Контрольная работа по «Материаловедение. Технология конструкционных материалов »

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Камская государственная инженерно-экономическая  академия

Кафедра «ТСП» 
 
 
 
 
 

Контрольная работа №1

по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов » 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент группы 3113

Чибиряев  С. В.  

Проверила: старший преподаватель

Кафедра «ТСП» 

Крутова В. Н. 
 
 

Набережные  Челны - 2010

Содержание. 

1. Характеристика  технических свойств горных пород  осадочного    происхождения , применяемых в строительстве.
2. Разновидности красного кирпича, основные требования к сырью для его производства.
3. Состав и структура металлургических шлаков? Как получают и какими свойствами обладают штучные шлаковые изделия.
4. В каком виде и для каких целей применяют воздушную известь и строительный гипс в промышленном строительном материале.
5. Сырье для производства портландцемента и по каким схемам технологического процесса получают этот материал.
6. Задачи.
7. Литература.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вопрос  № 1

      Осадочные горные породы называют вторичными, поскольку они образовались в результате разрушения изверженных пород или из продуктов жизнедеятельности растений и животных организмов. Один из способов формирования этих горных пород – химические осадки, образующиеся в процессе высыхания озер и заливов. В результате в осадок выпадают различные соединения, которые со временем превращаются в травертин, доломит. Общая особенность этих пород – пористость, трещиноватость, растворяемость в воде.

К обломочным осадочным породам относятся сцементированные отложения (песчаники, брекчии, конгломераты) и рыхлые (пески, глины, гравий и щебень). Сцементированные отложения образовались из рыхлых. Например, песчаник – из кварцевого песка с известковым цементом, брекчия – из сцементированного щебня, а конгломерат – из гальки. Еще известны породы органического происхождения – известняки и мел. Они образуются в результата жизнедеятельности животных организмов и растений.

     Песчаники представляют собой сцементированные кварцевые пески. Иногда в них встречаются зерна полевого шпата, слюды и других материалов. По природе цементирующего вещества различают песчаники кремнистые, железистые и глинистые. Из них наиболее прочными и стойкими являются кремнистые песчаники.

     Большинство песчаников относится к плотным, тяжелым и высоко теплопроводным каменным материалам, поэтому их применяют для кладки фундаментов, стен не отапливаемых зданий, ступеней и тротуаров. Менее прочные песчаники используются для приготовления щебня в дорожном строительстве, а также в качестве заполнителя для бетона. Песчаники широко распространены в Советском Союзе.

     

     Конгломераты  и брекчии. Можно только добавить, что в зависимости от состава  и строения свойства их различны. Цвет их зависит от цвета цементирующего вещества.

     

     Из пород химического происхождения следует назвать доломит, гипс и ангидрит.

     Доломит. Следует добавить, что по строительным свойствам доломит сходен с кальцитом, но более тверд и прочен. Его  свойства близки к плотным известнякам. В ряде случаев доломит обладает более высокими качествами. Его применяют в виде строительного камня, как и обыкновенные известняки. Очень плотные доломиты хорошо полируются, и их используют иногда для облицовки стен. Из доломита готовят щебень для бетона и используют также для получения вяжущих огнеупорных материалов в цементной, стекольной и керамической промышленности. Доломиты широко распространены в СССР.

     Гипс  является сульфатной породой, входит в  состав природного гипсового камня. Гипс представляет собой минерал  пластичного, волокнистого или зернистого строения. Гипсовый камень бывает снежно-белого, серого, желтого и других цветов в зависимости от примесей. В природе он встречается в виде сплошных плотных или мелкозернистых масс. Минерал гипс довольно мягкий (твердость 2). Он растворяется в воде немного быстрее, чем кальцит.

     Из-за невысоких механических свойств  и значительной растворимости гипс не применяют в качестве строительного  камня. Однако из обожженного гипсового  камня получают воздушное вяжущее, а на его основе изготавливают плиты и панели, которые применяют для устройства внутренних перегородок зданий. На основе гипсового вяжущего делают обшивочные листы (гипсокартонные листы). Ими отделывают внутренние поверхности помещений: стены, потолки и перегородки. Широкое применение в хирургии получил медицинский гипс.

     

     Ангидрит (безводная сернокислая соль кальция) — минерал, слагающий горные породы того же названия. Он залегает обычно вместе с гипсом, но в меньшем количестве. Ангидрит используют для производства ангидритового вяжущего. Красиво окрашенные ангидрит и гипс иногда применяют как облицовочный материал для внутренних отделок зданий, а после пропитки водостойкими эмульсиями — для наружных отделок.

     А теперь несколько слов о вяжущем  из гипса в виде порошка, которое  раньше называлось алебастром.

     Как правило, гипсовое вяжущее бывает преимущественно  чисто-белого цвета. Академик А. Е. Ферсман  в воспоминаниях о путешествии  по Италии приводит слова хозяина  художественной мастерской, в которой  изготовляли из алебастра изящные  статуэтки: „Белый-белый, как ваш сибирский хлеб, как сахар или лучшая русская мука для макарон, -таким должен быть алебастр".

     

     Месторождения гипсового камня находятся на Урале, Украине, в Башкирии и Горьковской  области. На Урале добывают гипсовый камень белого и желтого цвета. Нежно-желтый цвет вяжущего придавал особую красоту изделиям из гипса. По качеству уральские изделия не уступают итальянским.

     Известняки  разделяют на плотные (плотность  от 2,0 до 2,6, прочность при сжатии до 150 МПа) и пористые (плотность от 0,9 до 2,0, прочность при сжатии 0,4-12,5 МПа). Плотные известняки имеют аморфное строение, твердость по минералогической шкале 3. Они стойки против выветривания. Прочность и стойкость известняков возрастают при увеличении содержания кремнезема, т. е. при окремнении. Повышенная твердость значительно затрудняет их механическую обработку. Какой цвет у известняков? Обычный белый, но в зависимости от примесей цвет их меняется. Так, они могут быть окрашены примесями оксида железа, кварца, глины в бурый, красный, серый и желтый цвет различных оттенков и интенсивности. Плотные известняки применяют в строительстве в виде обработанных (пиленых) плит и фасонных деталей для облицовки стен и т. п. Плиты неправильной формы идут для бутовой кладки.

     Пористые  известняки и известняки-ракушечники (ракушняки) представляют собой типичные органогенные породы (в них отчетливо видны обломки раковин). Свойства этих пород зависят от строения и степени уплотнения скелетных остатков. Они легко поддаются распиловке на штучный камень определенных размеров. Их используют для кладки стен и перегородок, в строительстве жилых домов, особенно в Крыму, Одесском районе, Молдавии и на Северном Кавказе. Плотные известняки широко применяли при строительстве старой Москвы. Она была построена из превосходных местных белых известняков, и за светлые и радостные тона зданий ее назвали „белокаменной". Плотные известняки также используют для приготовления заполнителя для бетона — щебня. Из обожженного известняка получают гашеную известь, а из нее — известковое „молоко", необходимое... для рафинирования сахара.

     

     Плотность известняка-ракушечника (ракушняка) 0,6—1,5, предел прочности при сжатии 0,4—5,0 МПа. Месторождения известняков  имеются во многих республиках СССР.

     Карбонатные породы, к которым относятся известняки, в строительстве применяют с незапамятных времен. Известняк сравнительно легко разделять на глыбы или блоки нужных размеров. В течение долгого времени он сравнительно устойчив к воздействию воды, ветра и резких изменений температуры.

     Особенности состава и строения известняка придают ему прочность и устойчивость, примером которых могут служить белокаменные сооружения Древней Руси. Благодаря широкому распространению и сравнительной простоте добычи и обработки известняки применяются в строительстве чаще, чем другие горные породы.

     Мергели представляют собой известняки, в  составе которых преобладает  глина. При содержании в мергелях минерала кальцита не менее 75% их называют известняковыми, а менее 10% — глинистыми. Мергелистые известняки и мергели  в качестве строительного камня не применяют. Их используют как сырье для производства портландцемента.

       

     Мел состоит из мелких частиц раковин  простейших животных. По химическому  составу он аналогичен известняку. Прочность мела очень низкая, твердость 3. Мел используют в производстве извести (для приготовления красок, замазок) и цемента.

     Трепелы и диатомиты — органогенные породы, в которых содержится кремнезем, главным образом в аморфном состоянии. Что они собой представляют?

     Трепел  — это порода, состоящая из мельчайших частиц аморфного кремнезема. Он образован из панцирей диатомовых водорослей, которые превратились в мельчайшие зерна опала, сцементированные опаловым цементом. С течением времени трепел превратился в плотную, прочную, трудно размокающую породу, почти полностью состоящую из аморфного кремнезема.

     Диатомиты — это породы, содержащие остатки  кремнеземистых панцирей диатомовых водорослей более позднего происхождения.

     Панцири оставались на дне водоемов уже после  отмирания растений. Затем они  уплотнялись вместе с осаждавшимися между ними илом и глиной.

     Трепел  и диатомит одинаковы по химическому  составу. Плотность их 0,35-0,95. Высшие сорта этих пород, применяемых в  строительстве, содержат кремнезем. В  трепеле — 90—96%, а в диатомите  — 75%. В строительстве их используют в качестве теплоизоляционных материалов, а также активных гидравлических добавок к цементу.

     

     

     А вот еще одна несколько необычная  горная порода — травертин. Несмотря на существование залежей травертина в нашей стране, особенно на Кавказе, долгие годы строители не рассматривали его как полезное ископаемое. На Кавказе мало известняков, поэтому травертин в небольших количествах обжигали на известь. Только с 1939 г., когда Западная Украина вошла в состав Советского Союза, строители обнаружили, что во Львове как для внешней, так и для внутренней облицовки очень широко использовали травертин. Оказалось, что травертин, который считался совершенно не пригодным в строительстве, прекрасно сохраняется в облицовке. Он хорошо выдерживает городские условия, и загрязненный воздух почти не влияет на цвет травертина.

     Высокая пористость травертина, как и мангышлакского ракушечника, играет положительную  роль. Благодаря порам он прекрасно  скрепляется с вяжущим, и даже при значительных деформациях стены  дома травертиновая облицовка не выпадает. Свойство травертина пропускать влагу также не влияет на облицовку. Это объясняется тем, что влагу задерживает вяжущий раствор, которым травертиновая плита прикреплена к стене.

     Травертин — мягкий камень, его прочность  не превышает 20 МПа, твердость его, как и гипса, равна 2 по минералогической шкале. Его легко пилить и обрабатывать. Поэтому плиты из травертина сравнительно дешевы.