Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Перечень основных разделов курса ТСМ. Актуальные задачи в помышленном строительстве материалов и в строительстве.



Перечень основных разделов курса ТСМ. Актуальные задачи в помышленном строительстве материалов и в строительстве.

Основные разделы:

l общестроительные материалы

l основы металлургического и строительного произыодства

l металлические трубы

l неметаллические трубы

l изоляционные материалы

l теплоизоляционные материалы

l материальные изделия для балластировки тп

l материалы для запорной и регулирующей арматуры

Задачи:

l снижение металлоемкости конструкций

l снижение стоимости и трудоемкости см

l повышение качества и безопасности строительства

l применение в строительстве новых материалов

l введение энергосберегающих и безотходных технологий

l стандартизация и сертификация.

 

Определения: строительные материалы, технологические материалы, строительные изделия. Три уровня структуры см.

См- это материалы, необходимые для создания самой конструкции, которая после строительства или ремонта восприниает эксплуатационные нагрузки и воздействие окружающей среды.

Технологические материалы - материалы, которые используют ы промышленном строительстве или входят в состав конструкции.

Строительные изделия - это готовые изделия и элементы, изготавливаемыеиз см в заводских условиях и монтируемые на строительной площадке безпредварительной обработки.

3 уровня:

l макроструктура - строение материалов, видимое невооруженным взглядом.

l микроструктура - строение материала, видимое с помощью оптическихприборов

l внутренняя структура - строение вещества, изучаемое на молекулярно-ионном уровне.

 

Классификация см по хим.составу, по происхождению, по виду материала, по природе.

По химическому составу:

l органические древесина

l неорганические камень, бетон,чугун,сталь

l комбинированные полимеры,битумы

По происхождению:

l природные

l искусственные

l синтетические - полученные в результате химической реакции между веществами.

По природе:

l металлические

l неметаллические

По виду материалов:

l твкрдые камень

l твердо-вязкие парафин

l сыпучие песок

l порошкообразные

l жидкие краски

l рулонные рубероид

l газообразные ацителен

 

Основные физические свойства, характеризующие отношение см к воздействию других веществ.

Взаимодействие с водой:

l гидрофильные - активно впитывают воду

l гидрофобные - активно отталкивают воду

Гигроскопичность - способность материала поглощать водяные пары из воздуха и удерживать их вследствии каппилярной конденсации

Зависит от температуры воздуха, влажности, природы и свойств материала.

Водопоглощение - способность материала впитывать и удерживать в своих порах воду. Зависит от размера и вида пор, степени гидрофильности вещества.

Изменяются характеристики при насыщении водой: увеличивается плотность, увеличивается теплопроводность, увеличивается электропроводность,увеличиввется объем некоторых материалов, снижается прочность(коэффициент размягчения).

Коэффициент размягчения- отношение предела прочности при сжатии насыщенного водой материала к пределу прочности на сжатие материала в сухом состоянии.

По водостойкости делятся на:

l легкоразмокаемые

l слабостойкие

l водостойкие

l неразмокаемые

Влагоотдача - способность материала отдавать воду в окружающий воздух, в естественных условиях характеризуется интенсивностью потери влаги при температуре 20 градусов и относительной влажности воздуха 60%.

Водопроницаемость - способность материала попускать через себя воду под давлением.

Влажность - характеризуется количством воды, которая содержится в порах и на поверхности материала в естественном состоянии.

 

Определение осн.мех.св-в

Прочность-способность материала сопротивляться вн.напряжениям, возникающим в рез-те действия внеш.сил. Напряжение при разруш-и образца-предел прочности(арии сжатии, изгибе, растяжении и кручении)

Прочность при сжатии определяют на гидравлич.испытат.прессах.

Образец измеряют штангенциркулем, проверяют параллельность граней, перпендикулярность их. Определяют площадь попер.сечения. После этого образец устанавливают на нижнюю опорную плиту пресса. Опускают траверсу до полного соприкосновения верхней плиты с верхней гранью образца. Перекрывают вентиль на трубке (цилиндр-маслянный бак). Включают насос и следят за показаниями силоизмерителя. Нагрузку постепенно увеличивают до момента разрушения, фиксируя это значение. Сразу после этого насос отключают, открывают вентиль для слива масла в масляный бак.

Предел прочности при изгибе определяют на тех же прессах с применением спец.приспособлений. К нижней опорной плите крепят 2 катка, а к верхней – нож изгиба. Предел прочности при изгибе определяют по формуле:

, где р-разрушающая нагрузка, l-пролет между опорами, b и h-ширина и высота попер.сечения балки.

Предел прочности при изгибе вычисляют как ср.арифметич.результатов испытаний 3-х измерений.

Прочность при растяжении. Измеряют ширину и толщину образца, далее закрепляют образец в зажимы разрывной машины. Равномерно нагружают. Определяют макс нагрузку.

, где р-разруш.нагрузка, F0-первонач.площ.попер.сечения образца. Предел прочности при растяжении вычисляют как ср.арифметич.результатов испытаний 3-х измерений.

Определение твердости по Бринеллю. Основан на вдавливании с определенной силой стального шарика в испытуемый материал и вычислении числа твердости по глубине вдавливания.

Образец кладут на рабоч.стол твердомера. Грузом сообщают давление шарику. Включают устройство, плавно высвобождая рычаг и доводя нагрузку на шарик до макс.величины в течении 30 с, а через 60 с записывают показания стрелки индикат.прибора. При этом шарик вдавливается в поверхностный слой образца. Находят величину погружения, далее снимают груз с рычага и устанавливают образец на опоре таким образом, чтобы расстояние было не менее 7.5 мм от первонач.вдавливания шарика. Повторяют опыт снова.

Число твердости по Бринеллю определяют по формуле:

, где Р-нагрузка на шарик, D-диаметр шарика, h – глубина отпечатка шарика. Испытанию подвергается 5 образцов(на каждом по 2 определения). Конечное значение определяют как ср.арифметическое.

Истираемость-свойство материала уменьшаться в объеме под действием истирающих усилий.

Образец высушивают в сушил.шкафу(105-110 С) до пост.массы. Измеряют его линейные размеры и площадь, которая будет подвергнута истиранию.

Образец устанавливают в обойму у края чугунного диска. Образец прижимается к поверхности круга с определенной силой. Круг приводят во вращение (33 об/мин). Во время вращения под образец подсыпают истирающий порошок. Испытание заканчивается после 1000 оборотов, после чего взвешивается образец. Истираемость определяют по формуле

, где m,m1 –массы образца до и после истирания, F-площадь истирания.

Испытание проводят 2-3 раза. За окончательный результат берется среднее арифметическое.

13) При испытании скальных пород и природных каменных материалов определяют следующие физич.свойства: истинную и среднюю плотность, пористость, водопоглощение, влажность и морозостойкость.

14) Природным каменным материалом называют строительные материалы, получаемые из горных пород с помощью механической обработки (дробления, раскалывания, распиливания, шлифования, полирования м др.).

Естественный (природный) камень — древнейший строительный материал. В настоящее время в строительстве применяют бутовый камень, булыжник, щебень и тесаный (пиленый) камень.

Прир.камень широко применяется в строит-ве, так как распространены в природе повсеместно и имеют различ.физико-мех.свойства.

К искусственным каменным материалам относятся глиняный кирпич, кровельная черепица, облицовочные плитки и другие изделия. Сырьем для их изготовления служит глина.

Минералы – природные хим.соединения или хим.элементы. Они обр-ся в определенных физико-хим.усл-ях и обладают стабильным хим.составом и физ.свойствами.

Горная порода – природное соединение одного или нескольких минералов, обр-ся в рез-те проявления различ.геологич.процессов в недрах Земли и на её пов-ти. Т.о., веществ.состав земной коры можно представить как иерархию: хим.элемент->минерал->ГП.

Тестура-пространственное размещение и взаимное расположение частиц и их агрегатов.

 

15) Классификация г.п. по генезису (по происхождению).

1) магматические 2) осадочные 3) метаморфические

Магматические и метаморфические г.п. слагают около 90% объема земной коры, однако, на современной поверхности материков области их распространения невелики. 10% на долю осадочных пород.

16) Магматические г.п. – образуются в результате твердения (застывания) магмы (каменного расплава, находящегося в недрах земли) в земной коре или на поверхности.

Образуются в результате вулканической деятельности вулканов.

Магматические г.п. делятся на 2 группы:

а) интрузивные (глубинные) – гранит

б) эффузивные (излившиеся) – базальт

По химическому составу а) и б) могут быть одинаковы.

Свойства глубинных г.п.: 1) плотная (поликристаллическая, зернистая) структура, характеризует ярко выраженными полностью сформированными кристаллами. 2) малая пористость 3) высокая средняя плотность (2,6-3,2 г/см3) 4) прочность на сжатие (150-350МПа) 5) высокая морозостойкость 6) малое водопоглощение 7) высокая теплопроводн.

Эффузивные г.п. образуются на пов-ти земли при отсутствии давления и быстром охлаждении магмы. Если породы остывали тонким слоем, то верхние слои лавы становятся пористыми.

Обломочные г.п. вулканического происхождения – образуются в результате выпадения и быстрого охлаждения магмы на земной поверхности.

Вулканические пеплы – порошкообразные частицы вулканических пород выпадающих при извержении вулканов.

Вулканические пемзы – рыхлое, пористое вулканическое стекло, образовавшееся при быстром выделении газов или быстром затвердевании.

Вулканические туфы – пористые породы, возникающие в результате уплотнения вулканического пепла. Наиболее сильно называются торосами.

 

17) Осадочные г.п. – образовавшиеся из продуктов разрушения всех остальных г.п., из остатков организмов и продуктов их жизнедеятельности, в результате осаждения, накопления и уплотнения вещества на поверхности земной коры. 

3 группы осадочных г.п. по происхождению:

1) хемогенные (хим. происхождения) – отложения в осадок нерастворимых соединений, образовавшиеся в водах морей и озер (морская глина, известняк, гипс)

2) биогенные (органич. происхождения) – продукты вымирания и осаждения объектов биосферы (растительность и животные) – мел, орг. глины, известняк.

3) обломочные (мех. происхождения) – образов. в результате мех. разрушения любых г.п. под действием перепада температур, теплоты, солнца, ветра (глины, пески, суглинки).

4) смеш. происхождения (био+хемо). например доломит.

Рыхлые г.п. – пески, глины, гравий, щебень.

Песок – рыхлая смесь зерен различных пород крупностью 0,14-5 мм.

Щебень – зерна угловатой формы с рваными краями (5-70мм).

Гравий – зерна окатанной формы (5-70)мм.

Песчаник – г.п. состоящая из сцементированных зерен кварца.

Конгломерат – г.п., состоящая из сцементированных зерен гравия.

Брекчия – г.п., состоящая из зерен щебня.

 

18) Метаморфические г.п. – г.п., которые образуются путем преобразования первичных г.п., под действием высоких температур, давления и химически активных веществ в растворах и газах.

гранит  p,t гнейс. Гнейсы – г.п. аналоги гранита по минералогическому составу, но имеют сланцевую структуру.

При видоизменении рыхлые породы чаще всего переходят в более плотные.

Магматические породы ухудшают свои свойства (т.к. кристаллы соединяются без цементирующего вещества).

Метаморфические г.п. часто имеют сланцеватую структуру.

 

19) По применению в строительстве: 1)прямое использование 2)использование в промышленности СМ – изменение строения, состава и свойств г.п.

По способу получения: 1) материалы применяемые в строительстве в первоначальном виде 2) материалы прошедшие мех. обработку в карьерах или на заводах.

Полезные ископаемые – г.п. пригодные для изготовления каменных материалов.

Горные работы – работы связанные с добычей полезных ископаемых.

Карьеры – разрабатываемые открытым способом месторождения полезных ископаемых.

 

20) Бутовый камень – крупные куски г.п. неправильной формы (15..50 см). Рваный бут получают взрывчатым способом, постелистый бут и плетняк добывают из слоистых пород при помощи ударных механизмов и клиньев.

Валунный камень – крупные обломочные г.п. ледникового происхождения от 20 см до 10 м в диаметре с хорошо окатанной поверхностью (получение щебня и булыжного камня).

Булыжный камень – зерна г.п. размерами от 5 до 15 см. Должны быть износостойкими, прочными, морозостойкими и т.д.

Для защиты природных каменных материалов (ПКМ) от атмосферного воздействия могут покрываться спец. составами.

 

 

Твердение извести

В зависимости от вида извести и условий, в которых происходит ее твердение, различают три типа твердения: карбонатное, гидратное и гидросиликатное.

Карбонатным твердением называют процесс постепенного затвердевания растворных или бетонных смесей, изготовленных на гашеной извести, при воздействии на них углекислоты.

Гидросиликатным твердением называют процесс превращения известково-кремнеземистых смесей в твердое камневидное тело, обусловленный образованием гидросиликатов кальция при тепловлажностной обработке в автоклавах насыщенным паром под давлением 0,9— 1,6 МПа, что соответствует температуре 174,5—200 °С.

Силикатный кирпич

Изготавливают кирпич одинарный и модульный, сплошной и пустотелый, лицевой и рядовой

Силикатный кирпич- кирпич изготовленный из тщательно приготовленной однородной смеси чистого кварцевого песка (92..95%) воздушной извести (5..8%) воды (7..8%) и небольшой доли добавок путем полусухого формования на спец прессах и последующего запаривания в автоплавах в среде насыщ водяными парами при 1750С и Р=0,8МПа

Силикатный кирпич может быть полнотелым и пустотелым

Силикатный кирпич нестоек к влаге и разлагается под действием высоких температур

Используется для кладки несущих стен и различных перегородок имеет высокие звукоизоляц характеристики

Категорически запрещено применять при кладке фундамента, цоколя, печей ,коминов , труб

На производство силикат кирпича требуется в 2 раза меньше топлива в 3 раза меньше электроэнергии в 2.5 раза меньше трудоемкости производства

Себестоимость силикатн кирпича ниже на 25-35% строительного и облицовочного кирпича

Силикатный кирпич высокого качества

-предел прочности при сжатии 15-20МПа

-средн плотность 1300кг\м3

-морозостойкость 15 циклов и выше, лучш. 35-50 циклов

-максимальная температура применении не должна привышать 5500С

 

Требования к материалам для бетонной смеси, Специальные добавки.

Бетон = ВВ + Н20 + МЗ + КЗ + СД

Качество бетона зависит от правильного подбора компонентов смеси и от качества материалов.

Вода для бетонной смеси не должна содержать вредных примесей

Чистая питьевая водопроводная - можно применять без проверки

Остальные виды воды - только после сравнительного анализа

СД-спец добавки

1 Ускорители твердения - как катализаторы при кристаллизации цементного теста CaCI, NaCL, HCI;

2 Замедлители схватывания - ЛСТ (органические вещества),

3 Противоморозные добавки - для твердения зимой;

4 Поверхностно-активные (пластифицирующие) добавки - образуют на поверхности зерен слои с различными свойствами.

5 Пено- и газообразователи - для пористых и ячеистых бетонов

6 Комбинированные

 

Прибор Вика

лабораторный прибор для определения нормальной густоты цементного теста с помощью металлического цилиндрического полированного стержня (пестика), свободно перемещающегося в обойме с делениями, а также для определения сроков схватывания цементного теста с помощью сменной иглы из нержавеющей полированной проволоки.

Нормальной густотой называют то содержание воды (%) которое необходимо добавить к цементу чтобы получить определенную консистенцию цементного теста. Эта консистенция характеризуется погружением в цементное тесто пестика прибора Вика на 33..35мм Нормальная густота портландцементов 22..27% пуццолановых 30%

Сроки схватывания цемента характеризуют начало и конец превращении материала в твердое тело. Начало схватывания портландцемента с минеральными добавками и шлакопортландцемента при температуре 200С должно наступать не ранее чем через 45мин а конец схватывания не позднее 10ч с момента затворения цементного теста

Начало схватывания характеризуют временем от начала затворения цемента водой до того момента когда игра плавно погружаясь в цементное тесто проникает в него на глубину 38..39 мм т.е не дойдет до стеклянной пластины на 1..2мм

 

50 Лабораторные испытания для определения основных свойств и качества цемента

Качество

Цементы по прочности насжатие при твердении подразделяют на высокопрочные - марок М 600 и выше, повышенной прочности - мар­ки М 600, рядовые - марок М300и М 400, низкомарочнме - ниже мер­ки 300.

V По скорости твердения цементы подразделяет на обычные с нор­мированием прочности в возрасте 28 сут, быстротвердеющие с норми­рование прочности в возрасте 3 и 28 сут, особобыстротвердеющие с нормированием прочности в возрасте I сут и менее.

V По скорости схватывания цементы подразделяет не медленно- схватывавшиеся, с началом схватывания более I ч 30 мин, нормально- сватывающиеся, с началом схватывания от 45 мин до 1,5 ч, быстро- схватывающиеся, с началом схватывания менее 45 ни».

 

В зависимости от прочности достигаемой к 28 сут твердения портландцемент изготавливают четырех марок: 400 500 550 600

 

 

51.Железобетон. Стадии производства ЖБИ. Способы организации заводского производства ЖБИ.

ж/б- строительный материал, в котором бетон и стальная арматура соединены взаимным сцеплением и работают под нагрузкой совместно.

Стадии производства ж/б:

-Дозирование компонентов бетонной смеси

- перемешивание бетонной смеси

-подготовка арматуры и укладка в формы

-формование бетонной смеси

-твердение бетона

-контроль качества

-складирование готовых изделий

 Способы производства:

-агрегатно-поточный выпуск-выпуск изделий большой номенклатуры разных типоразмеров. Разделение технологического процесса на отдельные группы операций, свободный ритм в потоке, выполнение нескольких разнотипных операций на универс. оборудовании (сваи,ригели)

-конвейерный- массовый выпуск изделий по ограниченной номенклатуре с минимальным числом типоразмеров. максимальное расчленение технологического процесса на отдельные операции. Регламентированный ритм в потоке.(стеновые панели)

- стендовый-на каждом стенде или форме производится одно или несколько технологических однородных изделий.процесс осущ. в неподвижных формах или на стендах, изделия остаются неподвижными , перемещается рабочее и технологическое оборудование , за каждым стендом закреплен определенный вид изделий.(шпалы)

 

 

Группы стальных труб. Требования к стальным трубам.

В зависимости от назначения и гарантируемых характеристик стальные трубы общего назначения поставляются по группам:

Группа А-мех свойства

Группа Б-хим. состав

Группа В- мех свойства и хим.состав

Группа Г-хим.состав и контроль.

Группа Д-только прочность при испытании гидравлическим давлениям.

 

Протекторная защита

 

В основу протекторной защиты положен принцип работы гальванического элемента.

В качестве анода используется материап обладающий более отрицательным электродным, потенциалом по сравнению с потенциалом защищаемого металла трубопровода.

 

Сущность катодной защиты заключается в искусственной поляризации катода таким образом чтобы его потенциал стал больш или равным потенциалу анода коррозионной пары.

Это можно сделать. подключив к двухэлектродной (катод-анод) коррозионной паре третии электрод с более отрицательным потенциалом.

В результате такой поляризации катода работа коррозионной пары прекращается Однако это может быть лишь при определенном более отрицательном потенциале и соответствующей силе защитного тока.

Как уже отмечалось, защитная поляризация катода мотет быть осуществлена наложением защитного потенциала от источника постоянного тока или применением в качестве дополнительного анода специальных материалов.

Грунт и ТП - своеобразный шунтирующий элемент уменьшающий сопротивление в цепи тока на каком-либо участке электропроводника.

Зона А - анод подвергается интенсивному
лектрохимическому коррозионному разрушению.

Блуждающие токи - постоянные токи которые стекают с какого-либо проводника, проходят в грунте до встречи с ТП (другим металлическим протяженным сооружением) входят в него и пройдя по нему некоторое
расстояние выходят в грунт и возвращаются в исходный проводник.

 

Блуждающие токи опасны тем, что могут возникать от источника, который иногда находится на очень большом расстоянии(10-20 км).

Наибольшую опасность представляет постоянный ток но и переменный также вызывает электрохимическую коррозию хотя и значительно менее интенсивную чем постоянный.

 

 

 80 Основные виды изоляционных покрытий МТП:

· Лакокрасочные(надземные участки)

· Битумная изоляция

· Пленочная

 

По конструкции в зависимости от диаметра, условий прокладки, и степени ответственности ТП изоляционные покрытия могут быть:

· Нормального типа

· Усиленного типа

 

Стеклоэмалевые покрытия представляют собой стекла, наплавленные

на металл с образованием прочно сцепленного твердого слоя, устойчивого ко многим абразивным и агрессивным средам. Коррозионная активность и высокая прочность сцепления покрытия определяется главным образом

химическим составом фритты – исходного материала для стеклоэмалирования.

Фритта представляет собой силикатные стекла сложного состава. Ее

получают плавлением при 1100-1450оС тщательно перемешанных тугоплавких материалов, таких как двуокись кремния, двуокись титана,

полевой шпат, каолин и т.д., с флюсами, к которым относятся бура,

кремнефтористый натрий, нитраты или карбонаты лития, натрия или калия.

Плавление продолжается до образования однородного расплава, хотя в

отличие от стекольного расплава в нем допускается содержание некоторого количества воздушных пузырьков. На этой стадии расплав быстро охлаждают путем слива в воду или пропусканием между водоохлаждаемыми стальными вальцами с образованием мелких пластинок или чешуек фритты.

Для процесса сухого эмалирования, который обычно применяют для

покрытия чугунных ванн, фритту после сушки размалывают в шаровых

мельницах для получения частиц заданного размера, применяя в качестве

истирающего материала фарфор или кварцит. Для более распространенного «мокрого» эмалирования помол фритты производят с водой.

Метод сухого эмалирования заключается в напылении через сито

порошкообразной фритты на предварительно нагретую деталь, которую

затем помещают в печь при ∼900оС и получают требуемое гладкое эмалевое покрытие с хорошим сцеплением.

При мокром методе эмалирования шликер наносят на очищенную

поверхность металла распылением или окунанием и после сушки помещают в печь при 750-850оС

 

Металлизационные покрытия
Рабочие толщины металлизационных покрытий (ЭМП) обычно составляют 50-500 мкм. ЭМП прекрасно зарекомендовали себя в агрессивной (кислотной, щелочной) среде до температур более 10000С. Опыт промышленной эксплуатации показал, что в морской и подкисленной воде, атмосфере, содержащей примеси сернистого газа и других серосодержащих веществ, следует применять металлизационные покрытия из алюминия. Для сильнощелочных сред более предпочтительно использование цинка. В ряде случаев оптимальными эксплуатационными свойствами обладают смеси или соединения состава алюминий-цинк, другие цветные металлы, а также покрытия из легированных сталей.
На сегодняшний день за рубежом практически все крупногабаритные конструкции в той или иной степени защищены ЭМП. Металлизационные покрытия используются на железнодорожных мостах и переходах, в резервуарах и трубопроводах различного назначения, на осветительных опорах и ограждениях автомобильных дорог, в судостроении, на гидросооружениях и т.п. Причин тому достаточно много. Перечислим самые основные.

 

 





Требования к защитным покрытиям трубопроводов

Технические требования к изоляционным материалам и покрытиям включают ряд показателей, характеризующих физико-химические и механические свойства материалов и покрытий, обеспечивающие надежную противокоррозионную защиту наружной поверхности трубопровода в течение всего срока службы трубопровода. К противокоррозионным изоляционным покрытиям предъявляются следующие основные требования:

· хорошие диэлектрические свойства (переходное электрическое сопротивление изолированного трубопровода после укладки и засыпки должно быть не ниже 104 Ом·м2 при изоляции нормального типа и не ниже 105 Ом·м2 - при изоляции усиленного типа);

· достаточно высокая теплостойкость в зависимости от окружающей температуры воздуха при нанесении покрытия на трубопровод (оно не должно оплывать под действием солнечных лучей);

· высокая механическая прочность во избежание нарушения сплошности изоляционного слоя при производстве укладочных работ и от давления грунта;

· высокая морозостойкость (при отрицательных температурах не должно происходить образование трещин);

· высокая химическая стойкость и водостойкость;

· нейтральность самого покрытия к металлу трубы;

· хорошая адгезия к материалу трубы (сопротивление на отрыв должно быть не менее 5 кгс/см2).



Структура и свойства ТИМ.

Чтобы получить достаточный эффект от применения тепловой изоляции в инженерных проектах, производятся соответствующие тепловые расчеты, в которых принимаются их конкретные разновидности ТИМ и учитываются их теплофизические характеристики.

Теплоизолирующая способность материалов зависит от количества и характера пор, их размеров и распределения, открытости или замкнутости.

Максимальный эффект достигается при большом количестве мелких замкнутых пор заполненных воздухом.

Самым характерным признаком ТИМ является их высокая пористость поскольку воздух в порах имеет меньшую теплопроводность, чем окружающее его вещество в конденсированном состоянии (твердом или жидком).

Пористость ТИМ = до 90-98%, а сверхтонкое стекловолокно имеет пористость до 99,5%.

Важным свойством утеплителя является морозостойкость в условиях защиты наружных ограждающих конструкций.

Весьма важно предохранять теплозащиту в конструкциях и на оборудовании от увлажнения, тем более при возможном последующем
замерзании влаги.

Теплопроводность ТИМ резко возрастает при увлажнении.

При замерзании увлажненного ТИМ происходит дальнейшее увеличение его теплопроводности.

Воздух (неподвижный) 0,02
Воздух в порах Ø 0,1-2,0 мм 0,023-0,030
Вода   0,58
Лед   >2,32

По теплопроводности ТИМ делят на 3 класса:

· А - малотеплопроводные (< 0,06 Вт /(м·°С ))

· В - среднетеплопроводные (0,06-0,115 Вт /(м·°С ))

· С - повышенной теплопроводности (0,115-0,175 Вт /(м·°С ))


Классификация теплоизоляционных материалов. Требования к материалам, применяемых для теплоизоляции трубопроводов.

Теплоизоляционные материалы в зависимости от назначения подразделяют на изоляционно-строительные, которые применяют для утепления строительных ограждений, и изоляционно-монтажные —для утепления трубопроводов и промышленного оборудования. Деление это условно, так как некоторые материалы используют как для изоляции строительных конструкций, так для изоляции промышленных объектов.

Теплоизоляционные материалы классифицируют по следующим признакам:

1. Форме и внешнему виду:

· штучные (плиты, блоки, кирпичи, цилиндры, полуцилиндры, сегменты);

· рулонные и шнуровые (маты, шнуры, жгуты);

· рыхлые и сыпучие (вата, перлитовый песок и др.).

2. Структуре:

· волокнистые (минераловатные, стекловолокнистые и др.);

· зернистые (перлитовые, вермикулитовые);

· ячеистые (изделия из ячеистых бетонов, пеностекло, пенопласты, совелитовые и др.).

3. Виду исходного сырья:

· неорганические;

· органические;

· композиционные.

4. Средней плотности:

· на группы и марки; материалы, которые имеют промежуточные значения плотности, не совпадающие с указанными выше, относятся к ближайшей большей марке.

5. Жесткости:

· мягкие (М) — сжимаемость свыше 30 % при удельной нагрузке 0,002 МПа (минеральная и стеклянная вата, вата из каолинового и базальтового волокна, вата из супертонкого стекловолокна, маты и плиты из штапельного стекловолокна);

· полужесткие (П) — сжимаемость от 6 до 30 % при удельной нагрузке 0,002 МПа (плиты минераловатные и из штапельного стекловолокна на синтетическом связующем);

· жесткие (Ж) — сжимаемость до 6 % при удельной нагрузке 0,002 МПа (плиты из минеральной ваты на синтетическом или битумном связующем);

· повышенной жесткости (ПЖ) — сжимаемость до 10 % при удельной нагрузке 0,04 МПа (плиты минераловатные повышенной жесткости на синтетическом связующем);

· твердые (Т) — сжимаемость до 10 % при удельной нагрузке 0,1 МПа.

6. Теплопроводности:

· класс А — низкой теплопроводности — теплопроводность при средней температуре 298 К (25 °С) до 0,06 Вт/(м • К);

· класс Б — средней теплопроводности—теплопроводность при средней температуре 298 К от 0,06 до 0,115 Вт/(м • К);

· класс В — повышенной теплопроводности — теплопроводность отО,115доО,175Вт/(м-К);

7. Горючести:

· негорючие (НГ);

· слабогорючие (П);

· умеренногорючие (Г2);

· нормальногорючие (ГЗ);

· сильногорючие (Г4).

 

Требования к материалам, применяемым для теплоизоляции ТП.

· Низкий коэффициент теплопроводности

· Высокая механическая прочность на сжатие и изгиб

· Способность сохранять ТИ свойства в широком диапазоне температур и с течением времени

· Негорючесть

· Химическая нейтральность.

· Водонепроницаемость.

· Малое водопоглощение (гидрофобность)

· Морозостойкость

· Биостойкость (грызуны, микроорганизмы, насекомые)

· Нетоксичность

· Способность выдерживать действие высоких температур и открытого пламени

· Экономичность, недефицитность

· Высокое электросопротивление

Битумы

        Битумы – органичекие вещества черного или темно-бурого цвета, состоящие из смеси высокомолекулярных углеводородов и неметаллических производных (т.е. соединений углеводородов с серой, азотом и кислородом)

В состав битумов входят углеводороды следующих рядов:

· метанового (CnH2n+2)

· нафтенового (CnH2n)

· ароматического (CnH2n-6)

Элементарный состав битумов


С = 70-87 %

Н= 8-12 %

О = 0,2-12%

S = 0,5-7%

N < 1 %


Чаще всего используется групповой состав – разделение на отдельные группы соединений, близких по строению и свойствам (основывается на их неодинаковой растворимости в растворителях).



Групповой состав битумов

1. МАСЛА – молекулярная масса μ = 300…600. Содержание в битуме (массовая доля) – 35…60%. Придают битуму подвижность и тягучесть.

2. СМОЛЫ - μ = 600…1000. Массовая доля = 20…40%. Придают эластичность и водоустойчивость.

3. АСФАЛЬТЕНЫ – твердые, неплавкие вещества, μ = 1000…5000.

Содержатся в битуме в количестве 10...40 %, определяют процессы структурообразования, повышают вязкость и температуроустойчивость битума.

4.  АСФАЛЬТОГЕНОВЫЕ КИСЛОТЫ (И ИХ АНГИДРИДЫ) - густой смолистой или масляной консистенции вещества (ПАВ). Содержатся в битуме в количестве 1 %, за счет присутствия в них большого количества гетероатомов способствуют высокой адгезии к каменным материалам.

5.  КАРБЕНЫ И КАРБОИДЫ – твердые, хрупкие вещества практически не растворимы. Содержатся в основном в крекинг-битумах в количестве 1...3 %, повышают вязкость и хрупкость битума.

6.  ПАРАФИНЫ – твердые метановые углеводороды. Массовая доля = 0,6…8%. При содержании более 3,5% снижается пластичность , ухудшается структура, увеличивается хрупкость и повышается температура затвердевания битума.

 

Малейшие изменения в исходном сырье и технологии его переработки ведут к изменению состава битума и его свойств.

Классификация битумов

1. По исходному сырью

· Природные

· Искусственные (нефтяные)

2. По консистенции (при t комн)

· Твердые

· Вязкие

· Вязкопластичные

· Жидкие

3. По назначению

· Дорожные

· Строительные

· Кровельные

· Гидроизоляционные

· Специальные (изготовление лакокрасочных материалов).

Природный битум – образуется в естественных условиях в результате испарения легких и средних фракций , окислительной полимеризации нефти.

Природные битумы встречаются в местах нефтяных месторождений, образуя линзы, а иногда и асфальтовые озера. Природные битумы в чистом виде встречаются редко, чаще они пропитывают осадочные горные породы (известняки, песчаники, доломиты)

Содержание битума может быть 5-20%

Извлечение целесообразно если > 10%

2 способа извлечения природного битума:

· Выварка в воде с добавлением HCl

· Экстрагирование органическими растворителями

При содержании битума в породе менее 10% его отдельно не выделяют.

Породы, содержащие природный битум, измельчают до тонного порошка («асфальтовый порошок») и используют как высококачественную добавку при производстве мастик, асфальтовых бетонов, антикоррозийных покрытий.

По исходному сырью

· Каменноугольные

· Торфяные

· Древесные

· Сланцевые

По методу переработки сырья

· Коксовые

· Газовые


Наибольшее применение – каменноугольные дегти. Применение дегтей в строительстве постоянно сокращается, т.к. дегти имеют низкую погодоустойчивость, склонны к старению, что связано с испарением летучих веществ и изменением группового состава.


Состав дегтей

Имеют переменный групповой состав в зависимости от сырья и технологии переработки. Для определения группового состава дегти подвергаются фракционной разгонке.

В строительстве наибольшее применение имеют составленные (препарированные) дегти, получаемые смешением горячего пека с антраценовым маслом или другими жидкими дегтевыми веществами (пековой смолой, тяжелым маслом).

Групповой состав дегтей

1. Свободный углерод – твердые, углистые, неплавкие, нерастворимые вещества;

2. Твердые неплавкие дегтевые смолы (растворимы только в пиридине)

3. Вязкопластичные плавкие дегтевые смолы -  растворимы в бензоле и хлороформе. Дают пластичность.

4. Жидкие дегтевые масла:

· легкие tКИП < 170°С

·  средние tкип = 170-270 °С

·  тяжелые tкип = 270-300 °С

· антраценовые tкип = 300-360 °С

·  твердый остаток после 360 °С - «пек», «вар»

        Пек – твердое или вязкое аморфное вещество черного цвета, состоит из смолистых веществ, свободного углерода, частиц кокса и угля, антрацена, фенантрена, нафталина, масел.

        Вар - аналогично пеку в древесных дегтях

Деготь - сложная дисперсная система, средой служат масла, а дисперсной фазой – свободный углерод и твердые смолы. Структура дегтя приближается к типу суспензии, поэтому вязкость существенно зависит от концентрации твердой фазы, механических и тепловых воздействий.


 


Классификация ЛКМ

· Лаки - растворы пленкообразующих веществ в органических растворителях, могут содержать пластификатор, отвердитель и другие улучшающие качество покрытия добавки, способные после испарения растворителя образовывать на поверхности окрашиваемого материала прозрачное однородное покрытие.

· Краски - суспензия твёрдых частиц в олифе водной дисперсии синтетических полимеров или в природном полимере. При испарении летучих компонентов образуется тонкое покрытие как правило, непрозрачное и не имеющее блеска.

· Эмали - суспензии наполнителей и пигментов в растворе синтетического или искусственного полимера. Покрытие отличается большей, чем у краски, твёрдостью и характерным блеском.

· Грунтовки - краски или эмали способные образовывать покрытие с высокой адгезионной прочностью. Это необходимо для того, чтобы краски и эмали лучше держались на окрашиваемой поверхности. Грунтовки не несут декоративной функции, поэтому внешне могут

быть довольно неприглядными.

· Шпатлевки - вязкие густые композиции, предназначенные для заполнения неровностей и сглаживания окрашиваемых поверхностей. Благодаря наличию в составе мягких наполнителей покрытие из шпатлевки легко отшлифовать.

· Порошковые краски – смесь пленкообразователей, пигмента, и наполнителя. При нанесении на поверхность материала и расплавлении на ней образует тонкое равномерное покрытие.

Виды ЛКМ

По наличию пигмента ЛКМ делятся на:

· Непигментированные (олифа, лаки, грунтовки, шпатлевки)

· Пигментированные (эмали, краски, иногда грунтовки и шпатлевки)

Краски подразделяются на:

· масляные,

· водоэмульсионные

· порошковые

Эмали и грунтовки подразделяются на:

· органорастворимые

· водорастворимые.

Грунтовки должны обеспечивать:

· хорошую адгезию

· Высокую коррозионную стойкость покрытия

Грунтовки делятся на:


· пассивируемые

· изоляционные

· протекторные

· фосфатирующие

· преобразователи ржавчины


 



Трубопроводная арматура

Трубопроводная арматура представляет собой перечень технических устройств, которые устанавливают на трубопроводах, сосудах, работающих под давлением, агрегатах, насосах, теплообменниках и других приборах. Главная ее задача - управлять потоками жидкой, порошкообразной, газообразной и других сред за счет перемены площади проходных сечений. Под таким управлением подразумевается регулирование, перекрытие, смешивание, распределение, разделение на фазы, а также другие операции, проводимые с потоками рабочих сред.

 характеризуется двумя главными характеристиками:

1. условный проход (номинальный размер )

2. условное (номинальное) давление

Условный проход-(Dy или Dm) номинальный внутренний диаметр присоединяеиого к арматуре трубопровода в мм. Численные значения по ГОСТ28338-89(49)-параметрический ряд от 3 до 4000 мм.

Условное (номинальное) давление- (Pу или Pм ) избыточное наибольшое давление при температуре рабочей среды 200С при котором обуспечивается заданный срок службы соединений трубопровода и арматуры, имеющих определенные размеры, обоснованные на прочность. Численные значения по ГОСТ26349-34(26 шт)-параметрический ряд от 0,01Мпа до 80,0Мпа.

 

Классификауия арматуры

По назначению арматуру можно подразделить на пять больших классов:

Запорная арматура — устройства, применяемые для периодического или разового включения или отключения части трубопровода или объекта (вентили, клапаны, задвижки, краны и др.);

Регулирующая арматура — устройства, применяемые для частичного перекрытия проходных сечений и изменения количества протекающей жидкости с целью регулирования расходов, давления, уровня, температуры, состава среды и т. д. (регулирующие клапаны, регуляторы давления, регуляторы уровня, редукционные клапаны, смесительные клапаны и др.);

Предохранительная арматура — устройства, используемые для ограничения рабочих параметров и предотвращения аварийных условий: выпуска избытка среды при чрезмерном повышении давления (предохранительные и перепускные клапаны), предотвращения движения среды в обратном направлении (обратные клапаны);

Контрольная арматура — устройства, предназначенные для определения наличия или уровня жидкости (пробно-спусковые краны, указатели уровня);

Разная арматура — устройства, применяемые, например, для отвода одной из фаз среды: конденсата (конденсатоотводчики), воздуха (вантузы), масла (маслоотделители) и др.

   

 По конструктивным типам

Задвижка – трубопроводная арматура, в которой запирающий элемент перемещается возвратно-поступательно перпендикулярно направлению потока рабочей среды. Используется преимущественно в качестве запорной арматуры: запирающий элемент находится в крайних положениях “открыто” и “закрыто”.
Клапан – трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий элемент перемещается возвратно-поступательно параллельно оси потока рабочей среды в седле корпуса арматуры.
Кран – трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий элемент имеет форму тела вращения или его части; поворачивается вокруг своей оси, перпендикулярно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды.
Затвор (затвор дисковый) – трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий элемент имеет форму диска и поворачивается вокруг оси, перпендикулярной к оси трубопровода.

По способу управления:

Арматура под дистанционное управление
Не имеет непосредственного органа управления, а соединяется с ним при помощи колонок, штанг, и других переходных устройств.
Арматура приводная
Управление осуществляется при помощи привода (непосредственно или дистанционно).
Арматура с автоматическим управлением
Управление затвором происходит без участия оператора под непосредственным воздействием рабочей среды, на затвор или на чувствительный элемент, либо посредством воздействия на привод арматуры управляющей среды, либо по командному сигналу, поступающему на привод арматуры из приборов АСУ.
Арматура с ручным управлением
Управление осуществляется оператором вручную дистанционно или непосредственно.

По области применения:

Промышленная трубопроводная арматура общего назначения используется в различных отраслях народного хозяйства. Изготавливается она серийно в больших количествах и предназначается для сред с часто применяемыми значениями давлений и температуры. Этой арматурой оснащаются водопроводы, паропроводы, городские газопроводы системы отопления и т.д.
Промышленная трубопроводная арматура для особых условий работы предназначается для эксплуатации при относительно высоких давлениях и температурах, при низких температурах, на коррозионных, токсичных, радиоактивных, вязких, абразивных, и сыпучих средах. К этой арматуре относится: энергетическая, арматура высоких энергетических параметров, криогенная, коррозионностойкая, фонтанная, арматура с обогревом, арматура для абразивных гидросмесей и для сыпучих материалов.
Специальная арматура разрабатывается и изготавливается по отдельным заказам на основании особых технических требований. Часто такая арматура изготавливается, например, для экспериментальных или уникальных промышленных установок.
Судовая арматура выпускается для работы в специфических условиях эксплуатации ее на судах речного и морского флота с учетом промышленных требований в отношении минимальной массы, вибростойкости, повышенной надежности, особых условий управления и эксплуатации.
Сантехнической арматурой оснащаются различные бытовые устройства: газовые плиты, ванные установки, кухонные раковины и др. Изготавливается эта арматура в больших количествах на специализированных предприятиях, имеет небольшие проходные диаметры и в своем большинстве управляется вручную, за исключением регуляторов давления и предохранительных клапанов для газа.

 















Перечень основных разделов курса ТСМ. Актуальные задачи в помышленном строительстве материалов и в строительстве.

Основные разделы:

l общестроительные материалы

l основы металлургического и строительного произыодства

l металлические трубы

l неметаллические трубы

l изоляционные материалы

l теплоизоляционные материалы

l материальные изделия для балластировки тп

l материалы для запорной и регулирующей арматуры

Задачи:

l снижение металлоемкости конструкций

l снижение стоимости и трудоемкости см

l повышение качества и безопасности строительства

l применение в строительстве новых материалов

l введение энергосберегающих и безотходных технологий

l стандартизация и сертификация.

 

Определения: строительные материалы, технологические материалы, строительные изделия. Три уровня структуры см.

См- это материалы, необходимые для создания самой конструкции, которая после строительства или ремонта восприниает эксплуатационные нагрузки и воздействие окружающей среды.

Технологические материалы - материалы, которые используют ы промышленном строительстве или входят в состав конструкции.

Строительные изделия - это готовые изделия и элементы, изготавливаемыеиз см в заводских условиях и монтируемые на строительной площадке безпредварительной обработки.

3 уровня:

l макроструктура - строение материалов, видимое невооруженным взглядом.

l микроструктура - строение материала, видимое с помощью оптическихприборов

l внутренняя структура - строение вещества, изучаемое на молекулярно-ионном уровне.

 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2019-04-19; Просмотров: 72; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.315 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь