Контрольная работа по "Материаловедение"

1. Охарактеризовать свойства пористых заполнителей для легких бетонов ( шлаковая пемза, зольный гравий, аглопорит ).  

     Легкие бетоны, отличающиеся высокой пористостью (до 45 %) и сравнительно небольшой средней плотностью (до 1800 кг/м3) широко используют для изготовления Несущих и ограждающих сборных бетонных и железобетонных конструкций. Применение их взамен кирпича и іижелого бетона дает возможность повысить теплозащитные качества ограждений, что, в свою очередь, позволяет уменьшить толщину и массу стен зданий, сократив транспортные расходы. 
Легкие бетоны на пористых заполнителях имеют разновидности, которые отличаются видом применяемого крупного заполнителя, структурой самого бетона и его назначением. 
В зависимости от вида применяемого крупного пористого заполнителя легкие бетоны разделяют на керамзитобетон, аглопорнтобетон,шлакобетон, пемзобетон и т.д. 
По структуре рассматриваемые бетоны разделяют на следующие основные виды: 
обыкновенные легкие бетоны, изготовляемые из вяжущего вещества, воды, мелкого и крупного заполнителей при полном заполнении раствором пустот между зернами крупного заполнителя (рис. 54); 
крупнопористые (беспесчаные) легкие бетоны, в которых зерна крупного заполнителя покрыты тонким слоем цементного теста, а межзерновые пустоты остаются свободными; 
поризованные легкие бетоны на основе вяжущего вещества и порообразователя. С помощью порообразовате-ля в структуре бетона возникают воздушные ячейки. Это повышает пористость цементного раствора и тем самым снижает плотность бетона. 
В зависимости от назначения легкие бетоны на пористых заполнителях разделяют на следующие виды: 
теплоизоляционные средней плотностью в зоздушно-сухом состоянии менее 500 кг/м3, теплопроводностью не более 0,25 Вт/(м-°С), применяемые для изготовления теплоизоляционных плит и других изделий; 
конструкционно-теплоизоляционные со средней плотностью 500—1400 кг/м3, прочностью не ниже М 35, теплопроводностью не более 0,6 Вт/(м-°С), используемые в несущих и самонесущих ограждающих конструкциях (стенах и перекрытиях); 
конструкционные си ней плотностью 1400 1800 кг/м3, прочностью ниже М 50, морозостой стью Мрз 15 и выше, при няемые в несущих кон рукциях. 
Вяжущее для легкого тона выбирают с учетом у ловий твердения бето (естественное тверден пропаривание или автокл ная обработка), а так требуемой прочности бетон необходимой стойкости требуемой прочности бетона, необходимой стойкости в эксплуатационных условиях и других факторов. По виду вяжущего различают легкие бетоны цементные, известковые, гипсовые, на смешанном вяжущем и жидком стекле. 
Для легких бетонов неавтоклавного твердения применяют портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент, а также быстротвердеющий портландцемент. 
Заполнители для легких бетонов. В качестве заполнителей для легких бетонов применяют природные или искусственные пористые каменные материалы, от свойств и качества которых в значительной мере зависят свойства приготовленного бетона. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2. Перечислите виды строительных растворов и описать методы определения их качества.  

     В зависимости от использованного  вяжущего в индивидуальном строительстве  применяют следующие растворы.

     Глиняный  раствор в основном применяют  для кладки печей, очагов и труб ниже крыши, хотя его с успехом можно  использовать и для кладки надземной части подсобных построек и малоэтажных зданий, если во время эксплуатации они находятся в сухих условиях и относительная влажность в помещениях не превышает 60%. Для увеличения прочности в глиняный раствор можно добавить немного цемента.

     Известковые растворы пластичны, удобоукладываемы, хорошо прилипают к поверхности, имеют небольшую усадку, долговечны, но медленно твердеют. Используют их для  кладки надземной части зданий, не подвергнутой действию больших нагрузок и влаги, а также в  строительстве времянок  и  при производстве разных отделочных работ.

     Цементные растворы в основном используют для  кладки фундаментов и других конструкций, находящихся ниже уровня грунтовых  вод, для оштукатуривания наружных стен, цоколей, карнизов и других элементов, подверженных систематическому воздействию влаги, а также помещений, относительная влажность воздуха которых во время эксплуатации превышает 60%. Цементные растворы дороже глиняных и известковых, они не так пластичны и менее удобоукладываемы.

     Для приготовления растворов низких марок невыгодно использовать цементы  высоких марок, потому что цементное  тесто должно заполнить все пустоты  между зернами песка. Если цемента  высокой марки брать столько, сколько необходимо для получения  раствора нужной марки, пустоты останутся незаполненными и зерна песка не будут полностью покрыты тонким слоем вяжущего. Таким раствором очень трудно работать, и он легко отделяет воду. Поэтому, чтобы вокруг зерен песка образовалась пленка цемента, отношение цемента и песка по объему должно быть не более 1:6. Не рекомендуется заготовлять цементный раствор в больших количествах, так как его надо использовать в течение 1...1.5 ч. В больших количествах можно заготовлять сухую цементно-песчаную смесь, а воду присоединять к ней по необходимости, небольшими порциями.

     Сложные растворы получили наибольшее распространение  в строительстве, так как они  объединяют положительные качества растворов, изготовленных на основе одного вяжущего, и не имеют недостатков  аналогичных им цементных растворов. Сложные растворы имеют несколько большую прочность по сравнению с аналогичными простыми растворами. Наибольшее распространение из сложных растворов получили цементно-известковые, значительно реже используются цементно-глиняные и известково-гипсовые. Цемент и известь или глина с избытком заполняют все пустоты между зернами песка, покрывая их тонкой пленкой вяжущего. Таким образом, раствор становится более пластичным и удобоукладываемым.

     Сложные растворы применяют практически  для всех работ, связанных с кладкой и оштукатуриванием.

     Показателем качества раствора является степень  его расслаиваемости или его  водоудерживающая способность. Один из способов быстрого определения степени  расслаиваемости предложен В.Н. Новиковым. По нему определяют устойчивость раствора в течение 30 мин с помощью того же конуса СтройЦНИИЛа. Раствор помещают в сосуд высотой около 30 см и диаметром не менее 15 см и сразу определяют величину погружения конуса. Через 30 мин снимают верхний слой раствора толщиной около 20 см и снова определяют величину погружения конуса на оставшейся части раствора. Нерасслаивающиеся растворы будут характеризоваться разностью показателей погружения, близкой к нулю; разность погружения конуса в растворы средней расслаиваемости составляет до 2 см, а в сильнорасслаивающиеся растворы – более 2 см. 

     Можно рекомендовать и другой способ. Приготовленный раствор помещают в стеклянный лабораторный цилиндр (в крайнем случае можно  использовать для этого стеклянные банки с широким горлом) и выдерживают 5-10 мин. Если смесь составлена плохо, то на поверхности раствора образуется жидкость. Через 1 ч отстаивания в некачественных смесях объем жидкости составит 1/3-1/4 сосуда, так как в качественных смесях через такое же время жидкость на поверхности только начнет образовываться. 

     Качество  растворов можно оценивать и  по другим признакам: правильно приготовленный раствор хорошо укладывается тонким слоем; после транспортировки он не требует дополнительного перемешивания; сцепление кирпича с раствором  должно происходить по всей поверхности; наличие «чистых» мест на кирпиче указывает на недостаточную подвижность раствора и способность к расслоению. Водоудерживающую способность раствора можно определить по скорости потери воды при нанесении его на кирпичную поверхность – хороший раствор отдает воду через 20-30 мин, а плохой – раньше. 

     Качество  штукатурных растворов определяют часто по степени их прилипания к  кирпичу. Для этого вокруг кирпича, насыщенного водой в течение 5-7 мин и уложенного плашмя на горизонтальную поверхность, устанавливают рамку из любого материала (чаще всего из дерева или стали), причем так, чтобы верх ее был выше верха кирпича на 1-2 см, т.е. на слой штукатурки. Рамку заполняют раствором с 25-кратным штыкованием. Избыток раствора срезают, рамку снимают, а кирпич с раствором поворачивают на 90°, т.е. ставят на тычок. В таком положении кирпич выдерживают 5 мин, если после этого раствор не сползет, то кирпич поворачивают на 180°, ставят на противоположный тычок и снова выдерживают 5 мин. Признак хорошего качества раствора – отсутствие сползания раствора. 
 
 

     3. Как изготавливают силикатный кирпич и где его применяют?

     Технология в общих чертах выглядит следующим образом: 90 % кварцевого песка смешивается с 10 % извести с добавлением воды. В течение двух часов происходит реакция гашения извести, результатом которой является образование гидроксида кальция. Сформованные изделия плавно прессуются для равномерного удаления из массы пустот, после чего обрабатываются в автоклаве перегретым паром (170-200ºС) при давлении 8-12 атмосфер. Различные добавки позволяют получать цветной силикатный кирпич, который имеет широкую гамму пастельных тонов. Качество продукции зависит от точности соблюдения технологических процессов; контроль на всех этапах, как правило, автоматизирован. Экономически картина выглядит следующим образом: технологический цикл производствасиликатного кирпича занимает 15-18 часов, в то время как для керамического кирпича требуется 5-6 дней, трудозатраты и расход топлива в два раза ниже, а готовая продукция дешевле на 20-35 %. 

     Характеристики силикатного кирпича тоже на первый взгляд впечатляют. Это экологически чистый материал, более плотный чем традиционный кирпич. Он обладает повышенной механической прочностью и отличными звукоизоляционными свойствами — из-за чего производители настойчиво рекомендуют свою продукцию для возведения многоквартирных домов, а также внутренних стен и перегородок в частной застройке. Однако большая плотность увеличивает массу силикатного кирпича примерно на 20 % в сравнении с керамическим. 

     Главным недостатком силикатного кирпича является высокий уровень водопоглощения, в следствие которого снижаются теплоизоляционные характеристики и морозостойкость. Из-за чувствительности к влаге силикатный кирпич категорически противопоказан для строительства фундаментов и цоколей, стен, соприкасающихся с влажными помещениями (без устройства сплошной гидроизоляции). Как следствие, теплоизоляционные характеристики материала (и так оставляющие желать лучшего) на практике становятся непредсказуемыми. 

     Ещё один минус силикатного кирпича — низкая термическая устойчивость. При нагреве до 200ºС его прочность повышается, но при дальнейшем росте температуры процесс идёт в обратном направлении, приводя к распаду материала в районе 600-градусной отметки. Соответственно, кладка печей, каминов, дымоходных труб — тоже не про силикат.

     По внешнему виду силикатный кирпич существенно отличается от керамического. Не смотря на свою высокую плотность, силикатный кирпич обладает высоким водопоглощением, что ограничивает его область применения.  Не рекомендуется его применять для кладки цоколей и фундаментов (без надежной гидроизоляции) во влажных и насыщенных грунтах, для стен влажных и мокрых помещений (без защиты стен облицовочными плитами), а также при сооружении открытых конструкций (парапеты, столбы и т.п.), не защищенных от увлажнения атмосферными осадками. Для строительства гаража и подсобного помещения с хорошей гидроизоляцией постройки от земли силикатный кирпич вполне подойдет.

     Нельзя применять силикатный кирпич для кладки печей и каминов – при температурах выше 600ºС происходит его разрушение с выделением ядовитых газов. Однако для кладки дымоходов и печных труб – в местах, где температура не превышает 200-250ºС – он может применяться.

     Если Вы хотите использовать силикатный кирпич в качестве кладочного в несущих стенах, а облицовывать керамическим, нельзя «перевязывать» кирпичи в кладке облицовки и собственно стены. Это связано с различным коэффициентом теплового расширения керамического и силикатного кирпича. Следует оставить воздушный зазор 1,5—2 см толщиной, а кладки соединять специальными закладными анкерами из металла. Кроме того, в верхнем и нижнем рядах лицевой кладки через определенное расстояние следует оставлять вертикальные швы, незаполненные раствором, для вентиляции кладки и удаления конденсата. Если силикатный и керамический кирпичи «перевязать», то это неизбежно приведет к трещинам кладки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Что представляет собой стеклянная вата, каковы ее свойства и какие изделия из нее изготавливают? 

 Стеклянная вата представляет собой волокнистый теплоизоляционный материал, получаемый из расплавленной стекломассы. Стеклянная вата имеет повышенную химическую стойкость, теплопроводность 0,05 Вт/(м-°С) при 25°С, она не горит и не тлеет, плотность в рыхлом состоянии не должна быть более 130 кг/м3. Диаметр волокон стеклянной ваты, применяемой для теплоизоляции, не превышает 21 мкм. Структура ваты должна быть рыхлой — количество прядей, состоящих из параллельно расположенных волокон, не более 20% по массе.

Стеклянную вату изготовляют фильерным, дутьевым и  штаби-ковым способами. Технология производства стеклянной ваты изложена в гл. 4. Стеклянную вату из непрерывного стекловолокна применяют для изготовления теплоизоляционных материалов и изделий и теплоизоляции при температуре изолируемых поверхностей от —200 до +450°С.

Маты и полосы из стеклянной ваты используют для  тепл изоляции плоских поверхностей и трубопроводов при температуп изолируемых поверхностей от —200 до +450°С. Их получаю путем прошивки стеклянной ваты, покрытой сверху и снизу слоем проклеенных стеклянных волокон толщиной до 1,5 мм, асбесто выми или кручеными из стеклянного волокна нитями. Поверх ность матов проклеивают 2...5%-ным раствором декстрина или другого клея. Этот слой предохраняет маты и полосы от повреждений. Стеклянные маты выпускают длиной 1000...3000 мм, шириной 200... 750 мм и толщиной 10...50 мм, плотностью не более 170 кг/м3.