Методическая разработка лабораторных и практических работ по дисциплине «Строительные материалы и изделия»

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Санкт-Петербургский техникум, отраслевых технологий, финансов и права

Методическая разработка

лабораторных и практических работ

по дисциплине

"Строительные материалы и изделия

для студентов 2 курса

специальности 08.02.01

"Строительство и эксплуатация зданий и сооружений"

Санкт-Петербург

2014 г.

 

Оглавление

 

Тема 1. Основные свойства строительных материалов

Строительные материалы, применяемые для возведения зданий и сооружений, характеризуются разнообразными свойствами, которые определяют качество материалов и область их применения. Особенности строительных материалов, проявляющиеся по отношению к воздействию различных явлений и других материалов, называются их свойствами, а совокупность свойств, определяющих пригодность материалов для применения по назначению, характеризует их качество.

Свойства строительных материалов оценивают числовыми показателями, которые устанавливают путем лабораторных испытаний но единообразной стандартной методике.

Свойства строительных материалов многообразны и могут быть подразделены на физические, механические, химические, техноло­гические, художественно-декоративные и др.

Физические свойства материала характеризуют его строение или отношение к физическим процессам окружающей среды. К физическим свойствам относят массу, истинную и среднюю плотность, пористость, водопоглощение, водостойкость, влажность, водопроницаемость, воздухо-, паро- и газопроницаемость, морозостойкость, теплопроводность, огнестойкость и др.

Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться разрушающему или деформирующему воздействию внешних сил. К механическим свойствам относят прочность, упругость, пластичность, хрупкость, сопротивление удару, твердость, истираемость, износ и др.

Из перечисленных выше свойств в данном учебном пособии рассматриваются только основные свойства строительных материалов, а именно физические и механические свойства, для них составлены примеры и задачи для самостоятельного решения, а также дано описание основных свойств и их значений в самостоятельной практи­ческой работе. Однако для конкретных строительных материалов и изделий примеры и задачи приведены в соответствующих темах дан­ного учебного пособия.

В табл. 1 и 2 приведены расчетные формулы основных физических и механических свойств различных строительных материалов.

Таблица 1.

Таблица 2

  Лабораторная работа № 1.

Определение истинной, средней и насыпной плотности различных материалов

Цель работы: определить истинную, среднюю и насыпную плотность материала.

Примеры решения задач

 

Задачи для самостоятельного решения

  Лабораторная работа № 2.

Водопоглощения и морозостойкости материалов

Цель работы: определить водопоглощение и морозостойкость материала.

Примеры решения задач

Задачи для самостоятельного решения

Самостоятельная практическая работа

Для изучения данной темы самостоятельная практическая работа предусматривает знакомство студентов с основными свойствами строительных материалов и приборами, имеющимися в учебной лаборатории, для определения их физических и механических свойств.

Бригада студентов по 3-4 человека выполняет описание трех-четырех свойств на конкретных образцах строительных материалов, предложенных им преподавателем.

Прежде всего студенты должны ознакомиться с физическими свойствами образцов конкретных строительных материалов и дать среднее значение их средней плотности и истинной плотности, например образцов гранита, известняка, керамического кирпича, бетона, пенопласта и др. Необходимо ознакомиться и с другими физическими свойствами, например: пористостью, влажностью, водопоглощением, водостойкостью, морозостойкостью, теплопроводностью

Важным показателем качества материалов являются их механические свойства: прочность, упругость, пластичность, хрупкость, твердость, истираемость и др. Кроме того, специальные свойства: химические, акустические, экологические и др.

По этой теме студенты должны ознакомиться с перечисленными выше свойствами строительных материалов и в качестве конкретного задания привести значения предела прочности при сжатии, изгибе и растяжении некоторых строительных материалов: бетона тяжелого, гранита, керамического кирпича, древесины (вдоль волокон), стали обычной и стеклопластика.

В конце необходимо сделать соответствующие записи в Журнале для лабораторных и практических работ.

  Тема 2. Древесные материалы

Древесина является распространенным строительным материалом, применение которого осуществлялось еще в глубокой древно­сти. Лесные материалы получают преимущественно из древесины путем ее соответствующей обработки. Древесина — освобожденные от коры древесные ткани ствола дерева — является важным строи­тельным материалом, широкое применение которого можно объяс­нить рядом его положительных свойств: высокой прочностью при небольшой плотности, малой теплопроводностью, легкостью механической обработки. Наряду с этим материалы из древесины имеют и существенные недостатки: неоднородность строения, неравнозначность ряда свойств в различных направлениях, способность усыхать, разбухать, коробиться и растрескиваться, высокую гигроскопичность, легкую загниваемость и возгораемость, а также наличие разнообразных пороков.

Древесина является экологически чистым материалом, она как строительный материал безвредна для человека. Человек получает древесину как материал в готовом виде, не используя энергию для ее производства, т.е. в этом случае исключается загрязнение окружа­ющей среды промышленными выбросами.

Древесина в настоящее время широко используется для производства столярных изделий — дверных и оконных коробок, переплетов, дверного заполнения, паркета, встроенной мебели и др., а также для производства новых экономичных индустриальных материалов и изделий из древесно-волокнистых и древесно-стружечных плит, древесных пластиков, изделий из клееной древесины и др. Кроме того, древесина широко используется для различных конструкций в малоэтажном жилищном строительстве.

  Лабораторная работа № 3.

Изучение физико-механических свойств древесины

Цель работы: изучить физико-механические свойства древесных материалов

Примеры решения задач

Задачи для самостоятельного решения

  Тема 3. Природные каменные материалы

Природными каменными материалами называют строительные материалы, полученные из горных пород без обработки или в результате применения лишь механической обработки (раскалывание, распиливание, шлифование, полирование и др.). Природные камен­ные материалы в этом случае полностью сохраняют физико-механические свойства горной породы, из которой они были получены.

Горная порода представляет собой камневидное тело, состоящее из одного или нескольких минералов. Минералы являются природны­ми химическими соединениями, образовавшимися в результате раз­личных физико-химических процессов, происходящих в земной коре.

Природные каменные материалы широко применяются в строительстве. Горные породы служат сырьем для производства нерудных строительных материалов, минеральных вяжущих веществ и искус­ственных материалов.

  Практическая работа № 1.

Ознакомление с главнейшими минералами и горными породами, применяемыми в строительстве

Цель работы: Ознакомиться с главнейшими минералами и горными породами, применяемыми в строительстве

При изучении данной темы студенты, пользуясь коллекцией главнейших породоразрушающих минералов заполняют таблицу 3, давая в соответствующих графах описание структуры и свойств минералов горных пород, руководствуясь при этом в качестве образца заполненными данными для минерала каолинита.

Для выполнения практической работы но описанию состава, структуры и свойств главнейших горных пород группа студентов разбивается на бригады по 3—4 человека, каждой из которых поручается, пользуясь коллекцией горных пород, детально изучить предложенные преподавателем 4—5 образцов.

Для изучаемых горных пород, образцы которых имеются в аудитории, студенты должны ознакомиться с генетической классификацией горных пород, изложить их свойства и другие показатели, заполнив таблицу 4, а также для изучаемых горных пород дать описание области применения их в строительных конструкциях.

Результаты выполненной практической работы заносятся студентами в Журнал для лабораторных и практических работ.

Таблица 3. Характеристики главнейших минеральных горных пород

Таблица 4. Главнейшие горные породы

  Тема 4. Керамические и стеклянные материалы

Керамическими называют искусственные каменные материалы, получаемые из глиняных масс путем формования, сушки и после­дующего обжига. После обжига керамические материалы приобретают значительную прочность, водостойкость, морозостойкость и ряд других ценных свойств. Среди керамических материалов наибольшее распространение имеют керамический обыкновенный и пустотелый кирпич, пустотелые керамические камни, облицовочные плитки, керамическая черепица и керамзит.

Керамические материалы и изделия имеют разнообразные размеры, форму, физико-механические свойства и различное назначение, но основные этапы технологического процесса производства их примерно одинаковы и складываются из добычи сырьевых материалов, подготовки сырьевой массы, формования изделия (сырца), сушки, обжига, сортировки обожженных изделий, упаковки и хранения их на складе.

Керамический кирпич является широко распространенным стеновым материалом, к его качеству предъявляются определенные требования: к внешнему виду изделия, его геометрическим размерам, к качеству черепка, физическим и механическим свойствам кирпича — водонасыщению, морозостойкости, пределу прочности при изгибе и при сжатии.

  Практическая работа № 2.

Определение физических и механических свойств керамических материалов посредством решения задач

Цель работы: определить физические и механические свойства керамических материалов.

Примеры решения задач

Задачи для самостоятельного решения

Таблица 5. Прочность керамического кирпича

Самостоятельная практическая работа

Для изучения данной темы самостоятельная практическая работа предусматривает выполнение описания технологической схемы производства керамического кирпича методом полусухого формования.

Бригады студентов по 3—4 человека выполняют зарисовку образцов керамического пустотелого кирпича, крупноформатных производственных блоков, измеряют их размеры и вычисляют их плотность. По этой теме предусмотрены знакомство студентов с образцами керамических плиток, применяемых для внутренней облицовки стен и полов, а также ознакомление с внешним видом и размерами плит из керамического гранита. Используя материалы учебника, необходимо дать краткое описание каждого из рассматриваемых образцов. Это же следует отнести к описанию внешнего вида имеющихся в аудитории санитарно-технических изделий.

Обязательными являются знакомство с образцами керамического гравия и описание технологии его производства, свойств и области применения. Соответствующие записи заносятся в Журнал для лабораторных и практических работ.

  Тема 5. Металлические материалы

Металлы широко применяют в строительстве. Так, при возведе­нии каркасов промышленных и гражданских зданий, пролетных строений мостов используют стальной прокат, в железобетоне — стальную арматуру; применяют также стальные и чугунные трубы, кро­вельную сталь и другие металлические изделия. Этому способствует ряд ценных технических свойств метаплов, которые выгодно отлича­ют их от других строительных материалов: высокие прочность и пла­стичность обработки давлением (прокатка, штамповка и др.). Однако металлы обладают и существенными недостатками: имеют большую плотность, при действии различных газов и влаги сильно корродируют, а при высоких температурах значительно деформируются.

Металлы, применяемые в строительстве, разделяются на две группы: черные и цветные.

Черные металлы представляют собой сплав железа с углеродом. Кроме того, в них могут содержаться в большем или меньшем количестве и другие химические элементы (кремний, марганец, сера, фосфор). Для придания черным металлам специфических свойств в их состав вводят улучшающие или легирующие добавки (никель, хром, медь и др.).

Черные металлы в зависимости от содержания углерода подраз­деляют на чугуны и стали.

Чугун — железоуглеродистый сплав с содержанием углерода 2— 4,3 %. Наличие в чугуне марганца, кремния, фосфора, а также леги­рующих добавок — никеля, хрома и др. придает ему высокие механические свойства и обеспечивает высокие жаростойкость и коррозионную стойкость. Чугуны с добавками никеля, хрома, магния и Других элементов называют легированными.

Сталь — ковкий железоуглеродистый сплав с содержанием углерода до 2 %. По химическому составу в зависимости от входящих в сплав химических элементов стали бывают углеродистые и легированные. К углеродистым сталям относят сплавы железа с углеродом и примесями марганца, кремния, серы и фосфора. Углеродистую сталь, полученную различными способами, по характеру застывания принято разделять на спокойную, полуспокойную и кипящую.

Тированными называют стали, в состав которых входят легирующие добавки (никель, хром, вольфрам, молибден, медь, алюминий и др.). Кроме того, по суммарному содержанию добавок стали разде­ляют на низколегированные (с содержанием легирующих добавок до 2,5 %), среднелегированные (с содержанием легирующих доба­вок от 2,5 до 10 %) и высоколегированные (с содержанием легиру­ющих добавок более 10 %).

По назначению стали могут быть конструкционные (применяемые для изготовления различных строительных конструкций и деталей машин), специальные (характеризующиеся высокой жаро- и износостойкостью, а также коррозионной стойкостью) и инструментальные.

По качеству стали обычно подразделяют на обыкновенные (рядовые), качественные, высококачественные и особо высококачественные.

Стали для строительных конструкций разделяют на виды и маркируют условными обозначениями, в которых отражаются состав и назначение стали, механические и химические свойства, способы изготовления и раскисления.

Цветные металлы в чистом виде весьма редко используют в строительстве. Значительно чаще находят применение сплавы цветных металлов, которые по истинной плотности разделяют на легкие и тяжелые.

Легкие ставы получают на основе алюминия или магния. Наиболее распространенными легкими сплавами являются алюминиевомагниевые и сплавы дюралюминия. Их используют для несущих (фермы и др.) и ограждающих (оконные переплеты и др.) конструкций зданий и сооружений.

Тяжелые сплавы получают на основе меди, олова, цинка, свинца. Среди тяжелых сплавов в строительстве применяют бронзу (сплав меди с оловом или сплав меди с алюминием, железом и марганцем) и латунь (сплав меди с цинком). Из этих сплавов изготовляют архитектурные детали и санитарно-техническую арматуру.

  Лабораторная работа № 4.

Примеры решения задач

Задачи для самостоятельного решения

Самостоятельная практическая работа

Для изучения данной темы самостоятельная практическая работа предусматривает выполнение описания образцов металлических изделий, представленных на стендах в аудитории, на плакатах, на проспектах и др.

По собственному выбору или по рекомендации преподавателя бригада студентов по 3—4 человека выполняет зарисовку 3—4 образцов металлических изделий, дает краткое описание свойств и обл­сти применения.

По данной теме рекомендуется ознакомиться со следующими металлическими изделиями:

- чугунные строительные изделия — отопительные радиаторы, трубы, фасонные части к трубам, топочные приборы, архитектур­но-художественные изделия и др.;

- стальные изделия — изделия прокатных сталей, трубы, сталь­ная арматура, металлочерепица и др.;

- изделия из цветных металлов и их сплавов — изделия проката, трубы, санитарно-техническая арматура, фурнитура и др.

Соответствующие записи заносятся в Журнал для лабораторных и практических работ.

  Тема 6. Минеральные вяжущие вещества

Минеральными вяжущими веществами называют искусственно получаемые порошкообразные тонкодисперсные материалы, которые при затворении водой (водными растворами) образуют пластичное тесто, способное в результате физико-химических процессов затвердевать, т.е. переходить в камневидное состояние. Это свойство вяжущих веществ позволяет широко использовать их для приготовления строительных растворов и бетонов, а также для производства различных безобжиговых искусственных каменных материалов, изделий и деталей, клеящих и красочных составов.

Минеральные вяжущие вещества разделяют на воздушные и гидравлические. Воздушные вяжущие — вещества, которые способны твердеть, длительное время сохранять и повышать свою прочность только на воздухе. К воздушным вяжущим относятся воздушная известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие и др.

Гидравлическими вяжущими называют вещества, которые способны твердеть, длительное время сохранять и повышать свою прочность не только на воздухе, но и в воде. К гидравлическим вяжущим относятся гидравлическая известь, романцемент, портландцемент и его разновидности, глиноземистый цемент, водонепроницаемые расширяющиеся и безусадочные цементы и др.

Строительная воздушная известь

Строительная воздушная известь представляет собой продукт умеренного обжига кальциево-магниевых карбонатных горных пород: известняка, мела, доломитизированного известняка с содержанием глины не более 6 %.

Известняк состоит в основном из карбоната кальция СаСОэ. Об­жигают известняк в шахтных и других печах при температуре 900— 1200 °С до полного удаления С02. При обжиге происходит реакция

СаС03 = СаО + С02.

Продукт обжига, комовая известь-кипелка, состоит в основном из оксида кальция СаО, кроме того, содержит небольшое количество оксида магния, образовавшегося в результате термической диссоциации содержащегося в известняке карбоната кальция по реакции

MgCO3 = MgO + СО2.

При обжиге известняка сначала испаряется свободная вода, а затем удаляется углекислый газ С02. Полученная комовая известь- кипелка в виде пористых кусков активно взаимодействует с водой.

Содержание активных СаО + MgO в %, считая на сухое веще, является основным показателем качества воздушной извести — ее активностью, по которой устанавливается сортность.

Кроме того, в комовой извести обычно содержится некоторое количество недожога и пережога.

При обработке негашеной комовой извести водой оксид кальция превращается в гидроксид кальция

СаО + Н20 = Са(ОН)2 + q.

Этот процесс носит название гашения извести и сопровождается выделением большого количества теплоты и интенсивным парообразованием.

В зависимости от количества воды, взятой при гашении, получают гидратную известь (пушонку), известковое тесто или известковое молоко.

Непогасившиеся зерна, к которым относятся частицы недожога и пережога, теперь уже содержатся в гашеной извести и определяют ее качество.

По данной теме могут быть задачи трех типов

- определение количества негашеной комовой извести при обжиге заданного количества известняка;

- определение количества извести-пушонки или известкового теста при гашении заданного количества извести-кипелки определенной активности;

- определение качества (сорта) строительной воздушной извести по результатам лабораторных испытаний.

Технические требования к кальциевой, магнезиальной и доломитовой строительной извести приведены в таблице 6.

Таблица 6. Технические требования к строительной воздушной извести

Гипсовые вяжущие вещества

Гипсовым вяжущим называют воздушное вяжущее вещество, состоящее преимущественно из полуводного гипса.

Изготовляют это вяжущее путем термической обработки природного гипсового камня CaS04 • 2Н20 с предшествующим этой обработке размолом в тонкий порошок. Кроме того, в качестве сырья используют природный ангидрит CaS04 и некоторые отходы промышленности, содержащие двуводный или безводный сернокислый кальций (фосфогипс, борогипс и др.).

Основным процессом при термической обработке двуводного гипса при температуре 110—170 °С является его дегидратация, происходящая по следующей реакции:

CaS04 • 2Н20 = CaS04 • 0,5Н20 + 1,5Н20.

Тепловую обработку гипсового камня производят в варочных котлах, сушильных барабанах, вращающихся печах, шахтных мельницах и др. Наиболее простым и распространенным способом производства строительного гипса является обжиг предварительно измельченного гипсового камня в варочных котлах.

Цемент

Среди минеральных вяжущих веществ наибольшее применение в строительстве имеют цементы на основе портландцементного клин­кера. Эти цементы в зависимости от содержания и вида активных минеральных добавок подразделяют на портландцемент, портланд­цемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент и др.

Портландцемент представляет собой гидравлическое вяжущее вещество — продукт тонкого измельчения клинкера с добавкой гипса. Клинкер получают в результате обжига до спекания сырьевой смеси определенного состава, обеспечивающего преобладание в клинкере силикатов кальция.

Портландцемент с минеральными добавками — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое измельчением клинкера с гипсом и активными минеральными добавками осадочного происхождения (кроме глиежей) в количестве не более 10 % или доменным грану­лированным ишаком в количестве не более 20 %.

Шлакопортландцемент — гидравлическое вяжущее вещество — продукт совместного тонкого измельчения клинкера, гипса и до­менного гранулированного шлака или тщательного смешения этих же раздельно измельченных материалов. Количество доменного гра­нулированного шлака, вводимое в это вяжущее, составляет 21—60 % по массе готового цемента.

Пуццолановый портландцемент — гидравлическое вяжущее ве­щество — продукт совместного тонкого измельчения клинкера, гипса и активной минеральной добавки или тщательного смешения этих же раздельно измельченных материалов. Количество добавок вулка­нического происхождения (пемза, туфы, трассы), обожженных глин, глиежа или топливных шлаков, добавок осадочного происхождения (диатомит, трепел, опока) — свыше 20 %, но не более 40 % по массе готового цемента.

Кроме активных добавок, в состав портландцемента вводят до- бавки-микронаполнители, которые способны придавать бетонным смесям связность, пластичность и улучшать структуру бетона, а так­же уменьшать расход вяжущего. Добавки могут быть получены путем измельчения горных пород (известняков, песков и т.п.) или из от­ходов промышленности (доменных шлаков, топливных зол и шла­ков, отходов обогащения железистых кварцитов, отходов камнеоб- работки и т.п.). Процентное содержание добавки-микронаполните­ля устанавливают расчетом и опытным путем.

При введении добавок-микронаполнителей активность портланд­цемента обычно снижается. Если считать, что к 28-суточному возра­сту добавка не участвует в образовании прочности цементного кам­ня, то активность цемента будет снижаться пропорционально про­центу введенной добавки. Активность смешанного цемента, МПа, следует определять по формуле

где Р — количество добавки-наполнигеля, доли единицы;

Ru — активность портландцемента, МПа.

С целью создания пластичного цементного теста цементы раз­ных видов требуют различного количества воды, а пластичность, в свою очередь, зависит от нормальной густоты цемента. Минимальную нормальную густоту имеют портландцементы без добавок. При введении в цемент при помоле клинкера добавок она увеличивается. Однако не вся вода, содержащаяся в цементном тесте, химически взаимодействует с цементом, в среднем 20—40 %. Основное же ко­личество воды находится в межзерновом пространстве и в виде пленок воды на зернах заполнителя. Последнее приводит к значительной пористости цементного камня.

Основным показателем качества портландцемента, шлакопортландцемента и других цементов на основе цементного клинкера является его активность (марка), определяемая испытанием в лаборатории пробы цемента. По пределу прочности при сжатии и изгибе образцов из цементного раствора портландцемент подразделяют на следующие марки: 400, 500, 550, 600.

  Лабораторная работа № 5.

Определение скорости гашения извести, содержание в извести непогасившихся зерен, насыпной плотности комовой извести, тонкости помола молотой извести

Цель работы: определить скорость гашения извести, содержание в извести непогасившихся зерен, насыпную плотность комовой извести, тонкость помола молотой извести

 

Примеры решения задач

Негашеная комовая известь согласно требованиям ГОСТ 9179-77 относится к третьему сорту (таблица 6).

Задачи для самостоятельного решения

Лабораторная работа № 6.

Определение тонкости помола гипса, нормальной густоты теста, сроков схватывания гипсового теста, прочности гипсового камня и марки гипса

Цель работы: определить тонкость помола гипса, нормальную густоту теста, сроки схватывания гипсового теста, прочность гипсового камня и марку гипса.

Примеры решения задач

Задачи для самостоятельного решения

  Лабораторная работа № 7.

Определение нормальной густоты цементного теста, сроков схватывания и тонкости помола портландцемента. Определение равномерности изменения объема портландцемента при твердении. Определение нормальной консистенции цементного раствора для изготовления стандартных образцов-балочек. Определение марки портландцемента.

Цель работы: определить нормальную густоту цементного теста, сроки схватывания и тонкость помола портландцемента. Определить равномерность изменения объема портландцемента при твердении. Определить нормальную консистенцию цементного раствора для изготовления стандартных образцов-балочек. Определить марку портландцемента.

Примеры решения задач

Таблица 7. Требования к маркам портландцемента и его разновидностям

Задачи для самостоятельного решения

Тема 7. Органические вяжущие вещества

Битумные и дегтевые вяжущие вещества относятся к органическим вяжущим материалам, которые представляют собой смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных, изменяющие свои физико-механические свойства в зависимо­сти от температуры. Они способны размягчаться при нагревании и восстанавливать свою первоначальную вязкость при охлаждении. Эти вещества хорошо сцепляются с поверхностью камня, песка, бето­нов, кирпича и многих других твердых материалов, имеют повышенную водонепроницаемость, пластичность и устойчивость против атмосферных воздействий.

Битумные и дегтевые материалы классифицируют по виду вяжущего вещества, технологическим особенностям их изготовления, структуре и назначению. В зависимости от вида вяжущего вещества различают битумные, дегтевые, дегтебитумные, гудрокамовые, битумно-полимерные, дегтеполимерные материалы.

По назначению битумные и дегтевые материалы бывают дорожными, гидроизоляционными, кровельными, теплоизоляционными, антикоррозионными. В ряде случаев для них характерно полифункциональное значение. Они одновременно могут служить гидроизоляционными, кровельными или антикоррозионными, гидро- и теплоизоляционными материалами.

В последние годы значительно возрос выпуск разнообразных строительных материалов на основе битумных вяжущих веществ. Освоено производство новых эффективных и долговечных кровельных материалов — стеклорубероида, наплавленного рубероида, рубемаста и других эффективных гидроизоляционных материалов (например, фольгоизола, изола, бризола и др.). Расширяются области применения битумных и дегтевых вяжущих веществ. Так, на битумных вяжущих веществах изготавливают теплоизоляционные изделия с применением минерального волокна, вспученного перлитового песка и т.п. Кроме того, битумные и дегтевые вяжущие вещества широко используются в дорожном строительстве.

  Лабораторная работа № 8.

Определение марки строительного битума. Испытания на вязкость, растяжимость и определение температуры размягчения строительного битума.

Цель работы: определить марку строительного битума. Испытать на вязкость, растяжимость и определить температуру размягчения строительного битума.

Примеры решения задач

По глубине проникания иглы марка битума БН-70/30 (см. таблицу8).

Таблица 8. Физико-механические свойства строительных нефтяных битумов

 

Задачи для самостоятельного решения

Самостоятельная практическая работа

Для изучения данной темы самостоятельная практическая работа предусматривает выполнение описания внешнею вида, свойств и области применения строительных материалов, изготовленных с применением битумных и дегтевых вяжущих веществ.

Бригады студентов по 3—4 человека выполняют описание двух-трех образцов материала с наклейкой на каждой из них названия.

Это могут быть образцы рулонных битумных кровельных материалов (например, рубероид, стеклорубероид, филлизол, рубемаст и др.), дегтевых кровельных материалов — толь с крупнозернистой посыпкой, толь с песчаной посыпкой и др.

Значительный интерес для изучения данной темы представляет знакомство с гидроизоляционными материалами, которые широко используются в современном строительстве. Это — гидроизол, изол, бризол, фольгоизол и другие.

  Тема 8. Заполнители для бетонов и растворов  Тема 9. Бетоны

Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси минерального вяжущего вещества, воды, заполнителей и в необходимых случаях специальных добавок. Смесь указанных компонентов до начала ее затвердевания называют бетонной смесью.

Вяжущее вещество и вода — активные составляющие бетона. В результате химического взаимодействия между ними образуется но­вое соединение в виде клейкого теста, которое обволакивает тон­ким слоем зерна мелкого и крупного заполнителя, а затем со време­нем затвердевает и связывает их, превращая бетонную смесь в проч­ный монолитный камень — бетон.

Заполнители (песок, щебень или гравий) занимают до 80—85 % объема бетона и образуют его жесткий скелет, препятствующий усадке. Применяя заполнители с различными свойствами, можно получать бетоны с разнообразными физико-механическими показателями (например, легкие, жароупорные и пр.).

Наиболее распространенными вяжущими для приготовления тяжелого бетона являются портландцемент и его разновидности, а также шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент.

Цементы, применяемые для производства бетонных и железобе­тонных изделий и конструкций, классифицируют по вещественно­му составу, по минералогическому составу клинкера, прочности пос­ле твердения и другим признакам. По прочности на сжатие при твер­дении цементы подразделяют на высокопрочные — марок 550, 600 и выше, повышенной прочности — марки 500, рядовые — марок и выше, повышенной прочности — марки 500, рядовые — марок 300 и 400 и низкомарочные — ниже марки 300.

Проектирование состава тяжелого бетона

При проектировании состава бетона марку принятого цемента назначают в зависимости от марки бетона. В соответствии с действующими СНиП при проектировании состава тяжелого бетона марку цемента следует принимать по данным таблицы 8.

Таблица 8. Рекомендуемые и допускаемые марки цемента для тяжелого бетона

Вид цемента при подборе состава тяжелого бетона выбирают в соответствии с областью его применения для изготовления про­ектируемой строительной конструкции и ее условий эксплуата­ции. Расход цемента в бетоне должен быть принят в соответ­ствии с минимальной и максимальной типовыми нормами расхода цемента.

Подбор состава тяжелого (обычного) бетона заключается в уста­новлении наиболее рационального соотношения между составляю­щими бетон материалами (цементом, водой, песком, щебнем или гравием). Такое соотношение должно обеспечивать требуемую удобоукладываемость бетонной смеси для принятого способа ее уплот­нения, а также приобретение бетоном заданной прочности в назна­ченный срок при наименьшем расходе цемента.

Тяжелые (обычные) бетоны классифицируют по плотности, клас­сам (маркам) по прочности на сжатие и растяжение, по назначе­нию и другим признакам.

Классы бетона по прочности на сжатие с учетом однородности подразделяются на В7,5—В60. Под классом бетона понимают гаран­тированную прочность бетона при сжатии, выраженную в МПа, с обеспеченностью 95 %. Каждому классу бетона соответствует сред­няя прочность бетона R, кгс/см2, определяемая по формуле

где В — значение класса бетона, МПа;

v — нормативный коэффициент вариации для тяжелого бето­на, равный 0,135;

/ — коэффициент, характеризующий принятую обеспеченность класса бетона; g — переводной коэффициент от МПа к кгс/см2. Соотношение между классами и марками тяжелого бетона по прочности на сжатие при нормативном коэффициенте вариации 0,135 приведено в Учебнике.

Состав бетона выражают расходом всех составляющих материа­лов по массе на 1 м3 уложенной и уплотненной бетонной смеси или отношением массы составляющих материалов смеси к массе цемента, принимаемой за единицу, т.е. 1 : х : у (цемент : песок : щебень или гравий) при В/Ц = Z Например, в первом случае состав бетона: цемента — 280, песка — 670, щебня — 1300, воды — 170 кг/м3, а во втором случае 1 : 2,4 : 4,7 при В/Ц = 0,6.

Различают два состава бетона: номинальный (лабораторный), рас­считанный для материалов в сухом состоянии, и производственный (полевой) — для материалов в естественно-влажном состоянии.

Для расчета состава тяжелого бетона имеется несколько мето­дов, среди которых наиболее простым и удобным является метод расчета по «абсолютным объемам». При этом методе предполагает­ся, что свежеприготовленная бетонная смесь после укладки в форму или в опалубку и уплотненная в ней не будет иметь пустот.

Состав бетона по методу «абсолютных объемов» подбирают в два этапа. Вначале рассчитывают ориентировочный состав бетона, затем расчет проверяют и уточняют по результатам пробных замесов и испытаний контрольных образцов.

Для расчета состава тяжелого бетона необходимо иметь следующие данные: заданную марку бетона Rб, класс бетона, требуемую удобоукладываемость бетонной смеси, определяемую осадкой конуса ОК, см, или жесткость, а также характеристику исходных материалов — вид и активность цемента насыпную плотность составляющих рн ц, рн п, рн щ(г) и их истинную плотность р1(, рп, рщ(г), пустотность щебня или гравия VП,Щ(Г), наибольшую крупность их зерен и влажность заполнителей WП, WЩ (Г).

Состав бетона для пробных замесов рассчитывают в следующей последовательности: вычисляют водоцементное отношение, расход воды, расход цемента, после чего определяют расход крупного и мелкого заполнителя на 1 м3 бетонной смеси.

Водоцементное отношение В/Ц вычисляют исходя из требуемой марки бетона, активности цемента и с учетом вида и качества со­ставляющих по следующим формулам:

- для бетонов с водоцементным отношением В/Ц > 0,4

- для бетонов с водоцементным отношением В/Ц < 0,4

где Rб — марка бетона, МПа;

Rц — активность цемента, МПа;

А и А1 — коэффициенты, учитывающие качество материалов (таблица 9).

Таблица 9. Значения коэффициентов А и А1

После преобразования В/Ц приведенные выше формулы имеют вид:

или

Расход воды (водопотребность), л/м3, ориентировочно определяют исходя из заданной удобоукладываемости бетонной смеси по таблице 10, которая составлена с учетом вида и крупности зерен заполнителя.

Таблица 10. Ориентировочный расход воды на 1 м3 бетонной смеси

Расход цемента на 1 м3 бетона вычисляют по уже известному водоцементному отношению и определенной по таблице 9.3 водо- потребности бетонной смеси. Если расход цемента на 1 м3 бетона окажется меньше минимально допустимого (200—220 кг/м3), то из условия получения плотного бетона расход цемента увеличивают до требуемой нормы или вводят тонкомолохую добавку.

Расход заполнителей (песка, щебня или гравия), кг/м3, бетона вычисляют исходя из двух условий:

1. Сумма абсолютных объемов всех компонентов бетона равна 1 м3 уплотненной бетонной смеси, т.е.

где Ц, В, П, Щ(Г) — расход цемента, воды, песка и щебня (гравия), кг/м3;

рц, рв, рп, рщ(г) — истинная плотность этих материалов, кг/м3;

Ц/рц, В/рв, П/рп, Щ(Г)/рщ(г) — абсолютные объемы материалов, м3.

2. Цементно-песчаный раствор заполнит пустоты в крупном за­полнителе с некоторой раздвижкой зерен, т.е.

 

где Vn щ(г) — пустотность щебня (гравия) в рыхлом состоянии;

рН1Ц(г) — насыпная плотность щебня (гравия), кг/м3;

α — коэффициент раздвижки зерен щебня (гравия), принимают в зависимости от расхода цемента и водоцементного отношения (для пластичных смесей по таблице 11, для жестких — 1,05—1,2).

Таблица 11.

Решая совместно эти два уравнения, находят формулу для определения расхода щебня (гравия), кг/м3 бетона

После определения расхода щебня (гравия) рассчитывают расход песка, кг/м3, как разность между проектным объемом бетонной смеси и суммой абсолютных объемов цемента, воды и крупного заполнителя по формуле

Определив расход компонентов Ц, В, П, Ш(Г) на 1 м3 бетон­ной смеси, кг, вычисляют ее расчетную среднюю плотность рбсм = Ц + В + П +Ш(Г), кг/м3, и коэффициент выхода бетона р делением объема бетонной смеси (1 м3) в уплотненном состоянии на сумму объемов сухих составляющих, затраченных на ее приготовление

где VЦ, VП, VЩ(Г) - объем сухих составляющих, затраченных на приготовление 1 м3 бетонной смеси, м3;

Ц, П, Щ(Г) - расход сухих материалов, кг/м3 бетона;

ρнц, ρнп, ρнщ(г), насыпная плотность сухих материалов, кг/м3.

Значение коэффициента выхода бетона β обычно находится в пределах 0,55—0,75.

Расчетный состав бетона уточняется пробными замесами, для чего готовят пробный замес бетонной смеси объемом 30—50 л и определяют ее подвижность или жесткость. Если бетонная смесь получилась менее подвижной, чем требуется, то увеличивают количество цемента порциями по 10 % первоначального и добавляют соответствующее цементно-водному отношению количество воды. В том случае, когда подвижность смеси получилась больше требуемой, добавляют небольшими порциями песок и крупный заполнитель, сохраняя отношение их постоянным. Таким путем добиваются заданной подвижности бетонной смеси.

Объем замеса бетонной смеси, полученной после корректирования состава ее но подвижности, может быть определен делением общей массы израсходованных материалов на среднюю плотность бетонной смеси

где V3 — объем замеса бетонной смеси, м3;

Ц3, Вэ, П3, Ш(Г)3 — соответственно масса цемента, воды, песка и щебня (гравия), израсходованных на замес, кг;

ρб см — средняя плотность бетонной смеси, кг/м3.

Зная объем бетонной смеси и расход материалов для получения этого объема, можно рассчитать расход материалов на 1 м3 бетонной смеси

Помимо данного замеса для уточнения состава бетона рекомендуется готовить еще два пробных замеса того же объема, что и первый, но в одном водоцементное отношение принимается больше на 20 %, а в другом меньше на 20 %, чем у основного замеса. Для двух допол­нительных составов бетона определяют расход воды, цемента, крупного заполнителя и песка аналогично приведенному выше расчету.

Из бетонной смеси каждого замеса изготавливают по три контрольных образца-куба размером 150x150x150 мм, которые испытывают на сжатие через 28 сут нормального твердения. По результатам испытаний строят график Rб = f (В/Ц), по которому выбирают водоцементное отношение, обеспечивающее получение бетона заданной марки.

На пробных замесах проверяют подвижность или жесткость бетонной смеси, а также определяют ее среднюю плотность, которая должна совпадать с расчетной.

По результатам пробных замесов и испытаний контрольных образцов-кубов вносят коррективы в расчетный состав бетона. При этом учитывают фактическую влажность заполнителей и пересчитывают номинальный состав бетонной смеси на производственный.

При расчете производственного (полевого) состава тяжелого бетона учитывается влажность заполнителей, количество последних увеличивают на столько, чтобы содержание в них сухого материала равнялось расчетному, а количество вводимой в замес воды уменьшают на значение, равное содержанию воды в заполнителях.

Среднюю плотность уплотненной бетонной смеси можно определить при изготовлении контрольных образцов-кубов, взвешивая пустую форму и форму с уплотненной бетонной смесью.

Производственный (полевой) состав бетона по массе вычисляют путем деления расхода каждого компонента бетонной смеси на расход цемента

По объему состав бетона выражают следующим образом:

где Ц, П, Щ(Г) — расход материалов на 1 м3 бетона по массе, кг;

VЦ, VП, VЩ(Г) — расход материалов на 1 м3 бетона по объему, м3.

Расчет дозировки составляющих бетонной смеси на один замес бетоносмесителя определенного объема с учетом найденного коэффици­ента выхода бетона выполняют по следующим формулам (кг на 1 м3):

где ЦV, ВV, ПV, Щ(Г)V — соответственно масса цемента, воды, песка, щебня (гравия), кг, на замес в бетоносмесителе с барабаном объемом V, м3;

Ц, В, П, Щ(Г) — расход материалов с естественной влажностью, кг/м3 бетона.

  Лабораторная работа № 9.

Испытание песка для бетона.

 

Цель работы: определить плотность, зерновой состав, содержание вредных примесей.

Лабораторная работа № 10.

Испытание крупного заполнителя для бетона. Определение плотности, зернового состава, содержания вредных примесей.

Цель работы: испытать крупный заполнителя для бетона. Определить плотность, зерновой состав, содержание вредных примесей

 

Примеры решения задач

Расход воды 175 кг/м3 (см. таблицу 10).

Задачи для самостоятельного решения

  Лабораторная работа № 11.

Приготовление бетонной смеси и проверка свойств бетона. Приготовление пробных замесов. Изготовление и испытание образцов на прочность.

Цель работы: приготовить бетонную смесь и проверить свойства бетона. Изготовить и испытать образцы на прочность

По данной теме предусмотрены самостоятельные практические работы по описанию свойств и области применения бетонов различного вида с использованием образцов бетонов и сведений о бетонах.

При этом студенты должны ознакомиться с имеющимися в учебной аудитории плакатами, наглядно представляющими структуру бетона различных видов, графики твердения бетона, образцы бето­на, и с другими наглядными материалами; в том числе ознакомить­ся с образцами различных видов заполнителей бетонов.

Преподаватель на каждую бригаду студентов должен выдать 2—3 различных вида бетона и дать задание сделать описание их внешнего вида, состава, свойств и области применения.

Студентам необходимо ознакомиться с методикой подбора состава бетона и методами его испытания с использованием современного лабораторного оборудования и самостоятельно зарисовать приборы и заполнить таблицы в Журнале для лабораторных и практических работ.

  Тема 10. Строительные растворы

Строительным раствором называют искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания рационально по­добранной смеси вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя (песка) и в необходимых случаях различных добавок (минеральных, поверхностно-активных, химических и др.). Смесь этих материалов до затвердевания называют растворной смесью.

Вяжущее вещество для приготовления строительного раствора вы­бирают в зависимости от его назначения и режима твердения. В каче­стве вяжущего используют цемент, известь, гипс и др. Растворы, при­готовленные на одном вяжущем, называют простыми (цементные, известковые и гипсовые), а на нескольких вяжущих — сложными (це­ментно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые и др.).

По прочности на сжатие в 28-суточном возрасте строительные ра­створы бывают следующих марок: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200 и 300.

Строительные растворы применяют для различных видов каменной кладки, монтажа зданий из крупных блоков и панелей, внут­ренних и наружных штукатурок, заводской отделки лицевых повер­хностей стеновых панелей и крупных стеновых блоков, гидроизоляции помещений и других целей.

В последнее десятилетие в строительстве широкое применение находят сухие строительные смеси (ССС), которые изготавливают на специальных заводах по производству ССС и перед применением затворяют водой. Сухие строительные смеси представляют собой смесь вяжущих, заполнителей, наполнителей и различных химических добавок, в качестве последних применяют пластификаторы, замед­лители, ускорители и другие добавки. Сухие строительные растворы в зависимости от их состава имеют широкое применение при вы­полнении различного вида строительных работ.

Важным показателем качества затвердевшего раствора является его прочность, которая зависит от активности вяжущего, его количества, водовяжущего отношения и условий твердения. Если отсутствует отсос воды пористым основанием, прочность цементного раствора в возрасте 28 сут можно определить по эмпирической зависимости, предложенной проф. Н.А. Поповым

где Rц - активность цемента, МПа;

Ц/В — цементно-водное отношение.

Прочность цементных растворов, укладываемых на пористое основание, ориентировочно можно найти по формуле

где К — коэффициент, равный 0,8 для среднезернистого песка и 0,5—0,7 для мелкозернистого;

Ц — расход цемента на 1 м3 песка, м3.

Прочность смешанных растворов, твердеющих на порисгом ос­новании, устанавливается по формуле

где К1 — коэффициент, равный от 1,3 до 2 в зависимости от вводимых добавок;

Д/Ц — отношение добавки к цементу по массе.

Состав растворов определяют, производя расчет на 1 м3 песка в такой последовательности:

1) расход цемента определяют по формуле

где Rр — заданная марка раствора, МПа;

К — коэффициент, равный 1 при использовании портландцемента и 0,88 для пуццоланового или шлакопортландцемента;

Rц — активность цемента, МПа;

2) объем добавки глиняного или известкового теста вычисляют из соотношения

Глиняное тесто используют такое, что глубина погружения в него конуса равна 13—14 см. Известковое тесто приготавливают из извести второго сорта с содержанием воды 50 % (средняя плотность 1400 кг/м3);

3) расход воды приближенно определяют по формуле

  Лабораторная работа № 12.

Подбор состава строительного раствора. Определение состава сложного раствора по таблицам. Испытание растворной смеси, изготовление стандартных образцов и определение прочности раствора

Цель работы: подобрать состав строительного раствора. Определить состав сложного раствора по таблицам. Испытать растворную смесь, определить прочность раствора.

Примеры решения задач

 

 

Задачи для самостоятельного решения

Самостоятельная практическая работа

При изучении данной темы самостоятельная практическая работа предусматривает выполнение описания различных видов строительных растворов, применяемых в современном строительстве. По собственному выбору или по рекомендации преподавателя бригада студентов по 3—4 человека выполняет краткое описание двух-трех строительных растворов из приведенных ниже их разновидностей:

- растворы для каменной кладки и монтажа полносборных зданий;

- отделочные растворы;

- специальные растворы;

- сухие строительные смеси.

Соответствующие записки заносят в Журнал для лабораторных и практических работ.

  Тема 11 Искусственные каменные материалы и изделия на основе минеральных вяжущих веществ

Искусственные каменные материалы и изделия получают на основе минеральных вяжущих с применением разнообразных минеральных и органических заполнителей. В результате затвердевания вяжущих веществ при обычной или относительно невысокой темпе­ратуре — до 200 °С (пропаривание паром, в том числе в автоклавах) изделия приобретают камневидное состояние.

Искусственные каменные материалы и изделия в зависимости от вида минерального вяжущего можно разделить на четыре группы: силикатные (на основе извести), гипсовые и гипсобетонные, асбес­тоцементные и магнезиальные материалы и изделия. Области применения, определяемые свойствами этих материалов, чрезвычайно обширны — от несущих и ограждающих конструкций до отделки зданий и сооружений.

При изучении данной темы возможны следующие варианты за­дач. Например, требуется определить расход песка, извести и воды для получения заданного количества штук кирпичей. Или обратная задача, в которой требуется определить количество штук кирпичей, которые могут быть получены из имеющегося количества материалов: кварцевого песка и извести. Можно также назвать задачи по определению марки силикатного кирпича по результатам испытания образцов в лаборатории.

Кроме того, по данной теме предусмотрены самостоятельные практические работы по описанию внешнего вида, размеров, свойств и применению различных искусственных каменных изделий, образцы которых имеются в лаборатории, а также по имеющимся плака­там и проспектам на различные материалы и изделия, изготовлен­ные на основе минеральных вяжущих веществ.

  Лабораторная работа № 13.

Определение марки силикатного кирпича.

Цель работы: Определить марку силикатного кирпича

Примеры решения задач

Таблица 12. Технические требования к прочности силикатного кирпича

Задачи для самостоятельного решения

 

Самостоятельная практическая работа

Для изучения данной темы самостоятельная практическая работа представляет выполнение описания технологии производства силикатного кирпича и ячеистых силикатных бетонов, гипсовых и гип­собетонных материалов и изделий, асбестоцементных изделий и др.

Бригада студентов по 3—4 человека выполняет зарисовку образцов силикатного кирпича как одинарного полнотелого, так и утолщенного с пустотами, замкнутыми с одной стороны, измеряет их размеры и плотность. Студенты знакомятся с образцами ячеистого силикатного бетона и дают описание его свойств.

По этой же теме предусмотрено знакомство студентов с образцами гипсобетонных изделий: гипсокартонные листы (ГКЛ), гипсоволокнистые листы (ГВЛ), пазогребневые гипсовые плиты (ПГП) и др.

Необходимо дать краткое описание каждого из рассматриваемых образцов.

Это следует отнести и к описанию внешнего вида образцов асбестоцементных изделий: листов кровельных, безнапорных труб и др.

Соответствующие записи заносятся в Журнал для лабораторных и практических работ.

  Тема 12. Строительные пластмассы

Полимерные строительные материалы и изделия получают из многокомпонентных смесей, основным связующим компонентом которых является синтетический или природный полимер. Кроме полимера (связующего), эти материалы могут содержать наполнители, пластификаторы, отвердители, порообразователи, красители, стабилизаторы и другие компоненты.

На основе полимеров приготавливают пластические массы, характерной особенностью которых является способность в процессе переработки принимать заданную форму и устойчиво ее сохранять.

Из пластических масс изготавливают разнообразные строительные материалы и изделия: для покрытия полов, облицовки стен и потолков помещений различного назначения, погонажные изделия, санитарно-техническое оборудование и др. Применение материалов и изделий из пластических масс позволяет повышать индустриальность строительных работ, сокращать трудовые затраты, снижать стоимость строительства, а также добиваться значительной экономии цветных и черных металлов, древесины и других дефицитных материалов.

Эффективность применения в строительстве материалов и изде­лий из пластических масс можно объяснить рядом их положитель­ных физико-механических свойств — малой плотностью, высокой стойкостью к агрессивным средам, малой теплопроводностью, возможностью получения красиво окрашенных изделий. Недостатком их является низкая теплостойкость, сравнительно небольшая твердость и, кроме того, склонность к «старению» под воздействием солнечного света, воздуха и других факторов.

По данной теме предусмотрено выполнение только самостоятельной практической работы, которая дополняет информацию, полученную студентами на лекциях, читаемых преподавателем согласно учебной программе дисциплины «Строительные материалы и изделия».

Как правило, в учебной аудитории и в лаборатории имеется боль­шое количество образцов полимерных строительных материалов и изделий, которые наглядно представлены на застекленных стендах- витринах, в стеклянных шкафах в виде коллекций образцов, а также изображены на красочных плакатах, проспектах, буклетах, в специальных строительных журналах и каталогах.

  Практическая работа № 3.

Изучение строительных пластмасс

Цель работы: ознакомиться с основными видами полимерных строительных материалов. Визуально оценить их свойства.

Для изучения данной темы самостоятельная практическая работа предусматривает выполнение описания внешнего вида, свойств и области применения строительных материалов и изделий, изготовленных на основе полимеров.

Бригада студентов по 3—4 человека выполняет описание трех-четырех образцов материалов с наклеенной этикеткой с указанием названия на каждом из них.

По этой теме студентов следует ознакомить с образцами материалов для покрытия полов, для внутренней отделки стен, с погонажными изделиями, трубами и санитарно-техническими изделиями, а также с широко применяемыми в современном строительстве мастиками и клеями.

Необходимо ознакомить студентов с рулонными материалами — поливинилхлоридным линолеумом (безосновным и на тка­невой основе), глифталевым (алкидным) линолеумом, резиновым линолеумом (релин), синтетическим ворсовым ковром, ворсоменом (ворсовым линолеумом), а также плиточными материалами — поливинилхлоридными плитками, кумароновыми плитками, резиновыми плитками и образцами других материалов для покрытия полов, которые применяются в современном строительстве.

Значительный интерес у студентов вызывает знакомство с образцами конструкционных и отделочных материалов — стеклопластиками марки СВАМ, стеклотекстолитом, древесно-слоистым пластиком и органическим стеклом. В последние годы широко используются для внутренней отделки помещений различного назначения строительные материалы и изделия на основе полимеров, с образцами которых необходимо ознакомить студентов. С этой наиболее обширной группой полимерных материалов — листовыми, плиточными, рулонными и профильно-погонажными — следует ознакомить студентов.

Листовые отделочные материалы — декоративный бумажно-слоистый пластик, декоративные панели «Полиформ» и «Полидекор», древесно-волокнистые и древесно-стружечные отделочные плиты.

К отделочным материалам на основе полимеров относят полистирольные и фенолитовые облицовочные плиты.

Рулонные отделочные материалы — декоративные поливинилхлоридные пленки «Изоплен», «Повинол», «Винистен», самоклею- щая пленка и др.

К погонажным строительным изделиям, изготовляемым на основе полимеров, относят плинтусы, поручни для лестниц, балконов и других ограждений, накладки на проступи лестничных маршей, порожки, раскладки для крепления и обработки швов листовых и рулонных облицовочных материалов, рейки для облицовки стен, наличники дверные и оконные, герметизирующие и уплотняющие прокладки для окон, дверей и стыков в крупнопанельных зданиях.

Кроме того, студентов необходимо ознакомить с мастиками и клеями, применяемыми для крепления рулонных, плиточных и листовых полимерных строительных материалов.

Студенты, ознакомившись с предложенными им образцами и используя различные наглядные информационные материалы, должны дать описание внешнего вида материала, его свойств и применения в Журнале для лабораторных и практических работ.

 

  Тема 13. Кровельные, гидроизоляционные и герметизирующие битумные и полимерные материалы  Лабораторная работа № 14.

Испытание битумного кровельного материала

Цель работы. Определение прочности и удлинения битумных материалов при одноосном растяжении.

Условную прочность σр в МПа образца-лопатки вычисляют по формуле

где Рр – разрывная сила, кг; b – ширина образца-лопатки, м (см); h0 – среднее значение толщины образ-

ца-лопатки на рабочем участке, м (см).

Результат округляют до 0,1 МПа.

Условное напряжение σε в МПа образца-лопатки вычисляют по формуле

где Pε – максимальная сила при испытании на растяжение, кг.

Результат округляют до 0,1 МПа.

Относительное удлинение ε в процентах вычисляют по формуле

где L2 – длина рабочего участка образца до испытания, мм; L – длина рабочего участка образца в мо-

мент разрыва или максимального значения силы, мм.

Результат округляют до 1 %.

Относительное остаточное удлинение εост в процентах вычисляют по формуле

где L2 – длина рабочего участка образца до испытания, мм; L3 – длина рабочего участка образца (двух

сложенных вместе частей разорванного образца), мм;

Результат округляют до 1 %.

 

  Практическая работа № 4.

Изучение кровельных и герметизирующих материалов.

Цель работы: ознакомиться с образцами кровельных и герметизирующих материалов.

Для изучения данной темы практическая работа предусматривает выполнение описания внешнего вида, свойств и области применения кровельных и герметизирующих материалов.

Бригада студентов по 3—4 человека выполняет описание трех-четырех образцов материалов.

Студенты, ознакомившись с образцами, используя различные информационно наглядные пособия, должны дать описание внешнего вида материала, его свойств и применения в Журнале для лабораторных и практических работ.

Тема 14. Теплоизоляционные акустические материалы

Теплоизоляционными называют материалы, применяемые в строительстве жилых и промышленных зданий, тепловых агрегатов и трубопроводов с целью уменьшения тепловых потерь в окружающую среду. Теплоизоляционные материалы характеризуются пористым строением и, как следствие этого, малой средней плотностью (не более 600 кг/м3) и низкой теплопроводностью — не более 0,18 Вт/(м•°С).

Применение теплоизоляционных материалов позволяет умень­шить толщину и массу стен и других ограждающих конструкций, снизить расход основных конструктивных материалов, уменьшить транспортные расходы и соответственно снизить стоимость строительства. Наряду с этим при сокращении потерь теплоты отапливаемыми зданиями уменьшается расход топлива. Многие теплоизоля­ционные материалы вследствие высокой пористости обладают способностью поглощать звуки, что позволяет употреблять их также в качестве акустических материалов.

Теплоизоляционные материалы по виду основного сырья подразделяются на органические и неорганические.

Органические теплоизоляционные материалы в зависимости от природы исходного сырья можно условно разделить на два вида: материалы на основе природного органического сырья (древесина, отходы деревообработки, бумага, торф и т.д.) и материалы на основе синтетических смол, так называемые теплоизоляционные пластмассы. Неорганические теплоизоляционные материалы изготавливают на основе различных видов минерального сырья (горных пород, шлаков, стекла, асбеста и т.д.).

  Практическая работа № 5.

Изучение теплоизоляционных материалов.

Цель работы: ознакомиться с образцами главнейших теплоизоляционных материалов. Определить марку теплоизоляционных материалов.

Для изучения данной темы практическая работа предусматривает выполнение описания внешнего вида, свойств и области применения теплоизоляционных и акустических материалов.

Бригада студентов по 3—4 человека выполняет описание трех-четырех образцов материалов.

По данной теме студентов следует ознакомить с образцами при­веденных ниже материалов.

Теплоизоляционные материалы из органического сырья — плиты древесно-волокнистые, древесно-стружечные, фибролитовые, арболитовые, пробковые и гофрированный картон.

Теплоизоляционные материалы из пластмасс — плиты пенополистирольные, пенополивинилхлоридные, пенополиуретановые, плитки, листовые и фасонные изделия из пенополиэтилена.

Теплоизоляционные материалы из неорганического сырья име­ют обширную номенклатуру. Минеральная вата является как бы полуфабрикатом, из которой изготавливают разнообразные теплоизоляционные минераловатные изделия: войлок, маты, полужесткие и жесткие плиты, скорлупы, сегменты, цилиндры и др.

Стеклянная вата — материал из беспорядочно расположенных стеклянных волокон, полученных из расплавленной сырьевой шихты, состоящей из кварцевого песка, кальцинированной соды и сульфата натрия или стекольного боя.

В зависимости от назначения вырабатывают текстильное и теплоизоляционное (штапельное) стекловолокно. Из стекловолокна изготавливают маты, плиты, полосы и другие изделия, в том числе ткани.

Асбестосодержащие материалы и изделия должны быть представлены следующими образцами: асбестовая бумага, шнур, ткань, плиты и др.

Студенты, ознакомившись с образцами, используя различные информационно наглядные пособия, должны дать описание внешнего вида материала, его свойств и применения в Журнале для лабораторных и практических работ.