Технология конструкционных материалов

Содержание Введение

1. Изложите классификацию горных пород по происхождению и укажите, какие важнейшие породы применяются для устройства дорожных покрытий

2. Опишите характерные свойства специальных портландцементов (гидрофобного, пластифицированного, сульфатостойкого и др.). Где они чаще всего применяются в строительстве?

3. Какие группы углеводородов различают в дёгтях, применяемых для дорожного строительства, что такое составленный каменноугольный дёготь?

4. Какова структура асфальтобетона и от каких факторов зависит его прочность и деформативность?

5. Почему при изготовлении силикатного кирпича и других силикатных изделий необходима их автоклавная обработка. Что образуется при взаимодействии песка и извести?

6. Укажите, какие основные керамические изделия изготавливают для внутренней облицовки стен и для наружной облицовки зданий

7. Перечислите компоненты, входящие в состав пластмасс и поясните их назначение

8. Приведите примеры наиболее доступных методов защиты деревянных конструкций от возгорания Список использованных источников и литературы

Введение

Материаловедение — междисциплинарный раздел науки, изучающий изменения свойств материалов, как в твёрдом, так и в жидком состоянии в зависимости от некоторых факторов. К изучаемым свойствам относятся структура веществ, электронные, термические, химические, магнитные, оптические свойства этих веществ. Материаловедение можно отнести к тем разделам физики и химии, которые занимаются изучением свойств материалов. Кроме того, эта наука использует целый ряд методов, позволяющих исследовать структуру материалов. При изготовлении наукоёмких изделий в промышленности, особенно при работе с объектами микрои наноразмеров необходимо детально знать характеристику, свойства и строение материалов. Решить эти задачи и призвана наука — материаловедение.

Знание структуры и свойств материалов приводит к созданию принципиально новых продуктов и даже отраслей индустрии. Однако и классические отрасли также широко используют знания, полученные учёными-материаловедами для нововведений, устранения проблем, расширения ассортимента продукции, повышения безопасности и понижения стоимости производства. Эти нововведения были сделаны для процессов литья, проката стали, сварки, роста кристаллов, приготовления тонких плёнок, обжига, дутья стекла и др.

Методы, используемые материаловедением: металлографический анализ, электронная микроскопия, сканирующая зондовая микроскопия, рентгеноструктурный анализ, механические свойства, калориметрия, ядерный магнитный резонанс, термография.

Учебная дисциплина «Технология конструкционных материалов» посвящена изучению методов получения материалов и формирования из них заготовок, деталей и изделий.

Предмет изучения курса «Технология конструкционных материалов» — современные и распространённые в промышленности технологические методы формообразования заготовок деталей машин, обработкой давлением, сваркой, механической обработкой резанием.

Курс «материаловедение и технология конструкционных материалов» даёт сведения о современных методах получения металлов, их строении, физико-химических свойствах, способах обработки путём литья, прокатки, ковки, сварки, резания в целях придания им заданной формы и размеров.

портландцемент асфальтобетон керамический деревянный конструкция

1. Изложить классификацию горных пород по происхождению и указать, какие важнейшие породы применяются для устройства дорожных покрытий.

Для устройства, автомобильных дорог применяются:

ГРАВИЙ (от франц. gravier), рыхлая горная порода, состоящая из более или менее скатанных обломков горных пород и (реже) различных минералов размером в поперечнике от 1 до 10 мм (по другим данным, от 2 до 20 мм). По размеру гравий можно подразделить на мелкий (1—2,5 мм), средний (2,5—5 мм) и крупный (5—10 мм). По происхождению гравий подразделяют на речной, озёрный, морской и ледниковый. гравий применяется как строительный материал, в качестве крупного заполнителя для бетона, в дорожном строительстве. Сцементированный гравий называется гравелитом.

ГРАНИТ, самая распространенная горная порода в континентальной земной коре. Это явнокристаллическая крупно-, среднеили мелкозернистая массивная изверженная порода, образовавшаяся в результате медленного остывания и затвердевания на большой глубине магматического расплава. Гранит может сформироваться также при метаморфизме, в результате процессов гранитизации различных пород. Отдельным гранитным массивам зачастую приписывается то магматическое, то метаморфическое, а то и смешанное происхождение.

Базальтовый щебень — представляет собой измельченную базальтовую породу, полученную из мелкозернистых базальтов Булатовского месторождения, Архангельская область. Базальты этого месторождения представляют собой породу кубовидной формы от серого до почти черного цвета.

Область применения базальтового щебня (камня).

Базальтовый щебень предлагается строительным организациям, в частности, в качестве:

заполнителя тяжелого бетона, для производства облицовочных плит и пр.

как основа в производстве высокопрочного дорожного покрытия для скоростных дорог республиканского значения и другой продукции на основе базальта в соответствиии с ГОСТ 8267–93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ.

Прочность базальтового щебня.

Прочность базальтового щебня характеризуют пределом прочности исходной горной породы при сжатии, дробимостью щебня при сжатии (раздавливании) в цилиндре, и износом в полочном барабане. Данный вид щебня по прочности относится к марке М 1100, что является высокопрочной группой. По морозостойкости щебень относится к марке М-150.

2. Опишите характерные свойства специальных портландцементов (гидрофобного, пластифицированного, сульфатостойкого и др.). Где они чаще всего применяются в строительстве?

Портландцемент (англ. Portland cement) — гидравлическое вяжущее вещество, в составе которого преобладают силикаты кальция (70−80%). Этот вид цемента, наиболее широко применяемый во всех странах.

Портландцемент получают тонким измельчением клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция (3СаО•SiO2 и 2СаО•SiO2 70−80%).

Самые распространённые методы производства портландцемента так называемые «сухой» и «мокрый». Всё зависит от того, каким способом смешивается сырьевая смесь — в виде водных растворов или в виде сухих смесей.

Гидрофобный портландцемент Гидрофобный портландцемент отличается от обыкновенного пониженной гигроскопичностью при хранении и перевозках в неблагоприятных условиях, а также способностью придавать растворным и бетонным смесям повышенную подвижность и удобоукладываемость, а затвердевшим растворам и бетонам — повышенную морозостойкость. Для производства гидрофобных цементов необходима установка точно дозирующего устройства, равномерно питающего мельнииы гидрофобизующей добавкой при помоле цемента.

Гидрофобный портландцемент представляет собой продукт тонкого измельчения портландцементного клинкера совместно с гипсом и гидрофобизирующей добавкой. В качестве гидрофобизирующих добавок применяют асидолы, асидол-мылонафт, мылонафт, олеиновую кислоту или окисленный петролатум. Добавки вводят в зависимости от их вида в количестве 0,06…0,30% от веса цемента в пересчете на сухое вещество. При введении гидрофобизирующей добавки на поверхности зерен цемента образуются тончайшие гидрофобные пленки, которые понижают гигроскопичность цемента.

Гидрофобный цемент не боится увлажнения; он не слеживается, не превращается в комья и в течение длительного времени почти не теряет активности. Гидрофобные добавки являются также пластификаторами, т. е. способствуют повышению пластичности цементного теста. При перемешивании растворных и бетонных смесей гидрофобные пленки снимаются с частиц цемента при механическом воздействии на них заполнителей и не оказывают отрицательного влияния на прочность растворов и бетона. Бетоны на пластифицированном и гидрофобном цементах отличаются меньшей водопроницаемостью и повышенной морозостойкостью. Эти цементы применяют наряду с обычным портландцементом. Они имеют марки 300, 400, 500 и 600.

При употреблении ГП в строительных растворах и бетонах уменьшается на 20−40%, а водопроницаемость в 1,5−2 раза; морозостойкость растворов и бетонов увеличивается на 50−70%.

Пластифицированный портландцемент Пластифицированный портландцемент изготовляют путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера и пластифицирующей добавки. В качестве такой добавки применяют концентраты сульфитно-спиртовой барды в количестве 0,15…0,25% от веса цемента. Коллоидные адсорбционные пленки гидрофильного характера, образующиеся на поверхности частиц цемента, способствуют более полному смачиванию их водой, уменьшают трение между зернами и повышают пластичность бетонной смеси. Применяя пластифицированный портландцемент, можно уменьшать водоцементное отношение, что повышает прочность бетона, или можно снизить расход цемента на 8…10%.ПП обеспечивает цементно-песчаным растворам большую подвижность, чем обыкновенный цемент. Это дает большие преимущества при применении ПП в бетонах и растворах.

Сульфатостойкий портландцемент Сульфатостойкий портландцемент применяют для получения бетонов, работающих в минерализованных и пресных водах. Его получают из клинкера нормированного минералогического состава. Содержание C3S не более 50%, СзА не более 5%.

Введение

инертных и активных минеральных добавок не допускается. Этот цемент, являясь по существу белитовым, обладает несколько замедленным твердением в начальные сроки и низким тепловыделением. Сульфатостойкий портландцемент применяют в бетоне гидротехнических и других сооружений, которые находятся в агрессивной сульфатной среде, даже в условиях периодического замораживания и переменного уровня Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками выпускают М400 и 500. В качестве минеральной добавки вводят 10…20% от массы цемента гранулированный доменный шлак или электротермофосфорный шлак или 5… 10% активных минеральных добавок осадочного происхождения (кроме глиежа). Клинкер для производства этого цемента не должен содержать соответственно более 5% СзА и MgO, а сумма С3А и C4AF не должна превышать 22%. Сульфатостойкий шлакопортландцемент выпускают М300 и 400. Его получают путем совместного тонкого помола клинкера и гранулированного доменного шлака в количестве 21…60% и небольшого количества гипса. В этом цементе содержание в клинкере СзА ограничивается до 8%, MgO — до 5%.

3. Какие группы углеводородов различают в дёгтях, применяемых для дорожного строительства, что такое составленный каменноугольный дёготь?

Каменноугольные дегти содержат фенолы (соединения, обладающие антисептическими свойствами), а также бензол, толуол, ксилол, нафталин и много других веществ, широко используемых в химической промышленности для производства различных синтетических продуктов.

В состав Дёготь первичный входят углеводороды различных классов, фенолы, органические кислоты, пиридиновые и хинолиновые основания, нейтральные кислородные соединения и др. Выход, физические свойства и химический состав.

Каменноугольный Дёготь первичный отличается высоким содержанием фенолов (до 40%). Он может быть эффективно переработан методом гидрогенизации. Однако более простой способ — дистилляция с отбором лёгких и средних фракций, которые затем подвергают очистке и вторичной перегонке. Из полученных при щелочной очистке фенолятов отдуваются паром нейтральные масла. Затем феноляты обрабатывают углекислым газом и получают так называемое «сырые» фенолы (смесь фенола, крезолов, ксиленолов и высших фенолов). «Сырые» фенолы могут быть разделены ректификацией на узкие фенольные фракции с выделением индивидуальных фенолов или использованы для получения алкилфенолов (карболита), резольных клеёв, антисептиков и др. продуктов. Остаток от перегонки окисляют для получения битумных материалов различного назначения. В состав фенолов сланцевых Дёготь первичный входят фенол, крезолы, ксиленолы, высшие метили этилфенолы, двухатомные фенолы, нафтолы, диоксинафталины и др. Нейтральные кислородные соединения содержат главным образом альдегиды и кетоны. Углеводороды представлены алкенами, алканами, цикланами, диенами и аренами. При переработке сланцевого Дёготь первичный получают моторные топлива, растворители, дорожный и строительный битум, электродный кокс, шпалопропиточное масло, сланцевый лак, мягчитель для резиновой промышленности, моющие средства, резольные смолы, ядохимикаты и др. продукты.

Составленный каменноугольный деготь Составленные дегти получают сплавлением при температуре 140−150° С пека и масла или пека и обезвоженного сырого дегтя. Получают смешанные дегти также сплавлением низкотемпературных дегтей (получаемых при температуре 450−600° С) и высокотемпературных (получаемых при температуре 900−1200° С) или масел высокотемпературных дегтей.

В сыром виде каменноугольный деготь непригоден в строительстве, так как содержит воду и летучие фракции. Из сырого дегтя путем нагревания удаляют воду, а затем отгоняют легкие и средние масла, в результате чего получают так называемый отогнанный деготь, который можно применять в строительстве. В процессе отгонки при 300— 360 °C выделяют антраценовое масло.

Каменноугольный пек — твердое вещество черного цвета, которое получают по окончании отгонки масел из каменноугольной смолы. Пек совершенно не растворяется в воде, но растворим в органических растворителях, стоек в кислотах и растворах солей. Каменноугольный пек — токсичное вещество, поэтому при работе с ним необходимо соблюдать специальные правила техники безопасности.

Пек применяют как вяжущее вещество в мастиках. Сплавляя пек с отогнанным дегтем или антраценовым маслом, можно получить составленный деготь — наиболее пригодный для строительства. Эти смеси обладают высокими клеящими свойствами. Изменяя соотношения пека и дегтя (или антраценового масла), готовят составы с различными температурами размягчения и вязкостью: чем больше в смеси пека, тем выше температура размягчения и хрупкость смеси. Отогнанный и составленный дегти широко применяют при строительстве дорог и изготовлении кровельных материалов

4. Какова структура асфальтобетона и от каких факторов зависит его прочность и деформативность?

Асфальтобетон ГОСТ 9128–97.

Асфальтобетоном называют материал, полученный в результате уплотнения специально рассчитанной и тщательно приготовленной при соответствующей температуре смеси щебня, песка, минерального порошка и битума. Если вместо битума применяют дегтевые вяжущие материалы, то получаемые на их основе бетоны называют дегтебетоном.

Формирование структуры асфальтобетона Структурная схема технологического процесса строительства асфальтобетонного покрытия Каждый период структурообразования влияет на комплекс свойств асфальтобетонного покрытия. Для получения покрытия с требуемыми свойствами необходимо уметь управлять технологическим процессом.

В подготовительный период осуществляют выбор, входной контроль и подготовку компонентов, подбор состава смеси.

В основной период, когда асфальтобетонная смесь приготовляется, хранится в накопительном бункере, а затем транспортируется к месту укладки и уплотнения, происходит формирование микроструктурных связей на фоне интенсивного протекания процесса старения битума. В этот период главная задача технологии заключается в разрушении первичных точечных контактов между частицами, равномерном распределении всех компонентов смеси и обволакивании минеральных зерен битумом, снижении скорости его старения.

Необходимое условие благоприятного протекания процесса структурообразования создается прежде всего полным смачиванием минерального материала битумом. Ухудшает смачивание наличие на поверхности материала влаги, адсорбируемой из воздуха, недостаточное его просушивание, загрязнение пылью и глиной.

При хранении смеси в накопительном бункере и транспортировании происходит дальнейшее распределение ее структурных элементов под влиянием собственного веса и динамического воздействия автосамосвалов, а также старение битума. При перегрузках и длительном транспортировании смеси с определенными структурно-механическими свойствами возможна ее сегрегация (разделение).

Завершающий период технологического процесса включает операции укладки и уплотнения асфальтобетонного слоя, в течение которых имеет место дальнейшее формирование микроструктурных связей, а вследствие сближения минеральных зерен образуется микроструктура материала. Старение битума замедляется.

При уплотнении смеси происходит выжимание битума из зон повышенной напряженности. При этом свободный битум заполняет межзерновое пространство, на зернах остается пленка адсорбированного битума, а прочность асфальтобетона возрастает.

Управлять операцией уплотнения можно регулированием температурного режима асфальтобетонного слоя. Повышение температуру смеси замедляет уплотнение. Однако недостаток клеящей способности битума при высокой температуре ведет к снижению способности смеси к уплотнению.

Уплотнение асфальтобетонного слоя необходимо осуществлять не при его максимальной температуре, а при рациональной, которая определяется вязкостью битума, типом смеси и разновидностью уплотняющих средств. Применение пневмои виброкатков позволяет уплотнять слой при более низких температурах смеси.

Уплотняемость смеси связана с природой каменного материала, битума и формой частиц. Асфальтобетонная смесь на известковом материале уплотняется лучше, чем на материале из песчаника, так как битум на известняке располагается равномерно, а адсорбированный слой более выражен, чем на песчанике. Наличие природного скатанного песка в смеси снижает работу уплотнения, так как песчинки служат своеобразными шарнирами, по которым перекатываются более крупные шероховатые и угловатые частицы.

В процессе эксплуатации асфальтобетонного покрытия происходит дальнейшее формирование структуры асфальтобетона. При рационально подобранном составе смеси и эффективных параметрах технологических операций асфальтобетонное покрытие упрочняется.

Прочность асфальтобетона Зависимость значений разрушающего напряжения от длительности пребывания материала в напряженном состоянии обусловлена процессом усталости. Усталость характеризует постепенное снижение работоспособности асфальтобетона при длительно действующих или многократно повторяющихся нагрузках.

Прочность асфальтобетона К основным свойствам асфальтобетона относят: предел прочности при сжатии и растяжении, водостойкости, химическую стойкость, удобообрабатываемость.

Прочность при сжатии определяют на гидравлических прессах при температуре 50, 20 и 0 °C. С повышением температуры прочность асфальтобетона понижается. С увеличение вязкости битума в пределах рекомендуемых марок дорожных битумов прочность асфальтобетона увеличивается.

Кроме испытания на сжатие, цилиндрические образцы испытывают на сжатие по образующей — «бразильский метод», создавая давление на боковую поверхность образца. Такое испытание отражает предельное сопротивление материала растягивающим напряжениям.

Прочность асфальтобетона при растяжении в 6−8 раз меньше, чем прочность при сжатии. Предел прочности асфальтобетона при сжатии и растяжении во многом зависит от сцепления и внутреннего трения минеральных зерен между собой. Внутреннее трение зависит от величины поверхностного соприкосновения зерен в единице объема, а сцепление — от силы прилипания вяжущего к поверхности минеральных частиц и толщины битумной пленки.

Применение щебня, искусственного песка (вместо гравия и природного песка) повышает величину трения, а следовательно, и прочность асфальтобетона. Независимо от состава и качества исходных материалов на прочность асфальтобетона оказывает существенное влияние степень уплотнения смеси непосредственно в покрытиях.

Химическая стойкость — способность асфальтобетона сохранять постоянный групповой состав вяжущего материала. Химическая стойкость отражает способность асфальтобетона и, в частности, его вяжущей части сопротивляться процессам старения. Процессы старения, изменение группового состава битума возникает под влиянием окисления, света, нагревания, испарения легких фракций и др. Старение вяжущего материала снижает эксплуатационные качества асфальтобетонного покрытия, делая его более хрупким, а поэтому новее стойким к ударным нагрузкам и пониженным температурам окружающего воздуха. Старение асфальтобетона и его вяжущего компонента проверяется методами тепловой обработки или длительного прогрева, испытанием образцов на погодоустойчивость в натурных и искусственных условиях.

При проектировании следует строго учитывать условия, в которых будет работать асфальтобетон, так, например, присутствие минеральных солей в воде (сульфат магния, натрия) даже в малых количествах, например до 1%, может сравнительно быстро разрушить структуру асфальтобетона.

Классификация повреждений асфальтобетонных покрытий

5. Почему при изготовлении силикатного кирпича и других силикатных изделий необходима их автоклавная обработка. Что образуется при взаимодействии песка и извести?

Автоклавная обработка — последняя и самая важная стадия производства силикатных изделий. В автоклаве происходи сложные процессы превращения исходной, уложенной и уплотненной силикатобетонной смеси в прочные изделия разной плотности, — формы и назначения. В настоящее время выпускаются автоклавы диаметром 2,6 и 3,6 м, длиной 20…30 и 40 м. Автоклав представляет собой цилиндрический горизонтальный сварной сосуд (котел) с герметически закрывающимися с торцов сферическими крышками. Котел имеет манометр, показывающий давление пара, и предохранительный клапан, автоматически открывающийся при повышении в котле давления выше предельного. В нижней части автоклава уложены рельсы, по которым передвигаются загружаемые в автоклав вагонетки с изделиями. Автоклавы оборудованы траверсными путями с передаточными тележками — электромостами для загрузки и выгрузки вагонеток и устройствами для автоматического контроля и управления режимом автоклавной обработки. Для уменьшения теплопотерь в окружающее пространство поверхность автоклава и всех паропроводов покрывают слоем теплоизоляции. Применяют тупиковые или проходные автоклавы. Автоклавы оборудованы магистралями для выпуска насыщенного пара, перепуска отработавшего пара в другой автоклав, в атмосферу, утилизатор и для конденсатоотвода.

После загрузки автоклава крышку закрывают и в него медленно и равномерно впускают насыщенный пар. Автоклавная обработка является наиболее эффективным средством ускорения твердения бетона. Высокие температуры при наличии в обрабатываемом бетоне воды в капельножидком состоянии создают благоприятные условия для химического взаимодействия между гидратом оксида кальция и кремнеземом с образованием основного цементирующего вещества — гидросиликатов кальция.

Весь цикл автоклавной обработки (по данным проф. П. И. Боженова) условно делится на пять этапов: 1 —от начала впуска пара до установления в автоклаве температуры 100 °C; 2 — повышение температуры среды и давления пара до назначенного минимума; 3 — изотермическая выдержка при максимальном давлении и температуре; 4 — снижение давления до атмосферного, температуры до 100 °C; 5 — период постепенного остывания изделий от 100 до 18…20 °С либо в автоклаве, либо после выгрузки их из автоклава.

6. Указать, какие основные керамические изделия изготавливают для внутренней облицовки стен и для наружной облицовки зданий 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, из одного (мономинеральные глины) или нескольких минералов (полиминеральные глины) Внутренняя отделка:

Керамическая плитка, керамический гранит, керамическая мазаика.

Керамическая плитка по износостойкости бывает напольной и настенной. Напольная имеет износостойкость выше, чем настенная. Керамическая плитка используется для облицовки стен ванных комнат, кухонь, а так же помещений где это требуется по СНиПам (больници, операционные в больницах).

Керамический гранит используют в основном для напольных покрытий, из-за его высокой износостойкости, а так же для облицовки наружных стен зданий.

Для наружной отделки зданий так же используют керамическую мозайку. (облицовка железобетонных плит, в крупнопанельных домах)

7. Перечислить компоненты, входящие в состав пластмасс и поясните их назначение Пластмамссы (пластимческие мамссы, также — пламстики, что, в принципе, не является грубой ошибкой) — органические материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения (полимеры). Исключительно широкое применение получили пластмассы на основе синтетических полимеров.

Название «пластмассы» означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формироваться и сохранять после охлаждения или отвердения заданную форму. Процесс формования сопровождается переходом пластически деформируемого (вязкотекучего) состояния в стеклообразное состояние.

Основными компонентами пластических масс служат связующие (полимеры) и наполнители. При необходимости вводят также разнообразные добавки — пластификаторы, стабилизаторы, отвердители, красители и пр.

Синтетические полимеры — высокомолекулярные соединения, полученные из низкомолекулярных веществ — мономеров в результате реакций полимеризации и поликонденсации.

В зависимости от способа получения полимеры разделяют на полимеризационные и поликонденсационные.

Полимеризация — это реакция, при которой высокомолекулярное вещество возникает из низкомолекулярного (мономера) без отщепления побочных продуктов. Простейшим примером полимеризации является реакция образования полиэтилена

(—СН2— — СН2—)n из мономера — этилена СН2 = СН2:

Поликонденсация — это реакция, при которой образуются высокомолекулярные соединения (поликонденсаты), а в качестве побочных — низкомолекулярные продукты (вода, спирт, углекислый газ и т. д.). Поликонденсаты обычно имеют короткие цепи и меньшую молекулярную массу, чем полимеризационные полимеры.

Полимеры, способные при нагревании многократно размягчаться и приобретать пластичность, а при охлаждении отверждаться, называют термопластичными. Термопластичные полимеры имеют линейное или разветвленное строение и получаются преимущественно реакцией полимеризации (полиэтилен, поливинилацетат, полнвинилхлорид, полиамиды и пр.). Полимеры с пространственным строением макромолекул не могут после отверждения вновь при нагревании приобретать пластичность и называются термореактивными (реактопластами). К ним относится большинство поликонденсационных смол (фенолформальдегидные, эпоксидные и пр.). Чем больше поперечных связей в таких полимерах (гуще «сетка»), тем значительнее их прочность, меньше текучесть, выше упругость и т.

В современном строительстве пластмассы заняли свое специфическое место: (классификация полимерных материалов по назначению):

— отделочные материалы (декоративные пленки, линолеум, бумажно-слоистый пластик)

— эффективные теплоизоляционные материалы (пенно-, порои сотопласты)

— гидроизоляционные и герметизирующие материалы (пленки, прокладки, мастики)

— погонажные изделия (поручни, плинтусы)

— Санитарно-технические изделия (трубы)

— в технологии бетона (полимербетоны и бетонополимеры)

— для модификации строительных материалов.

Пластическими массами называют композиционные материалы на основе полимеров, содержащие дисперсные или коротковолнистые наполнители, пигменты и другие сыпучие компоненты и обладающие пластичностью на определенном этапе производства, которая полностью или частично теряется после отверждения полимера. Некоторые строительные пластмассы целиком состоят из полимера (например, органическое стекло: полиметилметакрилат, полиэтилен).

Роль связующего в пластмассах выполняет полимер.

Общую формулу полимера можно записать в виде (-Х-)п, где Хэлементарное звено, п — степень полимеризации .

Исходные вещества, из которых синтезируют полимеры, называются мономерами. Степенью полимеризации называют число структурных единиц, содержащихся в одной молекуле.

От вида полимера, его количества и свойств зависят важнейшие свойства этих многокомпонентных материалов: их теплостойкость, способность сопротивляться действию кислот, щелочей и других агрессивных веществ, а также характеристики прочности и деформативности. Обычно, связующее вещество — самый дорогой компонент пластмасс и, в связи с этим, основным технико-экономическим требованием к строительным пластмассам является минимальная полимероемкость — минимальный расход полимера на единицу готовой продукции, обеспечивающий требуемые характеристики.

Сырьем для производства полимеров являются

— природный газ

— газообразные продукты переработки нефти (содержат этилен, пропилен, др. газы)

— каменоугольный деготь, получаемый при коксовании угля (содержит фенол и др. комп.)

— азот, кислород, получаемые из воздуха и др. вещества.

По составу основной цепи макромолекул полимеры делят на три группы:

— карбоцепные полимеры, молекулярные цепи которых содержат лишь атомы углерода (полиэтилен, полиизобутилен и т. п.):

— гетерогенные полимеры, в состав молекулярных цепей которых входят кроме атомов углерода атомы кислорода, серы, азота, фосфора (эпоксидные, полиуретановые, полиэфирные полимеры и т. п.):

— элементоорганические полимеры, в основных молекулярных цепях которых содержатся атомы кремния, алюминия, титана и некоторых других элементов, не входящих в состав органических соединений, например, кремнийорганические соединения:

По составу пластмассы разделяют на ненаполненные (полиэтиленовая пленка, органическое стекло), наполненные (содержат порошкообразные, листовые, волокнистые и другие наполнители) и газонаполненные (пенои поропласты).

В зависимости от вязкоупругих свойств различают жесткие, полужесткие, мягкие и эластичные пластмассы.

Жесткие пластмассы — это твердые, упругие материалы аморфной структуры, имеющие модуль упругости более 1000 МПа. Они хрупко разрушаются с незначительным удлинением при разрыве. Примерами жестких пластмасс являются фенопласты, аминопласты, глифталевые полимеры.

Полужесткие пластмассы — это твердые вязкоупругие материалы кристаллической структуры, имеющие модуль упругости более 400 МПа и высокое относительное удлинение при разрыве. Остаточные деформации их обратимы и полностью исчезают при нагревании. Примерами служат полипропилен и полиамиды.

Для мягких пластмасс характерны низкий модуль упругости (20. .100 МПа) и высокое относительное удлинение при разрыве. Остаточные деформации обратимы и медленно исчезают при нормальной температуре. К таким пластмассам относятся поливинилацетат, полиэтилен и др.

Структура макромолекул в зависимости от их формы может быть линейной, разветвленной, сетчатой и пространственной. При этом свойства полимеров, в первую очередь, зависят от строения макромолекулы и звеньев, из которых она построена.

Макромолекулы линейной структуры представляют собой цепи, длина которых в сотни и тысячи раз превышает размеры поперечного сечения. Чем длиннее цепь, тем выше прочностные характеристики полимера. Макромолекулы разветвленных полимеров имеют боковые ответвления. Число боковых ответвлений и отношение длины основной цепи к длине боковых цепей различны. Наличие ответвлений приводит к ослаблению межмолекулярных связей и, как следствие, к понижению температуры размягчения. Линейные и разветвленные полимеры обычно растворимы в тех или иных растворителях, плавятся или размягчаются при нагревании без изменения основных связей, а при охлаждении повторно переходят в твердое состояние. Такие полимеры являются основой термопластичных пластмасс.

Сетчатые и пространственные полимеры, называемые также сшитыми, образуются в результате соединения друг с другом линейных цепей макромолекул поперечными химическими связями. Это делает сшитые полимеры при частом расположении поперечных связей неплавкими при нагревании и совершенно нерастворимыми в растворителях. Такие полимеры являются основой термореактивных пластмасс.

Полимеры могут находиться как в аморфном, так и в кристаллическом состоянии. Под кристалличностью высокомолекулярных соединений понимают упорядоченное (параллельное) расположение цепей и звеньев. В кристаллических полимерах упорядоченное строение наблюдается на расстояниях, превышающих во много раз Размеры звеньев цепи, а в аморфных высокомолекулярных соединениях эти расстояния соизмеримы с размерами цепи.

Кристаллическая фаза повышает прочность и теплостойкость полимера, наличие аморфной фазы делает полимер эластичным. Нередко кристаллическая и аморфная фазы находятся одновременно в одном материале, и их соотношение зависит от строения молекул. Например, степень кристалличности линейного полиэтилена составляет 80%, а разветвленного -60%. Можно искусственно изменять степень кристалличности у одного и того же полимера, например, путем растягивания в нагретом состоянии или других воздействий, тем самым влиять на свойства полимера.

8. Приведите примеры наиболее доступных методов защиты деревянных конструкций от возгорания Методы защиты деревянных конструкций от возгорания.

1. конструктивные меры защиты: соблюдение противопожарных разрывов между зданиями; устройство противопожарных разрывов длиной не менее 6…12 м в протяженных зданиях; разделение зданий на отсеки (через 50 м) брандмауэрными стенами из несгораемых материалов высотой 600 мм (от по­верхности кровли); проектирование КДК массивного прямоугольного сечения; защита (обшивка) поперечного сечения деревянных элементов листовыми материалами из асбеста, оштукатуривание растворами; применение несгораемых теплоизоляционных материалов и кровель, разделение на отсеки, не сообщающиеся между собой, кровельных и стеновых панелей, имеющих пустоты.

2. химические меры защиты, которые включают обработку деревянных элементов огнезащитными составами — антипиренами.

Антипирены — вещества, которые при нагревании плавятся и покрывают поверхность древесины огнезащитной пленкой, препятствующей доступу воздуха к древесине, или разлагаются с выделением большого количества негорючих газов, которые оттесняют воздух от древесины. В состав антипиренов входят фосфорнокислый и сернокислый аммоний, бура, борная кислота и другие химические вещества. Наиболее применяемые антипирены для пропитки деревянных элементов (состав, %):

— препарат МБ-1 (медный купорос — 2,7; бура техническая — 3,6; углекислый аммоний — 5,3; кислота борная — 3,4; вода — 85);

— препарат МС (диаммоний фосфат — 7,5; сульфат аммония — 7,5; фтористый натрий -2; вода — 83).

Для поверхностной обработки деревянных конструкций могут использоваться приведенные выше составы (при удержании сухой соли не менее 100 г/м2), а также вспучивающиеся покрытия, разработанные ВНИИПО, типа ВПМ-2Д (смесь термостойких и газообразующих наполнителей в водном растворе полимерных связующих), составы на основе перхлорвиниловой эмали ХВ-5169 (600 г/м2) и органосиликатные композиции группы ОС-12−03 (суспензия активизированных силикатных и окисных компонентов в толуольных растворах), а также состав ТХЭФ (раствор трихлорэтилфосфата в четыреххлористом углероде), препараты ББ-11 и ВИМ-1.

Пропитка антипиренами снижает прочностные свойства древесины в среднем на 10%. Соединительные металлические детали (накладки, болты) снижают предел огнестойкости деревянных конструкций, они также должны быть защищены огнезащитными составами.

Первое правило. Выполнять огнезащиту деревянных конструкций дома, сруба или бани лучше на начальном этапе — сборке венцов бревенчатого дома или бани из бруса. Для огнезащиты конструкций можно использовать огнезащитные составы первой и второй группы огнезащиты. К составам первой группы для защиты дерева относятся огнезащитная пропитка Олимп и Фенилакс. Эти пропитки делают древесину деревянных конструкций трудногорючей и довольно эффективно защищают древесину от открытого пламени.

Огнезащитные пропитки предназначены для защиты деревянных конструкций от возгорания и распространения пламени. Применяются для обработки деревянных стен домов из дерева, срубов, балок, несущих брусьев, перекрытий, лаг, оконных и дверных блоков, а также других элементов конструкций из древесины, различного назначения.

Огнезащитные составы Неомид, Олимп — представители нового поколения антипиренов, они обладают низкой токсичностю. Эти средства огнезащиты не оказывают негативного воздействия на свойства древесины, не препятствует дальнейшей обработке, склеиванию и окраске деревянных конструкций.

Принцип действия пропиток следующий: при контакте с огнем поверхность огнезащитного состава вспучивается, образуя огнестойкий теплоизоляционный слой, который не дает возможность древесине достигнуть температуры воспламенения и перекрывает доступ кислорода к поверхности.

Обработка всех деревянных конструкций обычно осуществляется методом нанесения на поверхность с помощью кисти или валика.

Общий суммарный расход готового раствора огнезащитного средства должен составлять 400−600 г. на 1 квадратный метр обрабатываемой поверхности деревянной конструкции.

Огнезащитные составы образующие на защищаемой поверхности деревянных конструкций тонкий непрозрачный слой различных цветов и оттенков, придающих декоративный вид древесине и препятствующие возгоранию и распространению пламени по поверхности довольно редкие. Один из таких составов Текстурол кваттро.

Пасты и огнезащитные обмазки наносимые на защищаемую поверхность древесины пастообразной консистенции, защищающие от возгорания отличаются от огнезащитных красок большей толщиной покрытия, более грубой дисперсностью наполнителей и не обладают достаточными декоративными свойствами.

Список использованных источников

и литературы

1. Руденский А. В. Дорожные асфальтобетонные покрытия. М.: Транспорт.-1992; 254 с.

2. Карагезян Э. А., Руденский А. В., Штромберг А. А Опыт обследования и оценки состояния дорог в городских условиях// Информационный сборник Информавтодора. — 1993. Вып.10. 75 с.

3. ТР 103−07 Технические рекомендации по устройству дорожных конструкций с применением асфальтобетона.- М.: ГУП НИИ Мосстрой, 2007.

4. Строительные материалы: Учебник для высшей школы. / Г. В. Микульский, Г. И. Горчаков, В. В. Козлов и др. М.: Изд-во Ассоцияция строительных ВУЗов, 2000. — 520с

5. Рыбьев И. А. Строительные материаловедение: Учебное пособие для высшей школы./ К. Н. Попов, М. Б. Каддо, О. В. Кульков. — М.: Изд-во Ассоцияция строительных ВУЗов, 2001. — 234с.

6. Дорожно — строительные материалы: Учебнык для высшей школы. / И. М Грушко, И. В. Королёв, И. М. Борщ и др. — М.: Транспорт, 1983 — 383с.

7. Материаловедение: Арзамасов Б. Н., Сидорин И. И., Косолапов Г. Ф. и др. Издательство: Машиностроение, 2001. — 384с.

8. Парфеньева И. Е. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ. М.: Учебное пособие, 2009. 5. Обработка заготовок на фрезерных и сверлильных станках

9. Технология конструкционных материалов Автор: Дальский А. М., Барсукова Т. М., Бухаркин Л. Н. Издательство: Машиностроение Год: 2004

10. Технология конструкционных материалов Автор: Г. А. Прейс и др. Издательство: Высшая школа 1991.

11. Технология конструкционных материалов: Учебник для студентов машиностроительных специальностей. А. М. Дальский, Т. М. Барсукова, А. Ф. Вязов.

12. Пейсахов А. Н., Кучер А. М. — Материаловедение и технология конструкционных материалов: Учебник для не машиностроительных вузов

13. Богуславский Л. А, Москалев М. А. Технология конструкционных материалов и материаловедение. М.: Высшая школа, 1990.

14. http://ru.wikipedia.org/wiki/Портландцемент

15. http://www.trans-mix.ru/info/portlandzement3.php

16. http://buildroads.ru/asfaltobeton/formirovanie-struktury-asfaltobetona.htm

17. http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-146-kirpich/22.htm

18. http://www.favoright.ru/keramicheskie_izdeliya_d