Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
5.4. Порядок осуществления благоустройства и содержания территории предприятий, учреждений, организаций и закрепленных за ними территорий на условиях ...полностью>>
'Документ'
Об установлении индивидуальных тарифов на услуги по передаче электрической энергии для взаиморасчётов между сетевыми организациями на территории Ульян...полностью>>
'Литература'
Первые дошедшие до нас памятники древнерусской письменности известны лишь со второй половины XI в.: Остромирово евангелие (1056—1057 гг.), «Изборник в...полностью>>
'Отчет'
Лампы для столовой 195 13. Подшипники, сальники, технич. пластик 00 14 Кран шаровый 1 .50 15. Арматура, плиты для утепления 1.4 3 1 . Ксерокс 3 ....полностью>>

Главная > Рабочая учебная программа

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

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:

Vт = 1/3,1 + 0,4 = 0,72

Абсолютный объем, занимаемые цементным камнем:

Vк = 1/3,1 + 0,18 = 0,5

Относительная плотность цементного камня:

Vк /Vт = 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 Древесные 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

r12 = rW[1+0,01(1-K0)(12-W)]

где r12 – плотность при влажности 12%;

rW – плотность при той влажности, которую он имеет в момент определения;

K0 – 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 Rw, полученный при влажности древесины в момент испытания, можно пересчитать на 12% влажность по формуле

R12 = Rw[1+a(W-12)]

где R12 – предел прочности при влажности 12%

Rw – 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

R12 = R[1+(W-12)] = 81,5[1+0,04· (-3)] = 71,6 МПа

7. Органические вяжущие вещества. природные битумы; асфальты и асфальтобетоны

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

Rб = ARц(Ц/В±0,5)

где А – коэффициент качества заполнителя

Rц – активность цемента, МПа (КГС/см2)

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

Rn = R28(lgn/lg28)

где Rn и R28 – 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%

6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература

Основная литература

1. Баженов В. К. Материаловедение : Учеб. пособ. / В. К. Баженов, Т. И. Милых ; ред. И. И. Филиппов ; Рос. гос. откр. техн. ун-т путей сообщения. - М. : РГОТУПС, 2003. - 101 с

Дополнительная литература

2. Справочник снабжения. Строительные смеси, растворы, камни и гипсокартон. – М.: Торговый дом металлов, 2004.

3. Микульский В.Г. и др. Строительные материалы (Материаловедение и технология). 3-е изд. – М.: М-во образования РФ, 2002.

4. Баженов П.И. Комплексное использование минерального сырья и экология. – М.: АСВ, 1994.

5. Баженов В. К. Материаловедение и технология конструкционных материалов. Раздел - металлы : учебное пособие / В. К. Баженов, Р. Н. Чепелев, Т. И. Милых ; рец. : А. С. Щербаков, М. П. Голышкова ; Рос. гос. откр. техн. ун-т путей сообщения. - М. : РГОТУПС, 2006. - 47 с

6. Барышников Ю. Ю. Материаловедение. Неметаллические материалы : учебное пособие / Ю.Ю. Барышников. - М. : РГОТУПС, 2001. - 56 с.

7. Лахтин Ю. М. Материаловедение : учебник / Ю. М. Лахтин, В. П. Леонтьева. - 5-е изд., стер. - М. : Альянс, 2009. - 528 с.

8. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов : учебник / Ю. М. Лахтин. - 5-е изд., перераб. и доп. - М. : ООО "ТИД "Аз-book", 2009. - 447 с

9. Материаловедение : Учебник / Б. Н. Арзамасов [и др.]. ; под общ. ред. : Б. Н. Арзамасова, Г. Г. Мухина ; М-во образования РФ. - 5-е изд., стер. - М. : МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 646 с

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

  • Лаборатория механики;

  • Пакет прикладных обучающих программ:

  • Кузьмин Л.Ю., Кузьмин А.Л. Комплекс виртуальных лабораторных работ COLUMBUS на ПЭВМ.



Похожие документы:

  1. Учебно-методический комплекс по дисциплине «материаловедение. Технология конструкционных материалов» (название)

    Учебно-методический комплекс
    ... наук, профессор Нисаев И.П,_________________ (ф.и.о.) РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ.ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ (название) МАТЕРИАЛОВ» Специальность/направление 190701 ...
  2. Учебная программа по дисциплине: Термоэлектрогидродинамика слабопроводящих сред по направлению: 010900 «Прикладные математика и физика»

    Программа
    ... Проректор по учебной работе Ю.Н. Волков 2012 г. . Рабочая УЧЕБНАЯ Программа по дисциплине: Термоэлектрогидродинамика слабопроводящих сред по ... свойств электрогидродинамических структур, и физического материаловедения (ПК-4); способность к созданию ...
  3. Учебно-методический комплекс по дисциплине «Электротехнические материалы» (название)

    Учебно-методический комплекс
    ... ) РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ __ Электротехнические материалы______________________ (название) Специальность ... 2005. – 280 с. 2.Серебряков А.С. Электротехническое материаловедение. Проводниковые, полупроводниковые и магнитные материалы. – ...
  4. Рабочая учебная программа дисциплины «Общая и неорганическая химия» Направление подготовки

    Рабочая учебная программа
    ... по учебной работе _______________ В.В. Рыбкин «____» ___________ 2011 г. Рабочая учебная программа дисциплины ... материаловедения. 2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Дисциплина ... нем последовательно излагаются название пунктов реферата, ...
  5. Рабочая программа по курсу русский язык разработана в соответствии: Стребованиями Федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования (1)

    Рабочая программа
    ... программы по географии являются: - понимание роли и места географической науки в системе научных дисциплин ... Срок реализации рабочей учебной программы по русскому языку 5 лет. (по программе Бабайцевой В.В.) Рабочая учебная программа по русскому языку ...

Другие похожие документы..