Дорожно-строительные материалы

       В целях снижения металлоемкости строительства должно быть организовано массовое производство высококачественных железобетонных, а также асбоцементных, пластмассовых и других труб, панелей, строительных конструкций и изделий без применения металла. Будет увеличиваться производство крупноразмерных конструкционных и отделочных асбоцементных изделий, мягких кровельных, а также эффективных тепло- и звукоизоляционных материалов. Увеличится выпуск керамических изделий, материалов из природного камня, пористых заполнителей, изделий из ячеистых бетонов, мытых и фракционированных нерудных, а также местных строительных материалов.

       В дорожном строительстве все более широко будут находить применение искусственные каменные материалы, модифицированные битумы, композиционные материалы на основе полимеров, укрепление вяжущими веществами грунтов, погодоустойчивые лакокрасочные составы и др.

       XXVI съездом КПСС поставлена задача по более широкому использованию в производстве строительных материалов попутно добываемого сырья и отходов промышленности, механизации и автоматизации производства различных видов строительных материалов, ускорению разработки и внедрения энергосберегающих технологий в производстве цемента, стекла, извести, экономичных методов тепловой обработки железобетона, обжига керамических изделий и др. Производительность труда в промышленности строительных материалов за XI пятилетку должна возрасти на 16...19%. Увеличение объемов производства и расширение ассортимента строительных материалов открывают большие возможности для дорожного строительства в нашей стране. 
 

 

2.КЛАССИФИКАЦИЯ ДСМ 

По  назначению классифицируются на:

-конструкционые;

-гидроизоляционные;

-герметизирующие;

-антикоррозионные;

-отделочные;

-теплоизолирующие  и т.д. 

По  виду сырья:

-природные  каменные;

-пиломатериалы;

-полимерные  ;

-металлические;

-керамический;

-искусственные  каменные материалы. 

По  способу получения:

-природные  (добыты в местах их естественного  образования).

Для их получения используют механическую переработку (дробление, выпиливание). Их состав и свойства зависит от происхождения и способа обработки исходных пород;

-искусственные  (изготовлено из природного минерального и органического сырья и промышленных отходов). Искусственно полученные материалы приобретают новые свойства отличные от свойств исходного сырья. 

 

3.СЕРТИФИКАЦИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ 

    Все виды материалов и  изделий выпускают  по межгосударственным стандартам (ГОСТ) и стандартам Беларуси (СТБ). В настоящее  время в РБ существует более 500 стандартов. Кроме этого действуют строительные нормы  и правила (СНиП) и строительные нормы Беларуси (СНБ).

    Эти документы представляют собой нормативные  акты по проектированию строительства, по строительным и дорожно-строительным материалам, по их использованию и  изготовлению из них изделий.

    В ГОСТах и стандартах устанавливаются  требования, дается четкое определение  материала, классификации и его  разновидности, способы изготовления, технические свойства, методы их определения, необходимые сведения о материалах, правила хранения и  транспортировки.

    Требования  к свойствам материалов выражаются в виде марок и классов на эти  материалы. Признаком деления на марки является показатель основных свойств материала, обусловленный  условиями  эксплуатации конструкций  или сооружений. Некоторые материалы по  наличию внешних признаков делятся на сорта. 

    4.ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПОЛУЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ 

    Несмотря  на обширную номенклатуру строительных и дорожно-строительных материалов в технологии их их производства имеется  ряд общих технологических процессов:

1. выбор искусственного сырья;
2. измельчение их компонентов;
3. сортировка и улучшение качества компонентов;
4. определение составам материала;
5. перемещение;
6. формование и уплотнение;
7. тепловая, термическая и другие виды обработки;
8. контроль качества полученного материала.

 

    Существуют 4 основных технологических принципа получения материала:

    I – кристаллизация из расплавов (металлокерамика, стекло, металлы) 

         В полученном расплаве, перенасыщенном кристаллическими веществами при снижении температуры возникают зародыши кристаллов, которые в дальнейшем увеличиваются и срастаются друг с другом, образуя  плотный мелкозернистый агрегат с различным характером межзерновых связей. Изменяя скорость охлаждения, вводя различные добавки, регулирующие образование и рост кристаллов можно влиять на условия и характер их сростания, а следовательно влиять на структуру и прочность материала. 

    II – спекание (керамический кирпич, плитка, керамдор, клинкер для получения цемента)

    При нем происходит уплотнение и образование твердоподобного черепка. Самый важный технологический процесс при этом - обжиг изделия. При обжиге происходит химическая реакция на границах раздела между дисперсными частицами, поверхностная и объемная самодиффузии, приводящие к сростанию мельчайших частиц и образованию монолита. 

    III – кристаллизация из растворов (бетоны и растворы на минеральном вяжущем)

    При смешении измельченных вяжущих (например цемент) с водой образуется коагуляционная структура, определяющая начальную  консистенцию смеси. Вяжущее вещество продолжает растворяться в воде с образованием пересыщенного раствора. Затем возникают зародыши гидратных новообразований. Они срастаются в беспорядочную пространственную коагуляционную структуру, которая уплотняется и упрочняется в результате обрастания кристаллами. Вводя в состав смеси различные добавки можно управлять процессами твердения и приближать свойства к требуемым. 

    IV – полимеризация и другие методы химической модификации (изделия на основе органических вяжущих веществ (битум дёготь) и полимерных смол)

    Исходные  продукты, которые используются для  получения органических и полимерных материалов образуются при переработке  природного газа и при разложении нефти (перолиз). При сухой деструктивной  перегонке и гидролиза(ции) древесины можно получить дёготь.

    В реакторе, куда помещают исходные продукты создаются определённые условия (давление, температура), при которых осуществляется реакция полимеризации (т.е. соединения одинаковых или различных молекул с образованием высокомолекулярного вещества).

    Применяя  различные исходные продукты, изменяя условия полимеризации можно получить разные по составу и структуре материалы.

 

     РАЗДЕЛ_ 1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ДСМ (6 часов) 

    Взаимосвязь состава, структуры  и свойств материала 

    Свойства  любого материала могут регулироваться в широких пределах, изменяя его состояние и структуру.

    Состав  материала может быть химическим, минералогическим и фазовым.

    Химический  состав позволяет судить о биостойких, огнестойких и др.  свойствах  материалов. Химический состав неорганических веществ (цемент, известь) удобно выражать  процентным содержанием в них оксидов. Оксиды химически связываются  между собой и образуют минералы, которые и определяют свойства материалов.

      Минералогический состав показывает  какие и в каком количестве минералы содержаться в каменном материале или в вяжущем веществе. Фазовые переходы воды оказывают воздействие на все свойства материала, если вода является компонентом системы и находится в замерзшем состоянии. Образовавшийся лед  изменяет механические и теплофизические свойства, а увеличение объема воды при замерзании вызывает внутренне напряжение в материале и приводит к разрушению.

    Структуру материала изучают на микро-, макро- и молекулярном ионном уровнях (внутреннее строение вещества).

    Макроструктура  твёрдых тел(кроме природного камня) может быть:

    - искусственная конгломератная (бетон);

    -ячеистая (газобетон, пенобетон);

    -мелкопористая  (керамический кирпич);

    -волокнистая  структура (древесина, стекловата);

    -слоиста  структура (слюда);

    -рыхлозернистая  структура (песок, щебень, гравий);

    -порошкообразная  структура (цемент, гипс, пегменты).

    Микроструктура  может быть кристаллической и аморфной. Эти формы лишь различное состояние одного и того же вещества (кристаллы кварца и аморфная форм кремнезёма).

    Кристаллическая структура более устойчива и  чтобы вызвать химическое взаимодействие между кварцевым песком и известью применяют автоклавную обработку.

    Трефел - аморфная форма диоксида кремния  и вместе с известью после затворения водой образуют гидросиликат кальция при температуре 20°С.

    У кристаллических веществ особая температура плавления при заданном давлении и определенная форма кристаллов.

    В строительстве применяют поликристаллические  материалы, в которых разные кристаллы  ориентированы беспорядочно.

 

    

    1.1 ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА (2 часа)  с.11-16    

     <Физические свойства характеризуют физическое состояние материала или определяют его отношение к физическим процессам окружающей среды К важнейшим физ.свойствам ДСМ, относятся:

1. истинная плотность;
2. средняя плотность;
3. пористость;
4. пустотность;
5. водопоглащение;
6. водонасыщение;
7. морозостойкость>

 

Основными характеристиками материала является:

-плотность;

-пористость;

-прочность.

    Эти свойства служат для оценки качества материалов, для определения области его применения и технико-экономических расчетов. К физическим свойствам относят весовые характеристики материалов, его плотность ,  проницаемость для жидкостей и газов, тепла, радиации и др.

    Общие физические свойства – истинная и средняя плотность и пористость.

    Истинная  плотность(11) – масса единицы объема материала в обсолютно плотном состоянии

    

                                         (1)

     – масса сухого материала;;

   V_a – объём материала в абсолютно плотном состоянии.

   Строительные  материалы за немногим исключением (стекло, металлы) имеют поры поэтому  определение истинной плотности  предусматривает измельчение высушенной пробы в порошок.

   Цель  измельчения заключается в  разрушении пор и достижении объёма материала в абсолютно плотном состоянии  V_a.