее зависит экономический потенциал страны. Необходимо преимущественное развитие производства изделий, обеспечивающих снижение материалоемкости, стоимости и трудоемкости строительства, уменьшения веса зданий и сооружений и повышение их тепловой защиты. В связи с этим разрабатываются технологии производства строительных материалов с использованием золы и шлаков ТЭС, металлургических и фосфорных шлаков, отходов горнодобывающей промышленности и углеобогатительных фабрик. Для экономии топливно-энергетических ресурсов переводятся на энергосберегающие технологии предприятия по производству цемента, извести, стекла, железобетонных и керамических изделий.

Затраты на материалы составляют более половины общей стоимости строительно-монтажных работ и около одной трети капитальных вложений в народное хозяйство СНГ. Снижение массы материалов позволяет сократить транспортные затраты, укрупнить конструкции, уменьшить трудоемкость и стоимость строительства.