Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины \"Материаловедение. Технология конструкционных материалов\" и выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения icon

Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины "Материаловедение. Технология конструкционных материалов" и выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения


Скачать 124.13 Kb.
НазваниеУчебно-методическое пособие по изучению дисциплины "Материаловедение. Технология конструкционных материалов" и выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения
страница1/2
Размер124.13 Kb.
ТипУчебно-методическое пособие
  1   2


Федеральное агентство по образованию


Кубанский государственный технологический университет


Кафедра транспортных сооружений


Материаловедение. Технология конструкционных материалов

Учебно-методическое пособие


по изучению дисциплины “Материаловедение. Технология конструкционных материалов” и выполнению контрольных работ

для студентов заочной формы обучения

специальности (291000) 270205 - Автомобильные дороги и аэродромы

120303 – Городской кадастр


Краснодар 2007




^

Составители: канд. техн. наук, доц. Н.С. Дараган


канд. техн. наук, доц. Л.А. Кравченко

канд. техн. наук, доц. Т.Н. Искендеров

УДК 625.765




^ Материаловедение. Технология конструкционных материалов. Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины “Материаловедение. Технология конструкционных материалов” и выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения специальности (291000) 270205 - Автомобильные дороги и аэродромы, 120303 – Городской кадастр / Сост.: Н.С. Дараган; Л.А.Кравченко; Т.Н. Искендеров; Кубан. гос. технол. ун-т. Каф. транспортных сооружений.-Краснодар: Изд. КубГТУ, 2007 - с.


Представлены основные разделы по изучению курса «Материаловедение» и «Технология конструкционных материалов», общие положения по выполнению контрольных работ, задания к контрольным работам и темы лабораторных работ.


Ил.: 3 Табл.: 11 Библиогр: 4 назв.


Печатается по решению методического совета Кубанского государственного технологического университета


^

Рецензенты: канд. техн. наук, проф. каф. ТС В.Л. Кучеренко


генеральный директор ОАО

«Автодордиагностика» К.Н. Григорян


Содержание



Введение…………………………………………………………………..….4


  1. Нормативные ссылки……………………………………….…………... 4

  1. Инструкция по работе с учебно – методическим пособием………… 5

3 Программа дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов » …………………………………… ………. 6

3.1 Материаловедение……………………………………..…………….… 6

      1. Основные свойства строительных материалов ..…………………..6

      2. Природные каменные материалы…………………………………....7

      3. Неорганические вяжущие вещества……….………………………...8

      4. Бетоны и изделия из них …...……………………………………… 9

      5. Органические вяжущие материалы……………………………….. 10

      6. Асфальтобетон…………………………………………………… 11

      7. Лесные материалы…………………………………………………..11

      8. Вопросы для подготовки к экзамену по дисциплине “Материаловедение”……...…………………………………………………..12

    1. Технология конструкционных материалов…………………………...13

      1. Керамические материалы………………………………………….. 13

      2. Теплоизоляционные материалы и изделия……………………. 14

      3. Акустические материалы…………………………………………...15

      4. Полимерные материалы и пластмассы…………………………….16

      5. Металлические материалы и изделия из них……………………...17

      6. Стеклянные и другие плавленые материалы и изделия………………………………………………………………………. 18

      7. Искусственные каменные необожжённые материалы и изделия………………………………………………………………………....19

      8. Специальные бетоны и изделия из них………………………….. 20

      9. Вопросы для подготовки к зачёту по дисциплине «Технология конструкционных материалов»……………………………………………. 21

4 Контрольные работы (общие положения) …….……………………....22

5 Задания на контрольные работы………………………………………….22

5.1 Контрольные вопросы по дисциплине “Материаловедение”………….23

5.2 Контрольные вопросы по дисциплине “Технология конструкционных материалов”……………………………………………………………………27

6 Темы лабораторных работ………………………………………………...31

7 Содержание и оформление контрольных работ…………………………32

8 Список рекомендуемой литературы ……………………………………..33


Введение


Строительное материаловедение является фундаментальной наукой прикладного значения, которая представляет собой непрерывно развивающуюся систему знаний о строительных материалах и изделиях. Без достаточных знаний о многочисленных разновидностях строительных материалов, технологии их производства, качественных показателей, условиях их хранения и применения невозможно проектировать и строить автомобильные дороги, аэродромы, здания, искусственные сооружения, реконструировать или ремонтировать их.

Строительство является одной из самых материалоёмких отраслей народного хозяйства страны. В общих сметах строительного объекта стоимость строительных материалов составляет 50-60%, поэтому экономия при возведении строительного объекта во многом зависит от эффективности применения строительных материалов и правильного выбора для изготовления конструкций. Роль и значение строительных материалов рассматриваются в неразрывной связи с их работой в конструкциях транспортных сооружений и зданий за длительный период эксплуатации в реальных условиях.

Учёт взаимосвязи материал - строительное сооружение и срока их службы представляет основу для оптимизации структуры и свойств материала, вскрывает его дополнительные резервы, повышает надёжность и экономичность строительных конструкций и изделий.

Эффективность использования обширной номенклатуры строительных материалов и изделий невозможна без тщательного лабораторного контроля при поступлении на строительство. Все материалы и изделия соответствуют определённой государственной стандартизации (ГОСТ Р), разрабатываемой на основе новейших достижений науки и техники. Конструкционные материалы разрабатываются и создаются с применением различных рецептур, компонентов и технологических приёмов, что повышает эксплуатационные качества, долговечность и надёжность транспортных сооружений. С развитием технологии производства конструкционных материалов всё более возрастает роль лабораторного контроля исходных материалов и конечной продукции.


^

1 Нормативные ссылки



В настоящем руководстве использованы ссылки на следующие нормативные документы: ГОСТ Р 1.5 - 2002, ГОСТ 2.301 – 68, ГОСТ 8.417 – 2002, Р 50-77-88, ОК 015-94.


2 Инструкция по работе с учебно-методическим пособием


Целью учебно – методического пособия является оказание помощи в самостоятельной работе студента при изучении курса “Материаловедение. Технология конструкционных материалов”, а также при выполнении контрольных работ. Изучив раздел курса по учебнику, необходимо ответить на вопросы для самопроверки, которые дополняют и конкретизируют разделы программы, помогают лучше усвоить данный курс. Изучение определённых разделов завершается выполнением контрольных работ.

Первая контрольная работа выполняется по разделу “Материаловедение” после проработки следующих тем программы:

  • Основные свойства материалов;

  • Природные каменные материалы;

  • Лесные материалы;

  • Минеральные и органические вяжущие материалы и бетоны на их основе.

Вторая контрольная работа выполняется по разделу “Технология конструкционных материалов” после изучения тем:

  • Керамические;

  • Акустические;

  • Теплоизоляционные;

  • Металлические;

  • Стеклянные материалы и специальные бетоны.

Кроме теоретических знаний, представленных в контрольной работе, студент выполняет лабораторные работы в период сессии. Лабораторные работы выполняются и оформляются в соответствии с методическими указаниями, защищаются студентом преподавателю, ведущему занятия. Студент, получивший зачёт по лабораторным и контрольным работам, допускается к экзамену.

В разделе “Программа дисциплины” приведены темы и указывается, что необходимо знать в пределах каждой темы. В конце перечня тем приводятся вопросы для самопроверки и соответствующая литература.

Вариант контрольного задания выбирается по последней цифре шифра зачётной книжки.

Каждое контрольное задание имеет 10 вариантов. Вариант 1 выполняют студенты, учебный шифр которых оканчивается на цифру “1”; вариант 2 – на цифру “2” и т.д. контрольные работы выполняются в письменной форме, замечания и пояснения по ним преподаватель даёт в рецензиях. Отрецензированная контрольная работа возвращается студенту и защищается путём устного собеседования.

3 Программа дисциплины “Материаловедение. Технология конструкционных материалов”


3.1 Материаловедение


3.1.1 Основные свойства строительных материалов


Строительные материалы в инженерных конструкциях воспринимают различные механические нагрузки, подвергаются действию факторов окружающей среды и должны обладать способностью сопротивляться этим воздействиям.

Классификация основных свойств и их зависимость от строения и состава строительных материалов.

Знания строения материала, химического, минерального и фазового состава необходимы для понимания его свойств и условий применения в инженерных конструкциях, в целях получения наибольшего технико-экономического эффекта.

К строительно-техническим свойствам материалов относят:

а) механические, которые характеризуют способность материала сопротивляться действию механических сил и внутренних напряжений, выражающиеся в прочностных и деформативных показателях свойств применяемых материалов;

б) физические, определяющие его отношение к физическим воздействиям среды: воздуха и содержащихся в нём паров и газов, воды и растворённых в ней веществ, колебаниям температуры и влажности, совместному действию воды и мороза, стойкости материала по отношению к действию воды;

в) химические, определяющие способность сопротивляться химическим воздействиям кислот и щелочей. Химическая стойкость материала зависит от его структуры и состава;

г) теплофизические – свойства материалов по отношению к действию тепла и холода. Теплопроводность, теплоёмкость и их зависимость от строения, состава, влажности материала. Огнестойкость и огнеупорность;

д) технологические, обусловливающие отношение материала к технологическим процессам (распиловке, перемешиванию, уплотнению, формовке и др.).

Оценка свойств строительных материалов производится по показателям, получаемым при испытаниях материалов в лабораторных условиях с использованием специального оборудования.


^ Вопросы для самоконтроля:


  1. В чём разница между истинной, средней и насыпной плотностью? Какие размерности плотности и их числовые значения, для красного кирпича, песка, щебня?

  2. Как определить пористость, пустотность, коэффициент теплопроводности строительного материала?

  3. Какие факторы влияют на теплопроводность материала? Что называется коэффициентом размягчения?

  4. Как определить прочность материалов при сжатии, изгибе и какие формы образцов используются?


Литература:

[ 1, с. 13 – 58 ]

[ 2, с. 35 – 70]


3.1.2 Природные каменные материалы


Природные каменные материалы являются продуктом механической переработки горных пород и характеризуются определённой формой, размером, а при необходимости определённой поверхностью изделия (полировкой, шлифовкой).

Горные породы для производства строительных материалов. Понятие о горных породах и материалах. Техногенные отходы производства. Месторождения горных пород, используемых в народном хозяйстве России. Природные каменные материалы из изверженных, осадочных и метаморфических горных пород.

Оценка пригодности горных пород в качестве сырья для производства природных каменных материалов (минеральный состав, структурные признаки, плотность, пористость, водостойкость, прочность и др.).

Основные виды материалов и изделий из природного камня (бутовый камень, щебень, гравий, стеновые камни, плиты, бортовые камни, брусчатка).

Предохранение каменных материалов от разрушения. Конструктивные и химические способы повышения долговечности строительных каменных материалов в сооружениях и зданиях.

Технико-экономическая эффективность использования природных каменных материалов.


^ Вопросы для самоконтроля:

  1. Классификация горных пород по происхождению. Структура и текстура, их влияние на свойства горных пород?

  2. Какие важнейшие породообразующие минералы, их основные свойства?

  3. Как добывают и обрабатывают природный камень?

  4. Какие виды природных каменных материалов применяются в строительстве?

  5. Как предохранить каменные материалы в сооружениях от разрушения?


Литература:

[ 1, с. 68 – 111 ]


3.1.3 Неорганические вяжущие вещества


Неорганическими вяжущими веществами называют порошкообразные материалы, которые при смешивании с водой образуют пластично-вязкое тело, способное со временем самопроизвольно затвердевать в результате физико-химических процессов.

Классификация вяжущих веществ: а) воздушные (гипсовые вяжущие, жидкое стекло); б) гидравлические (силикатные цементы – портландцемент, его разновидности и гидравлическая известь); в) вяжущие автоклавного твердения (известково-кремнезёмные вяжущие и др.).

Среди неорганических вяжущих наиболее важное значение имеют цементы. Портландцемент – сырьё, способы производства. Взаимосвязь химического и минерального состава портландцементного клинкера со свойствами. Классификация цементов.

Обобщённая теория твердения цемента. Влияние температуры и влажности на твердение цемента. Закономерности набора прочности цементом . Коррозия цементного камня и меры защиты от неё.

Цементы с неорганическими добавками. Шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент. Пластифицированные и гидрофобные цементы.

Выбор цемента для различных видов строительных конструкций в зависимости от эксплуатационных условий и с учётом технико-экономической эффективности.


Вопросы для самопроверки:


  1. Назовите основные показатели развития цементной промышленности в России.

  2. Воспроизведите классификацию неорганических (минеральных) вяжущих веществ.

  3. Какими основными свойствами характеризуются воздушные и гидравлические вяжущие материалы?

  4. Назовите основные горные породы, используемые для воздушных и гидравлических вяжущих веществ.

  5. Укажите различие понятий: “активность” и “марка” цемента по прочности. Как определить марку цемента?


Литература:

[ 1, с.190 – 228]

[ 2 , с. 71 – 98 ]


3.1.4 Бетоны и изделия из них


Бетон является главным строительным материалом, который применяется во всех областях строительства.

Определение и общая классификация бетонов. Особенность бетона как строительного материала. Значение бетонов для современного строительства искусственных сооружений, аэродромов, дорожных покрытий, промышленного и гидротехнического строительства.

Материалы для тяжёлого бетона и требования, предъявляемые к ним. Расчёт состава цементобетона. Основные свойства бетонной смеси. Классификация бетонной смеси по удобоукладываемости.

Свойства бетона и основные факторы, влияющие на прочность бетона. Марки и классы бетона на прочность. Контроль качества бетонной смеси и бетона. Особенности дорожного бетона.


^ Вопросы для самоконтроля:


  1. Бетон как композиционный материал: влияние вида заполнителя на структуру и среднюю плотность бетона.

  2. Связь реологических и технических свойств бетонной смеси. Применение пластификаторов для регулирования удобоукладываемости бетонной смеси и экономии цемента.

  3. Марка бетона, класс прочности бетона, коэффициент вариации прочности.

  4. Что такое коэффициент выхода бетонной смеси и как определяется?


Литература:


[ 1, с. 252 – 302]

[ 3, с.124 – 164]


3.1.5 Органические вяжущие материалы


Органические вяжущие материалы широко используются в дорожном строительстве. Основными видами органических вяжущих веществ являются битумы и дёгти, битумные и дёгтевые эмульсии и пасты. Пользуясь ГОСТом, необходимо сначала усвоить полную номенклатуру этих вяжущих веществ, а затем переходить к более детальному изучению вопросов технологии их получения, свойств, маркировки, методов испытания и способов применения.

Битумы являются продуктами прямой перегонки нефти, состоящей из смеси углеводорода различной структуры с примесями кислородных, сернистых и азотистых соединений. В этой связи по химическому составу битумы представляют собой сложную смесь высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных (кислорода, серы, азота), полностью растворимых в сероуглероде.

Дёгти получают путем конденсации летучих продуктов (без доступа воздуха) при перегонке твёрдых топливных продуктов и некоторых других органических веществ в целях извлечения из них кокса (например, из каменного угля), полукокса, угля и газа. В зависимости от вида сырья дёгти разделяются на каменноугольные (коксовые или газовые), буроугольные (сланцевые, торфяные, древесные и нефтяные). В дорожном строительстве используются главным образом каменноугольные дёгти.

Органические вяжущие вещества используются для приготовления асфальтобетонов и растворов (в отдельных районах – дёгтебетонов) для укладки в дорожные покрытия. Кроме дорожного строительства битумы и дёгти используются для изготовления рулонных кровельных материалов рубероид и толь), а также для различных гидроизоляционных материалов.


Вопросы для самоконтроля:


  1. Что такое органические вяжущие вещества?

  2. Воспроизведите развёрнутую классификацию органических вяжущих веществ (битумов и дёгтей).

  3. Каковы важнейшие свойства дорожных вязких битумов?

  4. Назовите марки нефтяных битумов. Какие из них чаще всего применяются в дорожном строительстве?

  5. Приведите классификацию жидких битумов.


Литература:

[ 1, с. 345- 351]

[ 3, с. 5 – 55]

[ 4, с. 09 – 257]

3.1.6 Асфальтобетон


Асфальтобетон – искусственный монолитный каменный материал, получаемый в результате уплотнения массы, состоящей из рационально подобранного каменного остова (песка и щебня), сцепленного асфальтовяжущим веществом (бинарная система – минеральный порошок и битум). Асфальтобетон должен обладать необходимой прочностью, водоустойчивостью, водонепроницаемостью, способностью сопротивляться истиранию, упругим и пластическим деформациям, т.е. иметь определённую деформативную устойчивость и долговечность.

Непременным условием получения необходимой прочности, деформационной устойчивости, долговечности асфальтобетонных и дёгтебетонных покрытий является хорошо поставленная экспериментальная проверка свойств этих материалов заданным техническим требованиям. Поэтому необходимо не только хорошо изучить раздел по учебнику, но и самостоятельно провести установленные испытания асфальтобетона и дёгтебетона в лаборатории.


Вопросы для самоконтроля:


  1. Дайте определение, что такое асфальтобетон?

  2. Воспроизведите классификацию асфальтовых бетонов.

  3. Как подбирается состав асфальтобетона по ГОСТу?

  4. Перечислите важнейшие технические свойства асфальтобетона по ГОСТ.

Литература:

[ 1, с. 353 – 355]

[ 4, с. 260 – 319]


3.1.7 Лесные материалы


Лесные богатства России. Значение правильного лесоиспользования в деле охраны природы. Понятие о комплексном использовании древесины, отходов деревообработки и его значение в народном хозяйстве. Положительные и отрицательные свойства древесины.

Зависимость основных свойств древесины от строения и влажности. Важнейшие группы пороков и влияние их на качество древесины. Условия рационального применения древесины в строительстве.

Сортамент лесных материалов и деревянных изделий. Деревянные индустриальные строительные детали и сборные конструкции.

Увеличение срока службы в сооружениях и его технико-экономическое значение. Способы защиты древесины от гниения, возгорания и поражения насекомыми.


Вопросы для самоконтроля:


  1. Назовите главнейшие хвойные и лиственные породы деревьев.

  2. Какая древесина называется заболонной и чем она отличается от ядровой?

  3. Что такое камбий и каково его назначение в жизни дерева? Каковы функции сердцевидных лучей?

  4. Какие лесоматериалы называются воздушно-сухими, полусухими и сырыми?

  5. Какие виды грибов вызывают повреждения древесины?


Литература:

[ 1, с. 313 – 344, 449 – 450]

[ 3, с. 196 – 203]


3.1.8 Вопросы для подготовки к экзамену по дисциплине “Материаловедение”



  1. Что изучает дисциплина «Материаловедение» ?

  2. Химический, минералогический и фазовый состав строительных материалов.

  3. Классификация свойств строительных материалов. Характеристики структуры материалов. Зависимость свойств материалов от строения.

  4. Гидрофизические свойства строительных материалов.

  5. Свойства материалов по отношению к действию температур.

  6. Механические свойства строительных материалов. Влияние строения материалов на его прочностные характеристики.

  7. Химические свойства строительных материалов.

  8. Горные породы – сырьё для производства строительных материалов.

  9. Строительные материалы и изделия из природного камня.

  10. Основные породы древесины. Макростроение древесины. Пороки.

  11. Физико-механические свойства древесины.

  12. Защита древесины от гниения, возгорания, поражения насекомыми.

  13. Сортамент лесных материалов и изделий.

  14. Минеральные вяжущие материалы. Классификация.

  15. Воздушные вяжущие.

  16. Гидравлические вяжущие.

  17. Портландцемент. Состав, свойства, коррозия, защита от коррозии.

  18. Классификация и виды цементов.

  19. Органические вяжущие материалы. Классификация.

  20. Нефтяные битумы. Строительные, дорожные: вязкие, жидкие.

  21. Эмульсии.

  22. Асфальтобетоны и битумоминеральные материалы.


3.2 Технология конструкционных материалов


3.2.1 Керамические материалы


Керамическими называются искусственные каменные материалы и изделия, полученные в процессе технологической обработки глиняного сырья и последующего обжига при высоких температурах. Обжиг является характерной особенностью технологии производства этих материалов и приводит к изменению первоначального состава глинистого сырья.

^ Керамика на основе чистых оксидов. Оксидная керамика обладает высокой прочностью при сжатии по сравнению с прочностью при растяжении или изгибе, более прочными являются мелкокристаллические структуры. С повышением температуры прочность керамики понижается. Керамика из чистых оксидов, как правило, не подвержена процессу окисления.

^ Бескислородная керамика. Материалы обладают высокой хрупкостью. Сопротивление окислению при высоких температурах карбидов и боридов составляет 900-1000°С, несколько ниже оно у нитридов. Силициды могут выдерживать температуру 1300-1700°С (на поверхности образуется пленка кремнезема).

Керамические материалы представлены, как правило, штучными изделиями – кирпич, черепица, плитки, санитарно-технические изделия, но могут быть и в рыхлом состоянии – керамзитовый гравий и др.

В России создана мощная керамическая промышленность, оснащённая передовой техникой, внедрены новейшие машины по переработке глин, вакуумные прессы, высокопроизводительные прессы для полусухого прессования штучных изделий, усовершенствованные конструкции печей. Разработаны новые технологические схемы производства.


Вопросы для самоконтроля:


  1. Сырьё для производства керамических материалов.

  2. Классификация керамических материалов.

  3. Применение керамических материалов в строительстве.

  4. Стеновые материалы.

  5. Марки и свойства красного кирпича.

  6. Какие существуют огнепрочные керамические материалы?


Литература:

[ 1, с. 110 – 135]


3.2.2 Теплоизоляционные материалы и изделия


Теплоизоляционными называют материалы, имеющие теплопроводность не более 0,175 Вт/(м °С) при 20°С и предназначенные для тепловой изоляции зданий, технологического оборудования, трубопроводов, тепловых и холодильных промышленных установок.

Особенно важны теплосбережения в северных районах, где в настоящем и особенно в будущем, усиленно будет развиваться добывающая промышленность, а, следовательно, и гражданское строительство.

Теплоизоляционные материалы и изделия классифицируются по виду основного исходного сырья (неорганическое, органическое); структуре (волокнистая, ячеистая, зернистая, сыпучие); форме – рыхлые (вата, перлит), плоские (плиты, маты, войлок), фасонные (цилиндры, полуцилиндры, сегменты и др.), шнуровые (шнуры, жгуты); содержанию связующего вещества (содержащие и несодержащие); возгораемости (горючести) – несгораемые, трудносгораемые, сгораемые.

Асбестовые и др. материалы для изоляции горячих поверхностей. Пеностекло.


Вопросы для самоконтроля:


  1. Особенности строения теплоизоляционных материалов, их классификация.

  2. Важнейшие материалы для тепловой изоляции строительных конструкций.

  3. Важнейшие материалы для изоляции горячих поверхностей.

  4. Наиболее эффективные современные теплоизоляционные материалы.

  5. Минеральная вата и минераловатные изделия. Получение и область применения.


Литература:


[ 1, с. 402 – 417]

3.2.3 Акустические материалы


При изучении раздела акустических материалов следует усвоить, что все они делятся на звукопоглощающие и звукоизоляционные.

Значение строительных акустических материалов в деле ослабления источников шумов и устранения их вредного влияния на здоровье человека. Звукопоглощающие материалы: особенности их структуры, основные виды и области применения. Следует обратить внимание на материалы с волокнистой структурой: минераловатные звукопоглощающие плиты, декоративно-акустические плиты акмигран, древесно-волокнистые плиты с щелевой перфорацией, звукопоглощающие плиты силакпор, слоистые звукопоглощающие устройства и др.

Звукоизоляционные материалы и изделия – стекловолокнистые изделия, минераловатные в виде мягких и полужёстких плит, звукоизоляционные мягкие покрытия пола и др. Важнейшие требования к ним, основные виды и применение.


Вопросы для самоконтроля:


  1. Какие материалы называются акустическими. Классификация. Физический смысл.

  2. Что вы знаете о таких звукопоглощающих материалах, как акмигран и силакпор?

  3. Какие минераловатные изделия используют в качестве звукоизоляционных материалов?

  4. Важнейшие требования к звукопоглощающим и звукоизоляционным материалам.


Литература:

[ 1, с. 421 – 431]

3.2.4 Полимерные материалы и пластмассы


В основе строительных материалов из пластических масс лежат полимеры.

При изучении этого раздела необходимо уделить внимание изделиям, изготовленным из пластмасс, которые получили широкое применение в гражданском, промышленном и транспортном строительстве.

Пластмассы, применяемые в строительстве, а также при эксплуатации дорог, представляют собой сложную композицию, состоящую из следующих составляющих:

  1. связующего – в виде природных и синтетических высокомолекулярных веществ – полимеров;

  2. наполнителей – в виде порошкообразных, волокнистых и листовых материалов минерального или органического происхождения;

  3. пластификаторов (смягчителей), повышающих пластические свойства композиции в процессе формирования и изделия при эксплуатации;

  4. смазывающих веществ, способствующих лучшему отделению изделия от стенок формы в процессе формирования;

  5. катализаторов или ускорителей – веществ, обеспечивающих быстрое отверждение изделия в форме в процессе производства;

  6. красителей – минеральных или органических веществ, придающих изделию необходимый колер;

  7. стабилизаторов – веществ, способствующих сохранению первоначальных свойств изделия во времени;

  8. газообразователей – вспенивающих веществ, вводимых в композицию для получения пластмасс ячеистой структуры (газонаполненных пластмасс и др.).

Принципы изготовления изделий из пластмасс. Свойства пластмасс. Показатели пластичности и прочности, коэффициент конструктивного качества, деформативные свойства. Зависимость свойств от температуры и влажности. Понятие о способах повышения стойкости полимеров.

Важнейшие виды пластмассовых строительных материалов и изделий и их значение для индустриального строительства, строительства и эксплуатации дорог и мостов, в т.ч. материалы для полов, изделия для санитарно-технического оборудования, теплоизоляционных и отделочных материалов.

Для паро- и гидроизоляции вырабатываются полиэтиленовые поливинилхлоридные плёнки. Полимеры для изготовления труб и арматуры для водопровода и канализации, отопления и вентиляции, а также в качестве синтетических клеев и мастик.

В дорожном строительстве пластические массы и полимеры находят применение при создании нормальных условий твердения цементобетонных дорожных покрытий и оснований путём укрытия их полимерными плёнками. При изготовлении дорожных знаков, заделки и устройства швов в бетонных покрытиях, а также при устройстве цветных дорожных покрытий для городского благоустройства.


Вопросы для самоконтроля:

    1. Что такое пластмассы?

    2. Перечислите общие свойства пластмасс.

    3. Перечислите важнейшие составляющие пластмасс.

    4. Назовите важнейшие связующие вещества, получаемые путём полимеризации и поликонденсации.

    5. В чём заключается модификация традиционных строительных материалов полимерами?


Литература:

[ 1, с. 356 – 386]

[ 3, с. 223 – 226]


3.2.5 Металлические материалы и изделия из них


К металлам относится большая группа химических элементов, содержащих железо. Классификация металлических материалов на чёрные (чугун и сталь) и цветные (алюминий, медь, свинец и др., а также их сплавы).

В настоящее время увеличиваются темпы роста производства чёрных металлов и в особенности легированных сталей, мелкосортной стали, катанки, калиброванной стали. Значительно расширяется применение в строительстве низколегированной стали и высокопрочной проволоки, железобетонных конструкций, а также экономичных профилей проката.

В современном строительстве широко применяются разнообразные способы сварки металлов, которые необходимо тщательно изучить. Следует знать особенности кузнечной сварки, а также термитной сварки металлов. Необходимо отметить, что впервые в мире электросварка была осуществлена русскими инженерами Н.Н. Бенардосом и Н.Г. Славяновым. Сварка выполняемая переменным током под слоем флюса, предложенная Д.А. Дульчевским и разработанная акад. Е.О. Потаповым, является в настоящее время наиболее совершенным видом электросварки. Широкое применение в технике получает также порошковая металлургия, в этой области особенно развивается производство металлургических порошков и изделий из них. Развитие порошковой металлургии обусловливается особым технологическим преимуществом получения готовых изделий. Так, на основе порошковой металлургии стало возможным получение изделий из особо тугоплавких материалов и не растворимых друг в друге металлов (вольфрам и медь, железо и свинец), получение изделий из композиции металлов с неметаллическими материалами. Сущность порошковой металлургии состоит в основном в следующем: из исходного металлического порошка прессуют заготовки, которые для придания им надлежащей механической прочности подвергают спеканию.

Вопросы для самоконтроля:

  1. Дайте определение чугуна и стали.

  2. Перечислите важнейшие способы получения стали, изложите сущность производства стали в мартеновских печах.

  3. Как изменяются свойства железоуглеродистых сплавов по мере увеличения содержания в них углерода?

  4. Какие профили строительных сталей изготовляются прокаткой и какие волочением?

  5. В чём отличие легированных сталей от углеродистых?

  6. Перечислите марки углеродистых сталей.


Литература:

[ 1, с. 453 – 463]


3.2.6 Стеклянные и другие плавленые материалы и изделия


Эта группа объединяет строительные материалы, получаемые путём переохлаждения расплавов. В ней представлены неорганические стёкла, изделия из плавленых горных пород и шлака.

Стекло и другие плавленые материалы и изделия получают из минеральных силикатных расплавов, сырьём для которых служат распространённые горные породы и некоторые побочные продукты промышленности. Минеральные расплавы в зависимости от исходного сырья разделяются на следующие группы: стеклянные, каменные, шлаковые, ситаллы и шлакоситаллы.

Из минеральных расплавов, получают изделия самого различного назначения: листовые светопрозрачные, конструкционные, отделочные, облицовочные, трубы специальные, тепло- и звукоизоляционные.

В строительстве используют почти исключительно силикатное стекло, основным компонентом которого является диоксид кремния SiO2.

Стекло не является веществом с определённым химическим составом, который может быть выражен химической формулой, поэтому состав стекла условно выражают суммой оксидов. Состав строительных стёкол в зависимости от вида и назначения содержит оксиды (в % по массе): SiO2 – 64-73.4%; Na2O3 – 10-15.5%; K2O – 0-5%; CaO – 2.5-26.5%; MgO – 0- 4.5%; Al2O3 – 0-7.2%; Fe2O3 – 0-0.4%; SO3 – 0-0.5%; B2O3 – 0-5%.


Вопросы для самоконтроля:


  1. Что является сырьём для производства стекла?

  2. Назовите теоретическую и техническую прочность стекла при растяжении и сжатии.

  3. Как получают стекловолокно и где оно применяется?

  4. В чём особенности структуры ситаллов и их свойств?

  5. Что такое шлаковая брусчатка и где она применяется?

Литература:

[ 1, с. 136 – 151]


3.2.7 Искусственные каменные необожжённые материалы и изделия


Группа строительных материалов, изучаемая в этом разделе, представлена искусственными каменными необожженными материалами и материалами, получаемыми путём обжига и плавления.

Изделия группы необожжённых материалов различают по виду вяжущего вещества. На основе извести получают силикатный кирпич, известково-шлаковый кирпич, силикатные изделия и др.

Понятие о физико-механических процессах взаимодействия диоксида кремния с гидроксидом кальция при автоклавной обработке и влияние степени дисперсности кремнезёмистого компонента на эти процессы. Расширение сырьевой базы для производства автоклавных изделий. На основе гипса изготавливают гипсовые плиты, гипсобетонные камни, облицовочные листы. На основе портландцемента – асбестоцементные изделия. Основные виды асбестоцементных изделий и главнейшие требования к ним. Кровельные плитки, кровельные панели и утеплённые плиты, профилированные листы для кровель и каркасных стен промышленных зданий. Асбестоцементные листы для панелей. Трубы.

При изучении этих материалов необходимо усвоить процесс производства основных асбестоцементных изделий, номенклатуру выпускаемой продукции и ознакомиться с качественными показателями на отдельные изделия.


Вопросы для самоконтроля:

  1. Состав силикатного кирпича, его свойства и область применения.

  2. В чём отличие силикатного кирпича от керамического?

  3. Какие физико-химические процессы протекают в известково-песчаных изделиях в период обработки в автоклаве и после выгрузки из него?

  4. По какой технологической схеме осуществляют производство асбестоцементных изделий?

  5. Какие заполнители применяют в гипсобетоне? Какие основные свойства изделий из гипсобетона?


Литература:


[ 1, с. 229 – 250]

[ 3, с. 185 – 188]

3.2.8 Специальные бетоны и изделия из них


При изучении этого раздела необходимо ознакомиться с особенностями бетона для гидротехнического строительства, кислотоупорного, жаростойкого, а также бетона для защиты от радиоактивного воздействия.

Бетон - это искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения рационально подобраной смеси вяжущего вещества, крупного (щебня или гравия), мелкого (песка) наполнителей и воды.

^ Высокопрочный бетон М600 – М1000 получают на основе высокопрочного портландцемент, промытого песка и щебня не ниже М1200 – М1400.

Гидротехнический бетон предназначен для конструкций, находящихся в воде или периодически соприкасающиеся с водой, поэтому он должен обладать свойствами, необходимыми для длительной нормальной службы этих конструкций в данных климатических и эксплуатационных условиях.

^ Дорожный бетон предназначен для оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

Жаростойкий бетон предназначается для промышленных агрегатов (облицовки котлов, футеровки печей и т.п.) и строительных конструкций, подверженных нагреванию (например, для дымовых труб). При действии высокой температуры на цементный камень происходит обезвоживание кристаллогидратов и разложение гидроксида кальция с образованием CaO.

Вяжущим для кислотоупорного бетона является жидкое стекло с полимерной добавкой. Для повышения плотности бетона вводят наполнители: кислотостойкие минеральные порошки, получаемые измельчением чистого кварцевого песка, андезита, базальта, диабаза и т.п.

Материалы, применяемые для бетона от радиоактивной защиты, должны обеспечить возможно большую плотность бетона и определённое содержание водорода – обычно в виде воды, связанной с вяжущим.

^ Серный бетон представляет собой смесь сухих заполнителей – щебень, песок, минеральная мука, нагретых до 140-150°С, и расплавленного серного вяжущего при температуре перемешивания 145-155°С.

^ Шлакощелочное вяжущее представляет собой гидравлическое вяжущее вещество, получаемое в результате твердения смеси на основе шлаков чёрной или цветной металлургии, домолотого совместно с высокомодульными добавками феррохромового шлака, белитовых шламов, высококальциевых зол-уноса ТЭС (или без них), затворённого растворами щелочных металлов: натрия или калия, дающих в водных растворах щелочную реакцию (жидкое стекло).

^ Дисперсно-армированный бетон (фибробетон) представляет собой композиционный материал, упрочненный волокнами. В нём невысокая прочность на растяжение и пластичность матрицы (бетона) сочетается с высокомодульным волокном, обладающим высокой прочностью на разрыв.


^ Вопросы для самоконтроля:


  1. Бетон как композиционный материал: влияние вида заполнителя на структуру и среднюю плотность бетона.

  2. Какими свойствами должны обладать гидротехнические бетоны? Назовите марки бетона по водонепроницаемости.

  3. Для каких эксплуатационных температур предназначен жаростойкий бетон и назовите заполнители для этого бетона?

  4. Почему для кислотоупорного бетона в качестве вяжущего применяют жидкое стекло с полимерной добавкой?

  5. В чём особенность бетона для защиты от радиоактивного воздействия?


Литература:

[ 1, с. 293 – 302]

[ 3, с. 125 – 130]


3.2.9 Вопросы для подготовки к зачёту по дисциплине “Технология конструкционных материалов”


  1. Специальные виды тяжёлого бетона. Гидротехнический бетон. Жаростойкий бетон.

  2. Специальные виды тяжёлого бетона. Высокопрочный бетон. Бетон для дорожных и аэродромных покрытий.

  3. Специальные виды тяжёлого бетона. Полимербетон. Декоративный бетон.

  4. Лёгкие бетоны.

  5. Ячеистые бетоны.

  6. Металлы и сплавы. Классификация.

  7. Чёрные металлы и сплавы (виды, свойства, применение).

  8. Цветные металлы и сплавы (виды, свойства, применение).

  9. Атомно-кристаллическое строение металлов и сплавов.

  10. Упрочнение стали. Термическая обработка стали.

  11. Механические свойства металлов.

  12. Стальные изделия и конструкции, применение в строительстве.

  13. Изделия и конструкции из цветных металлов и сплавов, применяемые в строительстве.

  14. Стальная арматура и арматурные изделия для железобетонных покрытий.

  15. Железобетонные конструкции и изделия. Классификация.

  16. Керамические материалы. Классификация. Сырьё, добавки к глинам.

  17. Общая технологическая схема производства керамических изделий.

  18. Стеновые керамические изделия: кирпич, камни. Эффективная керамика.

  19. Стекло: виды изделий и их классификация. Свойства стекла.

  20. Ситаллы. Понятие о получении. Свойства ситаллов и изделий из них.

  21. Виды стекла. Листовое, облицовочное.

  22. Изделия из стекла, стеклянная вата и пеностекло.

  23. Теплоизоляционные и акустические материалы.


4 Контрольные работы (общие положения)


По каждому разделу дисциплины “Материаловедение” и “Технология конструкционных материалов” студент выполняет по одному контрольному заданию. Каждое контрольное задание состоит из двух задач и пяти теоретических вопросов. Условия задач и теоретические вопросы переписывают в тетрадь, в которой выполняется контрольное задание.

Приступая к выполнению контрольного задания, студент использует таблицу вариантов и выбирает вопросы по последней цифре учебного шифра зачётной книжки.


5 Задания на контрольные работы.


Таблица 1 - Содержание задания


Вариант (последняя цифра шифра)

Контрольные вопросы по дисциплинам


Материаловедение

ТКМ


1

60 – 25 – 40 – 1 – 20 - 41

10 – 20 – 30 – 31 – 50 - 51

2

59 – 23 – 31 - 2 – 17 - 42

7 – 19 – 21 – 32 – 49 - 52

3

58 – 24 – 32 – 3 – 15 - 43

5 – 18 – 29 – 33 – 48 - 53

4

57 – 26 – 33 – 4 – 14 - 44

3 – 16 – 22 – 34 – 47 - 54

5

56 – 28 – 34 – 5 – 13 - 45

1 – 17 – 28 – 35 – 46 - 55

6

55 – 27 – 35 – 6 – 19 - 46

2 – 15 – 23 – 36 – 45 - 56

7

54 – 21 – 36 – 7 – 11 - 47

4 – 13 – 27 – 37 – 44 - 57

8

53 – 29 – 37 – 8 – 16 - 48

6 – 14 – 24 – 38 – 43 - 58

9

52 – 22 – 38 – 9 – 12 - 49

8 – 11 – 26 – 39 – 42 - 59

10

51 – 30 – 39 – 10 – 18 - 50

9 – 12 – 25 – 40 – 41 – 60
  1   2

Похожие:

Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины \"Материаловедение. Технология конструкционных материалов\" и выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения iconУчебно-методическое пособие по изучению дисциплины "Материаловедение. Технология конструкционных материалов" и выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения
Материаловедение. Технология конструкционных материалов” и выполнению контрольных работ
Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины \"Материаловедение. Технология конструкционных материалов\" и выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения iconМетодическое пособие по изучению дисциплины и выполнению контрольных работ для студентов-заочников
Учебно методическое пособие по изучению дисциплины и выполнению контрольных работ для студентов-заочников
Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины \"Материаловедение. Технология конструкционных материалов\" и выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения iconУчебно-методическое пособие по изучению дисциплины и выполнению контрольных работ для студентов заочников специальности
Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины и выполнению контрольных работ для студентов – заочников специальности
Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины \"Материаловедение. Технология конструкционных материалов\" и выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения iconУчебно-методическое пособие по изучению дисциплины и выполнению контрольных работ для студентов заочников специальности
Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины и выполнению контрольных работ для студентов – заочников специальности
Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины \"Материаловедение. Технология конструкционных материалов\" и выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения iconМетодические указания по выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения и миппс технических направлений бакалавриата
Методические указания по выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения и миппс технических направлений бакалавриата...
Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины \"Материаловедение. Технология конструкционных материалов\" и выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения iconУчебно-методическое пособие по выполнению контрольной работы №3 по дисциплине «Английский язык» для студентов заочной формы обучения
Целью контрольной работы является проверка знаний и понимания дополнительно изученного материала по курсу в соответствие с программой...
Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины \"Материаловедение. Технология конструкционных материалов\" и выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения iconУчебно-методическое пособие по выполнению контрольной работы №3 по дисциплине «Английский язык» для студентов заочной формы обучения
Целью контрольной работы является проверка знаний и понимания дополнительно изученного материала по курсу в соответствие с программой...
Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины \"Материаловедение. Технология конструкционных материалов\" и выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения iconУчебно-методическое пособие по изучению дисциплины и выполнению контрольной работы для студентов-заочников специальности 120303-Городской кадастр высшего профессионального образования
Ледование и экологическая оценка территорий. Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины и выполнению контрольной работы для...
Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины \"Материаловедение. Технология конструкционных материалов\" и выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения iconУчебно-методическое пособие по изучению дисциплины и выполнению контрольной работы для студентов-заочников специальности 120303-Городской кадастр высшего профессионального образования
Основы геологии и гидрогеологии. Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины и выполнению контрольной работы для студентов-заочников...
Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины \"Материаловедение. Технология конструкционных материалов\" и выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения iconМатериаловедение и технология материалов Часть II. Материаловедение
Методические указания к выполнению практических работ для курсантов 2 курса очного обучения инженерного факультета
Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины \"Материаловедение. Технология конструкционных материалов\" и выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения iconМетодические указания к изучению дисциплины для студентов заочной формы обучения направлений
Алгебра и геометрия [Текст]+[Электронный ресурс]: методические указания к изучению дисциплины для студентов заочной формы обучения...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Документы


При копировании материала укажите ссылку ©ignorik.ru 2015

контакты
Документы