Міністерство освіти РФ
Пермський державний технічний університет
Будівельний факультет
Кафедра будівельних матеріалів і спеціальних технологій
Контрольне завдання № 2
(За курсом «Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалів»)
Варіант № 4
Виконала: студентка гр. ПГСз-
г.Пермь-2008р.
Зміст:
Завдання № 1
Завдання № 2
1. Області застосування литих, рухомих і жорстких бетонних сумішей
2. Способи зимового бетонування
3. Класифікація якісних вуглецевих сталей за призначенням та їх маркування
4. Основні технічні властивості бітумів
5. Вплив вологи на властивості деревини
Список літератури
Завдання № 1.
Визначити пористість затверділого цементного тесту з портландцементу, якщо вміст води в ньому 48%, а для проходження реакції твердіння потрібно 20%. Щільність портландцементу 3,1 г / см
1. Абсолютний обсяг, займаний цементним тестом
2. Абсолютний обсяг, займаний цементним каменем
3. Обсяг цементного тесту без пір
Відповідь: пористість затверділого цементного тіста = 34,9%
Завдання № 2.
Маса зразка з деревини дуба 2х2х3 см дорівнює 8,6 г, при стисненні вздовж волокон межа міцності його виявився рівний 37,3 МПа. Знайти вологість, щільність і межа міцності дуба при вологості 15%, якщо маса висушеного такого ж зразка дорівнює 7г.
Вологість дерев'яного зразка під час випробування
Щільність
Межа міцності
Відповідь: вологість = 23%;
щільність = 0,58 г / см
межа міцності = 53,7 МПа.
1. Області застосування литих, рухомих і жорстких бетонних сумішей.
Литі бетонні суміші.
Завдяки застосуванню комплексних хімічних добавок, що включають суперпластифікатор, можуть бути отримані без збільшення витрати цементу розшаровуються самоущільнюються литі бетонні суміші. Застосування таких сумішей замість стандартних віброуплотняемих малорухомих сумішей, що укладаються із застосуванням засобів малої механізації на дільницях інженерного облаштування автомобільних доріг (з'їзди, переїзди, зупинкові майданчики і т. п.) в міських умовах обмеженого простору при влаштуванні проїздів, тротуарів, а також при ремонті дорожніх покриттів дозволяє значно зменшити витрати праці, підвищити його продуктивність і на цій основі отримати економічний ефект при одночасному підвищенні якості будівництва та поліпшення умов праці.
До литим самоуплотняющимися бетонних сумішей належать суміші, що не мають зовнішніх ознак розшарування, рухливість яких, виміряна безпосередньо перед укладанням у конструкцію, характеризується показником опади стандартного конуса 20 см і більше за ГОСТ 10181.1-81.
Приготування литих стандартних бетонних сумішей проводиться в два етапи з застосуванням автобетонозмішувачів.
Роботи по застосуванню литих бетонних сумішей у будівництві покриттів і основ слід виконувати згідно зі СНіП 3.06.03-85. приготування і транспортування вихідної малорухомої бетонної суміші, пристрій деформаційних швів, догляд за свіжоукладеному бетоном і ін
Литі бетонні суміші можуть використовуватися при будівництві монолітних основ і покриттів, як одношарових, так і двошарових. Конструкція покриття і всього дорожнього одягу визначається проектом. Поперечний і поздовжній похили на ділянках покриття (основи), де для бетонування застосовуються литі самоущільнюються бетонні суміші, не повинні перевищувати 3%.
Бетони, отримані з литих сумішей, розподіляються і ущільнюються в основному під дією власної ваги, що і визначає ефективність їх застосування. Вони характеризуються таким самим або меншим на 3-7% в порівнянні з бетонами з малорухомих сумішей витратою цементу і не поступаються їм за міцністю, деформативності та морозостійкістю.
Техніко-економічна ефективність застосування бетонів з литих сумішей замість стандартних забезпечується також значним зниженням затрат при влаштуванні дорожніх підстав і покриттів, поліпшенням умов праці, зменшенням енергоємності та вартості будівництва.
Рухливі бетонні суміші.
Рухливість бетонної суміші характеризується вимірюваної осадкою (см) конуса (ОК), відформованого з бетонної суміші, що підлягає випробуванню. Для визначення рухливості, тобто здатності суміші розпливатися під дією власної маси, і зв'язаності бетонної суміші служить стандартний конус. Він являє собою усічений, відкритий з обох сторін конус з листової сталі товщиною 1 мм . Висота конуса 300 мм , Діаметр нижньої основи 200 мм , Верхнього 100 мм . Внутрішню поверхню форми-конуса і піддон перед випробуванням змочують водою. Потім форму встановлюють на піддон і заповнюють бетонною сумішшю в три прийоми, ущільнюючи суміш штикуванням. Після заповнення форми та видалення надлишків суміші форму негайно знімають, піднімаючи її повільно і строго вертикально вгору за ручки. Рухома бетонна суміш, звільнена від форми, дає осідання або навіть розтікається. Мірою рухливості суміші служить величина осадки конуса, яку вимірюють відразу ж після зняття форми.
У залежності від опади конуса розрізняють рухомі (пластичні) бетонні суміші, величина осадки конуса для яких становить 1 ... 12 см і більше, і жорсткі, які практично не дають осадки конуса. Однак при дії вібрації останні виявляють різні формувальні властивості в залежності від складу і використаних матеріалів. Для оцінки жорсткості цих сумішей використовують свої методи. Рухливість бетонної суміші обчислюють як середнє двох визначень, виконаних з однієї проби суміші. Якщо осаду конуса дорівнює нулю, то легкоукладальність бетонної суміші характеризується жорсткістю.
Жорсткі бетонні суміші.
Жорсткість бетонної суміші характеризується часом (с) вібрування, необхідного для вирівнювання та ущільнення попередньо відформованого конуса бетонної суміші в приладі для визначення жорсткості. Циліндричне кільце приладу (його внутрішній діаметр 240 мм , Висота 200 мм ) Встановлюють і жорстко закріплюють на лабораторній вібромайданчику. В кільце вставляють і закріплюють стандартний конус, який заповнюють бетонною сумішшю в установленому порядку і після цього знімають. Диск приладу за допомогою штатива опускають на поверхню відформованого конуса бетонної суміші. Потім одночасно включають вібромайданчик і секундомір; вібрування виробляють до тих пір, поки не почнеться виділення цементного тесту з отворів диска діаметром 5 мм . Час віброущільнення (с) і характеризує жорсткість бетонної суміші. Її обчислюють як середнє двох визначень, виконаних з однієї проби суміші. У лабораторіях іноді використовують спрощений спосіб визначення жорсткості бетонної суміші, запропонований Б.Г. Скрамтаєва. За цього способу випробування проводять таким чином. У звичайну металеву форму для приготування кубів розміром 20 Ч 20 Ч 20 см вставляють стандартний конус. Попередньо з нього знімають упори і трохи зменшують нижній діаметр, щоб конус увійшов всередину куба. Наповнюють конус також у три шари. Після зняття металевого конуса бетонну суміш піддають вібрації на лабораторній майданчику. Стандартна вібромайданчик повинна мати наступні параметри: кінематичний момент 0,1 Н м; амплітуду 0,5 мм ; Частоту коливань 3000 хв-1. Вібрація триває до тих пір, поки бетонна суміш не заповнить всіх кутів куба і її поверхня не стане горизонтальною. Тривалість вібрування (c) вживають за міру жорсткості (легкоукладальності) бетонної суміші. Час, необхідний для вирівнювання поверхні бетонної суміші у формі, помножене на коефіцієнт 1,5 характеризує жорсткість бетонної суміші.
Литі і рухомі суміші мають жорсткість 0, малорухомі 15 ... 20, жорсткі 30 ... 200 і особливо жорсткі 200 с. Застосовують наджорсткі, жорсткі і рухливі бетонні суміші.
2. Способи зимового бетонування.
Бетон, що укладається взимку, повинен взимку ж придбати міцність, достатню для розпалубки, часткового навантаження або навіть для повного завантаження споруди.
При будь-якому способі виробництва бетонних робіт бетон слід оберігати від замерзання до придбання ним мінімальної (критичної) міцності, яка забезпечує необхідний опір тиску льоду і в подальшому при позитивних температурах здатність до твердненню без значного погіршення основних властивостей бетону.
При бетонуванні взимку необхідно забезпечити тверднення бетону в теплій і вологому середовищі протягом терміну, встановленого в залежності від заданої міцності. Це досягається двома способами: перший - використанням внутрішнього запасу теплоти бетону; другий - додатковою системою подачі бетону теплоти ззовні, якщо внутрішньою недостатньо.
При першому способі необхідно застосовувати високоміцний і швидкотверднучий портландцемент. Крім того рекомендується використовувати прискорювач твердіння цементу - хлористий кальцій, зменшувати кількість води в бетонній суміші, вводячи в неї пластифікуючі та воздухововлекающие добавки, та ущільнювати її високочастотними вібраторами. Все це дає можливість прискорити твердіння бетону при зведенні споруд і добитися того, щоб бетон набрав достатню міцність перед заморожуванням.
Внутрішній запас теплоти в бетоні створюють шляхом підігріву матеріалів, що становлять бетонну суміш; крім того, в тверднучому бетону теплота виділяється при хімічній реакції, що відбувається між цементом і водою (екзотермії цементу).
Залежно від масивності конструкцій і температури зовнішнього повітря підігрівають лише воду для бетону або воду і заповнювачі (пісок, гравій, щебінь). Воду можна підігрівати до 90
Останнім часом застосовують новий спосіб - електропідігрів суміші в спеціальному бункері безпосередньо перед укладанням у конструкцію. У цьому випадку електричний струм пропускають через суміш і нагрівають її до 50 - 70
У процесі твердіння бетону цемент виділяє значну кількість теплоти, залежне від складу і тонкості помелу цементу, температури бетону і терміну твердіння. Теплота виділяється, головним чином, у перші 3 - 7 днів твердіння. Щоб зберегти її в бетоні на певний термін, необхідно покрити опалубку і всі відкриті частини бетону гарною ізоляцією (мінеральною ватою, шевеліном, тирсою і т.д.), товщина якої визначається теплотехнічним розрахунком.
Описаний вище спосіб зимового бетонування часто називають способом термоса, тому що підігріта бетонна суміш твердне в умовах теплоізоляції. Застосування даного способу раціонально, якщо теплота, необхідна для його початкового твердіння, зберігається в бетоні принаймні 5 - 7 діб.
Конструкції тонкі або зі слабкою теплоізоляцією, а також споруджувані при дуже сильних морозах, повинні бетонувати з подачею теплоти ззовні. Існують наступні три різновиди цього способу.
Обігрів бетону парою, що пропускається між подвійною опалубкою, навколишнього бетон, або по трубках, які є всередині бетону, або по каналах, вирізаним з внутрішньої сторони опалубки. Звичайна температура пари 50 - 80
Електропрогрів бетону, здійснюваний з допомогою змінного струму. Для цього сталеві пластинки-електроди, з'єднані з електричними дротами, укладають зверху або з бічних сторін конструкції бетону на початку його тужавлення або закладають в бетон поздовжні електроди, або вбивають короткі сталеві стрижні для приєднання проводів. Після затвердіння бетону виступаючі кінці цих стержнів зрізають. Пластинчасті електроди застосовують, головним чином, для підігріву плит і стін, поздовжні електроди й поперечні короткі стрижні - для балок і колон.
При бетонуванні масивних споруд взимку доцільно застосовувати електропрогрівання тільки поверхневого шару бетону і кутів споруди (так званий периферійний електропрогрівання), щоб уберегти його від передчасного замерзання.
Обігрів повітря, що оточує бетон, проводиться таким чином: влаштовують фанерний або брезентовий тепляк, в якому встановлюють тимчасові печі, спеціальні газові пальники (при цьому потрібно строго дотримуватися протипожежні правила), повітряне опалення (калорифери) або електричні відбивні печі. У тепляках ставлять посудини з водою, щоб створити вологе середовище для тверднення, або поливають бетон. Цей спосіб дорожчий за попередній і застосовується при дуже низьких температурах, при малих обсягах бетонування, а також при опоряджувальних роботах.
Крім описаних вище способів зимового бетонування, що вимагають підігріву складових бетону або самого бетону, застосовується холодний спосіб зимового бетонування, при якому матеріали не підігріваються, але у воді для приготування бетону розчиняють велику кількість солей: хлористого кальцію CaCl
ТАБЛИЦЯ. Рекомендоване зміст протиморозних добавок у бетоні.
Бетонна суміш з добавкою поташу швидко гусне і схоплюються, в результаті її важче укладати в опалубку. Щоб зберегти легкоукладальність бетонної суміші з поташем, в неї додають сульфітно-дріжджову бражку або милонафт.
Зимове бетонування із застосуванням протиморозних добавок - простий і економічний спосіб. Однак велика кількість солі, що вводиться в бетон, може погіршити структуру, довговічність і деякі інші властивості. При експлуатації конструкції у вологих умовах можлива корозія арматури під дією хлористих солей (нітрит натрію і поташ корозії не викликають). Крім того, утворюються в процесі тверднення бетону з добавками їдкі луги можуть вступити в реакцію з активним кремнеземом, що містяться в деяких заповнювачах, і викликати корозію бетону.
Тому бетон з протиморозними добавками не рекомендується застосовувати у відповідальних конструкціях, в бетонних конструкціях, призначених для експлуатації у вологих умовах при наявності реакційноздатного кремнезему в зернах заповнювача, а бетон з хлористими солями - в залізобетонних конструкціях.
3. Класифікація якісних вуглецевих сталей по
призначенням та їх маркування.
Сталь - основний конструкційний матеріал, вживаний в будівництві. За хімічним складом сталі поділяють на вуглецеві і леговані. Вуглецеві сталі містять залізо, вуглець і домішки (марганець, кремній, сірку, фосфор), які називають нормальними при утриманні їх у межах норми.
Вирішальний вплив на механічні властивості вуглецевих сталей робить зміст в них вуглецю. При збільшенні вмісту вуглецю підвищуються міцність, твердість і зносостійкість, але знижується пластичність і ударна в'язкість, а також погіршується зварюваність.
При позначенні марок сталі можуть бути зазначені: групи, за якими сталь поставляється (А - за механічними властивостями, Б - за хімічним складом, В - за механічними властивостями і додатковій вимозі щодо хімічного складу); метод виробництва (М - мартенівський, Б - бесемерівський, К - киснево-конвекторний); додаткові індекси (СП - спокійна сталь, пс - полуспокойная сталь, кп - кипляча сталь). У групі А позначення «М» часто опускається, проте мається на увазі сталь мартенівська, а за відсутності позначень сп, пс, кп мається на увазі сталь спокійна.
Пермський державний технічний університет
Будівельний факультет
Кафедра будівельних матеріалів і спеціальних технологій
Контрольне завдання № 2
(За курсом «Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалів»)
Варіант № 4
Виконала: студентка гр. ПГСз-
г.Пермь-2008р.
Зміст:
Завдання № 1
Завдання № 2
1. Області застосування литих, рухомих і жорстких бетонних сумішей
2. Способи зимового бетонування
3. Класифікація якісних вуглецевих сталей за призначенням та їх маркування
4. Основні технічні властивості бітумів
5. Вплив вологи на властивості деревини
Список літератури
Завдання № 1.
Визначити пористість затверділого цементного тесту з портландцементу, якщо вміст води в ньому 48%, а для проходження реакції твердіння потрібно 20%. Щільність портландцементу 3,1 г / см
1. Абсолютний обсяг, займаний цементним тестом
2. Абсолютний обсяг, займаний цементним каменем
3. Обсяг цементного тесту без пір
Відповідь: пористість затверділого цементного тіста = 34,9%
Завдання № 2.
Маса зразка з деревини дуба 2х2х3 см дорівнює 8,6 г, при стисненні вздовж волокон межа міцності його виявився рівний 37,3 МПа. Знайти вологість, щільність і межа міцності дуба при вологості 15%, якщо маса висушеного такого ж зразка дорівнює 7г.
Вологість дерев'яного зразка під час випробування
Щільність
Межа міцності
Відповідь: вологість = 23%;
щільність = 0,58 г / см
межа міцності = 53,7 МПа.
1. Області застосування литих, рухомих і жорстких бетонних сумішей.
Литі бетонні суміші.
Завдяки застосуванню комплексних хімічних добавок, що включають суперпластифікатор, можуть бути отримані без збільшення витрати цементу розшаровуються самоущільнюються литі бетонні суміші. Застосування таких сумішей замість стандартних віброуплотняемих малорухомих сумішей, що укладаються із застосуванням засобів малої механізації на дільницях інженерного облаштування автомобільних доріг (з'їзди, переїзди, зупинкові майданчики і т. п.) в міських умовах обмеженого простору при влаштуванні проїздів, тротуарів, а також при ремонті дорожніх покриттів дозволяє значно зменшити витрати праці, підвищити його продуктивність і на цій основі отримати економічний ефект при одночасному підвищенні якості будівництва та поліпшення умов праці.
До литим самоуплотняющимися бетонних сумішей належать суміші, що не мають зовнішніх ознак розшарування, рухливість яких, виміряна безпосередньо перед укладанням у конструкцію, характеризується показником опади стандартного конуса
Приготування литих стандартних бетонних сумішей проводиться в два етапи з застосуванням автобетонозмішувачів.
Роботи по застосуванню литих бетонних сумішей у будівництві покриттів і основ слід виконувати згідно зі СНіП 3.06.03-85. приготування і транспортування вихідної малорухомої бетонної суміші, пристрій деформаційних швів, догляд за свіжоукладеному бетоном і ін
Литі бетонні суміші можуть використовуватися при будівництві монолітних основ і покриттів, як одношарових, так і двошарових. Конструкція покриття і всього дорожнього одягу визначається проектом. Поперечний і поздовжній похили на ділянках покриття (основи), де для бетонування застосовуються литі самоущільнюються бетонні суміші, не повинні перевищувати 3%.
Бетони, отримані з литих сумішей, розподіляються і ущільнюються в основному під дією власної ваги, що і визначає ефективність їх застосування. Вони характеризуються таким самим або меншим на 3-7% в порівнянні з бетонами з малорухомих сумішей витратою цементу і не поступаються їм за міцністю, деформативності та морозостійкістю.
Техніко-економічна ефективність застосування бетонів з литих сумішей замість стандартних забезпечується також значним зниженням затрат при влаштуванні дорожніх підстав і покриттів, поліпшенням умов праці, зменшенням енергоємності та вартості будівництва.
Рухливі бетонні суміші.
Рухливість бетонної суміші характеризується вимірюваної осадкою (см) конуса (ОК), відформованого з бетонної суміші, що підлягає випробуванню. Для визначення рухливості, тобто здатності суміші розпливатися під дією власної маси, і зв'язаності бетонної суміші служить стандартний конус. Він являє собою усічений, відкритий з обох сторін конус з листової сталі товщиною
У залежності від опади конуса розрізняють рухомі (пластичні) бетонні суміші, величина осадки конуса для яких становить 1 ... 12 см і більше, і жорсткі, які практично не дають осадки конуса. Однак при дії вібрації останні виявляють різні формувальні властивості в залежності від складу і використаних матеріалів. Для оцінки жорсткості цих сумішей використовують свої методи. Рухливість бетонної суміші обчислюють як середнє двох визначень, виконаних з однієї проби суміші. Якщо осаду конуса дорівнює нулю, то легкоукладальність бетонної суміші характеризується жорсткістю.
Жорсткі бетонні суміші.
Жорсткість бетонної суміші характеризується часом (с) вібрування, необхідного для вирівнювання та ущільнення попередньо відформованого конуса бетонної суміші в приладі для визначення жорсткості. Циліндричне кільце приладу (його внутрішній діаметр
Литі і рухомі суміші мають жорсткість 0, малорухомі 15 ... 20, жорсткі 30 ... 200 і особливо жорсткі 200 с. Застосовують наджорсткі, жорсткі і рухливі бетонні суміші.
2. Способи зимового бетонування.
Бетон, що укладається взимку, повинен взимку ж придбати міцність, достатню для розпалубки, часткового навантаження або навіть для повного завантаження споруди.
При будь-якому способі виробництва бетонних робіт бетон слід оберігати від замерзання до придбання ним мінімальної (критичної) міцності, яка забезпечує необхідний опір тиску льоду і в подальшому при позитивних температурах здатність до твердненню без значного погіршення основних властивостей бетону.
При бетонуванні взимку необхідно забезпечити тверднення бетону в теплій і вологому середовищі протягом терміну, встановленого в залежності від заданої міцності. Це досягається двома способами: перший - використанням внутрішнього запасу теплоти бетону; другий - додатковою системою подачі бетону теплоти ззовні, якщо внутрішньою недостатньо.
При першому способі необхідно застосовувати високоміцний і швидкотверднучий портландцемент. Крім того рекомендується використовувати прискорювач твердіння цементу - хлористий кальцій, зменшувати кількість води в бетонній суміші, вводячи в неї пластифікуючі та воздухововлекающие добавки, та ущільнювати її високочастотними вібраторами. Все це дає можливість прискорити твердіння бетону при зведенні споруд і добитися того, щоб бетон набрав достатню міцність перед заморожуванням.
Внутрішній запас теплоти в бетоні створюють шляхом підігріву матеріалів, що становлять бетонну суміш; крім того, в тверднучому бетону теплота виділяється при хімічній реакції, що відбувається між цементом і водою (екзотермії цементу).
Залежно від масивності конструкцій і температури зовнішнього повітря підігрівають лише воду для бетону або воду і заповнювачі (пісок, гравій, щебінь). Воду можна підігрівати до 90
Останнім часом застосовують новий спосіб - електропідігрів суміші в спеціальному бункері безпосередньо перед укладанням у конструкцію. У цьому випадку електричний струм пропускають через суміш і нагрівають її до 50 - 70
У процесі твердіння бетону цемент виділяє значну кількість теплоти, залежне від складу і тонкості помелу цементу, температури бетону і терміну твердіння. Теплота виділяється, головним чином, у перші 3 - 7 днів твердіння. Щоб зберегти її в бетоні на певний термін, необхідно покрити опалубку і всі відкриті частини бетону гарною ізоляцією (мінеральною ватою, шевеліном, тирсою і т.д.), товщина якої визначається теплотехнічним розрахунком.
Описаний вище спосіб зимового бетонування часто називають способом термоса, тому що підігріта бетонна суміш твердне в умовах теплоізоляції. Застосування даного способу раціонально, якщо теплота, необхідна для його початкового твердіння, зберігається в бетоні принаймні 5 - 7 діб.
Конструкції тонкі або зі слабкою теплоізоляцією, а також споруджувані при дуже сильних морозах, повинні бетонувати з подачею теплоти ззовні. Існують наступні три різновиди цього способу.
Обігрів бетону парою, що пропускається між подвійною опалубкою, навколишнього бетон, або по трубках, які є всередині бетону, або по каналах, вирізаним з внутрішньої сторони опалубки. Звичайна температура пари 50 - 80
Електропрогрів бетону, здійснюваний з допомогою змінного струму. Для цього сталеві пластинки-електроди, з'єднані з електричними дротами, укладають зверху або з бічних сторін конструкції бетону на початку його тужавлення або закладають в бетон поздовжні електроди, або вбивають короткі сталеві стрижні для приєднання проводів. Після затвердіння бетону виступаючі кінці цих стержнів зрізають. Пластинчасті електроди застосовують, головним чином, для підігріву плит і стін, поздовжні електроди й поперечні короткі стрижні - для балок і колон.
При бетонуванні масивних споруд взимку доцільно застосовувати електропрогрівання тільки поверхневого шару бетону і кутів споруди (так званий периферійний електропрогрівання), щоб уберегти його від передчасного замерзання.
Обігрів повітря, що оточує бетон, проводиться таким чином: влаштовують фанерний або брезентовий тепляк, в якому встановлюють тимчасові печі, спеціальні газові пальники (при цьому потрібно строго дотримуватися протипожежні правила), повітряне опалення (калорифери) або електричні відбивні печі. У тепляках ставлять посудини з водою, щоб створити вологе середовище для тверднення, або поливають бетон. Цей спосіб дорожчий за попередній і застосовується при дуже низьких температурах, при малих обсягах бетонування, а також при опоряджувальних роботах.
Крім описаних вище способів зимового бетонування, що вимагають підігріву складових бетону або самого бетону, застосовується холодний спосіб зимового бетонування, при якому матеріали не підігріваються, але у воді для приготування бетону розчиняють велику кількість солей: хлористого кальцію CaCl
ТАБЛИЦЯ. Рекомендоване зміст протиморозних добавок у бетоні.
| Температура твердіння бетону, | Зміст безводної солі,% маси цементу | ||
| NaCl + CaCl | NaNO | K | |
| - 5 | 3 +0 або 0 +3 | 4 - 6 | 5 - 6 |
| - 10 | 3,5 +1,5 | 6 - 8 | 6 - 8 |
| - 15 | 3,5 +4,5 | 8 - 10 | 8 - 10 |
| - 20 | - | - | 10 - 12 |
| - 25 | - | - | 12 - 15 |
Зимове бетонування із застосуванням протиморозних добавок - простий і економічний спосіб. Однак велика кількість солі, що вводиться в бетон, може погіршити структуру, довговічність і деякі інші властивості. При експлуатації конструкції у вологих умовах можлива корозія арматури під дією хлористих солей (нітрит натрію і поташ корозії не викликають). Крім того, утворюються в процесі тверднення бетону з добавками їдкі луги можуть вступити в реакцію з активним кремнеземом, що містяться в деяких заповнювачах, і викликати корозію бетону.
Тому бетон з протиморозними добавками не рекомендується застосовувати у відповідальних конструкціях, в бетонних конструкціях, призначених для експлуатації у вологих умовах при наявності реакційноздатного кремнезему в зернах заповнювача, а бетон з хлористими солями - в залізобетонних конструкціях.
3. Класифікація якісних вуглецевих сталей по
призначенням та їх маркування.
Сталь - основний конструкційний матеріал, вживаний в будівництві. За хімічним складом сталі поділяють на вуглецеві і леговані. Вуглецеві сталі містять залізо, вуглець і домішки (марганець, кремній, сірку, фосфор), які називають нормальними при утриманні їх у межах норми.
Вирішальний вплив на механічні властивості вуглецевих сталей робить зміст в них вуглецю. При збільшенні вмісту вуглецю підвищуються міцність, твердість і зносостійкість, але знижується пластичність і ударна в'язкість, а також погіршується зварюваність.
При позначенні марок сталі можуть бути зазначені: групи, за якими сталь поставляється (А - за механічними властивостями, Б - за хімічним складом, В - за механічними властивостями і додатковій вимозі щодо хімічного складу); метод виробництва (М - мартенівський, Б - бесемерівський, К - киснево-конвекторний); додаткові індекси (СП - спокійна сталь, пс - полуспокойная сталь, кп - кипляча сталь). У групі А позначення «М» часто опускається, проте мається на увазі сталь мартенівська, а за відсутності позначень сп, пс, кп мається на увазі сталь спокійна.
Спокійна сталь більш якісна, проте за вартістю вона дорожча киплячою. Полуспокойная сталь займає за властивостями проміжне положення між спокійної і киплячої, але в результаті незначного витрати розкислювачів вартість її менше, ніж спокійною.
Механічні характеристики стали залежать також від форми і товщини прокату.
Вуглецеві сталі звичайної якості застосовуються без термообробки. Вуглецеву сталь звичайної якості групи А виготовляють наступних марок: Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, ст6, ст7. по мірі збільшення номери стали підвищується вміст вуглецю, а також міцність і твердість, але знижується пластичність і ударна в'язкість. Сталь групи Б виготовляють тих же марок, що і сталь групи А, але перед маркою сталі ставлять букву Б (БСт0, БСт1кп). Сталь групи В виготовляють наступних марок: ВСт2, ВСт3, ВСт4 і ВСт5.
Якісна конструкційна вуглецева сталь постачається за хімічним складом і механічними властивостями і виплавляється в кисневих конверторах і мартенах. Встановлено такі марки якісної конструкційної вуглецевої сталі: 05кп, 08кп, 08сп, 08, 10кп, 10сп, 10пс, 15, 20кп, 20пс, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 58, 60. дві цифри в марках показують середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка.
До конструкційним вуглецевої сталі відноситься і автоматна; вона з підвищеним вмістом сірки. Марки цієї сталі: А12, А20, А30, А35, А40. Буква А позначає автоматну сталь; число, що стоїть за буквою А - вміст вуглецю в сотих частках відсотка. Вміст сірки від 0,06 до 0,2%, фосфору від 0,06 до 0,15%. З цієї сталі виготовляють на верстатах - автоматах кріпильні деталі.
Інструментальні вуглецеві сталі містять вуглецю більше 0,65%. У залежності від вмісту домішок S і P і способу виробництва вони поділяються на якісні і високоякісні, що містять не більше 0,03% S і 0,035% Р. Інструментальні сталі можуть бути якісні: У7, У8, У9, У10, У11, У12, У13 ; високоякісні, з тим же маркуванням і додаванням літери А, наприклад, У7А, У8А і т.д. у будівництві інструментальна сталь застосовується з обов'язковою термічною обробкою (загартуванням з наступним низьким або середнім відпусткою).
4. Основні технічні властивості бітумів.
Бітуми відносяться до найбільш поширеним органічним в'яжучим речовин. Елементарний склад бітумів коливається в межах,%: углерода70 - 80, водню 10 - 15, сірки 2 - 9, кисню 1 - 5, азоту 0 - 2. ці елементи знаходяться в бітумі у вигляді вуглеводнів та їх сполук із сіркою, киснем і азотом.
Фізичні властивості для органічних речовин характерні гідрофобність, атмосферостійкість, розчинність в органічних розчинниках, підвищена деформативність, здатність розм'якшуватися при нагріванні аж до повного розплавлення. Ці властивості зумовили застосування органічних в'яжучих для виробництва покрівельних, гідроізоляційних і антикорозійних матеріалів, а також їх широке поширення в гідротехнічному і дорожньому будівництві.
v Щільність бітумів залежно від групового складу 0,8 - 1,3 г / см
v Теплопровідність (характерна для аморфних речовин) 0,5 - 0,6 Вт / м *
v Теплоємність 1,8 - 1,97 кДж / кг *
v Температурний коефіцієнт об'ємного розширення при 25
v Стійкість при нагріванні характеризується: втратою маси при нагріванні проби бітуму при 160
v Водостійкість характеризується вмістом водорозчинних сполук (в бітумі не більше 0,2 - 0,3% за масою);
v Електроізоляційні властивості використовують при влаштуванні ізоляції електрокабелів.
Фізико-хімічні властивості:
1) Старіння - процес повільного зміни складу та властивостей бітуму, що супроводжується підвищенням крихкості і зниженням гідрофобності. Прискорюється під дією сонячного світла і кисню повітря внаслідок зростання кількості твердих крихких складових за рахунок зменшення вмісту смолистих речовин та масел.
2) Реологічні властивості бітуму залежать від групового складу і будови. Рідкі бітуми зі структурою типу золь поводяться як рідини, протягом яких підпорядковується закону Ньютона. Тверді бітуми зі структурою типу гель, відносяться до язкопружним матеріалами, так як при прикладанні до них навантаження одночасно виникає пружне (оборотна) і пластична (необоротна) складові деформації. Для опису процесу деформування в'язкопружних тіл використовують реологічну модель Максвелла та ін
Фізико-механічні властивості:
Марку бітуму визначають твердістю, температурою розм'якшення і розтяжністю твердість знаходять по глибині проникнення в бітум голки (в десятих частках міліметра). Температуру розм'якшення визначають на приладі з умовною назвою «Кільце і куля», помещаемом у посудину з водою, вона відповідає тій температурі води, що нагрівається, при якій металева кулька під дією власної маси проходить через кільце, заповнене бітумом. Розтяжність характеризується абсолютним подовженням (см) зразка бітуму (у вигляді вісімки) при температурі 25
Марку бітуму визначають залежно від призначення. За призначенням розрізняють бітуми будівельні, покрівельні та дорожні. Основні вимоги, які пред'являються до будівельних та покрівельних бітумів, наведені в таблиці:
Будівельні бітуми застосовують для виготовлення асфальтових бетонів і розчинів, що приклеюють і ізоляційних мастик, для покриття і відновлення рулонних покрівель. Покрівельні бітуми використовують для виготовлення покрівельних рулонних та гідроізоляційних матеріалів. Легкоплавким бітумом марки БНК 45/180 просочують основу (покрівельний картон), а тугоплавкі бітуми служать для покривного шару.
5. Вплив вологи на властивості деревини.
Справжня щільність деревини змінюється незначно, тому що деревина всіх дерев складається в основному з одного і того ж речовини - целюлози. Зі збільшенням вологості щільність деревини зростає. Свіжозрубана деревина значно важче деревини повітряно-сухий, що має вологість 15%.
Вологість висловлюють зазвичай в% по відношенню до маси сухої деревини. У деревині розрізняють гігроскопічну вологу, пов'язану в стінках клітин, і капілярну вологу, яка вільно заповнює порожнини клітин і міжклітинний простір.
Межа гігроскопічної вологості (у середньому він становить близько 30%) відповідає повному насиченню стінок клітин деревини водою. Повна вологість деревини (рахуючи гігроскопічну і капілярну вологу) може значно перевищувати 30%. Наприклад, вологість свіжозрубаного дерева може коливатися від 40 до 120%, а при дотриманні деревини у воді її вологість може зростати до 200%. При тривалому перебуванні вологої деревини на повітрі вона поступово висихає і досягає рівноважної вологості.
Рівноважна вологість залежить від температури і відносної вологості навколишнього повітря. Для визначення рівноважної вологості користуються номограмою. Рівноважна вологість комнатно-сухої деревини становить 8 - 12%. Вологість повітряно-сухої деревини після тривалої сушіння на відкритому повітрі становить 15 - 18%.
Показники властивостей (щільність, міцність), отримані при випробуванні деревини різної вологості, для можливості зіставлення призводять до стандартної вологості, рівної 12%. При необхідності чисельні характеристики деревини (наприклад, межа міцності) перераховують до вологості 15%.
Усушка, розбухання і викривлення. Коливання вологості волокон деревини тягнуть за собою зміну розмірів і форм дощок, брусів та інших виробів з деревини. При зволоженні сухої деревини до досягнення нею межі гігроскопічності стінки деревних клітин товщають, розбухають, що призводить до збільшення розмірів і об'єму дерев'яних виробів. Вільна волога, що заповнює порожнини клітин, на розмірах деревини не відбивається. Усушка деревини відбувається за рахунок видалення зв'язаної вологи зі стінок, тобто якщо вологість деревини стає менше межі гігроскопічності, то усушка досягає максимального значення при повному видаленні вологи, що міститься в клітинних стінках.
Внаслідок неоднорідності будови деревина всихає в різних напрямках неоднаково. Уздовж осі стовбура (вздовж волокон) максимальна лінійна усушка порівняно невелика - близько 0,1% ( 1 мм на 1 м ), В радіальному напрямку 3 - 6% (3 - 6 см на 1м), а в тангенціальному - 6 - 12% (6 - 12см на 1м).
При висушуванні деревини від межі гігроскопічності (який характеризується вологістю близько 30%) до повітряно-сухого стану (відповідного 15 - 18% вологості) усушка складе приблизно половину свого максимального значення. При висушуванні до комнатно-сухого стану (тобто вологості 8 - 10%) усушка складе три чверті максимальною.
Об'ємну усушку У
де
Ступінь усушки деревини характеризується коефіцієнтом об'ємної усушки
У цій формулі середнє значення межі гігроскопічності деревини різних порід прийнято рівним 30%.
Усушка і розбухання деревини викликають викривлення і розтріскування лісових матеріалів.
Викривлення дерев'яних виробів є наслідком різниці в усушці деревини в тангенціальному і радіальному напрямках і нерівномірності висихання. Нерівномірність усушки і викривлення викликають появу внутрішніх напружень в деревині і розтріскування пиломатеріалів і колод. Широкі дошки коробляться більше, ніж вузькі, тому для настилання підлоги та столярних виробів застосовують дошки шириною 10 - 12см.
Для запобігання викривленню і розтріскування дерев'яних виробів використовують деревину з тією рівноважної вологістю, яка буде в умовах експлуатації. Наприклад, для столярних виробів вологість деревини не повинна перевищувати 8 - 10%, а для зовнішніх конструкцій 15 - 18%. Щоб захистити деревину від подальшого зволоження, її покривають фарбами, лаком і емалями.
У круглому лісі й пиломатеріалах тріщини усушки утворюються, в першу чергу, на торцях. Для зменшення розтріскування торці колод, брусів, дощок обмазують сумішшю з вапна, солі і клею або іншими складами.
Теплопровідність сухої деревини незначна: сосни поперек волокон - 0,17 Вт / (м
Електропровідність деревини від її вологості. Деревина, використовувана для електричної проводки (розетки, дошки тощо), повинна бути сухою. Електричний опір сухої деревини в середньому становить
Список літератури:
1. І. А. Рибьев «Будівельне матеріалознавство»,
2. Г. І. Горчаков, Ю. М. Баженов «Будівельні матеріали»,
3. В. Г. Микульський, В. М. Купріянов та ін «Будівельні матеріали»,
4. П. Ф. Шубенкін «Будівельні матеріали та вироби. Приклади завдань з рішеннями ».
Механічні характеристики стали залежать також від форми і товщини прокату.
Вуглецеві сталі звичайної якості застосовуються без термообробки. Вуглецеву сталь звичайної якості групи А виготовляють наступних марок: Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, ст6, ст7. по мірі збільшення номери стали підвищується вміст вуглецю, а також міцність і твердість, але знижується пластичність і ударна в'язкість. Сталь групи Б виготовляють тих же марок, що і сталь групи А, але перед маркою сталі ставлять букву Б (БСт0, БСт1кп). Сталь групи В виготовляють наступних марок: ВСт2, ВСт3, ВСт4 і ВСт5.
Якісна конструкційна вуглецева сталь постачається за хімічним складом і механічними властивостями і виплавляється в кисневих конверторах і мартенах. Встановлено такі марки якісної конструкційної вуглецевої сталі: 05кп, 08кп, 08сп, 08, 10кп, 10сп, 10пс, 15, 20кп, 20пс, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 58, 60. дві цифри в марках показують середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка.
До конструкційним вуглецевої сталі відноситься і автоматна; вона з підвищеним вмістом сірки. Марки цієї сталі: А12, А20, А30, А35, А40. Буква А позначає автоматну сталь; число, що стоїть за буквою А - вміст вуглецю в сотих частках відсотка. Вміст сірки від 0,06 до 0,2%, фосфору від 0,06 до 0,15%. З цієї сталі виготовляють на верстатах - автоматах кріпильні деталі.
Інструментальні вуглецеві сталі містять вуглецю більше 0,65%. У залежності від вмісту домішок S і P і способу виробництва вони поділяються на якісні і високоякісні, що містять не більше 0,03% S і 0,035% Р. Інструментальні сталі можуть бути якісні: У7, У8, У9, У10, У11, У12, У13 ; високоякісні, з тим же маркуванням і додаванням літери А, наприклад, У7А, У8А і т.д. у будівництві інструментальна сталь застосовується з обов'язковою термічною обробкою (загартуванням з наступним низьким або середнім відпусткою).
4. Основні технічні властивості бітумів.
Бітуми відносяться до найбільш поширеним органічним в'яжучим речовин. Елементарний склад бітумів коливається в межах,%: углерода70 - 80, водню 10 - 15, сірки 2 - 9, кисню 1 - 5, азоту 0 - 2. ці елементи знаходяться в бітумі у вигляді вуглеводнів та їх сполук із сіркою, киснем і азотом.
Фізичні властивості для органічних речовин характерні гідрофобність, атмосферостійкість, розчинність в органічних розчинниках, підвищена деформативність, здатність розм'якшуватися при нагріванні аж до повного розплавлення. Ці властивості зумовили застосування органічних в'яжучих для виробництва покрівельних, гідроізоляційних і антикорозійних матеріалів, а також їх широке поширення в гідротехнічному і дорожньому будівництві.
v Щільність бітумів залежно від групового складу 0,8 - 1,3 г / см
v Теплопровідність (характерна для аморфних речовин) 0,5 - 0,6 Вт / м *
v Теплоємність 1,8 - 1,97 кДж / кг *
v Температурний коефіцієнт об'ємного розширення при 25
v Стійкість при нагріванні характеризується: втратою маси при нагріванні проби бітуму при 160
v Водостійкість характеризується вмістом водорозчинних сполук (в бітумі не більше 0,2 - 0,3% за масою);
v Електроізоляційні властивості використовують при влаштуванні ізоляції електрокабелів.
Фізико-хімічні властивості:
1) Старіння - процес повільного зміни складу та властивостей бітуму, що супроводжується підвищенням крихкості і зниженням гідрофобності. Прискорюється під дією сонячного світла і кисню повітря внаслідок зростання кількості твердих крихких складових за рахунок зменшення вмісту смолистих речовин та масел.
2) Реологічні властивості бітуму залежать від групового складу і будови. Рідкі бітуми зі структурою типу золь поводяться як рідини, протягом яких підпорядковується закону Ньютона. Тверді бітуми зі структурою типу гель, відносяться до язкопружним матеріалами, так як при прикладанні до них навантаження одночасно виникає пружне (оборотна) і пластична (необоротна) складові деформації. Для опису процесу деформування в'язкопружних тіл використовують реологічну модель Максвелла та ін
Фізико-механічні властивості:
Марку бітуму визначають твердістю, температурою розм'якшення і розтяжністю твердість знаходять по глибині проникнення в бітум голки (в десятих частках міліметра). Температуру розм'якшення визначають на приладі з умовною назвою «Кільце і куля», помещаемом у посудину з водою, вона відповідає тій температурі води, що нагрівається, при якій металева кулька під дією власної маси проходить через кільце, заповнене бітумом. Розтяжність характеризується абсолютним подовженням (см) зразка бітуму (у вигляді вісімки) при температурі 25
Марку бітуму визначають залежно від призначення. За призначенням розрізняють бітуми будівельні, покрівельні та дорожні. Основні вимоги, які пред'являються до будівельних та покрівельних бітумів, наведені в таблиці:
| марка | температура розм'якшення, не нижче, | глибина проникнення голки при 25 | розтяжність при 25 |
| Будівельні бітуми | |||
| БН 50/50 | 50 | 41-60 | 40 |
| БН 70/30 | 70 | 21-40 | 3 |
| БН 90/10 | 90 | 5-20 | 1 |
| Покрівельні бітуми | |||
| БНК 45/180 | 40-45 | 140-220 | не нормується |
| БНК 90/40 | 85-95 | 35-45 | то ж |
| БНК 90/30 | 85-95 | 25-35 | » |
5. Вплив вологи на властивості деревини.
Справжня щільність деревини змінюється незначно, тому що деревина всіх дерев складається в основному з одного і того ж речовини - целюлози. Зі збільшенням вологості щільність деревини зростає. Свіжозрубана деревина значно важче деревини повітряно-сухий, що має вологість 15%.
Вологість висловлюють зазвичай в% по відношенню до маси сухої деревини. У деревині розрізняють гігроскопічну вологу, пов'язану в стінках клітин, і капілярну вологу, яка вільно заповнює порожнини клітин і міжклітинний простір.
Межа гігроскопічної вологості (у середньому він становить близько 30%) відповідає повному насиченню стінок клітин деревини водою. Повна вологість деревини (рахуючи гігроскопічну і капілярну вологу) може значно перевищувати 30%. Наприклад, вологість свіжозрубаного дерева може коливатися від 40 до 120%, а при дотриманні деревини у воді її вологість може зростати до 200%. При тривалому перебуванні вологої деревини на повітрі вона поступово висихає і досягає рівноважної вологості.
Рівноважна вологість залежить від температури і відносної вологості навколишнього повітря. Для визначення рівноважної вологості користуються номограмою. Рівноважна вологість комнатно-сухої деревини становить 8 - 12%. Вологість повітряно-сухої деревини після тривалої сушіння на відкритому повітрі становить 15 - 18%.
Показники властивостей (щільність, міцність), отримані при випробуванні деревини різної вологості, для можливості зіставлення призводять до стандартної вологості, рівної 12%. При необхідності чисельні характеристики деревини (наприклад, межа міцності) перераховують до вологості 15%.
Усушка, розбухання і викривлення. Коливання вологості волокон деревини тягнуть за собою зміну розмірів і форм дощок, брусів та інших виробів з деревини. При зволоженні сухої деревини до досягнення нею межі гігроскопічності стінки деревних клітин товщають, розбухають, що призводить до збільшення розмірів і об'єму дерев'яних виробів. Вільна волога, що заповнює порожнини клітин, на розмірах деревини не відбивається. Усушка деревини відбувається за рахунок видалення зв'язаної вологи зі стінок, тобто якщо вологість деревини стає менше межі гігроскопічності, то усушка досягає максимального значення при повному видаленні вологи, що міститься в клітинних стінках.
Внаслідок неоднорідності будови деревина всихає в різних напрямках неоднаково. Уздовж осі стовбура (вздовж волокон) максимальна лінійна усушка порівняно невелика - близько 0,1% (
При висушуванні деревини від межі гігроскопічності (який характеризується вологістю близько 30%) до повітряно-сухого стану (відповідного 15 - 18% вологості) усушка складе приблизно половину свого максимального значення. При висушуванні до комнатно-сухого стану (тобто вологості 8 - 10%) усушка складе три чверті максимальною.
Об'ємну усушку У
де
Ступінь усушки деревини характеризується коефіцієнтом об'ємної усушки
У цій формулі середнє значення межі гігроскопічності деревини різних порід прийнято рівним 30%.
Усушка і розбухання деревини викликають викривлення і розтріскування лісових матеріалів.
Викривлення дерев'яних виробів є наслідком різниці в усушці деревини в тангенціальному і радіальному напрямках і нерівномірності висихання. Нерівномірність усушки і викривлення викликають появу внутрішніх напружень в деревині і розтріскування пиломатеріалів і колод. Широкі дошки коробляться більше, ніж вузькі, тому для настилання підлоги та столярних виробів застосовують дошки шириною 10 - 12см.
Для запобігання викривленню і розтріскування дерев'яних виробів використовують деревину з тією рівноважної вологістю, яка буде в умовах експлуатації. Наприклад, для столярних виробів вологість деревини не повинна перевищувати 8 - 10%, а для зовнішніх конструкцій 15 - 18%. Щоб захистити деревину від подальшого зволоження, її покривають фарбами, лаком і емалями.
У круглому лісі й пиломатеріалах тріщини усушки утворюються, в першу чергу, на торцях. Для зменшення розтріскування торці колод, брусів, дощок обмазують сумішшю з вапна, солі і клею або іншими складами.
Теплопровідність сухої деревини незначна: сосни поперек волокон - 0,17 Вт / (м
Електропровідність деревини від її вологості. Деревина, використовувана для електричної проводки (розетки, дошки тощо), повинна бути сухою. Електричний опір сухої деревини в середньому становить
Список літератури:
1. І. А. Рибьев «Будівельне матеріалознавство»,
2. Г. І. Горчаков, Ю. М. Баженов «Будівельні матеріали»,
3. В. Г. Микульський, В. М. Купріянов та ін «Будівельні матеріали»,
4. П. Ф. Шубенкін «Будівельні матеріали та вироби. Приклади завдань з рішеннями ».