Основы строения и свойств материалов

1. Физические свойства.

Истинная плотность (г/см³, кг/м³) – масса единицы объема абсолютно плотного материала.

r = m/V.

m – масса материала

V – объем в плотном состоянии

Средняя плотность (г/см³, кг/м³) – масса единицы объема материала в естественном состоянии (объем определяется вместе с порами).

r_m = m/V_e..

m – масса материала

V_e – объем в естественном состоянии

Насыпная плотность – масса единицы объема в насыпном состоянии.

Пористость П есть степень заполнения объема материала порами:

П = V_п / V _е или V _п – объем пор

V_е – объем в естественном состоянии

Гигроскопичность – способность материалов поглощать влагу из воздуха.

Влажность материала определяется содержанием влаги, отнесенной к массе материала в сухом состоянии.

Водопоглащение – способность материала впитывать воду.

Различают объемное водопоглащение (W_v) и водопоглащение по массе (W_m).

W_v = [(m ₁ - m)/ V ]x100% и

W_m = [(m ₁ - m)/ m ]x100%

m ₁ – масса образца, насыщенного водой, г;

m – масса сухого образца, г;

V – объем образца в естественном состоянии, см³.

Отношение между водопоглащением по массе и объему численно равно средней плотности материала, т.е.

W_v / W_m = [(m ₁ - m)/ V ]/[(m ₁ - m)/ m ] = m / V _e = r_m

Из этой формулы перехода можно вывести формулу перехода от одного вида водопоглащения к другому:

W_v = W_mr_m

Водостойкость – способность материала сохранить свою прочность после насыщения водой. Она характеризуется коэффициентом размягчения, который определяется как отношение предела прочности материала (при сжатии) в насыщенном состоянии к пределу прочности в сухом состоянии:

К = R _нас/ R _сух.

Материалы с коэффициентом размягчения не менее 0,8 относят к водостойким.

2. Механические свойства.

Прочность – свойства материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих от нагрузки или других факторов. Прочность материала характеризуется пределом прочности при сжатии, изгибе и растяжении.

R _сж(R _раст) = Р/F,

где Р – разрушающая нагрузки, Н;

F – площадь поперечного сечения, м²;

Предел прочности при изгибе (R _изг) при одном сосредоточенном грузе и образце – балке прямоугольного сечения определяется по формуле:

R _изг = 3 РL /2 bh ²

При двух равных грузах, расположенных симметрично оси балки:

R _изг = Р (L - a)/ bh ²

где Р – разрушающая нагрузка, Н;

L – пролет между опорами, м;

a – расстояние между грузами, м;

b – ширина оболочки, м;

h – высота оболочки, м.

 

Пример решения задачи.

1. Образец камня в виде куба со стороной 5 см имел массу в сухом состоянии 240 г. После насыщения его водой масса составила 248 г. Определить среднюю плотность и водопоглощение.

Решение:

объем образца V = 5³ = 125 см³

средняя плотность m = 240:125 = 1, 918 г/см³

Водопоглащение по массе W_m = [(248-240):240]х100 = 3,31%

Водопоглащение по объему W_о = [(248-240):125]х100 = 6,4%

2. Образец бетона разрушился при испытании на сжатии при показании манометра 30 МПа. Определить предел прочности при сжатии, если известно, что площадь образца в 2 раза меньше площади поршня.

Решение:

Усилие, передаваемое поршнем составит Р = R_n × F = 30 F

Предел прочности образца

R _сж = Р / F _обр = 30 F /0,5 F = 60 МПа

 

3. Минеральные вяжущие вещества.

Минеральными вяжущими веществами называют искусственно получаемые порошкообразные материалы, которые при затворении водой образуют пластичное тесто, способное в результате физико-химических процессов затвердевать и переходить в камневидное состояние.

Минеральные вещества в зависимости от способности затвердевать в определенной среде и сохранять прочность во времени делятся на воздушные и гидравлические. Воздушные вяжущие – вещества, которые способны твердеть только на воздухе. К воздушным вяжущим относятся воздушная известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие, жидкое стекло и др. Гидравлические вяжущие – вещества, которые способны твердеть на воздухе и воде. К гидравлическим относятся гидравлическая известь, романцемент, портландцемент и его разновидности.

3.1. Строительной известью называют продукт обжига (до удаления углекислоты) известняка, ракушечника, мела, доломитизированного известняка и т.д.

CaCO₃ + 177,7 кДж = CaO + CO₂ ­

В результате обжига получают продукт в виде кусков белого цвета, называемый комовой известью (кипельной).

В зависимости от способа измельчения комовой извести различают негашеную молотую и гашеную (гидратную).

Гашение извести происходит по следующей реакции:

CaO + H₂O = Ca(OH)₂ + 65,2 кДж

Процесс твердения извести включает несколько этапов. В результате испарения воды частицы Ca(OH)₂ сближаются между собой, затем образуют прочные кристалличесие сростки, кроме того, происходит взаимодействие гидрооксида кальция с углекислым газом воздуха.

Ca(OH)₂ + CO₂ + n H₂O = CaCO₃ + (n + 1) H₂O

3.2. Гипсовыми вяжущими веществами называют материалы, состоящие из полуводного гипса или ангидрита и получаемые тепловой обработкой двуводного гипса (CaSO₄ x 2 H₂O), природного ангидрита и некоторых отходов промышленности.

Гипсовые вещества в зависимости от температуры обработки разделяют на две группы: низкообжиговые (строительный и высокопрочный гипс) и высокообжиговые (ангидритовые). Первые получают тепловой обработкой при низких температурах (110° – 180°С)

CaSO₄ × 2 H₂O = CaSO₄ × 0,5 H₂O + 1,5H₂O

Вторые – обжигают при высоких температурах (600° - 900°С)

Процесс твердения гипса происходит по реакции:

CaSO₄ × 0,5 H₂O + 1,5 Н₂О = CaSO₄ × 2 H₂O

По прочности при сжатии установлено 12 марок гипса: Г-2, Г-3, Г-5, Г-6, Г-10,

Г-7, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25.

Высокопрочным гипсом называют вяжущее, состоящее из полуводного сульфата кальция, получаемое термической обработкой двуводного гипса в автоклаве под давлением пара.

Он обладает меньшей водопотребностью, что позволяет получить гипсовые изделия с большой плотностью и прочностью.

 

3.3. Магнезиальные вяжущие вещества представляют собой тонкомолотые порошки, содержащие оксид магния и твердеющие при затворении водными растворами хлористого или сернокислого магния. Они делятся на два вида: каустический магензий (MgCO₃) и каустический доломит (CaCO₃ ∙ MgCO₃). Магнезиальные вяжущие обладают способностью прочно сцепляться с древесными опилками, стружками и другими органическими заполнителями.

Эти вяжущие применяются для изготовления теплоизоляционных материалов, устройства теплых и износостойких ксилолитовых полов и плиток.

 

3.4. Жидкое стекло представляет собой натриевый (Na₂О · SiO₂) или калиевый силикат (K₂O · SiO₂) желтого цвета, который получают плавлением в печах при 1300˚ - 1400˚С измельченного чистого кварцевого песка с содой (Na₂CO₃) или поташа (K₂ CO₃). Жидкое стекло применяется для получения силикатных огнезащитных красок, предохранения естественных каменных материалов от выветривания, уплотнения грунтов и получения кислотоупорного цемента.

Кислотоупорный цемент – тонкоизмельченная смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворенная жидким стеклом.

3.5. Гидравлическая известь – продукт умеренного обжига мергелистых известняков, содержащих 6-20% глинистых и тонкодисперсных песчаных примесей.

Гидравлическую известь применяют для приготовления кладочных и штукатурных растворов.

3.6. Портландцементом называется гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением портландцементного клинкера с гипсом и добавками. Портландцемент получают двумя способами: мокрым и сухим. В результате обжига (t = 1450˚С) смеси глины и извести получается клинкер, который состоит из основных клинкерных минералов:

трехкальциевый силикат (3CaO · SiO₂)

двухкальциевый силикат (2CaO · SiO₂)

трехкальциевый алюминат (3CaO · Al₂O₃)

четырехкальцыевый алюмоферит (4CaO · Al₂O₃ · Fe₂O₃)

Взаимодействие портландцемента с водой приводит к образованию новых гидратных веществ, которые плохо растворяются в воде. Прочность цементного камня характеризуется маркой цемента. Марку цемента устанавливают по пределу прочности при изгибе образцов призм размером 40х40х160 мм и при сжатии их половинок, изготовленных из цементно-песчаного раствора 1:3 (по массе) на стандартном Вольском песке.

Предел прочности при сжатии в возрасте 28 сут. называют активностью цемента. Портландцементы разделяют на марки 400, 500, 550 и 600.

Примеры решения задач.

1. Определить количество негашеной (комовой) извести, полученной из 10т. чистого известняка с влажностью 10%.

Решение:

При нагревании известняка вода в количестве 10% должна испариться, после чего сухого известняка останется 10000 – 1000 = 9000 кг. Исходя из химической формулы известняка и реакции, происходящей при обжиге, можно определить количество негашеной извести:

CaCO₃ = CaO + CO₂

100 = 56 + 44

9000 х (56/100) = 5040 кг

2. Определить пористость цементного камня, если В/Ц = 0,4. Для прохождения реакции при твердении цемента требуется 18% воды. Истинная плотность цемента – 3,1г/см³.

Абсолютный объем, занимаемый цементным тестом:

V _т = 1/3,1 + 0,4 = 0,72

Абсолютный объем, занимаемые цементным камнем:

V _к = 1/3,1 + 0,18 = 0,5

 

Относительная плотность цементного камня:

V _к / V _т = 0,5/0,72 = 0,69

Пористость:

1 – 0,69 = 0,31

 

4. Керамические материалы.

Керамическими называют материалы, изготовленные из глин с добавлением других материалов путем формирования, сушки и последующего обжига.

Сырье, используемое для производства керамики, подразделяют на пластичные: глины и каолины и непластичные: отощающие и выгорающие добавки и плавки.

По огнеупорности глины подразделяются на огнеупорные, тугоплавкие и легко-плавкие с огнеупорностью соответственно выше 1580ºС, в пределах 1580º-1350ºС и ниже 1350ºС.

При изготовлении керамических изделий для уменьшения пластичности, воздушной и огневой усадки в состав керамических масс вводят отощающие материалы, имеющие небольшую усадку в процессе сушки и обжига.

К отощающим материалам относят кварцевой песок, пылевидный кварц, кремень, шамот, глины, бой керамических изделий и т.д.

В глиняную массу при производстве керамических изделий вводят плавни, способные снижать температуру ее спекания и огнеупорность.

К числу наиболее применяемых плавней относят – полевые шпаты, сиениты, доломит, магнезит и мел.

Пример решения задач.

1. Какое количество обыкновенного красного кирпича можно приготовить из 5 т. глины? Влажность глины 10%, потери при прокаливании 8% от массы сухой глины. Кирпич должен быть со средней плотностью 1750 кг/м³.

Решение:

Масса глины после обжига: 5000: 1,1: 1,08 = 4209 кг

Объем 1000 шт кирпича: 1000 х 0,25 х 0,12 х 0,065 = 1,95 м³

Масса 1000 шт: 1,95 х 1750 = 3412 кг

Из 4209 кг обожженной глины можно получить кирпичей (4209/3412) х 1000 = 1230 шт.

 

5. Искусственные каменные необожженные материалы.

Искусственные каменные материалы получают в результате формирования и твердения растворных или бетонных смесей, приготовленных на основе извести, гипса, магнезиальных вяжущих веществ и портландцемента.

Для получения искусственных материалов в качестве заполнителей применяют кварцевой песок, шлаки, золы, древесные опилки, волокнистые материалы, в частности асбестовое волокно, древесные стружки и др.

 

Пример решения задач.

1. Подсчитать расход материала на 1 м³ известково-песчаного раствора состава 1:5 по объему при условии, что известковое тесто и готовый раствор пустот не имеют, а песок имеет пустот 38%

Решение:

Абсолютный объем раствора 1:5 составляет: 1 + 5(1 – 0,38) = 4,1

Коэффициент выхода раствора b = 4,1/(1+5) = 0,68.

Расход известкового теста на 1 м³ раствора 1/0,68(1+5) = 0,24 м³

Расход песка 5 х 0,24 = 1,2 м³

6. Лесные материалы.

Древесина как анизотропный материал обладает разнообразными физико-механическими свойствам, которые следует учитывать при использовании древесных пород в конструкциях зданий и сооружений.

Свойства древесины в значительной степени зависят от влажности. В зависимости от содержания влаги, различают мокрую древесину с влажностью более 100%, свежесрубленную – 35-40%, воздушно-сухую – 15-20%, комнатно-сухую –

8-12% и абсолютно сухую древесину.

Условно за стандартную влажность, на которую пересчитывают все показатели свойств древесины, принята влажность 12%.

Плотность древесины увеличивается с повышением влажности. Обычно плотность древесины приводят к плотности при влажности 12% по формуле

r ¹² = r ^W[1+0,01(1- K ₀)(12- W)]

где r ¹² – плотность при влажности 12%;

r ^W – плотность при той влажности, которую он имеет в момент определения;

K ₀ – коэффициент объемной усушки (колеблется в пределах 0,2 –0,75);

W - влажность древесины.

Прочность древесины также зависит от влажности, с повышением влажности она уменьшается. Предел прочности R_w, полученный при влажности древесины в момент испытания, можно пересчитать на 12% влажность по формуле

R ₁₂ = R_w [1+ a (W -12)]

где R ₁₂ – предел прочности при влажности 12%

R_w – предел прочности при влажности W

а – пересчетный коэффициент (при сжатии и изгибе а=0,04, при скалывании а=0,03).

Пример решения задач.

1. Образец дуба с поперечными разрезами 2х2 см, высотой 3 см и влажностью 9% разрушился при испытании на сжатие при Р=32600Н. Определить предел прочности при влажности 12%.

Решение:

Определяем прочность при влажности 9%

R = P/F = 32600/(0,02x0,02) = 81500000 Па = 81,5 МПа

Прочность при 12% влажности определяется по формуле

R ¹² = R [1+(W -12)] = 81,5[1+0,04· (-3)] = 71,6 МПа

 

7. Органические вяжущие вещества.

Органические вяжущие вещества представляют собой природные или искусственные. Органические вяжущие вещества разделяют на битумы и дегти. На основе битумов и дегтей изготовляют другие вяжущие вещества и материалы в виде эмульсий и паст, асфальтовых лаков, асфальтовых растворов и бетонов. На основе битумов изготовляют различные рулонные материалы.

Пример решения задач.

1. Определить марку битума. Известно, что глубина проникновения иглы 4 мм, растяжимость 40 см, температура размягчения 51°С.

Решение:

По таблице физико-механических свойств битума определяем:

битум марки БН-50/50

8. Состав и свойства бетона.

Состав бетона принято выражать соотношением между массой или объемом цемента, песка, щебня или гравия и воды в виде 1:х:у и В/Ц

Здесь масса или объем цемента принята за единицу, х и у – соответственно число частей мелкого и крупного заполнителя на 1 часть цемента; В/Ц – водоцементное отношение. Различают номинальный (расчетный) и полевой составы бетона.

Состав бетона, установленный в лабораторных условиях на сухих заполнителях называют номинальным; на строительных площадках, заводах заполнители имеют естественную влажность, поэтому номинальных состав пересчитывается на так называемый полевой состав. Прочность бетона в зависимости от В/Ц отношения выражается уравнением

R _б = AR _ц(Ц / В ±0,5)

где А – коэффициент качества заполнителя

R _ц – активность цемента, МПа (КГС/см²)

Прочность бетона изменяется во времени. Нарастание прочности во времени приближенно может быть выражено логарифмической зависимостью

R_n = R ₂₈(lgn / lg 28)

где R_n и R ₂₈ – прочность

n – возраст бетона

 

Пример решения задач.

1. На 1м³ бетона расходуется цемента Ц-300, песка П-600, гравия Г-1200 и воды В-200л. Выразить состав бетона в виде соотношения масс 1:х:у: и В/Ц

Решение:

Х = П/Ц = 600/300 = 2

У = Г/Ц = 1200/300 = 4

В/Ц = 200/300 = 0,67

2. Подсчитать расход материалов на 1 м³ уплотненной смеси, если на опытный замес было затрачено 2,5 кг цемента, 1 л воды. 3 кг песка и 5 кг щебня, а средняя плотность составила 2300 кг/м³

Решение:

Суммарная масса всех материалов на опытный замес: 2,5+1+3+5=11,5 кг

Тогда доля цемента составит 2,5/11,5 = 0,217; воды 1/11,5 = 0,087;

песка 5/11,5 = 0,261; щебня 3/11,5 = 0,435

Расход компонентов на 1 м³ уплотненной бетонной смеси: цемента 0,217 х 2300 = 500 кг; воды 0,087 х 2300 = 200 л; песка 0,261 х 2300 = 600 кг; щебня 0,435 х 2300 = 990 кг.

 

9. Кристаллизация и фазовый состав железоуглеродистых сплавов.

В сплавах в зависимости от состояния различают следующие фазы: жидкие и твердые растворы, химические и промежуточные соединения.

Фазой называется физически и химически однородная часть системы, имеющая одинаковый состав, строение, одно и то же агрегатное состояние и отделенная от остальных частей системы поверхностью раздела.

Поэтому жидкий металл представляет собой однородную систему, а смесь двух различных кристаллов или временное существование жидкого расплава и кристаллов соответственно двух – и трехфазные системы. Вещества, образующие сплавы называются компоненты. Процесс кристаллизации металлических сплавов описывают диаграммами состояния или фазового равновесия, получаемыми на основе термического анализа (диаграмма состояния Fe-Fe₃C).

В зависимости от процентного содержания углерода железоуглеродистые сплавы имеют следующие наименования:

- техническое железо С £ 0,02 %

- доэвтектойдные стали С = 0,02 - 0,8%

- эвтектойдные стали С = 0,8 %

- заэвтектойдные стали С =0,8 – 2,14%

- доэвтектические чугуны С + 2,14 – 4,5%

- эвтектика – ледебурит С = 4,3%

- заэвтектический чугун С = 4,3% - 6,67%

Пример решения задач.

1. Построить кривую охлаждения сплава (железо-карбид железа) в интервале температуры от 0⁰ до 1600⁰С содержащего углерода 2,14%.

Решение:

На диаграмме фазового состояния Fe-Fe₃C проводим прямую из точки горизонтальной прямой с содержанием С = 2,14%. Линия пересекает).

 

 

ТºС

1500

Ж

1200 Ж + А

 

900 А + Ц

600 Ц + П

 

300

t, время

 

Рис. 1. Кривая охлаждения сплава С – 2,14%

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Частная методика преподавания учебной дисциплины решает следующие основные задачи:

- определяет задачи обучения по дисциплине;

- научно обосновывает содержание учебной программы, намечает последовательность ее изучения в комплексе с другими дисциплинами;

- определяет пути реализации принципов обучения при изучении дисциплины, формы и методы обучения;

- вырабатывает требования к методической подготовке преподавателей;

- изучает историю методики преподавания дисциплины;

- внедряет передовой опыт обучения;

- вырабатывает рекомендации по воспитанию обучаемых в процессе изучения дисциплины.

В соответствии с этими задачами частная методика осуществляет отбор научного материала, его систематизацию и переработку в интересах развития и совершенствования содержания учебной дисциплины.

Частная методика разработана применительно к утвержденной рабочей программе для студентов-заочников со сроком обучения 6 лет с учетом требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 270102 Промышленное и гражданское строительство (ЗГС),270201 Мосты и транспортные тоннели (ЗМТ),270204 Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство (ЗЖД), 270112 Водоснабжение и водоотведение (ЗВК), и вооружает преподавателей необходимыми знаниями, способствует их внедрению в практику обучения и воспитания студентов.

Изучение и овладение частной методикой позволит преподавателю успешнее решать учебно-воспитательные задачи в разрезе требований, стоящих перед кафедрой.

МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ

На кафедре при преподавании дисциплины применяются следующие методы обучения студентов:

- устное изложение учебного материала на лекциях, сопровождаемое показом и демонстраций макетов, плакатов, слайдов, кинофильмов;

- самостоятельное изучение студентами учебного материала по рекомендованной литературе;

- выполнение контрольных работ студентами.

Выбор методов проведения занятий обусловлен учебными целями, содержанием учебного материала, временем, отводимым на занятия.

На занятиях в тесном сочетании применяется несколько методов, один из которых выступает ведущим. Он определяет построение и вид занятий.

На лекциях излагаются лишь основные, имеющие принципиальное значение и наиболее трудные для понимания и усвоения теоретические и расчетно-конструкторские вопросы.

Теоретические знания, полученные студентами на лекциях и при самостоятельном изучении курса по литературным источникам, закрепляются при выполнении контрольных работ.

При выполнении контрольных работ обращается особое внимание на выработку у студентов умения пользоваться нормативной и справочной литературой, грамотно выполнять и оформлять инженерные расчеты и чертежи и умения отрабатывать отчетные документы в срок и с высоким качеством.

 

СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ

 

К средствам обучения по данной дисциплине относятся:

- речь преподавателя;

- технические средства обучения: доска, цветные мелки, электронно-вычислительная техника, средства вывода изображений на экран, тематические материалы к лекциям (презентации), видеофильмы по работе систем водоснабжения, макеты, стенды, плакаты и другие наглядные пособия по сооружениям систем водоснабжения;

- лабораторные стенды в лаборатории «Строительные материалы и конструкции»

- учебники, учебные пособия, справочники, изданные лекции;

Практически все из указанных средств обучения кафедра имеет возможность использовать в настоящее время.

На занятиях по дисциплине должны широко использоваться разнообразные средства обучения, способствующие более полному и правильному пониманию темы лекции или лабораторного занятия, а также выработке конструкторских навыков.

Для показа реальных объектов или сложных узлов целесообразно использование видеофильмов, а также презентаций.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

 

Контрольные работы нацелены на повышение эффективности и практической направленности обучения студентов. Выполнение контрольных работ содержит элементы исследования и способствует выработке навыков в принятии обоснованных инженерно-технических решений.

Контрольные работы проводятся для проверки степени усвоения текущего учебного материала.

Студенты выполняют 1 контрольную работу.

Каждая контрольная работа включает вопросы и задачи. Студент выбирает контрольные вопросы и задачи по таблице вариантов, соответственно последней цифре своего учебного шифра. Числовые данные к задачам берутся по предпоследней цифре своего учебного шифра из соответствующих таблиц, приведенных в конце каждого задания.

К контрольной работе даются методические указания к решению задач.

Обучаемые в часы самостоятельной работы знакомятся с заданием, изучают рекомендованную учебную литературу.

Учебные вопросы задания отрабатываются методом самостоятельного выполнения обучаемыми расчетно-графических задач.

Контроль степени усвоения учебного материала проводится методом проверки правильности выполнения обучаемыми индивидуальных заданий (контрольной работы).

Следует учитывать, что контрольная работа может быть оформлена либо письменно на бумажном носителе, либо в электронно-цифровой форме (на диске, дискете). При представлении для рецензирования контрольной работы на электронном носителе (диске, дискете) студент обязан распечатать на бумажном носителе титульный лист установленной формы и приложить к нему диск (дискету) с содержанием работы. Титульный лист подписывается студентом, на нем производится регистрация работы. На титульном листе преподавателем проставляется отметка о допуске к защите и приводится рецензия контрольной работы.

Все отмеченные рецензентом ошибки должны быть исправлены, а сделанные указания выполнены.

К экзамену студент допускается только после получения зачета по контрольным рабо­там.

 

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ

По дисциплине «Материаловедение» устанавливается следующий порядок проведения промежуточной аттестации.

При промежуточной аттестации студентов устанавливаются оценки:

- по экзаменам: «отлично», «хорошо», «удовлетворительно» и «неудовлетворительно».

Рекомендуемые критерии оценок:

«Отлично» заслуживает студент, показавший глубокий и всесторонний уровень знания дисциплины и умение творчески выполнять задания, предусмотренные программой.

«Хорошо» заслуживает студент, показавший полное знание дисциплины, успешно выполнивший задания, предусмотренные программой.

«Удовлетворительно» заслуживает студент, показавший знание дисциплины в объеме, достаточном для продолжения обучения, справившийся с заданиями, предусмотренными программой.

«Неудовлетворительно» заслуживает студент, обнаруживший значительные пробелы в знании предмета, допустивший принципиальные ошибки при выполнении заданий, предусмотренных программой.

Если студент явился на зачет или экзамен и отказался от ответа, то ему проставляется в ведомость «не зачтено» или «неудовлетворительно».

Аналогичные правила могут быть заложены в программы компьютерного тестирования.

При контроле знаний в устной форме преподаватель использует метод индивидуального собеседования, в ходе которого обсуждает со студентом один или несколько вопросов из учебной программы. При необходимости могут быть предложены дополнительные вопросы, задачи и примеры.

По окончании ответа на вопросы преподаватель объявляет студенту результаты сдачи зачета. При удовлетворительном результате в зачетную ведомость, зачетную книжку и зачетно-экзаменационную карточку вносится запись «зачтено», при дифференцированном зачете - соответствующая оценка.

Результаты текущего контроля успеваемости могут быть использованы для выставления зачета по дисциплине.

 

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКЗАМЕНА

 

Общие положения

Экзамен по дисциплине «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ» проводится в качестве итогового контроля для определения степени достижения учебных целей по учебной дисциплине.

Экзамен по дисциплине имеет целью выявить и оценить теоретические знания и практические навыки студента в общей программе изучения учебной дисциплины.

Студент допускаются к сдаче экзамена только после выполнения лабораторных работ, сдачи (защи­ты) им контрольных работ, предусмотренных программой и сдаче зачета по лабораторным и контрольным работам.

Вопросы, выносимы на экзамен, выдаются студентам не менее чем за два месяца до экзамена.

В период подготовки к экзамену проводятся консультации в соответствии с графиком консультаций и расписанием занятий. Во время консультаций преподаватель инфор­мирует студента о содержании экзамена и порядке его сдачи, отвечает на вопросы, доводит перечень нормативной и справочной литературы, кото­рой может пользоваться студент при решении задач.

 

Порядок проведения экзамена

 

Экзамен принимается преподавателями, ведущими занятия в группе или читающими лекции по данной дисциплине.

Экзамен принимается по билетам в часы и аудитории, предусмотренные расписанием. Каждый билет содержит два теоретических воп­роса и один практический вопрос, в котором определено задание и исходные данные для его решения.

После пояснения преподавателя о порядке сдачи экзамена студенты поочередно заходят в аудиторию, представ­ляют преподавателю зачетные книжки, берут билет и докладывают преподавателю его номер. Общее количество студентов в аудитории не должно превышать 5 человек.

Преподаватель уточняет, нет ли неясностей по содержанию вопро­сов билетов, и дает разрешение на подготовку к ответу с указанием сро­ка подготовки (30 мин.).

В ходе экзамена студенты могут использовать при решении практических задач по соответствующей теме только литературу, определенную в перечне нормативных и справочных материалов, разрешенных к использованию на экзамене.

Для выявления глубины и прочности знаний студента преподава­тель, выслушав ответы на вопросы, может задать дополни­тельные вопросы по темам, предусмотренными учебной программой.

Общая оценка студенту объявляется сразу же после ответа на те­оретические вопросы и проверки правильности решения задачи.

Критерии для определения оценок

 

а) Теоретический вопрос:

«Отлично» - полный и точный ответ;

«Хорошо» - полный ответ с не существенными неточностями в определениях;

«Удовлетворительно» – полный ответ, существенные неточности в определениях;

«Неудовлетворительно» – нет полного ответа на теоретический вопрос.

б) Практическое задание:

«Отлично» - задания выполнено полностью правильно;

«Хорошо» - задания выполнено полностью, оформлено неаккуратно;

«Удовлетворительно» - задания выполнено полностью, но в отчете незначительные ошибки, не влияющие на конечный результат;

«Неудовлетворительно» – задание не выполнено или допущены ошибки, существенно влияющие на результат.

в) общая оценка за экзамен:

 

 

Общая оценка за ответ	Теоретический вопрос	Теоретический вопрос	Практическое задание
«отлично»	«отлично»	«отлично»	«отлично»
«хорошо»	«отлично», «хорошо»	«отлично», «хорошо»	«хорошо»
«удовлетворит.»	«хорошо», «удовлетворит.»	«хорошо», «удовлетворит.»	«удовлетворит.»
«неудовлетвор.»	«неудовлетвор.»	«неудовлетвор.»	«неудовлетвор.»

 

Образец лекции (1)

Введение

Материаловедение является фундаментальной наукой прикладного характера, которая представляет собой непрерывно развивающуюся систему знаний о строительных материалах и изделиях. Без достаточных знаний о многочисленных разновидностях строительных материалов, способах их производства и качественных показателях, методах правильного их хранения и использования невозможно проектировать и строить здания и сооружения, реконструировать и ремонтировать их.

Цели и задачи дисциплины – дать будущим инженерам – строителям знания и умения, которые помогут правильно выбрать строительные материалы с учетом их технологичности, свойств и технико – экономической эффективности. Дать студенту базовые знания по материалам, необходимым для изучения последующих дисциплин, связанных с проектированием, строительством и эксплуатацией железнодорожного пути, зданий, а также мостов и тоннелей.

После изучения дисциплины необходимо знать:

v материалы, применяемые в конструкциях железнодорожного пути и его обустройствах, в искусственных сооружениях, а также требования, предъявляемые к материалам, используемых для различных конструкций рельсового пути, мостов, тоннелей, труб и других сооружений железных дорог;

v основные технологии производства материалов в процессе строительства, порядок управления качеством материалов и получаемых их них изделий и конструкций на различных этапах строительства, вопросы обеспечения техники безопасности и не нарушения экологии при работе материалами;

v способы получения строительного материала, о сырье для его изготовления, технологических схемах производства.

После изучения дисциплины необходимо уметь:

v выбрать материалы с требуемыми свойствами, применяемые в конструкциях железнодорожного пути и его обустройствах, в искусственных сооружениях;

v выбрать основные технологии передела материалов в процессе строительства, порядок управления качеством материалов и получаемых их них изделий и конструкций на различных этапах строительства;

v контролировать технику безопасности во время строительных работ и не нарушать экологию при работе материалами.

Содержание дисциплины. Учебными планами специальности 290900 «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство» предусмотрено изучение дисциплины «Материаловедение» студентами третьего курса заочной формы обучения. Изложение основного материала ведется с учетом усвоения студентами следующих дисциплин: «Физика», «Химия», «Сопротивление материалов».

Программный материал предусматривает изучение нижеследующих тем:

- основные свойства строительных материалов – 1 ч;

- минеральные вяжущие вещества – 1 ч;

- строительные растворы – 0,5 ч;

- бетоны, строение, свойства, получение – 1 ч;

- железобетон (монолитный, сборный) – 1ч;

- керамические материалы, искусственные каменные материалы – 1 ч;

- металлы и сплавы – 2,5 ч.

Самостоятельная работа и контроль знаний студентов. Для успешного изучения дисциплины «Материаловедение» студенты должны регулярно самостоятельно работать над закреплением и улучшением знаний, полученных на лекционных занятиях, изучать учебную и научную литературу, работать с техническими справочниками и нормативными документами.

Перечень тем для самостоятельной работы:

1. Природные каменные материалы, области их применения в железнодорожном строительстве.

2. Органические вяжущие материалы и изделия на их основе.

3. Материалы из древесины, строение древесины, строительно-технические свойства древесины, сортамент древесных материалов.

4. Теплоизоляционные материалы, их классификация, легкие и ячеистые бетоны.

5. Полимерные материалы и изделия, основы их производства.

6. Лакокрасочные материалы, красочные составы.

Особое место в самостоятельной работе студентов занимает выполнение контрольной работы и подготовка к выполнению лабораторных работ.

Контроль знаний студентов осуществляется на основе тестирования.

При сдаче зачета студенты должны продемонстрировать глубокие теоретические знания и практические навыки, полученные при выполнении лабораторных работ.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

Строение материала изучают на трех структурах:

1. макроструктура материала – видимое невооруженным глазом;

2. микроструктура – видимое в оптический микроскоп;

3. внутренне строение веществ, изучаемое и методами рентген - структурного анализа.

Макроструктура строи