ВОПРОС 6. Керамические материалы. Способы производства. Особенности применения.

Керамическими называются искусственные каменные материалы и изделия, получаемые из глин и их смесей с минеральными добавками путем их формования, сушки, обжига. Сырьем для керамических материалов служат различные глины.

Глины — это осадочные горные породы, состоящие в основном из глинообразующих минералов и примесей(кварцевый песок, карбонатные, железистые, органические, растворимые соли), из одного или нескольких минералов.

Технология производства керамических изделий состоит из следующих операций: добычи исходных сырьевых материалов, подготовки глиняных масс к формованию, формования изделий (сырца), их сушки и обжига.

Добывают глину в карьерах при разработке экскаваторами открытым способом. Подготовка к формованию глин включает операции по разрушению природной структуры глины, по измельчению или удалению крупных частиц, по смешиванию глины с водой и отощающими добавками(кварцевый песок, древесные опилки), снижающими линейные и объемные деформации отформованных изделий в процессе их сушки и обжига.

Формование керамических изделийосуществляют полусухим или пластическим способом. При полусухом способе формования глина вначале дробится и подсушивается в сушильных барабанах до влажности 5...8 %. Высушенная глина измельчается в и подается в смеситель, где она увлажняется до 10... 12 %. Однородная глиняная масса поступает в специальные прессы, где из нее формуют изделия с удельным усилием прессования 10...15 МПа. При пластическом способе формования (мокром) глина также вначале дробится, а затем подается в глиносмеситель, в котором перемешивается с отощающими добавками и водой. Увлажнение глины происходит до 20...25 %.

Сушку отформованных изделий (сырца) осуществляют в сушильных камерах периодического действия или тоннельных сушилках непрерывного действия. Сушат изделия до влажности 8...12 %.

Процесс обжига условно можно разделить на три периода: 1) досушка и нагрев до конечной температуры обжига; 2) выдержка при этой температуре; 3) охлаждение. В начале нагревания при температуре 100... 120 °С удаляется физически связанная вода, а в температурном интервале 450...650 С — химически связанная вода. При дальнейшем повышении температуры происходит спекание массы и образуется керамический черепок при 800... 1000 °С у легкоплавких глин и при 1150...1200 °С у тугоплавких.

После обжига изделия охлаждают.

Керамич изделия применяют в качестве стеновых материалов(кирпич обыкновенный 250x120x65, кирпич утолщенный, кирпич модульных размеров, камни, стеновые блоки и панели). Кирпич керамический применяется для кладки внутренних и наружных стен, столбов, сводов и других частей зданий, изготовления стеновых блоков и панелей, а также для кладки печей и дымовых труб лишь в тех зонах, где температура не превышает температуры обжига кирпича. Облицовочные керам матер (кирпич и камни лицевые, мелкие плитки, крупногабаритные плиты, ковровую керамику и фасонные детали для устройства карнизов, сливов, поясков, сандриков, тяг и т.д.) К санитарно-техническим изделиям из керамики относятся керамические трубы канализационные и дренажные, санитарные приборы (умывальники, унитазы, смывные бачки и др.).

ВОПРОС 7. Производство бетонов. Состав бетонной смеси. Основные требования к качеству.

Бетон - искусственный строительный материала, получаемый в процессе затвердения бетонной смеси.

Производство бетона – это получение бетонной смеси, в состав которой входит вяжущий материал, заполнитель и вода. Вяжущий материал составляет 10-15 % от общей массы смеси. По виду используемого вяжущего материала бетонные смеси бывают цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, а также асфальтобетон, пластобетон или полимербетон.

Заполнитель и вода составляют- 85-90 % массы бетонной смеси. Основная роль заполнителя – обеспечить минимальную усадку затвердевшего бетона, а также снизить его стоимость. Спектр заполнителей достаточно широк: щебень, гравий, разнообразные шлаки или керамзит, а также песок, от чистоты которого во многом зависит прочность бетона. Поэтому при необходимости песок подвергается улучшению промывкой.

По количеству входящих в состав бетона вяжущих материалов и материалов заполнителя бетоны делятся на товарные, тощие и жирные. Товарные бетоны содержат количество заполнителей и вяжущего материала согласно стандартной рецептуре. У тощих понижено содержание вяжущего материала и повышенно содержание заполнителя. У жирных бетонов повышен процент вяжущего и понижен процент крупного заполнителя.

 

При производстве бетона заполнитель и вяжущий материал затворяются водой и тщательно перемешиваются.

Плотность, прочность, износостойкость, морозостойкость, термостойкость – это характеристики, по которым различаются бетоны. Основными считаются плотность (особо тяжелые, тяжелые, облегченные и легкие) и прочность бетона, которая во многом зависит от количества воды, а именно от соотношения количества воды к количеству цемента. Это соотношение называется «водоцементное соотношение» или «водоцементный модуль».

Величина этого модуля характеризует прочность бетона. Чем модуль ниже, тем выше прочность. Повышение пластичности смеси путем добавления воды снижает прочность полученного бетона в несколько раз.

 

Основные требования к качеству.

Для приготовления бетона применяется гранитный щебень, гравий и мелкие заполнители - песок. Эти материалы должны отвечать следующим требованиям:

 

1.Щебень и гравий должны быть распределены по фракциям с диаметрами частиц: 5…20, 20…40, 40…70, 70…120 мм;

 

2.Прочность материала щебня и гравия должна быть выше заданной прочности бетона не менее чем в 1, 5-2 раза;

 

3. Содержание примесей мелких и пылеватых частиц у гравия не должно превышать 1…2% по массе;

 

4. Песок для бетона должен иметь крупность частиц 0, 15…5 мм. Иногда песок делят на две фракции: мелкий - 0, 15-2 мм и крупный - 2-5 мм Содержание частиц диаметром меньше 0, 15 мм должен быть не более 2…3%;

 

5. Вода, которая используется для приготовления бетона и ухода за ним не должна иметь механических примесей, а содержание легкорастворимых солей - не более 5 г/л. Общее содержание сульфатов в воде не должно превышать 2, 7 г/л, а показатель концентрации ионов водорода (рН) должен быть не ниже 4;

 

6. Марка цемента должна превышать заданную марку бетона

 

Rб 100 150 200 250 300 400 500 600

Rц 200 200-300 400 500 500 500-600 500-600 600

 

ВОПРОС 8. Прочностные и деформативные свойства материалов строительных конструкций.

Прочностные свойства

Прочность материала является одной из основных характеристик для большинства строительных материалов, так как они в сооружениях всегда подвергаются тем или иным воздействиям, вызывающим напряженное состояние (сжатие, растяжение, изгиб, срез, удар и др.). По заданной нагрузке можно рассчитывать технически и экономически целесообразное сечение конструкций из данного материала.

Прочность – способность материала сопротивляться раз- рушению под действием внутренних напряжений, возникающих в нем под действием внешних нагрузок.

В зависимости от вида внешних воздействий различают:

– прочность при сжатии;

– прочность при растяжении;

– прочность при изгибе и т.д.

От внешней нагрузки Р в материале возникают внутренние напряжения s, т.е. нагрузке противодействуют внутренние силы, знак которых противоположен:

Р = Ss.

По мере возрастания нагрузки (Р) до разрушающей (Рраз) внутренние напряжения (s) нарастают, а при разрушении становятся равными 0, поскольку связь между частицами материала разрывается.

Предел прочности ( R ) – критическое напряжение, при котором наступает разрушение материала (нарушение сплошности). Определение предела прочности производится при испытании до разрушения: – стандартных образцов (специально изготовленных или выпиленных из конструкции) на специальных прессах или разрывных машинах; – непосредственно конструкций на специальных испытательных стендах. Теоретически прочность однородного материала характеризуется напряжением, необходимым для разделения двух при- мыкающих слоев атомов, т.е. зависит от сил атомно-молекулярного взаимодействия. Прочность реальных тел в тысячи раз меньше прочности, рассчитанной для идеальных кристаллов. Причины – дефекты в структуре материала: микродефекты – дефекты кристаллической решетки, микротрещины; макродефекты – поры и трещины.

Деформативные свойства. Упругость – свойство материала принимать после снятия нагрузки первоначальную форму и размеры. Модуль упругости (модуль Юнга) характеризует меру жесткости материала, т.е. его способность сопротивляться упругому изменению формы и размеров при приложении к нему внешних сил.

Пластичность – свойство материала при нагружении в значительных пределах изменять размеры и форму без образования трещин и разрывов и сохранять эту форму после снятия нагрузки. Пластическая деформация, медленно нарастающая без увеличения напряжения, характеризует пластичность материала. Чаще всего с повышением скорости нагружения и понижением температуры материала деформации по своему характеру приближаются к упругопластическим.

Пластическая деформация, медленно нарастающая длительное время (месяцы и годы), при нагрузках, меньших тех, которые способны вызвать остаточную деформацию за обычные периоды наблюдений, называется деформацией ползучести, а процесс такого деформирования – ползучестью.

Релаксация – свойство материала самопроизвольно снижать напряжения при условии, что начальная величина деформации зафиксирована и остается неизменной. Время, в течение которого первоначальная величина напряжения снижается в e раз (где е – основание натуральных логарифмов), называется периодом релаксации.

Хрупкость – свойство материала под действием нагрузки разрушаться без заметной пластической деформации.

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: